Question

12．已知A、B、C、D、E、F、G、H八种元素位于元素周期表前四个周期．A、B、C是三种非金属元素，A与B的原子的核外电子数之和与C原子的核外电子数相等且A、B、C能形成离子化合物．B与H位于同一主族，D的单质是中学化学常见的两性金属，E的单质是日常生活中用途最广泛的金属且其价电子数是G的两倍，F原子的最外电子层的p电子数是s电子数的两倍，D、H、F位于同一周期且原子序数依次增大，A、C、E、G、H的基态原子中未成对电子数均与其周期序数相同．请用化学用语回答以下问题：
（1）A、B、C形成的此化合物中存在的化学键的类型有离子键、共价键．E单质在常温下遇到A、B、C形成的另一化合物的浓溶液发生钝化现象，过量的E单质在此化合物的稀溶液中发生反应的离子方程式为3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe^2-+2NO↑+4H₂O，E的基态电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，E³⁺与E²⁺的稳定性大小为Fe³⁺＞Fe²⁺．
（2）B、C、D、H四种元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞P＞Al，电负性由小到大的顺序为Al＜P＜N＜O．
（3）A、C、G可形成一种相对分子质量为46的一元羧酸分子，其分子中存在的σ键和π键的数目之比为3：1；F、G对应的氢化物中键能大小为F-H键＞G-H键．
（4）由A、C、F可形成两种酸类化合物，用离了方程式说明它们的酸性强弱2H⁺+SO₃^2-=SO₂↑+H₂O或H⁺+HSO₃^-=SO₂↑+H₂O．由A、C、F与钠四种元素按原子个数比为l：3：1：1组成一种化合物，其水溶液显酸性，则该溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G、H八种元素位于元素周期表前四个周期，A、C、E、G、H的基态原子中未成对电子数均与其周期序数相同，符合条件的外围电子排布应为1s¹、2s²2p²、2s²2p⁴、3s²3p³，3d⁶4s²，符合条件的元素有H、C、O、P、Fe．D的单质是中学化学常见的两性金属，D应为Al元素；D、H、F位于同一周期，即位于第三周期，可推知H为P元素；F原子的最外电子层的p电子数是s电子数的两倍，最外层电子排布为3s²3p⁴，故F为S元素；A、B、C是三种非金属元素，且A、B、C能形成离子化合物，说明该化合物为铵盐，B与H位于同一主族，则B为N元素，而A与B的原子的核外电子数之和与C原子的核外电子数相等，则A为H元素，C为O元素；E的单质是日常生活中用途最广泛的金属且其价电子数是G的两倍，则E为Fe元素，则E的价电子为8，则G的价电子数为4，可推知G为碳元素，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G、H八种元素位于元素周期表前四个周期，A、C、E、G、H的基态原子中未成对电子数均与其周期序数相同，符合条件的外围电子排布应为1s¹、2s²2p²、2s²2p⁴、3s²3p³，3d⁶4s²，符合条件的元素有H、C、O、P、Fe．D的单质是中学化学常见的两性金属，D应为Al元素；D、H、F位于同一周期，即位于第三周期，可推知H为P元素；F原子的最外电子层的p电子数是s电子数的两倍，最外层电子排布为3s²3p⁴，故F为S元素；A、B、C是三种非金属元素，且A、B、C能形成离子化合物，说明该化合物为铵盐，B与H位于同一主族，则B为N元素，而A与B的原子的核外电子数之和与C原子的核外电子数相等，则A为H元素，C为O元素；E的单质是日常生活中用途最广泛的金属且其价电子数是G的两倍，则E为Fe元素，则E的价电子为8，则G的价电子数为4，可推知G为碳元素，所以A为H，B为N，C为O，D为Al，E为Fe，F为S，G为C，H为P．
（1）A、B、C形成的化合物为NH₄NO₃，属于离子化合物，含有离子键和共价键；Fe在常温下遇到A、B、C形成的另一化合物的浓溶液发生钝化现象，则该化合物为硝酸，过量的Fe和稀硝酸反应生成硝酸亚铁和NO，反应的离子方程式为：3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe^2-+2NO↑+4H₂O；Fe的基态原子的电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；Fe³⁺的电子排布式为[Ar]3d⁵，Fe²⁺的电子排布式为[Ar]3d⁶，Fe³⁺的价层电子为半充满状态，能量较低，故Fe³⁺较稳定，
故答案为：离子键、共价键；3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe^2-+2NO↑+4H₂O；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；Fe³⁺＞Fe²⁺；
（2）同主族元素从上到下，元素的第一电离能逐渐减小，同周期元素从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，由于N的2p轨道为半充满状态，较稳定，所以N的第一电离能大于O，而O元素非金属性远强于P，故O元素第一电离能高于P，则第一电离能：N＞O＞P＞Al，同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐减小，同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐增大，则电负性：Al＜P＜N＜O，
故答案为：N＞O＞P＞Al；Al＜P＜N＜O；
（3）H、O、C可形成一种相对分子质量为46的一元羧酸分子，该羧酸为HCOOH，分子中含有4个σ键和1个π键，二者比值为4：1，由于S元素的非金属性大于C，形成的氢化物较稳定，所以S-H键键能较大，
故答案为：4：1；＞；
（4）Al分别和盐酸、NaOH反应的化学方程式为2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑，2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，相同物质的量的盐酸和NaOH溶液分别与Al反应时，NaOH生成氢气多，为盐酸的3倍，Al^3-和AlO₂^-能发生相互促进的水解反应生成Al（OH）₃，反应的离子方程式为Al^3-+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
故答案为：3：1；Al^3-+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓；
（5）由H、O、S可形成两种酸类化合物分别为H₂SO₃、H₂SO₄，H₂SO₄酸性强于H₂SO₃，将亚硫酸钠溶液加入硫酸或亚硫酸氢钠溶液加入硫酸中分别发生：2H⁺+SO₃^2-=SO₂↑+H₂O或H⁺+HSO₃^-=SO₂↑+H₂O，可证明H₂SO₄酸性强于H₂SO₃，由H、O、S与钠四种元素按原子个数比为l：3：1：1组成一种化合物为NaHSO₃，其水溶液呈酸性，说明HSO₃^-电离程度大于水解程度，则溶液中存在c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），
故答案为：2H⁺+SO₃^2-=SO₂↑+H₂O或H⁺+HSO₃^-=SO₂↑+H₂O；c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）．

点评 本题考查结构性质位置关系综合应用，题目比较综合，正确推断元素的种类为解答该题的关键，需要学生具备扎实的基础，题目难度较大．