Question

短周期元素T、Q、R、W、Z在元素周期表中的位置如圖1所示，其中T所處的周期序數(shù)與主族序數(shù)相等，請用相關(guān)化學用語回答下列問題：
（1）Q 的氣態(tài)氫化物甲的分子式為

 

，甲分子的空間構(gòu)型為

 

，甲與Z的單質(zhì)在光照下發(fā)生的化學反應(yīng)方程式為

 

．
（2）Q、R、W的非金屬性強弱順序為

 

（填強到弱），從原子結(jié)構(gòu)解釋其原因

 

（3）Z 元素比R 元素的非金屬性強．能證明這一結(jié)論的事實是

 

（填序號）．
①相同條件下，Z 單質(zhì)在水中的溶解性強于R 單質(zhì)
②Z單質(zhì)與氫氣化合比R 單質(zhì)與氫氣化合容易
③Z的氫化物比R 的氫化物穩(wěn)定
④Q的最高價含氧酸是弱酸，R的最高價含氧酸是強酸
（4）向T的硫酸鹽中加入足量的Ba（OH）₂溶液，寫出該反應(yīng)的離子方程式：

 

．
（5）QW 和RW都是汽車尾氣中含有的大氣污染物，它們在汽車排氣管的“催化轉(zhuǎn)換器”中反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體，化學方程式為

 

．
（6）M是一種常見的金屬單質(zhì)，與元素Z的單質(zhì)有如圖2所示轉(zhuǎn)化關(guān)系：E轉(zhuǎn)化為F的反應(yīng)的離子方程式是

 

．把一定量的M 放入E溶液中，完全反應(yīng)后，所得溶液中E、F的物質(zhì)的量相等，則已反應(yīng)的E與未反應(yīng)的E的物質(zhì)的量之比為

 

．

Answer 1

考點：無機物的推斷,位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：推斷題,元素周期律與元素周期表專題

分析：短周期元素T、Q、R、W、Z在元素周期表中的位置可知，T、Z處于第三周期，Q、R、W處于第二周期，T所處的周期序數(shù)與主族序數(shù)相等，則Z為Al，可推知Q為C、R為N、W為O、Z為Cl，
（1）Q 的氣態(tài)氫化物甲為甲烷，是正四面體結(jié)構(gòu)，與氯氣在光照下發(fā)生取代反應(yīng)；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大，元素非金屬性增強；核電荷數(shù)越大、原子半徑越小，原子核對最外層電子的吸引力更大，得電子能力更強；
（3）單質(zhì)溶解性，屬于物理性質(zhì)，不能比較元素非金屬性強弱；氮氣分子中為N≡N，化學性質(zhì)穩(wěn)定，不能根據(jù)與氫氣反應(yīng)難易比較非金屬性強弱，可以根據(jù)氫化物穩(wěn)定性、最高價含氧酸的酸性強弱比較；
（4）硫酸鋁溶液中加入足量的氫氧化鋇溶液生成硫酸鋇沉淀與偏鋁酸鋇；
（5）CO 和NO都是汽車尾氣中含有的大氣污染物，在汽車排氣管的“催化轉(zhuǎn)換器”中反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體，應(yīng)適時氮氣與二氧化碳；
（6）M是一種常見的金屬單質(zhì)，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，為變價金屬，可推知M為Fe、E為FeCl₃、F為FeCl₂，據(jù)此解答．

解答： 解：短周期元素T、Q、R、W、Z在元素周期表中的位置可知，T、Z處于第三周期，Q、R、W處于第二周期，T所處的周期序數(shù)與主族序數(shù)相等，則Z為Al，可推知Q為C、R為N、W為O、Z為Cl，
（1）Q 的氣態(tài)氫化物甲為甲烷，化學式為CH₄，是正四面體結(jié)構(gòu)，與氯氣在光照下發(fā)生取代反應(yīng)，反應(yīng)方程式為：CH₄+Cl₂

光照

CH₃Cl+HCl等，
故答案為：CH₄；正四面體；CH₄+Cl₂

光照

CH₃Cl+HCl等；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大，元素非金屬性增強，則非金屬性O(shè)＞N＞C，由于核電荷數(shù)O＞N＞C、原子半徑O＜N＜C，核電荷數(shù)越大、原子半徑越小，原子核對最外層電子的吸引力更大，故非金屬性O(shè)＞N＞C，
故答案為：O＞N＞C；核電荷數(shù)O＞N＞C、原子半徑O＜N＜C，核電荷數(shù)越大、原子半徑越小，原子核對最外層電子的吸引力更大，故非金屬性O(shè)＞N＞C；
（3）①單質(zhì)溶解性，屬于物理性質(zhì)，不能比較元素非金屬性強弱，故①錯誤；
②氮氣分子中為N≡N，化學性質(zhì)穩(wěn)定，不能根據(jù)與氫氣反應(yīng)難易比較非金屬性強弱，故②錯誤；
③元素氫化物越穩(wěn)定，說明該元素非金屬性越強，故③正確；
④元素最高價含氧酸的酸性越強，元素非金屬性越強，故④正確，
故答案為：③④；
（4）硫酸鋁溶液中加入足量的氫氧化鋇溶液生成硫酸鋇沉淀與偏鋁酸鋇，反應(yīng)離子方程式為：2Al³⁺+3SO₄^2-+3Ba²⁺+8OH^-=3BaSO₄↓+2AlO₂^-+4H₂O，
故答案為：2Al³⁺+3SO₄^2-+3Ba²⁺+8OH^-=3BaSO₄↓+2AlO₂^-+4H₂O；
（5）CO 和NO都是汽車尾氣中含有的大氣污染物，在汽車排氣管的“催化轉(zhuǎn)換器”中反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體，應(yīng)適時氮氣與二氧化碳，反應(yīng)方程式為：2CO+2NO

催化劑  .

N₂+2CO₂，
故答案為：2CO+2NO

催化劑  .

N₂+2CO₂；
（6）M是一種常見的金屬單質(zhì)，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，M為變價金屬，可推知M為Fe、E為FeCl₃、F為FeCl₂，則：
E轉(zhuǎn)化為F的反應(yīng)的離子方程式是：Fe³⁺+2Fe=3Fe²⁺，把一定量的Fe 放入FeCl₃溶液中，完全反應(yīng)后，所得溶液中FeCl₃、FeCl₂的物質(zhì)的量相等，令FeCl₃、FeCl₂的物質(zhì)的量分別為3mol，由方程式可知參加反應(yīng)的
FeCl₃為1mol，則反應(yīng)的FeCl₃與未反應(yīng)的FeCl₃的物質(zhì)的量之比=1mol：3mol=1：3，
故答案為：Fe³⁺+2Fe=3Fe²⁺；1：3．

點評：本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系、無機物推斷，推斷元素是解題關(guān)鍵，綜合考查學生對知識的遷移運用能力，（3）為易錯點，學生容易利用單質(zhì)與氫氣反應(yīng)難易比較N、Cl非金屬性強弱，難度中等．