Question

【題目】2019年是門捷列夫提出元素周期表150周年。已知在元素周期表中，元素Q、R、W、Y與元素X相鄰。Y的最高化合價氧化物的水化物是強酸。W與Q可以形成一種高溫結構陶瓷材料，W的氯化物分子呈正四面體結構。回答下列問題：

(1)元素X在元素周期表中的位置_________

(2)W的氧化物的晶體類型是____________

(3)R和Y形成的二元化合物中，R呈現最高化合價的化合物的化學式是________

(4)這5個元素的氫化物分子中：

①立體結構類型相同的氫化物的沸點從高到低排列次序是(填化學式)_______

②電子總數相同的氫化物的化學式和立體結構分別是_________

(5)W和Q所形成的結構陶瓷材料的一種合成方法如下：W的氯化物與Q的氫化物加熱反應，生成化合物W(QH2)4和HCl氣體；W(QH2)4在高溫下分解生成Q的氫化物和該陶瓷材料。上述相關反應的化學方程式(各物質用化學式表示)是_________。

Answer 1

【答案】第三周期第ⅤA族 原子晶體 As2S5 NH3＞ AsH3 ＞PH3 電子數相同的有SiH4(正四面體)、PH3(三角錐型)和H2S(V形) SiCl4 + 4NH3 = Si(NH2)4 + 4HCl， 3Si(NH2)4 = 8NH3 + Si3N4

【解析】

W的氯化物分子呈正四面體結構，應為SiCl4或CCl4，又W與Q可以形成一種高溫結構陶瓷材料，可推斷W為Si，Q為N元素；元素Q、R、W、Y與元素X相鄰，Y的最高化合價氧化物的水化物是強酸，則Y為S，X為P，R為As元素。

根據分析可知，Q為N，R為As，W為Si，Y為S，X為P元素。

(1)P的原子序數為15，位于元素周期表中第三周期第ⅤA族；

(2)W的氧化物為二氧化硅，二氧化硅屬于原子晶體；

(3)As的最高價為+5價，則As和S形成的二元化合物的化學式為As2S5；

(4)①氨氣分子間存在氫鍵，其沸點最高；AsH3、PH3都屬于分子晶體，相對分子質量越大沸點越高，則沸點大小為：NH3＞AsH3＞PH3；

②這5個元素的氫化物分子中，SiH4、PH3和H2S的電子數均為18，價電子對數分別為，，孤對電子對分別為0，1，2，因此其空間結構分別為正四面體，三角錐和V形；

(5)由信息可知，四氯化硅與氨氣反應生成W(QH2)4和HCl，Si(NH2)4在高溫下分解生成氨氣和氮化硅，反應方程式分別為：SiCl4+4NH3=Si(NH2)4+4HCl、3 Si(NH2)4=8NH3+Si3N4。