Question

X、Y、Z、W四种主族元素分布在三个不同的短周期，它们的原子序数依次增大，其中Y与Z为同一周期，X与W为同一主族，Z元素的外围电子排布为nsⁿnp²ⁿ，W在空气中燃烧可以得到淡黄色固体．又知四种元素分别形成的常见单质在常温常压下有三种是气体，一种是固体．请回答下列问题：
（1）W在元素周期表中的位置是

 

；基态时Y的电子排布式是

 

；
（2）比较元素Y和Z的第一电离能：Y

 

Z（填“大于”、“小于”或“不确定”），将YX₃通入溴水中可发生反应，生成Y的单质和一种盐M，Y的单质中的σ键和π键个数比为

 

，盐M的晶体类型是

 

；
（3）由W和Y组成的化合物易水解，其水解的化学方程式是

 

；
（4）已知Y₂X₄和过氧化氢混合可作火箭推进剂．12.8g液态Y₂X₄与足量过氧化氢反应生成Y的单质和气态水，放出256.65kJ的热量：
2H₂O₂（l）═O₂（g）+2H₂O（l）△H=-196.4kJ/mol，H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ/mol
写出液态Y₂X₄和氧气反应生成Y的单质和液态X₂Z的热化学方程式

 

．

Answer 1

分析：X、Y、Z、W四种主族元素分布在三个不同的短周期，它们的原子序数依次增大，则X为氢元素；Z元素的外围电子排布为nsⁿnp²ⁿ，s能级只能容纳2个电子，则n=2，故Z元素的外围电子排布为2s²2p⁴，则Z为氧元素；X与W为同一主族，W在空气中燃烧可以得到淡黄色固体，则W为Na元素；Y与Z为同一周期，又知四种元素分别形成的常见单质在常温常压下有三种是气体，一种是固体，则Y为氮元素，据此解答．

解答：解：X、Y、Z、W四种主族元素分布在三个不同的短周期，它们的原子序数依次增大，则X为氢元素；Z元素的外围电子排布为nsⁿnp²ⁿ，s能级只能容纳2个电子，则n=2，故Z元素的外围电子排布为2s²2p⁴，则Z为氧元素；X与W为同一主族，W在空气中燃烧可以得到淡黄色固体，则W为Na元素；Y与Z为同一周期，又知四种元素分别形成的常见单质在常温常压下有三种是气体，一种是固体，则Y为氮元素，
（1）W为Na元素，元素周期表中的位置是：第三周期ⅠA族；Y为N元素，原子核外电子数为7，基态时N的电子排布式是1s²2s²2p³，
故答案为：第三周期ⅠA族；1s²2s²2p³；
（2）同周期随原子序数的增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于氧元素；将NH₃通入溴水中可发生反应，生成Y的单质和一种盐M，则生成N₂、NH₄Br，氮气分子中N原子之间形成N≡N三键，σ键和π键个数比为1：2，盐NH₄Br属于离子晶体，
故答案为：大于；1：2；离子晶体；
（3）由Na和N组成的化合物为Na₃N，易水解生成NaOH与氨气，水解的化学方程式是Na₃N+3H₂O═3NaOH+NH₃↑，
故答案为：Na₃N+3H₂O═3NaOH+NH₃↑；
（4）12.8g液态N₂H₄与足量过氧化氢反应生成N₂和气态水，放出256.65kJ的热量，1mol反应放出的热量为256.65kJ×

1mol×32g/mol

12.8g/mol

=641.625kJ，故该反应热化学方程式为：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ/mol，①
结合热化学方程式：2H₂O₂（l）═O₂（g）+2H₂O（l）△H=-196.4KJ/mol，②
H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44KJ/mol  ③
根据盖斯定律，①-②-③×4得N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）△H=-621.225kJ/mol，
故答案为：N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）△H=-621.225kJ/mol．

点评：本题考查位置结构性质关系应用，涉及核外电子排布规律、热化学方程式书写、电离能、化学键、晶体类型、盐类水解等，难度中等，（4）中注意根据盖斯定律进行书写热化学方程式．