Question

有X、Y、Z、W四種含14個電子的粒子，其結構特點如下：

粒子代碼	X	Y	Z	W
原子核數	單核	不同元素構成的兩核	同元素構成的兩核	同元素構成的兩核
粒子的電荷數	0	0	兩負電荷	0

（1）X的原子結構示意圖是

 

；含1mol X的氧化物晶體中含有共價鍵數目為

 

．（阿伏加德羅常數可以用N_A表示）
（2）Z與鈣離子組成的化合物的電子式為

 

．
（3）14g Y完全燃燒放出的熱量是141.5kJ，寫出Y燃燒的熱化學方程式：

 

．
（4）組成W的元素最高價氧化物對應水化物甲有如圖所示轉化關系，丁為常見的金屬單質．（反應條件和其它物質已略）
甲

丁

反應①

乙

丁

反應②

丙
寫出反應①的離子反應方程式：

 

；
寫出反應②的離子反應方程式：

 

；
寫出丁在高溫水蒸氣中發生的化學反應方程式：

 

；
（5）W元素的簡單氫化物極易溶于水，該氫化物與空氣可以構成一種燃料電池，電解質溶液是KOH，其正極的電極反應方程式為

 

．

Answer 1

考點：無機物的推斷

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：X、Y、Z、W四種含14個電子的粒子，X為單核，電荷數為0，故X的質子數為14，X為Si原子；Y為不同元素構成的兩核粒子，粒子電荷數為0，故Y為CO；Z為同元素構成的兩核粒子，粒子電荷數為-2，故形成Z元素的原子質子數為

14-2

2

=6，故Z為C₂^2-；W為同元素構成的兩核粒子，粒子電荷數為0，故形成W元素的原子質子數為

14

2

=7，為N元素，W為N₂，
（1）X為Si元素，其原子核外有3個電子層、最外層電子數是4，據此書寫其原子結構示意圖；二氧化硅晶體中每個Si原子和4個O原子形成4個Si-O鍵；
（2）碳化鈣為離子化合物，由鈣離子與C₂^2-離子構成，C₂^2-離子中C原子之間形成3對共用電子對，碳化鈣電子式為：，
（3）14gCO的物質的量n=

m

M

=

14g

28g/mol

=0.5mol，計算2molCO燃燒放出的熱量，結合熱化學方程式書寫原則書寫；
（4）組成W的元素最高價氧化物對應的水化物甲為HNO₃，由轉化關系可知丁為Fe，則乙為硝酸鐵，丙為硝酸亞鐵；
稀硝酸和少量Fe反應生成硝酸鐵、NO和水；硝酸鐵和Fe反應生成硝酸亞鐵；高溫下，鐵和水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣；
（5）該燃料電池中，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子．

解答： 解：X、Y、Z、W四種含14個電子的粒子，X為單核，電荷數為0，故X的質子數為14，X為Si原子；Y為不同元素構成的兩核粒子，粒子電荷數為0，故Y為CO；Z為同元素構成的兩核粒子，粒子電荷數為-2，故形成Z元素的原子質子數為

14-2

2

=6，故Z為C₂^2-；W為同元素構成的兩核粒子，粒子電荷數為0，故形成W元素的原子質子數為

14

2

=7，為N元素，W為N₂，
（1）X為Si元素，其原子核外有3個電子層、最外層電子數是4，其原子結構示意圖為；SiO₂晶體中每個Si原子與4個O原子之間形成4個Si-O鍵，1molSiO₂晶體中含有4N_A個共價鍵，
故答案為：；4N_A；
（2）碳化鈣為離子化合物，由鈣離子與C₂^2-離子構成，C₂^2-離子中C原子之間形成3對共用電子對，其電子式為，故答案為：；
（3）14gCO的物質的量n=

m

M

=

14g

28g/mol

=0.5mol，0.5molCO完全燃燒放出141.5kJ熱量，則2molCO完全燃燒放出566kJ熱量，則CO燃燒的熱化學方程式為：2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ/mol，
故答案為：2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ/mol；
（4）組成W的元素最高價氧化物對應的水化物甲為HNO₃，由轉化關系可知丁為Fe，則乙為硝酸鐵，丙為硝酸亞鐵；
稀硝酸和少量Fe反應生成硝酸鐵、NO和水，離子方程式為Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
硝酸鐵和Fe反應生成硝酸亞鐵，離子方程式為2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
高溫下，鐵和水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應方程式為3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂；
故答案為：Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O；2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂；
（5）該燃料電池中，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

點評：本題考查了物質推斷，涉及原電池原理、熱化學反應、物質結構等知識點，綜合性較強，同時考查學生對知識點的掌握及應用能力，難點是電極反應式的書寫，注意二氧化硅晶體結構，題目難度中等．