Question

4．X、Y、Z、W是四種短周期元素，有關(guān)它們的信息如下表所示．

元素	部分結(jié)構(gòu)知識	部分性質(zhì)
X	X原子核外電子占有9個原子軌道	X的一種氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)
Y	Y原子的次外層電子數(shù)等于最外層電子數(shù)的一半	Y能形成多種氣態(tài)氫化物
Z	Z原子的最外層電子數(shù)多于4	Z元素的最高正化合價與最低負(fù)化合價代數(shù)和等于6
W	W原子的最外層電子數(shù)等于2n-3（n為原子核外電子層數(shù)）	化學(xué)反應(yīng)中W原子易失去最外層電子形成Wn+

請回答下列問題：
（1）X的單質(zhì)分子X₂的結(jié)構(gòu)式是S=S．
（2）X、Y、Z三元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性由強到弱的順序是HClO₄＞H₂SO₄＞H₂CO₃（用化學(xué)式表示）．
（3）常溫時，W的硫酸鹽溶液的pH＜（填“=”、“＞”或“＜”）7，理由是Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺（用離子方程式表示）．
（4）25℃、101kPa時，32g Y的最簡單氣態(tài)氫化物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時放出1780.6kJ的熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W是短周期的四種元素，X原子核外電子占有9個原子軌道，核外電子填充1s、2s、2p、3s、3p軌道，且X的一種氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)，故X為硫元素；
Y原子的次外層電子數(shù)等于最外層電子數(shù)的一半，則Y有2個電子層，最外層電子數(shù)為4，故Y為碳元素；
Z原子的最外層電子數(shù)多于4，Z元素的最高正化合價與最低負(fù)化合價代數(shù)和等于6，最外層電子數(shù)為7，故Z為Cl元素；
W原子的最外層電子數(shù)等于2n-3（n為原子核外電子層數(shù)），化學(xué)反應(yīng)中W原子易失去最外層電子形成Wⁿ⁺，W為金屬元素，最外層電子數(shù)為n，故2n-3=n，故n=3，故W為Al元素，據(jù)此進行解答．

解答 解：X、Y、Z、W是短周期的四種元素，X原子核外電子占有9個原子軌道，核外電子填充1s、2s、2p、3s、3p軌道，且X的一種氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)，故X為硫元素；Y原子的次外層電子數(shù)等于最外層電子數(shù)的一半，則Y有2個電子層，最外層電子數(shù)為4，故Y為碳元素；Z原子的最外層電子數(shù)多于4，Z元素的最高正化合價與最低負(fù)化合價代數(shù)和等于6，最外層電子數(shù)為7，故Z為Cl元素；W原子的最外層電子數(shù)等于2n-3（n為原子核外電子層數(shù)），化學(xué)反應(yīng)中W原子易失去最外層電子形成Wⁿ⁺，W為金屬元素，最外層電子數(shù)為n，故2n-3=n，故n=3，故W為Al元素，
（1）X為硫元素，分子式為X₂的單質(zhì)為S₂，S₂電子式為，則其結(jié)構(gòu)式為：S=S，故答案為：S=S；
（2）由于非金屬性：Cl＞S＞C，元素的非金屬性越強，對應(yīng)的最高價氧化物的水化物的酸性越強，則有酸性：HClO₄＞H₂SO₄＞H₂CO₃，
故答案為：HClO₄＞H₂SO₄＞H₂CO₃；
（3）含W的一種硫酸鹽是常用的凈水劑，為Al₂（SO₄）₃，硫酸鋁溶液中鋁離子水解：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，溶液pH＜7，
故答案為：＜；Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；
（4）Y的最簡單氣態(tài)氫化物為CH₄，25℃、101kPa時，32gCH₄的物質(zhì)的量為：$\frac{32g}{16g/mol}$=2mol，完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時放出1780.6kJ的熱量，1mol甲烷完全燃燒放出的熱量為1780.6kJ×$\frac{1mol}{2mol}$=890.3kJ，故該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol．

點評 本題考查位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的綜合應(yīng)用，題目難度中等，涉及熱化學(xué)方程式書寫、常用化學(xué)用語、鹽類水解等知識，題目難度中等，推斷元素是解答關(guān)鍵，（1）中的S₂的結(jié)構(gòu)判斷，結(jié)合氧氣的結(jié)構(gòu)分析．