问题 问答题

原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W,四种元素的原子序数之和为32,在周期表中X是原子半径最小的元素,Y、Z左右相邻,Z、W位于同主族.

(1)W元素在周期表中的位置为______;写出Y元素原子的价电子排布式:______;

(2)由X、Z两元素可以组成A、B两种化合物,A在一定条件下可以分解成B,A的分子属于______(填“极性”、“非极性”)分子.

(3)一定条件下,Y的单质气体与X的单质气体充分反应生成6.8g C气体(已知n(X):n(Y)=3:1)可放出18.44kJ热量,则该反应的热化学方程式为______.

(4)由X、Y、Z、W四种元素组成的一种离子化合物D

①已知1mol D能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8L气体.写出加热条件下D与NaOH溶液反应的离子方程式______.

②又知D既能与盐酸反应,又能与氯水反应,写出D与氯水反应的离子方程式______.

(5 )X的单质与Z的单质在KOH的浓溶液中可以形成原电池,如果以金属M和金属N为惰性电极,在电池的M极通入X的单质气体,N极通入Z的单质气体,则M极的电极反应式为______.

答案

原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W,四种元素的原子序数之和为32,在周期表中X是原子半径最小的元素,则X为氢元素;Y、Z左右相邻,Z、W位于同主族,原子序数Y<Z<W,则三者的相对位置为

,令Y的原子序数为a,则Z的原子序数为a+1,W的原子序数为a+9,所以a+a+1+a+9=32-1,解得a=7,故X为氢元素,Y为氮元素,Z为氧元素,W为硫元素.

(1)W为硫元素,原子核外有16个电子,有3个电子层,最外层电子数为6,位于周期表中第三周期第VⅠA族; Y为氮元素,原子核外有7个电子,核外电子排布式为1S22S22P3,氮原子价电子排布式 2S22P3

故答案为:第三周期第VⅠA族; 2S22P3

(2)X为氢元素,Y为氮元素,由X、Z两元素可以组成A、B两种化合物,A在一定条件下可以分解成B,则A为N2H4,B为NH3,N2H4分子中氮原子与氮原子之间形成N-N单键,每个N原子还形成2个N-H键,N原子有1对孤对电子对,N原子的杂化轨道数为4,N原子采取sp3杂化,呈三角锥,两个-NH2分别位于类似打开书页的页面内,与过氧化氢类似,分子不对称,为极性分子.

故答案为:极性.

(3)X为氢元素,Y为氮元素,一定条件下,Y的单质气体与X的单质气体充分反应生成6.8g C气体,可放出18.44kJ热量,C为NH3,6.8gNH3的物质的量为

6.8g
17g/mol
=0.4mol,所以生成2molNH3,放出的热量为18.44kJ×
2mol
0.4mol
=92.2kJ,则该反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 

 2NH3 (g)△H=-92.2 kJ/mol.

故答案为:N2(g)+3H2(g) 

 2NH3 (g)△H=-92.2 kJ/mol.

(4)由X、Y、Z、W四种元素组成的一种离子化合物D,则D为硫酸形成的铵盐或亚硫酸形成的铵盐.

①D为硫酸形成的铵盐或亚硫酸形成的铵盐,1mol D能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8L气体,该气体为氨气,物质的量为2mol,则D为硫酸铵或亚硫酸铵,加热条件下D与NaOH溶液反应的离子方程式为NH4++OH- 

 △ 
.
 
H2O+NH3↑.

故答案为:NH4++OH- 

 △ 
.
 
H2O+NH3↑.

②D既能与盐酸反应,又能与氯水反应,结合①可知D为亚硫酸铵,Cl2将SO32-氧化为SO42-,自身被还原为Cl-

反应的离子方程式为SO32-+Cl2+H2O═SO42-+2Cl-+2H+

故答案为:SO32-+Cl2+H2O═SO42-+2Cl-+2H+

(5 )氢气与氧气在KOH的浓溶液中可以形成原电池,如果以金属M和金属N为惰性电极,在电池的M极通入X的单质气体,N极通入Z的单质气体,原电池负极发生氧化反应,则氢气在负极放电,正极反应还原反应,则氧气在正极放电,所以M极通氢气,N极通氧气,碱性条件下,氢气放电生成水,则M极的电极反应式为 H2+2OH--2e-═2 H2O.

故答案为:H2+2OH--2e-═2 H2O.

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