Question

【題目】X、Y、Z、W、G是元素周期表中原子序數(shù)依次增大的五種元素。X元素是元素周期表中核電荷數(shù)最小的元素。Y的一種核素常用于考古，其一種同素異形體為自然界最硬的物質(zhì)。ZX3氣體溶于水呈堿性。W的外圍電子排布是3s1。G2+離子的M層d軌道只有5個(gè)電子。請(qǐng)回答下列問題：

（1）W在元素周期表中的位置是 ；W和Z形成的化合物水溶液呈堿性，用離子方程式表示其原因 。

（2）Z原子的第一電離能比氧原子的 （填“大”或“小”）；G的基態(tài)原子電子排布式是

（3）X與Y可形成多種化合物，其中一種化合物的分子式是X6Y6，分子中只有σ鍵，該分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是 ；該化合物中Y的雜化軌道類型是 。

（4）G的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的鉀鹽，在酸性條件下，常用于測(cè)定溶液中Fe2+的含量，該反應(yīng)的離子方程式是

（5）可用YX4還原ZOx以消除其污染。已知：

YX4(g) +4ZO2(g)=4ZO(g)+YO2(g)+2X2O(g) △H=" -" 574 kJ·mol-1

YX4(g)+4ZO(g)=2Z2(g)十YO2(g) +2X2O(g) △H =" -1160" kJ·mol-1

試寫出用YX4還原ZO2至Z2的熱化學(xué)方程式___ _。

Answer 1

【答案】（1）第三周期ⅠA族；N3—+ 3H2O NH3+3OH—

（2）大；[Ar]3d54s2

（3），SP3雜化

（4）MnO4—+ 5Fe2++8 H+＝Mn2++5Fe3++4 H2O

（5）CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH= －867kJ·mol-1

【解析】試題分析：根據(jù)題給信息推斷X為氫元素，Y為碳元素，Z為氮元素，W為鈉元素，G為錳元素。

（1）W為鈉元素，在元素周期表中的位置是第三周期ⅠA族；Na3N水溶液呈堿性的原因N3—與水電離產(chǎn)生的氫離子結(jié)合生成NH3，水的電離平衡正向移動(dòng)，使得溶液中氫氧根濃度大于氫離子濃度，溶液呈堿性，離子方程式為N3—+ 3H2O NH3+3OH—。

（2）氧原子的價(jià)電子排布為2s22p4，氮原子的價(jià)電子排布為2s22p3，p軌道處于半充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，故氮原子的第一電離能比氧原子的大；G為錳元素，原子序數(shù)為25，根據(jù)構(gòu)造原理知其基態(tài)原子電子排布式是[Ar]3d54s2。

（3）C6H6分子中只有σ鍵，該分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是；碳原子形成3個(gè)σ鍵，沒有孤對(duì)電子，雜化軌道類型是sp3。

（4）酸性高錳酸鉀溶液將Fe2+氧化為Fe3+，本身被還原為Mn2+，利用化合價(jià)升降法結(jié)合原子守恒和電荷守恒配平，該反應(yīng)的離子方程式是MnO4—+ 5Fe2++8 H+＝Mn2++5Fe3++4 H2O。

（5）已知：①CH4(g) +4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=" -" 574 kJ·mol-1，②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)十CO2(g) +2H2O(g) △H =" -1160" kJ·mol-1，根據(jù)蓋斯定律：（①+②）÷2得CH4還原NO2至N2的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH= －867kJ·mol-1。