Question

常見元素X、Y、Z、W的原子序數依次增大，其相關信息如下表：

元素	相關信息
X	X的基態原子核外只有三個能級，且各能級電子數相等
Y	Y的基態原子最外層電子數是其內層電子總數的2.5倍
Z	Z的基態價電子結構為nsn-1
W	W單質常在火山口附近被發現，其氧化物是造成酸雨的主要原因之一

（1）Y位于元素周期表第

 

周期

 

族，其基態原子未成對電子有

 

個．
（2）X的電負性比W的

 

（填“大”或“小”）；Y的最簡單氣態氫化物比X的最簡單氣態氫化物易液化，其主要原因是

 

．
（3）Z與同周期左右相鄰的兩種元素的原子相比較，三者第一電離能由大到小的順序為

 

（用元素符號表示）．Y和Z形成的化合物為

 

晶體，該物質遇水強烈水解的化學方程式為

 

．
（4）在一定溫度下，向一個容積不變的密閉容器中充入1molY₂和3mol氫氣，發生反應：Y₂（g）+3H₂（g）?2YH₃（g）△H=-akJ/mol．在該條件下達到平衡時放出的熱量為bkJ，其平衡常數表達式K=

 

．若起始向此容器中充入2molYH₃，在相同溫度下達到平衡時，反應過程中吸收的熱量為ckJ，則a、b、c三者之間的關系為

 

（用一個式子表示）．

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：常見元素X、Y、Z、W的原子序數依次增大，X的基態原子核外只有三個能級，且各能級電子數相等，則X原子核外電子排布為1s²2s²2p²，則X為C元素；
Y的基態原子最外層電子數是其內層電子總數的2.5倍，則Y原子核外有2個電子層，最外層電子數為5，則Y為N元素；
Z的基態原子價電于排布為ns^n-1，原子序數大于氧元素，則n=3，Z的基態原子價電于排布為3s²，故Z為Mg元素；
W單質常在火山口附近被發現，其氧化物是造成酸雨的主要原因之一，則W為S元素，
（1）Y為N元素；
（2）X為C元素，W為S元素，非金屬性S的強；Y的最簡單氣態氫化物為NH₃，分子間能形成氫鍵；
（3）同周期自左而右元素第一電離能呈增大趨勢，但第IIA族與IIIA族，第VA族與VIA族反常；Y和Z形成的化合物為Mg₃N₂；Mg₃N₂與水反應生成氫氧化鎂和氨氣；
（4）已知Y₂（g）+3H₂（g）?2YH₃（g）△H=-akJ/mol，根據平衡常數的含有書寫K的表達式；向容器中充入2molNH₃與向容器中充入1molN₂和3molH₂為等效平衡，到達平衡時各組分的量對應相等，令平衡時氮氣的物質的量為ymol，根據熱化學方程式求出a、b，據此解答．

解答： 解：常見元素X、Y、Z、W的原子序數依次增大，X的基態原子核外只有三個能級，且各能級電子數相等，則X原子核外電子排布為1s²2s²2p²，則X為C元素；
Y的基態原子最外層電子數是其內層電子總數的2.5倍，則Y原子核外有2個電子層，最外層電子數為5，則Y為N元素；
Z的基態原子價電于排布為ns^n-1，原子序數大于氧元素，則n=3，Z的基態原子價電于排布為3s²，故Z為Mg元素；
W單質常在火山口附近被發現，其氧化物是造成酸雨的主要原因之一，則W為S元素，
（1）Y為N元素，在第二周期，第VA族；N元素原子的2p軌道含有3個單電子，則未成對電子數為3；
故答案為：二，VA；3；
（2）X為C元素，W為S元素，非金屬性S的強，則X的電負性比W的小；Y的最簡單氣態氫化物為NH₃，分子間能形成氫鍵，CH₄的分子間不能形成氫鍵，所以Y的最簡單氣態氫化物比X的最簡單氣態氫化物易液化；
故答案為：小；氨分子之間可以形成氫鍵；
（3）同周期自左而右元素第一電離能呈增大趨勢，但第IIA族與IIIA族，第VA族與VIA族反常，則第一電離能的大小關系為：Mg＞Al＞Na；Y和Z形成的化合物為Mg₃N₂，Mg₃N₂為離子化合物，為離子晶體，Mg₃N₂與水反應生成氫氧化鎂和氨氣，其離子方程式為：Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃↑；
故答案為：Mg＞Al＞Na；離子；Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃↑；
（4）已知N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-akJ/mol，其表達式K=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

；
恒溫恒容下，2molNH₃完全轉化到左邊，可得3molH₂和1molN₂，故與原平衡為等效平衡，平衡時NH₃的濃度相同，令平衡時氮氣的物質的量為ymol，向容器中充入1molN₂和3molH₂，平衡時參加反應的氮氣為（1-y）mol，根據N₂（g）+3H₂（g） 2NH₃（g）；△H=-akJ/mol，可知放出的熱量為（1-y）mol×akJ/mol=a（1-y）kJ，即a（1-y）=b，
向容器中充入2molNH₃，到達平衡時，生成氮氣ymol，根據N₂（g）+3H₂（g） 2NH₃（g）；△H=-akJ/mol，可知吸收的熱量為ymol×akJ/mol=aykJ，即c=ay，所以a=b+c，
故答案為：

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

；a=b+c．

點評：本題考查結構性質位置關系應用、電負性、電離能、方程式的書寫、化學平衡的計算等，難度中等，注意（4）中等效平衡原理的應用．