Question

5．结构决定性质，性质决定用途；已知X、Y、Z、W是元素周期表中短周期中的四种非金属元素，它们的原子序数依次增大，X元素的原子形成的阳离子就是一个质子，Z、W在元素周期表中处于相邻的位置，Z的单质在常温下均为无色气体，W原子的最外层电子排布是nsⁿ npⁿ⁺²，Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍．试回答：
（1）写出W元素的元素符号和该原子基态的电子排布式：O，1s²2s²2p⁴
（2）写出Z元素的原子结构示意图和该原子基态的电子排布图：，
（3）X单质和Z单质在一定条件下反应生成化合物E，则E的电子式是：．E可以进行喷泉实验的主要原因是：因为NH₃极易溶于水．
（4）仅由X、Z、W三种元素组成的某种盐是一种速效肥料，但长期施用会使土壤酸化，有关的离子反应方程式为NH₄⁺+H₂O NH₃．H₂O+H⁺
（5）这四种元素可组成原子个数比为5：1：1：3的化合物（按X、Y、Z、W的顺序）为碳酸氢铵（写名称），该化合物的浓溶液与足量NaOH热浓溶液反应的离子方程式为：NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₃^2-+NH₃↑+2H₂O．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W是短周期中四种非金属元素，它们的原子序数依次增大，X元素原子形成的离子就是一个质子，则X是H元素；Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，最外层电子不能超过8，只能有2个电子层，最外层电子数为4，则Y是C元素；W原子的最外层电子排布是nsⁿ npⁿ⁺²，则n=2，故W为O元素，Z、W在元素周期表中处于相邻的位置，Z的单质在常温下为无色气体，则Z为N元素，据此解答．

解答 解：X、Y、Z、W是短周期中四种非金属元素，它们的原子序数依次增大，X元素原子形成的离子就是一个质子，则X是H元素；Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，最外层电子不能超过8，只能有2个电子层，最外层电子数为4，则Y是C元素；W原子的最外层电子排布是nsⁿ npⁿ⁺²，则n=2，故W为O元素，Z、W在元素周期表中处于相邻的位置，Z的单质在常温下为无色气体，则Z为N元素．
（1）W为O元素，该原子基态的电子排布式：1s²2s²2p⁴，故答案为：O，1s²2s²2p⁴；
（2）Z为N元素，原子结构示意图为，原子基态的电子排布图：，
 故答案为：，；
（3）氢气和氮气在一定条件下反应生成化合物E为NH₃，则NH₃的电子式是：，NH₃可以进行喷泉实验的主要原因是：因为NH₃极易溶于水，
故答案为：；因为NH₃极易溶于水；
（4）仅由H、N、O三种元素组成的某种盐是一种速效肥料，该盐为NH₄NO₃，但长期施用会使土壤酸化，有关的离子反应方程式为：NH₄⁺+H₂O NH₃．H₂O+H⁺，
故答案为：NH₄⁺+H₂O NH₃．H₂O+H⁺；
（5）这四种元素可组成原子个数比为5：1：1：3的化合物（按H、C、N、O的顺序）为NH₄HCO₃，名称为碳酸氢铵，该化合物的浓溶液与足量NaOH热浓溶液反应的离子方程式为：NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₃^2-+NH₃↑+2H₂O，
故答案为：碳酸氢铵；NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₃^2-+NH₃↑+2H₂O．

点评 本题考查位置结构性质的关系及应用，推断元素的是解答的关键，侧重对化学用语的考查，需要学生熟练掌握元素化合物性质，难度中等．