Question

短周期元素T、Q、R、W、Z在元素周期表中的位置如图1所示，其中T所处的周期序数与主族序数相等，请用相关化学用语回答下列问题：
（1）Q 的气态氢化物甲的分子式为

 

，甲分子的空间构型为

 

，甲与Z的单质在光照下发生的化学反应方程式为

 

．
（2）Q、R、W的非金属性强弱顺序为

 

（填强到弱），从原子结构解释其原因

 

（3）Z 元素比R 元素的非金属性强．能证明这一结论的事实是

 

（填序号）．
①相同条件下，Z 单质在水中的溶解性强于R 单质
②Z单质与氢气化合比R 单质与氢气化合容易
③Z的氢化物比R 的氢化物稳定
④Q的最高价含氧酸是弱酸，R的最高价含氧酸是强酸
（4）向T的硫酸盐中加入足量的Ba（OH）₂溶液，写出该反应的离子方程式：

 

．
（5）QW 和RW都是汽车尾气中含有的大气污染物，它们在汽车排气管的“催化转换器”中反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，化学方程式为

 

．
（6）M是一种常见的金属单质，与元素Z的单质有如图2所示转化关系：E转化为F的反应的离子方程式是

 

．把一定量的M 放入E溶液中，完全反应后，所得溶液中E、F的物质的量相等，则已反应的E与未反应的E的物质的量之比为

 

．

Answer 1

考点：无机物的推断,位置结构性质的相互关系应用

专题：推断题,元素周期律与元素周期表专题

分析：短周期元素T、Q、R、W、Z在元素周期表中的位置可知，T、Z处于第三周期，Q、R、W处于第二周期，T所处的周期序数与主族序数相等，则Z为Al，可推知Q为C、R为N、W为O、Z为Cl，
（1）Q 的气态氢化物甲为甲烷，是正四面体结构，与氯气在光照下发生取代反应；
（2）同周期随原子序数增大，元素非金属性增强；核电荷数越大、原子半径越小，原子核对最外层电子的吸引力更大，得电子能力更强；
（3）单质溶解性，属于物理性质，不能比较元素非金属性强弱；氮气分子中为N≡N，化学性质稳定，不能根据与氢气反应难易比较非金属性强弱，可以根据氢化物稳定性、最高价含氧酸的酸性强弱比较；
（4）硫酸铝溶液中加入足量的氢氧化钡溶液生成硫酸钡沉淀与偏铝酸钡；
（5）CO 和NO都是汽车尾气中含有的大气污染物，在汽车排气管的“催化转换器”中反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，应适时氮气与二氧化碳；
（6）M是一种常见的金属单质，由转化关系可知，为变价金属，可推知M为Fe、E为FeCl₃、F为FeCl₂，据此解答．

解答： 解：短周期元素T、Q、R、W、Z在元素周期表中的位置可知，T、Z处于第三周期，Q、R、W处于第二周期，T所处的周期序数与主族序数相等，则Z为Al，可推知Q为C、R为N、W为O、Z为Cl，
（1）Q 的气态氢化物甲为甲烷，化学式为CH₄，是正四面体结构，与氯气在光照下发生取代反应，反应方程式为：CH₄+Cl₂

光照

CH₃Cl+HCl等，
故答案为：CH₄；正四面体；CH₄+Cl₂

光照

CH₃Cl+HCl等；
（2）同周期随原子序数增大，元素非金属性增强，则非金属性O＞N＞C，由于核电荷数O＞N＞C、原子半径O＜N＜C，核电荷数越大、原子半径越小，原子核对最外层电子的吸引力更大，故非金属性O＞N＞C，
故答案为：O＞N＞C；核电荷数O＞N＞C、原子半径O＜N＜C，核电荷数越大、原子半径越小，原子核对最外层电子的吸引力更大，故非金属性O＞N＞C；
（3）①单质溶解性，属于物理性质，不能比较元素非金属性强弱，故①错误；
②氮气分子中为N≡N，化学性质稳定，不能根据与氢气反应难易比较非金属性强弱，故②错误；
③元素氢化物越稳定，说明该元素非金属性越强，故③正确；
④元素最高价含氧酸的酸性越强，元素非金属性越强，故④正确，
故答案为：③④；
（4）硫酸铝溶液中加入足量的氢氧化钡溶液生成硫酸钡沉淀与偏铝酸钡，反应离子方程式为：2Al³⁺+3SO₄^2-+3Ba²⁺+8OH^-=3BaSO₄↓+2AlO₂^-+4H₂O，
故答案为：2Al³⁺+3SO₄^2-+3Ba²⁺+8OH^-=3BaSO₄↓+2AlO₂^-+4H₂O；
（5）CO 和NO都是汽车尾气中含有的大气污染物，在汽车排气管的“催化转换器”中反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，应适时氮气与二氧化碳，反应方程式为：2CO+2NO

催化剂  .

N₂+2CO₂，
故答案为：2CO+2NO

催化剂  .

N₂+2CO₂；
（6）M是一种常见的金属单质，由转化关系可知，M为变价金属，可推知M为Fe、E为FeCl₃、F为FeCl₂，则：
E转化为F的反应的离子方程式是：Fe³⁺+2Fe=3Fe²⁺，把一定量的Fe 放入FeCl₃溶液中，完全反应后，所得溶液中FeCl₃、FeCl₂的物质的量相等，令FeCl₃、FeCl₂的物质的量分别为3mol，由方程式可知参加反应的
FeCl₃为1mol，则反应的FeCl₃与未反应的FeCl₃的物质的量之比=1mol：3mol=1：3，
故答案为：Fe³⁺+2Fe=3Fe²⁺；1：3．

点评：本题考查结构性质位置关系、无机物推断，推断元素是解题关键，综合考查学生对知识的迁移运用能力，（3）为易错点，学生容易利用单质与氢气反应难易比较N、Cl非金属性强弱，难度中等．