Question

X、Y、Z是三種短周期元素，X和Z的質子數之和與Y的質子數相等，Z的電子層數是X的電子層數的2倍．A、B、C、D、E、F是中學化學中的常見物質，它們由上述三種元素中的一種、兩種或三種組成，其中A是能使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體，D、E是兩種酸，D的鈉鹽是一種致癌物質，F是一種單質，反應③④均在微生物作用下進行，其轉化關系如圖所示．
回答下列問題：
（1）Z元素的原子結構示意圖為

 

．
（2）A的電子式為

 

，組成E的各元素的原子半徑由大到小的順序為

 

（用元素符號表示）．
（3）寫出下列反應的化學方程式：①

 

 ③

 

．
（4）A和E反應生成G，Z₂Y是一種麻醉劑，由G在210℃分解生成，該分解反應的化學方程式為

 

．
（5）常溫下，G的水溶液的PH=5，則由水電離的氫離子濃度為

 

，離子濃度由大到小的關系

 

．

Answer 1

分析：X、Y、Z是三種短周期元素，Z的電子層數是X的電子層數的2倍，判斷X是H元素，Z是第二周期元素．A、B、C、D、E、F是中學化學中的常見物質，它們由上述三種元素中的一種、兩種或三種組成，其中A是能使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體，則A為NH₃，Y、Z中有一種元素為N元素，X和Z的質子數之和與Y的質子數相等，若Y為N元素，則Z的質子數為7-1=6，則Z為C元素，結構框圖轉化關系可知不符合題意．若Z為N元素，則Y的質子數為1+7=8，則Y為O元素，F是一種單質，能與氨氣反應，則F為O₂，結合轉化關系分析判斷B為NO，C為NO₂，D、E是兩種酸，反應③④均在微生物作用下進行，D的鈉鹽是一種致癌物質，則D為HNO₂，E為HNO₃，符合題意，據此解答．

解答：X、Y、Z是三種短周期元素，Z的電子層數是X的電子層數的2倍，判斷X是H元素，Z是第二周期元素．A、B、C、D、E、F是中學化學中的常見物質，它們由上述三種元素中的一種、兩種或三種組成，其中A是能使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體，則A為NH₃，Y、Z中有一種元素為N元素，X和Z的質子數之和與Y的質子數相等，若Y為N元素，則Z的質子數為7-1=6，則Z為C元素，結構框圖轉化關系可知不符合題意．若Z為N元素，則Y的質子數為1+7=8，則Y為O元素，F是一種單質，能與氨氣反應，則F為O₂，結合轉化關系分析判斷B為NO，C為NO₂，D、E是兩種酸，反應③④均在微生物作用下進行，D的鈉鹽是一種致癌物質，則D為HNO₂，E為HNO₃，符合題意，
（1）Z為N元素，原子結構示意圖為，故答案為：；
（2）A為NH₃，其電子式為，E為HNO₃，組成E的各元素中，H原子半徑最小，同周期原子序數越大原子半徑越小，故原子半徑由大到小的順序為N＞O＞H，
故答案為：；N＞O＞H；
（3）反應①的方程式為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O，反應③的方程式為：2NH₃+3O₂═2HNO₂+2H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O；2NH₃+3O₂═2HNO₂+2H₂O；
（4）A和E反應生成G為NH₄NO₃，Z₂Y為N₂O，是一種麻醉劑，由NH₄NO₃在210℃分解生成，根據質量守恒可知，還生成水，反應的化學方程式為：NH₄NO₃

210℃  .

N₂O↑+2H₂O；
故答案為：NH₄NO₃

210℃  .

N₂O↑+2H₂O；
（5）常溫下，NH₄NO₃的水溶液的PH=5，溶液氫離子為水電離產生，則由水電離的氫離子濃度為10^-5mol/L，溶液中NH₄⁺水解，平衡水的電離平衡，溶液呈酸性，故離子濃度由大到小的關系c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：10^-5mol/L；c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．

點評：本題考查元素化合物推斷、常用化學用語、半徑比較、鹽類水解等，推斷元素及化合物是解題的關鍵，對學生的邏輯推理有一定的要求，難度中等．