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)的氧化物既能與強酸反應又能和強堿溶液反應，G元素可與A元素形成1：1的氣態(tài)共價化合物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的結構式O=C=O；
（2）下列關于化合物甲（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的單質發(fā)生加成反應
b．化合物甲和乙都能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色
c．等質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
（3）試寫出化合物B₂A₅DA在金屬銅存在的條件下與D₂反應的化學方程式2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O．
（4）F的單質與A、D、E形成離子化合物反應的離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（5）化合物BA₃DA與D₂的單質、氫氧化鉀溶液可形成燃料電池，試寫出負極反應的電極反應式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，所以B元素的K層為其內(nèi)層，則最外層有4個電子，為C元素；
D元素的某種單質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的氧化物既能與強酸反應又能和強堿溶液反應，則F是Al元素；
G元素可與A元素形成1：1的氣態(tài)共價化合物AG，且原子序數(shù)大于Al，所以G是Cl元素，再結合物質結構性質解答．

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，所以B元素的K層為其內(nèi)層，則最外層有4個電子，為C元素；
D元素的某種單質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的氧化物既能與強酸反應又能和強堿溶液反應，則F是Al元素；
G元素可與A元素形成1：1的氣態(tài)共價化合物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O原子和C原子形成兩個共用電子對，其結構式為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，故錯誤；
c．等質量烴完全燃燒，H元素的質量分數(shù)越大耗氧量越大，乙烯中H元素的質量分數(shù)比苯中H元素質量分數(shù)大，故等質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，苯和液溴在溴化鐵作催化劑條件下發(fā)生取代反應，故錯誤；
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，反應方程式為2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O，
故答案為：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O；
（4）F的單質是Al，A、D、E形成的離子化合物為NaOH，二者反應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，負極上甲醇失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水，電極反應式為CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，溶液pH增大，
故答案為：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O；增大．

點評 本題考查位置結構性質的相互關系及應用，涉及原電池原理、有機化學、物質結構等知識點，綜合性較強，正確判斷元素是解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫．