Question

X、Y、Z、W是短周期中常見元素，其相關信息如下表：

元素	相關信息
X	X元素形成的一種同素異形體是天然晶體中硬度最大的單質
Y	常溫常壓下，Y單質是淡黃色固體，用于制造黑火藥
Z	Z的基態原子核外有3個能級上有電子，且有3個單電子
W	W元素形成的雙原子分子，常溫下為黃綠色氣體，一種常見工業原料

 
（1）W元素位于元素周期表中第     周期    族，與Y同主族且位于第四周期元素的基態原子核外電子排布式為             。
（2）XY₂分子中含有的σ鍵和π鍵個數比為     ，在相同條件下XY₂與XO₂相比，熔點較高的是  (填化學式)。結合相關理論解釋Z所在族的元素第一電離能大于同周期后一族元素的原因：               。
（3）Y、W元素形成的化合物Y₂W₂和過量氫化物ZH₃在無水條件下反應生成Y₄Z₄、單質Y₈和一種可以作為化肥的物質，請寫出相應化學方程式：                       。
（4）已知：①lmolY(s)轉化為氣態Y(g) \吸收能量280 kJ；
②2XO(g)+O₂(g)= 2XO₂(g)   ΔH=-566.0KJ/mol；
③Y(s)+O₂(g)=YO₂(g)  ΔH=-299.0KJ/mol；一定條件下，可以利用X的氧化物XO和Y的氧化物YO₂生成Y(g)單質和X的氧化物而達到消除污染目的。請寫出該反應的熱化學方程式：                         。

Answer 1

(共13分)
(1)三、VⅡA(2分)  1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁴(或[Ar]3d¹⁰4s²4p⁴)(2分)
(2)1：1(1分)  CS₂(1分)
由于N元素昕在的第VA族，p能級上處于半充滿，符合洪特規則中半滿為穩定結構，所以第一電離能大于同周期后一主族元素(2分)
(3)6S₂Cl₂+16NH₃=S₄N₄+S₈+12NH₄C1(2分)[化學式或配平錯誤0分]
(4)2CO(g)+SO₂(g)=2CO₂(g)+S(g) △H="+10.0" KJ/mol(3分)[化學式或配平錯誤0分，狀態或熱值錯扣2分]

試題分析：由題意可以推出X、Y、Z、W分別為C、S、N、Cl。
（1）Br的電子排布式，可由其為P區，第三周期全部排滿，可以寫出；
（2）CS₂與CO₂類似，為S=C=S結構；分子晶體熔沸點比較，如果結構相似，相對分子質量越大，分子間作用力越大，熔沸點越高；N為半充滿狀態，故第一電離能高于O。
（3）根據反應物為S₂Cl₂和NH₃，生成物為S₄N₄和S₈，根據質量守恒可以寫出反應方程式。
（4）目標反應為2CO(g)+SO₂(g)=2CO₂(g)+S(g)；根據蓋斯定律，其為②-③+①，故得到該熱化學方程式。