J、L、M、R、T是原子序数依次增大的短周期主族元素,J、R在周期表中的相对位置如下表;J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等
J | ||||
R |
M的气态原子逐个失去1~ 4个电子所需能量(电离能)如下表所示,
I1 | I2 | I3 | I4 | …… | |
电离能(kJ/mol) | 578 | 1817 | 2745 | 11578 | …… |
(1)M的电子排布式为________;元素T在周期表中的位置为________。
(2)J和氢能形成多种化合物,其中分子成直线型的,且相对分子质量最小的物质的结构式为________。
(3)M和T形成的化合物在潮湿的空气中冒白雾,反应的化学方程式为_________________。
(4)由J、R形成的液态化合物JR2 0.2 mol在O2中完全燃烧,生成两种气态氧化物,298 K时放出热量215 kJ。该反应的热化学方程式为________。
(5)能源材料已成为当今科学研究的热点。氢气作为一种清洁能源,必须解决它的储存问题,C60可用作储氢材料。继C60后,科学家又合成了Si60、N60,下列有关说法正确的是_______(填序号)。
a. C60、Si60、N60都属于新型化合物
b. C60、Si60、N60互为同分异构体
c. 已知N60结构与C60相似,由于N-N键能小于N≡N,故N60的稳定性弱于N2
d. 已知金刚石中C-C键长154pm,C60中C-C键长145~140pm,故C60熔点高于金刚石
(1)1s22s22p63s23p1 第三周期ⅦA族
(2)H—C≡C—H
(3)AlCl3+3H2O→Al(OH)3+3HCl↑
(4)CS2(l)+3O2(g) =CO2(g)+2SO2(g) △H="-1075" kJ/mol(2分)
(5)c(2分)
题目分析:J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等,说明J的最低化合价与最高化合价绝对值相等,则J最外层电子数为4,根据J、R都为短周期元素可知J为C元素,则R应为S元素。
(1)从M的电离能来看前三个电子逐个失去所需能量I1 、I2 、I3相差不大,而I4 相差非常大,由此可以推测前3个电子在同一最外层,第4个电子在次外层,由此可推测M为Al元素,所以其电子排布为1s22s22p63s23p1 ;元素T是在R后边的主族元素,R是S元素,则T是Cl元素,位置为第三周期ⅦA族。
(2)J为C元素,所以和氢能形成多种化合物为有机化合物,其中呈直线型的含有C≡C的炔类,相对分子最小的炔类为乙炔,其结构式为H—C≡C—H。
(3)M和T形成的化合物为AlCl3,是一种强酸弱碱盐,在潮湿环境下容易水解产生易挥发的HCl,然后形成酸雾,所以反应方程式为AlCl3+3H2O=Al(OH)3+3HCl↑。
(4)J、R形成的液态化合物JR2 为CS2,其完全燃烧生成CO2、SO2,0.2mol放出热量215kJ,所以1mol时燃烧放出热量1075 kJ,所以热化学方程为CS2(l)+3O2(g) =CO2(g)+2SO2(g) △H="-1075" kJ/mol。
(5)C60、Si60、N60都是单质,a选项错误;C60、Si60、N60组成的元素不同,不属于同分异构体,b项错误;由于N-N键能小于N≡N,N60结构与C60相似,则形成的分子中都是单键,故N60的稳定性弱于N2 ,c正确;d项中虽然金刚石中C-C键长要长于C60中C-C键长,但是金刚石是空间网状结构非常稳定,而C60分子则是足球模型结构不够稳定,所以金刚石熔点高于C60熔点,d错误,故选c。