Question

X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素．X与W可形成正四面体型的共价化合物，Y的次外层电子数等于其最外层和最内层电子数之和的2倍，Y、Z的最外层电子数之和等于W的最外层电子数．回答下列问题：
（1）用化学符号表示X的一种核素

₆¹²C或₆¹³C或₆¹⁴C

．
（2）写出Y的单质与X的最高价氧化物反应的化学方程式

2Mg+CO2

点燃  .

2MgO+C

．
（3）Z的单质在W的单质中燃烧，生成的产物中各原子的最外层均达到8电子稳定结构的分子属于

极性分子

（填“极性分子”或“非极性分子”）．
（4）Y与W形成的化合物的电子式为

．
（5）与Z同主族的元素M可与X形成一种化合物，该化合物是新近人工合成的比金刚石硬度大的无机非金属材料，其化学式为

C₃N₄

．
（6）W的氢化物R是实验室一种常用试剂的主要成分，该试剂可用于实验室多种气体的制备，写出实验室制取气体时满足下列条件的离子方程式．
①R作氧化剂：

2H⁺+Zn═Zn²⁺+H₂↑

．
②R作还原剂：

MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△  .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O

．

Answer 1

分析：X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素．Y的次外层电子数等于其最外层和最内层电子数之和的2倍，则Y有3个电子层，令最外层电子数为a，则（a+2）×2=8，解得a=2，故Y为镁元素；X与W可形成正四面体型的共价化合物，则为第ⅣA族与ⅦA族元素，若X为第ⅣA族元素，W为第ⅦA族元素，原子序数X小于镁元素，则X为碳元素，W为氯元素，Y、Z的最外层电子数之和等于W的最外层电子数，Z的最外层电子数为7-2=5，原子序数Z大于镁元素，Z为磷元素，符合题意．若X为第ⅦA族元素，W为第ⅣA族元素，原子序数X小于镁元素、W大于X，X为氟元素，W为硅元素，Y、Z的最外层电子数之和等于W的最外层电子数，Z的最外层电子数为4-2=2，原子序数Z大于镁元素，不符合题意．故X为碳元素，Y为镁元素，Z为磷元素，W为氯元素．

解答：解：X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素．Y的次外层电子数等于其最外层和最内层电子数之和的2倍，则Y有3个电子层，令最外层电子数为a，则（a+2）×2=8，解得a=2，故Y为镁元素；X与W可形成正四面体型的共价化合物，则为第ⅣA族与ⅦA族元素，若X为第ⅣA族元素，W为第ⅦA族元素，原子序数X小于镁元素，则X为碳元素，W为氯元素，Y、Z的最外层电子数之和等于W的最外层电子数，Z的最外层电子数为7-2=5，原子序数Z大于镁元素，Z为磷元素，符合题意．若X为第ⅦA族元素，W为第ⅣA族元素，原子序数X小于镁元素、W大于X，X为氟元素，W为硅元素，Y、Z的最外层电子数之和等于W的最外层电子数，Z的最外层电子数为4-2=2，原子序数Z大于镁元素，不符合题意．故X为碳元素，Y为镁元素，Z为磷元素，W为氯元素．
（1）X为碳元素，X的核素很多，有₆¹²C、₆¹³C、₆¹⁴C．
故答案为：₆¹²C或₆¹³C或₆¹⁴C．
（2）Y为镁元素，X为碳元素，X的最高价氧化物为二氧化碳，镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁与碳，反应的化学方程式 2Mg+CO2

点燃  .

2MgO+C．
故答案为：2Mg+CO2

点燃  .

2MgO+C．
（3）Z为磷元素，W为氯元素，磷在氯气中燃烧，生成的产物中各原子的最外层均达到8电子稳定结构，该化合物为PCl₃，P原子采取sp³杂化，且含有1对孤对电子，为三角锥型，分子不对称，属于极性分子．
故答案为：极性分子．
（4）Y为镁元素，W为氯元素，二者形成的化合物是氯化镁，属于离子化合物，由镁离子与氯离子构成，电子式为．
故答案为：．
（5）X为碳元素，Z为磷元素，与Z同主族的元素M可与X形成一种化合物，该化合物是新近人工合成的比金刚石硬度大的无机非金属材料，该化合物化学式为C₃N₄．
（6）W为氯元素，W的氢化物R是HCl．
①HCl作氧化剂，符合条件离子方程式为2H⁺+Zn═Zn²⁺+H₂↑．
故答案为：2H⁺+Zn═Zn²⁺+H₂↑．
②HCl作还原剂，符合条件离子方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl^- 

△  .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^- 

△  .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．

点评：考查结构与位置关系、常用化学用语等，难度中等，推断元素是解题关键，推断突破口是X与W可形成正四面体型的共价化合物及Y的结构．