Question

甲图是部分短周期元素的常见化合价与原子序数的关系图：

请回答下列问题：

（1）甲图中C元素的中子数为7，其原子符号为_____，元素I与G同主族,位于第四周期则元素I的原子结构示意图______。

（2）F、G、H元素气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序为_______________（用化学式表示）

（3）化合物X是B元素的最高价氧化物，其电子式为_________，甲图中C元素的一种氢化物Y是10电子微粒, Y与O₂发生置换反应的化学方程式为_________。

（4）H的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液不稳定，受热可分解，产物之一是H的单质，且当有28mol电子转移时，恢复至室温共产生9mol气体，写出该反应的化学方程式__________。

（5）由上述元素中的几种组成a、b、c、d各物质，某同学设计实验用乙图装置证明元素B、C、F的非金属性强弱（其中溶液b和溶液c均为足量）。

①溶液a和b分别为_____，___（填化学式）。

②溶液c中的离子方程式为_________。

③请从原子结构的角度解释非金属性C＞B的原因_________。

Answer

HCl＞H2S＞SiH4 4NH3+3O22N2+6H2O 4HClO4═2Cl2↑+7O2↑+2H2O HNO3 NaHCO3 +CO2+H2O=H2SiO3↓+ 碳和氮两元素位于同一周期，电子层数相同，氮比碳的原子序数大，原子半径小，原子核对最外层电子的吸引能力强，所以氮比碳的非金属性强。

【解析】

由图中化合价可知，D的化合价只有-2价，没有正化合价，故D为O元素；A有+1、-1价，且原子序数最小，A为H元素；B的原子序数小于O ，B的化合价为+4、-4价，B为C元素；C的原子序数小于O，C的化合价有+5、-3价，则C为N元素；E的原子序数大于O，且E的化合价为+1价，处于ⅠA族，故E为Na元素；F、B的化合价相同，F与B位于同主族，F的原子序数大，则F为Si；G的最高正价为+6价、最低价为-2，应为S元素；H的最高正价为+7，原子序数最大，则H为Cl，以此来解答。

由上述分析可知：A为H元素，B为C元素，C为N元素，D为O元素，E为Na元素，F为Si元素，G为S元素，H为Cl元素；

（1）C为N元素，核电荷数为7，质子数为7，N元素的中子数为7，其质量数为7+7=14，其原子符号为；G为S元素，位于第三周期VIA族，元素I与G同主族，位于第四周期，则I为Se元素，核电荷数34，核外34个电子，K、L、M、N层电子数依次为2、8、18、6，其原子结构示意图为；答案为，。

（2）F为Si元素，G为S元素，H为Cl元素，属于同周期元素，从左到右，元素的非金属性依次增强，则非金属性Si＜S＜Cl，非金属越强，其气态氢化物越稳定，则气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序为HCl＞H2S＞SiH4；答案为HCl＞H2S＞SiH4。

（3）B为C元素，化合物X是B元素的最高价氧化物，X是CO2，CO2中C原子与每个O原子形成两对共用电子对，其电子式为；C为N元素，它一种氢化物Y是10电子微粒为NH3，NH3与O2发生置换反应的化学方程式为4NH3+3O22N2+6H2O；答案为，4NH3+3O22N2+6H2O。

（4）H为Cl元素，Cl的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液不稳定，受热可分解，产物之一是氯的单质，且当有28mol电子转移时，常温共产生9mol气体，氯的单质为氯气，Cl元素由+7价得电子变为0价，生成2mol氯气时即可得到28mol电子，则由电子守恒可知还生成7mol氧气，该反应为4HClO4═2Cl2↑+7O2↑+2H2O；答案为4HClO4═2Cl2↑+7O2↑+2H2O。

（5）B为C元素，C为N元素，F为Si元素，用乙图装置证明元素C、N、Si的非金属性强弱，由图可知，锥形瓶中发生硝酸与碳酸钙的反应生成二氧化碳，溶液b可除去二氧化碳中挥发的硝酸，试剂为饱和碳酸氢钠，溶液c为硅酸钠，均发生强酸制取弱酸的反应；
①溶液a和b分别为HNO3、饱和NaHCO3；答案为HNO3，NaHCO3。

②溶液c中的离子方程式为+CO2+H2O=H2SiO3↓+；答案为：SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+。

③从原子结构的角度解释非金属性N＞C的原因：因为碳和氮两元素位于同一周期，电子层数相同，氮比碳的原子序数大，原子半径小，原子核对最外层电子的吸引能力强，所以氮比碳的非金属性强；答案为碳和氮两元素位于同一周期，电子层数相同，氮比碳的原子序数大，原子半径小，原子核对最外层电子的吸引能力强，所以氮比碳的非金属性强。