Question

2．W、X、Y、Z、M、G六種元素分屬三個短周期，且原子序數依次增大．W、Z同主族，可形成離子化合物ZW；Y、M同主族，可形成MY₂、MY₃兩種分子；X的氣態氫化物水溶液呈堿性．請回答下列問題：
（1）W、Y、Z、M形成的簡單離子的半徑大小順序是S^2-＞O^2-＞Na⁺＞H⁺（用化學符號表示）．
（2）Y與M的氫化物中，熱穩定性更好的是H₂O（填化學式），原因是O的非金屬性大于S．
（3）Z₂Y₂和水反應時破壞的化學鍵有共價鍵、離子鍵．
（4）最近意大利羅馬大學的Funvio Cacace等人獲得了極具理論研究意義的X₄分子．X₄分子結構如圖所示，已知斷裂lmolX-X吸收167kJ熱量，生成1mo1X₂放出942kJ熱量．根據以上信息和數據，下列說法正確的是C．
A．X₄沸點比P₄（白磷）低，屬于原子晶體   
B．lmol X₄氣體轉變為X₂吸收882kJ熱量
C．X₄與X₂互為同素異形體
（5）已知X₂W₄可作為新型燃料電池的燃料，在氧氣中燃燒生成氮氣和水，請利用X₂W₄、氧氣與KOH溶液組成堿性燃料電池，寫出該電池負極的電極反應式N₂H₄-4e^-+4OH^-═N₂↑+4H₂O．

Answer 1

分析 W、X、Y、Z、M、G六種元素分屬三個短周期，原子序數依次增大，則W應為H元素，X元素的氣態氫化物水溶液呈堿性，則X為N元素；Y、M同主族，可形成MY₂、MY₃兩種分子，則M為S元素、Y為O元素，W、Z同主族，可形成離子化合物ZW，Z的原子序數小于S，應為Na元素，G原子序數大于S原子序數，則G為Cl元素，以此解答該題．

解答 解：W、X、Y、Z、M、G六種元素分屬三個短周期，原子序數依次增大，則W應為H元素，X元素的氣態氫化物水溶液呈堿性，則X為N元素；Y、M同主族，可形成MY₂、MY₃兩種分子，則M為S元素、Y為O元素，W、Z同主族，可形成離子化合物ZW，Z的原子序數小于S，應為Na元素，G原子序數大于S原子序數，則G為Cl元素，
（1）離子核外電子層數越多，離子半徑越大，核外電子排布相同的離子，核電荷數越大離子半徑越小，應為S^2-＞O^2-＞Na⁺＞H⁺，
故答案為：S^2-＞O^2-＞Na⁺＞H⁺；
（2）非金屬性O＞S，非金屬性越強，對應的氫化物的穩定性越強，故答案為：H₂O；O的非金屬性大于S；
（3）Na₂O₂和水反應生成氫氧化鈉和氧氣，反應破壞共價鍵、離子鍵，故答案為：共價鍵、離子鍵；
（4）A．X₄沸點比P₄（白磷）低，屬于分子晶體，故A錯誤；
B．1molN₄氣體中含有6molN-N鍵，可生成2molN₂，形成2molN≡N鍵，則1moN₄氣體轉變為N₂化學鍵斷裂斷裂吸收的熱量為6×167KJ=1002KJ，形成化學鍵放出的熱量為2×942kJ=1884KJ，所以反應放熱，放出的熱量為1884KJ-1002KJ=882KJ，故B錯誤；
C．X₄與X₂都由同種元素構成的不同單質，為同素異形體，故C正確．
故答案為：C；
（5）肼-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池工作時，負極上肼失電子發生氧化反應，電極反應式為N₂H₄-4e^-+4OH^-═N₂↑+4H₂O，正極上發生得電子的還原反應，即2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-，故答案為：N₂H₄-4e^-+4OH^-═N₂↑+4H₂O．

點評 本題考查結構性質位置關系應用，為高頻考點，涉及半徑比較、元素周期律、原電池、元素化合物推斷等，推斷元素是解題關鍵，注意對基礎知識的理解掌握，難度中等．