Question

13．有四種短周期元素，它們的結構、性質等信息如下表所述：

元素	結構、性質等信息
X	構成有機物的核心元素，該元素的一種氧化物和氣態氫化物都是典型的溫室氣體
Y	短周期中（除稀有氣體外）原子半徑最大的元素，該單質液態時可用作核反應堆的傳熱介質
Z	與Y同周期，其最高價氧化物的水化物呈兩性
M	海水中除氫、氧元素外含量最多的元素，其單質或化合物也是自來水生產過程中常用的消毒殺菌劑

請根據表中信息填寫：
（1）X元素在周期表中的位置是第二周期第IVA族，其相對分子質量最小的氣態氫化物的化學式是CH₄．
（2）Y離子半徑比Z離子的半徑大（填“大”或“小”），Y元素的最高價氧化物的水化物和Z元素的最高價氧化物相互反應的離子方程式是：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．
（3）X與M兩元素的氣態氫化物的穩定性更強的是HCl（填化學式），請再舉出一個實例比較M與X兩元素的非金屬性強弱（用化學方程式表示）Na₂CO₃+2HClO₄=2NaClO₄+CO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 短周期元素中，X元素是構成有機物的核心元素，該元素的一種氧化物和氣態氫化物都是典型的溫室氣體，故X為C元素；Y是短周期中（除稀有氣體外）原子半徑最大的元素，該單質液態時可用作核反應堆的傳熱介質，故Y為Na；Z與Y同周期，其最高價氧化物的水化物呈兩性，故Z為Al；M是海水中除氫、氧元素外含量最多的元素，其單質或化合物也是自來水生產過程中常用的消毒殺菌劑，則M為Cl．
（1）主族元素周期數=電子層數、主族族序數=最外層電子數，碳元素相對分子質量最小的氣態氫化物為甲烷；
（2）Na⁺、Al³⁺離子電子層結構相同，核電荷數越大離子半徑越小；Y元素的最高價氧化物的水化物為NaOH，Z元素的最高價氧化物為Al₂O₃，二者反應生成偏鋁酸鈉與水；
（3）非金屬性越強，氫化物越穩定，可以利用最高價含氧酸的酸性強弱進行比較．

解答 解：短周期元素中，X元素是構成有機物的核心元素，該元素的一種氧化物和氣態氫化物都是典型的溫室氣體，故X為C元素；Y是短周期中（除稀有氣體外）原子半徑最大的元素，該單質液態時可用作核反應堆的傳熱介質，故Y為Na；Z與Y同周期，其最高價氧化物的水化物呈兩性，故Z為Al；M是海水中除氫、氧元素外含量最多的元素，其單質或化合物也是自來水生產過程中常用的消毒殺菌劑，則M為Cl．
（1）X為碳元素，處于周期表中第二周期第IVA族，其相對分子質量最小的氣態氫化物的化學式是CH₄，
故答案為：第二周期第IVA族；CH₄；
（2）Na⁺、Al³⁺離子電子層結構相同，核電荷數越大離子半徑越小，故離子半徑：Na⁺＞Al³⁺，Y元素的最高價氧化物的水化物為NaOH，Z元素的最高價氧化物為Al₂O₃，反應離子方程式為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，
故答案為：大；Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（3）由于非金屬性C＜Cl，故氫化物穩定性CH₄＜HCl，用化學方程式表示M與X兩元素的非金屬性強弱：
Na₂CO₃+2HClO₄=2NaClO₄+CO₂↑+H₂O，
故答案為：HCl；Na₂CO₃+2HClO₄=2NaClO₄+CO₂↑+H₂O．

點評 本題考查結構性質位置關系應用，比較基礎，注意掌握金屬性、非金屬性強弱比較實驗事實．