Question

X、Y、Z、W是周期表中原子序数依次增大的前20号元素．X、Y同周期，Y、Z同主族．Z^n-与Wⁿ⁺离子的电子层结构相同．由这四种元素形成的单质、化合物有如图转化关系．已知：常温下A为液体，B、C、E、G为气态化合物，且A、C、G均为直线型分子；D是由元素W、Y形成的常见化合物．

（1）元素W的名称______，Z的原子结构示意图______，A的电子式______．
（2）写出D、E的化学式：D：______、E：______．
（3）①已知38gA与Y完全反应生成B、C时放出akJ的热量，写出该反应的热化学方程式：______．
②F与水反应的化学方程式：______．

Answer 1

【答案】分析：根据转化关系，单质Y在点燃情况下才能与A、E反应，可猜想单质Y为O₂；Y、Z同主族，则Z为S；Z^n-与Wⁿ⁺离子的电子层结构相同，推知W为Ca，D为CaO，与钙元素相关的，反应生成的直线型分子应该为C₂H₂，推知F为CaC₂，H为Ca（OH）₂，X为C，C在高温下与CaO反应生成CaC₂和CO，推知E为CO，C为CO₂，单质C和单质S在一定条件下形成直线型的CS₂分子，CS₂在O₂中燃烧生成SO₂和CO₂．将所得结论代入题设框图验证可知完全正确．
（1）W为钙元素；Z为硫元素，质子数为16，核外电子数为16，有3个电子层，最外层有6个电子，据此画出原子结构化示意图；根据CO₂的电子式可推写出CS₂的电子式；
（2）D为氧化钙，E为一氧化碳；
（3）①38 g（0.5 mol）CS₂（l）与O₂（g）完全反应生成CO₂（g）和SO₂（g），放出a kJ热量，则1 mol CS₂（l）与O₂（g）完全反应生成CO₂（g）和SO₂（g）放出2a kJ热量，再根据热化学方程式的书写原则即可写出相应的热化学方程式；
②碳化钙与水反应生成氢氧化钙与乙炔．
解答：解：根据转化关系，单质Y在点燃情况下才能与A、E反应，可猜想单质Y为O₂；Y、Z同主族，则Z为S；Z^n-与Wⁿ⁺离子的电子层结构相同，推知W为Ca，D为CaO，与钙元素相关的，反应生成的直线型分子应该为C₂H₂，推知F为CaC₂，H为Ca（OH）₂，X为C，C在高温下与CaO反应生成CaC₂和CO，推知E为CO，C为CO₂，单质C和单质S在一定条件下形成直线型的CS₂分子，CS₂在O₂中燃烧生成SO₂和CO₂．将所得结论代入题设框图验证可知完全正确．
（1）由上述分析可知，W为钙元素；Z为硫元素，质子数为16，核外电子数为16，有3个电子层，最外层有6个电子，原子结构化示意图为；CS₂的电子式与二氧化碳电子式类似，所以CS₂的电子式为，
故答案为：钙；；；
（2）由上述分析可知，D为CaO，E为CO，故答案为：CaO；CO；
（3）①38gCS₂（l）为0.5mol，与O₂（g）完全反应生成CO₂（g）和SO₂（g），放出a kJ热量，则1 mol CS₂（l）与O₂（g）完全反应生成CO₂（g）和SO₂（g）放出2a kJ热量，所以热化学方程式为CS₂（l）+3O₂（g）═CO₂（g）+2SO₂（g）△H=-2akJ/mol，
故答案为：CS₂（l）+3O₂（g）═CO₂（g）+2SO₂（g）△H=-2akJ/mol；
②碳化钙与水反应生成氢氧化钙与乙炔，反应方程式为CaC₂+2H₂O→C₂H₂↑+Ca（OH）₂，故答案为：CaC₂+2H₂O→C₂H₂↑+Ca（OH）₂．
点评：本题考查元素化合物推断、常用化学用语等，难度较大，推断元素化合物是解题的关键，本题题设条件隐蔽，推断复杂，可采用猜想验证的方法推断．将所得结论代入题设框图验证可知完全正确．