Question

A、B、C、D四种短周期元素，A、B、C同周期，A的原子半径是同周期中最大的；B、D同主族．己知D元素的一种单质是日常生活中饮水机常用的消毒剂，C元素的单质可以从A、B两元素组成的化合物的水溶液中置换出B元素的单质．
（1）C元素在周期表中的位置

第三周期，第VIIA族

．
（2）A元素与水反应的离子方程式是

2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑

．
（3）写出C元素的单质从A、B两元素组成的化合物的水溶液中置换出B元素的单质的化学方程式

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元素的单质在不同的条件下可以与O₂发生一系列反应：
B（s）+O₂=BO₂（g）；△H=-296.8kj?mol^-1
2BD₂（s）+O₂（g）2BO₃（g）；△H=-196.6kJ?mol^-1
则1mol BO₃（g）若完全分解成B（s），反应过程中的热效应为

△H=+395.1kJ/mol

．
（6）氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景．如图（1）所示，电池中正极的电极反应式为

O₂+2H₂0+4e^-=4OH^-

．
（7）氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化学方程式如下：
N₂（g）+3H₂（g）2NGH₃（g）；△H=-92.4kJ/mol

①当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N₂、H₂和NH₃的量），反应速率与时间的关系如图（2）所示．图中t₁时引起平衡移动的条件可能是

加压

．其中表示平衡混合物中NH₃的含量最高的一段时间是

t₂-t₃

．
②温度为T℃时，将2a molH₂和a molN₂放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N₂的转化率为50%．则该反应的平衡常数为

4

a2

．

Answer 1

分析：己知D元素的一种单质是日常生活中饮水机常用的消毒剂，则应为O元素，O₃是日常生活中饮水机常用的消毒剂，B、D同主族，则B为S元素，A、B、C同周期，A的原子半径是同周期中最大的，应为Na元素，C元素的单质可以从A、B两元素组成的化合物的水溶液中置换出B元素的单质，说明C的非金属性比S元素强，则C为Cl元素，则
（1）C为Cl元素，原子序数为17，根据原子核外电子排布判断在周期表中的位置；
（2）A为Na，为活泼金属，与水剧烈反应生成NaOH和氢气；
（3）氯气与硫化钠发生置换反应生成氯化钠和硫；
（4）氯气与水反应生成HClO，HClO具有强氧化性，能漂白有色物质，二氧化硫与有色物质发生化合反应，漂白之后不稳定，加热后能恢复原来的颜色；
（5）利用盖斯定律计算反应热；
（6）氢氧燃料电池正极发生还原反应；
（7）①根据外界条件对化学平衡的影响分析；
②计算出平衡时各物质的浓度，根据平衡常数表达式计算．

解答：解：己知D元素的一种单质是日常生活中饮水机常用的消毒剂，则应为O元素，O₃是日常生活中饮水机常用的消毒剂，B、D同主族，则B为S元素，A、B、C同周期，A的原子半径是同周期中最大的，应为Na元素，C元素的单质可以从A、B两元素组成的化合物的水溶液中置换出B元素的单质，说明C的非金属性比S元素强，则C为Cl元素，则
（1）C为Cl元素，原子序数为17，原子核外有3个电子层，最外层电子数为7，则应位于周期表第三周期第VIIA族，
故答案为：第三周期，第VIIA族；
（2）A为Na，为活泼金属，与水剧烈反应生成NaOH和氢气，反应的离子方程式为2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑，
故答案为：2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑；
（3）氯气与硫化钠发生置换反应生成氯化钠和硫，反应的化学方程式为Cl₂+Na₂S=2NaCl+S↓，
故答案为：Cl₂+Na₂S=2NaCl+S↓；
（4）氯气与水反应生成HClO，HClO具有强氧化性，能漂白有色物质，二氧化硫与有色物质发生化合反应，漂白之后不稳定，加热后能恢复原来的颜色，二者反应原理不同，前者为氧化反应，后者为化合反应，
故答案为：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，
则有③SO₂（g）=S（s）+O₂；△H=+296.8kj?mol^-1，
④2SO₃（g）2SO₂（s）+O₂（g）；△H=+196.6kJ?mol^-1，
利用盖斯定律将

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，
故答案为：△H=+395.1kJ/mol；
（6）氢氧燃料电池正极上氧气的电子发生还原反应生成OH^-，电极反应式为O₂+2H₂0+4e^-=4OH^-，
故答案为：O₂+2H₂0+4e^-=4OH^-；
（7）①t₁时，正逆反应速率增大，可能为增大压强或升高温度，升高温度平衡向逆反应方向移动，正反应速率小于逆反应速率，增大压强平衡向正反应方向移动，正反应速率大于逆反应速率，则t₁应为增大压强，t₃时逆反应速率大于正反应速率，反应向逆反应方向移动，NH₃的含量减小，所以NH₃的含量最大的时间段为t₂-t₃，
故答案为：加压；t₂-t₃；
②将2a molH₂和a molN₂放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N₂的转化率为50%，则
            N₂+3H₂═2NH₃
开始：2amol/L   4amol/L   0
转化：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

，
故答案为：

4

a2

．

点评：本题考查较为综合，涉及元素周期表与元素周期律的应用、化学平衡、电化学以及元素化合物知识，题目难度较大，本题易错点为（7）．注意外界条件对化学平衡的影响以及化学平衡的计算．