Question

X、Y、Z、W四種主族元素分布在三個不同的短周期，它們的原子序數依次增大，其中Y與Z為同一周期，X與W為同一主族，Z元素的外圍電子排布為nsⁿnp²ⁿ，W在空氣中燃燒可以得到淡黃色固體．又知四種元素分別形成的常見單質在常溫常壓下有三種是氣體，一種是固體．請回答下列問題：
（1）W在元素周期表中的位置是

 

；基態時Y的電子排布式是

 

；
（2）比較元素Y和Z的第一電離能：Y

 

Z（填“大于”、“小于”或“不確定”），將YX₃通入溴水中可發生反應，生成Y的單質和一種鹽M，Y的單質中的σ鍵和π鍵個數比為

 

，鹽M的晶體類型是

 

；
（3）由W和Y組成的化合物易水解，其水解的化學方程式是

 

；
（4）已知Y₂X₄和過氧化氫混合可作火箭推進劑．12.8g液態Y₂X₄與足量過氧化氫反應生成Y的單質和氣態水，放出256.65kJ的熱量：
2H₂O₂（l）═O₂（g）+2H₂O（l）△H=-196.4kJ/mol，H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ/mol
寫出液態Y₂X₄和氧氣反應生成Y的單質和液態X₂Z的熱化學方程式

 

．

Answer 1

分析：X、Y、Z、W四種主族元素分布在三個不同的短周期，它們的原子序數依次增大，則X為氫元素；Z元素的外圍電子排布為nsⁿnp²ⁿ，s能級只能容納2個電子，則n=2，故Z元素的外圍電子排布為2s²2p⁴，則Z為氧元素；X與W為同一主族，W在空氣中燃燒可以得到淡黃色固體，則W為Na元素；Y與Z為同一周期，又知四種元素分別形成的常見單質在常溫常壓下有三種是氣體，一種是固體，則Y為氮元素，據此解答．

解答：解：X、Y、Z、W四種主族元素分布在三個不同的短周期，它們的原子序數依次增大，則X為氫元素；Z元素的外圍電子排布為nsⁿnp²ⁿ，s能級只能容納2個電子，則n=2，故Z元素的外圍電子排布為2s²2p⁴，則Z為氧元素；X與W為同一主族，W在空氣中燃燒可以得到淡黃色固體，則W為Na元素；Y與Z為同一周期，又知四種元素分別形成的常見單質在常溫常壓下有三種是氣體，一種是固體，則Y為氮元素，
（1）W為Na元素，元素周期表中的位置是：第三周期ⅠA族；Y為N元素，原子核外電子數為7，基態時N的電子排布式是1s²2s²2p³，
故答案為：第三周期ⅠA族；1s²2s²2p³；
（2）同周期隨原子序數的增大，第一電離能呈增大趨勢，但N元素2p能級為半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于氧元素；將NH₃通入溴水中可發生反應，生成Y的單質和一種鹽M，則生成N₂、NH₄Br，氮氣分子中N原子之間形成N≡N三鍵，σ鍵和π鍵個數比為1：2，鹽NH₄Br屬于離子晶體，
故答案為：大于；1：2；離子晶體；
（3）由Na和N組成的化合物為Na₃N，易水解生成NaOH與氨氣，水解的化學方程式是Na₃N+3H₂O═3NaOH+NH₃↑，
故答案為：Na₃N+3H₂O═3NaOH+NH₃↑；
（4）12.8g液態N₂H₄與足量過氧化氫反應生成N₂和氣態水，放出256.65kJ的熱量，1mol反應放出的熱量為256.65kJ×

1mol×32g/mol

12.8g/mol

=641.625kJ，故該反應熱化學方程式為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ/mol，①
結合熱化學方程式：2H₂O₂（l）═O₂（g）+2H₂O（l）△H=-196.4KJ/mol，②
H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44KJ/mol  ③
根據蓋斯定律，①-②-③×4得N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）△H=-621.225kJ/mol，
故答案為：N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）△H=-621.225kJ/mol．

點評：本題考查位置結構性質關系應用，涉及核外電子排布規律、熱化學方程式書寫、電離能、化學鍵、晶體類型、鹽類水解等，難度中等，（4）中注意根據蓋斯定律進行書寫熱化學方程式．