Question

13．有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所述：

元素	结构、性质等信息
X	构成有机物的核心元素，该元素的一种氧化物和气态氢化物都是典型的温室气体
Y	短周期中（除稀有气体外）原子半径最大的元素，该单质液态时可用作核反应堆的传热介质
Z	与Y同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性
M	海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂

请根据表中信息填写：
（1）X元素在周期表中的位置是第二周期第IVA族，其相对分子质量最小的气态氢化物的化学式是CH₄．
（2）Y离子半径比Z离子的半径大（填“大”或“小”），Y元素的最高价氧化物的水化物和Z元素的最高价氧化物相互反应的离子方程式是：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．
（3）X与M两元素的气态氢化物的稳定性更强的是HCl（填化学式），请再举出一个实例比较M与X两元素的非金属性强弱（用化学方程式表示）Na₂CO₃+2HClO₄=2NaClO₄+CO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 短周期元素中，X元素是构成有机物的核心元素，该元素的一种氧化物和气态氢化物都是典型的温室气体，故X为C元素；Y是短周期中（除稀有气体外）原子半径最大的元素，该单质液态时可用作核反应堆的传热介质，故Y为Na；Z与Y同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性，故Z为Al；M是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂，则M为Cl．
（1）主族元素周期数=电子层数、主族族序数=最外层电子数，碳元素相对分子质量最小的气态氢化物为甲烷；
（2）Na⁺、Al³⁺离子电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小；Y元素的最高价氧化物的水化物为NaOH，Z元素的最高价氧化物为Al₂O₃，二者反应生成偏铝酸钠与水；
（3）非金属性越强，氢化物越稳定，可以利用最高价含氧酸的酸性强弱进行比较．

解答 解：短周期元素中，X元素是构成有机物的核心元素，该元素的一种氧化物和气态氢化物都是典型的温室气体，故X为C元素；Y是短周期中（除稀有气体外）原子半径最大的元素，该单质液态时可用作核反应堆的传热介质，故Y为Na；Z与Y同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性，故Z为Al；M是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂，则M为Cl．
（1）X为碳元素，处于周期表中第二周期第IVA族，其相对分子质量最小的气态氢化物的化学式是CH₄，
故答案为：第二周期第IVA族；CH₄；
（2）Na⁺、Al³⁺离子电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径：Na⁺＞Al³⁺，Y元素的最高价氧化物的水化物为NaOH，Z元素的最高价氧化物为Al₂O₃，反应离子方程式为：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，
故答案为：大；Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（3）由于非金属性C＜Cl，故氢化物稳定性CH₄＜HCl，用化学方程式表示M与X两元素的非金属性强弱：
Na₂CO₃+2HClO₄=2NaClO₄+CO₂↑+H₂O，
故答案为：HCl；Na₂CO₃+2HClO₄=2NaClO₄+CO₂↑+H₂O．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，比较基础，注意掌握金属性、非金属性强弱比较实验事实．