Question

X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中原子序数依次增大的常见元素，其相关信息如下表：

元素	相关信息
X	X的一种单质是自然界硬度最大的晶体
Y	Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+1
Z	Z的基态原子L层电子数是K层电子数的3倍
W	W的一种核素的质量数为58，中子数为32

（1）Y位于元素周期表第

 

周期第

 

族；Y和Z的氢化物稳定性顺序为：

 

＞

 

（写化学式）．
（2）X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为

 

；W的基态原子核外电子排布式是

 

（3）向W单质与盐酸反应后的溶液中通入过量Y的气态氢化物，能观察到的现象是

 

，发生反应的化学方程式是

 

．
（4）已知Y的氢化物在催化加热的条件下，可以与Z₂发生氧化还原反应，并且在室温下每转移10mol电子放热akJ，该反应的热化学方程式是

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中原子序数依次增大的常见元素，X的一种单质是自然界硬度最大的晶体，则X为碳元素，Y的基态原子最外层电子排布式为nsⁿnpⁿ⁺¹，则n=2，Y为氮元素，Z的基态原子L层电子数是K层电子数的3倍，则Z为氧元素，W的一种核素的质量数为58，中子数为32，则W为铁元素，据此答题．

解答： 解：X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中原子序数依次增大的常见元素，X的一种单质是自然界硬度最大的晶体，则X为碳元素，Y的基态原子最外层电子排布式为nsⁿnpⁿ⁺¹，则n=2，Y为氮元素，Z的基态原子L层电子数是K层电子数的3倍，则Z为氧元素，W的一种核素的质量数为58，中子数为32，则W为铁元素，
（1）Y为氮元素，位于元素周期表第二周期第VA族；因为氧的非金属性强于氮，所以Y和Z的氢化物稳定性顺序为：H₂O＞NH₃，
故答案为：二； VA； H₂O； NH₃．
（2）由于氮原子的最外层p轨道电子处于半满状态，是一种稳定结构，所以氮的第一电离能高于相邻同周期元素，其它主族元素非金属性越强，第一电离能越大，所以X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C；W为铁元素，它的基态原子核外电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²（或[Ar]3d⁶4s²），
故答案为：N＞O＞C； 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²（或[Ar]3d⁶4s²）．
（3）铁与盐酸反应生成氯化亚铁的溶液，再向其中通入过量氨气，生成氢氧化亚铁，后被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁，所以观察到的现象是先出现白色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，发生反应的化学方程式是FeCl₂+2NH₃?H₂O=Fe（OH）₂↓+2NH₄Cl、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案为：先出现白色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；FeCl₂+2NH₃?H₂O=Fe（OH）₂↓+2NH₄Cl、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．
（4）已知氨气在催化加热的条件下，可以与O₂发生氧化还原反应，方程式为4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（l），反应中每4mol氨气反应转移20mol电子，所以每转移10mol电子即有2mol氨气参加反应，放热akJ，所以反应的热化学方程式是4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（l）△H=-2akJ?mol^-1，
故答案为：4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（l）△H=-2akJ?mol^-1．

点评：本题主要考查了元素周期表、元素周期律、原子核外电子排布、氧化还原反应、热化学方程式等知识点，中等难度，解题的关键是元素推断，答题时注意化学用语的正确表达．