Question

W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如下图所示。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的电负性在同周期主族元素中最大。

Ⅰ．（1）X位于元素周期表中的位置______________；W的基态原子核外有_________个未成对电子。

（2）X的单质和Y的单质相比，熔点较高的是__________（写化学式）；Z的气态氢化物和溴化氢相比，较稳定的是___________（写化学式）。

（3）Y与Z形成的化合物和足量水反应，生成一种弱酸和一种强酸，该反应的化学方程式是 ____________。

Ⅱ．部分化学键的键能见下表：

化学键	Si-O	Si-Cl	H-H	H-Cl	Si-Si	Si-C
键能/ kJ•mol^-1	460	360	436	431	176	347

（1）比较下列两组物质的熔点高低（填“”“”）SiC________Si；SiCl₄________SiO₂

（2）工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl₄(g)+2H₂(g) Si(s)+4HCl(g)，

计算该反应的反应热△H=_________kJ·mol^-1。

Answer

Ⅰ．（1）第三周期第ⅠA族 2（2）Si HCl （3）SiCl4+3H2O=H2SiO3+4HCl

Ⅱ．（1）＞ ＜（2）+236

【解析】

试题分析：Ⅰ．W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10，则W元素原子的质子数为18-10=8，故W为氧元素；X和Ne原子的核外电子数相差1，X为Na或F，X原子半径大于氧原子，故X为Na元素；Y的单质是一种常见的半导体材料，原子序数大于Na元素，故Y为Si元素；Z的非金属性在同周期元素中最强，故Z为Cl元素，（1）X为Na，位于元素周期表中第三周期第ⅠA族；W为氧元素，其基态原子核外电子排布为1s22s22p4，核外有2个未成对电子；（2）硅是原子晶体，氯气是分子晶体，所以熔点较高的是硅，由于氯的非金属性强于溴，所以氯化氢的稳定性强于溴化氢；（3）Y与Z形成的化合物为SiCl4，和足量水反应，生成一种弱酸和一种强酸，应生成硅酸与HCl，该反应的化学方程式是SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl； Ⅱ．（1）物质熔化时需断键，断键需吸收能量，而键能越大的物质，断键所吸收能量越大，熔点越高，依据图表中的键能数值分析可知，键能Si-O＞Si-C＞Si-Si，所以物质的熔点高低为：SiC＞Si，Si＜SiO2；（2）2molH2反应，需1molSiCl4，则断裂4molSi-Cl键和2molH-H键，同时生成1molSi和4molHCl，则形成2molSi-Si键和4molH-Cl键．所以吸收能量为360kJ/mol×4mol+436kJ/mol×2mol=2312kJ，而放出能量为176kJ/mol×2mol+431kJ/mol×4mol=2076kJ，则整个过程能量变化为2312kJ-2076kJ=+236kJ，此反应的热化学方程式为SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g) △H=+236kJ·mol-1。

【考点定位】考查了元素周期表、核外电子排布、晶体的性质、元素周期律、水解反应、化学反应能量变化分析等知识。

【名师点晴】答题时注意水解原理的应用原子晶体中键能和物质熔点的关系分析判断是解题关键，物质熔化过程中需要破坏化学键吸收能量，键能越大熔点越高，原子半径大小分析判断键能大小；依据化学反应的焓变等于反应中断裂旧化学键的键能之和-反应中形成新化学键的键能之和计算；据此分析解题。