Question

17．A、B、C、D、E、F是六種短周期主族元素，它們的原子序數依次增大，其中A、D及C、F分別是同一主族元素，A元素的一種核素無中子，F元素的最外層電子數是次外層電子數的0.75倍，B元素的最外層電子數是內層電子數的2倍，E元素的最外層電子數等于其電子層數．請回答：
（1）A、D、F形成化合物的電子式為．
（2）工業上在高溫的條件下，可以用A₂C和BC反應制取單質A₂．在2L密閉容器中分別充入1mol A₂C和1mol BC，一定條件下，2min達平衡時生成0.4mol A₂，則用BC表示的反應速率為0.1mol/（L．min）．下列關于該反應的說法中正確的是CD．
A．增加BC₂的濃度始終不能提高正反應速率
B．若混合氣體的密度不再發生變化，則反應達到最大限度
C．A₂是一種高效優質新能源
D．若生成1mol A₂，轉移2mol 電子
（3）用A元素的單質與C元素的單質及由A、C、D三種元素組成的化合物的溶液構成燃料電池，寫出該電池的電極反應式：負極2H₂-4e^-+4OH^-═4H₂O，正極O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F是六種短周期主族元素，它們的原子序數依次增大，其中A、D及C、F分別是同一主族元素，A元素的一種核素無中子，則A為H元素；B元素的最外層電子數是內層電子數的2倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數為4，故B為碳元素；A、D同主族，D原子序數大于碳，故D為Na；E、F原子序數大于Na，處于第三周期，E元素的最外層電子數等于其電子層數，則E為Al；F元素的最外層電子數是次外層電子數的0.75倍，則最外層電子數為8×0.75=6，故F為S元素；C、F同主族，則C為O元素，據此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F是六種短周期主族元素，它們的原子序數依次增大，其中A、D及C、F分別是同一主族元素，A元素的一種核素無中子，則A為H元素；B元素的最外層電子數是內層電子數的2倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數為4，故B為碳元素；A、D同主族，D原子序數大于碳，故D為Na；E、F原子序數大于Na，處于第三周期，E元素的最外層電子數等于其電子層數，則E為Al；F元素的最外層電子數是次外層電子數的0.75倍，則最外層電子數為8×0.75=6，故F為S元素；C、F同主族，則C為O元素．
（1）A、D、F形成化合物為NaHS，電子式為，故答案為：；
（2）工業上在高溫的條件下，可以用H₂O和CO反應制取單質H₂，發生反應為：H₂O+COH₂+CO₂，
在2L密閉容器中分別充入1mol H₂O和1mol CO，一定條件下，2min達平衡時生成0.4mol H₂，則參加反應的CO為0.4mol，則用CO表示的反應速率為$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{2min}$=0.1mol/（L．min）；
A．增加CO₂的濃度，瞬間正反應速率不變、逆反應速率增大，而后平衡向逆反應方向移動，逆反應速率減小、正反應速率增大，故A錯誤；
B．容器體積不變，混合氣體總質量不變，則若混合氣體的密度始終不變，故B錯誤；
C．H₂燃燒生成水，沒有污染，是一種高效優質新能源，故C正確；
D．反應中化合價降低的元素只有H原子，由+1價降低為p價，生成1mol H₂，轉移2mol 電子，故D正確，
故答案為：0.1mol/（L．min）；CD；
（3）氫氣、氧氣、NaOH溶液構成燃料電池，氫氣在負極失電子，堿性條件下生成水，其負極的電極反應式為：2H₂-4e^-+4OH^-═4H₂O，氧氣在正極獲得電子生成氫氧根離子，正極電極反應式為：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，
故答案為：2H₂-4e^-+4OH^-═4H₂O；O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-．

點評 本題考查結構性質位置關系、反應速率計算、化學平衡問題、原電池等，推斷元素是解題的關鍵，難度不大．