Question

有X、Y、Z、W四种含14个电子的粒子，其结构特点如下：

粒子代码	X	Y	Z	W
原子核数	单核	不同元素构成的两核	同元素构成的两核	同元素构成的两核
粒子的电荷数	0	0	两负电荷	0

（1）X的原子结构示意图是

 

；含1mol X的氧化物晶体中含有共价键数目为

 

．（阿伏加德罗常数可以用N_A表示）
（2）Z与钙离子组成的化合物的电子式为

 

．
（3）14g Y完全燃烧放出的热量是141.5kJ，写出Y燃烧的热化学方程式：

 

．
（4）组成W的元素最高价氧化物对应水化物甲有如图所示转化关系，丁为常见的金属单质．（反应条件和其它物质已略）
甲

丁

反应①

乙

丁

反应②

丙
写出反应①的离子反应方程式：

 

；
写出反应②的离子反应方程式：

 

；
写出丁在高温水蒸气中发生的化学反应方程式：

 

；
（5）W元素的简单氢化物极易溶于水，该氢化物与空气可以构成一种燃料电池，电解质溶液是KOH，其正极的电极反应方程式为

 

．

Answer 1

考点：无机物的推断

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：X、Y、Z、W四种含14个电子的粒子，X为单核，电荷数为0，故X的质子数为14，X为Si原子；Y为不同元素构成的两核粒子，粒子电荷数为0，故Y为CO；Z为同元素构成的两核粒子，粒子电荷数为-2，故形成Z元素的原子质子数为

14-2

2

=6，故Z为C₂^2-；W为同元素构成的两核粒子，粒子电荷数为0，故形成W元素的原子质子数为

14

2

=7，为N元素，W为N₂，
（1）X为Si元素，其原子核外有3个电子层、最外层电子数是4，据此书写其原子结构示意图；二氧化硅晶体中每个Si原子和4个O原子形成4个Si-O键；
（2）碳化钙为离子化合物，由钙离子与C₂^2-离子构成，C₂^2-离子中C原子之间形成3对共用电子对，碳化钙电子式为：，
（3）14gCO的物质的量n=

m

M

=

14g

28g/mol

=0.5mol，计算2molCO燃烧放出的热量，结合热化学方程式书写原则书写；
（4）组成W的元素最高价氧化物对应的水化物甲为HNO₃，由转化关系可知丁为Fe，则乙为硝酸铁，丙为硝酸亚铁；
稀硝酸和少量Fe反应生成硝酸铁、NO和水；硝酸铁和Fe反应生成硝酸亚铁；高温下，铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气；
（5）该燃料电池中，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子．

解答： 解：X、Y、Z、W四种含14个电子的粒子，X为单核，电荷数为0，故X的质子数为14，X为Si原子；Y为不同元素构成的两核粒子，粒子电荷数为0，故Y为CO；Z为同元素构成的两核粒子，粒子电荷数为-2，故形成Z元素的原子质子数为

14-2

2

=6，故Z为C₂^2-；W为同元素构成的两核粒子，粒子电荷数为0，故形成W元素的原子质子数为

14

2

=7，为N元素，W为N₂，
（1）X为Si元素，其原子核外有3个电子层、最外层电子数是4，其原子结构示意图为；SiO₂晶体中每个Si原子与4个O原子之间形成4个Si-O键，1molSiO₂晶体中含有4N_A个共价键，
故答案为：；4N_A；
（2）碳化钙为离子化合物，由钙离子与C₂^2-离子构成，C₂^2-离子中C原子之间形成3对共用电子对，其电子式为，故答案为：；
（3）14gCO的物质的量n=

m

M

=

14g

28g/mol

=0.5mol，0.5molCO完全燃烧放出141.5kJ热量，则2molCO完全燃烧放出566kJ热量，则CO燃烧的热化学方程式为：2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ/mol，
故答案为：2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ/mol；
（4）组成W的元素最高价氧化物对应的水化物甲为HNO₃，由转化关系可知丁为Fe，则乙为硝酸铁，丙为硝酸亚铁；
稀硝酸和少量Fe反应生成硝酸铁、NO和水，离子方程式为Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
硝酸铁和Fe反应生成硝酸亚铁，离子方程式为2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
高温下，铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式为3Fe+4H₂O（g）

高温  .

Fe₃O₄+4H₂；
故答案为：Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O；2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；3Fe+4H₂O（g）

高温  .

Fe₃O₄+4H₂；
（5）该燃料电池中，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

点评：本题考查了物质推断，涉及原电池原理、热化学反应、物质结构等知识点，综合性较强，同时考查学生对知识点的掌握及应用能力，难点是电极反应式的书写，注意二氧化硅晶体结构，题目难度中等．