题目内容

5．W、X、Y、Z是元素周期表中前四周期的四种元素，它们的原子序数依次递增．请结合下表中的信息，回答下列问题：
W第二周期中一种非金属元素，第一电离能大于相邻元素
X常见的金属，在周期表中的周期序数与族序数相等
Y气态氢化物及其最高价氧化物对应的水化物均为强酸
Z其原子质量数为56，中子数为30的核素
（1）W的第一电离能大于其同周期相邻的元素的原因是氮元素的原子核外2p能级的电子排布处于半满状态比较稳定；Z3+的M层电子数为13．
（2）W、X、Y三种元素的简单离子半径的大小关系是C1-＞N3-＞Al3+ （请用离子符号表示）．
（3）Y的气态氢化物的沸点是同族元素形成的气态氢化物中最低 （填“高”或“低”）；XW晶体与金刚石类似，与同一个W原子相连的X原子构成的空间构型为正四面体形．
（4）在25℃、101 kPa下，Z的单质在氧气中燃烧后恢复至原温度和压强，平均每转移1mol电子放出Q kJ的热量，则Z单质燃烧的热化学方程式为3Fe（s）+2O2（g）═Fe3O4（s）△H=-8QkJ•mol-1 ．
（5）在一定条件下，利用W的氢化物可使空气污染物之一的WO2转化为参与大气循环的物质．请写出一个符合上述条件的反应方程：6NO2+8NH3=7N2+12H2O．

分析 四种短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W是第二周期中一种非金属元素，第一电离能大于相邻元素，则W为氮元素；X是常见的金属，在周期表中的周期序数与族序数相等，则X为Al元素；Y气态氢化物及其最高价氧化物对应的水化物均为强酸，故Y为Cl元素；Z存在总质量数为56，中子数为30的核数，原子序数为26，则Z为Fe元素，据此解答．

解答 解：四种短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W是第二周期中一种非金属元素，第一电离能大于相邻元素，则W为氮元素；X是常见的金属，在周期表中的周期序数与族序数相等，则X为Al元素；Y气态氢化物及其最高价氧化物对应的水化物均为强酸，故Y为Cl元素；Z存在总质量数为56，中子数为30的核数，原子序数为26，则Z为Fe元素，
（1）W为氮元素，其原子核外2p能级的电子排布处于半满状态比较稳定，所以W的第一电离能大于其同周期相邻的元素，Z为Fe元素，Z3+的M层电子数为13，
故答案为：氮元素的原子核外2p能级的电子排布处于半满状态比较稳定；13；
（2）根据电子层数越大半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小，可以判断W、X、Y三种元素的简单离子半径的大小关系是C1-＞N3-＞Al3+，
故答案为：C1-＞N3-＞Al3+；
（3）氯的同族有F、Cl、Br、I，其氢化物的沸点与有没有氢键和相对分子质量有关，在同族里只有HF分子间存在氢键故HF沸点最高，其余看相对分子质量，HCl的相对分子质量最小，所以最低，X为Al元素，W为氮元素，XW晶体与金刚石类似，根据金刚石的结构可知，与同一个氮原子相连的铝原子构成的空间构型为正四面体形，
故答案为：低；正四面体形；
（4）Z为Fe元素，在25℃、101 kPa下，Z的单质在氧气中燃烧后恢复至原温度和压强，平均每转移1mol电子放出Q kJ的热量，在铁燃烧的反应中转化称8mol电子，则放出的热量为8Q，所以Fe单质燃烧的热化学方程式为3Fe（s）+2O2（g）═Fe3O4（s）△H=-8Q kJ•mol-1 ，
故答案为：3Fe（s）+2O2（g）═Fe3O4（s）△H=-8Q kJ•mol-1 ；
（5）根据反应前后原子守恒及其信息转化为参与大气循环的物质，则方程式为6NO2+8NH3=7N2+12H2O，故答案为：6NO2+8NH3=7N2+12H2O．

点评 本题考查结构性质位置关系、沸点比较、元素化合物性质等，难度中等，推断元素是解题关键．

练习册系列答案
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