Question

3．有A、B、C、D四种短周期元素．已知一个B原子核的原子受到α粒子的轰击得到一个A原子的原子核和一个C原子的原子核，又知C、D元素同主族，且能发生下面两个反应，如下：
A、B化合物+B、C化合物$\stackrel{物质的量2：1}{→}$B单质+A、C化合物
A、D化合物+D、C化合物$\stackrel{物质的量2：1}{→}$D单质+A、C化合物
请完成下列问题．
（1）比较B、C原子半径大小；画出D离子的结构示意图．
（2）分别写出上述两个反应方程式．

Answer 1

分析 有A、B、C、D四种短周期元素，一个B原子核的原子受到α粒子的轰击得到一个A原子的原子核和一个C原子的原子核，又知C、D元素同主族，且能发生下面两个反应，如下：
A、B化合物+B、C化合物$\stackrel{物质的量2：1}{→}$B单质+A、C化合物
A、D化合物+D、C化合物$\stackrel{物质的量2：1}{→}$D单质+A、C化合物，
α粒子即氦核，A与C的原子序数的和等于B的原子序数加上2，从给出的两个反应中我们看出，这两个反应都是氧化还原反应中的归中反应，B、D都为具有可变价态的非金属元素，再结合C与D同族，两个反应物的物质的量之比为2：1等条件，在短周期中这样的例子是2H₂S+SO₂═3S↓+2H₂O，A为H，C为O，D为S，B为N元素，
（1）B、C分别是N、O元素，同一周期元素，原子半径随着原子序数增大而减小；D是S元素，硫离子核外有18个电子、核内有16个质子；
（2）AB形成的化合物是氨气、BC形成的化合物是氮氧化物，氨气和氮氧化物反应生成氮气和水，根据转移电子守恒确定氮氧化物成分；
AD形成的化合物是硫化氢、CD形成的化合物是二氧化硫，二者反应生成硫和水．

解答 解：有A、B、C、D四种短周期元素，一个B原子核的原子受到α粒子的轰击得到一个A原子的原子核和一个C原子的原子核，又知C、D元素同主族，且能发生下面两个反应，如下：
A、B化合物+B、C化合物$\stackrel{物质的量2：1}{→}$B单质+A、C化合物
A、D化合物+D、C化合物$\stackrel{物质的量2：1}{→}$D单质+A、C化合物，
α粒子即氦核，A与C的原子序数的和等于B的原子序数加上2，从给出的两个反应中我们看出，这两个反应都是氧化还原反应中的归中反应，B、D都为具有可变价态的非金属元素，再结合C与D同族，两个反应物的物质的量之比为2：1等条件，在短周期中这样的例子是2H₂S+SO₂═3S↓+2H₂O，A为H，C为O，D为S，B为N元素，
（1）B、C分别是N、O元素，同一周期元素，原子半径随着原子序数增大而减小，所以原子半径N＞O，即B＞C；D是S元素，硫离子核外有18个电子、核内有16个质子，其离子结构示意图为，
故答案为：B＞C；；
（2）AB形成的化合物是氨气、BC形成的化合物是氮氧化物，氨气和氮氧化物反应生成氮气和水，根据转移电子守恒确定氮氧化物成分为，所以该反应方程式为2NH₃+N₂O₃═2N₂+3H₂O；
AD形成的化合物是硫化氢、CD形成的化合物是二氧化硫，二者反应生成硫和水，反应方程式为2H₂S+SO₂═3S↓+2H₂O，故答案为：2NH₃+N₂O₃═2N₂+3H₂O；2H₂S+SO₂═3S↓+2H₂O．

点评 本题考查原子结构和元素周期律，为高频考点，侧重考查学生分析推断能力，明确原子结构、元素周期表结构及物质性质是解本题关键，熟悉常见元素化合物性质，题目难度不大．