Question

（15分）H、C、N、O、Al、Fe是六种常见元素。

（1）Fe位于周期表第    周期，第     族，其基态原子未成对电子数为_______。碳的同素异形体中，金刚石熔点比C₆₀ _____（填“高”、“低”）。

（2）用“>”或“<”填空：

离子半径	电负性	第一电离能	沸点
O^2-____Al^3+	C___N	N____O	CH4____ NH3

（3）Al能将污水中NO₃^-转化为N₂，同时铝的反应产物还能净化污水，该反应的离子方程式              ；其中产生的铝的化合物能净水的原理是              。

（4）已知①2H₂(g) + O₂(g) = 2H₂O(l)        △H=﹣571.66kJ•mol^-1

②CH₂=CH₂(g) + 3O₂(g) = 2CO₂(g) + 2H₂O(l)    △H=﹣1306.42kJ•mol^-1

写出利用CO₂和H₂合成（CH₂=CH₂）的热化学方程式为                            。

Answer

（共15分）（1）四；VIII； 4 ； 高 ；（每空1分，共4分）

（2）> ； < ； > ； < ； （每空1分，共4分）

（3）10Al + 6NO3- + 18H2O = 3N2↑ + 10Al(OH)3 + 6OH- （2分）；

生成的Al(OH)3胶体具有吸附作用 （2分）；

（4）2CO2(g) +6 H2(g) = CH2=CH2(g) + 4H2O(l) △H= - 408.56kJ•mol-1 （3分）。

【解析】

试题分析：（1）26号元素Fe元素位于周期表第四周期第VIII族，核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，由于d轨道有5个，所以其基态原子未成对电子数为4，金刚石是原子晶体，原子间通过共价键结合，共价键是一种强烈的相互作用，断裂很难，因此熔沸点很高，而C60是分子晶体，分子间通过分子间作用力结合。而分子间作用力比化学键弱的多，故金刚石熔点比C60高。

（2）O2-、Al3+是电子层结构相同的离子。对于核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：O2->Al3+；同一周期元素，电负性随着原子序数的增大而增大，故电负性C< N；当原子核外电子处于全充满、半充满或全空时是稳定的状态，因为N基态原子的价电子排布式为2s22p3，处于p轨道的半充满的稳定状态，而O基态原子的价电子排布式为2s22p4，所以O原子比N原子更容易失去第一个电子，元素的第一电离能N>O；NH3和CH4都属于分子晶体，但是在NH3分子间除了存在分子间作用力外，还存在比分子间作用力强的氢键，增加了分子之间的吸引力，因此沸点CH4< NH3。

（3）Al能将污水中NO3-转化为N2，同时铝的反应产物还能净化污水，及产生了Al(OH)3胶体，根据电子守恒、原子守恒、电荷守恒，可得该反应的离子方程式10Al + 6NO3- + 18H2O = 3N2↑ + 10Al(OH)3 + 6OH- ，产生的铝的化合物Al(OH)3胶体表面积大，吸附力强。可以吸附水中悬浮的固体，使之形成沉淀，因而可以起到净水作用。

（4）①×3-②，整理可得：该热化学方程式为2CO2(g) +6 H2(g) = CH2=CH2(g)+4H2O(l) △H= - 408.56kJ•mol-1

考点：考查元素的原子结构、元素在周期表中的位置的确定、离子半径、元素的电负性和电离能及物质熔沸点的比较、离子方程式和热化学方程式的书写的知识。