Question

9．X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中原子序數依次增大的常見元素，其相關信息如表：

元素	相關信息
X	X的一種單質是自然界硬度最大的晶體
Y	Y的基態原子最外層電子排布式為nsnnpn+1
Z	Z的基態原子L層電子數是K層電子數的3倍
W	W的一種核素的質量數為58，中子數為32

（1）Y位于元素周期表第二周期第VA族；Y和Z的氫化物穩定性順序為：H₂O＞NH₃（寫化學式）．
（2）X、Y、Z的第一電離能由大到小的順序為N＞O＞C；W的基態原子核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²（或[Ar]3d⁶4s²）
（3）向W單質與鹽酸反應后的溶液中通入過量Y的氣態氫化物，能觀察到的現象是先出現白色沉淀，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，發生反應的化學方程式是FeCl₂+2NH₃．H₂O=Fe（OH）₂↓+2NH₄Cl、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．
（4）已知Y的氫化物在催化加熱的條件下，可以與Z₂發生氧化還原反應，并且在室溫下每轉移10mol電子放熱akJ，該反應的熱化學方程式是4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（l）△H=-2akJ．mol^-1．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中原子序數依次增大的常見元素，X的一種單質是自然界硬度最大的晶體，則X為碳元素，Y的基態原子最外層電子排布式為nsⁿnpⁿ⁺¹，則n=2，Y為氮元素，Z的基態原子L層電子數是K層電子數的3倍，由于最外層電子數不超過8，原子只能有2個電子層，最外層電子數為6，則Z為氧元素，W的一種核素的質量數為58，中子數為32，其質子數為58-32=26，則W為鐵元素，．

解答 解：X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中原子序數依次增大的常見元素，X的一種單質是自然界硬度最大的晶體，則X為碳元素，Y的基態原子最外層電子排布式為nsⁿnpⁿ⁺¹，則n=2，Y為氮元素，Z的基態原子L層電子數是K層電子數的3倍，由于最外層電子數不超過8，原子只能有2個電子層，最外層電子數為6，則Z為氧元素，W的一種核素的質量數為58，中子數為32，其質子數為58-32=26，則W為鐵元素，．
（1）Y為氮元素，位于元素周期表第二周期第VA族；因為氧的非金屬性強于氮，所以Y和Z的氫化物穩定性順序為：H₂O＞NH₃，
故答案為：二、VA；H₂O＞NH₃；
（2）同周期隨原子序數增大，元素第一電離能呈增大趨勢，由于氮原子的最外層2p軌道電子處于半滿狀態，是一種穩定結構，所以氮的第一電離能高于相鄰同周期元素，所以X、Y、Z的第一電離能由大到小的順序為：N＞O＞C；
W為鐵元素，它的基態原子核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²（或[Ar]3d⁶4s²），
故答案為：N＞O＞C；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²（或[Ar]3d⁶4s²）；
（3）鐵與鹽酸反應生成氯化亞鐵的溶液，再向其中通入過量氨氣，生成氫氧化亞鐵，后被空氣中的氧氣氧化生成氫氧化鐵，所以觀察到的現象是：先出現白色沉淀，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，發生反應的化學方程式是：FeCl₂+2NH₃．H₂O=Fe（OH）₂↓+2NH₄Cl、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案為：先出現白色沉淀，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色；FeCl₂+2NH₃．H₂O=Fe（OH）₂↓+2NH₄Cl、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（4）氨氣在催化加熱的條件下，可以與O₂發生氧化還原反應，反應方程式為：4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（l），反應中每4mol氨氣反應轉移20mol電子，所以每轉移10mol電子即有2mol氨氣參加反應放熱akJ，反應的熱化學方程式是：4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（l）△H=-2akJ．mol^-1，
故答案為：4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（l）△H=-2akJ．mol^-1．

點評 本題考查元素推斷、元素周期律、核外電子排布、元素化合物知識、熱化學方程式書寫等知識點，中等難度，解題的關鍵是元素推斷，注意同周期主族元素第一電離能異常情況．