Question

A、B、C、D、E、F属于短周期主族元素．A的原子半径在短周期中最大，B的一种原子中，质量数与质子数之差为零，C与D、E与F均同主族，C元素的原子L层电子数是K层的2倍，E原子的核外电子总数等于C、D原子核外电子总数的差．
（1）离子B^-的结构示意图为______；化合物CE₂的分子属于______分子（填“极性”或“非极性”）；用电子式表示化合物A₂F的形成过程______．
（2）A、E、F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）；元素C、D、E形成的常见单质中，熔沸点由高到低的顺序是（用名称表示）______．
（3）由B、C可以构成的最简单的化合物W，取16.0g分子式为W?8H₂O的化合物，将其释放的W完全燃烧生成液态水，可放出89.03kJ的热量，则W燃烧的热化学方程式为______．
（4）使液化石油气氧化直接产生电流是新世纪最富有挑战性的课题之一．有人设计制造了一种燃料电池，一个电极通入富含E单质的气体和少量CE₂，另一电极通入液化石油气（以C₄H₁₀表示），电池的电解质是熔融的K₂CO₃．该电池的负极反应式为______，电池工作时，电解质里的CO₃^2-向______极移动．

Answer 1

【答案】分析：A、B、C、D、E、F属于短周期主族元素．A的原子半径在短周期中最大，则A为钠元素；B的一种原子中，质量数与质子数之差为零，则该原子无中子，则B为氢元素；C元素的原子L层电子数是K层的2倍，则C为碳元素；C与D同主族，则D为硅元素；E原子的核外电子总数等于C、D原子核外电子总数的差，则E核外电子总数为8，故E为氧元素；E与F同主族，则F为硫元素．
解答：解：A、B、C、D、E、F属于短周期主族元素．A的原子半径在短周期中最大，则A为钠元素；B的一种原子中，质量数与质子数之差为零，则该原子无中子，则B为氢元素；C元素的原子L层电子数是K层的2倍，则C为碳元素；C与D同主族，则D为硅元素；E原子的核外电子总数等于C、D原子核外电子总数的差，则E核外电子总数为8，故E为氧元素；E与F同主族，则F为硫元素．故A为钠元素；B为氢元素；C为碳元素；D为硅元素；E为氧元素；F为硫元素．
（1）离子B^-为H^-，有1个电子层，核外有2个电子，结构示意图为；化合物CE₂是CO₂，是直线对称分子属于非极性分子；A₂F是Na₂S，用电子式表示Na₂S的形成过程为，
故答案为：；非极性；；
（2）A、E、F形成的简单离子分别为Na⁺、O^2-、S^2-，电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，所以离子半径Na⁺＜O^2-，最外层电子数相同，电子层越多，离子半径越大，所以离子半径O^2-＜S^2-，故离子半径S^2-＞O^2-＞Na⁺；C为碳元素；D为硅元素；E为氧元素；元素C、D、E形成的常见单质中碳碳键键长比硅硅键键长短，所以熔沸点金刚石（石墨）＞晶体硅，氧气为分子晶体，通常为气态，熔沸点最低，所以熔沸点金刚石（石墨）＞晶体硅＞氧气，
故答案为：S^2-＞O^2-＞Na⁺；金刚石（石墨）＞晶体硅＞氧气；
（3）由B、C可以构成的最简单的化合物W为CH₄，16.0g分子式为CH₄?8H₂O的化合物的物质的量为=0.1mol，释放的CH₄为0.1mol完全燃烧生成液态水，可放出89.03kJ的热量，则CH₄燃烧的热化学方程式为CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=-890kJ?mol^-1，
故答案为：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=-890kJ?mol^-1；
（4）一个电极通入富含氧气单质的气体和少量CO₂，另一电极通入液化石油气（以C₄H₁₀表示），电池的电解质是熔融的K₂CO₃．燃料电池的总反应和燃料燃烧的化学方程式一致，电池总反应为2C₄H₁₀+13O₂═8CO₂+10H₂O，正极发生还原反应，氧气在正极放电，电极反应式为O₂+4e^-=2O^2-；负极发生氧化反应，在负极放电，总反应减正极反应可得负极极反应式，所以该电池的负极反应式为C₄H₁₀+13O^2--26e^-=4CO₂+5H₂O；原电池工作时，阴离子向负极移动，电子从负极经外电路流向正极电池工作时，电解质里的CO₃^2-向负极移动．
故答案为：C₄H₁₀+13O^2--26e^-=4CO₂+5H₂O；负．
点评：本题考查结构与位置关系、电子式、热化学方程式、原电池等，是对所学知识的综合运用与学生能力的考查，注意基础知识的掌握与理解，难度中等．（4）中电极反应式的书写为易错点、难点，利用两极反应式之和为总反应式进行书写，容易理解．