Question

10．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的前四周期元素，X元素原子核外有三个能级，各能级电子数相等，Y的单质在空气中燃烧生成一种淡黄色的固体；Z元素原子的最外层电子数比次外层电子少数2，W的内层电子已充满，最外层只有一个电子．请回答：
（1）X元素在周期表中的位置是第二周期第IVA族；W²⁺离子的核外电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹
（2）Y离子和Z离子比较，半径较大的是S^2-，Z元素和氧元素的简单气态氢化物沸点不同的原因是水分子间存在氢键，增大分子之间的相互作用
（3）Z元素的非金属性比X强，可由一复分解反应推测而得，其反应的化学方程式为H₂SO₄+Na₂CO₃=H₂O+CO₂↑+Na₂SO₄
（4）X单质易溶于X与Z形成的三原子化合物中，该化合物分子中的π键与σ键的个数之比是1：1；Y元素最高价氧化物对应水化物与小苏打反应的离子方程式为OH^-+HCO₃^-=CO₃^2-+H₂O
（5）用H₂O₂和Z元素最高价氧化物对应水化物的混合溶液可溶解W单质粉末，已知：
W（s）+2H⁺（ag）═W²⁺（ag）+H₂（g）△H=+64.39kJ•mol^-1
2H₂O₂（l）=2H₂O（l）+O₂（g）△H=-196.46kJ•mol^-1
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=₂O（l）△H=-285.84kJ•mol^-1
则在Z元素最高价氧化物对应水化物的溶液中，W与H₂O₂反应生成W²⁺与H₂O的热反应化学方程式为Cu（s）+H₂O₂（l）+2H⁺（aq）═Cu²⁺（aq）+2H₂O（l）△H=-319.68kJ/mol．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中常见的元素，X的基态原子核外的三个能级上电子数相等，原子核外电子排布为1s²2s²2p²，则X为C元素；
Y的单质在空气中燃烧生成一种淡黄色的固体，则Y为Na元素，淡黄色固体是过氧化钠；
Z元素原子的最外层电子数比次外层电子数少2个，故Z原子最外层电子数为6，且原子序数大于Na，则Z为S元素；
W的内层电子已充满，最外层只有一个电子，则W为Cu元素；
（1）C在第二周期第IVA族，Cu失去2个电子后剩余27个电子；
（2）电子层数越多，离子半径越大；
（3）最高价氧化物对应水化物的酸性越强，其非金属性越强，依据强酸制取弱酸原理解答即可；
（4）C易溶于二硫化碳中，类比二氧化碳的结构分析二硫化碳即可，氢氧化钠与碳酸氢钠反应生成碳酸钠和水，据此书写离子反应方程式；
（5）根据已知的热化学反应方程式和盖斯定律来分析Cu与H₂O₂反应生成Cu²⁺和H₂O的热化学方程式，然后计算焓变即可．

解答 解：X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中常见的元素，X的基态原子核外的三个能级上电子数相等，原子核外电子排布为1s²2s²2p²，则X为C元素；
Y的单质在空气中燃烧生成一种淡黄色的固体，则Y为Na元素，淡黄色固体是过氧化钠；
Z元素原子的最外层电子数比次外层电子数少2个，故Z原子最外层电子数为6，且原子序数大于Na，则Z为S元素；
W的内层电子已充满，最外层只有一个电子，则W为Cu元素，综上所述：X为碳、Y为钠、Z为硫、W为铜，
（1）X元素为C，C在周期表中的位置是：第二周期第IVA族；W为Cu，故Cu²⁺离子的核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，
故答案为：第二周期第IVA族；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；
（2）电子层数越多，离子半径越大，Na离子和S离子比较，半径较大的是 S^2-，S元素和氧元素的简单气态氢化物沸点不同的原因是：水分子间存在氢键，增大分子之间的相互作用，故答案为：S^2-；水分子间存在氢键，增大分子之间的相互作用；
（3）S元素的非金属性比C强，可由一复分解反应推测而得，反应的化学方程式为：H₂SO₄+Na₂CO₃=H₂O+CO₂↑+Na₂SO₄，
故答案为：强；H₂SO₄+Na₂CO₃=H₂O+CO₂↑+Na₂SO₄；
（4）C单质易溶于X与Z形成的三原子化合物（CS₂）中，CS₂的结构类似与二氧化碳，其结构为S=C=S，故此分子中的π键与σ键的个数之比是2：2=1：1，Na元素最高价氧化物对应水化物为氢氧化钠（NaOH），氢氧化钠与小苏打反应生成碳酸钠和水，离子方程式为OH^-+HCO₃^-=CO₃^2-+H₂O，故答案为：1：1；OH^-+HCO₃^-=CO₃^2-+H₂O；
（5）①Cu（s）+2H⁺（aq）═Cu²⁺（aq）+H₂（g）△H=+64.39kJ/mol，
②2H₂O₂（l）═2H₂O（l）+O₂（g）△H=-196.46kJ/mol，
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.84kJ/mol，
由盖斯定律①+$\frac{1}{2}$×②+③得到：Cu（s）+H₂O₂（l）+2H⁺（aq）═Cu²⁺（aq）+2H₂O（l）△H=+64.39kJ/mol+$\frac{1}{2}$×（-196.46kJ/mol）+（-285.84kJ/mol）=-319.68kJ/mol，故答案为：Cu（s）+H₂O₂（l）+2H⁺（aq）═Cu²⁺（aq）+2H₂O（l）△H=-319.68kJ/mol．

点评 本题结合元素周期律知识，考查反应热的有关计算、离子核外电子排布、离子反应方程式的书写等，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，明确反应热和化学计量数的关系是解题关键，题目难度不大．注意盖斯定律的应用．