Question

【題目】短周期主族元素X、Y、Z、Q、R的原子序數依次增大，其中X的單質是密度最小的氣體，Z是同周期中原子半徑最大的元素，Y與Q同主族，且Q的原子序數是Y的兩倍。回答下列問題：

(1)Z的原子結構示意圖為__________，R在元素周期表中的位置是______________。

(2)Z的最高價氧化物對應水化物所含化學鍵類型是_______________。Q、R的最高價氧化物對應的水化物酸性較強的是__________(填化學式)。

(3)由X和Y可以形成一種液態化合物T，T分子含18個電子，則其電子式為_______。將Q的低價氧化物通入T可以生成一種強酸，反應的化學方程式為___________________。

(4)氮元素的一種氫化物M，M分子含18個電子，用惰性電極，M、氧氣和Z的最高價氧化物對應水化物的溶液設計一個燃料電池，則M發生的電極反應式為______________________。

(5)在2 L密閉容器中分別充入4 mol A氣體和6 mol B氣體，在一定條件下發生反應：4A(g)＋5B(g)4C(g)＋xD(g)，5min后達到平衡狀態，經測定B的轉化率為75%，D的濃度為2.7 mol·L－1。則x＝_______；A在平衡混合物中的體積分數為________；從反應開始至平衡時，以C的濃度變化表示該反應的平均速率v(C)＝_____________。

Answer 1

【答案】 第三周期ⅦA族 離子鍵、(極性)共價鍵 HClO4 SO2＋H2O2==H2SO4 N2H4—4e－ +4OH- =N2+4H2O 6 3.7% 0.36 mol/(L·min)

【解析】

短周期主族元素X、Y、Z、Q、R的原子序數依次增大，其中X的單質是密度最小的氣體，則X是H；Z是同周期中原子半徑最大的元素，則Z是Na；Y與Q同主族，且Q的原子序數是Y的兩倍，則Y是O，Q是S；綜上，R是Cl。

(1) Z是Na，Na的原子序數為11，原子結構示意圖為。R是Cl ，Cl的原子序數是17，在元素周期表中的位置是第三周期ⅦA族；

(2) Na的最高價氧化物對應水化物是NaOH，是離子化合物，所含化學鍵類型是離子鍵、(極性)共價鍵。非金屬性越強，最高價氧化物對應的水化物酸性越強，非金屬性：S<Cl，則最高價氧化物對應的水化物酸性較強的是HClO4；

(3)由H和O形成一種18個電子的液態化合物H2O2，是共價化合物，H2O2電子式為。將S的低價氧化物SO2，通入H2O2可以生成強酸H2SO4，反應的化學方程式為SO2＋H2O2==H2SO4；

(4)氮元素含18個電子的氫化物N2H4，用惰性電極，N2H4、氧氣和NaOH溶液組成的燃料電池，N2H4極化合價升高失去電子發生氧化反應，電極反應式為N2H4—4e－ +4OH- =N2+4H2O；

(5) 5min后達到平衡狀態，經測定B的轉化率為75%，則△n（B）=6 mol75%=4.5 mol，△c（B）===2.25 mol·L－1，△c（D）=2.7 mol·L－1。由物質的量變化量之比等于化學計量數之比得，B與D物質的量變化量之比5:6，則x＝6。

4A(g)＋5B(g)4C(g)＋6D(g)

n起始（mol） 4 6 0 0

△n（mol） 3.6 4.5 3.6 5.4

n平衡（mol） 0.4 1.5 3.6 5.4

A在平衡混合物中的體積分數=3.7%。

從反應開始至平衡時，以C的濃度變化表示該反應的平均速率v(C)＝==0.36 mol/(L·min)。