Question

4．X、Y、Z、Q、M為常見的短周期元素，其原子序數(shù)依次增大．有關信息如表：

X	動植物生長不可缺少的元素，是蛋白質的重要成分
Y	地殼中含量居第一位
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其單質
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

（1）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．下列有關說法正確的是ACD（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．有關化合物QX的制備及化學性質如下（所有熱量數(shù)據(jù)均已折合為25℃、101.3 kPa條件下的數(shù)值）．
①可用Q和X的單質在800～1 000℃制得，每生成1mol QX，吸收a kJ的熱量．
②可用Q的氧化物、焦炭和X的單質在1 600～1750℃生成QX，每消耗18g碳生成1mol QX，吸收bkJ的熱量．
請根據(jù)上述信息寫出在理論上Q的氧化物跟焦炭反應生成Q單質和CO的熱化學方程式3C（s）+Al₂O₃（s）═2Al（s）+3CO（g）△H=2b-2a kJ•mol^-1．
（4）X、Y組成的一種無色氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色．標準狀況下將40 L該無色氣體與15 L氧氣通入一定濃度的NaOH溶液中，恰好被完全吸收，同時生成兩種鹽．請寫出該反應的離子方程式8NO+3O₂+8OH^-=2NO₃^-+6NO₂^-+4H₂O．

Answer 1

分析 X、Y、Z、Q、M為常見的短周期元素，其原子序數(shù)依次增大．Y在地殼中含量居第一位，則Y為O元素；X是動植物生長不可缺少的元素，是蛋白質的重要成分，則X為N元素；短周期中Z的原子半徑最大，則Z為Na；Q是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其單質，則Q為Al；M是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，則M為Cl．

解答 解：X、Y、Z、Q、M為常見的短周期元素，其原子序數(shù)依次增大．Y在地殼中含量居第一位，則Y為O元素；X是動植物生長不可缺少的元素，是蛋白質的重要成分，則X為N元素；短周期中Z的原子半徑最大，則Z為Na；Q是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其單質，則Q為Al；M是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，則M為Cl．
（1）X的氣態(tài)氫化物為NH₃，其電子式為，
故答案為：；
（2）A．Rb與Na同位于第ⅠA族，I與Cl同位于第ⅦA族，二者位于同一周期，Rb原子序數(shù)小于I，故Rb半徑大于I半徑，故A正確；
B．RbCl中存在離子鍵，故B錯誤；
C．Cl的非金屬性大于I，故HCl的熱穩(wěn)定性強于HI，故C正確；
D．RbOH顯強堿性，Al（OH）₃顯兩性，HClO₄顯強酸性，故兩兩均可發(fā)生反應，故D正確．
故選：ACD；
（3）根據(jù)條件可得熱化學方程式：①．2Al（s）+N₂（g）$\frac{\underline{\;800-1000℃\;}}{\;}$ 2AlN（s）△H=2a kJ•mol^-1，
②．Al₂O₃（s）+3C（s）+N₂（g）$\frac{\underline{\;1600-1750℃\;}}{\;}$ 2AlN（s）+3CO（g）△H=2b kJ•mol^-1，
根據(jù)蓋斯定律，②-①即可得目標方程：3C（s）+Al₂O₃（s）═2Al（s）+3CO（g）△H=2b-2a kJ•mol^-1，
故答案為：3C（s）+Al₂O₃（s）═2Al（s）+3CO（g）△H=2b-2a kJ•mol^-1；
（4）由X、Y組成的無色氣體為NO，紅棕色氣體為NO₂，同時生成兩種鹽，生成硝酸鈉、亞硝酸鈉，令硝酸鈉、亞硝酸鈉的物質的量分別為xmol、ymol，則：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=\frac{40}{22.4}}\\{3x+y=\frac{15}{22.4}}\end{array}\right.$，解得x：y=1：3，故反應離子方程式為：8NO+3O₂+8OH^-=2NO₃^-+6NO₂^-+4H₂O，
故答案為：8NO+3O₂+8OH^-=2NO₃^-+6NO₂^-+4H₂O．

點評 本題考查結構性質位置關系應用，題目比較綜合，涉及電子式、元素周期律、熱化學方程式、氧化還原反應計算與離子方程式書寫等，（4）中關鍵是計算硝酸鈉與亞硝酸鈉的物質的量關系．