Question

6．X、Y、Z、W四种元素都是短周期元素，且原子序数W＞Z＞Y＞X．已知：X与Y的原子的最外层电子数之和与Z原子最外层电子数相等；X的阳离子半径是自然界中离子半径最小的；W和 Y原子的最外层电子数之和是Z原子最外层电子数的2倍；W原子的最外层电子数为其电子层数 的3倍．试回答：?
（1）写出元素符号：XH、YC、ZN、WO．?
（2）上述元素单质中熔点最高的是C．（用化学式表示）?
（3）写出Y与W构成的最高价化合物的电子式
（4）由上述四种元素组成的离子化合物在300℃完全分解为气态混合物，且混合气体的平均相对分子质量为24．该离子化合物的化学式是（NH₄）₂CO₃．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W四种元素都是短周期元素，且原子序数W＞Z＞Y＞X．X的阳离子半径是自然界中离子半径最小的，则X为H元素；W原子的最外层电子数为其电子层数 的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，故E为O元素；结合原子序数可知Y、Z处于第二周期，X（氢）与Y的原子的最外层电子数之和与Z原子最外层电子数相等，则Y、Z相邻，W和 Y原子的最外层电子数之和是Z原子最外层电子数的2倍，设Y最外层电子数为x，则Z的最外层电子数为x+1，故8+x=2（x+1），解得x=6，故Y为C元素，Z为N元素．

解答 解：X、Y、Z、W四种元素都是短周期元素，且原子序数W＞Z＞Y＞X．X的阳离子半径是自然界中离子半径最小的，则X为H元素；W原子的最外层电子数为其电子层数 的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，故E为O元素；结合原子序数可知Y、Z处于第二周期，X（氢）与Y的原子的最外层电子数之和与Z原子最外层电子数相等，则Y、Z相邻，W和 Y原子的最外层电子数之和是Z原子最外层电子数的2倍，设Y最外层电子数为x，则Z的最外层电子数为x+1，故8+x=2（x+1），解得x=6，故Y为C元素，Z为N元素．
（1）由上述分析可知，X为H、Y为C、Z为N、W为O，
故答案为：H；C；N；O；?
（2）上述元素单质中碳元素单质为固体，其它单质均为气体，故碳元素单质的熔点最高，
故答案为：C；?
（3）Y与W构成的最高价化合物为CO₂，电子式为，
故答案为：；
（4）由上述四种元素组成的离子化合物在300℃完全分解为气态混合物，常见化合物中碳酸铵、碳酸氢铵等符合，且混合气体的平均相对分子质量为24，1mol碳酸氢铵分解得到1mol氨气、1mol水蒸气、1mol二氧化碳，平均相对分子质量为$\frac{79}{3}$=26.3，不符合题意，而1mol碳酸铵分解得到2mol氨气、1mol水蒸气、1mol二氧化碳，平均相对分子质量为$\frac{96}{4}$=24，符合题意，故该离子化合物的化学式是（NH₄）₂CO₃，
故答案为：（NH₄）₂CO₃．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，推断元素是解题关键，（4）为本题的难点，由四种元素形成的离子化合物很多，通过猜测验证进行解答．