Question

【題目】甲圖是部分短周期元素的常見化合價與原子序數的關系圖：

請回答下列問題：

（1）D元素在周期表中的位置為___________，D和G的簡單氫化物中沸點高的是___________ （寫化學式），A和E形成的化合物的電子式為_____________。

（2）D、E、G、H的簡單離子半徑由大到小的順序為__________________________。（用化學式表示）

（3）二元化合物X是含有C元素的18電子分子，1molX（l）在25℃ 101kPa下完全燃燒放出622kJ的熱量，寫出表示X燃燒熱的熱化學方程式________________________________。

（4）H的最高價氧化物對應的水化物的濃溶液不穩定，受熱可分解，產物之一是H的單質，且當有28mol電子轉移時，常溫共產生9mol氣體，寫出該反應的化學方程式___________________________________。

（5）由上述元素中的幾種組成a、b、c各物質，某同學設計實驗用乙圖裝置證明元素B、C、F的非金屬性強弱（其中溶液b和溶液c均為足量）。

①溶液a和b分別為________，________（填化學式）。

②溶液c中的離子方程式為__________________________________________。

③請從原子結構的角度解釋非金屬性C＞B的原因 ____________________________________________________。

Answer 1

【答案】 第二周期第ⅥA族 H2O S2->Cl->O2->Na+ N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622kJmol-1 4HClO42Cl2↑+7O2↑+2H2O HNO3 飽和NaHCO3 SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32- 碳和氮兩元素位于同一周期，電子層數相同，氮比碳的原子序數大，原子半徑小，原子核對最外層電子的吸引能力強，所以氮比碳的非金屬性強

【解析】根據最高正價=最外層電子數，最低負價=最外層電子數-8（F、O無正價），結合原子序數大小關系可知：A為H元素、B為C元素、C為N元素、D為O元素、E為Na元素、F為Si元素、G為S元素、H為Cl元素。

（1）D為O元素，則D元素在周期表中的位置為：第二周期第ⅥA族；D和G的簡單氫化物分別為：H2O和H2S，沸點高的是H2O；A和E形成的化合物為NaH，是離子化合物，電子式為：。

（2）D、E、G、H的簡單離子分別為：O2-、Na+、S2-、Cl-，S2-和Cl-有3個電子層，O2-和Na+只有2個電子層，根據電子層越多，半徑越大，電子層結構相同，原子序數越大，半徑越小，則D、E、G、H的簡單離子半徑由大到小的順序為：S2->Cl->O2->Na+。

（3）C為N元素，含N元素的二元化合物X是18電子分子，則X為N2H4，根據已知條件，表示N2H4燃燒熱的熱化學方程式為：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622kJmol-1。

（4）H的最高價氧化物對應的水化物為HClO4，由已知，HClO4受熱分解產物之一是Cl2，根據電子轉移守恒可知，氧元素被氧化生成氧氣，由氫原子守恒，還有水生成，Cl元素化合價由+7降為0，當有28mol電子轉移時，得到氯氣為：28mol÷（7×2）=2mol，生成氧氣為9mol-2mol=7mol，反應方程式為：4HClO42Cl2↑+7O2↑+2H2O。

（5）①非金屬性強弱與最高價氧化物對應水化物的酸性強弱有關，B、C、F元素分別為：C、N、Si，其最高價氧化物對應的水化物分別為：H2CO3、HNO3、H2SiO3，根據溶液中的強酸制弱酸原理，溶液a為HNO3、固體a為Na2CO3、溶液b為飽和NaHCO3溶液，用于除去CO2中的HNO3，溶液c為Na2SiO3溶液。②因為溶液c為Na2SiO3溶液，錐形瓶中產生的CO2經溶液b凈化后，進入燒杯與Na2SiO3溶液反應生成H2SiO3沉淀，離子方程式為：SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32-。③B為碳元素、C為氮元素，碳和氮兩元素位于同一周期，電子層數相同，氮比碳的原子序數大，原子半徑小，原子核對最外層電子的吸引能力大，得電子能力強，所以氮元素的非金屬性強與碳元素。