Question

已知X、Y、Z都是短周期元素，它們的原子序數依次遞增，X原子的電子層數與它的核外電子總數相同，而Z原子的最外層電子數是次外層電子數的三倍，Y和Z可以形成兩種以上的氣態化合物，則
（1）寫出下列元素名稱：X是

氫

，Z是

氧

．
（2）由Y和Z組成，且Y和Z的質量比為7：20的化合物的分子式是

N₂O₅

．
（3）寫出由X、Y、Z中的兩種元素組成，且與X₂Z分子具有相同電子數的兩種陰、陽離子

OH^-

和

NH₄⁺或H₃O⁺

，其中陰離子的電子式為

．
（4）X、Y、Z可以形成一種鹽，此鹽中X、Y、Z元素的原子個數比為4：2：3，該鹽的化學式是

NH₄NO₃

；如果向該鹽溶液中加入銅和稀硫酸，溶液變藍色，試寫出離子方程式

3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

；如果將該鹽固體與熟石灰混合加熱，會產生一種刺激性氣味的氣體，試寫出化學方程式

2NH₄NO₃+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+Ca（NO₃）₂+2H₂O

．

Answer 1

分析：（1）因為電子層數為2、3的短周期元素的核外電子數最少分別為3個、11個，而X原子的電子層數與它的核外電子總數相同，則電子層數、核外電子數均為1，X是H元素；Z的最外層電子數是次外層的3倍，即次外層電子數2個、最外層電子數6個，Z是O元素；2-7號元素中，只有N能和O形成N₂O、NO、N₂O₃、NO₂等多種氣態化合物，故Y是N元素，
（2）根據元素的質量比可計算物質的量之比，進而計算化學式；
（3）X₂Z即H₂O有10個電子，與之含有相同電子數的離子有NH₄⁺、OH^-、H₃O⁺等，寫出符合題目要求的兩種即可；
（4）該鹽的化學式為NH₄NO₃，其中H、N、O的個數比為4：2：3．

解答：解：（1）因為電子層數為2、3的短周期元素的核外電子數最少分別為3個、11個，而X原子的電子層數與它的核外電子總數相同，則電子層數、核外電子數均為1，X是H元素；Z的最外層電子數是次外層的3倍，即次外層電子數2個、最外層電子數6個，Z是O元素；2-7號元素中，只有N能和O形成N₂O、NO、N₂O₃、NO₂等多種氣態化合物，故Y是N元素，
故答案為：氫、氧；
（2）m（Y）：m（Z）=7：20，可知n（Y）：n（Z）=

7

14

：

20

16

=2：5，對應化合物為N₂O₅，故答案為：N₂O₅；
（3）X₂Z即H₂O有10個電子，與之含有相同電子數的離子有NH₄⁺、OH^-、H₃O⁺等，其中陰離子為OH^-，電子式為，陽離子為NH₄⁺或H₃O⁺，
故答案為：OH^-；NH₄⁺或H₃O⁺；
（4）該鹽的化學式為NH₄NO₃，其中H、N、O的個數比為4：2：3，如果向該鹽溶液中加入銅和稀硫酸，在酸性條件下NO₃^-具有強氧化性，與銅發生氧化還原反應而使銅溶解，
反應的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，如果將該鹽固體與熟石灰混合加熱，會產生一種刺激性氣味的氣體NH₃，
反應的化學方程式為2NH₄NO₃+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+Ca（NO₃）₂+2H₂O，
故答案為：NH₄NO₃；3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；2NH₄NO₃+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+Ca（NO₃）₂+2H₂O．

點評：此題的關鍵是先推出X、Y、Z三種元素．短周期中，原子的電子層數與它的核外電子總數相同的元素是氫元素，原子的最外層電子數是次外層電子數的三倍的是氧元素，而原子序數介于氫和氧之間，且與氧能形成兩種以上氣態氧化物的只有氮元素．