Question

X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中常见的元素，原子序数依次增大，其相关信息如下表：

元素	相关信息
X	由X形成的单质是最清洁的能源
Y	Y的基态原子核外p能级总电子数比s能级总电子数少一个
Z	由Z形成的多种单质，其中之一是地球生物的“保护伞”
W	基态原子核外最外层只有2个电子，W元素在地壳金属元素中含量位居第二位．

（1）W位于元素周期表第

 

周期第

 

族，W的基态原子核外电子排布式为：

 

；
（2）Y的第一电离能比Z的

 

（填“大”或者“小”），Y₂分子中σ键和π键之比为：

 

，YX₃易溶于水的原因是

 

；
（3）写出W元素的单质与X₂Z在高温条件下反应的化学方程式，并标出电子转移的方向与数目

 

；
（4）在500℃，30MPa下，将1mol X₂与足量的Y₂置于密闭容器中充分反应生成YX₃、X₂的转化率为25%时，放出热量为7.7kJ．写出该热化学反应方程式

 

．

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、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的前四周期中常见的元素，X形成的单质是最清洁的能源，则X是氢元素；Y的基态原子核外p能级总电子数比s能级总电子数少一个，则Y为氮元素；Z形成的多种单质，其中之一是地球生物的“保护伞”，则Z为氧元素；基态原子核外最外层只有2个电子，W元素在地壳金属元素中含量位居第二位，故W为铁元素，据此解答．

解答： 解：X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的前四周期中常见的元素，X形成的单质是最清洁的能源，则X是氢元素；Y的基态原子核外p能级总电子数比s能级总电子数少一个，则Y为氮元素；Z形成的多种单质，其中之一是地球生物的“保护伞”，则Z为氧元素；基态原子核外最外层只有2个电子，W元素在地壳金属元素中含量位居第二位，故W为铁元素；
（1）W为Fe元素，Fe原子核外有4个电子层，处于周期表中第四周期第ⅤⅢ族，其基态原子核外电子排布式为1s² 2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；
故答案为：四；ⅤⅢ；[Ar]3d⁶4s²（或1s² 2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²）；
（2）N原子核外电子是半满结构，故第一电离能：O＜N；N₂含有氮氮叁键，一个σ键和二个π键；N原子的电负性较强，能与水分子形成氢键而易溶于水；
故答案为：大；1：2；NH₃与H₂O之间能形成氢键；
（3）Fe与水蒸气发生氧化还原反应，转移8e^-；
故答案为：；
（4）N₂ （g）+3 H₂ （g）═2NH₃，1mol X₂与足量的Y₂置于密闭容器中充分反应生成YX₃、X₂的转化率为25%时，放出热量为7.7kJ．3molH2完全反应放出的热量为7.7kJ×3÷25%=92.4kJ，则该反应的反应热为△H=-92.4kJ?mol^-1；
故答案为：N₂ （g）+3 H₂ （g）═2NH₃  （g）△H=-92.4kJ?mol^-1．

点评：本题以物质结构为基础，考查原子结构、分子结构，元素周期表和元素周期律，反应热的计算及热化学方程式的书写等，题目难度不大，旨在考查学生对基础知识的理解掌握．