Question

A、B、C、D、E、F均为短周期元素，其原子序数依次增大．已知：A的最外层电子数等于其电子层数；B的最外层电子数是次外层电子数的两倍；D是地壳中含量最高的元素；D和F、A和E分别同主族；E是所有短周期主族元素中原子半径最大的元素．根据以上信息回答下列问题：
（1）B与D形成化合物BD₂的结构式为

O═C═O

（2）A、C、D三元素能形成一种强酸甲，写出单质B与甲的浓溶液反应的化学反应方程式

C+4HNO₃（浓）

△  .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O

．
（3）均由A、D、E、F四种元素组成的两种盐，其相对分子质量相差16，写出它们在溶液中相互作用的离子方程式为

H⁺+HSO₃^-═SO₂↑+H₂O

；由B、D、E组成的盐溶于水后溶液显碱性，其原因是（用离子方程式表示）

CO₃^2-+H₂OHCO₃^-+OH^-

．
（4）C₂A₄─空气燃料电池是一种碱性燃料电池．电解质溶液是20%～30%的KOH溶液．则燃料电池放电时：正极的电极反应式是

O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-

．
（5）已知：2CD₂（g）  C₂D₄（g）；△H＜0．在恒温恒容条件下，将一定量CD₂和C₂D₄的混合气体通入容积为2L的密闭容器中，反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如图所示．

①a、b、c、d四个点中，化学反应处于平衡状态的是

bd

点．
②25min时，增加了

NO₂

（填物质的化学式）

0.8

mol．
③a、b、c、d四个点所表示的反应体系中，气体颜色由深到浅的顺序是

cdba

（填字母）．

Answer 1

分析：A、B、C、D、E、F均为短周期元素，其原子序数依次增大．
B的最外层电子数是次外层电子数的两倍，则B有2个电子层，最外层有4个电子，则B为碳元素；A的最外层电子数等于其电子层数，原子序数小于碳元素，则A为氢元素；D是地壳中含量最高的元素，则D为氧元素；C元素介于氧元素与碳元素之间，则C为氮元素；D和F同主族，则F为硫元素；A和E同主族，E是所有短周期主族元素中原子半径最大的元素，则E为钠元素．

解答：解：A、B、C、D、E、F均为短周期元素，其原子序数依次增大．B的最外层电子数是次外层电子数的两倍，则B有2个电子层，最外层有4个电子，则B为碳元素；A的最外层电子数等于其电子层数，原子序数小于碳元素，则A为氢元素；D是地壳中含量最高的元素，则D为氧元素；C元素介于氧元素与碳元素之间，则C为氮元素；D和F同主族，则F为硫元素；A和E同主族，E是所有短周期主族元素中原子半径最大的元素，则E为钠元素．
（1）B与D形成化合物BD₂为CO₂，CO₂中碳原子与氧原子之间形成2对共用电子对，结构式为O═C═O．
故答案为：O═C═O．
（2）A、C、D三元素能形成一种强酸甲，甲为HNO₃，单质B为碳单质，碳与浓硝酸反应的方程式为
C+4HNO₃（浓）

△  .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O．
故答案为：C+4HNO₃（浓）

△  .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O．
（3）均由A、D、E、F四种元素组成的两种盐，其相对分子质量相差16，则该两种盐为NaHSO₄、NaHSO₃，二者反应的离子方程式为H⁺+HSO₃^-═SO₂↑+H₂O，由B、D、E组成的盐为 Na₂CO₃，碳酸钠是强碱弱酸盐，碳酸根水解
 CO₃^2-+H₂OHCO₃^-+OH^-，使溶液呈碱性．
故答案为：H⁺+HSO₃^-═SO₂↑+H₂O； CO₃^2-+H₂OHCO₃^-+OH^-．
（4）C₂A₄是N₂H₄，N₂H₄─空气燃料电池是一种碱性燃料电池．电解质溶液是20%～30%的KOH溶液．原电池正极发生还原反应，氧气在正极放电，正极的电极反应式是O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．
（5）发生反应2NO₂（g）  N₂O₄（g）；△H＜0．由图可知平衡时，X为生成物，X的浓度变化为0.4mol/L，Y为反应物，Y的浓度变化为0.2mol/L，所以X为NO₂，Y为N₂O₄．
①浓度不变时处于平衡状态，由图可知，bd处于平衡状态．
故答案为：bd．
②由图可知平衡时，X为生成物，X的浓度变化为0.4mol/L，Y为反应物，Y的浓度变化为0.2mol/L，所以X为NO₂，Y为N₂O₄．25min时，X的浓度瞬间增大，X的浓度增大为0.4mol/L，Y的浓度瞬间不变，所以应该增加了NO₂，增加二氧化氮的物质的量为0.4mol/L×2L=0.8mol．
故答案为：NO₂；  0.8．
③二氧化氮的浓度越大，气体颜色越深，所以a、b、c、d四个点所表示的反应体系中，气体颜色由深到浅的顺序是 cdba．
故答案为：cdba．

点评：以元素推断为载体，考查结构与位置关系、原电池、化学平衡及图象等，难度中等，推断元素是关键，是对所学知识的综合运用与学生能力考查，注意基础知识的掌握．