已知A、B、C、D、E为五种短周期不同主族的元素,其原子序数依次递增.A、E两种原子最外层电子数之和是B原子最外层电子数

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  • 解题思路:由D原子核外最外层电子排布式为nsnnpn+2,可推出n=2,因s能级最多容纳2个电子,所以D原子核外最外层电子排布式为2s22p2+2,D为O元素;C、E两种原子最外层电子数之和是D原子最外层电子数的2倍,即C、E两种原子最外层电子数之和为12,所以C、E处于第5和第7主族,因C原子序数小于O元素,所以C为N元素,E为F或Cl元素,由A、E形成的化合物甲分子中电子总数为18,可推出E为Cl元素,A为H元素;由A、E两种原子最外层电子数之和是B原子最外层电子数的2倍,可知B最外层电子数为(1+7)÷2═4,即B为C元素.A、B、C、D、E分别为:H、C、N、O、Cl元素.

    (1)根据电离能的变化规律考虑;

    (2)A单质与C单质在一定条件下可化合为乙,乙为NH3,甲为HCl,pH=a的乙的水溶液中c(H+)为10-a,c(OH-)=10a-14

    pH=b的甲的水溶液,c(H+)=10-b,因a+b=14,则-b=a-14,即氨水中c(OH-)和盐酸中c(H+)相等,二者等体积混合碱过量.得到一水合氨和氯化铵的混合液,根据电离大于水解判断溶液酸碱性及离子浓度大小关系;

    (3)C、H组成的相对分子质量最小的为甲烷,即丙为甲烷,甲烷燃料电池中,甲烷作负极燃料;

    (4)工业生产氯气采用电解饱和食盐水法;

    (5)根据燃烧产物的量及燃料的质量计算出燃料的最简式,进而判断出J物质,由此写出热化学方程式.

    根据以上分析推断出具体元素A、B、C、D、E分别为:H、C、N、O、Cl元素.

    (1)同周期电离能从左到右有增大的趋势,但N元素P轨道为半充满状态,较稳定,所以第一电离能反而比O的要大,故答案为:N;

    (2)A单质与C单质在一定条件下可化合为乙,乙为NH3,甲为HCl,pH=a的乙的水溶液中c(H+)为10-a,c(OH-)=

    10a-14

    pH=b的甲的水溶液,c(H+)=10-b,因a+b=14,则-b=a-14,即氨水中c(OH-)和盐酸中c(H+)相等,二者等体积混合碱过量.

    得到一水合氨和氯化铵的混合液,根据电离大于水解判断溶液显碱性,

    所以c(NH4+)>C(Cl-),c(OH-)>c(H+),

    因弱电解质电离是微弱的,所以c(Cl-)>c(OH-),即离子浓度大小关系:

    c(NH4+)>C(Cl-)>c(OH-)>c(H+),

    故答案为:>c(NH4+)>C(Cl-)>c(OH-)>c(H+);

    (3)甲烷燃料电池中,甲烷失电子变成二氧化碳,因碱性介质,二氧化碳与碱反应生成CO32-

    负极反应式为:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H20,故答案为:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H20;

    (4)工业生产氯气采用电解饱和食盐水法,化学方程式为:2NaCl+2H20

    电解

    .

    2NaOH+Cl2↑+H2

    故答案为:2NaCl+2H20

    电解

    .

    2NaOH+Cl2↑+H2

    (5)2.7g为H2O的质量,2.24L 为CO2气体,

    则n(H2O)=[2.7g/18g/mol]=0.15mol,n(CO2)=[2.24L/22.4L/mol]=0.1mol,

    则n(H)=2n(H2O)=0.3mol,即m(H)=0.3g,

    m(C)=0.1mol×12g/mol=1.2g,

    根据质量守恒定律可得:

    m(有机物J)=m(C)+m(O)+m(H),

    则m(O)=2.3g-1.2g-0.3g=0.8g,

    因此,n(O)=[0.8g/16g/mol]=0.05mol,

    所以,有机物J中,n(C):n(H):n(O)=0.1mol:0.3mol:0.05mol=2:6:1,

    故有机物J的分子式为C2H6O,2.3gJ的物质的量为:[2.3g/46g/mol]=0.05mol,则1molJ燃烧放出热量为:

    68.35kJ÷0.05mol=1367KJ/mol.故答案为:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1367KJ/mol.

    点评:

    本题考点: 原子结构与元素周期律的关系;元素电离能、电负性的含义及应用;热化学方程式;化学电源新型电池;酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算.

    考点点评: 本题综合考察了元素推断、元素周期律、离子浓度大小比较、反应式的书写等内容,难度较大.关键是元素推断,D原子核外最外层电子排布式为nsnnpn+2是解题突破口.对于电离能的大小关系,要注意特殊性.