Question

下表由元素周期表的前三周期去掉副族上方空区域后组合而成．请用相应的化学用语回答下列问题．

a
b			c	d	e	f
g		h			i

（1）请写出满足以下要求的2个置换反应的化学方程式．
①所涉及的元素均为a-i中的元素；
②4种单质分属于4个不同 的主族．

 

．
（2）第三周期8种元素按单质熔点（℃）大小顺序的柱形图如图1（已知柱形1代表Ar），则其中序列“2”表示的单质为

 

，“8”表示的单质为

 

 （均填化学式）．
（3）b、c、d、e、f的氢化物的沸点直角坐标图如图2，序列“5”氢化物的结构式为

 

，序列“1”氢化物的电子式为

 

．
（4）单质a单质e可以设计为新型燃料电池，电解质为KOH溶液，则单质e在该燃料电池的

 

极发生电极反应，电极反应式为

 

．
（5）在e单质中燃料4克i单质生成一种有刺激性气味的气体，同时放出aKJ热量，写出该反应的热化学方程式

 

．

Answer 1

分析：根据元素在周期表中的位置，可知a为H，b为Li，c为C，d为N，e为O，f为F，g为Na，h为Al，i为S，
（1）氟气与水的反应置换出氧气，C与水反应置换出氢气，符合条件；
（2）第三周期中只有氩、氯气为气体，氯气的熔点仅高于氩；8种元素单质的熔点最高的为原子晶体Si；
（3）b、c、d、e、f的氢化物中，沸点最高为离子化合物LiH，水的沸点为100℃，序列“2”为水，HF分子之间、氨气分子之间都存在氢键，沸点比较甲烷高，沸点最低的为甲烷；
（4）氢气、氧气设计为新型燃料电池，电解质为KOH溶液，氧气发生还原反应，在正极获得电子，碱性条件下生成氢氧根离子；
（5）在氧气中中燃烧生成一种有刺激性气味的气体为SO₂，计算1molS燃烧放出的热量，标明物质聚集状态、反应热，书写热化学方程式．

解答：解：根据元素在周期表中的位置，可知a为H，b为Li，c为C，d为N，e为O，f为F，g为Na，h为Al，i为S，
（1）氟气与水的反应置换出氧气，C与水反应置换出氢气，符合条件，反应方程式为：2F₂+2H₂O=4HF+O₂；C+H₂O（g）

高温  .

H₂+CO，
故答案为：2F₂+2H₂O=4HF+O₂；C+H₂O（g）

高温  .

H₂+CO；
（2）第三周期中只有氩、氯气为气体，氯气的熔点仅高于氩，故序列“2”表示的单质为Cl₂；8种元素单质的熔点最高的为原子晶体Si，序列“8”表示的单质为Si，
故答案为：Cl₂；Si；
（3）b、c、d、e、f的氢化物中，沸点最高为离子化合物LiH，水的沸点为100℃，序列“2”为水，HF分子之间、氨气分子之间都存在氢键，沸点比较甲烷高，沸点最低的为甲烷，序列“5”的氢化物的沸点最低为甲烷，分子中C原子与H原子之间形成1对共用电子对，其结构式为；序列“1”的沸点最高为LiH，其电子式为：，
故答案为：；；
（4）氢气、氧气设计为新型燃料电池，电解质为KOH溶液，氧气发生还原反应，在正极获得电子，碱性条件下生成氢氧根离子，正极电极反应式为：O₂+4H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案为：正；O₂+4H₂O+4e^-=4OH^-；
（5）在氧气中中燃烧生成一种有刺激性气味的气体为SO₂，1molS燃烧放出的热量=akJ×

1mol×32g/mol

4g

=8a kJ，故该反应热化学方程式为：S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-8aKJ/mol，
故答案为：S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-8aKJ/mol．

点评：本题考查元素周期表与元素周期律的综合应用，涉及晶体类型与性质、阅读图表获取信息能力、电子式、原电池、热化学方程式书写等，难度中等，注意（3）中LiH电子式中氢负离子的2个电子应为成对电子．