Question

A、B、C为三种短周期元素，核电荷数依次增大，且A、B、C三种元素的原子核外电子层数之和为5．已知A是原子结构最简单的元素，B元素原子最外层上的电子数是其电子层数的2倍，A和C之间可形成A₂C和A₂C₂两种化合物．请回答下列问题．
（1）C元素在元素周期表中的位置是

 

；A、B、C的元素符号是：A

 

，B

 

，C

 

（2）用电子式表示化合物BC₂的形成过程

 

．
（3）在恒温下，体积为2L的恒容容器中加入一定量的B单质和1molA₂C蒸汽，发生：B（s）+A₂C（g）?BC（g）+A₂（g）．2min后，容器的压强增加了20%，则2min内A₂C的反应速率为

 

．一段时间后达到平衡，下列说法正确的是

 

A．增加B单质的量，反应速率加快
B．恒温恒容时在该容器中通入Ar，反应速率加快
C．气体的密度不再变化可以判断该反应达到了平衡
D．2min时，A₂C的转化率为80%
E．气体的平均摩尔质量不变时，该反应达到平衡
（4）BC与C₂在碱性条件下可形成一种燃料电池．该电池的负极反应式为

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：三种短周期元素A、B、C的原子序数依次增大，A是原子结构最简单的元素，故A为氢，属于第一周期，B元素原子最外层上的电子数是其电子层数的2倍，则B原子有2个电子层，最外层电子数为4，则B为碳元素，属于第二周期；A、B、C三种元素的原子核外电子层数之和为5，故C为第二周期元素，A和C之间可形成A₂C和A₂C₂两种化合物，故C为氧元素，据此解答即可．

解答： 解：三种短周期元素A、B、C的原子序数依次增大，A是原子结构最简单的元素，故A为氢，属于第一周期，B元素原子最外层上的电子数是其电子层数的2倍，则B原子有2个电子层，最外层电子数为4，则B为碳元素，属于第二周期；A、B、C三种元素的原子核外电子层数之和为5，故C为第二周期元素，A和C之间可形成A₂C和A₂C₂两种化合物，故C为氧元素，
综上所述，A为氢，B为碳，C为氧，
（1）C为氧元素，O在元素周期表中的位置是第二周期第VIA族，氢、碳、氧的元素符号分别为：H、C、O，故答案为：第二周期第VIA族；H；C；O；
（2）BC₂为CO₂，二氧化碳为共价化合物，碳与氧之间形成两对共价键，二氧化碳的形成过程为：，
故答案为：；
（3）C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），
开始         1        0       0
转化         a        a       a
平衡         1-a      a       a 
2min后，容器的压强增加了20%，即

1

1+20%

=

1

1-a+a+a

，解a=0.2，故2min内H₂O的反应速率为：v=

△c

△t

=

0.2mol 2L

2min

=0.05mol/（L?min），
A．增加固体单质的量，不会影响化学反应速率，故A错误；
B．恒温恒容时在该容器中通入Ar，加入Ar，不改变反应中各种物质的浓度，故化学反应速率不变，故B错误；
C．气体的密度ρ=

m

V

，反应过程中，m变大，V不变，故正反应方向ρ变大，若不再变化可以判断该反应达到了平衡，故C正确；
D．2min时，H₂O的转化率为

0.2mol

1mol

×100=20%，故D错误；
E．气体的平均摩尔质量M=

m

n

，正反应方向，m增大，n增大，故M变化，若M不变时，该反应达到平衡，故E正确，故选CE，
故答案为：0.05mol/（L?min）；CE；
（4）CO燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与碱反应生成碳酸根，故燃料电池的负极反应为：CO+4OH^--2e^-=CO₃^2-+2H₂O，故答案为：CO+4OH^--2e^-=CO₃^2-+2H₂O．

点评：本题主要考查的是元素的推断以及化学反应平衡原理，属于中等难度的题目，注意总结．