Question

已知A、B、C、D、E、F、G為七種短周期的主族元素，原子序數(shù)依次增大．已知：A、F的最外層電子數(shù)分別等于各自的電子層數(shù)，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(shù)之和為17，質子數(shù)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(jù)以上信息回答下列問題：
（1）B、C、G的氫化物中穩(wěn)定性最強的是

 

（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

 

．
（2）B、C、D、E、F形成的簡單離子半徑由大到小的順序為

 

（用離子符號表示）．
（3）A與B能形成離子化合物A₅B，A₅B中既含離子鍵又含共價鍵，其電子式為

 

，該物質能與水劇烈反應生成兩種氣體，這兩種氣體的化學式是

 

．
（4）碳酸鹽DACO₃溶液與稀硫酸混合，當生成11.2L（標準狀況）氣體（不考慮氣體溶解）時放熱6.32kJ，寫出該反應的熱化學離子方程式

 

．
（5）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．報告稱，在溫度、壓力、物質基礎以及能源供給方式都與地球迥異的地外行星上，如果存在生命，它們完全沒有必要以地球生命的形式存在． 有學者提出，在大氣中充滿B元素單質并含有豐富的A的化合物的星球上可能存在“B基生命”而不是“碳基生命”．科學家猜想這樣的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

 

（用元素符號表示）．有B₂A₄與另外兩種等物質的量的該系列中的化合物組成的混合蒸氣，在足量氧氣中充分燃燒，只生成B元素的單質和水，且B元素的單質和水的物質的量之比為1：2，則另外兩種化合物是

 

（寫化學式）．

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(shù)依次增大．已知：A、F的最外層電子數(shù)分別等于各自的電子層數(shù)，其中A的單質在常溫下為氣體，則A為H元素，結合原子序數(shù)可知，F(xiàn)為Al；C與B、G在元素周期表中處于相鄰位置，結合原子序數(shù)可知，B、C同周期且處于第二周期，C、G同主族，令C的原子序數(shù)為a，則B、G的原子序數(shù)分別為a-1、a+8，故a-1+a+a+8=31，解得a=8，故B為N元素、C為O元素、G為S元素；D與F同周期，處于第三周期，且在該周期中D元素的原子半徑最大，則D為Na，E為Mg，據(jù)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(shù)依次增大．已知：A、F的最外層電子數(shù)分別等于各自的電子層數(shù)，其中A的單質在常溫下為氣體，則A為H元素，結合原子序數(shù)可知，F(xiàn)為Al；C與B、G在元素周期表中處于相鄰位置，結合原子序數(shù)可知，B、C同周期且處于第二周期，C、G同主族，令C的原子序數(shù)為a，則B、G的原子序數(shù)分別為a-1、a+8，故a-1+a+a+8=31，解得a=8，故B為N元素、C為O元素、G為S元素；D與F同周期，處于第三周期，且在該周期中D元素的原子半徑最大，則D為Na，E為Mg，
（1）非金屬性C＜O、S＜O，故氫化物中H₂O最穩(wěn)定；S的某種氧化物能使溴水褪色，該氧化物為SO₂，與溴水反應生成HBr與H₂SO₄，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）N^3-、O^2-、Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺離子電子層結構相同，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，故離子半徑：N^3-＞O^2-＞Na⁺＞Mg²⁺＞Al³⁺，
故答案為：N^3-＞O^2-＞Na⁺＞Mg²⁺＞Al³⁺；
（3）H與N能形成離子化合物H₅N，H₅N中既含離子鍵又含共價鍵，該物質為NH₄H，其電子式為 ，該物質能與水劇烈反應生成兩種氣體，應生成H₂、NH₃，
故答案為：；H₂、NH₃；
（4）碳酸鹽NaHCO₃溶液與稀硫酸混合，當生成11.2L（標準狀況）氣體，時放熱6.32kJ，生成氣體為二氧化碳，其物質的量=

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，故生成1mol二氧化碳放出的熱量=6.32kJ×

1mol

0.5mol

=12.64kJ，該反應的熱化學離子方程式為：HCO₃^-（aq）+H⁺（aq）=H₂O（l）+CO₂（g）△H=-12.64kJ?mol^-1，
故答案為：HCO₃^-（aq）+H⁺（aq）=H₂O（l）+CO₂（g）△H=-12.64kJ?mol^-1；
（5）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(shù)目=3n-（n-1）×2=n+2，故該系列化合物的通式為N_nH_n+2；
N₂H₄與另外兩種等物質的量的該系列中的化合物組成的混合蒸氣，在足量氧氣中充分燃燒，只生成N₂和水，且N₂和水的物質的量之比為1：2，則混合蒸氣中n（N）：n（H）=1×2：2×2=1：2，N₂H₄中（N）：n（H）=1：2，故另外的量物質的平均組成為N₂H₄，根據(jù)平均N原子可知，一定含有NH₃，另外組成中N原子數(shù)目為2×2-1=3，故另外組成為N₃H₅，H原子符合題意，
故答案為：N_nH_n+2；NH₃、N₃H₅．

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．