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    20．X、Y、Z、M、Q是中学化学常见的五种元素，原子序数依次增大，其结构或性质信息如下表
    元素结构或性质信息
    X其原子最外层电子数是内层电子数的2倍
    Y基态原子最外层电子排布为nsnnpn+1
    Z非金属元素，其单质为固体，在氧气中燃烧时有明亮的蓝紫色火焰
    M单质在常温、常压下是气体．基态原子的M层上有1个未成对的p电子
    Q其与X形成的合金为目前用量最多的金属材料
    （1）Q元素基态原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2．
    （2）比较Y元素与氧元素的第一电离能N＞O；X和Z形成的化合物XZ2为一种液体溶剂，其分子中的σ键和π键数目之比为1：1．
    （3）写出实验室制备M单质的离子方程式MnO2+2Cl-+4H+$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl2↑+Mn2++2H2O．
    （4）M的气态氢化物和氟化氢相比（写化学式）
    稳定性强的是HF，其原因是因为元素非金属性F＞Cl，所以HF稳定；
    沸点高的是HF，其原因是因为HF分子之间存在氢键，所以HF沸点高．

    分析 X原子最外层电子数是内层电子数的2倍，最外层最多含有8个电子，则X含有两个电子层，最外层含有4个C，则X为C元素；Y的基态原子最外层电子排布为nsnnpn+1，s层含有2个电子，则n=2，Y的最外层电子排布式为：2s22p3，则Y为N元素；Z为非金属元素，其单质为固体，在氧气中燃烧时有明亮的蓝紫色火焰，则Z为S元素；基态原子的M层上有1个未成对的p电子，则M的电子排布式为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5，为铝元素或氯元素，由于Z单质常温、常压下是气体，所以Z是Cl元素；Q与X形成的合金为目前用量最多的金属材料，该合金为钢，则Q为Fe元素，据此进行解答．

    解答 解：X原子最外层电子数是内层电子数的2倍，最外层最多含有8个电子，则X含有两个电子层，最外层含有4个C，则X为C元素；Y的基态原子最外层电子排布为nsnnpn+1，s层含有2个电子，则n=2，Y的最外层电子排布式为：2s22p3，则Y为N元素；Z为非金属元素，其单质为固体，在氧气中燃烧时有明亮的蓝紫色火焰，则Z为S元素；基态原子的M层上有1个未成对的p电子，则M的电子排布式为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5，为铝元素或氯元素，由于Z单质常温、常压下是气体，所以Z是Cl元素；Q与X形成的合金为目前用量最多的金属材料，该合金为钢，则Q为Fe元素，
    综上所述：X、Y、Z、M、Q分别为C、N、S、Cl、Fe元素，
    （1）Q为Fe元素，铁原子核外有26个电子，基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，
    故答案为：1s22s22p63s23p63d64s2；
    （2）核外电子排布处于半充满、全充满、全空是稳定结构，N原子的2p能级是半充满状态，是稳定状态，因此第一电离能N＞O；X和Z形成的化合物XZ2为CS2，结构为S=C=S，σ键和π键数目之比为1：1，
    故答案为：N；O；1：1；
    （3）M为氯元素，其单质为氯气，实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气，反应的离子方程式为：MnO2+2Cl-+4H+$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl2↑+Mn2++2H2O，
    故答案为：MnO2+2Cl-+4H+$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl2↑+Mn2++2H2O；
    （4）非金属性越强，对应气态氢化物越稳定，非金属性：F＞Cl，则氢化物的稳定性HF＞HCl；由于HF分子间存在氢键，所以氟化氢的沸点比HCl高，
    故答案为：HF；因为元素非金属性F＞Cl，所以HF稳定；HF；因为HF分子之间存在氢键，所以HF沸点高．

    点评 本题考查了位置、结构与性质关系的应用，题目难度中等，正确推断各元素名称为解答结果，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生灵活应用基础知识的能力，注意熟练掌握原子结构与元素周期表、元素周期律的关系．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    11．下列图示与对应的叙述相符的是 （　　）
    A．
    表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情兄下反应过程中的能量变化
    B．
    表示常温下，0.1 OOOmoi/LNaOH 溶液液滴定 20.00mL、0.0100/LHCl 溶液 所得到的滴定曲线
    C．
    表示一定质量的冰醋酸加水稀释过程中，醋酸溶液电离程度：c＞a＞b
    D．
    表示反应4CO+2NO2（g）?N2（g）+4CO2（g），在其他条件不变的情况下改变起始物CO的物质的量，平衡时N2的体识分数变化情况，由图可知NO2的转化率 c＞b＞a

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    8．X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示．若原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，下列说法中正确的是（　　）
    A．Z的氧化物对应的水化物一定是一种强酸
    B．原子半径大小顺序是X＞Y＞Z
    C．Y的单质比Z的单质更易与氢气反应
    D．Z的单质与Fe反应形成的化合物中，铁元素显+3价

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    15．25℃时，下列分子或离子在指定的分散系中能大量共存的一组是（　　）
    A．空气     SO2、NO、NO2、CO
    B．碱性溶液   Na+、K+、NO3-、CO32-
    C．酸性溶液   Na+、ClO-、SO42-、SiO32-
    D．KNO3溶液   Fe2+、H+、Cl-、Cu2+

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    5．用如图所示装置检验对应气体时，不能达到目的是（　　）
    生成的气体试剂X试剂Y
    A电石与水反应制取的乙炔CuSO4溶液Br2的CCl4溶液
    B木炭与浓H2SO4加热制取的二氧化碳饱和NaHCO3溶液澄清石灰水
    CCH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热制取的乙烯水KMnO4酸性溶液
    DC2H5OH与浓H2SO4加热至170℃制取的乙烯NaOH溶液Br2的CCl4溶液
    A．AB．BC．CD．D

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    12．硅是重要的半导体材料，构成现代电子工业的基础．硅及其化合物在工业中应用广泛，在国防和航天工业中亦有许多用途．
    （1）硅原子中最外层电子排布式为2s22p2，该层电子的电子云有3种不同的伸展方向．
    （2）温石棉矿是一种硅酸盐类矿物，化学式写作氧化物形式为6MgO•4SiO2•4H2O，其中原子半径最大的元素在周期表中的位置是第三周期第IIA族．SiO2存在与金刚石结构类似的晶体，其中硅氧原子之间以b相结合．
    a．离子键    b．极性键    c．非极性键    d．范德华力
    （3）甲硅烷（SiH4）是一种无色的液体，遇到空气能爆炸性自燃，生成二氧化硅固体和水．在室温下，10g SiH4自燃放出热量446kJ，请写出其燃烧的热化学方程式：SiH4（l）+2O2（g）=SiO2（S）+2H2O（l）+1427.2 kJ；
    （4）SiH4的热稳定性不如CH4，其原因是非金属性C＞Si，它们的气态氢化物的热稳定性CH4＞SiH4．工业上硅铁可以用于冶镁．以煅白（CaO•MgO）为原料与硅铁（含硅75%的硅铁合金）混合，置于密闭设备中于1200℃发生反应：
    2（CaO•MgO）（s）+Si（s）?Ca2SiO4 （l）+2Mg（g）
    （5）常温下镁的还原性强于硅．上述方法能够获得镁的原因是：1200℃时反应生成的镁以蒸气的形式逸出，使平衡向正反应方向移动．
    （6）若上述反应在容积为a L的密闭容器中发生，一定能说明反应已达平衡的是bc（选填编号）．
    a．反应物不再转化为生成物
    b．炉内Ca2SiO4与CaO•MgO的质量比保持不变
    c．反应放出的总热量不再改变
    d．单位时间内，n（CaO•MgO）消耗：n（Ca2SiO4）生成=2：1
    若b g煅白经t min反应后转化率达70%，该时段内Mg的生成速率是$\frac{0.7b}{96at}$mol/（L•min）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    9．某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸混合加热时，观察到铁完全溶解，并产生大量气体．为此他们设计了如图装置验证所产生的气体．
    （1）写出下列几种装置的作用：B防止倒吸，C验证有SO2生成，同时除去SO2，G防止空气中的H2O进入F．
    （2）证明有SO2生成的现象是酸性高锰酸钾溶液颜色变浅．
    （3）可以证明气体A装置生成气体中含有H2的实验现象是E中：黑色（CuO）变成红色（Cu），F中：白色粉末变成蓝色．如果去掉装置D，还能否根据F中的现象判断气体中有H2？不能（填“能”或“不能”），原因是混合气体中可能有H2O，会干扰H2的检验．
    （4）反应后A的溶液中含有Fe3+和Fe2+，检验其中的Fe2+的方法是取少量A溶液，滴加酸性高锰酸钾溶液，若红色褪去，则证明有Fe2+；检验其中Fe3+的方法是取少量A溶液，滴加KI和淀粉溶液，若溶液变为蓝色，则证明有Fe3+．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    10．短周期四种元素离子W2+、X-、Y2-、Z+的电子层结构相同．下列说法正确的是（　　）
    A．氢氧化物碱性强弱：W（OH）2＞ZOH
    B．原子序数：W＞Z＞X＞Y
    C．Y的气态氢化物比X的气态氢化物稳定
    D．离子半径：r（W2+）＞r（X-）＞r（Y2-）＞r（Z+）

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