Question

8．X、Y、Z、Q、M為常見的短周期元素，其原子序數(shù)依次增大．有關(guān)信息如表：

X	動植物生長不可缺少的元素，是蛋白質(zhì)的重要成分
Y	地殼中含量居第一位
Z	短周期中其原子半徑最大
Q	生活中大量使用其合金制品，工業(yè)上可用電解其氧化物的方法制備其單質(zhì)
M	海水中大量富集的元素之一，其最高正化合價與負(fù)價的代數(shù)和為6

（1）（1）X的氣態(tài)氫化物的大量生產(chǎn)曾經(jīng)解決了地球上因糧食不足而導(dǎo)致的饑餓和死亡問題，請寫出該氣態(tài)氫化物的電子式．
（2）已知₃₇Rb和₅₃I都位于第五周期，分別與Z和M同一主族．下列有關(guān)說法正確的是ACD（填序號）．
A．原子半徑：Rb＞I
B．RbM中含有共價鍵
C．氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性：M＞I
D．Rb、Q、M的最高價氧化物對應(yīng)的水化物可以兩兩發(fā)生反應(yīng)
（3）化合物QX導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)小，是良好的耐熱沖擊材料．有關(guān)化合物QX的制備及化學(xué)性質(zhì)如下（所有熱量數(shù)據(jù)均已折合為25℃、101.3 kPa條件下的數(shù)值）．
①可用Q和X的單質(zhì)在800～1 000℃制得，每生成1 mol QX，吸收a kJ的熱量．
②可用Q的氧化物、焦炭和X的單質(zhì)在1 600～1 750℃生成QX，每消耗18 g碳生成1 mol QX，吸收b kJ的熱量．
請根據(jù)上述信息寫出在理論上Q的氧化物跟焦炭反應(yīng)生成Q單質(zhì)和CO的熱化學(xué)方程式Al₂O₃（s）+3C（s）=2Al（s）+3CO（g）△H=（2b-2a） kJ/mol．
（4）X、Y組成的一種無色氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色．標(biāo)準(zhǔn)狀況下將40 L該無色氣體與15 L氧氣通入一定濃度的NaOH溶液中，恰好被完全吸收，同時生成兩種鹽．請寫出該反應(yīng)的離子方程式8NO+3O₂+8OH^-=2NO₂^-+6NO₃^-+4H₂O．

Answer 1

分析 X、Y、Z、Q、M為常見的短周期元素，其原子序數(shù)依次增大．X元素是動植物生長不可缺少的元素，是蛋白質(zhì)的重要成分，則X為N元素；Y元素在地殼中含量居第一位，則Y為O元素；Z是短周期中其原子半徑最大的元素，則Z為Na；Q是生活中大量使用其合金制品，工業(yè)上可用電解其氧化物的方法制備其單質(zhì)，則Q為Al；M是海水中大量富集的元素之一，其最高正化合價與負(fù)價的代數(shù)和為6，則M為Cl．

解答 解：X、Y、Z、Q、M為常見的短周期元素，其原子序數(shù)依次增大．X元素是動植物生長不可缺少的元素，是蛋白質(zhì)的重要成分，則X為N元素；Y元素在地殼中含量居第一位，則Y為O元素；Z是短周期中其原子半徑最大的元素，則Z為Na；Q是生活中大量使用其合金制品，工業(yè)上可用電解其氧化物的方法制備其單質(zhì)，則Q為Al；M是海水中大量富集的元素之一，其最高正化合價與負(fù)價的代數(shù)和為6，則M為Cl．
（1）X的氣態(tài)氫化物的大量生產(chǎn)曾經(jīng)解決了地球上因糧食不足而導(dǎo)致的饑餓和死亡問題，該氣態(tài)氫化物為NH₃，電子式為，故答案為：；
（2）A．Rb、I同周期，核電荷數(shù)越大原子半徑越小，故原子半徑：Rb＞I，故A正確；
B．RbI中含有離子鍵，故B錯誤；
C．非金屬性Cl＞I，則氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性：HCl＞HI，故C正確；
D．Rb、Q、M的最高價氧化物對應(yīng)的水化物分別為RbOH、高氯酸、氫氧化鋁，RbOH堿性比NaOH的強(qiáng)，氫氧化鋁能與RbOH、高氯酸反應(yīng)，RbOH與高氯酸發(fā)生中和反應(yīng)，故D正確，
故選：ACD；
（3）用Al和氮?dú)獾膯钨|(zhì)在800～1 000℃制得AlN，每生成1 mol AlN，吸收a kJ的熱量，可得熱化學(xué)方程式①：Al（s）+$\frac{1}{2}$N₂（g）=AlN（s）△H=+a kJ/mol，
用氧化鋁、焦炭和但在1 600～1 750℃生成Al，每消耗18 g碳生成1 mol AlN，吸收b kJ的熱量，可得熱化學(xué)方程式②：$\frac{1}{2}$Al₂O₃（s）+$\frac{1}{2}$N₂（g）+$\frac{3}{2}$C（s）=AlN（s）+$\frac{3}{2}$CO（g）△H=+b kJ/mol，
根據(jù)蓋斯定律，②×2-①×2可得：Al₂O₃（s）+3C（s）=2Al（s）+3CO（g）△H=（2b-2a） kJ/mol，
故答案為：Al₂O₃（s）+3C（s）=2Al（s）+3CO（g）△H=（2b-2a） kJ/mol；
（4）X、Y組成的一種無色氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色，該氣體為NO，標(biāo)準(zhǔn)狀況下將40 LNO與15 L氧氣通入一定濃度的NaOH溶液中，恰好被完全吸收，同時生成兩種鹽，即生成NaNO₂、NaNO₃，該反應(yīng)的離子方程式為：8NO+3O₂+8OH^-=2NO₂^-+6NO₃^-+4H₂O，
故答案為：8NO+3O₂+8OH^-=2NO₂^-+6NO₃^-+4H₂O．

點(diǎn)評 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用，涉及元素周期律、熱化學(xué)方程式、氧化還原反應(yīng)等，推斷元素是題關(guān)鍵，是對學(xué)生綜合能力考查，難度中等．