Question

10．已知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，Z、W在元素周期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色气体，Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍．
（1）写出元素名称：X氢；Y碳；Z氮；W氧．
（2）X单质和Z单质在一定条件下反应生成化合物E，该反应的化学方程式为（注明反应条件）N₂+3H₂$?_{加热、加压}^{催化剂}$2NH₃；E分子空间构形为三角锥形．
（3）仅由X、Z、W三种元素组成的某种盐是一种速效肥，但长期施用会使土壤酸化，有关的离子方程式为NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺．

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；Z、W在元素周期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色气体，且Z的原子序数小于W，所以Z是N元素，W是O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；Z、W在元素周期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色气体，且Z的原子序数小于W，所以Z是N元素，W是O元素，
（1）通过以上分析知，X、Y、Z、W分别是：氢、碳、氮、氧，故答案为：氢；碳；氮；氧；
（2）氢气和氮气在一定条件下反应生成氨气，该反应的化学方程式为：N₂+3H₂$?_{加热、加压}^{催化剂}$2NH₃；氨分子中的N是sp³杂化，所以氨气是三角锥形，故答案为：N₂+3H₂$?_{加热、加压}^{催化剂}$2NH₃；三角锥形；
（3）由H、N、O三种元素组成的一种速效肥料盐是硝酸铵，铵根离子水解生成一水合氨和氢离子，溶液显示酸性，水解的离子方程式为：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，
故答案为：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺．

点评 本题考查了位置结构与性质关系的综合应用，题目难度中等，根据所学知识及题干信息正确推断各元素名称为解答关键，注意掌握常见化学用语的概念及书写方法，明确元素周期表结构、元素周期律内容为解答此类题的基础．