Question

19．已知X、Y、Z、W是短周期中的四種非金屬元素，它們的原子序數依次增大．X元素原子形成的離子就是一個質子，Z、W在元素周期表中處于相鄰的位置，它們的單質在常溫下均為無色氣體，Y原子的最外層電子數是內層電子數的2倍
（1）請寫出元素符號XH，YC，ZN，WO
（2）X單質和Z單質在一定條件下反應生成化合物E，該反應的化學方程式為N₂+3H₂$?_{高溫高壓}^{催化劑}$2NH₃；E的水溶液顯堿性，原因可表示為NH₃+H₂O?NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-；E在催化劑存在的條件下，可用于還原汽車尾氣中的氮的氧化物以減少對大氣的污染．
（3）這四種元素可組成原子個數比為5：1：1：3的化合物，該化合物的水溶液與足量燒堿溶液混合反應的離子方程式為NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-═CO₃^2-+H₂O+NH₃•H₂O
（4）將9克Y單質在足量W單質中燃燒，所得氣體通入1L1mol/L的燒堿溶液中，完全吸收后，溶液中的溶質及其物質的量分別為0.25mol Na₂CO₃、0.5mol NaHCO₃．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W是短周期中四種非金屬元素，它們的原子序數依次增大，X元素原子形成的離子就是一個質子，則X是H元素；Y原子的最外層電子數是內層電子數的2倍，最外層電子不能超過8，只能有2個電子層，最外層電子數為4，則Y是C元素；Z、W在元素周期表中處于相鄰的位置，它們的單質在常溫下均為無色氣體，且Z的原子序數小于W，所以Z是N元素，W是O元素，據此進行解答．

解答 解：X、Y、Z、W是短周期中四種非金屬元素，它們的原子序數依次增大，X元素原子形成的離子就是一個質子，則X是H元素；Y原子的最外層電子數是內層電子數的2倍，最外層電子不能超過8，只能有2個電子層，最外層電子數為4，則Y是C元素；Z、W在元素周期表中處于相鄰的位置，它們的單質在常溫下均為無色氣體，且Z的原子序數小于W，所以Z是N元素，W是O元素，
（1）通過以上分析知，X、Y、Z、W分別是：H、C、N、O，
故答案為：H；C；N；O；
（2）氫氣和氮氣在一定條件下反應生成氨氣，該反應的化學方程式為：N₂+3H₂$?_{高溫高壓}^{催化劑}$2NH₃；氨氣在溶液中存在反應：NH₃+H₂O?NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-，所以氨氣的水溶液呈堿性；
氨氣在催化劑存在的條件下可用于還原汽車尾氣中的氮的氧化物：一氧化氮、二氧化氮，以減少對大氣的污染，
故答案為：N₂+3H₂$?_{高溫高壓}^{催化劑}$2NH₃；堿；NH₃+H₂O?NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-；氮的氧化物；
（3）X、Y、Z、W四種元素可組成原子個數比為5：1：1：3的化合物，該化合物為NH₄HCO₃，水溶液與足量濃NaOH溶液反應的離子方程式為：NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-=NH₃↑+2H₂O+CO₃^2-，
故答案為：NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-=NH₃↑+2H₂O+CO₃^2-；
（4）9g碳的物質的量為：$\frac{9g}{12g/mol}$=0.75mol，0.75molC完全燃燒生成0.75mol二氧化碳，將0.75mol二氧化碳通入含1mol氫氧化鈉的溶液中，0.5molCO₂與NaOH反應生成0.5molNa₂CO₃，剩余0.25molCO₂與0.25molNa₂CO₃反應生成0.5molNaHCO₃，
故答案為：0.25mol Na₂CO₃、0.5mol NaHCO₃．

點評 本題考查了位置結構與性質關系的綜合應用，題目難度中等，根據所學知識及題干信息正確推斷各元素名稱為解答關鍵，注意掌握常見化學用語的概念及書寫方法，明確元素周期表結構、元素周期律內容為解答此類題的基礎．