Question

9．原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种短周期元素，A是原子半径最小的元素，B的单质分子中有三对共用电子，C最外层电子数是次外层电子数的3倍，A、D同主族，E原子电子数比C原子电子数多5个，请回答下列问题：
（1）A、C、D形成的化合物的电子式，所含化学键的类型离子键和极性共价键；D、E的最高价氧化物对应水化物发生反应的离子方程式Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O用电子式表示BA₃的形成过程3H•+→，A、C形成的化合物中，C的质量分数最高的化合物的结构式H-O-O-H，C^2-的离子结构示意图，A有多种同位素，其中一种同位素原子核内有两个中子，这种同位素原子的表示方法³₁H或T
（2）已知B₂A₄与BA₃具有相似的性质，B₂A₄通过炽热黑色的粉末，黑色的粉末变为红色，且产物对大气无污染，其化学反应方程式N₂H₄+2CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+N₂↑+2H₂O．3.2g的B₂A₄全部参加反应，转移电子的数目为0.4N_A还原剂是N₂H₄
（3）元素F与B同周期，是形成有机化合物必需的元素．在298K下，E，F的单质各1mol完全燃烧，分别放出热量akJ和bkJ．又知一定条件下，E的单质能将F从它的最高价氧化物中置换出来，若此置换反应生成3molF的单质（注：题中所设单质均为最稳定单质）则该反应在298K下△H=（3b-4a）kJ/mol或-（4a-3b）kJ/mol；F在周期表中的位置第二周期第ⅣA族．

Answer 1

分析 原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种短周期元素，A是原子半径最小的元素，则A为H元素；C原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，故C为O元素；B的单质分子中有三对共用电子，原子序数小于氧，则B为N元素；A、D同主族，D的原子序数大于氧，故D为Na；E原子电子数比C原子电子数多5个，则E原子核外电子数为13，故E为Al，以此解答该题．

解答 解：原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种短周期元素，A是原子半径最小的元素，则A为H元素；C原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，故C为O元素；B的单质分子中有三对共用电子，原子序数小于氧，则B为N元素；A、D同主族，D的原子序数大于氧，故D为Na；E原子电子数比C原子电子数多5个，则E原子核外电子数为13，故E为Al，
（1）A、C、D形成的化合物为NaOH，电子式为，含有离子键和极性共价键，
D、E的最高价氧化物对应水化物分别为NaOH、Al（OH）₃，二者反应生成偏铝酸钠与水，反应的离子方程式为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
氨气为共价化合物，分子中存在3个氮氢键，其形成过程为：3H•+→，
A、C形成的化合物中，C的质量分数最高的化合物为H₂O₂，其结构式为：H-O-O-H；
氧离子核外有10电子，结构示意图为；
A有多种同位素，其中一种同位素原子核内有两个中子，这种同位素原子的符号是：³₁H或T，
故答案为：；离子键和极性共价键；Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O； 3H•+→；H-O-O-H；；³₁H或T；
（2）N₂H₄与NH₃具有相似的性质，N₂H₄通过炽热黑色的粉末，黑色的粉末变为红色，且产物对大气无污染，应是与CuO反应生成氮气、Cu与水，其化学反应方程式为：N₂H₄+2CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+N₂↑+2H₂O，3.2g的N₂H₄的物质的量为$\frac{3.2g}{32g/mol}$=0.1mol，反应中N元素化合价由-2升高为0价，全部参加反应，转移电子的数目为 0.1mol×2×2×N_Amol^-1=0.4N_A，反应中N₂H₄为还原剂，
故答案为：N₂H₄+2CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+N₂↑+2H₂O； 0.4N_A；N₂H₄；
（3）元素F与B同周期，是形成有机化合物必需的元素，为C元素，位于周期表第二周期第ⅣA族，在298K下，E，F的单质各1mol完全燃烧，分别放出热量akJ和bkJ．可知生成2molAl₂O₃放出4akJ热量，生成3molCO₂放出3bkJ热量，E的单质能将F从它的最高价氧化物中置换出来，若此置换反应生成3molF的单质，反应的方程式为4Al+3CO₂=2Al₂O₃+3C，反应放出的热量为（4a-3b）kJ，
则热化学方程式为4Al（s）+3CO₂（g）=2Al₂O₃（s）+3C（s）△H=（3b-4a）kJ/mol或-（4a-3b）kJ/mol
故答案为：（3b-4a）kJ/mol或-（4a-3b）kJ/mol；第二周期第ⅣA族．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，为高考常见题型，侧重学生的分析能力以及化学用语的考查，明确元素种类是解题关键，有利于基础知识的巩固．