Question

20．X、Y、Z、W、R是短周期元素，原子序數(shù)依次增大．X原子核外各層電子數(shù)之比為1：2，Y原子和Z原子的核外電子數(shù)之和為20，W和R是同周期相鄰元素，Y的氧化物和R的氧化物均能形成酸雨．
請(qǐng)回答下列問題：
（1）元素X的最高價(jià)氧化物的電子式為；元素Z的離子結(jié)構(gòu)示意圖為．
（2）單質(zhì)X和元素Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的濃溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4 HNO₃（濃）+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NO₂↑+CO₂+2H₂O；．Y、W的氫化物沸點(diǎn)高的是NH₃（寫化學(xué)式），原因是分子間存在氫鍵．
（3）元素W位于周期表的第第三周期第 VA族，其非金屬性比元素R弱，用原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)解釋原因P原子和S原子的電子層數(shù)相同，P原子半徑較大，得電子能力較弱．
（4）Y和Z組成的化合物ZY，被大量用于制造電子元件．工業(yè)上用Z的氧化物、X單質(zhì)和Y單質(zhì)在高溫下制備ZY，其中Z的氧化物和X單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為1：3，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al₂O₃+3C+N₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2AlN+3CO．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、R是短周期元素，原子序數(shù)依次增大，Y的氧化物和R的氧化物均能形成酸雨，結(jié)合原子序數(shù)大小可知Y為N元素、R為S元素；W和R是同周期相鄰元素，則W為P元素；Y原子和Z原子的核外電子數(shù)之和為20，則Z原子核外電子數(shù)=20-7=13，則Z為Al；X原子核外各層電子數(shù)之比為1：2，X有2個(gè)電子層，可能為L(zhǎng)i或C，由于只有一種金屬，故X為C元素，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：X、Y、Z、W、R是短周期元素，原子序數(shù)依次增大，Y的氧化物和R的氧化物均能形成酸雨，則Y為N元素、R為S元素；W和R是同周期相鄰元素，則W為P元素；Y原子和Z原子的核外電子數(shù)之和為20，則Z原子核外電子數(shù)=20-7=13，則Z為Al；X原子核外各層電子數(shù)之比為1：2，X有2個(gè)電子層，可能為L(zhǎng)i或C，由于只有一種金屬，故X為C元素．
（1）碳元素的最高價(jià)氧化物為CO₂，分子中C原子與O原子之間形成2對(duì)共用電子對(duì)，其電子式為，元素Z為Al，鋁離子核外有10個(gè)電子，有個(gè)電子層，各層電子數(shù)為2、8，離子結(jié)構(gòu)示意圖為：，
故答案為：；；
（2）單質(zhì)碳和濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮、二氧化碳與水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4 HNO₃（濃）+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NO₂↑+CO₂+2H₂O，
NH₃分子間存在氫鍵，故氨氣的沸點(diǎn)高于PH₃的，
故答案為：4HNO₃（濃）+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NO₂↑+CO₂+2H₂O；NH₃；NH₃分子間存在氫鍵；
（3）元素W為P，最外層電子數(shù)為5，位于周期表的第VA族；P原子和S原子的電子層數(shù)相同，P原子半徑較大，得電子能力較弱，故P的非金屬性比元素S弱，
故答案為：第三周期第 VA；P原子和S原子的電子層數(shù)相同，P原子半徑較大，得電子能力較弱；
（4）N和Al組成的化合物AlN，被大量用于制造電子元件．工業(yè)上用氧化鋁、碳、氮?dú)庠诟邷叵轮苽�，其中氧化鋁和碳的物質(zhì)的量之比為1：3，說明還生成CO，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Al₂O₃+3C+N₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2AlN+3CO，
故答案為：Al₂O₃+3C+N₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2AlN+3CO．

點(diǎn)評(píng) 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用，題目難度中等，推斷元素是解題關(guān)鍵，側(cè)重對(duì)化學(xué)用語的考查，注意熟練掌握原子結(jié)構(gòu)與元素周期律、元素周期表的關(guān)系．