Question

已知X、Y、Z、W是短周期元素中的四种非金属元素，它们的原子序数依次增大．X元素的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）请写出Z在元素周期表中的位置

 

．
（2）由X、Y、Z、W四种元素可组成酸式盐，该化合物的水溶液与足量NaOH溶液在加热条件下反应的离子方程式为

 

．
（3）工业上用E检验输送氯气的管道是否漏气，可观察到大量白烟，同时有单质Z生成，写出化学方程式

 

，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量比为：

 

．
（4）Z的氢化物与NaClO反应可得到肼（N₂H₄），则1mol肼分子中含有

 

mol非极性键．
（5）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N₂O₄应生成N₂和水蒸气． 写出肼和N₂O₄ 反应的化学方程式

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用

专题：

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，据此进行解答．

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，
依据以上分析可知：X为H，Y为C，Z为N，W为O元素，
（1）Z为氮元素，N有2个电子层，最外层5个电子，处于第二周期第ⅤA族，
故答案为：第二周期第ⅤA族；
（2）H、C、N、O四种元素可组成酸式盐NH₄HCO₃，碳酸氢铵与足量浓NaOH溶液反应生成碳酸钠、氨气与水，反应离子方程式为：NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-

△   .

NH₃↑+2H₂O+CO₃^2-，
故答案为：NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-

△   .

NH₃↑+2H₂O+CO₃^2-；
（3）工业上用E检验输送氯气的管道是否漏气，可观察到大量白烟，同时有单质氮气生成，故E为氯气，化学方程式为：8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂；该反应中氯气为氧化剂，氨气为还原剂，8mol氨气反应，只有2mol被还原，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为：3：2，
故答案为：8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂；3：2；
（4）NH₃与NaClO反应可得到肼（N₂H₄），N₂H₄分子的结构式为：，其分子中含有4个氮氢键和1个氮氮键，所以1mol肼分子中含有1mol非极性键，
故答案为：1；
（5）肼和N₂O₄反应生成氮气和水，N₂H₄中N元素的化合价为-2价，N₂O₄中N元素化合价为+4价，反应后都变为0价的氮气，根据化合价升降相等配平，配平后的化学方程式为：2N₂H₄+N₂O₄═3N₂+4H₂O，
故答案为：2N₂H₄+N₂O₄═3N₂+4H₂O．

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，正确推断各元素名称为解答关键，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生灵活应用基础知识的能力，注意熟练掌握原子结构与元素周期表、元素周期律的关系．