Question

1．现有部分短周期元素的性质或原子结构如表：

元素编号	元素性质或原子结构
A	原子序数最小的元素
B	最外层电子数是次外层电子数的2倍
C	最外层电子数比次外层电子数多3
D	单质的一种同素异形体是保护地球地表环境的重要屏障
E	最高正化合价为+7
F	第3周期元素原子半径 最大

（1）写出由A、D二元素所形成的原子个数比为1：1的化合物的电子式；
（2）写出E单质与水反应的离子方程式Cl₂+H₂O=H⁺+Cl^-+HClO；
（3）在101kPa下，BA₄（g）、A₂（g）、B（s）的燃烧热分别为：△H₁=-890.3kJ/mol、△H₂=-285.8kJ/mol和△H₃=-393.5kJ/mol，则反应B（s）+2A₂（g）=BA₄（g）的热化学方程式为C（s）+2H₂（g）=CH₄（g）△H=-74.8kJ•mol ^-1，
（4）C的一种氢化物甲核外有18个电子，发射卫星时可用它作为燃料，用C₂D₄为氧化剂，甲（l）+C₂D₄（l）-C₂（g）+A₂D（g）
已知4g甲在上述反应中放出71kJ的热量，写出该反应的热化学方程式2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1136KJ/mol．
（5）BA₄为燃料可设计成结构简单、能量转化率高、对环境无污染的燃料电池，其工作原理如图所示，则a是CH₄气体，电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-=2CO₃^2-+7H₂O；通入b气体的电极是正极，电极反应式为4H₂O+2O₂+8e^-=8OH^-．

Answer 1

分析 短周期元素中，A是原子序数最小的元素，则A为H元素；B元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，最外层电子数不超过8，故原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，故B为碳元素；C元素原子最外层电子数比次外层电子数多3，原子也有2个电子层，最外层电子数为5，故C为N元素；D单质的一种同素异形体是保护地球地表环境的重要屏障，则D为O元素；E元素的最高正化合价为+7，则E为Cl；F是第3周期元素原子半径 最大元素，则F为Na．

解答 解：短周期元素中，A是原子序数最小的元素，则A为H元素；B元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，最外层电子数不超过8，故原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，故B为碳元素；C元素原子最外层电子数比次外层电子数多3，原子也有2个电子层，最外层电子数为5，故C为N元素；D单质的一种同素异形体是保护地球地表环境的重要屏障，则D为O元素；E元素的最高正化合价为+7，则E为Cl；F是第3周期元素原子半径 最大元素，则F为Na．
（1）由A、D二元素所形成的原子个数比为1：1的化合物为H₂O₂，电子式为，
故答案为：；
（2）E单质为氯气，与水反应的离子方程式：Cl₂+H₂O=H⁺+Cl^-+HClO，
故答案为：Cl₂+H₂O=H⁺+Cl^-+HClO；
（3）CH₄（g）、H₂（g）、碳（s）的燃烧热分别为：△H₁=-890.3kJ/mol、△H₂=-285.8kJ/mol和△H₃=-393.5kJ/mol，可得热化学方程式：
①．CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol
②.2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ/mol
③．C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
根据盖斯定律，③+②-①可得：C（s）+2H₂（g）=CH₄（g）△H=-74.8kJ•mol ^-1，
故答案为：C（s）+2H₂（g）=CH₄（g）△H=-74.8kJ•mol ^-1；
（4）C的一种氢化物甲核外有18个电子，甲为N₂H₄，用N₂O₄为氧化剂，发生反应：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g），4gN₂H₄在上述反应中放出71kJ的热量，则2molN₂H₄反应放出的热量为：71kJ×$\frac{2mol×32g/mol}{4g}$=1136kJ，故热化学方程式为：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1136KJ/mol，
故答案为：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1136KJ/mol；
（5）由图可知，通入气体a的一端发生氧化反应，故a为甲烷，该极为负极，甲烷失去电子，碱性条件下生成碳酸根离子与水，负极电极反应式为：CH₄+10OH^--8e^-=2CO₃^2-+7H₂O，通入b为氧气，为正极，获得电子，碱性条件下生成氢氧根离子，正极电极反应式为：4H₂O+2O₂+8e^-=8OH^-，
故答案为：CH₄；CH₄+10OH^--8e^-=2CO₃^2-+7H₂O；正；4H₂O+2O₂+8e^-=8OH^-．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，涉及电子式、离子方程式、热化学方程式、原电池原理及电极反应式书写，是对学生综合能力的考查，难度中等．