Question

有X、Y、Z、W四種短周期元素，原子序數(shù)依次增大．X的陽(yáng)離子就是一個(gè)質(zhì)子．Z、W在周期表中處于相鄰位置，它們的單質(zhì)在通常狀況下均為無(wú)色氣體．Y原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍．請(qǐng)回答：


（1）Z₂的電子式為_(kāi)_____，Y的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)_____，YW₂的結(jié)構(gòu)式為_(kāi)_____．

（2）將YX₄、W₂按上圖所示通入某燃料電池中，則兩極的電極方程式分別為：
a電極：______，b電極：______．若有16gW₂參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是______．
（3）已知在120℃、101kPa下，0.5mol X₂在W₂中完全燃燒時(shí)，釋放出120.9kJ的熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_____．
（4）Y和Z結(jié)合可生成一種超硬物質(zhì)，本身耐磨損，抗腐蝕，則該物質(zhì)屬于______晶體，該晶體中各粒子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則化學(xué)式為_(kāi)_____．

Answer 1

X的陽(yáng)離子就是一個(gè)質(zhì)子，則X為H元素，Z、W在周期表中處于相鄰位置，它們的單質(zhì)在通常狀況下均為無(wú)色氣體，只有Z為N元素，W為O元素符合，Y原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍，則Y為C元素，
（1）Z為N元素，單質(zhì)為N₂，為非金屬單質(zhì)，N原子之間有3個(gè)共用電子對(duì)，電子式為



，Y為C元素，原子核外有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為4，原子結(jié)構(gòu)示意圖為



，CO₂為直線形分子，結(jié)構(gòu)式為O=C=O，
故答案為：



；



；O=C=O；
（2）甲烷燃料電池中，甲烷為負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)為CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，
氧氣為正極，電極反應(yīng)為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，16gO₂的物質(zhì)的量為

16g

32g/mol

=0.5mol，反應(yīng)中O元素的化合價(jià)有0價(jià)降低到-2價(jià)，則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.5×4N_A=2N_A，
故答案為：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；2N_A或1.204×10²⁴；
（3）已知在120℃、101kPa下，0.5mol X₂在W₂中完全燃燒時(shí)，釋放出120.9kJ的熱量，則1mol反應(yīng)放出的熱量為241.8KJ，熱化學(xué)方程式為：
H₂（g）+1/2 O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ?mol^-1，
故答案為：H₂（g）+1/2 O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ?mol^-1；
（4）Y和Z結(jié)合可生成一種超硬物質(zhì)，本身耐磨損，抗腐蝕，該晶體為原子晶體，化學(xué)式為C₃N₄，該晶體中各粒子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，
故答案為：原子；C₃N₄．