- 物质性质的研究
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短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大，其中A、C同主族，B、C、D同周期，A原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，B是短周期元素中原子半径最大的主族元素．试回答下列问题：
（1）C在元素周期表中的位置______．
（2）A、B、C三种元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序是______（填写离子符号）．
（3）CA2与D元素的单质在水溶液中反应的离子方程式是______．
（4）C元素常见的化合价有-2、+2、+4、+6等，C与B或D均能形成各原子（或离子）都满足最外层8电子稳定结构的化合物，请你大胆猜想，分别写出其中两种化合物的化学式______、______．
正确答案
A原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，则原子核各层电子分别为2、6，应为O元素，A、C同主族，则C为S元素，B、C、D同周期，且B是短周期元素中原子半径最大的主族元素，则B为Na元素，D为Cl元素，则
（1）C为S元素，原子核外有3个电子层，最外层电子数为6，则位于周期表第三周期ⅥA族，
故答案为：第三周期ⅥA族；
（2）A、B、C三种元素形成的简单离子分别为O2-、Na+、S2-，其中S2-比O2-多一个电子层，则半径：S2-＞O2-，O2-和Na+核外电子排布相同，根据核电核数越大，半径越小可知半径O2-＞Na+，所以：S2-＞O2-＞Na+，
故答案为：S2-＞O2-＞Na+；
（3）SO2具有还原性，Cl2具有氧化性，二者在溶液中发生氧化还原反应生成HCl和H2SO4，反应的离子方程式为SO2+Cl2+2H2O=4H++2Cl-+SO42-，
故答案为：SO2+Cl2+2H2O=4H++2Cl-+SO42-；
（4）C为S元素，B为Na元素，D为Cl元素，其中形成的化合物最外层满足最外层8电子稳定结构的有Na2S、Na2S2、SCl2、S2Cl2等，
故答案为：Na2S、Na2S2、SCl2、S2Cl2等（任意二者）．
元素X、Y、Z、M、Q均为短周期主族元素，且原子序数依次增大．已知元素Y最高价氧化物对应水化物与它的氢化物反应能生成一种盐；Z原子最外层电子数与核外电子总数之比为3：4；M可与Z形成阴、阳离子个数比为1：2的两种化合物，Q原子的最外层电子数与次外电子数之比为3：4，YX3常温下为气体．
（1）化合物A、B由X、Z、M、Q四种元素中的三种组成的强电解质，且两种物质水溶液的酸碱性相同，组成元素的原子数目之比均为1：1：1，若A能抑制水的电离，B能促进水的电离，则化合物A的化学式为______，B的化学式是______．
（2）Se是人体必备的微量元素，与Q同一主族．该族二至五周期元素单质分别与H2反应生成1mol 气态氢化物的反应热如下，表示生成1mol哂化氢反应热（△H）的是______ （填字母代号）．
A．+99.7kJ•mol-1 B．+29.7kJ•mol-1 C．-20.6kJ•mol-1 D．-241.8kJ•mol-1
（3）X与Z、X与Q均可形成18电子分子甲和乙，写出甲、乙两种分子在水溶液中反应生成Q单质的化学方程式______．X和Y也可形成18电子分子丙，它通常是一种液态火箭燃料．25℃、常压下，3.2g丙在氧气中完全燃烧放出热量为62.4kJ，请写出丙完全燃烧的热化学反应方程式______．
（4）X、Y两种元素形成的离子化合物的电子式为______．
正确答案
X、Y、Z、M、Q均为短周期主族元素，且原子序数依次增大．已知元素Y最高价氧化物对应水化物与它的氢化物反应能生成一种盐，则Y是N元素；Z原子最外层电子数与核外电子总数之比为3：4，则Z是O元素；M可与Z形成阴、阳离子个数比为1：2的两种化合物，则M属于第IA族元素，且M的原子序数大于Z，所以M是Na元素，Q原子的最外层电子数与次外电子数之比为3：4，且Q的原子序数大于M，所以Q是S元素，YX3常温下为气体，则Y是H元素，再根据元素化合物的性质分析．
（1）化合物A、B由X、Z、M、Q四种元素中的三种组成的强电解质，说明形成的化合物是强碱或盐，且两种物质水溶液的酸碱性相同，组成元素的原子数目之比均为1：1：1，若A能抑制水的电离，说明A是碱，B能促进水的电离，说明B是含有弱根离子的盐，所以A是NaOH、B是NaHS，故答案为：NaOH、NaHS；
（2）同主族自上而下非金属性减弱，单质与氢气反应剧烈程度减小，反应热增大（考虑符号），故生成1mol硒化氢（H2Se）反应热应排在第二位，应为+29.7kJ•mol-1，故选B；
（3）X与Z、X与Q均可形成18电子分子甲和乙，则甲、乙分别是H2O2 、H2S，双氧水能氧化硫化氢生成硫单质，同时生成水，反应方程式为：H2O2+H2S=S+2H2O，X和Y也可形成18电子分子丙，其化学式为：N2H4，它通常是一种液态火箭燃料．25℃、常压下，3.2g丙在氧气中完全燃烧放出热量为62.4kJ，则1mol丙燃烧放出的热量是624kJ/mol，所以丙完全燃烧的热化学反应方程式N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-624kJ/mol，故答案为：H2O2+H2S=S+2H2O，N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-624kJ/mol；
（4）X、Y两种元素形成的离子化合物是氢化铵，氢化铵的电子式为
，故答案为：
．
下表是元素周期表的一部分，针对表中的①～⑩种元素，填写下列空白：
（1）元素⑩名称为______在周期表中的位置______．
（2）在最高价氧化物的水化物中，酸性最强的化合物的分子式是______，碱性最强的化合物的电子式是：______．
（3）用电子式表示元素④与⑥的化合物的形成过程：______，该化合物属于______（填“共价”或“离子”）化合物．
（4）写出一种由上述元素组成的既有离子键又有非极性共价键的物质的化学式______．
（5）⑥、⑦、⑨三种元素形成的离子，离子半径由大到小的顺序是______（用离子符号表示）．
正确答案
（1）元素⑩位于第四周期第ⅦA族，应为溴元素，故答案为：溴；第四周期第ⅦA族；
（2）元素的非金属性越强，其对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强，由于F元素无正价，则最高价氧化物的水化物的酸性最强的化合物应是HClO4，元素的金属性越强，则对应的最高价氧化物的水合物的碱性越强，在以上元素中，金属性最强的元素为K元素，对应的KOH的碱性最强，其电子式为
，故答案为：HClO4；
；
（3）元素④为Na元素，⑥为S元素，形成的化合物为Na2S，为离子化合物，用电子式表示元素Na与S的化合物的形成过程
为：
，故答案为：
；离子；
（4）上述元素组成的既有离子键又有非极性共价键的物质为Na2O2、K2O2等，故答案为：Na2O2或K2O2；
（5）⑥为S元素、⑦为Cl元素、⑨为K元素，三种元素形成的离子原子核外电子排布相同，原子核外电子排布相同的离子，原子序数越大，半径越小，则有离子半径S2-＞Cl-＞K+，故答案为：S2-＞Cl-＞K+．
致冷剂是一种易被压缩、液化的气体，液化后在管内循环，蒸发时吸收热量，使环境温度降低，达到致冷目的．人们曾采用过乙醚、NH3、CH3Cl等作致冷剂，但它们不是有毒就是易燃烧．于是科学家根据元素性质的递变规律来开发新的致冷剂．据现有知识，某些元素化合物的易燃性、毒性变化趋势如下：
（1）氢化物的易燃性：第二周期：______＞______＞H2O＞HF；第三周期：SiH4＞PH3＞H2S＞HCl．
（2）化合物的毒性：PH3＞NH3； H2S______H2O； CS2______CO2； CCl4＞CF4于是科学家们开始把注意力集中在含F、Cl的化合物上．
（3）已知CCl4的沸点为76.8°C，CF4的沸点为-128°C，新的致冷剂的沸点范围应介于其间．经过较长时间反复试验，一种新的致冷剂氟里昂CF2Cl2终于诞生了，其他类似的还可以是______．已知甲烷是正四面体结构，则CF2Cl2______（填有或者无）同分异构体．
（4）然而，这种致冷剂造成了当今某一环境问题是破坏臭氧层，但求助于周期表中元素及化合物的______（填写序号）变化趋势来开发致冷剂的科学学维方法是值得借鉴的．①毒性②沸点③易燃性④水溶性⑤颜色．
正确答案
（1）同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，对应的氢化物的还原性逐渐减弱，则同周期氢化物的易燃性从左到右逐渐减弱，即：CH4＞NH3＞H2O＞HF，SiH4＞PH3＞H2S＞HCl，故答案为：CH4；NH3；
（2）由毒性PH3＞NH3；CCl4＞CF4，可知同主族化合物的毒性一般从上到下逐渐增强，则有：H2S＞H2O； CS2＞CO2； 故答案为：＞；＞；
（3）新的致冷剂的沸点范围应介于76.8°C～-128°C之间，可通过改变Cl、F原子数目实现，其他类似的还可以是CFCl3或CF3Cl，CF2Cl2无同分异构体，故答案为：CFCl3或CF3Cl；无；
（4）有（1）（2）（3）可知，科学家从物质的毒性、沸点、易燃性考查、分析并通过反复实验开发致冷剂，
故答案为：①②③．
下表是元素周期表的一部分．
（1）元素①～⑩中原子半径最大是______（填元素符号），它的原子结构示意图为______．
（2）元素④氢化物的分子结构呈______型，它是由______键形成的______分子（后两空填“极性”或“非极性”）．
（3）⑨的单质是良好的半导体材料，工业上常用④的单质与⑨的氧化物来制备粗制的⑨的单质，请写出该反应的化学方程式______．
（4）请写出元素⑦、⑧的最高价氧化物的水化物之间反应的离子方程式：______．
正确答案
由元素在周期表的位置可知，①为H，②为Li，③为Be，④为C，⑤为N，⑥为O，⑦为Na，⑧为Al，⑨为Si，⑩为S，
（1）电子层越多，原子半径越大，同周期原子序数小的原子半径最大，则Na的原子半径最大，其质子数为11，原子结构示意图为
故答案为：Na；
（2）元素④氢化物为CH4，为正四面体构型，只含C-H极性共价键，但结构对称，为非极性分子，故答案为：正四面体；极性；非极性；
（3）C和SiO2高温下反应生成Si和CO，该反应为2C+SiO2
（4）⑦、⑧的最高价氧化物的水化物分别为NaOH、Al（OH）3，二者反应生成盐和水，该反应的离子反应为OH-+Al（OH）3=AlO2-+2H2O，
故答案为：OH-+Al（OH）3=AlO2-+2H2O．
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