Question

4．短周期元素A、M、X、Y、Z、E的原子序數依次增大，其元素特征信息如下表

元素編號	元素特征信息
A	單質是密度最小的氣體
M	其單質為生命活動不可缺少的氣體
X	短周期中原子半徑最大的元素
Y	地殼中含量最高的金屬元素
Z	最外層電子數是最內層電子數的3倍
E	單質為黃綠色氣體

（1）M與X形成的化合物X₂M₂中含有的化學鍵為離子鍵、共價鍵；X、Y的最高價氧化物對應的水化物之間發生反應的離子方程式為Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．（用元素符號表示，下同）
（2）Y E₃的水溶液顯酸性，用離子方程式解釋原因Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；Z的低價氧化物和E單質同時通入水中發生反應的離子方程式為SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-．
（3）請用“＞”、“=”或“＜”對物質性質進行比較

沸點	氣態氫化物穩定性	最高價氧化物 對應水化物的堿性	得電子能力
A2M＞A2Z	Z＜ E	X＞ Y	16M= 18M

（4）X、Y、Z、E四種元素簡單離子的離子半徑由小到大的順序是r （Al³⁺）＜r （Na⁺）＜r （Cl^-）＜r （S^2-）．
（5）E的最高價氧化物為無色液體，0.25mol該物質與一定量水混合得到一種稀溶液，并放出Q kJ的熱量．寫出該反應的熱化學方程式Cl₂O₇（l）+H₂O（l）=2HClO₄（aq）△H=-4QkJ/mol．

Answer 1

分析 短周期元素A、M、X、Y、Z、E的原子序數依次增大，A單質是密度最小的氣體，則A為H元素；M單質為生命活動不可缺少的氣體，則M為O元素；X是短周期中原子半徑最大的元素，則X為Na；Y是地殼中含量最高的金屬元素，則Y為Al；Z元素原子最外層電子數是最內層電子數的3倍，最外層電子數為6，原子序數大于Al，則Z為S元素；E單質為黃綠色氣體，則E為Cl，據此解答．

解答 解：短周期元素A、M、X、Y、Z、E的原子序數依次增大，A單質是密度最小的氣體，則A為H元素；M單質為生命活動不可缺少的氣體，則M為O元素；X是短周期中原子半徑最大的元素，則X為Na；Y是地殼中含量最高的金屬元素，則Y為Al；Z元素原子最外層電子數是最內層電子數的3倍，最外層電子數為6，原子序數大于Al，則Z為S元素；E單質為黃綠色氣體，則E為Cl．
（1）M與X形成的化合物Na₂O₂中含有：離子鍵、共價鍵；X、Y的最高價氧化物對應的水化物分別為NaOH、Al（OH）₃，二者反應離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：離子鍵、共價鍵；Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）AlCl₃的水溶液中鋁離子水解：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，溶液呈酸性；Z的低價氧化物為SO₂，與氯氣同時通入水中發生反應的離子方程式為：SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-，
故答案為：酸；Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-；
（3）水分子之間存在氫鍵，而硫氫化分子之間不能形成氫鍵，故沸點H₂O＞H₂S；
由于非金屬性Z（S）＜E（Cl），故氫化物穩定性：H₂S＜HCl；
由于金屬性X（Na）＞Al，故堿性：NaOH＞Al（OH）₃；
¹⁶O與¹⁸O互為同位素，得電子能力相同，
故答案為：＞；＜；＞；=；
（4）電子層結構相同的離子，核電荷數越大離子半徑越小，離子電子層越多離子半徑越大，故離子半徑：r （Al³⁺）＜r （Na⁺）＜r （Cl^-）＜r （S^2-），
故答案為：r （Al³⁺）＜r （Na⁺）＜r （Cl^-）＜r （S^2-）；
（5）E的最高價氧化物為Cl₂O₇，為無色液體，當0.25mol該物質與一定量的水混合得到HClO₄稀溶液，放出QkJ的熱量，故該反應的熱化學方程式為：Cl₂O₇（l）+H₂O（l）=2HClO₄（aq）△H=-4QkJ/mol，
故答案為：Cl₂O₇（l）+H₂O（l）=2HClO₄（aq）△H=-4QkJ/mol．

點評 本題考查結構性質位置關系綜合應用，注意對元素周期律的理解掌握，熟練掌握元素化合物形成，會書寫熱化學方程式，難度不大．