Question

（2011?下城區模擬）原子序數由小到大排列的四種短周期主族元素X、Y、Z、W，其中Z、W兩原子的核外電子數之和為X、Y兩原子核外電子電子數之和的三倍，Y、Z左右相鄰，Z、W位于同一主族．
（1）Y元素是

氮

（填元素名稱）．
（2）由X、Y、Z三種元素組成的鹽中存在

離子鍵和共價鍵

（填“離子鍵”“共價鍵”）．
（3）解釋WZ₂的水溶液顯酸性的原因

SO₂+H₂OH₂SO₃、H₂SO₃H⁺+HSO₃^-

（用方程式表示）．
（4）某物質由Na、Y、Z三種元素組成，取該物質配成的溶液，滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀生成，再滴入稀HNO₃，白色沉淀溶解，該物質的分子式為

NaNO₂

．
（5）分別均由X、Y、Z、W四種元素組成的化合物A和B，A和B都能和堿反應，A還能和酸反應，A和B之間也能以物質的量1：1進行反應．
寫出A與B兩溶液之間反應的離子方程式

H⁺+HSO₃^-=H₂O+SO₂↑

．
（6）Y₂X₄是一種可燃性的液體，其燃燒產物之一是大氣中的主要成分．3.20g Y₂X₄在氧氣中完全燃燒放出熱量62.4kJ（25℃），請寫出Y₂X₄完全燃燒的熱化學反應方程式

N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624kJ?mol^-1

．
Y₂X₄-空氣燃料電池（DHFC）是一種堿性燃料電池，電解質溶液是20%～30%的NaOH溶液．其工作原理如圖：

Y₂X₄-空氣燃料電池放電時，負極的電極反應式是

N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O

．

Answer 1

分析：原子序數由小到大排列的四種短周期主族元素X、Y、Z、W，Y、Z左右相鄰，Z、W位于同一主族，設Y的原子序數為x，則Z的原子序數為x+1，W的原子序數為x+9，設X的原子序數為y，Z、W兩原子的核外電子數之和為X、Y兩原子核外電子電子數之和的三倍，則（x+1）+（x+9）=3（x+y），所以x+3y=10，若y=1，x=7符合題意，可推斷出X為H，Y為N，Z為O，W為S．
（1）根據元素寫出元素的名稱；
（2）根據銨鹽中元素的成鍵來分析；
（3）根據化學反應及電離來分析；
（4）物質由Na、Y、Z三種元素組成，亞硝酸銀微溶于水；
（5）均由X、Y、Z、W四種元素組成的化合物A和B，A和B都能和堿反應，A還能和酸反應，則A為NaHSO₄，B為NaHSO₃；
（6）3.20g Y₂X₄在氧氣中完全燃燒放出熱量62.4kJ（25℃），則1molN₂H₄燃燒放出624kJ的熱量，以此來書寫熱化學反應方程式；Y₂X₄-空氣燃料電池放電時，N元素的化合價升高，
N₂H₄為原電池的負極，失去電子生成氮氣和水．

解答：解：原子序數由小到大排列的四種短周期主族元素X、Y、Z、W，Y、Z左右相鄰，Z、W位于同一主族，設Y的原子序數為x，則Z的原子序數為x+1，W的原子序數為x+9，設X的原子序數為y，Z、W兩原子的核外電子數之和為X、Y兩原子核外電子電子數之和的三倍，則（x+1）+（x+9）=3（x+y），所以x+3y=10，若y=1，x=7符合題意，可推斷出X為H，Y為N，Z為O，W為S．
（1）Y為N，名稱為氮，故答案為：氮；
（2）由X、Y、Z三種元素組成銨鹽，銨根離子與硝酸根離子以離子鍵結合，N、H，N、O之間以共價鍵結合，故答案為：離子鍵和共價鍵；
（3）WZ₂的水溶液顯酸性，是因SO₂+H₂O H₂SO₃、H₂SO₃ H⁺+HSO₃^-，
故答案為：SO₂+H₂O H₂SO₃、H₂SO₃ H⁺+HSO₃^-；
（4）物質由Na、Y、Z三種元素組成，亞硝酸銀微溶于水，硝酸銀能溶于水，則該物質為NaNO₂，故答案為：NaNO₂；
（5）均由X、Y、Z、W四種元素組成的化合物A和B，A和B都能和堿反應，A還能和酸反應，則A為NaHSO₄，B為NaHSO₃；，二者之間的離子反應為H⁺+HSO₃^-=H₂O+SO₂↑，
故答案為：H⁺+HSO₃^-=H₂O+SO₂↑；
（6）3.20g Y₂X₄在氧氣中完全燃燒放出熱量62.4kJ（25℃），則1molN₂H₄燃燒放出624kJ的熱量，
熱化學反應方程式為N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624kJ?mol^-1；Y₂X₄-空氣燃料電池放電時，N元素的化合價升高，N₂H₄為原電池的負極，失去電子生成氮氣和水，負極的電極反應為N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O，
故答案為：N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624kJ?mol^-1；N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O．

點評：本題考查位置、結構、性質的綜合應用，難度較大，綜合性較強，元素的推斷是解答的關鍵，并熟悉熱化學反應、化學鍵、原電池及化學用語等知識點來解答．