Question

A、B、C、D均為短周期元素，甲、乙、丙、丁分別是它們對應的常見單質，其中A、B、D同周期．已知C元素基態原子的2p能級上的電子排布圖為：．甲和丙可形成兩種化合物X和Y，X和水反應后生成一種具有還原性的二元酸M．1mol乙與足量丙可化合生成Z，所得的Z與熱水反應的產物W需用12mol KOH才能完全中和．乙在足量丁中燃燒生成化合物N，N和水反應生成W和D元素的氣態氫化物．試回答下列問題：
（1）寫出下列元素符號或物質的分子式：
D

 

；乙

 

； Z

 

．
（2）指出下列分子的空間構型：
X

 

；Y

 

；N

 

．
（3）寫出N與熱水反應的化學方程式：

 

．
（4）A、B、D最高價氧化物對應的水化物的酸性順序為

 

．

Answer 1

分析：A、B、C、D均為短周期元素，甲、乙、丙、丁分別是它們對應的常見單質，其中A、B、D同周期，C元素基態原子的2p能級上的電子排布圖為：，則C是O元素；
甲和丙可形成兩種化合物X和Y，X和水反應后生成一種具有還原性的二元酸M，同一元素有不同價態氧化物X和Y，符合此條件的常見元素有C、N、P、S，其中符合“氧化物和水反應后生成一種具有還原性二元酸”這個條件的只有S元素及其氧化物二氧化硫和亞硫酸，則A是S元素，甲是硫單質；
“1mol乙與足量丙可化合生成Z，所得的Z與熱水反應的產物W需用12mol KOH才能完全中和”說明W是一個多元酸，可假設為磷酸，通過驗證符合條件，所以B是P元素，乙為白磷；
與S、P同周期、且能使白磷在其中弱酸的丁應該是氯氣，所以D是Cl元素，乙在足量丁中燃燒生成化合物N，N和水反應生成W和D元素的氣態氫化物，則W是磷酸，D的氫化物是氯化氫，該反應不屬于氧化還原反應，則N是五氯化磷，然后利用物質的性質來分析解答．

解答：解：A、B、C、D均為短周期元素，甲、乙、丙、丁分別是它們對應的常見單質，其中A、B、D同周期，C元素基態原子的2p能級上的電子排布圖為：，則C是O元素；
甲和丙可形成兩種化合物X和Y，X和水反應后生成一種具有還原性的二元酸M，同一元素有不同價態氧化物X和Y，符合此條件的常見元素有C、N、P、S，其中符合“氧化物和水反應后生成一種具有還原性二元酸”這個條件的只有S元素及其氧化物二氧化硫和亞硫酸，則A是S元素，甲是硫單質；
“1mol乙與足量丙可化合生成Z，所得的Z與熱水反應的產物W需用12mol KOH才能完全中和”說明W是一個多元酸，可假設為磷酸，通過驗證符合條件，所以B是P元素，乙為白磷；
與S、P同周期、且能使白磷在其中弱酸的丁應該是氯氣，所以D是Cl元素，與S、P同周期、且能使白磷在其中弱酸的丁應該是氯氣，所以D是Cl元素，乙在足量丁中燃燒生成化合物N，N和水反應生成W和D元素的氣態氫化物，則W是磷酸，D的氫化物是氯化氫，該反應不屬于氧化還原反應，則N是五氯化磷，
（1）通過以上分析知，D、乙、Z分別是Cl、P₄、P₄O₁₀，
故答案為：Cl；P₄；P₄O₁₀；
（2）通過以上分析知，X是二氧化硫，Y是三氧化硫，N是PCl₅，
X的價層電子對數3，且含有一個孤電子對，所以其結構為V型；
Y的價層電子對數是3，且不含孤電子對，所以其結構是平面三角形；
N的價層電子對數是5，且不含孤電子對，所以其結構是三角雙錐形，
故答案為：V型；平面三角形；三角雙錐形；
（3）N是五氯化磷，五氯化磷和水反應生成磷酸和鹽酸，反應方程式為 PCl₅+4H₂O=H₃PO₄+5HCl，
故答案為：PCl₅+4H₂O=H₃PO₄+5HCl；
（4）元素的非金屬性越強，其最高價氧化物的水化物酸性越強，所以A、B、D最高價氧化物對應的水化物的酸性順序為H₃PO₄＜H₂SO₄＜HClO₄，故答案為：H₃PO₄＜H₂SO₄＜HClO₄．

點評：本題考查了元素是位置結構和性質的關系，正確推斷元素是解本題關鍵，結合元素周期律來分析解答，難度中等．