Question

【題目】X、Y、Z、Q、M為常見的短周期元素，其原子序數依次增大，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的氣態氫化物的大量生產曾經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.氣態氫化物熱穩定性：M>I

d.Rb、Q、M的最高價氧化物對應的水化物可以兩兩發生反應

(3)化合物QX導熱性好，熱膨脹系數小，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。可用Q的氧化物、焦炭和X的單質在高溫下生成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為紅棕色，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，可據此書寫其電子式；

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

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

根據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定性就越強。由于元素的非金屬性Cl>I，所以氣態氫化物熱穩定性：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，所以三種物質可以兩兩發生反應，產生鹽和水，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，其物質的量是18g÷12g/mol=1.5mol，同時吸收a kJ的熱量。根據反應前后各種元素的原子個數相等，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為紅棕色，該氣體是NO，將NO與O2通入水中，恰好被完全吸收，生成硝酸，根據原子守恒、電子守恒，可得該反應的化學方程式為：4NO+3O2+2H2O=4HNO3。