Question

【题目】X、Y、Z、Q、M为常见的短周期元素，其原子序数依次增大，有关信息如下表：

X	动植物生长不可缺少的元素，是蛋白质的重要成分
Y	地壳中含量位居第一位
Z	短周期中，其原子半径最大
Q	生活中大量使用其合金制品，工业上可用电解其氧化物的方法制备
M	海水中大量富集的元素之一，其最高正化合价与负价的代数和为6

请用对应元素的化学符号或化学式回答下列问题：

(1)X在周期表中的位置为_________；X的气态氢化物的大量生产曾经解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿和死亡问题．请写出该气态氢化物的电子式_________。

(2)已知37Rb和53I都位于第五周期，分别与Z和M同一主族。下列有关说法中正确的是________(填序号)。

a.原子半径：Rb>I

b.RbM中含有共价键

c.气态氢化物热稳定性：M>I

d.Rb、Q、M的最高价氧化物对应的水化物可以两两发生反应

(3)化合物QX导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料，其抗熔融金属侵蚀的能力强，是熔铸纯铁、铝或铝合金理想的坩埚材料。可用Q的氧化物、焦炭和X的单质在高温下生成QX，已知每生成1mol QX，消耗18g碳，吸收a kJ的热量。据此，写出以上制取QX的热化学方程式__________。

(4)X、Y组成的一种无色气体遇空气变为红棕色，将一定量该无色气体与氧气通入水中，恰好被完全吸收，生成一种酸，请写出该反应的化学方程式_______________。

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】

根据表格已知信息可确定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)根据N原子核外电子排布可知N元素在元素周期表的位置，根据N原子最外层有5个电子，知其简单氢化物是NH3，N、H原子间通过共价键结合，可据此书写其电子式；

(2)根据同一主族的元素随原子序数的增大，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱分析判断；

(3)根据反应物的质量计算其物质的量，利用物质反应时的物质的量与能量变化关系，结合质量守恒定律，书写相应的热化学方程式；

根据表格已知信息可确定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号元素，原子核外电子排布为2、5，所以N元素在元素周期表中位于第二周期第VA族；N原子与3个H原子通过共价键结合形成NH3，其电子式为：。

(2) a.同一周期的元素，原子序数越大，原子半径越小，所以原子半径：Rb>I，a正确；

b.Rb是活泼的金属，Cl是活泼的非金属元素，二者之间通过电子得失形成阴阳离子，离子之间通过离子键结合形成RbCl，b错误；

c.元素的非金属性越强，其与H元素形成的简单氢化物的稳定性就越强。由于元素的非金属性Cl>I，所以气态氢化物热稳定性：HCl>HI，c正确；

d.Rb、Q、M的最高价氧化物对应的水化物分别是RbOH、Al(OH)3、HClO4，RbOH是一元强碱，Al(OH)3是两性氢氧化物，HClO4是一元强酸，所以三种物质可以两两发生反应，产生盐和水，d正确；

故合理选项是acd。

(3)化合物AlN可用Al2O3、C和N2在高温下生成，每生成1molAlN，消耗18g碳，其物质的量是18g÷12g/mol=1.5mol，同时吸收a kJ的热量。根据反应前后各种元素的原子个数相等，可得制取AlN的热化学方程式为：Al2O3(s)+C(s)+N2(g)=AlN(s)+CO(g) △H=+akJ/mol。

(4)X、Y组成的一种无色气体遇空气变为红棕色，该气体是NO，将NO与O2通入水中，恰好被完全吸收，生成硝酸，根据原子守恒、电子守恒，可得该反应的化学方程式为：4NO+3O2+2H2O=4HNO3。