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19.A、B、C、D、E、F、G、L、I九种主族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L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,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、L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)S2->Na+>Al3+
(2)由L、I两元素可按原子个数比1:1组成化合物X,化合物X中各原子均满足8电子的稳定结构,则X的电子式为.固体化合物E2D2投入到化合物E2L的水溶液中,只观察到有沉淀产生的,写出该反应的离子方程式为:
Na2O2+S2-+2H2O═S+2Na++4OH-
(3)在10L的密闭容器中,通入2mol LD2气体和1mol D2气体,一定温度下反应后生成LD3气体,当反应达到平衡时,D2的浓度为0.01mol•L-1,同时放出约177kJ的热量,则平衡时LD2的转化率为90%;该反应的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196.7kJ/mol;此时该反应的平衡常数K=8100.
(4)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以C2、A2为电极反应物,以HCl一NH4Cl溶液为电解质溶液制造新型燃料电池,试写出该电池的正极反应式N2+8H++6e-=2NH4+;放电时溶液中H+移向正(填“正”或“负”)极.

分析 A、B、C、D、E、F、G、L、I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L分别为同主族,则L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,I的原子序数比S大,且是前三周期主族元素,所以I为氯元素,据此进行解答.

解答 解:A、B、C、D、E、F、G、L、I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L分别为同主族,则L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,I的原子序数比S大,且是前三周期主族元素,所以I为Cl元素,
(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S2->Na+>Al3+
故答案为:SiH4;S2->Na+>Al3+
(2)L、I两元素分别为S和Cl,按原子个数比1:1组成化合物X且各原子均满足8电子的稳定结构,其化学式为S2Cl2,其电子式为,化合物E2D2和化合物E2L分别为Na2O2和Na2S,它们在水溶液中反应有沉淀,说明的硫产生,所以离子方程式为Na2O2+S2-+2H2O═S↓+2Na++4OH-
故答案为:;Na2O2+S2-+2H2O═S↓+2Na++4OH-
(3)LD2为SO2、D2为O2,在10L的密闭容器中,通入2mol SO2气体和1mol 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0.01mol•L-1,则:
            2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)
开始(mol/L):0.2    0.1     0
变化(mol/L):0.18   0.09    0.18
平衡(mol/L):0.02   0.01    0.18
故平衡时SO2的转化率为$\frac{0.18mol/L}{0.2mol/L}$×100%=90%,
参加反应二氧化硫的物质的量为:0.18mol/L×10L=1.8mol,同时放出约177kJ的热量,则2mol二氧化硫反应放出的热量为:177kJ×$\frac{2mol}{1.8mol}$=196.7kJ,则该反应的热化学方程式为:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196.7kJ/mol,
此时该反应的平衡常数为:K=$\frac{0.1{8}^{2}}{0.0{2}^{2}×0.01}$=8100,
故答案为:90%;2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196.7kJ/mol;8100;
(4)C2为N2、A2为H2,以HCl-NH4Cl溶液为电解溶液构成原电池,正极是氧化剂N2发生还原反应,电极反应式为N2+8H++6e-=2NH4+,根据原电池构成的闭合回路中的电流方向可知,电解质溶液中H+向正方向运动,
故答案为:N2+8H++6e-=2NH4+;正.

点评 本题结构性质位置关系综合应用,题目难度中等,涉及元素周期律、比较离子半径、电子式、化学平衡及平衡常数有关计算、热化学方程式等知识,推断元素是解题的关键,注意掌握化学平衡计算中三段式解题法应用.

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第Ⅱ卷

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