Question

20．元素周期表中ⅣA族元素（C、Si、Ge、Sn、Pb）的單質及其化合物的用途廣泛．
（1）在ⅣA族元素中，其最高價氧化物對應水化物酸性最強的是H₂CO₃（填化學式），簡單氣態(tài)氫化物沸點最低的是CH₄（填化學式）．
（2）金剛砂（SiC）的晶體結構與金剛石、晶體硅類似，它們均為原子晶體，其中熔沸點最低的是晶體硅（填名稱）．
（3）焦炭可用于制備電石、生產水煤氣等，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）．
（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，請寫出其燃燒的熱化學方程式：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，還可做體育運動器材鉛球等．配平下列化學反應方程式，把系數以及相關物質（寫化學式）填寫在空格上，并標出電子轉移的方向和數目．
5PbO₂+2MnSO₄+6HNO₃=2HMnO₄+3Pb（NO₃）₂+2PbSO₄↓+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）元素非金屬性越強最高價氧化物對應水化物酸性越強，所以最強的是碳酸；相對分子量最小氫化物沸點最低；
（2）金剛砂（SiC）的晶體結構與金剛石、晶體硅類似，它們均為原子晶體，共價鍵的鍵能越長，熔沸點越低；
（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，據此判斷第一電離能大小順序為O＞C＞Ca；
（4）根據甲硅烷的質量計算1mol甲硅烷燃燒放出的熱量，結合化學方程式書寫熱化學方程式．注意物質的聚集狀態(tài)和反應熱的單位等問題；
（5）根據氧化還原反應中化合價升降相等配平，然后利用單線橋表示出該反應中電子轉移的方向和數目．

解答 解：（1）元素非金屬性越強最高價氧化物對應水化物酸性越強，所以最強的是碳酸；相對分子量最小氫化物沸點最低，所以是甲烷，故答案為：H₂CO₃；CH₄；  
（2）金剛砂（SiC）的晶體結構與金剛石、晶體硅類似，它們均為原子晶體，共價鍵的鍵能越長，熔沸點越低，硅硅鍵的鍵長最長，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，據此判斷第一電離能大小順序為O＞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，
反應的化學方程式為：SiH₄+O₂=SiO₂+2H₂O，則熱化學方程式為：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的化合價從+4變?yōu)?2價，化合價降低2價；MnSO₄中錳元素化合價從+2變?yōu)?7，化合價升高5價，則化合價變化的最小公倍數為10，所以二氧化鉛的系數為5，硫酸錳的稀釋為2，然后利用質量守恒定律可知生成物中未知物為H₂O，配平后的反應為：5Pb₂+2MnSO₄+6HNO₃=2HMnO₄+3Pb（NO₃）₂+2PbSO₄↓+2H₂O，用單線橋表示電子轉移的方向和數目為：，
故答案為：5； 2； 6； 2；  3； 2； 2H₂O；  ．

點評 本題考查了原子結構與元素周期律的關系、氧化還原反應的配平及其綜合應用，題目難度中等，試題知識點較多、綜合性較強，注意掌握原子結構與電離能之間的關系，明確氧化還原反應配平原則，能夠利用單線橋或雙線橋法分析電子轉移的方向和數目．