Question

3．X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素，原子序数依次增大．X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0；Q与X同主族；Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素．请回答下列问题：
（1）五种元素原子半径由大到小的顺序是Na＞Al＞C＞O＞H（写元素符号）．
（2）X与Y能形成多种化合物，其中最简单的烃类化合物是CH₄（写分子式）．
（3）由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系：A$?_{D}^{C}$B（在水溶液中进行），其中C是溶于水显酸性的气体；D是淡黄色固体．写出C的结构式O=C=O；D的电子式．
（4）如果A、B均由三种元素组成，B为两性不溶物，则由A转化为B的离子方程式AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-?如果A由三种元素组成，B由四种元素组成，A、B溶液均显碱性．写出由A到B的反应方程式：Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃．

Answer 1

分析 X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素，原子序数依次增大，Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素，则Z为O元素、R为Al；X、Y两元素最高正价与最低负价代数和均为0，原子序数均小于O元素，为ⅠA族H元素、ⅣA族元素，故X为H元素、Y为C元素；Q与X同主族，结合原子序数可知，Q为Na元素，
（1）同周期自左而右原子半径减小，电子层越多原子半径越大；
（2）H与C形成多种化合物，属于烃类物质，其中既含极性键又含非极性键，且相对分子质量最小是乙炔；
（3）上述五种元素中的若干种组成的化合物A、B、C、D，C是溶于水显酸性的气体，C为CO₂，D是淡黄色固体，D为Na₂O₂，
（4）如果A、B均由三种元素组成，B为两性化合物，且不溶于水，则B为Al（OH）₃，A为NaAlO₂，A与过量的CO₂反应生成生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠；
如果A由三种元素组成，B由四种元素组成，A、B溶液均显碱性，则A为Na₂CO₃、B为NaHCO₃，碳酸钠与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠．

解答 解：X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素，原子序数依次增大，Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素，则Z为O元素、R为Al；X、Y两元素最高正价与最低负价代数和均为0，原子序数均小于O元素，为ⅠA族元素、ⅣA族元素，故X为H元素、Y为C元素；Q与X同主族，结合原子序数可知，Q为Na元素，
（1）同周期自左而右原子半径减小，电子层越多原子半径越大，故原子半径Na＞Al＞C＞O＞H，
故答案为：Na＞Al＞C＞O＞H；
（2）H与C形成多种化合物，属于烃类物质，其中相对分子质量最小的是甲烷，分子式为CH₄，
故答案为：CH₄；
（3）由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系：A$?_{D}^{C}$B（在水溶液中进行），其中，C是溶于水显酸性的气体，则C为CO₂，D是淡黄色固体则D为Na₂O₂，则：
CO₂的结构式为：O=C=O，Na₂O₂的电子式为，
故答案为：O=C=O；；
（4）如果A、B均由三种元素组成，B为两性化合物，且不溶于水，则B为Al（OH）₃，A为NaAlO₂，甲与过量的CO₂反应生成生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，反应离子方程式为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
如果A由三种元素组成，B由四种元素组成，A、B溶液均显碱性，则A为Na₂CO₃、B为NaHCO₃，A转化成B的方程式为：Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃，
故答案为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃．

点评 本题考查了位置、结构与性质关系的应用，题目难度中等，推断各元素为解答关键，注意熟练掌握原子结构与元素周期表、元素周期律的关系，试题充分考查学生的分析、理解能力及逻辑推理能力．