题目内容

16．U、W、X、Y、Z都是短周期元素，且原子序数依次增大．W的气态氢化物甲和W的最高价氧化物对应的水化物可以化合生成盐，U与X可形成常温下呈液态的分子乙，甲、乙均为常见的10 电子分子；Y 元素原子的 K 层电子数与M层电子数相同；Z元素的单质是太阳能转换为电能的常用材料．请回答问题：
（1）Z元素在周期表中的位置第三周期ⅣA族．
（2）X、Y、Z三种元素的原子半径由小到大的顺序是O＜Si＜Mg（用元素符号表示）．
（3）U与X形成的18电子化合物的电子式是．
（4）（3）中描述的化合物含有的化学键有bc．
a．离子键  b．极性共价键  c．非极性共价键
（5）已知：①N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol
②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol
试写出氨气完全燃烧生成气态水和氮气的热化学方程式4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（g）△H=-1266kJ/mol．
（6）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以W2、U2为电极反应物，以HCl-NH4Cl溶液为电解质溶液制造新型燃料电池，试写出该电池的正极电极反应式：N2+8H++6e-=2NH4+，；溶液中H+移向正极（填“正”或“负”）极．

分析 U、W、X、Y、Z都是短周期元素，且原子序数依次增大．W的气态氢化物甲和W的最高价氧化物对应的水化物可以化合生成盐，应为铵盐，则W为N元素、甲为NH3；Y 元素原子的 K 层电子数与M层电子数相同，则M层电子数为2，故Y为Mg；Z元素的单质是太阳能转换为电能的常用材料，则Z为Si；U与X可形成常温下呈液态的分子乙，乙为常见的10 电子分子，则U为H元素、X为O元素，乙为H2O，据此解答．

解答 解：U、W、X、Y、Z都是短周期元素，且原子序数依次增大．W的气态氢化物甲和W的最高价氧化物对应的水化物可以化合生成盐，应为铵盐，则W为N元素、甲为NH3；Y 元素原子的 K 层电子数与M层电子数相同，则M层电子数为2，故Y为Mg；Z元素的单质是太阳能转换为电能的常用材料，则Z为Si；U与X可形成常温下呈液态的分子乙，乙为常见的10 电子分子，则U为H元素、X为O元素，乙为H2O，
（1）Z为Si，元素在周期表中的位置：第三周期ⅣA族，
故答案为：第三周期ⅣA族；
（2）同周期自左而右原子半径减小、同主族自上而下原子半径增大，故原子半径：O＜Si＜Mg，
故答案为：O＜Si＜Mg；
（3）U与X形成的18电子化合物为H2O2，电子式是，
故答案为：；
（4）中氧原子之间形成非极性键，氧原子与氢原子之间形成极性键，
故答案为：bc；
（5）已知：①N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol
②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol
由盖斯定律，②×3-①×2得：4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（g）△H=3×（-483.6kJ/mol）-2×（-92.4kJ/mol）=-1266kJ/mol，故反应热化学方程式为：4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（g）△H=-1266kJ/mol，
故答案为：4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（g）△H=-1266kJ/mol；
（6）以N2、H2为电极反应物，以HCl-NH4Cl溶液为电解质溶液制造新型燃料电池，正极发生还原反应，氮气在正极失去电子，酸性条件下生成铵根离子，该电池的正极电极反应式：N2+8H++6e-=2NH4+，溶液中H+移向正极，
故答案为：N2+8H++6e-=2NH4+；正．

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，（6）中氢离子移动方向判断为易错点，学生容易认为正极生成铵根离子，导致氢离子向负极移动，忽略消耗氢离子与生成铵根离子数量关系

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