Question

已知X、Y、Z、W為四種短周期元素，其原子序數(shù)依次增大，且由這些元素所組成的單質(zhì)在常溫下均呈氣態(tài)．X、Y、W處于不同周期，且在一定條件下其單質(zhì)能發(fā)生反應(yīng)：X₂+Y₂→甲，X₂+W₂→乙，甲、乙可化合生成離子化合物丙．試回答下列問題：
（1）W元素在周期表中的位置是

第三周期ⅦA族

；甲的空間結(jié)構(gòu)為

三角錐形

．
（2）丙的水溶液呈酸性，用離子方程式表示其原因：

NH₄⁺+H₂ONH₃?H₂O+H⁺

．
（3）X、Z可組成四原子化合物丁，丁是一種二元弱酸，寫出丁在水中的電離方程式：

H₂O₂H⁺+HO₂^-HO₂^-H⁺+O₂^2-

；X、Y組成的液態(tài)化合物Y₂X₄ 16克與足量丁反應(yīng)生成Y₂和液態(tài)水，放出Q kJ的熱量，請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

N₂H_4（l）+2H₂O_2（l）=N_2（g）+4H₂O_（l）；△H=-2QkJ/mol

；Y₂X₄還可以和Z₂構(gòu)成清潔高效的燃料電池，若電解質(zhì)溶液為NaOH溶液，則負極的電極反應(yīng)式為

N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O

．

Answer 1

分析：X、Y、Z、W為四種短周期元素，其原子序數(shù)依次增大，X、Y、W處于不同周期，則X為H；由反應(yīng)X₂+Y₂→甲，X₂+W₂→乙，甲、乙可化合生成離子化合物丙，則丙為氯化銨，即Y為氮，W為氯；由這些元素所組成的單質(zhì)在常溫下均呈氣態(tài)，則Z為氧或氟，然后利用元素及其單質(zhì)、化合物的性質(zhì)來解答．

解答：解：根據(jù)X、Y、Z、W為四種短周期元素，其原子序數(shù)依次增大，X、Y、W處于不同周期，則X為H；由反應(yīng)X₂+Y₂→甲，X₂+W₂→乙，甲、乙可化合生成離子化合物丙，則丙為氯化銨，即Y為氮，W為氯；由這些元素所組成的單質(zhì)在常溫下均呈氣態(tài)，則Z為氧或氟，
（1）W為Cl，其原子結(jié)構(gòu)中有3個電子層，最外層電子數(shù)為7，則在元素周期表中第三周期第ⅦA族，Y為N，則甲為氨氣，空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，
故答案為：第三周期ⅦA族；三角錐形；
（2）丙為氯化銨，屬于強酸弱堿鹽，其水溶液水解顯酸性，水解離子反應(yīng)為NH₄⁺+H₂ONH₃?H₂O+H⁺，
故答案為：NH₄⁺+H₂ONH₃?H₂O+H⁺；
（3）X為H，Z為O或F，H與F不可能組成四原子化合物丁，則Z應(yīng)為O，丁為H₂O₂，是一種二元弱酸，電離分步進行，則丁在水中的電離方程式為H₂O₂H⁺+HO₂^-、
HO₂^-H⁺+O₂^2-，X、Y組成的液態(tài)化合物Y₂X₄為N₂H₄，16克與足量丁反應(yīng)生成Y₂和液態(tài)水，放出Q kJ的熱量，
則1molN₂H₄與足量丁反應(yīng)放出的熱量為Q kJ×

32

16

=2QKJ，
則熱化學(xué)方程式為N₂H_4（l）+2H₂O_2（l）=N_2（g）+4H₂O_（l）；△H=-2QkJ/mol，在原電池中，負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，
N₂H₄在負極失去電子生成氮氣和水，其電極反應(yīng)為
N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O，
故答案為：H₂O₂H⁺+HO₂^-、HO₂^-H⁺+O₂^2-；N₂H_4（l）+2H₂O_2（l）=N_2（g）+4H₂O_（l）；△H=-2QkJ/mol；
N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O．

點評：本題考查位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的應(yīng)用，明確元素的推斷是解答本題的關(guān)鍵，并熟悉水解、電離、熱化學(xué)反應(yīng)方程式、原電池等熱點知識來解答．