Question

4．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其单质
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

（1）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．下列有关说法正确的是ACD（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．有关化合物QX的制备及化学性质如下（所有热量数据均已折合为25℃、101.3 kPa条件下的数值）．
①可用Q和X的单质在800～1 000℃制得，每生成1mol QX，吸收a kJ的热量．
②可用Q的氧化物、焦炭和X的单质在1 600～1750℃生成QX，每消耗18g碳生成1mol QX，吸收bkJ的热量．
请根据上述信息写出在理论上Q的氧化物跟焦炭反应生成Q单质和CO的热化学方程式3C（s）+Al₂O₃（s）═2Al（s）+3CO（g）△H=2b-2a kJ•mol^-1．
（4）X、Y组成的一种无色气体遇空气变为红棕色．标准状况下将40 L该无色气体与15 L氧气通入一定浓度的NaOH溶液中，恰好被完全吸收，同时生成两种盐．请写出该反应的离子方程式8NO+3O₂+8OH^-=2NO₃^-+6NO₂^-+4H₂O．

Answer 1

分析 X、Y、Z、Q、M为常见的短周期元素，其原子序数依次增大．Y在地壳中含量居第一位，则Y为O元素；X是动植物生长不可缺少的元素，是蛋白质的重要成分，则X为N元素；短周期中Z的原子半径最大，则Z为Na；Q是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其单质，则Q为Al；M是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，则M为Cl．

解答 解：X、Y、Z、Q、M为常见的短周期元素，其原子序数依次增大．Y在地壳中含量居第一位，则Y为O元素；X是动植物生长不可缺少的元素，是蛋白质的重要成分，则X为N元素；短周期中Z的原子半径最大，则Z为Na；Q是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其单质，则Q为Al；M是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，则M为Cl．
（1）X的气态氢化物为NH₃，其电子式为，
故答案为：；
（2）A．Rb与Na同位于第ⅠA族，I与Cl同位于第ⅦA族，二者位于同一周期，Rb原子序数小于I，故Rb半径大于I半径，故A正确；
B．RbCl中存在离子键，故B错误；
C．Cl的非金属性大于I，故HCl的热稳定性强于HI，故C正确；
D．RbOH显强碱性，Al（OH）₃显两性，HClO₄显强酸性，故两两均可发生反应，故D正确．
故选：ACD；
（3）根据条件可得热化学方程式：①．2Al（s）+N₂（g）$\frac{\underline{\;800-1000℃\;}}{\;}$ 2AlN（s）△H=2a kJ•mol^-1，
②．Al₂O₃（s）+3C（s）+N₂（g）$\frac{\underline{\;1600-1750℃\;}}{\;}$ 2AlN（s）+3CO（g）△H=2b kJ•mol^-1，
根据盖斯定律，②-①即可得目标方程：3C（s）+Al₂O₃（s）═2Al（s）+3CO（g）△H=2b-2a kJ•mol^-1，
故答案为：3C（s）+Al₂O₃（s）═2Al（s）+3CO（g）△H=2b-2a kJ•mol^-1；
（4）由X、Y组成的无色气体为NO，红棕色气体为NO₂，同时生成两种盐，生成硝酸钠、亚硝酸钠，令硝酸钠、亚硝酸钠的物质的量分别为xmol、ymol，则：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=\frac{40}{22.4}}\\{3x+y=\frac{15}{22.4}}\end{array}\right.$，解得x：y=1：3，故反应离子方程式为：8NO+3O₂+8OH^-=2NO₃^-+6NO₂^-+4H₂O，
故答案为：8NO+3O₂+8OH^-=2NO₃^-+6NO₂^-+4H₂O．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，题目比较综合，涉及电子式、元素周期律、热化学方程式、氧化还原反应计算与离子方程式书写等，（4）中关键是计算硝酸钠与亚硝酸钠的物质的量关系．