Question

A、B、C、D、E、F為原子序數(shù)依次增大的六種元素，其中A、B、C、D、E為短周期主族元素．常溫下A、B、C的常見單質(zhì)均為無色、無味的氣體，D、E的單質(zhì)均為固體．C與E同主族，且E的原子序數(shù)為C的2倍，D的最外層電子數(shù)比最內(nèi)層多1個(gè)，F(xiàn)是人體血紅蛋白中含有的一種金屬元素，請(qǐng)回答下列問題：
（1）D元素在周期表中的位置是：

 

周期

 

族．
（2）A與C形成的18電子分子的結(jié)構(gòu)式為：

 

．
（3）最近意大利羅馬大學(xué)的Funvio Cacace等人獲得了極具理論研究意義的B₄分子．B₄分子結(jié)構(gòu)如圖所示，已知斷裂1mol B-B吸收167kJ熱量，生成1mol B₂放出942kJ熱量．根據(jù)以上信息和數(shù)據(jù)，下列說法正確的是

 

．
A．B₄沸點(diǎn)比P₄（白磷）低，屬于原子晶體
B．l molB₄氣體轉(zhuǎn)變?yōu)锽₂吸收882kJ熱量
C．B₄與B₂互為同素異形體
D．B₄與B₂分子中各原子最外電子層均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
（4）寫出過量的F與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式

 

（5）以D為陽極，在H₂SO₄溶液中電解，D表面形成氧化膜，陽極電極反應(yīng)式為

 

．
（6）在常溫，常壓和光照條件下，B₂在催化劑（TiO₂）表面與A₂C反應(yīng)，生成1mol BA₃（g）和C₂時(shí)的能量變化值為382.5kJ，此反應(yīng)BA₃生成量與溫度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表．則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

 

．

T/K	303	313	323
BA3生成量/（10-1mol）	4.3	5.9	6.0

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,原子核外電子排布,熱化學(xué)方程式,電解原理

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：A、B、C、D、E、F為原子序數(shù)依次增大的六種元素，其中A、B、C、D、E為短周期主族元素．常溫下A、B、C的常見單質(zhì)均為無色、無味的氣體，則A為H、B為N、C為O；E的原子序數(shù)為C的2倍，則E為S；D的最外層電子數(shù)比最內(nèi)層多1個(gè)，最外層電子數(shù)為3，原子序數(shù)大于O元素，應(yīng)處于第三周期，故D為Al；F是人體血紅蛋白中含有的一種金屬元素，則F為Fe，據(jù)此解答．

解答： 解：A、B、C、D、E、F為原子序數(shù)依次增大的六種元素，其中A、B、C、D、E為短周期主族元素．常溫下A、B、C的常見單質(zhì)均為無色、無味的氣體，則A為H、B為N、C為O；E的原子序數(shù)為C的2倍，則E為S；D的最外層電子數(shù)比最內(nèi)層多1個(gè)，最外層電子數(shù)為3，原子序數(shù)大于O元素，應(yīng)處于第三周期，故D為Al；F是人體血紅蛋白中含有的一種金屬元素，則F為Fe，
（1）D為Al，原子核外有3個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為3，處于第三周期第ⅢA族，
故答案為：第三、ⅢA族；
（2）H與O形成的18電子分子為H₂O₂，分子中O原子之間形成1對(duì)共用電子對(duì)、O原子與H原子之間形成1對(duì)共用電子對(duì)，故其結(jié)構(gòu)式為：H-O-O-H，
故答案為：H-O-O-H；
（3）A．N₄沸點(diǎn)比P₄（白磷）低，屬于分子晶體，故A錯(cuò)誤；
B．1molN₄氣體中含有6molN-N鍵，可生成2molN₂，形成2molN≡N鍵，則1molN₄氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镹₂化學(xué)鍵斷裂斷裂吸收的熱量為6×167kJ=1002kJ，形成化學(xué)鍵放出的熱量為1884kJ，所以反應(yīng)放熱，放出的熱量為1884kJ-1002kJ=882kJ，故B錯(cuò)誤；
C．N₄與N₂是N元素形成的結(jié)構(gòu)不同的單質(zhì)，是同素異形體，故C正確；
D．N₄與N₂分子中各原子都形成3對(duì)共用電子對(duì)，且各有1對(duì)孤對(duì)電子，最外電子層均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故D正確，
故答案為：CD；
（4）過量的Fe與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵與NO、水，反應(yīng)離子方程式為：
3Fe+8H⁺+2NO₃^-═3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Fe+8H⁺+2NO₃^-═3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O；
（5）以Al為陽極，在H₂SO₄溶液中電解，Al表面形成氧化膜，Al在陽極失去電子生成氧化鋁，需要有水參與反應(yīng)，故同時(shí)生成氫離子，陽極電極反應(yīng)式為為：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺，
故答案為：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；
（6）在常溫，常壓和光照條件下，N₂在催化劑（TiO₂）表面與H₂O反應(yīng)，反應(yīng)為2N₂（g）+6H₂O（l）═
4NH₃（g）+3O₂（g），由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高生成的NH₃越多，說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，生成1mol NH₃（g），能量變化值為382.5kJ，則生成4molNH₃吸收的熱量=382.5kJ×4=1530kJ，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2N₂（g）+6H₂O（l）═4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+1530kJ?mol^-1，
故答案為：2N₂（g）+6H₂O（l）═4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+1530kJ?mol^-1．

點(diǎn)評(píng)：本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用，題目比較綜合，涉及熱化學(xué)方程式、電解原理、分子結(jié)構(gòu)、離子方程式等，難度中等，（5）中電極反應(yīng)式書寫為易錯(cuò)點(diǎn)，學(xué)生需要細(xì)心閱讀題目信息，根據(jù)信息進(jìn)行書寫．