Question

4．短周期元素A、M、X、Y、Z、E的原子序数依次增大，其元素特征信息如下表

元素编号	元素特征信息
A	单质是密度最小的气体
M	其单质为生命活动不可缺少的气体
X	短周期中原子半径最大的元素
Y	地壳中含量最高的金属元素
Z	最外层电子数是最内层电子数的3倍
E	单质为黄绿色气体

（1）M与X形成的化合物X₂M₂中含有的化学键为离子键、共价键；X、Y的最高价氧化物对应的水化物之间发生反应的离子方程式为Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．（用元素符号表示，下同）
（2）Y E₃的水溶液显酸性，用离子方程式解释原因Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；Z的低价氧化物和E单质同时通入水中发生反应的离子方程式为SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-．
（3）请用“＞”、“=”或“＜”对物质性质进行比较

沸点	气态氢化物稳定性	最高价氧化物 对应水化物的碱性	得电子能力
A2M＞A2Z	Z＜ E	X＞ Y	16M= 18M

（4）X、Y、Z、E四种元素简单离子的离子半径由小到大的顺序是r （Al³⁺）＜r （Na⁺）＜r （Cl^-）＜r （S^2-）．
（5）E的最高价氧化物为无色液体，0.25mol该物质与一定量水混合得到一种稀溶液，并放出Q kJ的热量．写出该反应的热化学方程式Cl₂O₇（l）+H₂O（l）=2HClO₄（aq）△H=-4QkJ/mol．

Answer 1

分析 短周期元素A、M、X、Y、Z、E的原子序数依次增大，A单质是密度最小的气体，则A为H元素；M单质为生命活动不可缺少的气体，则M为O元素；X是短周期中原子半径最大的元素，则X为Na；Y是地壳中含量最高的金属元素，则Y为Al；Z元素原子最外层电子数是最内层电子数的3倍，最外层电子数为6，原子序数大于Al，则Z为S元素；E单质为黄绿色气体，则E为Cl，据此解答．

解答 解：短周期元素A、M、X、Y、Z、E的原子序数依次增大，A单质是密度最小的气体，则A为H元素；M单质为生命活动不可缺少的气体，则M为O元素；X是短周期中原子半径最大的元素，则X为Na；Y是地壳中含量最高的金属元素，则Y为Al；Z元素原子最外层电子数是最内层电子数的3倍，最外层电子数为6，原子序数大于Al，则Z为S元素；E单质为黄绿色气体，则E为Cl．
（1）M与X形成的化合物Na₂O₂中含有：离子键、共价键；X、Y的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Al（OH）₃，二者反应离子方程式为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：离子键、共价键；Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）AlCl₃的水溶液中铝离子水解：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，溶液呈酸性；Z的低价氧化物为SO₂，与氯气同时通入水中发生反应的离子方程式为：SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-，
故答案为：酸；Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-；
（3）水分子之间存在氢键，而硫氢化分子之间不能形成氢键，故沸点H₂O＞H₂S；
由于非金属性Z（S）＜E（Cl），故氢化物稳定性：H₂S＜HCl；
由于金属性X（Na）＞Al，故碱性：NaOH＞Al（OH）₃；
¹⁶O与¹⁸O互为同位素，得电子能力相同，
故答案为：＞；＜；＞；=；
（4）电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，离子电子层越多离子半径越大，故离子半径：r （Al³⁺）＜r （Na⁺）＜r （Cl^-）＜r （S^2-），
故答案为：r （Al³⁺）＜r （Na⁺）＜r （Cl^-）＜r （S^2-）；
（5）E的最高价氧化物为Cl₂O₇，为无色液体，当0.25mol该物质与一定量的水混合得到HClO₄稀溶液，放出QkJ的热量，故该反应的热化学方程式为：Cl₂O₇（l）+H₂O（l）=2HClO₄（aq）△H=-4QkJ/mol，
故答案为：Cl₂O₇（l）+H₂O（l）=2HClO₄（aq）△H=-4QkJ/mol．

点评 本题考查结构性质位置关系综合应用，注意对元素周期律的理解掌握，熟练掌握元素化合物形成，会书写热化学方程式，难度不大．