Question

2．X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素，其相关信息如下表：

元素	相关信息
X	X的最高价氧化为对应的水化物化学式为H2XO3
Y	Y是地壳中含量最高的元素
Z	Z的基态原子最外层电子排布式为3s23p1
W	W的一种核素的质量数为28，中子数为14

（1）W位于元素周期表第三周期第ⅣA族；W的原子半径比X的大（填“大”或“小”）．
（2）Z的第一电离能比W的小（填“大”或“小”）；XY₂由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是分子间作用力；氢元素、X、Y的原子可共同形成多种分子，写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称乙醇、乙酸等
（3）振荡下，向Z单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加NaOH溶液直至过量，能观察到的现象是先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后变成无色溶液；W的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体，该反应的化学方程式是Si+4HF=SiF₄↑+2H₂↑
（4）在25°、101kpa下，已知13.5g的Z固体单质在Y₂气体中完全燃烧后恢复至原状态，放热419kJ，该反应的热化学方程式是2Al（s）+3O₂（g）=2Al₂O₃（s）△H=-3352kJ/mol．

Answer 1

分析 短周期元素中，Y是地壳中含量最高的元素，则Y为O元素；X的最高价氧化物对应的水化物化学式为H₂XO₃，则X的最高化合价为+4，结合原子序数Y＞X，可确定X为C元素，Z的基态原子最外层电子排布式为3s²3p¹，即Z为Al元素；W的一种核素的质量数为28，中子数为14，可确定W的质子数为28-14=14，即W为Si，据此解答．

解答 解：短周期元素中，Y是地壳中含量最高的元素，则Y为O元素；X的最高价氧化物对应的水化物化学式为H₂XO₃，则X的最高化合价为+4，结合原子序数Y＞X，可确定X为C元素，Z的基态原子最外层电子排布式为3s²3p¹，即Z为Al元素；W的一种核素的质量数为28，中子数为14，可确定W的质子数为28-14=14，即W为Si．
（1）Si位于元素周期表第三周期第ⅣA族，同主族元素原子半径从上到下依次增大，则W（Si）的原子半径比X（C）的要大，
故答案为：三、ⅣA；大；
（2）因周期元素从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，故Z（Al） 的第一电离能比W（Si）的要小．XY₂（CO₂）为分子晶体，由固态变为气态，克服的是分子间作用力．由C、H、O组成的分子中，存在分子间氢键的物质很多，如：CH₃CH₂OH、CH₃COOH等，
故答案为：小；分子间作用力；乙醇、乙酸等；
（3）Al与盐酸反应生成氯化铝，向反应后的溶液中滴加NaOH溶液直至过量，发生的反应为：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，所以看到的现象是：先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后变成无色溶液，
W单质为硅，硅和氢氟酸反应生成SiF₄和H₂两种气体，反应方程式为：Si+4HF=SiF₄↑+2H₂↑，
故答案为：先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后变成无色溶液；Si+4HF=SiF₄↑+2H₂↑；
（4）13.5g Al的物质的量为$\frac{13.5g}{27g/mol}$=0.5mol，Al完全燃烧后恢复至原状态放热419kJ，故4molAl放热为419×8=3352KJ，所以热化学方程式为：2Al（s）+3O₂（g）=2Al₂O₃（s）△H=-3352kJ/mol；
故答案为：2Al（s）+3O₂（g）=2Al₂O₃（s）△H=-3352kJ/mol．

点评 本题考查位置结构性质关系应用，明确元素种类是解题关键，注意掌握同周期元素第一电离能异常情况，掌握氢键对物质性质的影响及其存在情况．