Question

已知X、Y、Z、W是元素周期表中短周期中的四种非金属元素，它们的原子序数依次增大，X元素的原子形成的阳离子就是一个质子，Z、W在元素周期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色气体，Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍．试回答：
（1）写出下列元素的元素符号及电子排布式：
X

 

  Z

 

（2）工业上用X单质和Z单质在一定条件下反应生成化合物E，该反应的化学方程式为

 

．
（3）仅由X、Z、W三种元素组成的某种盐是一种速效肥料，根据VSEPR模型该盐中的阳离子的空间构型为（填名称）

 

，根据杂化轨道理论该盐中的阴离子空间构型应为（填名称）

 

．
（4）这四种元素可组成原子个数比为5：1：1：3的化合物（按X、Y、Z、W的顺序）为

 

，该化合物的水溶液与足量NaOH溶液在加热时反应的化学方程式为

 

．

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元素的原子形成的阳离子就是一个质子，故X为H，Z、W在元素周期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色气体，且为短周期非金属元素，原子序数依次增大，Z为N，W为O，Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍所以Y为C，据此解答各小题即可．

解答： 解：X元素的原子形成的阳离子就是一个质子，故X为H，Z、W在元素周期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色气体，且为短周期非金属元素，原子序数依次增大，Z为N，W为O，Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍所以Y为C，
综上所述：X为氢，Y为碳，Z为氮，W为氧，
（1）X为H，其核外只有一个电子，核外电子排布式为：1s¹，Z为氮，氮元素为7号元素，原子核外有7个电子，其电子排布式为：1s²2s²2P³，
故答案为：H、1s¹；N、1s²2s²2P³；
（2）氢气和氮气在一定条件下反应生成化合物氨气，该反应的化学方程式为：N₂+3H₂

高温高压

催化剂

2NH₃，故答案为：N₂+3H₂

高温高压

催化剂

2NH₃；
（3）由H、N、O三种元素组成的一种速效肥料盐是硝酸铵，根据VSEPR模型该盐中的阳离子为铵根，铵根中N元素采取sp³杂化，空间构型为正四面体，NO₃^-中N原子形成3个δ键，没有孤电子对，则应为平面三角形，故答案为：正四面体；平面三角形；
（4）H、C、N、O四种元素可组成原子个数比为5：1：1：3的化合物，该化合物为NH₄HCO₃与足量浓NaOH溶液反应生成碳酸钠、氨气与水，反应离子方程式为：NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-=NH₃↑+2H₂O+CO₃^2-，
故答案为：NH₄HCO₃；NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-=NH₃↑+2H₂O+CO₃^2-．

点评：本题考查元素的推断、核外电子排布式规律、微粒空间结构等，难度中等．