Question

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____________；写出BC₂的结构式__________。

（2）C、D两种元素所形成的简单离子，半径由大到小的顺序是________________。(用离子符号表示)

（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）写出D的单质与乙醇反应的化学方程式：

________________________________________________________________________。

（6）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，反应的总的化学方程式为：________________________________________________________________________。

Answer

（1）第二周期第ⅣA族，O＝C＝O；（2）O2－>Na＋；（3）0.05 mol/(L·min)，CE；（4）CO＋4OH－－2e－===CO32-＋2H2O；（5）2C2H5OH＋2Na→2C2H5ONa＋H2↑（6）8Na2O2＋4FeCl2＋10H2O==4Fe(OH)3↓＋8NaOH＋8NaCl＋3O2↑。

【解析】

试题分析：A是原子结构最简单的元素，推出A为H，B元素原子最外层的电子数是其电子层数的2倍，推出B可能C或S，因为是短周期元素，则B为C，A和C之间可形成A2C和A2C2两种化合物，推出C为O，D同周期主族元素中原子半径最大，应是下一周期的Na，（1）根据上述推断，C在周期表的位置是第二周期VIA族，BC2为CO2，其结构式为O=C=O；（2）这两种离子核外电子排布相同，半径随着原子序数的递增而减小，即O2－>Na＋；（3）根据压强增加20%，根据压强比等于物质的量之比，则反应后的物质的量为1.2mol，根据差量法，消耗水蒸气的物质的量为0.2mol，v(H2O)=0.2/(2×2)mol/(L·min)=0.05 mol/(L·min)；A、因为B为固体，浓度视为常数，反应速率不变，故错误；B、恒容状态下，充入非反应气体，各组分的浓度不变，化学反应速率不变，故错误；C、根据密度的定义，气体质量增加，恒容状态下，体积不变，当密度不再改变，说明反应达到平衡，故正确；D、转化率为0.2/1×100%=20%，故错误；E、根据平均摩尔质量的定义式，气体质量增大，气体的物质的量增大，当平均摩尔质量不变，说明达到平衡，故正确；（4）CO和氧气在NaOH溶液中构成燃料电池，CO在负极上失电子，电极反应式为：CO＋4OH－－2e－=CO32－＋2H2O；（5）乙醇含有羟基和钠发生取代反应，2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑；（6）2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，氧气把Fe2＋氧化成Fe3＋，Fe3＋再和NaOH反应生成Fe(OH)3，根据量，得出离子反应方程式为：8Na2O2＋4FeCl2＋10H2O==4Fe(OH)3↓＋8NaOH＋8NaCl＋3O2↑。

考点：考查元素周期表、元素及其化合物的性质、原电池、化学反应速率、化学平衡等知识。