Question

4．短周期主要元素A、B、C、D、E、F、G的原子序數(shù)依次增大，已知A元素的某種原子不存在中子，B元素的最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍；D元素的某種單質(zhì)是空氣的主要成分之一，可與A形成A₂D型化合物，E元素的原子是短周期所有元素中原子半徑最大的元素，F(xiàn)的氧化物既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，G元素可與A元素形成1：1的氣態(tài)共價(jià)化合物AG，試回答下列問題：
（1）寫出B元素和D元素形成的化合物BD₂的結(jié)構(gòu)式O=C=O；
（2）下列關(guān)于化合物甲（B₂A₄）和乙（B₆A₆）的敘述中正確的是ac；
a．化合物甲在一定條件下可以與G的單質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)
b．化合物甲和乙都能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色
c．等質(zhì)量的化合物甲和乙在足量的氧氣中完全燃燒，前者消耗的氧氣多
d．化合物乙和溴水可以發(fā)生取代反應(yīng)
（3）試寫出化合物B₂A₅DA在金屬銅存在的條件下與D₂反應(yīng)的化學(xué)方程式2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O．
（4）F的單質(zhì)與A、D、E形成離子化合物反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（5）化合物BA₃DA與D₂的單質(zhì)、氫氧化鉀溶液可形成燃料電池，試寫出負(fù)極反應(yīng)的電極反應(yīng)式CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O，正極附近溶液pH增大（填“增大”、“減小”或“不變”）

Answer 1

分析 短周期主要元素A、B、C、D、E、F、G的原子序數(shù)依次增大，A元素的某種原子不存在中子，則A為H元素；
B元素的最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，最外層電子數(shù)不超過8個(gè)，所以B元素的K層為其內(nèi)層，則最外層有4個(gè)電子，為C元素；
D元素的某種單質(zhì)是空氣的主要成分之一，可與A形成A₂D型化合物，則D是O元素；
C元素原子序數(shù)大于B而小于D，所以C是N元素；
E元素的原子是短周期所有元素中原子半徑最大的元素，則E是Na元素；
F的氧化物既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，則F是Al元素；
G元素可與A元素形成1：1的氣態(tài)共價(jià)化合物AG，且原子序數(shù)大于Al，所以G是Cl元素，再結(jié)合物質(zhì)結(jié)構(gòu)性質(zhì)解答．

解答 解：短周期主要元素A、B、C、D、E、F、G的原子序數(shù)依次增大，A元素的某種原子不存在中子，則A為H元素；
B元素的最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，最外層電子數(shù)不超過8個(gè)，所以B元素的K層為其內(nèi)層，則最外層有4個(gè)電子，為C元素；
D元素的某種單質(zhì)是空氣的主要成分之一，可與A形成A₂D型化合物，則D是O元素；
C元素原子序數(shù)大于B而小于D，所以C是N元素；
E元素的原子是短周期所有元素中原子半徑最大的元素，則E是Na元素；
F的氧化物既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，則F是Al元素；
G元素可與A元素形成1：1的氣態(tài)共價(jià)化合物AG，且原子序數(shù)大于Al，所以G是Cl元素，
（1）B元素和D元素形成的化合物BD₂為二氧化碳，二氧化碳分子中每個(gè)O原子和C原子形成兩個(gè)共用電子對(duì)，其結(jié)構(gòu)式為O=C=O，故答案為：O=C=O；
（2）化合物甲（C₂H₄）和乙（C₆H₆）分別是乙烯、苯，
a．乙烯和氯氣在一定條件下能發(fā)生加成反應(yīng)生成1，2-二氯乙烷，故正確；
b．乙烯能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色，但苯和酸性高錳酸鉀溶液不反應(yīng)，故錯(cuò)誤；
c．等質(zhì)量烴完全燃燒，H元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大耗氧量越大，乙烯中H元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比苯中H元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)大，故等質(zhì)量的苯和乙烯完全燃燒，乙烯耗氧量更多，故正確；
d．苯和溴水不反應(yīng)，苯和液溴在溴化鐵作催化劑條件下發(fā)生取代反應(yīng)，故錯(cuò)誤；
故選ac；
（3）化合物B₂A₅DA是乙醇，在金屬銅存在的條件下與O₂發(fā)生催化氧化反應(yīng)，反應(yīng)方程式為2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O，
故答案為：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O；
（4）F的單質(zhì)是Al，A、D、E形成的離子化合物為NaOH，二者反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（5）甲醇、氧氣堿性電池中，負(fù)極上甲醇失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式為CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，溶液pH增大，
故答案為：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O；增大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系及應(yīng)用，涉及原電池原理、有機(jī)化學(xué)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等知識(shí)點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，正確判斷元素是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫．