Question

（8分）A、B、C是中学化学中常见的三种短周期元素。已知：①A元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；②B元素最高正价与最低负价的代数和为2；③C元素有多种化合价，且常温下C元素的单质与某种一元强碱溶液反应，可得到两种含C元素的化合物；④B、C两种元素质子数之和是A元素质子数的4倍。
（1）写出常温下C的单质和强碱溶液反应的离子方程式____________________。
（2）意大利罗马大学的FuNvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的B₄气态分子。B₄分子结构与白磷分子结构相似，已知断裂1 mol B—B键吸收167 kJ的热量，生成1 mol B≡B键放出942 kJ热量。试判断相同条件下B₄与B₂的稳定性顺序是：______________________。
（3）由B、C两种元素组成的化合物X，常温下为易挥发的淡黄色液体，X分子为三角锥形分子，且分子里B、C两种原子最外层均达到8个电子的稳定结构。X遇水蒸气可形成一种常见的漂白性物质。则X与水反应的化学方程式是___________________。
（4） A、B两种元素可形成一种硬度比金刚石还大的化合物Y。在化合物Y中，A、B原子间以单键相结合，且每个原子的最外层均达到8个电子的稳定结构。则Y的化学式为______________，其熔沸点比金刚石_____(填“高”、“低”或“无法比较”)。

Answer 1

（共8分） (1 )  C1₂＋2OH^－=ClO^－＋H₂O + Cl^－ （2分）  
（2）Ｎ₄﹤Ｎ₂（2分）
（3） NCl₃＋3H₂O=NH₃＋3HClO （2分）
(4)  C₃N₄（１分）   高（1分）

考查元素周期表的结构及元素周期律的有关应用。
A元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，则A是C元素；B元素最高正价与最低负价的代数和为2，则B是第ⅤA元素；C元素有多种化合价，且常温下C元素的单质与某种一元强碱溶液反应，可得到两种含C元素的化合物，所以C应该是氯元素；又因为B、C两种元素质子数之和是A元素质子数的4倍，所以B元素是氮元素。
（1）氯气和强碱溶液反应的离子方程式C1₂＋2OH^－=ClO^－＋H₂O + Cl^－。
（2）断裂1molN₄分子中的化学键需要吸收的能量是167 kJ×6＝1002kJ。而形成2mol氮气中的化学键所放出的能量是942 kJ×2＝1884kJ，这说明N₄分子转化为氮气是放热反应，氮气的能量低，因此氮气的稳定性强于N₄分子的。
（3）分子里B、C两种原子最外层均达到8个电子的稳定结构，X遇水蒸气可形成一种常见的漂白性物质，所以X的化学式是NCl₃，则和水反应的方程式是NCl₃＋3H₂O=NH₃＋3HClO。
（4）碳元素的最高价是＋4价，而氮元素的最低价是－3价。在化合物Y中，A、B原子间以单键相结合，且每个原子的最外层均达到8个电子的稳定结构，所以Y的化学式应该是C₃N₄。化合物和金刚石相同形成的晶体类型是原子晶体，由于碳原子半径大于氮原子半径，所以金刚石的熔沸点低于C₃N₄。