Question

短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的位置如图所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为20．

X	Y	Z
	W

（1）试写出W元素基态原子核外电子排布式

 

．
（2）氢元素与Z形成原子个数比为1：1的化合物，其电子式为

 

．
（3）XZ₂分子中含

 

个δ键，

 

个π键．
（4）恒温恒容下，2molH₂与2molY的单质反应，达到平衡时，Y的单质为1.6mol，H₂的转化率为

 

；若该反应在恒温恒压条件下进行（其它条件相同），反应达到平衡时，H₂的转化率比上述条件下的转化率

 

（填“大”、“小”或“相同”）
（5）下列说法正确的是

 

A．上述四种元素对应的单质中Z的单质最容易与H₂化合
B．X、Y、Z原子半径依次减小
C．X、Y、Z第一电离能依次增大
D．Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强
（6）1892年比利时人索尔维采用将X的某种常见氧化物与Y的某种常见氢化物混合通入饱和食盐水中，最终制得了纯净的Na₂CO₃，该法又称为氨碱法．其第一步主要生成NaHCO₃晶体，请写出该反应的化学方程式

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,元素电离能、电负性的含义及应用,共价键的形成及共价键的主要类型,化学平衡的计算

专题：元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构,化学平衡专题

分析：这几种元素都是短周期元素，根据元素在周期表中的位置知，X、Y、Z属于第二周期元素，W属于第三周期元素，设Y的最外层电子数是a，则X的最外层电子数是a-1，Z的最外层电子数是a+1，W的最外层电子数是a，这四种元素原子的最外层电子数之和为20，则a+a-1+a+1+a=20，a=5，则Y是第二周期第VA族元素，为N元素，则X是C元素、Z是O元素、W是P元素，结合元素、位置的结构和性质分析解答．

解答： 解：这几种元素都是短周期元素，根据元素在周期表中的位置知，X、Y、Z属于第二周期元素，W属于第三周期元素，设Y的最外层电子数是a，则X的最外层电子数是a-1，Z的最外层电子数是a+1，W的最外层电子数是a，这四种元素原子的最外层电子数之和为20，则a+a-1+a+1+a=20，a=5，则Y是第二周期第VA族元素，为N元素，则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个电子，根据构造原理知，其原子核外电子排布式为：1S²2S²2P⁶3S²3P³，
故答案为：1S²2S²2P⁶3S²3P³；
（2）氢元素与Z形成原子个数比为1：1的化合物是双氧水，其化学式为H₂O₂，双氧水分子的电子式为：，故答案为：；
（3）CO₂分子的结构式为O=C=C，共价双键中含有一个δ键一个π键，所以二氧化碳分子中含有2个δ键、2个π键．
故答案为：2；2；
（4）一定条件下，氮气和氢气反应方程式为：N₂+3H₂?2NH₃，达到平衡时，氮气反应的物质的量=（2-1.6）mol=0.4mol，根据氮气和氢气反应关系知，反应的氢气的物质的量是氮气的3倍，为1.2mol，则氢气的转化率=

1.2mol

2mol

×100%=60%，若该反应在恒温恒压条件下进行（其它条件相同），与恒温恒容相比，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，所以氢气的转化率增大，
故答案为：60%；大；
（5）A．元素的非金属性越强，越容易与氢气化合，上述四种元素中，非金属性最强的元素是N元素，所以对应的单质中Z的单质最容易与H₂化合，故A正确；
B．同一周期中，元素的原子半径随着原子序数的增大而减小，所以X、Y、Z原子半径依次减小，故B正确；
C．同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第VA族元素大于相邻元素，故C错误；
D．Y的非金属性大于W，元素的非金属性越强，其对应的最高价氧化物的水化物酸性越强，所以Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强，故D正确；
故选ABD；
（6）Y的某种常见氢化物是氨气，氨气属于碱性气体，能和碳酸反应，则X的某种常见氧化物是二氧化碳，二氧化碳和氨气混合通入饱和食盐水中，第一步生成碳酸氢钠，根据元素守恒知，还生成氯化铵，反应方程式为：CO₂+NH₃+H₂O+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓，
故答案为：CO₂+NH₃+H₂O+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓．

点评：本题考查了元素位置结构和性质相互关系，涉及氨碱法制取碳酸氢钠、化学平衡原理、核外电子排布式的书写等知识点，根据构造原理、化学平衡原理、元素周期律来分析解答即可，难度中等．