Question

6．已知A、B、C、D、E、F、G為七種短周期的主族元素，原子序數依次增大．已知：A、F的最外層電子數分別等于各自的電子層數，其中A的單質在常溫下為氣體．C與B、G在元素周期表中處于相鄰位置，這三種元素最外層電子數之和為17，質子數之和為31．D與F同周期，且在該周期中D元素的原子半徑最大．根據以上信息回答問題：
（1）B、C、G的氫化物中穩(wěn)定性最強的是H₂O（填化學式），G的某種氧化物能使溴水褪色，寫出該反應的化學方程式SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr．
（2）B、C、D、E、F形成的簡單離子半徑最大的是N^3-（用離子符號表示）．D元素所形成的最簡單離子的結構示意圖
（3）A與B能形10電子分子，其電子式為，D單質能與水反應化學方程式是2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑．
（4）請寫出碳酸鹽DACO₃溶液與G的最高價氧化物對應的水化物稀溶液混合反應的離子方程式H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O．
（5）用電子式表示化合物D₂C的形成過程．
（6）美國國家科學院（National Academy of Sciences）正式發(fā)表了題為《行星系統(tǒng)中有機生命的限制》的研究報告．科學家猜想星球上可能會存在著一種組成結構與BA₃、B₂A₄類似的系列化合物如B₃A₅、B₄A₆等．該系列化合物的通式為N_nH_n+2（用元素符號表示，設B原子個數為n個）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G為七種短周期的主族元素，原子序數依次增大．A的最外層電子數等于電子層數，且A的單質在常溫下為氣體，則A為H元素；C與B、G在元素周期表中處于相鄰位置，結合原子序數依次增大，可知C、B同周期，C、G同主族，設C、G最外層電子數為x，則B最外層電子數為x-1，故x+1+x+1+x-1=17，解得x=6，故C為O元素、B為N元素、G為S元素，三者質子數之和為31；F的最外層電子數等于電子層數，原子序數大于氧，只能處于第三周期，故F為Al；D與F同周期，且在該周期中D元素的原子半徑最大，則D為Na，E的原子序數介于Na、Al之間，則E為Mg，據此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G為七種短周期的主族元素，原子序數依次增大．A的最外層電子數等于電子層數，且A的單質在常溫下為氣體，則A為H元素；C與B、G在元素周期表中處于相鄰位置，結合原子序數依次增大，可知C、B同周期，C、G同主族，設C、G最外層電子數為x，則B最外層電子數為x-1，故x+1+x+1+x-1=17，解得x=6，故C為O元素、B為N元素、G為S元素，三者質子數之和為31；F的最外層電子數等于電子層數，原子序數大于氧，只能處于第三周期，故F為Al；D與F同周期，且在該周期中D元素的原子半徑最大，則D為Na，E的原子序數介于Na、Al之間，則E為Mg．
（1）O、N、S三元素中O的非金屬性最強，故三者氫化物中H₂O最穩(wěn)定，G的某種氧化物SO₂能使溴水褪色，該反應的化學方程式為：SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，
故答案為：H₂O；SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr；
（2）B、C、D、E、F形成的簡單離子分別為N^3-、O^2-、Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺，電子層結構均相同，核電荷數越大離子半徑越小，故離子半徑：N^3-＞O^2-＞Na⁺＞Mg²⁺＞Al³⁺，Na⁺離子的結構示意圖為：，
故答案為：N^3-；；
（3）A與B能形10電子分子為NH₃，其電子式為，D單質Na能與水反應生成氫氧化鈉與氫氣，化學方程式是：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，
故答案為：；2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑；
（4）G的最高價氧化物對應的水化物為H₂SO₄，NaHCO₃溶液與稀硫酸混合反應的離子方程式為：H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O，
故答案為：H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O；
（5）用電子式表示化合物Na₂O的形成過程為：，
故答案為：；
（6）科學家猜想這樣的星球上可能會存在著一種組成結構與NH₃、N₂H₄類似的系列化合物如N₃H₅、N₄H₆等，該系列化合物中N原子成3個共價鍵，n個N原子之間形成（n-1）個N-N鍵，故可以結合H原子數目=3n-（n-1）×2=n+2，故該系列化合物的通式為N_nH_n+2，
故答案為：N_nH_n+2．

點評 本題考查結構性質位置關系應用，推斷元素是解題關鍵，側重對學生分析問題與知識遷移運用能力考查，為高考常見形式，需要學生具備扎實的基礎，難度中等．