Question

7．四种短周期元素在周期表中的相对位置如下所示，其中Y元素原子最外层电子数是其电子层数的3倍．

X	Y
	Z	W

请回答下列问题：
（1）元素W的最高价氧化物对应的水化物的化学式为HClO₄；
（2）这些元素的氢化物中，水溶液碱性最强的化合物是NH₃．H₂O或NH₃（写化学式）；
（3）X、Y、Z、W形成的简单阴离子半径大小顺序为S^2-＞Cl^-＞N^3-＞O^2-（用离子符号填空）；证明W的非金属性比强Z的最简单方法是H₂S+Cl₂=S+2HCl（用化学方程式填空）；
（4）Z的低价氧化物通入W的单质形成的水溶液中反应的化学方程式：SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
（5）Z的低价氧化物能与Y的单质在一定体积的密闭容器反应，该反应属于可逆反应（填“可逆反应”或“非可逆反应”），反应速率与时间关系如图所示，t₁到t₂反应速率逐渐加快的原因是浓度变化不明显，反应放热，温度升高，反应速率加快，在t₃（填“t₁”“t₂”或“t₃”）时达到平衡；对该反应，下列说法正确的是AC．
A．Y的单质是氧化剂
B．混合气体的密度不再改变，可以判断反应达到平衡状态
C．Z的低价氧化物能使品红褪色
D．反应达到平衡状态时，反应停止
（6）将一定量的W单质通入30mL浓度为10.00mol/L的氢氧化钠浓溶液中，加热少许时间后溶液中形成NaW、NaWO、NaWO₃共存体系，则消耗的W单质的物质的量为0.15mol．

Answer 1

分析 Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍，可知z为磷元素；再根据X、Y、W与Z在周期表的位置关系可知，X为碳元素，Y为氮元素，W为硫元素，
（1）元素W为氯，最高价氧化物对应的水化物的化学式为HClO₄，
（2）水溶液显碱性的氢化物只有氨气；
（3）一般电子层数越多半径越大，相同电子层数原子序数越小半径越大，可以通过非金属间的置换反应判断非金属性的相对强弱；
（4）Z的低价氧化物为二氧化硫，与氯气形成的水溶液中反应生成盐酸和硫酸；
（5）二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的反应为可逆反应，根据图象分析可知，t₁到t₂反应速率逐渐加快的原因是浓度变化不明显，反应放热，温度升高，反应速率加快，在t₃时正逆反应速率相等，达到平衡；
2SO₂+O₂?2SO₃反应中，氧气是氧化剂，由于反应前后气体的质量和体积不变，故混合气体的密度不是变量，二氧化硫能使品红褪色，反应达到平衡状态时，反应并没有停止，达到动态平衡；
（6）由于反应后体系中没有NaOH，故氢氧化钠反应完，根据钠元素守恒和氯原子守恒计算．

解答 解：（1）元素W为氯，最高价氧化物对应的水化物的化学式为HClO₄，
故答案案为：HClO₄；
（2）水溶液显碱性的氢化物只有氨气，该化合物是NH₃．H₂O 或NH₃，
故答案案为：NH₃．H₂O 或NH₃；
（3）一般电子层数越多半径越大，相同电子层数原子序数越小半径越大，故半径的大小顺序为S^2-＞Cl^-＞N^3-＞O^2-，可以通过非金属间的置换反应判断非金属性的相对强弱，利用H₂S+Cl₂=S+2HCl证明氯非金属性大于硫，
故答案案为：S^2-＞Cl^-＞N^3-＞O^2-；H₂S+Cl₂=S+2HCl；
（4）Z的低价氧化物为二氧化硫，通入氯气形成的水溶液中反应的化学方程式为SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，
故答案为：SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
（5）二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的反应为可逆反应，根据图象分析可知，t₁到t₂反应速率逐渐加快的原因是浓度变化不明显，反应放热，温度升高，反应速率加快，在t₃时正逆反应速率相等，达到平衡；2SO₂+O₂?2SO₃反应中，
A．氧气是氧化剂，故A正确；
B．由于反应前后气体的质量和体积不变，故混合气体的密度不是变量，不能判断反应达到平衡状态，故B错误；
C．二氧化硫能使品红褪色，故C正确；
D．反应达到平衡状态时，反应并没有停止，达到动态平衡，故D错误；
故答案为：可逆反应；浓度变化不明显，反应放热，温度升高，反应速率加快；t₃；AC；
（6）由于反应后体系中没有NaOH，故氢氧化钠反应完，根据钠元素守恒n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaClO）+n（NaClO₃）=0.03L×10mol/L=0.3mol，根据氯原子守恒有2n（Cl₂）=n（NaCl）+n（NaClO）+n（NaClO₃）=0.3mol，故参加反应的氯气n（Cl₂）=0.15mol，
故答案为：0.15mol．

点评 本题是考查学生根据元素周期表推元素种类，再利用元素周期律推性质，需要学生记住有关基础知识，氧化还原的计算时难点，注意利用守恒关系．