Question

6．已知X、Y、Z、W四种元素分别是元素周期表中连续三个短周期的元素，且原子序数依次增大．X、W同主族，Y、Z为同周期的相邻元素．W原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和．Y的氢化物分子中有3个共价键．试推断：
（1）X、Y、Z、W四种元素中两两形成的化合物：
溶于水显碱性的气态氢化物的化学式为NH₃；
含有极性共价键和非极性共价键的化合物的电子式为．
（2）由X、Y、Z所形成的常见离子化合物是NH₄NO₃ （写化学式），该化合物与W的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液加热时反应的离子方程式为：NH₄⁺+OH^-?NH₃↑+H₂O．
X与W形成的化合物与水反应时，水是氧化剂 （填“氧化剂”或“还原剂”）．
（3）用电子式表示W与Z形成W₂Z化合物的过程：．
（4）X与Y可以形成Y₂X₄分子，它是一种可燃性的液体，可与空气形成燃料电池，产物无污染，电解质溶液常选用20%～30%的KOH溶液，该燃料电池放电时，正极的电极反应式是O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；负极的电极反应式是N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W四种元素分别是元素周期表中连续三个短周期的元素，且原子序数依次增大，由于X为主族元素，则X为H元素；Y的氢化物分子中有3个共价键，说明最外层电子数为5，Y处于ⅤA族，X、W同主族，处于ⅠA族，Y的原子序数小于W、大于氢元素，故Y为N元素、W为Na元素；Y、Z为同周期的相邻元素，W原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和，Z的原子最外层电子数为11-5=6，原子序数小于Na元素、大于N元素，故Z为O元素，据此解答．

解答 解：X、Y、Z、W四种元素分别是元素周期表中连续三个短周期的元素，且原子序数依次增大，由于X为主族元素，则X为H元素；Y的氢化物分子中有3个共价键，说明最外层电子数为5，Y处于ⅤA族，X、W同主族，处于ⅠA族，Y的原子序数小于W、大于氢元素，故Y为N元素、W为Na元素；Y、Z为同周期的相邻元素，W原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和，Z的原子最外层电子数为11-5=6，原子序数小于Na元素、大于N元素，故Z为O元素．
（1）由以上元素中两两形成的化合物中：溶于水显碱性的气态氢化物为NH₃，含有极性共价键和非极性共价键的化合物是双氧水，双氧水分子的电子式为，
故答案为：NH₃；；
（2）由H、N、O所形成的常见离子化合物是NH₄NO₃，W的最高价氧化物对应的水化物为NaOH，两种化合物的浓溶液混合共热的离子反应方程式为 NH₄⁺+OH^-?NH₃↑+H₂O，H与Na形成的化合物为NaH，属于离子化合物，将该化合物溶于水，发生反应生成氢氧化钠与氢气，反应化学方程式为NaH+H₂O═NaOH+H₂↑，其中水中氢元素化合价降低，水做氧化剂，
故答案为：NH₄NO₃；NH₄⁺+OH^-?NH₃↑+H₂O；氧化剂；
（3）用电子式表示W与Z形成Na₂O化合物的过程：，
故答案为：；
（4）X与Y可以形成N₂H₄分子，它是一种可燃性的液体，可与空气形成燃料电池，产物无污染，电解质溶液常选用20%～30%的KOH溶液，则反应生成氮气与水，该燃料电池放电时，碱性条件下，氧气在正极上得电子生成氢氧根离子，则正极的电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，负极上燃料失电子发生氧化反应，在碱性环境下的反应式为：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑，
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑．

点评 本题考查结构性质位置关系、常用化学用语，难度中等，注意掌握常用常用化学用语的书写，（2）中根据水解原理理解NaH与水的反应．