Question

20．元素周期表中ⅣA族元素（C、Si、Ge、Sn、Pb）的单质及其化合物的用途广泛．
（1）在ⅣA族元素中，其最高价氧化物对应水化物酸性最强的是H₂CO₃（填化学式），简单气态氢化物沸点最低的是CH₄（填化学式）．
（2）金刚砂（SiC）的晶体结构与金刚石、晶体硅类似，它们均为原子晶体，其中熔沸点最低的是晶体硅（填名称）．
（3）焦炭可用于制备电石、生产水煤气等，电石的主要成分是CaC₂，CaC₂的电子式是；制备电石还需要用到CaCO₃．组成CaCO₃的三种元素的第一电离能按从大到小的顺序排列为O＞C＞Ca（填元素符号）．
（4）甲硅烷（SiH₄）是一种无色的液体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成二氧化硅固体和水．在室温下，10g SiH₄燃烧放出热量446kJ，请写出其燃烧的热化学方程式：SiH₄（l）+2O₂（g）=SiO₂（s）+2H₂O（l）△H=-1427.2kJ•mol^-1．
（5）铅是一种金属元素，可用作蓄电池的材料，其合金可作铅字、轴承、电缆包皮之用，还可做体育运动器材铅球等．配平下列化学反应方程式，把系数以及相关物质（写化学式）填写在空格上，并标出电子转移的方向和数目．
5PbO₂+2MnSO₄+6HNO₃=2HMnO₄+3Pb（NO₃）₂+2PbSO₄↓+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）元素非金属性越强最高价氧化物对应水化物酸性越强，所以最强的是碳酸；相对分子量最小氢化物沸点最低；
（2）金刚砂（SiC）的晶体结构与金刚石、晶体硅类似，它们均为原子晶体，共价键的键能越长，熔沸点越低；
（3）CaC₂的电子式是；同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，而钙是金属电离能最小，据此判断第一电离能大小顺序为O＞C＞Ca；
（4）根据甲硅烷的质量计算1mol甲硅烷燃烧放出的热量，结合化学方程式书写热化学方程式．注意物质的聚集状态和反应热的单位等问题；
（5）根据氧化还原反应中化合价升降相等配平，然后利用单线桥表示出该反应中电子转移的方向和数目．

解答 解：（1）元素非金属性越强最高价氧化物对应水化物酸性越强，所以最强的是碳酸；相对分子量最小氢化物沸点最低，所以是甲烷，故答案为：H₂CO₃；CH₄；  
（2）金刚砂（SiC）的晶体结构与金刚石、晶体硅类似，它们均为原子晶体，共价键的键能越长，熔沸点越低，硅硅键的键长最长，故答案为：原子；晶体硅；
（3）CaC₂的电子式是；同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，而钙是金属，据此判断第一电离能大小顺序为O＞C＞Ca，故答案为：； O＞C＞Ca；
（4）n（SiH₄）=$\frac{10g}{32g/mol}$=$\frac{10}{32}$mol，则1molSiH₄燃烧放出的热量为：446kJ×$\frac{10}{32}$=1427.2kJ，
反应的化学方程式为：SiH₄+O₂=SiO₂+2H₂O，则热化学方程式为：SiH₄（l）+2O₂（g）=SiO₂（s）+2H₂O（l）△H=-1427.2 kJ•mol^-1，
故答案为：SiH₄（l）+2O₂（g）=SiO₂（s）+2H₂O（l）△H=-1427.2 kJ•mol^-1；
（5）PbO₂中Pb的化合价从+4变为+2价，化合价降低2价；MnSO₄中锰元素化合价从+2变为+7，化合价升高5价，则化合价变化的最小公倍数为10，所以二氧化铅的系数为5，硫酸锰的稀释为2，然后利用质量守恒定律可知生成物中未知物为H₂O，配平后的反应为：5Pb₂+2MnSO₄+6HNO₃=2HMnO₄+3Pb（NO₃）₂+2PbSO₄↓+2H₂O，用单线桥表示电子转移的方向和数目为：，
故答案为：5； 2； 6； 2；  3； 2； 2H₂O；  ．

点评 本题考查了原子结构与元素周期律的关系、氧化还原反应的配平及其综合应用，题目难度中等，试题知识点较多、综合性较强，注意掌握原子结构与电离能之间的关系，明确氧化还原反应配平原则，能够利用单线桥或双线桥法分析电子转移的方向和数目．