Question

已知周期表中，元素Q、R、W、Y與元素X相鄰．Y的最高化合價氧化物的水化物是強酸．回答下列問題：
（1）W與Q可以形成一種高溫結構陶瓷材料．W的氯化物分子呈正四面體結構，W的氧化物的晶體類型是

 

；
（2）Q的具有相同化合價且可以相互轉變的氧化物是

 

；
（3）R和Y形成的二種化合物中，Y呈現最高化合價的化合物是化學式是

 

；
（4）這5個元素的氫化物分子中，①立體結構類型相同的氫化物的沸點從高到低排列次序是（填化學式）

 

，其原因是

 

②電子總數相同的氫化物的化學式和立體結構分別是

 

；
（5）W和Q所形成的結構陶瓷材料的一種合成方法如下：W的氯化物與Q的氫化物加熱反應，生成化合物W（QH₂）₄和HCl氣體；W（QH₂）₄在高溫下分解生成Q的氫化物和該陶瓷材料．上述相關反應的化學方程式（各物質用化學式表示）是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據W與Q可以形成一種高溫結構陶瓷材料，及W的氯化物分子呈正四面體結構可知W為硅，然后分析二氧化硅的晶體類型；
（2）根據高溫結構陶瓷材料可知Q可能為氮元素，則二氧化氮與四氧化二氮可以相互轉變；
（3）根據位置及Y的最高化合價氧化物的水化物是強酸、R和Y形成的二價化合物來推斷R；
（4）根據氫鍵的存在來比較氫化物的沸點，并根據最外層電子數來分析結構；
（5）根據W的氯化物與Q的氫化物加熱反應，生成化合物W（QH₂）₄和HCl氣；W（QH₂）₄在高溫下分解生成Q的氫化物和該陶瓷材料，利用反應物與生成物來書寫化學反應方程式．

解答：解：（1）W的氯化物為正四面體型，則應為SiCl₄或CCl₄，又W與Q形成高溫陶瓷，故可推斷W為Si，W的氧化物為SiO₂，原子之間以共價鍵結合成空間網狀結構，則為原子晶體，
故答案為：原子晶體；
（2）高溫陶瓷可聯想到Si₃N₄，Q為N，則有NO₂與N₂O₄之間的相互轉化關系，故答案為：NO₂和N₂O₄；
（3）Y的最高價氧化的水化物為強酸，且與Si相鄰，則R只能是O，Y為S，其最外層電子數為6，則最高化合價為+6，所以Y的最高價化合物應為SO₃，故答案為：SO₃；
（4）Q、R、W、Y與元素X相鄰，W為Si，Q為N，R為O，Y為S，則X為P元素，①氫化物沸點順序為NH₃＞PH₃，H₂O＞H₂S，因為前者中含有氫鍵．②NH₃和H₂O的電子數均為10，結構分別為三角錐和V形，SiH₄、PH₃和H₂S的電子數均為18，結構分別為正四面體，三角錐和V形，故答案為：NH₃＞PH₃，H₂O＞H₂S；因為前者中含有氫鍵；NH₃和H₂O分別為三角錐和V形；SiH₄、PH₃和H₂S結構分別為正四面體，三角錐和V形；
（5）由信息可知，四氯化硅與氨氣反應生成W（QH₂）₄和HCl，Si（NH₂）₄在高溫下分解生成氨氣和氮化硅，故答案為：SiCl₄+4NH₃=Si（NH₂）₄+4HCl，3Si（NH₂）₄=8NH₃+Si₃N₄．

點評：本題考查位置、結構、性質的關系及應用，明確物質的性質及元素的位置來推斷元素是解答的關鍵，并注意與元素化合物知識、原子結構與性質相聯系來分析解答即可．