Question

X、Y、Z、Q、M為常見的短周期元素，其原子序數依次增大．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和為6

（1）X的氣態氫化物的大量生產曾經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．氣態氫化物熱穩定性：M＞I
D．Rb、Q、M的最高價氧化物對應的水化物可以兩兩發生反應
（3）化合物QX導熱性好，熱膨脹系數小，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的制備及化學性質如下（所有熱量數據均已折合為25℃、101.3kPa條件下的數值）
①可用Q和X的單質在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為紅棕色．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，其原子序數依次增大．X是動植物生長不可缺少的元素，是蛋白質的重要成分，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和為6，處于ⅦA，則M為Cl元素，據此解答．

解答：解：X、Y、Z、Q、M為常見的短周期元素，其原子序數依次增大．X是動植物生長不可缺少的元素，是蛋白質的重要成分，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和為6，處于ⅦA，則M為Cl元素，
（1）X的氣態氫化物為氨氣，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，故氣態氫化物熱穩定性：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，需要碳的物質的量=

18g

12g/mol

=1.5mol，根據電子轉移守恒可知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為紅棕色．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，聯立解得x=10，y=30，故生成的硝酸鹽、亞硝酸鹽物質的量之比=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、亞硝酸鹽的物質的量之比．