Question

I．短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中相对位置如图所示，其中Y所处的周期序数与族序数相等。按要求回答

Answer 1

（1）
（2分）（2）2HClO
4
+Na
2
SiO
3
＝2NaClO
4
+H
2
SiO
3
↓（3分）
（3）Al
3+
+3H
2
O
Al(OH)
3
+3H
+
（2分）（4）Si-4e
-
+6OH
-
＝SiO
3
2-
+3H
2
O（3分）
（5）2C(s)+SiO
2
(s)＝Si(s)+2CO(g)
△H=(a+b-c)kJ·mol
-1
（3分）
（6）＜（1分）
75％（3分）
试题分析：根据短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中相对位置可知，X位于第二周期，Y、Z、W位于第三周期。其中Y所处的周期序数与族序数相等，所以Y是第三周期第ⅢA族元素，即Y是铝，则Z是Si，X是N，W是Cl。
（1）氮元素的原子序数是7，则氮元素的原子结构示意图为
。
（2）判断非金属性强弱的一般规律是：①由元素原子的氧化性判断：一般情况下，氧化性越强，对应非金属性越强。②由单质和酸或者和水的反应程度判断：反应越剧烈，非金属性越强。③由对应氢化物的稳定性判断：氢化物越稳定，非金属性越强。④由和氢气化合的难易程度判断：化合越容易，非金属性越强。⑤由最高价氧化物对应水化物的酸性来判断：酸性越强，非金属越强。（除氟元素之外）。⑥由对应阴离子的还原性判断：还原性越强，对应非金属性越弱。⑦由置换反应判断：强置弱。〔若依据置换反应来说明元素的非金属性强弱，则非金属单质应做氧化剂，非金属单质做还原剂的置换反应不能作为比较非金属性强弱的依据〕。⑧按元素周期律，同周期元素由左到右，随核电荷数的增加，非金属性增强；同主族元素由上到下，随核电荷数的增加，非金属性减弱。⑨非金属单质与具有可变价金属的反应。能生成高价金属化合物的，其非金属性强。因此可以根据高氯酸能制备硅酸来验证W非金属性强于Z，反应的化学方程式为2HClO
4
+Na
2
SiO
3
＝2NaClO
4
+H
2
SiO
3
↓。
（3）明矾溶于水电离出的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性，因此明矾可以作净水剂，反应的离子方程式为Al
3+
+3H
2
O
Al(OH)
3
+3H
+
。
（4）原电池中负极失去电子，发生氧化反应。所以根据反应式Si+2NaOH+H
2
O＝Na
2
SiO
3
+2H
2
可知，如果利用单质硅和铁为电极材料设计原电池(NaOH为电解质溶液)，则硅是负极，因此该原电池负极的电极反应式为Si-4e
-
+6OH
-
＝SiO
3
2-
+3H
2
O。
（5）已知：①C(s)+
O
2
(g)＝CO
2
(g) △H＝a
kJ·
mol
-1
；②CO
2
(g)
+C(s)＝2CO(g)
△H＝b
kJ·
mol
-1
；③Si(s)+
O
2
(g)＝SiO
2
(s) △H＝c
kJ·
mol
-1
，则根据盖斯定律可知①+②-③即得到工业上生产粗硅的热化学方程式，即为2C(s)+SiO
2
(s)＝Si(s)+2CO(g)
△H＝(a+b-c)kJ·mol
-1
。
（6）根据表中数据可知，随着温度的升高，平衡常数逐渐减小。这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，因此正方应是放热反应，即△H＜0；设CO和H
2
O起始浓度分别为a，则
CO(g)+H
2
O(g)
H
2
(g)
+
CO
2
(g)
起始浓度
a
a
0
0
转化浓度
b
b
b
b
平衡浓度
a－b
a－b
b
b
所以根据平衡常数表达式可知
＝9
解得b＝
a
所以CO平衡转化率为
×100%＝75%

Answer 2

短周期元素x、y、z、w，根据元素在周期表中的位置知，x位于第二周期，y、z、w位于第三周期，y所处的周期序数与族序数相等，则y位于第三周期第iiia族，所以y是al元素，z是si元素，x是n元素，w是s元素，
a．同一周期中，元素的原子半径随着原子序数的增大而减小，所以原子半径大小顺序是：y＞z＞w，故a错误；
b．同一周期中，元素的非金属性随着原子序数的增大而增强，同一主族中，元素的非金属性随着原子序数的增大而减小，元素的非金属性越强，其氢化物越稳定，x是n元素，z是si元素，n元素的非金属性大于c元素，c元素的非金属性大于si，所以n元素的非金属性大于si元素，则气态氢化物的稳定性：x＞z，故b正确；
c．同一周期中，元素的非金属性随着原子序数的增大而增强，元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，z的非金属性小于w，所以w的最高价氧化物的水化物酸性大于z，故c错误；
d．w是s元素，硫元素的最高价氧化物是水化物是硫酸，硫酸中只含共价键，所以为共价化合物，故d错误；
故选b．