Question

【題目】X、Y、Z、Q、M為常見的短周期元素，其原子序數(shù)依次增大，有關信息如下表：

X	動植物生長不可缺少的元素，是蛋白質(zhì)的重要成分
Y	地殼中含量位居第一位
Z	短周期中，其原子半徑最大
Q	生活中大量使用其合金制品，工業(yè)上可用電解其氧化物的方法制備
M	海水中大量富集的元素之一，其最高正化合價與負價的代數(shù)和為6

請用對應元素的化學符號或化學式回答下列問題：

(1)X在周期表中的位置為_________；X的氣態(tài)氫化物的大量生產(chǎn)曾經(jīng)解決了地球上因糧食不足而導致的饑餓和死亡問題．請寫出該氣態(tài)氫化物的電子式_________。

(2)已知37Rb和53I都位于第五周期，分別與Z和M同一主族。下列有關說法中正確的是________(填序號)。

a.原子半徑：Rb>I

b.RbM中含有共價鍵

c.氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性：M>I

d.Rb、Q、M的最高價氧化物對應的水化物可以兩兩發(fā)生反應

(3)化合物QX導熱性好，熱膨脹系數(shù)小，是良好的耐熱沖擊材料，其抗熔融金屬侵蝕的能力強，是熔鑄純鐵、鋁或鋁合金理想的坩堝材料�？捎�Q的氧化物、焦炭和X的單質(zhì)在高溫下生成QX，已知每生成1mol QX，消耗18g碳，吸收a kJ的熱量。據(jù)此，寫出以上制取QX的熱化學方程式__________。

(4)X、Y組成的一種無色氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色，將一定量該無色氣體與氧氣通入水中，恰好被完全吸收，生成一種酸，請寫出該反應的化學方程式_______________。

Answer 1

【答案】第二周期第VA族 acd Al2O3(s)+C(s)+N2(g)=AlN(s)+CO(g) △H=+akJ/mol 4NO+3O2+2H2O=4HNO3

【解析】

根據(jù)表格已知信息可確定X是N元素，Y是O元素，Z是Na元素，Q是Al元素，M是Cl元素。

(1)根據(jù)N原子核外電子排布可知N元素在元素周期表的位置，根據(jù)N原子最外層有5個電子，知其簡單氫化物是NH3，N、H原子間通過共價鍵結合，可據(jù)此書寫其電子式；

(2)根據(jù)同一主族的元素隨原子序數(shù)的增大，元素的金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱分析判斷；

(3)根據(jù)反應物的質(zhì)量計算其物質(zhì)的量，利用物質(zhì)反應時的物質(zhì)的量與能量變化關系，結合質(zhì)量守恒定律，書寫相應的熱化學方程式；

根據(jù)表格已知信息可確定X是N元素，Y是O元素，Z是Na元素，Q是Al元素，M是Cl元素。

(1)N是7號元素，原子核外電子排布為2、5，所以N元素在元素周期表中位于第二周期第VA族；N原子與3個H原子通過共價鍵結合形成NH3，其電子式為：。

(2) a.同一周期的元素，原子序數(shù)越大，原子半徑越小，所以原子半徑：Rb>I，a正確；

b.Rb是活潑的金屬，Cl是活潑的非金屬元素，二者之間通過電子得失形成陰陽離子，離子之間通過離子鍵結合形成RbCl，b錯誤；

c.元素的非金屬性越強，其與H元素形成的簡單氫化物的穩(wěn)定性就越強。由于元素的非金屬性Cl>I，所以氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性：HCl>HI，c正確；

d.Rb、Q、M的最高價氧化物對應的水化物分別是RbOH、Al(OH)3、HClO4，RbOH是一元強堿，Al(OH)3是兩性氫氧化物，HClO4是一元強酸，所以三種物質(zhì)可以兩兩發(fā)生反應，產(chǎn)生鹽和水，d正確；

故合理選項是acd。

(3)化合物AlN可用Al2O3、C和N2在高溫下生成，每生成1molAlN，消耗18g碳，其物質(zhì)的量是18g÷12g/mol=1.5mol，同時吸收a kJ的熱量。根據(jù)反應前后各種元素的原子個數(shù)相等，可得制取AlN的熱化學方程式為：Al2O3(s)+C(s)+N2(g)=AlN(s)+CO(g) △H=+akJ/mol。

(4)X、Y組成的一種無色氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色，該氣體是NO，將NO與O2通入水中，恰好被完全吸收，生成硝酸，根據(jù)原子守恒、電子守恒，可得該反應的化學方程式為：4NO+3O2+2H2O=4HNO3。