Question

（2012?株洲一模）已知A、B、C、D、E都是短周期主族元素，且原子序數依次增大．A、B原子的質子數之和等于C原子核內的質子數，D與B原子核外電子數之和為C原子核電荷數的兩倍，D原子最外層電子數是其電子層數的3倍，A的單質是最輕的氣體，E是所在周期原子半徑最大的元素．請回答下列問題：
（1）E在周期表中的位置為

第三周期第ⅠA族

，C、D、E所形成的簡單離子半徑大小順序為

r（N^3-）＞r（O^2- ）＞r（Na⁺）

 （用離子符號表示）．
（2）化合物ABC是一種極弱的酸，分子中含有4個共價鍵，其電子式為

；D、E形成的離子化合物中陰陽離子個數比為1：2，該化合物中是否存在共價鍵？為什么？

不一定存在共價鍵，如為Na₂O₂，O^2-中存在共價鍵；如為Na₂O，則不存在共價鍵

（3）A、B、D、E可形成多種化合物，其中，甲、乙兩種化合物的相對分子質量之比為42：41，則相同物質的量濃度的甲、乙水溶液堿性強弱順序為：甲

＞

乙（填＞、＜或=），乙水解反應的離子方程式是

CH₃COO^-+H₂OCH₃COOH+OH^-

．
（4）250C、1OlkPa下，BA4的燃燒熱為a kJ/mol，9g液態水變為水蒸氣吸熱b kJ，則BA4燃燒生成二氧化碳和水蒸氣的熱化學方程式為

CH ₄（g）+2O₂（g）═CO ₂（g）+2H₂O（g）；△H=-（a-4b）kJ/mol

．

Answer 1

分析：D原子最外層電子數是其電子層數的3倍，則D為O元素，A的單質是最輕的氣體，則A為H元素，A、B原子的質子數之和等于C原子核內的質子數，D與B原子核外電子數之和為C原子核電荷數的兩倍，設B的質子數為x，則2（1+x）=8+x，x=6，即B為C元素，又A、B、C、D、E都是短周期主族元素，且原子序數依次增大，E是所在周期原子半徑最大的元素，則E為Na元素，以此解答題中各小問：
（1）E為Na元素，原子序數為11，在元素周期表中第三周期第ⅠA族，離子核外電子排布相同，核電核數越大，離子半徑越小；
（2）化合物ABC是一種極弱的酸，分子中含有4個共價鍵，為HCN，其中C、N之間含有3個共用電子對，D、E形成的離子化合物中陰陽離子個數比為1：2，化合物可能為Na₂O₂或Na₂O；
（3）A、B、D、E可形成多種化合物，其中，甲、乙兩種化合物的相對分子質量之比為42：41，則這兩種化合物分別為NaHCO₃和CH₃COONa，相對分子質量分別為84和82；
（4）利用蓋斯定律計算．

解答：解：D原子最外層電子數是其電子層數的3倍，則D為O元素，A的單質是最輕的氣體，則A為H元素，A、B原子的質子數之和等于C原子核內的質子數，D與B原子核外電子數之和為C原子核電荷數的兩倍，設B的質子數為x，則2（1+x）=8+x，x=6，即B為C元素，又A、B、C、D、E都是短周期主族元素，且原子序數依次增大，E是所在周期原子半徑最大的元素，則E為Na元素，
（1）E為Na元素，原子序數為11，在元素周期表中第三周期第ⅠA族，C、D、E所形成的簡單離子核外電子排布相同，都為10個電子，根據核電核數越大，離子半徑越小可知，
r（N^3-）＞r（O^2- ）＞r（Na⁺），故答案為：第三周期第ⅠA族；r（N^3-）＞r（O^2- ）＞r（Na⁺）；
（2）化合物ABC是一種極弱的酸，分子中含有4個共價鍵，為HCN，其中C、N之間含有3個共用電子對，電子式為，D、E形成的離子化合物中陰陽離子個數比為1：2，化合物可能為Na₂O₂或Na₂O，如為Na₂O₂，O^2-中存在共價鍵；如為Na₂O，則不存在共價鍵，
故答案為：；不一定存在共價鍵，如為Na₂O₂，O^2-中存在共價鍵；如為Na₂O，則不存在共價鍵；
（3）A、B、D、E可形成多種化合物，其中，甲、乙兩種化合物的相對分子質量之比為42：41，則這兩種化合物分別為NaHCO₃和CH₃COONa，相對分子質量分別為84和82，由于CH₃COOH酸性較強，則NaHCO₃水解程度大，溶液堿性強，水解生成CH₃COOH，溶液呈堿性，水解方程式為 CH₃COO^-+H₂OCH₃COOH+OH^-，
故答案為：＞； CH₃COO^-+H₂OCH₃COOH+OH^-；
（4）250C、1OlkPa下，BA4的燃燒熱為a kJ/mol，為甲烷的燃燒，
熱化學方程式為CH ₄（g）+2O₂（g）═CO ₂（g）+2H₂O（l）；△H=-a kJ/mol…①；
9g液態水變為水蒸氣吸熱b kJ，則反應的熱化學方程式為H₂O（l）═H₂O（g）△H=+2bkJ/mol…②，
利用蓋斯定律將①+2×②可得CH ₄（g）+2O₂（g）═CO ₂（g）+2H₂O（g）；△H=-（a-4b） kJ/mol，
故答案為：CH ₄（g）+2O₂（g）═CO ₂（g）+2H₂O（g）；△H=-（a-4b） kJ/mol．

點評：本題考查較為綜合，涉及元素的推斷、電子式的書寫、鹽類的水解以及化學反應與能量等問題，題目具有一定難度，本題正確推斷元素的種類是做題的關鍵．