Question

A、B、C、D四種短周期元素，A、B、C同周期，A的原子半徑是同周期中最大的；B、D同主族．己知D元素的一種單質是日常生活中飲水機常用的消毒劑，C元素的單質可以從A、B兩元素組成的化合物的水溶液中置換出B元素的單質．
（1）C元素在周期表中的位置

第三周期，第VIIA族

．
（2）A元素與水反應的離子方程式是

2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑

．
（3）寫出C元素的單質從A、B兩元素組成的化合物的水溶液中置換出B元素的單質的化學方程式

Cl₂+Na₂S=2NaCl+S↓

．
（4）BD₂和C₂均具有漂白性，二者的漂白原理

不同

．（填“相同”或“不同”）
（5）B元素的單質在不同的條件下可以與O₂發(fā)生一系列反應：
B（s）+O₂=BO₂（g）；△H=-296.8kj?mol^-1
2BD₂（s）+O₂（g）2BO₃（g）；△H=-196.6kJ?mol^-1
則1mol BO₃（g）若完全分解成B（s），反應過程中的熱效應為

△H=+395.1kJ/mol

．
（6）氫氧燃料電池能量轉化率高，具有廣闊的發(fā)展前景．如圖（1）所示，電池中正極的電極反應式為

O₂+2H₂0+4e^-=4OH^-

．
（7）氫氣是合成氨的重要原料，合成氨反應的熱化學方程式如下：
N₂（g）+3H₂（g）2NGH₃（g）；△H=-92.4kJ/mol

①當合成氨反應達到平衡后，改變某一外界條件（不改變N₂、H₂和NH₃的量），反應速率與時間的關系如圖（2）所示．圖中t₁時引起平衡移動的條件可能是

加壓

．其中表示平衡混合物中NH₃的含量最高的一段時間是

t₂-t₃

．
②溫度為T℃時，將2a molH₂和a molN₂放入0.5L密閉容器中，充分反應后測得N₂的轉化率為50%．則該反應的平衡常數為

4

a2

．

Answer 1

分析：己知D元素的一種單質是日常生活中飲水機常用的消毒劑，則應為O元素，O₃是日常生活中飲水機常用的消毒劑，B、D同主族，則B為S元素，A、B、C同周期，A的原子半徑是同周期中最大的，應為Na元素，C元素的單質可以從A、B兩元素組成的化合物的水溶液中置換出B元素的單質，說明C的非金屬性比S元素強，則C為Cl元素，則
（1）C為Cl元素，原子序數為17，根據原子核外電子排布判斷在周期表中的位置；
（2）A為Na，為活潑金屬，與水劇烈反應生成NaOH和氫氣；
（3）氯氣與硫化鈉發(fā)生置換反應生成氯化鈉和硫；
（4）氯氣與水反應生成HClO，HClO具有強氧化性，能漂白有色物質，二氧化硫與有色物質發(fā)生化合反應，漂白之后不穩(wěn)定，加熱后能恢復原來的顏色；
（5）利用蓋斯定律計算反應熱；
（6）氫氧燃料電池正極發(fā)生還原反應；
（7）①根據外界條件對化學平衡的影響分析；
②計算出平衡時各物質的濃度，根據平衡常數表達式計算．

解答：解：己知D元素的一種單質是日常生活中飲水機常用的消毒劑，則應為O元素，O₃是日常生活中飲水機常用的消毒劑，B、D同主族，則B為S元素，A、B、C同周期，A的原子半徑是同周期中最大的，應為Na元素，C元素的單質可以從A、B兩元素組成的化合物的水溶液中置換出B元素的單質，說明C的非金屬性比S元素強，則C為Cl元素，則
（1）C為Cl元素，原子序數為17，原子核外有3個電子層，最外層電子數為7，則應位于周期表第三周期第VIIA族，
故答案為：第三周期，第VIIA族；
（2）A為Na，為活潑金屬，與水劇烈反應生成NaOH和氫氣，反應的離子方程式為2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑，
故答案為：2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑；
（3）氯氣與硫化鈉發(fā)生置換反應生成氯化鈉和硫，反應的化學方程式為Cl₂+Na₂S=2NaCl+S↓，
故答案為：Cl₂+Na₂S=2NaCl+S↓；
（4）氯氣與水反應生成HClO，HClO具有強氧化性，能漂白有色物質，二氧化硫與有色物質發(fā)生化合反應，漂白之后不穩(wěn)定，加熱后能恢復原來的顏色，二者反應原理不同，前者為氧化反應，后者為化合反應，
故答案為：不同；
（5）已知：①S（s）+O₂（g）=SO₂（g）；△H=-296.8kj?mol^-1
②2SO₂（s）+O₂（g）2SO₃（g）；△H=-196.6kJ?mol^-1，
則有③SO₂（g）=S（s）+O₂；△H=+296.8kj?mol^-1，
④2SO₃（g）2SO₂（s）+O₂（g）；△H=+196.6kJ?mol^-1，
利用蓋斯定律將

③+④×2

2

可得：SO₃（g）=S（s）+

3

2

O₂（g），
△H=+

296.8×2+196.6

2

kJ/mol=395.1kJ/mol，
故答案為：△H=+395.1kJ/mol；
（6）氫氧燃料電池正極上氧氣的電子發(fā)生還原反應生成OH^-，電極反應式為O₂+2H₂0+4e^-=4OH^-，
故答案為：O₂+2H₂0+4e^-=4OH^-；
（7）①t₁時，正逆反應速率增大，可能為增大壓強或升高溫度，升高溫度平衡向逆反應方向移動，正反應速率小于逆反應速率，增大壓強平衡向正反應方向移動，正反應速率大于逆反應速率，則t₁應為增大壓強，t₃時逆反應速率大于正反應速率，反應向逆反應方向移動，NH₃的含量減小，所以NH₃的含量最大的時間段為t₂-t₃，
故答案為：加壓；t₂-t₃；
②將2a molH₂和a molN₂放入0.5L密閉容器中，充分反應后測得N₂的轉化率為50%，則
            N₂+3H₂═2NH₃
開始：2amol/L   4amol/L   0
轉化：1amol/L   3amol/L   2amol/L
平衡：1amol/L   1amol/L   2amol/L
k=

c2(NH3)

c(N2)×c3(H2)

=

(2a)2

a×a3

=

4

a2

，
故答案為：

4

a2

．

點評：本題考查較為綜合，涉及元素周期表與元素周期律的應用、化學平衡、電化學以及元素化合物知識，題目難度較大，本題易錯點為（7）．注意外界條件對化學平衡的影響以及化學平衡的計算．