Question

14．已知A、B、C、D、E、F、G为七种短周期主族元素，原子序数依次增大．已知：A、F的最外层电子数分别等于各自的电子层数，其中A的单质在常温下为气体．C与B、G在元素周期表中处于相邻位置，这三种元素原子的最外层电子数之和为17，质子数之和为31．D与F同周期，且在该周期中D元素的原子半径最大．根据以上信息回答下列问题：
（1）B、C、G的氢化物中稳定性最强的是H₂O（填化学式），G的某种氧化物能使溴水褪色，写出该反应的化学方程式：SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr．
（2）B、C、D、E、F形成的简单离子半径由大到小的顺序为N^3-＞O^2-＞Na⁺＞Mg²⁺＞Al³⁺（用离子符号表示）．
（3）A与B能形成离子化合物A₅B，A₅B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，这两种气体的化学式是H₂、NH₃．
（4）D、A、C和碳元素组成的化合物的水溶液呈碱性，用离子方程式解释其原因：HCO₃^-+H₂OH₂CO₃+OH^-．该盐溶液与足量稀硫酸混合，当生成11.2L（标准状况）气体（不考虑气体溶解）时放热6.32kJ，写出该反应的热化学方程式：HCO₃^-（aq）+H⁺（aq）=H₂O（l）+CO₂（g）△H=-12.64kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G为七种短周期的主族元素，原子序数依次增大．A的最外层电子数等于电子层数，且A的单质在常温下为气体，则A为H元素；C与B、G在元素周期表中处于相邻位置，结合原子序数依次增大，可知C、B同周期，C、G同主族，设C、G最外层电子数为x，则B最外层电子数为x-1，故x+1+x+1+x-1=17，解得x=6，故C为O元素、B为N元素、G为S元素，三者质子数之和为31；F的最外层电子数等于电子层数，原子序数大于氧，只能处于第三周期，故F为Al；D与F同周期，且在该周期中D元素的原子半径最大，则D为Na，E的原子序数介于Na、Al之间，则E为Mg，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G为七种短周期的主族元素，原子序数依次增大．A的最外层电子数等于电子层数，且A的单质在常温下为气体，则A为H元素；C与B、G在元素周期表中处于相邻位置，结合原子序数依次增大，可知C、B同周期，C、G同主族，设C、G最外层电子数为x，则B最外层电子数为x-1，故x+1+x+1+x-1=17，解得x=6，故C为O元素、B为N元素、G为S元素，三者质子数之和为31；F的最外层电子数等于电子层数，原子序数大于氧，只能处于第三周期，故F为Al；D与F同周期，且在该周期中D元素的原子半径最大，则D为Na，E的原子序数介于Na、Al之间，则E为Mg．
（1）O、N、S三元素中O的非金属性最强，故三者氢化物中H₂O最稳定，G的氧化物SO₂能使溴水褪色，该反应的化学方程式为：SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，
故答案为：H₂O；SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr；
（2）B、C、D、E、F形成的简单离子分别为N^3-、O^2-、Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺，电子层结构均相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径：N^3-＞O^2-＞Na⁺＞Mg²⁺＞Al³⁺，故答案为：N^3-＞O^2-＞Na⁺＞Mg²⁺＞Al³⁺；
（3）A与B能形成离子化合物H₅N，H₅N中既含离子键又含共价键，该化合物为NH₄H，由铵根离子与氢负离子构成，其电子式为，该物质能与水剧烈反应生成两种气体，这两种气体的化学式是：H₂、NH₃，
故答案为：；H₂、NH₃；
（4）Na、H、O和碳元素组成的化合物为NaHCO₃，水溶液存在平衡：HCO₃^-+H₂OH₂CO₃+OH^-，溶液呈碱性，NaHCO₃溶液与稀硫酸混合，当生成11.2L（标准状况）气体，时放热6.32kJ，生成气体为二氧化碳，其物质的量=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，故生成1mol二氧化碳放出的热量=6.32kJ×$\frac{1mol}{0.5mol}$=12.64kJ，该反应的热化学离子方程式为：HCO₃^-（aq）+H⁺（aq）=H₂O（l）+CO₂（g）△H=-12.64kJ•mol^-1，
故答案为：碱性；HCO₃^-+H₂OH₂CO₃+OH^-；HCO₃^-（aq）+H⁺（aq）=H₂O（l）+CO₂（g）△H=-12.64kJ•mol^-1．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，推断元素是解题关键，侧重对学生分析问题与知识迁移运用能力考查，为高考常见形式，需要学生具备扎实的基础，难度中等．