Question

6．已知A、B、C、D、E、F、G为七种短周期的主族元素，原子序数依次增大．已知：A、F的最外层电子数分别等于各自的电子层数，其中A的单质在常温下为气体．C与B、G在元素周期表中处于相邻位置，这三种元素最外层电子数之和为17，质子数之和为31．D与F同周期，且在该周期中D元素的原子半径最大．根据以上信息回答问题：
（1）B、C、G的氢化物中稳定性最强的是H₂O（填化学式），G的某种氧化物能使溴水褪色，写出该反应的化学方程式SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr．
（2）B、C、D、E、F形成的简单离子半径最大的是N^3-（用离子符号表示）．D元素所形成的最简单离子的结构示意图
（3）A与B能形10电子分子，其电子式为，D单质能与水反应化学方程式是2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑．
（4）请写出碳酸盐DACO₃溶液与G的最高价氧化物对应的水化物稀溶液混合反应的离子方程式H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O．
（5）用电子式表示化合物D₂C的形成过程．
（6）美国国家科学院（National Academy of Sciences）正式发表了题为《行星系统中有机生命的限制》的研究报告．科学家猜想星球上可能会存在着一种组成结构与BA₃、B₂A₄类似的系列化合物如B₃A₅、B₄A₆等．该系列化合物的通式为N_nH_n+2（用元素符号表示，设B原子个数为n个）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G为七种短周期的主族元素，原子序数依次增大．A的最外层电子数等于电子层数，且A的单质在常温下为气体，则A为H元素；C与B、G在元素周期表中处于相邻位置，结合原子序数依次增大，可知C、B同周期，C、G同主族，设C、G最外层电子数为x，则B最外层电子数为x-1，故x+1+x+1+x-1=17，解得x=6，故C为O元素、B为N元素、G为S元素，三者质子数之和为31；F的最外层电子数等于电子层数，原子序数大于氧，只能处于第三周期，故F为Al；D与F同周期，且在该周期中D元素的原子半径最大，则D为Na，E的原子序数介于Na、Al之间，则E为Mg，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G为七种短周期的主族元素，原子序数依次增大．A的最外层电子数等于电子层数，且A的单质在常温下为气体，则A为H元素；C与B、G在元素周期表中处于相邻位置，结合原子序数依次增大，可知C、B同周期，C、G同主族，设C、G最外层电子数为x，则B最外层电子数为x-1，故x+1+x+1+x-1=17，解得x=6，故C为O元素、B为N元素、G为S元素，三者质子数之和为31；F的最外层电子数等于电子层数，原子序数大于氧，只能处于第三周期，故F为Al；D与F同周期，且在该周期中D元素的原子半径最大，则D为Na，E的原子序数介于Na、Al之间，则E为Mg．
（1）O、N、S三元素中O的非金属性最强，故三者氢化物中H₂O最稳定，G的某种氧化物SO₂能使溴水褪色，该反应的化学方程式为：SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，
故答案为：H₂O；SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr；
（2）B、C、D、E、F形成的简单离子分别为N^3-、O^2-、Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺，电子层结构均相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径：N^3-＞O^2-＞Na⁺＞Mg²⁺＞Al³⁺，Na⁺离子的结构示意图为：，
故答案为：N^3-；；
（3）A与B能形10电子分子为NH₃，其电子式为，D单质Na能与水反应生成氢氧化钠与氢气，化学方程式是：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，
故答案为：；2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑；
（4）G的最高价氧化物对应的水化物为H₂SO₄，NaHCO₃溶液与稀硫酸混合反应的离子方程式为：H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O，
故答案为：H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O；
（5）用电子式表示化合物Na₂O的形成过程为：，
故答案为：；
（6）科学家猜想这样的星球上可能会存在着一种组成结构与NH₃、N₂H₄类似的系列化合物如N₃H₅、N₄H₆等，该系列化合物中N原子成3个共价键，n个N原子之间形成（n-1）个N-N键，故可以结合H原子数目=3n-（n-1）×2=n+2，故该系列化合物的通式为N_nH_n+2，
故答案为：N_nH_n+2．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，推断元素是解题关键，侧重对学生分析问题与知识迁移运用能力考查，为高考常见形式，需要学生具备扎实的基础，难度中等．