【例1】X、Y、Z、W为四种短周期主族元素。其中X、Z同族,Y、Z同周期,W与X、Y既不同族也不同周期;X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍;Y的最高正价与最低负价的代数和为6。下列说法正确的是
A.Y元素最高价氧化物对应水 化物的化学式为H2YO4
B.原子半径由小到大的 顺序为:W<X<Z< Y
C.X与W可以形成W2X、W2X2两种氧化物
D.Y、Z两元素的气态氢化物中,Z的气态氢化物稳定
【解析】本题的突破口在X,X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍,可确定X为O,则Z为S;Y的最高正价与最低负价的代数和为6,且与S同周期,所以Y为Cl;W与X、Y既不同族又不同周期,只能为H。分析选项A,Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式应为HYO4,B选项中原子半径由小到大的顺序为:W<X<Y<Z;H和O可形成H2O和H2O2,C正确;D选项中HCl比H2S稳定。
变式1 X、Y、Z为短周期元素,X的最外层电子数是Y原子最外层电子数的2倍,Y的原子序数比X的原子序数多5,Z原子的最外层电子数比Y多3。下列叙述正确的是
A.原子半径的大小顺序:Z > Y >X
B.Z单质与X单质直接反应可生成两种化合物
C.工业上,电解X和Y形成的化合物制取Y单质
D.Y、Z元素的最高价氧化物对应的水化物不能互相反应
考点二 氧化还原反应规律应用
【例2】水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应是
3Fe2++2S2O32-+O2+xOH— Fe3O4+S4O62-+2H2O,下列说法中,正确的是
A.每生成1mol Fe3O4,反应转移的电子总数为2mol
B.Fe2+和S2O32-都是还原剂
C.1mol Fe2+被氧化时,被Fe2+还原的O2的物质的量为1/3mol
D.x=2
【解析】B;本题根据电荷守恒可确定x的值,3×2-4-x=-2,x=4,Fe3O4中两个铁为+3价,一个铁为+2价,在反应中每生成1molFe3O4同时消耗1mol O2,所以转移的电子数为4 mol,S2O32-中S由+2价升高为+5/2价,所以还原剂有Fe2+、S2O32-,而氧化剂为O2。1mol Fe2+被氧化时, 提供1 mol电子,被Fe2+还原的O2的物质的量为1/4mol。
变式2 氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反应式:
NO3- +4H++3e- = NO+2H2O
KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四种物质中的一种物质(甲)能使上述还原过程发生。
(1)写出并配平该氧化还原反应的方程式:_______________________________________。
(2)反应中硝酸体现了 、 性质。
(3)反应中若产生0.2 mol气体,则转移电子的物质的量是 mol。
(4)若1 mol甲与某浓度硝酸反应时,被还原硝酸的物质的量增加,原因是: 。
考点三化学反应速率、化学平衡
【例3】在一定温度下,向体积恒定为2L的密闭容器里充入2mol M和一定量的N,发生如下反应:M(g)+N(g) E(g);当反应进行到4min时达到平衡,测知M的浓度为0.2mol•L—1。下列说法 正确的是
A.4min时,M的转化率为80%
B.4m in时,用M表示的反应速率为0.8mol•L—1•min—1
C.4min后,向容器中充入不参与反应的稀有气体,M的物质的量减小
D.2min时,M的物质的量浓度为0.6mol•L—1
【解析】答案为A。反应开始时,M的浓度为2÷2=1mol/L,平衡时为0.2mol•L—1,转化了0.8mol•L—1,M转化率为80%。4min时,用M表示的反应速率为0.8mol•L—1÷4=0.2mol•L—1•