Question

X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中常見的元素，原子序數依次增大，其相關信息如下表：

元素	相關信息
X	由X形成的單質是最清潔的能源
Y	Y的基態原子核外p能級總電子數比s能級總電子數少一個
Z	由Z形成的多種單質，其中之一是地球生物的“保護傘”
W	基態原子核外最外層只有2個電子，W元素在地殼金屬元素中含量位居第二位．

（1）W位于元素周期表第

 

周期第

 

族，W的基態原子核外電子排布式為：

 

；
（2）Y的第一電離能比Z的

 

（填“大”或者“小”），Y₂分子中σ鍵和π鍵之比為：

 

，YX₃易溶于水的原因是

 

；
（3）寫出W元素的單質與X₂Z在高溫條件下反應的化學方程式，并標出電子轉移的方向與數目

 

；
（4）在500℃，30MPa下，將1mol X₂與足量的Y₂置于密閉容器中充分反應生成YX₃、X₂的轉化率為25%時，放出熱量為7.7kJ．寫出該熱化學反應方程式

 

．

Answer 1

考點：位置結構性質的相互關系應用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：X、Y、Z、W是元素周期表中原子序數依次增大的前四周期中常見的元素，X形成的單質是最清潔的能源，則X是氫元素；Y的基態原子核外p能級總電子數比s能級總電子數少一個，則Y為氮元素；Z形成的多種單質，其中之一是地球生物的“保護傘”，則Z為氧元素；基態原子核外最外層只有2個電子，W元素在地殼金屬元素中含量位居第二位，故W為鐵元素，據此解答．

解答： 解：X、Y、Z、W是元素周期表中原子序數依次增大的前四周期中常見的元素，X形成的單質是最清潔的能源，則X是氫元素；Y的基態原子核外p能級總電子數比s能級總電子數少一個，則Y為氮元素；Z形成的多種單質，其中之一是地球生物的“保護傘”，則Z為氧元素；基態原子核外最外層只有2個電子，W元素在地殼金屬元素中含量位居第二位，故W為鐵元素；
（1）W為Fe元素，Fe原子核外有4個電子層，處于周期表中第四周期第ⅤⅢ族，其基態原子核外電子排布式為1s² 2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；
故答案為：四；ⅤⅢ；[Ar]3d⁶4s²（或1s² 2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²）；
（2）N原子核外電子是半滿結構，故第一電離能：O＜N；N₂含有氮氮叁鍵，一個σ鍵和二個π鍵；N原子的電負性較強，能與水分子形成氫鍵而易溶于水；
故答案為：大；1：2；NH₃與H₂O之間能形成氫鍵；
（3）Fe與水蒸氣發生氧化還原反應，轉移8e^-；
故答案為：；
（4）N₂ （g）+3 H₂ （g）═2NH₃，1mol X₂與足量的Y₂置于密閉容器中充分反應生成YX₃、X₂的轉化率為25%時，放出熱量為7.7kJ．3molH2完全反應放出的熱量為7.7kJ×3÷25%=92.4kJ，則該反應的反應熱為△H=-92.4kJ?mol^-1；
故答案為：N₂ （g）+3 H₂ （g）═2NH₃  （g）△H=-92.4kJ?mol^-1．

點評：本題以物質結構為基礎，考查原子結構、分子結構，元素周期表和元素周期律，反應熱的計算及熱化學方程式的書寫等，題目難度不大，旨在考查學生對基礎知識的理解掌握．