Question

下表由元素周期表的前三周期去掉副族上方空區域后組合而成．請用相應的化學用語回答下列問題．

a
b			c	d	e	f
g		h			i

（1）請寫出滿足以下要求的2個置換反應的化學方程式．
①所涉及的元素均為a-i中的元素；
②4種單質分屬于4個不同 的主族．

 

．
（2）第三周期8種元素按單質熔點（℃）大小順序的柱形圖如圖1（已知柱形1代表Ar），則其中序列“2”表示的單質為

 

，“8”表示的單質為

 

 （均填化學式）．
（3）b、c、d、e、f的氫化物的沸點直角坐標圖如圖2，序列“5”氫化物的結構式為

 

，序列“1”氫化物的電子式為

 

．
（4）單質a單質e可以設計為新型燃料電池，電解質為KOH溶液，則單質e在該燃料電池的

 

極發生電極反應，電極反應式為

 

．
（5）在e單質中燃料4克i單質生成一種有刺激性氣味的氣體，同時放出aKJ熱量，寫出該反應的熱化學方程式

 

．

Answer 1

分析：根據元素在周期表中的位置，可知a為H，b為Li，c為C，d為N，e為O，f為F，g為Na，h為Al，i為S，
（1）氟氣與水的反應置換出氧氣，C與水反應置換出氫氣，符合條件；
（2）第三周期中只有氬、氯氣為氣體，氯氣的熔點僅高于氬；8種元素單質的熔點最高的為原子晶體Si；
（3）b、c、d、e、f的氫化物中，沸點最高為離子化合物LiH，水的沸點為100℃，序列“2”為水，HF分子之間、氨氣分子之間都存在氫鍵，沸點比較甲烷高，沸點最低的為甲烷；
（4）氫氣、氧氣設計為新型燃料電池，電解質為KOH溶液，氧氣發生還原反應，在正極獲得電子，堿性條件下生成氫氧根離子；
（5）在氧氣中中燃燒生成一種有刺激性氣味的氣體為SO₂，計算1molS燃燒放出的熱量，標明物質聚集狀態、反應熱，書寫熱化學方程式．

解答：解：根據元素在周期表中的位置，可知a為H，b為Li，c為C，d為N，e為O，f為F，g為Na，h為Al，i為S，
（1）氟氣與水的反應置換出氧氣，C與水反應置換出氫氣，符合條件，反應方程式為：2F₂+2H₂O=4HF+O₂；C+H₂O（g）

高溫  .

H₂+CO，
故答案為：2F₂+2H₂O=4HF+O₂；C+H₂O（g）

高溫  .

H₂+CO；
（2）第三周期中只有氬、氯氣為氣體，氯氣的熔點僅高于氬，故序列“2”表示的單質為Cl₂；8種元素單質的熔點最高的為原子晶體Si，序列“8”表示的單質為Si，
故答案為：Cl₂；Si；
（3）b、c、d、e、f的氫化物中，沸點最高為離子化合物LiH，水的沸點為100℃，序列“2”為水，HF分子之間、氨氣分子之間都存在氫鍵，沸點比較甲烷高，沸點最低的為甲烷，序列“5”的氫化物的沸點最低為甲烷，分子中C原子與H原子之間形成1對共用電子對，其結構式為；序列“1”的沸點最高為LiH，其電子式為：，
故答案為：；；
（4）氫氣、氧氣設計為新型燃料電池，電解質為KOH溶液，氧氣發生還原反應，在正極獲得電子，堿性條件下生成氫氧根離子，正極電極反應式為：O₂+4H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：正；O₂+4H₂O+4e^-=4OH^-；
（5）在氧氣中中燃燒生成一種有刺激性氣味的氣體為SO₂，1molS燃燒放出的熱量=akJ×

1mol×32g/mol

4g

=8a kJ，故該反應熱化學方程式為：S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-8aKJ/mol，
故答案為：S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-8aKJ/mol．

點評：本題考查元素周期表與元素周期律的綜合應用，涉及晶體類型與性質、閱讀圖表獲取信息能力、電子式、原電池、熱化學方程式書寫等，難度中等，注意（3）中LiH電子式中氫負離子的2個電子應為成對電子．