Question

X、Y、Z、R、W为前四周期元素且原子序数依次增大．X的单质与Y的单质在放电条件下反应产生大气污染物，R基态原子的M能层上有3对成对电子，W核外有5个未成对电子．Y、Z分别形成氢化物Q和J，已知Q与J摩尔质量相等，Q的水溶液中加入少量WY₂，立即产生大量气泡．请回答下列问题：
（1）X的氢化物与R的氢化物相遇，生成物中存在的化学键类型有

 

．W在元素周期表中的位置为

 

．
（2）XY₃^-离子的立体构型是

 

；ZY₄^2-中的一个Y原子被Z替换后形成Z₂Y₃^2-，则Z₂Y₃^2-离子中心原子的杂化轨道类型为

 

．
（3）已知：氢气、Z的固态单质、气态J的燃烧热分别为285.8 kJ/mol、296.8 kJ/mol、562.0 kJ/mol，则气态J分解生成固态Z和氢气的热化学方程式为

 

．
（4）在酸性溶液中，WY₄^-能被Q还原为W²⁺，该反应的离子方程式是

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用

专题：

分析：X、Y、Z、R、W为前四周期元素且原子序数依次增大，X的单质与Y的单质在放电条件下反应产生大气污染物NO，则X是N、Y是O元素；
R基态原子的M能层上有3对成对电子，则R是Cl元素；
W核外有5个未成对电子，则W是Mn元素；
Y、Z分别形成氢化物Q和J，Q与J摩尔质量相等，Q的水溶液中加入少量MnO₂，立即产生大量气泡，则Q是H₂O₂、J是H₂S，所以Z是S元素；
（1）X的氢化物是氨气、R的氢化物是HCl，二者相遇生成氯化铵，氯化铵中含有离子键、共价键；Mn元素在元素周期表中的位置为第四周期第ⅦB族；
（2）根据价层电子对互斥理论确定NO₃^-立体构型；SO₄^2-中的一个O原子被S替换后形成S₂O₃^2-，硫酸根离子和硫代硫酸根离子互为等电子体，根据硫酸根离子中S原子价层电子对互斥理论确定S₂O₃^2-离子中心原子的杂化轨道类型；
（3）氢气、S（s）、气态H₂S的燃烧热分别为285.8 kJ/mol、296.8 kJ/mol、562.0 kJ/mol，根据燃烧热计算其反应热，写出相应的热化学方程式；
（4）在酸性溶液中，MnO₄^-能被H₂O₂还原为Mn²⁺，双氧水被氧化生成氧气．

解答： 解：X、Y、Z、R、W为前四周期元素且原子序数依次增大，X的单质与Y的单质在放电条件下反应产生大气污染物NO，则X是N、Y是O元素；
R基态原子的M能层上有3对成对电子，则R是Cl元素；
W核外有5个未成对电子，则W是Mn元素；
Y、Z分别形成氢化物Q和J，Q与J摩尔质量相等，Q的水溶液中加入少量MnO₂，立即产生大量气泡，则Q是H₂O₂、J是H₂S，所以Z是S元素；
（1）X的氢化物是氨气、R的氢化物是HCl，二者相遇生成氯化铵，氯化铵中铵根离子和酸根离子之间存在离子键、N原子和H原子之间存在共价键；Mn元素在元素周期表中的位置为第四周期第ⅦB族，
故答案为：离子键、共价键；第四周期第ⅦB族；
（2）NO₃^-中N原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，所以为平面三角形；SO₄^2-中的一个O原子被S替换后形成S₂O₃^2-，硫酸根离子和硫代硫酸根离子互为等电子体，硫酸根离子中S原子价层电子对个数是4且不含孤电子对，所以硫酸根离子中S原子杂化方式为sp³杂化，则硫代硫酸根离子中S原子杂化方式为sp³杂化，
故答案为：平面三角形；sp³杂化；
（3）氢气、S（s）、气态H₂S的燃烧热分别为285.8 kJ/mol、296.8 kJ/mol、562.0 kJ/mol，H₂S分解时△H=285.8 kJ/mol+296.8 kJ/mol-562.0 kJ/mol=+20.6 kJ/mol，
所以其热化学方程式为H₂S（g）═S（s）+H₂（g）△H=+20.6 kJ/mol，
故答案为：H₂S（g）═S（s）+H₂（g）△H=+20.6 kJ/mol；
（4）在酸性溶液中，MnO₄^-能被H₂O₂还原为Mn²⁺，双氧水被氧化生成氧气，离子方程式为2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，
故答案为：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O．

点评：本题考查位置结构性质相互关系及应用，涉及氧化还原反应、热化学方程式的书写、原子杂化、化学键等知识点，综合性较强，正确推断元素、物质是解本题关键，同时考查学生知识迁移能力，知道硫代硫酸根离子中S原子杂化方式判断，为易错点．