Question

短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的位置如圖所示，這四種元素原子的最外層電子數(shù)之和為20．

X	Y	Z
	W

（1）試寫出W元素基態(tài)原子核外電子排布式

 

．
（2）氫元素與Z形成原子個(gè)數(shù)比為1：1的化合物，其電子式為

 

．
（3）XZ₂分子中含

 

個(gè)δ鍵，

 

個(gè)π鍵．
（4）恒溫恒容下，2molH₂與2molY的單質(zhì)反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，Y的單質(zhì)為1.6mol，H₂的轉(zhuǎn)化率為

 

；若該反應(yīng)在恒溫恒壓條件下進(jìn)行（其它條件相同），反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，H₂的轉(zhuǎn)化率比上述條件下的轉(zhuǎn)化率

 

（填“大”、“小”或“相同”）
（5）下列說(shuō)法正確的是

 

A．上述四種元素對(duì)應(yīng)的單質(zhì)中Z的單質(zhì)最容易與H₂化合
B．X、Y、Z原子半徑依次減小
C．X、Y、Z第一電離能依次增大
D．Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性比W的強(qiáng)
（6）1892年比利時(shí)人索爾維采用將X的某種常見氧化物與Y的某種常見氫化物混合通入飽和食鹽水中，最終制得了純凈的Na₂CO₃，該法又稱為氨堿法．其第一步主要生成NaHCO₃晶體，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,共價(jià)鍵的形成及共價(jià)鍵的主要類型,化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu),化學(xué)平衡專題

分析：這幾種元素都是短周期元素，根據(jù)元素在周期表中的位置知，X、Y、Z屬于第二周期元素，W屬于第三周期元素，設(shè)Y的最外層電子數(shù)是a，則X的最外層電子數(shù)是a-1，Z的最外層電子數(shù)是a+1，W的最外層電子數(shù)是a，這四種元素原子的最外層電子數(shù)之和為20，則a+a-1+a+1+a=20，a=5，則Y是第二周期第VA族元素，為N元素，則X是C元素、Z是O元素、W是P元素，結(jié)合元素、位置的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)分析解答．

解答： 解：這幾種元素都是短周期元素，根據(jù)元素在周期表中的位置知，X、Y、Z屬于第二周期元素，W屬于第三周期元素，設(shè)Y的最外層電子數(shù)是a，則X的最外層電子數(shù)是a-1，Z的最外層電子數(shù)是a+1，W的最外層電子數(shù)是a，這四種元素原子的最外層電子數(shù)之和為20，則a+a-1+a+1+a=20，a=5，則Y是第二周期第VA族元素，為N元素，則X是C元素、Z是O元素、W是P元素，
（1）W是P元素，其原子核外有15個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理知，其原子核外電子排布式為：1S²2S²2P⁶3S²3P³，
故答案為：1S²2S²2P⁶3S²3P³；
（2）氫元素與Z形成原子個(gè)數(shù)比為1：1的化合物是雙氧水，其化學(xué)式為H₂O₂，雙氧水分子的電子式為：，故答案為：；
（3）CO₂分子的結(jié)構(gòu)式為O=C=C，共價(jià)雙鍵中含有一個(gè)δ鍵一個(gè)π鍵，所以二氧化碳分子中含有2個(gè)δ鍵、2個(gè)π鍵．
故答案為：2；2；
（4）一定條件下，氮?dú)夂蜌錃夥磻?yīng)方程式為：N₂+3H₂?2NH₃，達(dá)到平衡時(shí)，氮?dú)夥磻?yīng)的物質(zhì)的量=（2-1.6）mol=0.4mol，根據(jù)氮?dú)夂蜌錃夥磻?yīng)關(guān)系知，反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量是氮?dú)獾?倍，為1.2mol，則氫氣的轉(zhuǎn)化率=

1.2mol

2mol

×100%=60%，若該反應(yīng)在恒溫恒壓條件下進(jìn)行（其它條件相同），與恒溫恒容相比，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，
故答案為：60%；大；
（5）A．元素的非金屬性越強(qiáng)，越容易與氫氣化合，上述四種元素中，非金屬性最強(qiáng)的元素是N元素，所以對(duì)應(yīng)的單質(zhì)中Z的單質(zhì)最容易與H₂化合，故A正確；
B．同一周期中，元素的原子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以X、Y、Z原子半徑依次減小，故B正確；
C．同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第VA族元素大于相鄰元素，故C錯(cuò)誤；
D．Y的非金屬性大于W，元素的非金屬性越強(qiáng)，其對(duì)應(yīng)的最高價(jià)氧化物的水化物酸性越強(qiáng)，所以Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性比W的強(qiáng)，故D正確；
故選ABD；
（6）Y的某種常見氫化物是氨氣，氨氣屬于堿性氣體，能和碳酸反應(yīng)，則X的某種常見氧化物是二氧化碳，二氧化碳和氨氣混合通入飽和食鹽水中，第一步生成碳酸氫鈉，根據(jù)元素守恒知，還生成氯化銨，反應(yīng)方程式為：CO₂+NH₃+H₂O+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓，
故答案為：CO₂+NH₃+H₂O+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了元素位置結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相互關(guān)系，涉及氨堿法制取碳酸氫鈉、化學(xué)平衡原理、核外電子排布式的書寫等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)構(gòu)造原理、化學(xué)平衡原理、元素周期律來(lái)分析解答即可，難度中等．