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形成原子個數(shù)比為1：1的化合物，其電子式為

 

．
（3）XZ₂分子中含

 

個δ鍵，

 

個π鍵．
（4）恒溫恒容下，2molH₂與2molY的單質反應，達到平衡時，Y的單質為1.6mol，H₂的轉化率為

 

；若該反應在恒溫恒壓條件下進行（其它條件相同），反應達到平衡時，H₂的轉化率比上述條件下的轉化率

 

（填“大”、“小”或“相同”）
（5）下列說法正確的是

 

A．上述四種元素對應的單質中Z的單質最容易與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的最高價氧化物對應水化物的酸性比W的強
（6）1892年比利時人索爾維采用將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，請寫出該反應的化學方程式

 

．

Answer 1

考點：位置結構性質的相互關系應用,元素電離能、電負性的含義及應用,共價鍵的形成及共價鍵的主要類型,化學平衡的計算

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學鍵與晶體結構,化學平衡專題

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，結合元素、位置的結構和性質分析解答．

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個電子，根據(jù)構造原理知，其原子核外電子排布式為：1S²2S²2P⁶3S²3P³，
故答案為：1S²2S²2P⁶3S²3P³；
（2）氫元素與Z形成原子個數(shù)比為1：1的化合物是雙氧水，其化學式為H₂O₂，雙氧水分子的電子式為：，故答案為：；
（3）CO₂分子的結構式為O=C=C，共價雙鍵中含有一個δ鍵一個π鍵，所以二氧化碳分子中含有2個δ鍵、2個π鍵．
故答案為：2；2；
（4）一定條件下，氮氣和氫氣反應方程式為：N₂+3H₂?2NH₃，達到平衡時，氮氣反應的物質的量=（2-1.6）mol=0.4mol，根據(jù)氮氣和氫氣反應關系知，反應的氫氣的物質的量是氮氣的3倍，為1.2mol，則氫氣的轉化率=

1.2mol

2mol

×100%=60%，若該反應在恒溫恒壓條件下進行（其它條件相同），與恒溫恒容相比，相當于增大壓強，平衡向正反應方向移動，所以氫氣的轉化率增大，
故答案為：60%；大；
（5）A．元素的非金屬性越強，越容易與氫氣化合，上述四種元素中，非金屬性最強的元素是N元素，所以對應的單質中Z的單質最容易與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，但第VA族元素大于相鄰元素，故C錯誤；
D．Y的非金屬性大于W，元素的非金屬性越強，其對應的最高價氧化物的水化物酸性越強，所以Y的最高價氧化物對應水化物的酸性比W的強，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，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，反應方程式為：CO₂+NH₃+H₂O+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓，
故答案為：CO₂+NH₃+H₂O+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓．

點評：本題考查了元素位置結構和性質相互關系，涉及氨堿法制取碳酸氫鈉、化學平衡原理、核外電子排布式的書寫等知識點，根據(jù)構造原理、化學平衡原理、元素周期律來分析解答即可，難度中等．