Question

有X、Y、Z、W四種短周期元素，原子序數(shù)依次增大．X的陽離子就是一個質(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．請回答：
（1）Z₂的電子式為

 

，Y的原子結(jié)構(gòu)示意圖為

 

，YW₂的結(jié)構(gòu)式為

 

．
（2）將X₂、W₂按如圖所示通入某燃料電池中，其中，b電極的電極反應式為

 

．若有16gW₂參加反應，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是

 

N_A．
（3）由X、Y、Z、W四種元素組成的無機酸酸式鹽，與足量的NaOH溶液在加熱條件下反應的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關系應用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：X的陽離子就是一個質(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）根據(jù)分子的組成和原子的結(jié)構(gòu)特點書寫電子式、原子結(jié)構(gòu)示意圖以及判斷分子結(jié)構(gòu)式；
（2）氫氧燃料電池中，通氫氣一端為負極，通氧氣一端為正極，正極上氧氣得到電子，結(jié)合電極方程式計算；
（3）X、Y、Z、W四種元素組成的酸式鹽為NH₄HCO₃，與NaOH加熱反應生成氨氣、水和碳酸鈉．

解答： 解：X的陽離子就是一個質(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個共用電子對，電子式為，Y為C元素，原子核外有2個電子層，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）氫氧燃料電池中，通氫氣一端為負極，通氧氣一端為正極，所以b為正極，正極上氧氣得到電子，電極反應為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，若有16gO₂參加反應，
n（O₂）=

16g

32g/mol

=0.5mol，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)0.5mol×4×N_A/mol=2N_A，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；2；
（3）X、Y、Z、W四種元素組成的酸式鹽為NH₄HCO₃，與NaOH加熱反應生成氨氣、水和碳酸鈉，離子反應為NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-

△   .

NH₃↑+2H₂O+CO₃^2-，
故答案為：NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-

△   .

NH₃↑+2H₂O+CO₃^2-．

點評：本題考查原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的關系，為高頻考點，側(cè)重學生的分析能力的考查，題目難度中等，正確推斷元素的種類為解答該題的關鍵，注意把握電化學、化學反應與能量等解題方法的積累．