Question

4．A、B、C、D、E、F、G、H八种元素分布在三个不同的短周期，它们的原子序数依次增大，其中B、C、D为同一周期，A与E，B与G，D与H分别为同一主族，C、D、F三种元素的原子序数之和为28，F的质子数比D多5个，D的最外层电子数是F的2倍，C和D的最外层电子数之和为11．请回答下列问题：
（1）以上八种元素中非金属所形成的最简单气态氢化物稳定性最弱的是（填化学式）SiH₄，E、F、H所形成的简单离子的半径由大到小的顺序为（用离子符号表示）S^2-＞Na⁺＞Al³⁺．
（2）一定条件下，A的单质气体与C的单质气体充分反应生成 W气体，W的结构式
由A、D两元素可以组成X、Y两种化合物，X在一定条件下可以分解成Y，X的电子式为，化合物E₂ D₂与化合物E₂H的水溶液按物质的量比1：1反应生成单质H的离子方程式为Na₂O₂+2H₂O+S^2-=S+4Na⁺+4OH^-
（3）G是非金属元素，其单质在电子工业中有重要应用，请写出G的最高价氧化物与B单质在高温下发生置换反应的化学反应方程式SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO↑+Si．
（4）A的单质与D的单质在KOH的浓溶液中可以形成原电池，如果以铂为电极，则负极的电极反应式为H₂-2e^-+2 OH^-=2 H₂O．
（5）在10L的密闭容器中，通入2mol的HO₂气体和3mol D的气体单质，一定条件下反应后生成HD₃气体，当反应达到平衡时，单质D的浓度为0.21mol/L，则平衡时HD₂的转化率为90%，此时该反应的平衡常数为$\frac{0.1{8}^{2}}{0.0{2}^{2}×0.21}$（用数据列关系式不必化简）

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G、H八种元素分布在三个不同的短周期，它们的原子序数依次增大，则A为氢元素；A与E同一主族，E原子序数比A至少大4，可推知E为Na；B、C、D为同一周期，应处于第二周期，E、F、G、H都处于第三周期，令F的最外层电子数为x，其质子数为10+x，则D原子最外层电子数为2x，质子数为2+2x，由于F的质子数比D多5，则有：10+x-（2-2x）=5，解得x=3，故F为Al、D为O，C、D、F三种元素的原子序数之和为28，则C的原子序数=28-8-13=7，故C为N；D与H分别为同主族，则H为S；B与G同主族，结合原子序数可知，处于ⅣA族，故B为C、G为Si，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G、H八种元素分布在三个不同的短周期，它们的原子序数依次增大，则A为氢元素；A与E同一主族，E原子序数比A至少大4，可推知E为Na；B、C、D为同一周期，应处于第二周期，E、F、G、H都处于第三周期，令F的最外层电子数为x，其质子数为10+x，则D原子最外层电子数为2x，质子数为2+2x，由于F的质子数比D多5，则有：10+x-（2-2x）=5，解得x=3，故F为Al、D为O，C、D、F三种元素的原子序数之和为28，则C的原子序数=28-8-13=7，故C为N；D与H分别为同主族，则H为S；B与G同主族，结合原子序数可知，处于ⅣA族，故B为C、G为Si，
（1）以上八种元素中的非金属中Si的非金属性最弱，其形成的最简单气态氢化物SiH₄稳定性最弱，
电子层结构相同核电荷数越大离子半径越小，电子层越多离子半径越大，故离子半径S^2-＞Na⁺＞Al³⁺，
故答案为：SiH₄；S^2-；Na⁺；Al³⁺；
（2）一定条件下，氢气与氮气充分反应可生成气体W为NH₃，其结构式为；
由H、O两元素可以组成X、Y两种化合物，X在一定条件下可以分解生成Y，则X为H₂O₂、Y为H₂O，H₂O₂分子中O原子之间形成1对共用电子对，H原子与O原子之间形成1对共用电子对，其电子式：，
固体化合物Na₂O₂与化合物Na₂S的水溶液按物质的量之比1：1反应生成单质S，同时生成NaOH，该反应的离子方程式为Na₂O₂+2H₂O+S^2-=S+4Na⁺+4OH^-，
故答案为：；；Na₂O₂+2H₂O+S^2-=S+4Na⁺+4OH^-；
（3）二氧化硅与碳在高温下反应生成CO与Si，化学反应方程式为：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO↑+Si，
故答案为：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO↑+Si；
（4）氢气、氧气、NaOH构成原电池，负极发生氧化反应，氢气在负极失去电子，碱性条件下生成水，负极电极反应式为：H₂-2e^-+2 OH^-=2 H₂O，
故答案为：H₂-2e^-+2 OH^-=2 H₂O；
（5）在10L的密闭容器中，通入2mol SO₂气体和3 mol O₂气体，一定温度下反应后生成SO₃气体，当反应达到平衡时，O₂的浓度为0.21mol•L^-1，则：
                     2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
开始（mol/L）：0.2          0.3             0
变化（mol/L）：0.18        0.09         0.18
平衡（mol/L）：0.02        0.21        0.18
故平衡时SO₂的转化率为$\frac{0.18mol/L}{0.2mol/L}$×100%=90%，
此时该反应的平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）×c（{O}_{2}）}$=$\frac{0.1{8}^{2}}{0.0{2}^{2}×0.21}$，
故答案为：90%；$\frac{0.1{8}^{2}}{0.0{2}^{2}×0.21}$．

点评 本题考查结构性质位置关系综合应用，题目涉及元素周期律、离子半径、电子式与结构式、原电池、化学平衡及平衡常数有关计算等，难度中等，推断元素是解题的关键，掌握化学平衡计算中三段式解题法应用．