Question

3．X、Y、Z、W、M、N 为原子序数依次增大的六种短周期元素，常温下，六种元素的常见单质中三种为气体，三种为固体．X与M，W与N分别同主族，在周期表中X是原子半径最小的元素，且X能与Y、Z、W分别形成电子数相等的三种分子，Z、W 的最外层电子数之和与M的核外电子总数相等．试回答下列问题：
（1）N的核外电子空间运动状态有16种；电子占据的最高能级符号是3p；所在能层排满有18个电子；
（2）X、Z 形成的含18电子的化合物的电子式为；
（3）X和W组成的化合物中，既含有极性共价键又含有非极性共价键的是H₂O₂（填化学式），此化合物可将碱性工业废水中的CN^-氧化为碳酸盐和氨气，相应的离子方程式为：OH^-+CN^-+H₂O₂=CO₃^2-+NH₃↑；
（4）ZX₃和YX₄两种分子在X₂W中的溶解度相差很大，其原因是CH₄为非极性分子，NH₃为极性分子，H₂O为极性溶剂，根据相似相容原理，NH₃在水中的溶解度大，且NH₃与H₂O可形成分子间氢键，增大NH₃在H₂O中的溶解度．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、M、N为原子序数依次增大的六种短周期元素，在周期表中X是原子半径最小的元素，则X为氢元素；X与M同主族，结合原子序数可知M为Na；Y、Z、W的原子序数小于M，处于第二周期，X能与Y、Z、W分别形成电子数相等的三种分子，考虑10电子分子等，为C、N、O、F中的3种，六种元素单质中三种为气体、三种为固体，而Y、Z、W的单质只有至少有2种气体单体，又W与N同主族，则N属于固体，故W不能为F元素，而Z、W的最外层电子数之和与M的核外电子总数相等，则平均最外层电子数为5.5，Z最外层电子数为5、W最外层电子数为6，可推知Y为C、Z为N、W为O，W与N同主族，则N为S元素．

解答 解：X、Y、Z、W、M、N为原子序数依次增大的六种短周期元素，在周期表中X是原子半径最小的元素，则X为氢元素；X与M同主族，结合原子序数可知M为Na；Y、Z、W的原子序数小于M，处于第二周期，X能与Y、Z、W分别形成电子数相等的三种分子，考虑10电子分子等，为C、N、O、F中的3种，六种元素单质中三种为气体、三种为固体，而Y、Z、W的单质只有至少有2种气体单体，又W与N同主族，则N属于固体，故W不能为F元素，而Z、W的最外层电子数之和与M的核外电子总数相等，则平均最外层电子数为5.5，Z最外层电子数为5、W最外层电子数为6，可推知Y为C、Z为N、W为O，W与N同主族，则N为S元素．
（1）N为S元素，原子核外有16个单质，故核外电子空间运动状态有16种，电子占据的最高能级符号是3p，所在能层排满有18个电子，
故答案为：16；3p；18；
（2）X、Z 形成的含18电子的化合物为N₂H₄，电子式为，
故答案为：；
（3）X和W组成的化合物中，既含有极性共价键又含有非极性共价键的是 H₂O₂，此化合物可将碱性工业废水中的CN^-氧化为碳酸盐和氨气，相应的离子方程式为：OH^-+CN^-+H₂O₂=CO₃^2-+NH₃↑，
故答案为：H₂O₂；OH^-+CN^-+H₂O₂=CO₃^2-+NH₃↑；
（4）CH₄为非极性分子，NH₃为极性分子，H₂O为极性溶剂，根据相似相容原理，NH₃在水中的溶解度大，且NH₃与H₂O可形成分子间氢键，增大NH₃在H₂O中的溶解度，
故答案为：CH₄为非极性分子，NH₃为极性分子，H₂O为极性溶剂，根据相似相容原理，NH₃在水中的溶解度大，且NH₃与H₂O可形成分子间氢键，增大NH₃在H₂O中的溶解度．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，推断元素是解题的关键，是对学生综合能力的考查，注意基础知识的理解掌握．