Question

A、B、C、D、E、F六種元素分布在三個不同的短周期，它們的原子序數依次增大，其中B與C為同一周期，D與F為同一周期，A與D、C與F分別為同一主族，C元素的原子最外層電子數是次外層電子數的三倍，D是所在周期原子半徑最大的元素。又知六種元素所形成的常見單質在常溫常壓下有三種是氣體，三種是固體。

請回答下列問題：

(1)由A、B、C三種元素組成的化合物X中共含有9個原子，X中所含化學鍵類型有           ，用離子方程式表示X溶液呈酸性的原因是                   。

(2)E是非金屬元素，其單質在電子工業中有重要應用，請寫出其氧化物溶于強堿溶液的離子方程式：                     。

(3)一定條件下，A的單質氣體與B的單質氣體充分反應生成6.8gW氣體已知[n(A):n(B)=3:1]，可放出l8.44 kJ熱量，則該反應的熱化學方程式為              。

(4)A的單質與C的單質在KOH的濃溶液中可以形成原電池，如果以金屬M和金屬N為惰性電極，在電池的M極通入A的單質氣體，N極通入C的單質氣體，則M極的電極反應式為                 。

(5)在10L的密閉容器中，通人2molFC₂氣體和3molC₂氣體，一定條件下反應后生成FC₃氣體，當反應達到平衡時，單質C的濃度為0.21mol／L，則平衡時FC₂的轉化率為       。

Answer 1

（1）離子鍵、共價鍵，NH₄^＋＋H₂ONH₃·H₂O＋H^＋

（2）Si＋2OH^－＋H₂O＝SiO₃^2－＋2H₂↑。

（3）N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)  ΔH=－92.2 kJ·mol^－1。

（4）H₂－2e^－＋2OH^－＝2H₂O。

（5）0.90 (90%)

解析:

六種元素處于不同周期，原子序數依次增大，其中B、C同一周期，D、F同一周期，可以判斷A為第一周期，B、C為第二周期，D、F為第三周期，A、D為同一主族，故A為H，D為Na，C、F為同一主族，且C原子的最外層電子數是次外層電子數的三倍，最外層電子數不能超過8個，故C的電子排布為K層2，L層6，故C為O，F為S；因此6種物質中有3中氣體單質，其中已經判斷出的氫、氧單質為氣體，所以B、E必有一種為氣體，D（Na）和F（S）之間無氣體單質，故氣體單質只能是處于A、C之間的B，該區間只有N形成氣體，即B為N元素；E為位于D（鈉）到F（S）之間的元素。

（1）A、B、C分別為H、N、O三元素；不難判斷X為NH₄NO₃，其化學鍵類型為離子鍵、共價鍵；NH₄NO₃為強酸弱堿鹽，水解顯酸性。NH₄^＋＋H₂ONH₃·H₂O＋H^＋。

（2）由題目信息可以判斷，E為Si，與堿反應的離子方程式為Si＋2OH^－＋H₂O＝SiO₃^2－＋2H₂↑。

（3）由題目給出的信息，可以判斷，該過程為H₂與N₂合成銨的反應，生成1 mol NH₃放出的熱量為：18.44kJ/(6.8g/17g·mol^－1)＝46.1 kJ·mol^－1，故熱化學方程式為：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)  ΔH=－92.2 kJ·mol^－1。

（4）M極通入氫氣，該極為電池的負極，其電極反應為：H₂－2e^－＋2OH^－＝2H₂O。

（5）SO₂與O₂生成SO₃，反應式為2SO₂＋O₂2SO₃，反應過程中剩余O₂為：0.21 mol×10L＝2.1 mol，參加反應的氧氣的物質的量為：3 mol－2.1 mol＝0.9 mol；根據方程式可以得出，反應消耗的SO₂為0.9 mol×2＝1.8 mol，故SO₂的轉化率為：1.8mol/2mol=0.90 (90%)。