Question

已知X、Y、Z、W都是短周期的非金屬元素，其原子序數(shù)依次增大．W原子的質(zhì)子數(shù)是Y原子質(zhì)子數(shù)的兩倍，X原子與W原子的最外層電子數(shù)之和是Y和Z原子的質(zhì)子數(shù)之和的

1

3

．Y的氫化物分子中有三個(gè)共價(jià)鍵．
（1）X、Z的元素名稱分別是

 

、

 

，W元素原子結(jié)構(gòu)示意圖為

 

．
（2）Y的氫化物分子的空間構(gòu)型為

 

，屬于

 

分子（填“極性”或“非極性”）
（3）由以上任意三種元素組成的化合物中，其水溶液顯酸性的有（填寫化學(xué)式）

 

、

 

．（任寫兩種）
（4）寫出一個(gè)離子反應(yīng)方程式，要求反應(yīng)物與生成物的離子或分子均是由以上元素中的兩種元素組成且各微粒所含的電子數(shù)相同．

 

．
（5）我國(guó)材料學(xué)家已成功制備了W元素與Y元素組成的耐高溫的新型材料W₃Y₄．工業(yè)上可用W的氫化物與Y的氫化物反應(yīng)制得耐高溫化合物和氫氣，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

分析：X、Y、Z、W都是短周期的非金屬元素，其原子序數(shù)依次增大．Y的氫化物分子中有三個(gè)共價(jià)鍵，處于ⅤA族，W原子的質(zhì)子數(shù)是Y原子質(zhì)子數(shù)的兩倍，則Y處于第二周期，故Y為N元素；W的質(zhì)子數(shù)為7×2=14，為Si元素；X原子與W原子的最外層電子數(shù)之和是Y和Z原子的質(zhì)子數(shù)之和的

1

3

，令X最外層電子數(shù)為x，Z的質(zhì)子數(shù)為z，則x+4=

1

3

（7+z），整理得3x+5=z，若x=1，則z=8，則X為氫元素、Z為氧元素，符合題意，若x=2，z=11，Na元素為金屬性元素，不符合題意，若x=3，則z=14，Z為Si元素與W重復(fù)，不符合題意，若x=4，則z=17，Z的原子序數(shù)大于Si元素，不符合題意，故X為氫元素、Z為氧元素，據(jù)此解答．

解答：解：X、Y、Z、W都是短周期的非金屬元素，其原子序數(shù)依次增大．Y的氫化物分子中有三個(gè)共價(jià)鍵，處于ⅤA族，W原子的質(zhì)子數(shù)是Y原子質(zhì)子數(shù)的兩倍，則Y處于第二周期，故Y為N元素；W的質(zhì)子數(shù)為7×2=14，為Si元素；X原子與W原子的最外層電子數(shù)之和是Y和Z原子的質(zhì)子數(shù)之和的

1

3

，令X最外層電子數(shù)為x，Z的質(zhì)子數(shù)為z，則x+4=

1

3

（7+z），整理得3x+5=z，若x=1，則z=8，則X為氫元素、Z為氧元素，符合題意，若x=2，z=11，Na元素為金屬性元素，不符合題意，若x=3，則z=14，Z為Si元素與W重復(fù)，不符合題意，若x=4，則z=17，Z的原子序數(shù)大于Si元素，不符合題意，故X為氫元素、Z為氧元素，
（1）由上述分析可知，X為氫、Z為氧，W為Si元素，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為，故答案為：氫；氧；；
（2）Y的氫化物為NH₃，分子的空間構(gòu)型為三角錐型，分子中正負(fù)電荷重心不重合，屬于極性分子，故答案為：三角錐型；極性；
（3）由以上任意三種元素組成的化合物中，其水溶液顯酸性，可以是酸或強(qiáng)酸弱堿鹽，符合條件的有HNO₃、NH₄NO₃等，故答案為：HNO₃、NH₄NO₃；
（4）反應(yīng)物與生成物的離子或分子均是由以上元素中的兩種元素組成且各微粒所含的電子數(shù)相同，考慮為10電子微粒之間的反應(yīng)，符合條件的離子方程式有：NH₄⁺+OH^-

△   .

NH₃↑+H₂O[或NH₃+H₃O⁺═NH₄⁺+H₂O或OH^-+H₃O⁺═2H₂O]，
故答案為：NH₄⁺+OH^-

△   .

NH₃↑+H₂O[或NH₃+H₃O⁺═NH₄⁺+H₂O或OH^-+H₃O⁺═2H₂O]；
（5）工業(yè)上可用SiH₄與NH₃反應(yīng)制得耐高溫化合物和氫氣，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為3SiH₄+4NH₃

高溫  .

Si₃N₄+12H₂，
故答案為：3SiH₄+4NH₃

高溫  .

Si₃N₄+12H₂．

點(diǎn)評(píng)：本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系的應(yīng)用，關(guān)鍵是X、Z元素的確定，（4）注意掌握常見(jiàn)10電子微粒，難度中等．