Question

A、B、C、D、E、F六种元素分布在三个不同的短周期，它们的原子序数依次增大，其中B与C为同一周期，D与F为同一周期，A与D、C与F分别为同一主族，C元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍，D是所在周期原子半径最大的元素。又知六种元素所形成的常见单质在常温常压下有三种是气体，三种是固体。

请回答下列问题：

(1)由A、B、C三种元素组成的化合物X中共含有9个原子，X中所含化学键类型有           ，用离子方程式表示X溶液呈酸性的原因是                   。

(2)E是非金属元素，其单质在电子工业中有重要应用，请写出其氧化物溶于强碱溶液的离子方程式：                     。

(3)一定条件下，A的单质气体与B的单质气体充分反应生成6.8gW气体已知[n(A):n(B)=3:1]，可放出l8.44 kJ热量，则该反应的热化学方程式为              。

(4)A的单质与C的单质在KOH的浓溶液中可以形成原电池，如果以金属M和金属N为惰性电极，在电池的M极通入A的单质气体，N极通入C的单质气体，则M极的电极反应式为                 。

(5)在10L的密闭容器中，通人2molFC₂气体和3molC₂气体，一定条件下反应后生成FC₃气体，当反应达到平衡时，单质C的浓度为0.21mol／L，则平衡时FC₂的转化率为       。

Answer 1

（1）离子键、共价键，NH₄^＋＋H₂ONH₃·H₂O＋H^＋

（2）Si＋2OH^－＋H₂O＝SiO₃^2－＋2H₂↑。

（3）N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)  ΔH=－92.2 kJ·mol^－1。

（4）H₂－2e^－＋2OH^－＝2H₂O。

（5）0.90 (90%)

解析:

六种元素处于不同周期，原子序数依次增大，其中B、C同一周期，D、F同一周期，可以判断A为第一周期，B、C为第二周期，D、F为第三周期，A、D为同一主族，故A为H，D为Na，C、F为同一主族，且C原子的最外层电子数是次外层电子数的三倍，最外层电子数不能超过8个，故C的电子排布为K层2，L层6，故C为O，F为S；因此6种物质中有3中气体单质，其中已经判断出的氢、氧单质为气体，所以B、E必有一种为气体，D（Na）和F（S）之间无气体单质，故气体单质只能是处于A、C之间的B，该区间只有N形成气体，即B为N元素；E为位于D（钠）到F（S）之间的元素。

（1）A、B、C分别为H、N、O三元素；不难判断X为NH₄NO₃，其化学键类型为离子键、共价键；NH₄NO₃为强酸弱碱盐，水解显酸性。NH₄^＋＋H₂ONH₃·H₂O＋H^＋。

（2）由题目信息可以判断，E为Si，与碱反应的离子方程式为Si＋2OH^－＋H₂O＝SiO₃^2－＋2H₂↑。

（3）由题目给出的信息，可以判断，该过程为H₂与N₂合成铵的反应，生成1 mol NH₃放出的热量为：18.44kJ/(6.8g/17g·mol^－1)＝46.1 kJ·mol^－1，故热化学方程式为：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)  ΔH=－92.2 kJ·mol^－1。

（4）M极通入氢气，该极为电池的负极，其电极反应为：H₂－2e^－＋2OH^－＝2H₂O。

（5）SO₂与O₂生成SO₃，反应式为2SO₂＋O₂2SO₃，反应过程中剩余O₂为：0.21 mol×10L＝2.1 mol，参加反应的氧气的物质的量为：3 mol－2.1 mol＝0.9 mol；根据方程式可以得出，反应消耗的SO₂为0.9 mol×2＝1.8 mol，故SO₂的转化率为：1.8mol/2mol=0.90 (90%)。