Question

7．部分中学化学常见元素的原子结构和性质如下表所示：

元素代号	部分特征
A	气态单质在标准状况下密度是0.0893g/L
B	形成的化合物的种类最多
C	形成的氧化物的种类最多
D	形成的化合物焰色反应呈黄色
E	生活中常用的金属，在空气中表面通常形成一层致密的氧化膜
F	最高价氧化物对应的水化物酸性在短周期中最强

请用元素符号或化学式回答下列问题：
（1）C、D、E的简单离子的半径由大到小的顺序为N^3-＞Na⁺＞Al³⁺．
（2）B元素有多种同位素，写出其中带8个中子的原子符号¹⁴₆C．
（3）由A和C组成的六原子化合物甲（C₂A₄）可用作发射卫星时的燃料，用NO₂为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气．已知：
①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H₁=+67.7kJ•mol^-1
②甲（g）+O₂ （g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534kJ•mol^-1
写出甲与NO₂反应的热化学方程式2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7 kJ•mol^-1．
（4）A与C能形成离子化合物A₅C，A₅C中既含离子键又含共价键，其电子式为，该物质能与水剧烈反应生成两种气体，写出其反应的化学方程式NH₄H=NH₃↑+H₂↑．
（5）E的单质可以和D的最高价氧化物对应的水化物反应，写出其反应的离子方程式2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，F的最高价氧化物对应的水化物和E的最高价氧化物对应的水化物可以发生反应，试写出其反应的离子方程式3H⁺+Al（OH）₃=Al³⁺+3H₂O．

Answer 1

分析 A元素气态单质在标准状况下密度是0.0893g/L，则其摩尔质量=0.0893g/L×22.4L/mol=2g/mol，则A为H元素；B元素形成的化合物的种类最多，则B为碳元素；C元素形成的氧化物的种类最多，则C为N元素；D形成的化合物焰色反应呈黄色，则D为Na；E是生活中常用的金属，在空气中表面通常形成一层致密的氧化膜，则E为Al；F元素最高价氧化物对应的水化物酸性在短周期中最强，则F为Cl．
（1）电子层结构相同，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；
（2）该原子符号为^A_ZX，左下角Z为质子数，左上角A为质量数，X为元素符号，其中质量数=质子数+中子数；
（3）根据盖斯定律，利用方程式乘以合适的系数进行加减构造目标热化学方程式；
（4）H与N形成离子化合物H₅N，既含离子键又含共价键，应为NH₄H，该物质能与水剧烈反应生成两种气体，实质发生水解反应生成氨气与氢气；
（5）Al与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠、氢气；高氯酸与氢氧化铝发生中和反应．

解答 解：A元素气态单质在标准状况下密度是0.0893g/L，则其摩尔质量=0.0893g/L×22.4L/mol=2g/mol，则A为H元素；B元素形成的化合物的种类最多，则B为碳元素；C元素形成的氧化物的种类最多，则C为N元素；D形成的化合物焰色反应呈黄色，则D为Na；E是生活中常用的金属，在空气中表面通常形成一层致密的氧化膜，则E为Al；F元素最高价氧化物对应的水化物酸性在短周期中最强，则F为Cl，
（1）N^3-、Na⁺、Al³⁺离子电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径N^3-＞Na⁺＞Al³⁺，
故答案为：N^3-＞Na⁺＞Al³⁺；
（2）B为碳元素，其带8个中子的核素的质量数=6+8=14，则该原子符号为¹⁴₆C，
故答案为：¹⁴₆C；
（3）已知：①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H₁=+67.7kJ•mol^-1
②N₂H₄（g）+O₂ （g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534kJ•mol^-1
根据盖斯定律，②×2-①得：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7 kJ•mol^-1，
故答案为：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7 kJ•mol^-1；
（4）H与N形成离子化合物H₅N，既含离子键又含共价键，应为NH₄H，其电子式为 ，该物质能与水剧烈反应生成两种气体，实质发生水解反应生成氨气与氢气，反应的化学方程式：NH₄H=NH₃↑+H₂↑；
故答案为：；NH₄H=NH₃↑+H₂↑；
（5）Al与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠、氢气，其反应的离子方程式为2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，高氯酸与氢氧化铝反应的离子方程式为：3H⁺+Al（OH）₃=Al³⁺+3H₂O，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；3H⁺+Al（OH）₃=Al³⁺+3H₂O．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，明确元素种类是关键，题目侧重对化学用语与元素化合物知识的考查，需要学生具备扎实的基础，（4）为易错点，注意电子式中氢负离子的2个电子为成对电子，不能拆开，根据盐类水解理解氢化铵与水的反应．