Question

有X、Y、Z、W四种元素，X元素的原子最外层电子数是次外层的2倍，X和Y两元素原子的最外层电子数相等，但Y比X多一个电子层，X、Y、W元素的单质在常温下状态相同，X和Z能形成气态化合物XZ₂，每个XZ₂分子中共有22个电子，W元素的原子比Y原子多一个质子．完成下列问题：
①写出X、Y、Z三种元素的名称：X

碳

，Y

硅

，W

磷

，W原子结构示意图为

．
②写出白酒中的一种成分与足量的Z元素的单质反应的化学方程式

C₂H₅OH+3O₂

点燃  .

2CO₂+3H₂O

．
③由X元素与只有一个质子的元素形成分子中含22个电子的化合物的化学式

C₃H₄

．
④W₄和HClO₃在有水参加反应时，可生成盐酸和磷酸，其反应的化学方程式为

3P₄+10HClO₃+18H₂O═10HCl+12H₃PO₄

．

Answer 1

分析：①核外电子排布时，排满K层排L层，排满L层排M层，K层上最多排2个电子，L层上最多排8个电子，最外层上电子数不超过8．根据核外电子排布的以上规律，利用各元素原子的核外电子或质子的特点，推断三种元素，并画出磷原子结构示意图；
②白酒为酒精的水溶液，其中酒精可在氧气中燃烧生成二氧化碳和水；
③元素X为碳元素，只有一个质子的元素为氢元素，一个碳原子核外有6个电子、一个氢原子核外有1个电子，据此推断含有22个电子的由碳、氢原子构成分子中碳、氢原子数，写出该物质的化学式；
④W为磷元素，因此W₄和HClO₃在有水参加反应即P₄与HClO₃、H₂O发生反应，可生成盐酸和磷酸，据此完成该反应化学方程式的书写．

解答：解：①根据最外层电子数不超过8，X元素的原子最外层电子数是次外层的2倍，可判断该原子次外层电子数不超过4；再依据核外电子排布的先后顺序，可判断该原子次外层已排满；综合以上分析，可确定X原子次外层电子数为2而最外层电子数则为4，该元素为碳元素；
X和Y两元素原子的最外层电子数相等，但Y比X多一个电子层，可知Y原子核外有三层电子，且各层电子数依次为2、8、4，则该元素为硅；
W元素的原子比Y原子多一个质子，则W原子质子数为15，该元素为磷元素；该元素原子结构示意图可表示为；
X和Z能形成气态化合物XZ₂，每个XZ₂分子中共有22个电子，则Z元素的原子核外电子数=（22-6）÷2=8，则该元素为氧元素；
②白酒中酒精可在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为C₂H₅OH+3O₂

点燃  .

2CO₂+3H₂O；
③元素X为碳元素，该元素的一个原子核外有6个电子；只有一个质子的元素为氢元素，该元素的一个原子核外有1个电子；由X元素与只有一个质子的元素形成分子中含22个电子的化合物中，碳原子、氢原子个数可能是2、10或是3、4；由于碳原子与氢原子分别为2、10时不符合有机化合物构成的规律，应排除其可能，因此该化合物是由3个碳原子和4个氢原子所构成，化学式为C₃H₄；
④元素W为磷元素，W₄即P₄，W₄和HClO₃在有水参加反应即P₄与HClO₃、H₂O发生反应，可生成盐酸和磷酸，反应的化学方程式为3P₄+10HClO₃+18H₂O═10HCl+12H₃PO₄．
故答案为：
①X、碳；Y、硅；W、磷；；
②C₂H₅OH+3O₂

点燃  .

2CO₂+3H₂O；
③C₃H₄；
④3P₄+10HClO₃+18H₂O═10HCl+12H₃PO₄．

点评：熟练掌握核外电子排布的规律及各元素的原子的质子数，对于此类推断类问题是必须具有的知识基础．