Question

2．W、X、Y、Z、M、G六种元素分属三个短周期，且原子序数依次增大．W、Z同主族，可形成离子化合物ZW；Y、M同主族，可形成MY₂、MY₃两种分子；X的气态氢化物水溶液呈碱性．请回答下列问题：
（1）W、Y、Z、M形成的简单离子的半径大小顺序是S^2-＞O^2-＞Na⁺＞H⁺（用化学符号表示）．
（2）Y与M的氢化物中，热稳定性更好的是H₂O（填化学式），原因是O的非金属性大于S．
（3）Z₂Y₂和水反应时破坏的化学键有共价键、离子键．
（4）最近意大利罗马大学的Funvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的X₄分子．X₄分子结构如图所示，已知断裂lmolX-X吸收167kJ热量，生成1mo1X₂放出942kJ热量．根据以上信息和数据，下列说法正确的是C．
A．X₄沸点比P₄（白磷）低，属于原子晶体   
B．lmol X₄气体转变为X₂吸收882kJ热量
C．X₄与X₂互为同素异形体
（5）已知X₂W₄可作为新型燃料电池的燃料，在氧气中燃烧生成氮气和水，请利用X₂W₄、氧气与KOH溶液组成碱性燃料电池，写出该电池负极的电极反应式N₂H₄-4e^-+4OH^-═N₂↑+4H₂O．

Answer 1

分析 W、X、Y、Z、M、G六种元素分属三个短周期，原子序数依次增大，则W应为H元素，X元素的气态氢化物水溶液呈碱性，则X为N元素；Y、M同主族，可形成MY₂、MY₃两种分子，则M为S元素、Y为O元素，W、Z同主族，可形成离子化合物ZW，Z的原子序数小于S，应为Na元素，G原子序数大于S原子序数，则G为Cl元素，以此解答该题．

解答 解：W、X、Y、Z、M、G六种元素分属三个短周期，原子序数依次增大，则W应为H元素，X元素的气态氢化物水溶液呈碱性，则X为N元素；Y、M同主族，可形成MY₂、MY₃两种分子，则M为S元素、Y为O元素，W、Z同主族，可形成离子化合物ZW，Z的原子序数小于S，应为Na元素，G原子序数大于S原子序数，则G为Cl元素，
（1）离子核外电子层数越多，离子半径越大，核外电子排布相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，应为S^2-＞O^2-＞Na⁺＞H⁺，
故答案为：S^2-＞O^2-＞Na⁺＞H⁺；
（2）非金属性O＞S，非金属性越强，对应的氢化物的稳定性越强，故答案为：H₂O；O的非金属性大于S；
（3）Na₂O₂和水反应生成氢氧化钠和氧气，反应破坏共价键、离子键，故答案为：共价键、离子键；
（4）A．X₄沸点比P₄（白磷）低，属于分子晶体，故A错误；
B．1molN₄气体中含有6molN-N键，可生成2molN₂，形成2molN≡N键，则1moN₄气体转变为N₂化学键断裂断裂吸收的热量为6×167KJ=1002KJ，形成化学键放出的热量为2×942kJ=1884KJ，所以反应放热，放出的热量为1884KJ-1002KJ=882KJ，故B错误；
C．X₄与X₂都由同种元素构成的不同单质，为同素异形体，故C正确．
故答案为：C；
（5）肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池工作时，负极上肼失电子发生氧化反应，电极反应式为N₂H₄-4e^-+4OH^-═N₂↑+4H₂O，正极上发生得电子的还原反应，即2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-，故答案为：N₂H₄-4e^-+4OH^-═N₂↑+4H₂O．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，为高频考点，涉及半径比较、元素周期律、原电池、元素化合物推断等，推断元素是解题关键，注意对基础知识的理解掌握，难度中等．