Question

A、B、C、D四種短周期元素在周期表中的相對(duì)位置如表所示，A的單質(zhì)與水蒸氣反應(yīng)可以制取水煤氣．
（1）B在元素周期表中位于

 

族．舉一實(shí)例說(shuō)明D的非金屬性比C強(qiáng)

 

．
（2）A與氫元素可以形成很多化合物，在這些化合物中都含有

 

（填“共價(jià)”或“離子”）鍵．
（3）Na ₂C溶液呈堿性，其原因是

 

（用離子方程式表示）．
（4）用石墨電極電解NaD溶液，陰極產(chǎn)物是

 

和

 

（5）一定溫度下，在密閉容器內(nèi)A的單質(zhì)與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成水煤氣，水蒸氣的濃度變化如下圖：
反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的平均反應(yīng)速率v=

 

mol?L^-1?min^-1．該溫度下，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=

 

．

（6）B的一種氫化物B₂H₄可在氧氣中燃燒，可制成燃料電池，電解質(zhì)溶液是KOH溶液．該電池的正極的電極反應(yīng)式是

 

．

Answer 1

分析：A、B、C、D四種短周期元素，A的單質(zhì)與水蒸氣反應(yīng)可以制取水煤氣，則A為C元素；有周期表中的相對(duì)位置可知，B為N元素、C為S元素、D為Cl元素，
（1）主族族序數(shù)=最外層電子數(shù)；根據(jù)氫化物熱穩(wěn)定性、最高價(jià)含氧酸的酸性等說(shuō)明Cl的非金屬性更強(qiáng)；
（2）C與H形成化合物為烴，都含有共價(jià)鍵；
（3）Na ₂S溶液中硫離子水解使溶液呈堿性；
（4）石墨電極電解NaCl溶液，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，水在陰極放電生成氫氣與NaOH；
（5）根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算反應(yīng)速率；利用三段式計(jì)算平衡時(shí)各組分的濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算；
（6）正極發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣在正極放電生成氫氧根離子．

解答：解：A、B、C、D四種短周期元素，A的單質(zhì)與水蒸氣反應(yīng)可以制取水煤氣，則A為C元素；有周期表中的相對(duì)位置可知，B為N元素、C為S元素、D為Cl元素，
（1）B為N元素，原子有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為5，處于ⅤA族；HCl熱穩(wěn)定性強(qiáng)于H₂S說(shuō)明Cl的非金屬性更強(qiáng)，
故答案為：ⅤA；HCl熱穩(wěn)定性強(qiáng)于H₂S；
（2）C與H形成化合物為烴，都含有共價(jià)鍵，故答案為：共價(jià)鍵；
（3）Na ₂S溶液中硫離子水解S^2-+H₂O?HS^-+OH^-，破壞水的電離平衡，使溶液呈堿性，故答案為：S^2-+H₂O?HS^-+OH^-；
（4）石墨電極電解NaCl溶液，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，水在陰極放電2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑，生成氫氣與NaOH，故答案為：H₂、NaOH；
（5）發(fā)生反應(yīng)C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g），由圖可知，水的起始濃度為0.2mol/L，4min到達(dá)平衡時(shí)，濃度為0.1mol/L，水的濃度變化量為0.1mol/L，則反應(yīng)速率v=

0.1mol/L

4min

=0.025mol/（L．min），
            C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g），
開(kāi)始（mol/L）：0.2    0    0
變化（mol/L）：0.1    0.1  0.1
平衡（mol/L）：0.1    0.1  0.1
故平衡常數(shù)k=

0.1×0.1

0.1

=0.1，
故答案為：0.025；0.1；
（6）正極發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣在正極放電生成氫氧根，正極電極反應(yīng)式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

點(diǎn)評(píng)：本題以元素推斷為載體，側(cè)重考查鹽類水解、化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算、平衡常數(shù)計(jì)算、原電池與電解原理等，難度不大，注意對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握．