Question

【题目】A、B、C、D为短周期元素，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；D在同周期主族元素中原子半径最大，请回答下列问题。

(1)C元素在元素周期表中的位置是____________；C、D两种元素所形成的简单离子，离子半径由大到小的顺序是________________。(用离子符号表示)

(2)写出A2C2的电子式__________。

(3)在恒温下，体积为2 L的恒容容器中加入一定量的B单质和1 mol A2C蒸汽，发生：B(s)＋A2C(g) BC(g)＋A2(g)。2 min后，容器的压强增加了20%，则2 min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.2 min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DCA溶液中可形成一种燃料电池。该电池的负极反应式为：___________。

(5)将0.2 mol D2C2投入到含有0.1 mol FeCl2的水溶液中恰好充分反应，反应的总化学方程式为：______________________________________________。

Answer 1

【答案】 第二周期VIA族 O2－>Na＋ 0.05 mol/(L·min) CE CO＋4OH－－2e－==CO32-＋2H2O 8Na2O2＋4FeCl2＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋8NaOH＋8NaCl＋3O2↑

【解析】A、B、C、D为短周期元素,核电荷数依次增大,A是原子结构最简单的元素,故A为氢,属于第一周期,A、B、C三种元素的原子核外电子层数之和为5,故B、C只能处于第二周期,B元素原子最外层上的电子数是其电子层数的2倍,最外层电子数为4,则B为碳元素,A和C之间可形成A2C和A2C2两种化合物,故C为氧元素;D在同周期主族元素中原子半径最大,处于IA族,原子序数大于氧,故D为Na。
(1)根据以上分析，C为氧元素,在元素周期表中的位置是第二周期第VIA族, C、D两种元素所形成的简单离子分别为O2－、Na＋,二者电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径由大到小的顺序是: O2－、Na＋,
因此，本题正确答案是:第二周期第VIA族；O2－、Na＋；
(2)H2O2的电子式为

因此，本题正确答案是：；
(3)设转化的水的物质的量为amol,则
C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)
开始(mol) 1 0 0
转化(mol) a a a
平衡(mol) 1-a a a
2min后，容器的压强增加了20%，则1mol(1+20%)=1+a,解a=0.2,故2min内H2O的反应速率为=0.05 mol/(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,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.随反应过程中,混合气体的质量增大,容器体积不变,混合气体密度增大,密度不再变化可以判断该反应达到了平衡,所以C选项是正确的；
D.2 min时，H2O的转化率为100%=20%，故D错误；
E.1mol水反应得到1mol、1mol氢气,生成物的平均相对分子质量为15,故混合气体中平均相对分子质量减小,平均相对分子质量不变说明到达平衡，故E正确。
因此，本题正确答案是：0.05 mol/(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,负极发生氧化反应,故燃料电池的负极反应为：CO＋4OH－－2e－==CO32-＋2H2O,
因此，本题正确答案是：CO＋4OH－－2e－==CO32-＋2H2O；
(5) 将0.2 mol D2C2投入到含有0.1 mol FeCl2的水溶液中恰好充分反应，过氧化钠反应得到0.4molNaOH、0.1molO2，0.1molFeCl2反应消耗0.2molNaOH，得到0.1molFe(OH)2，剩余0.2molNaOH，0.1molFe(OH)2转化为0.1molFe(OH)3消耗氧气为=0.025mol,则剩余0.075molO2,反应的总的化学方程式为: 8Na2O2＋4FeCl2＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋8NaOH＋8NaCl＋3O2↑

因此，本题正确答案是：8Na2O2＋4FeCl2＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋8NaOH＋8NaCl＋3O2↑。