Question

2．如表是元素周期表的短周期部分，表中字母分別表示一種元素．

a
			d	f	g
b		c	e			h

請回答下列問題：
（1）g與b可形成離子化合物b₂g，試寫出它的電子式．
（2）e、f、g 三種元素氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性由弱到強的順序為（用化學(xué)式表示）SiH₄＜NH₃＜H₂O．
（3）在1L的密閉容器中，通入1mol f₂氣體和3mol a₂氣體，一定溫度下反應(yīng)生成fa₃氣體，2min時，測得f₂的濃度為0.75mol•L^-1，則2min時fa₃的物質(zhì)的量為0.5mol，a₂的化學(xué)反應(yīng)速率v（a₂）=0.375 mol•（L•min）^-1．
（4）a、d兩種元素可形成多種化合物，其中化合物X是最簡單的有機物，已知常溫下4g X在O₂中完全燃燒放出222.4KJ的熱量，試寫出化合物X完全燃燒的熱化學(xué)方程式：CH₄（g）+2O₂（g）→CO₂（g）+2H₂O（1）H=-889.6kJ/mol．
（5）航天技術(shù)中常使用a和g單質(zhì)組成的堿性燃料電池，該電池具有高能、輕便和不污染環(huán)境等優(yōu)點．該電池正極電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 由短周期元素在周期表中的位置可知，a為H、b為Na、c為Al、d為C、e為Si、f為N、g為O、h為Cl，
（1）g與b可形成離子化合物b₂g為Na₂O，屬于離子化合物，由鈉離子與氧離子構(gòu)成；
（2）同周期自左而右非金屬性增強，同主族自上而下非金屬性減弱，非金屬性越強，氫化物越穩(wěn)定；
（3）計算氮氣的濃度變化量，再計算氨氣的濃度變化量，根據(jù)n=cV計算生成氨氣；計算氫氣的濃度變化量，根據(jù)速率公式計算v（氫氣）；
（4）a為H、d為C，X是最簡單的有機物，則X為甲烷，甲烷和氧氣反應(yīng)生成水，反應(yīng)熱與化學(xué)計量數(shù)成正比；
（5）a為H、g為O，氫氣、氧氣構(gòu)成的燃料電池，本質(zhì)是氫氣燃燒生成水，在反應(yīng)中H₂被氧化，O₂被還原．H₂應(yīng)該在負極上反應(yīng)，O₂應(yīng)該在正極上反應(yīng)，又因為是堿性溶液，不可能有H⁺參加或生成．

解答 解：由短周期元素在周期表中的位置可知，a為H、b為Na、c為Al、d為C、e為Si、f為N、g為O、h為Cl，
（1）g與b可形成離子化合物b₂g為Na₂O，屬于離子化合物，由鈉離子與氧離子構(gòu)成，電子式為：，
故答案為：；
（2）同周期自左而右非金屬性增強，同主族自上而下非金屬性減弱，故非金屬性O(shè)＞N＞Si，非金屬性越強，氫化物越穩(wěn)定，故氫化物穩(wěn)定性SiH₄＜NH₃＜H₂O，
故答案為：SiH₄＜NH₃＜H₂O；
（3）2min時，測得N₂的濃度為0.75mol•L^-1，則△c（N₂）=$\frac{1mol}{1L}$-0.75mol/L=0.25mol/L，故△c（NH₃）=2△c（N₂）=0.5mol/L，則2min時NH₃的物質(zhì)的量=0.5mol/L×1L=0.5mol，△c（H₂）=3△c（N₂）=0.75mol/L，故v（H₂）=$\frac{0.75mol/L}{2min}$=0.375mol/（L．min），
故答案為：0.5；0.375；
2△c（N₂）=0.5mol/L，則2min時NH₃的物質(zhì)的量=0.5mol/L×1L=0.5mol，
（4）H元素和C元素可形成自然界最簡單的有機物為CH₄，常溫常壓下，4g該有機物完全燃燒可放出222.4kJ的熱量，則1mol甲烷燃燒放出的熱量為222.4kJ×$\frac{1mol×16g/mol}{4g}$=889.6kJ，甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式為：CH₄（g）+2O₂（g）→CO₂（g）+2H₂O（1）H=-889.6kJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）→CO₂（g）+2H₂O（1）H=-889.6kJ/mol；
（5）a為H、g為O，氫氣、氧氣構(gòu)成的燃料電池，本質(zhì)是氫氣燃燒生成水，電池總反應(yīng)式為：2H₂+O₂=2H₂O，堿性溶液，不可能有H⁺參加或生成，故負極的電極反應(yīng)為H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，正極的電極反應(yīng)為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

點評 本題考查元素周期表與元素周期律的綜合應(yīng)用，題目比較綜合，涉及電子式、化學(xué)反應(yīng)速率計算、乙烯性質(zhì)、原電池等，難度中等，側(cè)重對基礎(chǔ)知識的鞏固．