Question

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

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
M	海水中大量富集的元素之一，其最高正化合價與負價的代數(shù)和為6

（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的水化物可以兩兩發(fā)生反應
（3）化合物QX導熱性好，熱膨脹系數(shù)小，是良好的耐熱沖擊材料．抗熔融金屬侵蝕的能力強，是熔鑄純鐵、鋁或鋁合金理想的坩堝材料．有關化合物QX的制備及化學性質(zhì)如下（所有熱量數(shù)據(jù)均已折合為25℃、101.3kPa條件下的數(shù)值）
①可用Q和X的單質(zhì)在800～1000℃制得，每生成1mol 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1600～1750℃生成QX，每生成1mol QX，消耗18g碳，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生成Q單質(zhì)和CO的熱化學方程式

3C（s）+Al₂O₃（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．將標準狀況下40L該無色氣體與15L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．請寫出該反應的離子方程式

8NO+3O₂+8OH^-=2NO₃^-+6NO₂^-+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為氮元素；Y是地殼中含量居第一位，則Y為氧元素；Z是短周期中其原子半徑最大，則Z為Na元素；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，則Q為Al元素；M是海水中大量富集的元素之一，其最高正化合價與負價的代數(shù)和為6，處于ⅦA，則M為Cl元素，據(jù)此解答．

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為氮元素；Y是地殼中含量居第一位，則Y為氧元素；Z是短周期中其原子半徑最大，則Z為Na元素；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，則Q為Al元素；M是海水中大量富集的元素之一，其最高正化合價與負價的代數(shù)和為6，處于ⅦA，則M為Cl元素，
（1）X的氣態(tài)氫化物為氨氣，分子中氮原子與氫原子之間形成1對共用電子對，電子式為：，
故答案為：；
（2）A．同周期自左而右原子半徑減小，故原子半徑：Rb＞I，故A正確；
B．RbCl屬于離子化合物，含有離子鍵，不含共價鍵，故B錯誤；
C．非金屬性Cl＞I，故氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性：Cl＞I，故C正確；
D．氫氧化銣是強堿，高氯酸是強酸，氫氧化鋁是兩性氫氧化物，與氫氧化銣、高氯酸反應生成相應的鹽與水，故D正確；
故答案為：ACD；
（3）①Al和氮氣在800～1000℃制得，每生成1molAlN，吸收a kJ的熱量，熱化學方程式為Al（s）+

1

2

N₂（g）=AlN（s）△H=+akJ/mol，
②Al的氧化物、焦炭和氮氣在1600～1750℃生成AlN，每生成1molAlN，消耗18g碳，吸收b kJ的熱量，需要碳的物質(zhì)的量=

18g

12g/mol

=1.5mol，根據(jù)電子轉移守恒可知C元素反應后化合價為

1×3

1.5

=2，故生成CO，熱化學方程式為：

1

2

Al₂O₃（s）+

3

2

C（s）+

1

2

N₂（g）=AlN（s）+

3

2

CO（g）△H=+bkJ/mol，
②-①得，

1

2

Al₂O₃（s）+

3

2

C（s）=Al（s）+

3

2

CO（g）△H=（b-a）kJ/mol，
即3C（s）+Al₂O₃（s）=2Al（s）+3CO（g）△H=（2b-2a） kJ/mol
故答案為：3C（s）+Al₂O₃（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．該無色氣體為NO，將標準狀況下40L該無色氣體與15L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，氮元素被氧化，生成硝酸鹽、亞硝酸鹽，令生成的被氧化為硝酸鹽、亞硝酸鹽的氨氣的體積分別為xL、yL，則：x+y=40，3x+y=15×4，聯(lián)立解得x=10，y=30，故生成的硝酸鹽、亞硝酸鹽物質(zhì)的量之比=10L：30L=1：3，反應離子方程式為：8NO+3O₂+8OH^-=2NO₃^-+6NO₂^-+4H₂O，
故答案為：8NO+3O₂+8OH^-=2NO₃^-+6NO₂^-+4H₂O．

點評：本題考查結構性質(zhì)位置關系、常用化學用語、熱化學方程式書寫、氧化還原反應等，難度中等，（4）中注意利用電子轉移守恒確定硝酸鹽、亞硝酸鹽的物質(zhì)的量之比．