Question

【題目】A、B、C、D為短周期元素，核電荷數依次增大，且A、B、C三種元素的原子核外電子層數之和為5。已知A是原子結構最簡單的元素；B元素原子最外層上的電子數是其電子層數的2倍；A和C之間可形成A2C和A2C2兩種化合物；D在同周期主族元素中原子半徑最大，請回答下列問題。

(1)C元素在元素周期表中的位置是____________；C、D兩種元素所形成的簡單離子，離子半徑由大到小的順序是________________。(用離子符號表示)

(2)寫出A2C2的電子式__________。

(3)在恒溫下，體積為2 L的恒容容器中加入一定量的B單質和1 mol A2C蒸汽，發生：B(s)＋A2C(g) BC(g)＋A2(g)。2 min后，容器的壓強增加了20%，則2 min內A2C的反應速率為________。一段時間后達到平衡，下列說法正確的是__________。

A.增加B單質的量，反應速率加快

B.恒溫恒容時在該容器中通入Ar，反應速率加快

C.氣體的密度不再變化可以判斷該反應達到了平衡

D.2 min時，A2C的轉化率為80%

E.氣體的平均摩爾質量不變時，該反應達到平衡

(4)BC與C2在DCA溶液中可形成一種燃料電池。該電池的負極反應式為：___________。

(5)將0.2 mol D2C2投入到含有0.1 mol FeCl2的水溶液中恰好充分反應，反應的總化學方程式為：______________________________________________。

Answer 1

【答案】 第二周期VIA族 O2－>Na＋ 0.05 mol/(L·min) CE CO＋4OH－－2e－==CO32-＋2H2O 8Na2O2＋4FeCl2＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋8NaOH＋8NaCl＋3O2↑

【解析】A、B、C、D為短周期元素,核電荷數依次增大,A是原子結構最簡單的元素,故A為氫,屬于第一周期,A、B、C三種元素的原子核外電子層數之和為5,故B、C只能處于第二周期,B元素原子最外層上的電子數是其電子層數的2倍,最外層電子數為4,則B為碳元素,A和C之間可形成A2C和A2C2兩種化合物,故C為氧元素;D在同周期主族元素中原子半徑最大,處于IA族,原子序數大于氧,故D為Na。
(1)根據以上分析，C為氧元素,在元素周期表中的位置是第二周期第VIA族, C、D兩種元素所形成的簡單離子分別為O2－、Na＋,二者電子層結構相同,核電荷數越大離子半徑越小,故離子半徑由大到小的順序是: O2－、Na＋,
因此，本題正確答案是:第二周期第VIA族；O2－、Na＋；
(2)H2O2的電子式為

因此，本題正確答案是：；
(3)設轉化的水的物質的量為amol,則
C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)
開始(mol) 1 0 0
轉化(mol) a a a
平衡(mol) 1-a a a
2min后，容器的壓強增加了20%，則1mol(1+20%)=1+a,解a=0.2,故2min內H2O的反應速率為=0.05 mol/(L·min)；
A.增加固體單質的量,不會影響化學反應速率,故A錯誤；
B.恒溫恒容時在該容器中通入Ar,不改變反應中各種物質的濃度,故化學反應速率不變,故B錯誤；
C.隨反應過程中,混合氣體的質量增大,容器體積不變,混合氣體密度增大,密度不再變化可以判斷該反應達到了平衡,所以C選項是正確的；
D.2 min時，H2O的轉化率為100%=20%，故D錯誤；
E.1mol水反應得到1mol、1mol氫氣,生成物的平均相對分子質量為15,故混合氣體中平均相對分子質量減小,平均相對分子質量不變說明到達平衡，故E正確。
因此，本題正確答案是：0.05 mol/(L·min)；CE；
(4)CO燃燒生成二氧化碳,二氧化碳與堿反應生成碳酸根,負極發生氧化反應,故燃料電池的負極反應為：CO＋4OH－－2e－==CO32-＋2H2O,
因此，本題正確答案是：CO＋4OH－－2e－==CO32-＋2H2O；
(5) 將0.2 mol D2C2投入到含有0.1 mol FeCl2的水溶液中恰好充分反應，過氧化鈉反應得到0.4molNaOH、0.1molO2，0.1molFeCl2反應消耗0.2molNaOH，得到0.1molFe(OH)2，剩余0.2molNaOH，0.1molFe(OH)2轉化為0.1molFe(OH)3消耗氧氣為=0.025mol,則剩余0.075molO2,反應的總的化學方程式為: 8Na2O2＋4FeCl2＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋8NaOH＋8NaCl＋3O2↑

因此，本題正確答案是：8Na2O2＋4FeCl2＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋8NaOH＋8NaCl＋3O2↑。