Question

10．X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，X元素原子核外有三個(gè)能級，各能級電子數(shù)相等，Y的單質(zhì)在空氣中燃燒生成一種淡黃色的固體；Z元素原子的最外層電子數(shù)比次外層電子少數(shù)2，W的內(nèi)層電子已充滿，最外層只有一個(gè)電子．請回答：
（1）X元素在周期表中的位置是第二周期第IVA族；W²⁺離子的核外電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹
（2）Y離子和Z離子比較，半徑較大的是S^2-，Z元素和氧元素的簡單氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)不同的原因是水分子間存在氫鍵，增大分子之間的相互作用
（3）Z元素的非金屬性比X強(qiáng)，可由一復(fù)分解反應(yīng)推測而得，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為H₂SO₄+Na₂CO₃=H₂O+CO₂↑+Na₂SO₄
（4）X單質(zhì)易溶于X與Z形成的三原子化合物中，該化合物分子中的π鍵與σ鍵的個(gè)數(shù)之比是1：1；Y元素最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物與小蘇打反應(yīng)的離子方程式為OH^-+HCO₃^-=CO₃^2-+H₂O
（5）用H₂O₂和Z元素最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的混合溶液可溶解W單質(zhì)粉末，已知：
W（s）+2H⁺（ag）═W²⁺（ag）+H₂（g）△H=+64.39kJ•mol^-1
2H₂O₂（l）=2H₂O（l）+O₂（g）△H=-196.46kJ•mol^-1
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=₂O（l）△H=-285.84kJ•mol^-1
則在Z元素最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的溶液中，W與H₂O₂反應(yīng)生成W²⁺與H₂O的熱反應(yīng)化學(xué)方程式為Cu（s）+H₂O₂（l）+2H⁺（aq）═Cu²⁺（aq）+2H₂O（l）△H=-319.68kJ/mol．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中常見的元素，X的基態(tài)原子核外的三個(gè)能級上電子數(shù)相等，原子核外電子排布為1s²2s²2p²，則X為C元素；
Y的單質(zhì)在空氣中燃燒生成一種淡黃色的固體，則Y為Na元素，淡黃色固體是過氧化鈉；
Z元素原子的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)少2個(gè)，故Z原子最外層電子數(shù)為6，且原子序數(shù)大于Na，則Z為S元素；
W的內(nèi)層電子已充滿，最外層只有一個(gè)電子，則W為Cu元素；
（1）C在第二周期第IVA族，Cu失去2個(gè)電子后剩余27個(gè)電子；
（2）電子層數(shù)越多，離子半徑越大；
（3）最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，其非金屬性越強(qiáng)，依據(jù)強(qiáng)酸制取弱酸原理解答即可；
（4）C易溶于二硫化碳中，類比二氧化碳的結(jié)構(gòu)分析二硫化碳即可，氫氧化鈉與碳酸氫鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，據(jù)此書寫離子反應(yīng)方程式；
（5）根據(jù)已知的熱化學(xué)反應(yīng)方程式和蓋斯定律來分析Cu與H₂O₂反應(yīng)生成Cu²⁺和H₂O的熱化學(xué)方程式，然后計(jì)算焓變即可．

解答 解：X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中常見的元素，X的基態(tài)原子核外的三個(gè)能級上電子數(shù)相等，原子核外電子排布為1s²2s²2p²，則X為C元素；
Y的單質(zhì)在空氣中燃燒生成一種淡黃色的固體，則Y為Na元素，淡黃色固體是過氧化鈉；
Z元素原子的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)少2個(gè)，故Z原子最外層電子數(shù)為6，且原子序數(shù)大于Na，則Z為S元素；
W的內(nèi)層電子已充滿，最外層只有一個(gè)電子，則W為Cu元素，綜上所述：X為碳、Y為鈉、Z為硫、W為銅，
（1）X元素為C，C在周期表中的位置是：第二周期第IVA族；W為Cu，故Cu²⁺離子的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，
故答案為：第二周期第IVA族；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；
（2）電子層數(shù)越多，離子半徑越大，Na離子和S離子比較，半徑較大的是 S^2-，S元素和氧元素的簡單氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)不同的原因是：水分子間存在氫鍵，增大分子之間的相互作用，故答案為：S^2-；水分子間存在氫鍵，增大分子之間的相互作用；
（3）S元素的非金屬性比C強(qiáng)，可由一復(fù)分解反應(yīng)推測而得，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H₂SO₄+Na₂CO₃=H₂O+CO₂↑+Na₂SO₄，
故答案為：強(qiáng)；H₂SO₄+Na₂CO₃=H₂O+CO₂↑+Na₂SO₄；
（4）C單質(zhì)易溶于X與Z形成的三原子化合物（CS₂）中，CS₂的結(jié)構(gòu)類似與二氧化碳，其結(jié)構(gòu)為S=C=S，故此分子中的π鍵與σ鍵的個(gè)數(shù)之比是2：2=1：1，Na元素最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物為氫氧化鈉（NaOH），氫氧化鈉與小蘇打反應(yīng)生成碳酸鈉和水，離子方程式為OH^-+HCO₃^-=CO₃^2-+H₂O，故答案為：1：1；OH^-+HCO₃^-=CO₃^2-+H₂O；
（5）①Cu（s）+2H⁺（aq）═Cu²⁺（aq）+H₂（g）△H=+64.39kJ/mol，
②2H₂O₂（l）═2H₂O（l）+O₂（g）△H=-196.46kJ/mol，
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.84kJ/mol，
由蓋斯定律①+$\frac{1}{2}$×②+③得到：Cu（s）+H₂O₂（l）+2H⁺（aq）═Cu²⁺（aq）+2H₂O（l）△H=+64.39kJ/mol+$\frac{1}{2}$×（-196.46kJ/mol）+（-285.84kJ/mol）=-319.68kJ/mol，故答案為：Cu（s）+H₂O₂（l）+2H⁺（aq）═Cu²⁺（aq）+2H₂O（l）△H=-319.68kJ/mol．

點(diǎn)評 本題結(jié)合元素周期律知識(shí)，考查反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算、離子核外電子排布、離子反應(yīng)方程式的書寫等，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，明確反應(yīng)熱和化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系是解題關(guān)鍵，題目難度不大．注意蓋斯定律的應(yīng)用．