Question

3．有核電荷數少于18的A，B，C，D四種元素，A元素組成的單質是清潔的能源；B單質的體積在空氣中占21%；C原子有3個電子層，最內層電子數是最外層的2倍；D元素是農作物生長所需要的營養元素，其組成的單質可以被豆科植物的根瘤菌吸收，利用．
（1）寫出C的元素名稱：鈉．
（ 2 ）寫出A，B可能形成的常見的兩種化合物的化學式H₂O、H₂O₂．
（ 3 ）活潑性強的金屬氫化物的化學式可表示為MHn，它與水劇烈反應生成堿和A的單質請寫出C的氫化物與水反應的化學方程式：2NaH+H₂O═2NaOH+H₂↑．

Answer 1

分析 根據氫氣具有的三大優點來考慮出氫氣屬于清潔能源，根據空氣中各成分及體積分數來判斷B單質，根據核外電子排布特點考慮C元素，根據被豆科植物的根瘤菌吸收、利用，屬于農作物生長所需要的營養元素來判斷D元素．

解答 解：氫氣具有三大優點：氫資源豐富，燃燒放出的熱量多，燃燒產物是水不污染空氣，所以氫氣屬于清潔能源，所以A元素屬于氫元素；空氣中各成分及體積分數為：氮氣：78%、氧氣：21%、稀有氣體：0.94%、二氧化碳0.03%、水蒸氣和雜質：0.03%．所以B單質是氧氣，B屬于氧元素；電子排布時第一層排滿了排第二層，第二層排滿了排第三層，第一層排滿了只能排2個電子，第二層排滿了排8個電子．所以由最內層電子數是最外層的2倍，可知最外層電子數為1，所以C的核外電子數是2+8+1=11，所以C屬于鈉元素；農作物生長所需要的營養元素有：N、P、K，豆科植物的根瘤菌可吸收空氣中的氮氣，轉化為硝酸鹽被植物吸收，屬于生物固氮，所以D是氮元素．
（1）由上面的推斷可知C是鈉元素；
（2）由A是氫元素、B是氧元素，所以化學式可以組成H₂O或H₂O₂；  
（3）由MH_n與水劇烈反應生成堿和A的單質，A是氫氣，堿中含有金屬離子M，因為C屬于鈉所以氫化物化學式是NaH，與水反應生成堿氫氧化鈉和氫氣．用觀察法配平即可，氫氣后面標上上升符號，故其反應的化學方程式為：2NaH+H₂O═2NaOH+H₂↑．
故答案為：
（1）鈉元素；（2）H₂O、H₂O₂；（3 ）2NaH+H₂O═2NaOH+H₂↑．

點評 本題考查了常見物質的推斷，要熟記氫氣的三大優點，空氣中各成分及體積分數，核外電子的排布特點．