Question

15．常见元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，其相关信息如表：

元素	相关信息
A	该元素的一种核素无中子
B	基态原子核外只有三个能级，且各能级电子数相等
C	基态原子最外层电子数是其内层电子总数的2.5倍
D	一个D-离子含18个电子
E	+3价离子3d能级为半充满

（1）E位于元素周期表的位置是，其基态原子未成对电子有4个．
（2）B、C、D的电负性由大到小的顺序是Cl＞N＞C（用元素符号表示）．
（3）C单质分子中δ键和π键的个数比是，C的氢化物在同族元素中氢化物的沸点出现反常，其原因是NH₃分子间易形成氢键．
（4）D的氢化物与其最高价氧化物的水化物的钾盐共热能发生反应，生成一种气体单质，反应的化学方程式为8HCl+KClO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KCl+4Cl₂↑+4H₂O．
（5）由A、B两种元素组成的非极性分子有多种，其中乙是一个分子含4个原子的分子，乙的电子式是．已知乙的燃烧热为1200kJ∕mol，乙燃烧热的热化学反应方程式是C₂H₂（g）+$\frac{5}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+H₂O（l）；△H=-1200kJ/mol．
（6）在一定温度下，向一个容积不变的密闭容器中充入1molC₂和3molA₂，发生反应：Y₂（g）+3A₂（g）?2YA₃（g）△H=-akJ/mol．在该条件下达到平衡时放出的热量为bkJ，其平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）•{c}^{3}（{H}_{2}）}$（用化学式表示）．若起始向此容器中充入2molAH₃，在相同温度下达到平衡时，反应过程中吸收的热量为ckJ，则a、b、c三者之间的关系为a=b+c（用一个式子表示）．

Answer 1

分析 常见元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A元素的一种核素无中子，则A为H元素；
B的基态原子核外只有三个能级，且各能级电子数相等，则B原子核外电子排布为1s²2s²2p²，则B为C元素；
C的基态原子最外层电子数是其内层电子总数的2.5倍，则C原子核外有2个电子层，最外层电子数为5，则C为N元素；
D的一个D^-离子含18个电子，则D原子核外电子总数=核电荷数=17，为Cl元素；
E³⁺的3d能级为半充满，其基态原子的电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²或[Ar]3d⁶4s²，为Fe元素，
根据以上分析进行解答．

解答 解：常见元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A元素的一种核素无中子，则A为H元素；B的基态原子核外只有三个能级，且各能级电子数相等，则B原子核外电子排布为1s²2s²2p²，则B为C元素；C的基态原子最外层电子数是其内层电子总数的2.5倍，则C原子核外有2个电子层，最外层电子数为5，则C为N元素；D的一个D^-离子含18个电子，则D原子核外电子总数=核电荷数=17，为Cl元素；E³⁺的3d能级为半充满，其基态原子的电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²或[Ar]3d⁶4s²，为Fe元素，
（1）E为Fe元素，其基态核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，铁元素位于第4周期第VIII族，基态原子未成对电子为3d轨道的4个电子，
故答案为：第4周期第VIII族；4；
（2）B、C、D分别为C、N、Cl元素，非金属性越强，电负性越强，则电负性大小为：Cl＞N＞C，
故答案为：Cl＞N＞C；
（3）C单质为N₂，N₂分子含氮氮三键，δ键和π键的个数比为1：2；由于氨分子间存在氢键，故使其沸点出现反常，
故答案为：1：2；NH₃分子间易形成氢键；
（4）D的氢化物为HCl，其最高价氧化物的水化物的钾盐为KClO₄，共热能发生反应，生成一种气体单质，应为Cl₂，反应的方程式为：8HCl+KClO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KCl+4Cl₂↑+4H₂O，
故答案为：8HCl+KClO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KCl+4Cl₂↑+4H₂O；
（5）由A、B两种元素组成的含4个原子的非极性分子为乙炔，乙炔的电子式为 ；
已知乙炔的燃烧热为1200kJ∕mol，则乙燃烧热的热化学反应方程式为C₂H₂（g）+$\frac{5}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+H₂O（l）；△H=-1200 kJ/mol，故答案为：；C₂H₂（g）+$\frac{5}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+H₂O（l）；△H=-1200 kJ/mol；
（6）已知N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-akJ/mol，其表达式为：K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）•{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
恒温恒容下，2molNH₃完全转化到左边，可得3molH₂和1molN₂，故与原平衡为等效平衡，平衡时NH₃的浓度相同，令平衡时氮气的物质的量为ymol，向容器中充入1molN₂和3molH₂，平衡时参加反应的氮气为（1-y）mol，根据N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-akJ/mol，可知放出的热量为（1-y）mol×akJ/mol=a（1-y）kJ，即a（1-y）=b，
向容器中充入2molNH₃，到达平衡时，生成氮气ymol，根据N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-akJ/mol，可知吸收的热量为ymol×akJ/mol=aykJ，即c=ay，所以a=b+c，
故答案为：$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）•{c}^{3}（{H}_{2}）}$；a=b+c．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，题目难度中等，涉及电负性、电离能、方程式的书写、化学平衡的计算等知识，注意掌握原子结构与元素周期表、元素周期律的关系，（6）为易错点，注意等效平衡原理的应用．