Question

19．現(xiàn)有X、Y、Z 三種元素，其中X 原子核內(nèi)只有一個質(zhì)子；Y 原子L 層電子數(shù)是K 層電子數(shù)的2 倍；
X 與Z 形成的化合物的分子式為ZX₃，每個分子內(nèi)有10 個電子．請回答下列問題：
（1）寫出Z 元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖X 分別與Y、Z 形成的化合物中，具有5 個原子核的微粒的化學(xué)式為CH₄（或NH₄⁺）．
（2）某些常見物質(zhì)可用來合成新材料，如利用高溫高壓法使石墨轉(zhuǎn)變?yōu)槿嗽旖饎偸�．科學(xué)家認(rèn)為Y、Z 元素可形成一種比金剛石更硬的化合物，后來人們在實驗室成功合成了含有這些元素的化合物（制作晶體薄膜材料），這種化合物的化學(xué)式是C₃N₄；試推測合成這種化合物所需的條件是高溫高壓．

Answer 1

分析 X原子核內(nèi)只有一個質(zhì)子，即X原子的質(zhì)子數(shù)為1，原子序數(shù)為1的元素為H元素；
K層為第一層、L層為第二層，核外電子排布時按照先排K層、排滿K層再排L層并且K層上最多只能排2個電子，根據(jù)Y原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍，可判斷Y原子核外共有6個電子，則Y原子的質(zhì)子數(shù)和原子序數(shù)都為6，元素Y為C元素；
X元素為H元素，則每個H原子內(nèi)有1個電子，X與Z形成的化合物的分子式為ZX₃，每個分子內(nèi)有10個電子，則每個Z原子中含有7個電子，則Z原子的質(zhì)子數(shù)和原子序數(shù)為7，則Z為N元素，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：X原子核內(nèi)只有一個質(zhì)子，即X原子的質(zhì)子數(shù)為1，原子序數(shù)為1的元素為H元素；K層為第一層、L層為第二層，核外電子排布時按照先排K層、排滿K層再排L層并且K層上最多只能排2個電子，根據(jù)Y原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍，可判斷Y原子核外共有6個電子，則Y原子的質(zhì)子數(shù)和原子序數(shù)都為6，元素Y為C元素；X元素為H元素，則每個H原子內(nèi)有1個電子，X與Z形成的化合物的分子式為ZX₃，每個分子內(nèi)有10個電子，則每個Z原子中含有7個電子，則Z原子的質(zhì)子數(shù)和原子序數(shù)為7，則Z為N元素，
（1）Z原子核內(nèi)有7個質(zhì)子、核外的7個電子分兩層排布，則Z的原子結(jié)構(gòu)示意圖為：；
Y、Z分別為C、H元素，C與H元素或N與H元素的五個原子所構(gòu)成的分子，滿足條件的有：CH₄、NH₄⁺，
故答案為：；CH₄（或NH₄⁺）；
（2）Y、Z分別為C、N元素，C元素的原子最外層有4個電子，N元素的原子最外層有5個電子，兩元素在化學(xué)變化中都不易失去電子，因此兩種元素化合時，通過形成共用電子對而形成共價化合物，每個C原子需形成4對共用電子對、每個N原子需形成3對共用電子對才能形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此，碳元素與氮元素化合時兩種元素的原子個數(shù)比應(yīng)為3：4，形成化合物的化學(xué)式為：C₃N₄；
由于C、N元素在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，結(jié)合利用高溫高壓法使石墨轉(zhuǎn)變?yōu)槿嗽旖饎偸�的原理，因此可猜測該反應(yīng)需要在高溫高壓條件下進(jìn)行，
故答案為：C₃N₄；高溫高壓．

點評 本題考查了位置結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的應(yīng)用，題目難度中等，根據(jù)題干信息正確推斷元素為解答關(guān)鍵，注意掌握原子核外電子排布規(guī)律，（2）為易錯點，需要根據(jù)C、N原子的成鍵情況分析，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用能力．