Question

X、Y、Z是三种短周期元素，X和Z的质子数之和与Y的质子数相等，Z的电子层数是X的电子层数的2倍．A、B、C、D、E、F是中学化学中的常见物质，它们由上述三种元素中的一种、两种或三种组成，其中A是能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，D、E是两种酸，D的钠盐是一种致癌物质，F是一种单质，反应③④均在微生物作用下进行，其转化关系如图所示．
回答下列问题：
（1）Z元素的原子结构示意图为

 

．
（2）A的电子式为

 

，组成E的各元素的原子半径由大到小的顺序为

 

（用元素符号表示）．
（3）写出下列反应的化学方程式：①

 

 ③

 

．
（4）A和E反应生成G，Z₂Y是一种麻醉剂，由G在210℃分解生成，该分解反应的化学方程式为

 

．
（5）常温下，G的水溶液的PH=5，则由水电离的氢离子浓度为

 

，离子浓度由大到小的关系

 

．

Answer 1

分析：X、Y、Z是三种短周期元素，Z的电子层数是X的电子层数的2倍，判断X是H元素，Z是第二周期元素．A、B、C、D、E、F是中学化学中的常见物质，它们由上述三种元素中的一种、两种或三种组成，其中A是能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则A为NH₃，Y、Z中有一种元素为N元素，X和Z的质子数之和与Y的质子数相等，若Y为N元素，则Z的质子数为7-1=6，则Z为C元素，结构框图转化关系可知不符合题意．若Z为N元素，则Y的质子数为1+7=8，则Y为O元素，F是一种单质，能与氨气反应，则F为O₂，结合转化关系分析判断B为NO，C为NO₂，D、E是两种酸，反应③④均在微生物作用下进行，D的钠盐是一种致癌物质，则D为HNO₂，E为HNO₃，符合题意，据此解答．

解答：X、Y、Z是三种短周期元素，Z的电子层数是X的电子层数的2倍，判断X是H元素，Z是第二周期元素．A、B、C、D、E、F是中学化学中的常见物质，它们由上述三种元素中的一种、两种或三种组成，其中A是能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则A为NH₃，Y、Z中有一种元素为N元素，X和Z的质子数之和与Y的质子数相等，若Y为N元素，则Z的质子数为7-1=6，则Z为C元素，结构框图转化关系可知不符合题意．若Z为N元素，则Y的质子数为1+7=8，则Y为O元素，F是一种单质，能与氨气反应，则F为O₂，结合转化关系分析判断B为NO，C为NO₂，D、E是两种酸，反应③④均在微生物作用下进行，D的钠盐是一种致癌物质，则D为HNO₂，E为HNO₃，符合题意，
（1）Z为N元素，原子结构示意图为，故答案为：；
（2）A为NH₃，其电子式为，E为HNO₃，组成E的各元素中，H原子半径最小，同周期原子序数越大原子半径越小，故原子半径由大到小的顺序为N＞O＞H，
故答案为：；N＞O＞H；
（3）反应①的方程式为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O，反应③的方程式为：2NH₃+3O₂═2HNO₂+2H₂O，
故答案为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O；2NH₃+3O₂═2HNO₂+2H₂O；
（4）A和E反应生成G为NH₄NO₃，Z₂Y为N₂O，是一种麻醉剂，由NH₄NO₃在210℃分解生成，根据质量守恒可知，还生成水，反应的化学方程式为：NH₄NO₃

210℃  .

N₂O↑+2H₂O；
故答案为：NH₄NO₃

210℃  .

N₂O↑+2H₂O；
（5）常温下，NH₄NO₃的水溶液的PH=5，溶液氢离子为水电离产生，则由水电离的氢离子浓度为10^-5mol/L，溶液中NH₄⁺水解，平衡水的电离平衡，溶液呈酸性，故离子浓度由大到小的关系c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：10^-5mol/L；c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．

点评：本题考查元素化合物推断、常用化学用语、半径比较、盐类水解等，推断元素及化合物是解题的关键，对学生的逻辑推理有一定的要求，难度中等．