Question

7．X、Y、Z、W是四种常见的短周期主族元素，核电荷数依次增大．X有三种同位素，其中有两种常用于制造氢弹．Y、Z是同周期相邻元素，Y的最简单氢化物常用作致冷剂，Z的一种氢化物分子呈V型结构，其沸点远高于同族其它稳定的氢化物，Z的另一种氢化物M分子中两种元素的原子个数比为1：1；W的最高正价与最低负价的代数和与Z原子的L层电子数相等．请回答下列问题：
（1）X元素的名称为氢，Z在周期表中的位置第二周期ⅥA族；
（2）写出X、Y、W形成离子化合物的电子式，Y的最简单氢化物分子呈三角锥型；
（3）Y的最简单氢化物与最高价氧化物对应的水化物形成的盐R，R是一种常见的化肥和炸药，R可以促进水的电离，水溶液显酸性（填“酸”或“碱”），溶液中各种离子浓度的大小顺序是c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（4）写出碳与XYZ₃浓溶液反应的离子方程式：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W是四种常见的短周期主族元素，核电荷数依次增大，X有三种同位素，其中有两种常用于制造氢弹，则X为H元素；
Y、Z是同周期相邻元素，Y的最简单氢化物常用作致冷剂为氨气，则Y为N元素，Z的一种氢化物分子呈V型结构，其沸点远高于同族其它稳定的氢化物则Z为O元素；Z的另一种氢化物M分子中两种元素的原子个数比为1：1，M为H₂O₂；
W的最高正价与最低负价的代数和与Z原子的L层电子数相等6，则W为Cl元素；
（1）X元素的名称为氢，主族元素原子核外电子层数与其周期数相等、最外层电子数与其族序数相等，据此判断Z在周期表中的位置；
（2）H、N、Cl形成离子化合物为氯化铵，氯化铵中铵根离子和氯离子之间存在离子键、铵根离子中N-H原子之间存在共价键；
Y的最简单氢化物为氨气，氮原子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论确定氨气分子构型；
（3）Y的最简单氢化物氨气与最高价氧化物对应的水化物硝酸形成的盐R，为硝酸铵，硝酸铵是强酸弱碱盐，铵根离子水解导致溶液呈酸性，但水解程度较小；
（4）C与HNO₃浓溶液在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化氮和水．

解答 解：X、Y、Z、W是四种常见的短周期主族元素，核电荷数依次增大，X有三种同位素，其中有两种常用于制造氢弹，则X为H元素；
Y、Z是同周期相邻元素，Y的最简单氢化物常用作致冷剂为氨气，则Y为N元素，Z的一种氢化物分子呈V型结构，其沸点远高于同族其它稳定的氢化物则Z为O元素；Z的另一种氢化物M分子中两种元素的原子个数比为1：1，M为H₂O₂；
W的最高正价与最低负价的代数和与Z原子的L层电子数相等6，则W为Cl元素；
（1）X元素的名称为氢，主族元素原子核外电子层数与其周期数相等、最外层电子数与其族序数相等，Z为O元素，O原子核外有2个电子层、最外层电子数是6，所以O元素位于第二周期第VIA族；
故答案为：氢；第二周期ⅥA族；
（2）H、N、Cl形成离子化合物为氯化铵，氯化铵中铵根离子和氯离子之间存在离子键、铵根离子中N-H原子之间存在共价键，其电子式为；
Y的最简单氢化物为氨气，氮原子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论知氨气分子构型为三角锥形；
故答案为：；三角锥形；
（3）Y的最简单氢化物氨气与最高价氧化物对应的水化物硝酸形成的盐R，为硝酸铵，硝酸铵是强酸弱碱盐，铵根离子水解导致溶液呈酸性，c（H⁺）＞c（OH^-），但水解程度较小，硝酸根离子不水解，所以溶液中离子浓度大小顺序是c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：酸；c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（4）C与HNO₃浓溶液在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应方程式为C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，
故答案为：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O．

点评 本题考查位置结构性质相互关系及应用，涉及浓硝酸性质、盐类水解、物质结构及构型判断等知识点，侧重考查学生分析判断能力，难点是价层电子对互斥理论的应用，题目难度不大．