Question

（13分）A、B、C、D、E是元素周期表中前四周期常見元素，其原子序數依次增大。已知：

A	單質在自然界中硬度最大
B	原子中s能級與p能級電子數相等且有單電子
C	C同在B的下一周期，C的電離能數據（kJ ·mol-1）為：I1=738  I2=1451  I3=7732  I4=10540
D	單質密度小，較好的延展性，廣泛用于食品包裝，D的氧化物是兩性氧化物
E	單質是一種常見金屬，與O元素能形成黑色和磚紅色兩種氧化物

（1）寫出A元素基態原子的價電子排布圖                 。當C單質、D單質和NaOH溶液形成原電池時，該原電池的負極的電極反應式為：                         
（2）常溫下,某氣態單質甲分子與AB分子核外電子數相等，則一個甲分子中包含     個π鍵，在A—H、B—H兩種共價鍵中，鍵的極性較強的是           （用元素符號表示）。D元素原子核內中子數比質子數多1，則D原子可以表示為            ，其原子核外有        種運動狀態不同的電子。
（3）B的氫化物的熔沸點比與它同主族的下一周期元素的氫化物的熔沸點高，原因是
                                                      。
（4）通常情況下，A的燃燒熱為a kJ ·mol^-1，C的燃燒熱為b kJ ·mol^-1，則C與AO₂反應生成A的熱化學方程式為                                                。

Answer 1

（（1）、方程式、電極反應式，每空2分，其余每空1分）
（1）Al + 4OH^- -3e^- =AlO₂^- +2H₂O    
（2） 2      O—H     ₁₃²⁷Al           13     
（3）高    水分子之間存在氫鍵
（4）2Mg(s)+CO₂(g) =" 2MgO(s)" + C(s) ΔH = －(2b—a) kJ?mol^-1

根據元素的結構及有關性質可知，A、B、C、D、E分別是C、O、Mg、Al、Fe。
（1）根據構造原理可知，C元素基態原子的價電子排布圖是
；由于鎂和氫氧化鈉溶液不反應，鋁能和氫氧化鈉溶液反應，所以在該原電池中鎂是正極，鋁是負極，負極反應式是Al + 4OH^- -3e^- =AlO₂^- +2H₂O。
（2）氣態單質甲分子與CO分子核外電子數相等，所以甲是氮氣。氮氣中含有三鍵，而三鍵是由2個π鍵和1個α鍵形成的；由于氧元素的非金屬性其余碳元素的，所以鍵的極性較強的是O－H鍵；由于質子數和中子數之和是質量數，所以根據題意可知，該原子的符號是₁₃²⁷Al；核外電子數是13個，則就有13種運動狀態不同的電子。
（3）由于水分子之間存在氫鍵，所以其熔沸點高于硫化氫的。
（4）根據燃燒熱可知，熱化學方程式是① c(s)＋O₂(g)=CO₂(g) △H＝－a kJ ·mol^-1，② Mg(s)＋1/2O₂(g)=2MgO(s) △H＝－bkJ ·mol^-1。所以根據蓋斯定律可知，②×2－①即得到2Mg(s)+CO₂(g) =" 2MgO(s)" + C(s)，所以反應熱ΔH = －(2b—a) kJ?mol^-1。