Question

18．元素是构成我们生活的世界中一切物质的“原材料”．
（1）自18世纪以来，科学家们不断探索元素之谜．通过从局部到系统的研究过程，逐渐发现了元素之间的内在联系．下面列出了几位杰出科学家的研究工作．

序号	①	②	③	④
科学家	纽兰兹	道尔顿	德贝莱纳	尚古尔多
工作	发现“八音律”，指出从某一指定的元素起，第八个元素是第一个元素的某种重复	创立 近代原子论，率先开始相对原子质量的测定工作	发现了5组性质相似的“三元素组”，中间元素的相对原子质量为前后两种元素相对原子质量的算术平均值	认为 各元素组之间并非毫不相关，可以用相对原子质量把它们按从小到大的顺序串联

上述科学家的研究按照时间先后排序合理的是②③④①（填数字序号）．
（2）1869年，门捷列夫在前人研究的基础上制出了第一张元素周期表，如图1所示．

①门捷列夫将已有元素按照相对原子质量排序，同一横行（填“横行”或“纵列”）元素性质相似．结合表中信息，猜想第4列方框中“？=70”的问号表达的含义是相对原子质量为70的元素，第5列方框中“Te=128？”的问号表达的含义是怀疑Te的相对原子质量不是128．
②到20世纪初，门捷列夫周期表中为未知元素留下的空位逐渐被填满．而且，随着原子结构的逐渐揭秘，科学家们发现了元素性质不是随着相对原子质量递增呈现周期性变化，而是随着原子序数（核电荷数）递增呈现周期性变化．其本质原因是
A（填字母序号）．
A．随着核电荷数递增，原子核外电子排布呈现周期性变化
B．随着核电荷数递增，原子半径呈现周期性变化
C．随着核电荷数递增，元素最高正化合价呈现周期性变化
（3）在现有的元素周期表中有A、B、D、E、X、Y、Z七种短周期元素．X与Y处于同一周期，Y的最高价氧化物的水化物与强酸、强碱均能反应．Z的单质常温下为气态，同条件下相对于氢气的密度比为35.5．其余信息如图2所示：
①上述七种元素中，处于第二周期的有C、N（用元素符号表示，下同），X在周期表中的位置是第三周期，第ⅠA族．
②E的原子结构示意图为，写出Z元素气态氢化物的电子式：．
③B单质与E的最高价氧化物的水化物在一定条件下发生反应的化学方程式为C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；Y单质与X的最高价氧化物的水化物溶液反应的离子方程式为2Al+2H₂O+2OH^-═2AlO₂^-+3H₂↑．
④B和D的最高价氧化物的水化物的化学式分别为H₂CO₃、HNO₃，二者酸性前者弱于（填“强于”或“弱于”）后者，原因是B和D的非金属性有差异，利用原子结构解释产生差异的原因：C原子和N原子具有相同电子层，N原子的核电荷数多于C，N原子半径小于C，N原子核对最外层电子的吸引作用大于C，故N非金属性强于C．

Answer 1

分析 （1）1865年，纽兰兹发现“八音律”，指出从某一指定的元素起，第八个元素是第一个元素的某种重复，1803年，道尔顿创立 近代原子论，率先开始相对原子质量的测定工作，1829年，德贝莱纳发现了5组性质相似的“三元素组”，中间元素的相对原子质量为前后两种元素相对原子质量的算术平均值，1862年，尚古尔多认为 各元素组之间并非毫不相关，可以用相对原子质量把它们按从小到大的顺序串联；
（2）①结合表中给出的是相对原子质量分析；相对原子质量为70的元素信息分析；结合表中信息；表中提供的数据都是元素的相对原子质量，据此进行分析；“Te=128？”怀疑Te的相对原子质量不是128；
②科学家们发现了元素性质不是随着相对原子质量递增呈现周期性变化，而是随着原子序数（核电荷数）递增呈现周期性变化．其本质原因是随着核电荷数递增，原子核外电子排布呈现周期性变化；
（3）Y的最高价氧化物的水化物与强酸、强碱均能反应，故Y是两性元素且是短周期元素，故Y为Al，X与Y处于同一周期，故X为第三周期元素，且X最外层1个电子，故X为Na，Z的单质常温下为气态，同条件下相对于氢气的密度比为35.5．故Z为Cl，同一周期从左到右，半径依次减小，故B和D为第二周期元素，E为第三周期元素，B最外层4个电子，故B为C，D最外层5个电子，故D为N，E最外层6个电子，故E为S，据此进行分析，
①上述七种元素中，处于第二周期的有C、N；X为Na，在周期表中的位置是第三周期，第ⅠA族；
②E为S，其原子结构示意图为；Z为Cl，其气态氢化物为HCl，氢原子最外层1个电子，氯原子最外层7个电子，HCl分子是由1个氢原子和1个氯原子通过共用1对电子结合而成的共价化合物；
③B为C与E的最高价氧化物的水化物为H₂SO₄，反应生成二氧化碳，二氧化硫和水；Y为Al与X的最高价氧化物的水化物为NaOH，反应生成偏铝酸钠和水；
④B和D的最高价氧化物的水化物的化学式分别为H₂CO₃、HNO₃；C原子和N原子具有相同电子层，N原子的核电荷数多于C，N原子半径小于C，N原子核对最外层电子的吸引作用大于C；故N非金属性强于C．

解答 解：（1）1865年，纽兰兹发现“八音律”，指出从某一指定的元素起，第八个元素是第一个元素的某种重复，1803年，道尔顿创立 近代原子论，率先开始相对原子质量的测定工作，1829年，德贝莱纳发现了5组性质相似的“三元素组”，中间元素的相对原子质量为前后两种元素相对原子质量的算术平均值，1862年，尚古尔多认为 各元素组之间并非毫不相关，可以用相对原子质量把它们按从小到大的顺序串联，故上述科学家的研究按照时间先后排序合理的是②③④①，
故答案为：②③④①；
（2）①结合表中信息得，给出的是元素的相对原子质量，故同一横行元素性质相似；结合表中信息，猜想第4列方框中“？=70”的问号表达的含义是相对原子质量为70的元素；“Te=128？”怀疑Te的相对原子质量不是128，故第5列方框中“Te=128？”的问号表达的含义是怀疑Te的相对原子质量不是128；
故答案为：横行；相对原子质量为70的元素；怀疑Te的相对原子质量不是128；
②科学家们发现了元素性质不是随着相对原子质量递增呈现周期性变化，而是随着原子序数（核电荷数）递增呈现周期性变化．其本质原因是随着核电荷数递增，原子核外电子排布呈现周期性变化，
故答案为：A；
（3）Y的最高价氧化物的水化物与强酸、强碱均能反应，故Y是两性元素且是短周期元素，故Y为Al，X与Y处于同一周期，故X为第三周期元素，且X最外层1个电子，故X为Na，Z的单质常温下为气态，同条件下相对于氢气的密度比为35.5．故Z为Cl，同一周期从左到右，半径依次减小，故B和D为第二周期元素，E为第三周期元素，B最外层4个电子，故B为C，D最外层5个电子，故D为N，E最外层6个电子，故E为S，据此进行分析，
①上述七种元素中，处于第二周期的有C、N；X为Na，在周期表中的位置是第三周期，第ⅠA族；
故答案为：C、N；第三周期，第ⅠA族；
②E为S，其原子结构示意图为；Z为Cl，其气态氢化物为HCl，HCl分子是由1个氢原子和1个氯原子通过共用1对电子结合而成的共价化合物其电子式为，
故答案为：；；
③B为C与E的最高价氧化物的水化物为H₂SO₄，反应生成二氧化碳，二氧化硫和水，故化学方程式为C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O； Y为Al与X的最高价氧化物的水化物为NaOH，反应生成偏铝酸钠和水，故化学方程式为2Al+2H₂O+2NaOH═2NaAlO₂+3H₂↑，据强酸，强碱，大多数盐拆，故离子方程式为2Al+2H₂O+2OH^-═2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案为：C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；2Al+2H₂O+2OH^-═2AlO₂^-+3H₂↑；
④B和D的最高价氧化物的水化物的化学式分别为H₂CO₃、HNO₃；碳酸酸性比硝酸弱；B和D的非金属性有差异，原因是C原子和N原子具有相同电子层，N原子的核电荷数多于C，N原子半径小于C，N原子核对最外层电子的吸引作用大于C，故N非金属性强于C，
故答案为：H₂CO₃；HNO₃；弱于；C原子和N原子具有相同电子层，N原子的核电荷数多于C，N原子半径小于C，N原子核对最外层电子的吸引作用大于C，故N非金属性强于C．

点评 本题考查了位置、结构与性质的关系，题目难度较大，正确推断各元素名称为解答关键，注意熟练掌握原子结构与元素周期表、元素周期律的关系．