Question

20．元素周期表中ⅣA族元素（C、Si、Ge、Sn、Pb）的單質(zhì)及其化合物的用途廣泛．
（1）在ⅣA族元素中，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物酸性最強(qiáng)的是H₂CO₃（填化學(xué)式），簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)最低的是CH₄（填化學(xué)式）．
（2）金剛砂（SiC）的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石、晶體硅類似，它們均為原子晶體，其中熔沸點(diǎn)最低的是晶體硅（填名稱）．
（3）焦炭可用于制備電石、生產(chǎn)水煤氣等，電石的主要成分是CaC₂，CaC₂的電子式是；制備電石還需要用到CaCO₃．組成CaCO₃的三種元素的第一電離能按從大到小的順序排列為O＞C＞Ca（填元素符號(hào)）．
（4）甲硅烷（SiH₄）是一種無色的液體，遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃，生成二氧化硅固體和水．在室溫下，10g SiH₄燃燒放出熱量446kJ，請(qǐng)寫出其燃燒的熱化學(xué)方程式：SiH₄（l）+2O₂（g）=SiO₂（s）+2H₂O（l）△H=-1427.2kJ•mol^-1．
（5）鉛是一種金屬元素，可用作蓄電池的材料，其合金可作鉛字、軸承、電纜包皮之用，還可做體育運(yùn)動(dòng)器材鉛球等．配平下列化學(xué)反應(yīng)方程式，把系數(shù)以及相關(guān)物質(zhì)（寫化學(xué)式）填寫在空格上，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目．
5PbO₂+2MnSO₄+6HNO₃=2HMnO₄+3Pb（NO₃）₂+2PbSO₄↓+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）元素非金屬性越強(qiáng)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物酸性越強(qiáng)，所以最強(qiáng)的是碳酸；相對(duì)分子量最小氫化物沸點(diǎn)最低；
（2）金剛砂（SiC）的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石、晶體硅類似，它們均為原子晶體，共價(jià)鍵的鍵能越長(zhǎng)，熔沸點(diǎn)越低；
（3）CaC₂的電子式是；同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，而鈣是金屬電離能最小，據(jù)此判斷第一電離能大小順序?yàn)镺＞C＞Ca；
（4）根據(jù)甲硅烷的質(zhì)量計(jì)算1mol甲硅烷燃燒放出的熱量，結(jié)合化學(xué)方程式書寫熱化學(xué)方程式．注意物質(zhì)的聚集狀態(tài)和反應(yīng)熱的單位等問題；
（5）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)升降相等配平，然后利用單線橋表示出該反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目．

解答 解：（1）元素非金屬性越強(qiáng)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物酸性越強(qiáng)，所以最強(qiáng)的是碳酸；相對(duì)分子量最小氫化物沸點(diǎn)最低，所以是甲烷，故答案為：H₂CO₃；CH₄；  
（2）金剛砂（SiC）的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石、晶體硅類似，它們均為原子晶體，共價(jià)鍵的鍵能越長(zhǎng)，熔沸點(diǎn)越低，硅硅鍵的鍵長(zhǎng)最長(zhǎng)，故答案為：原子；晶體硅；
（3）CaC₂的電子式是；同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，而鈣是金屬，據(jù)此判斷第一電離能大小順序?yàn)镺＞C＞Ca，故答案為：； O＞C＞Ca；
（4）n（SiH₄）=$\frac{10g}{32g/mol}$=$\frac{10}{32}$mol，則1molSiH₄燃燒放出的熱量為：446kJ×$\frac{10}{32}$=1427.2kJ，
反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SiH₄+O₂=SiO₂+2H₂O，則熱化學(xué)方程式為：SiH₄（l）+2O₂（g）=SiO₂（s）+2H₂O（l）△H=-1427.2 kJ•mol^-1，
故答案為：SiH₄（l）+2O₂（g）=SiO₂（s）+2H₂O（l）△H=-1427.2 kJ•mol^-1；
（5）PbO₂中Pb的化合價(jià)從+4變?yōu)?2價(jià)，化合價(jià)降低2價(jià)；MnSO₄中錳元素化合價(jià)從+2變?yōu)?7，化合價(jià)升高5價(jià)，則化合價(jià)變化的最小公倍數(shù)為10，所以二氧化鉛的系數(shù)為5，硫酸錳的稀釋為2，然后利用質(zhì)量守恒定律可知生成物中未知物為H₂O，配平后的反應(yīng)為：5Pb₂+2MnSO₄+6HNO₃=2HMnO₄+3Pb（NO₃）₂+2PbSO₄↓+2H₂O，用單線橋表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為：，
故答案為：5； 2； 6； 2；  3； 2； 2H₂O；  ．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原子結(jié)構(gòu)與元素周期律的關(guān)系、氧化還原反應(yīng)的配平及其綜合應(yīng)用，題目難度中等，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，注意掌握原子結(jié)構(gòu)與電離能之間的關(guān)系，明確氧化還原反應(yīng)配平原則，能夠利用單線橋或雙線橋法分析電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目．