Question

12．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、F兩元素的原子核中質子數之和比C、D兩元素原子核中質子數之和少2，F元素的最外層電子數是次外層電子數的0.75倍．又知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）1 mol由E、F二種元素組成的化合物跟由A、C、D三種元素組成的化合物發生反應，完全反應后消耗后者的物質的量為8mol．
（2）A、C、F間可形成甲、乙兩種微粒，它們均為負一價雙原子陰離子，甲有18個電子，乙有10個電子，則甲與乙反應的離子方程式為HS^-+OH^-=S^2-+H₂O．
（3）單質B的燃燒熱a kJ/mol．由B、C二種元素組成的化合物BC14 g完全燃燒放出b kJ熱量，寫出單質B和單質C反應生成BC的熱化學方程式：C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H=-（a-2b） kJ•mol^-1．
（4）工業上在高溫的條件下，可以用A₂C和BC反應制取單質A₂．在等體積的Ⅰ、Ⅱ兩個密閉容器中分別充入1 mol A₂C和1 mol BC、2 mol A₂C和2 mol BC．一定條件下，充分反應后分別達到平衡（兩容器溫度相等）．下列說法正確的是AB．
A．達到平衡所需要的時間：Ⅰ＞Ⅱ
B．達到平衡后A₂C的轉化率：Ⅰ=Ⅱ
C．達到平衡后BC的物質的量：Ⅰ＞Ⅱ
D．達到平衡后A₂的體積分數：Ⅰ＜Ⅱ
E．達到平衡后吸收或放出的熱量：Ⅰ=Ⅱ
F．達到平衡后體系的平均相對分子質量：Ⅰ＜Ⅱ
（5）用B元素的單質與E元素的單質可以制成電極浸入由A、C、D三種元素組成的化合物的溶液中構成電池，則電池負極的電極反應式是Al-3e^-+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O．

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，F元素的最外層電子數是次外層電子數的0.75倍，則次外層電子為8，最外層電子數為6，則F為S元素，C、F是同一主族元素，則C為O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，內層電子數為2，則最外層電子數為4，所以B為C元素；E元素的最外層電子數等于其電子層數，則為第三周期第ⅢA族，即E為Al元素；A、F兩元素的原子核中質子數之和比C、D兩元素原子核中質子數之和少2，則A、D的質子數相差10，故A為H元素，D為Na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，F元素的最外層電子數是次外層電子數的0.75倍，則次外層電子為8，最外層電子數為6，則F為S元素，C、F是同一主族元素，則C為O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，內層電子數為2，則最外層電子數為4，所以B為C元素；E元素的最外層電子數等于其電子層數，則為第三周期第ⅢA族，即E為Al元素；A、F兩元素的原子核中質子數之和比C、D兩元素原子核中質子數之和少2，則A、D的質子數相差10，故A為H元素，D為Na元素．
（1）E、F二種元素組成的化合物為Al₂S₃，由A、C、D三種元素組成的化合物為NaOH，Al₂S₃先發生雙水解反應生成2 molAl（OH）₃和3 molH₂S，再與氫氧化鈉溶液反應生成NaAlO₂、Na₂SO₃，由原子守恒可知1molAl₂S₃消耗NaOH為1mol×2+3mol×2=8mol，
故答案為：8mol；
（2）A、C、F間可形成甲、乙兩種微粒，它們均為負一價雙原子陰離子，甲有18個電子，乙有10個電子，則甲為HS^-、乙為OH^-，甲與乙反應的離子方程式為：HS^-+OH^-=S^2-+H₂O，
故答案為：HS^-+OH^-=S^2-+H₂O；
（3）由題意可得熱化學方程式：①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-a kJ•mol^-1
②CO₂（g）═CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）△H=+2b kJ•mol^-1
由蓋斯定律知，①+②可得：C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H=-（a-2b） kJ•mol^-1，
故答案為：C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H=-（a-2b） kJ•mol^-1；
（4）反應方程式為：CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g），該反應前后的氣體系數相等，因此，在容器體積相同時，按成倍的不同的起始量加入反應物，平衡不受影響，反應程度相同，為等效平衡，但速率不同，濃度大時速率快，則：
A．反應速率Ⅰ＜Ⅱ，故達到平衡所需要的時間：Ⅰ＞Ⅱ，故A正確；
B．反應程度相同，Ⅰ、Ⅱ中轉化率相等，故B正確；
C．轉化率相等，則達到平衡后BC的物質的量：Ⅰ＜Ⅱ，故C錯誤；
D．二者為等效平衡，平衡后A₂的體積分數相等，故D錯誤；
E．Ⅱ中參加反應的反應物的量更大，故達到平衡后吸收或放出的熱量：Ⅰ＜Ⅱ，故E錯誤；
F．達到平衡后體系中同種組分的含量相等，則平均相對分子質量相等，故F錯誤，
故選：AB；
（5）用碳元素的單質與Al制成電極浸入由NaOH的溶液中構成電池，總反應為2Al+2NaOH+2H₂O═2NaA1O₂+3H₂↑，可知負極的電極反應式Al-3e^-+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al-3e^-+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O．

點評 本題考查位置結構性質的關系、原電池原理、熱化學方程式書寫、化學平衡移動、化學計算等，綜合性較強，元素的推斷是解答本題的關鍵，（1）中注意硫化鋁在水中發生的雙水解反應，難度中等．