Question

2、現(xiàn)有X、Y、Z三種元素，其中X原子核內(nèi)只有一個(gè)質(zhì)子；Y原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍；X與Z形成的化合物的分子式為ZX₃，每個(gè)分子內(nèi)有10個(gè)電子．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）寫(xiě)出Z元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖

；
X分別與Y、Z形成的化合物中，具有5個(gè)原子核的微粒的化學(xué)式為

CH₄（NH₄⁺也可）

．
（2）某些常見(jiàn)物質(zhì)可用來(lái)合成新材料，如利用高溫高壓法使石墨轉(zhuǎn)變?yōu)槿嗽旖饎偸�．科學(xué)家認(rèn)為Y、Z元素可形成一種比金剛石更硬的化合物，后來(lái)人們?cè)趯?shí)驗(yàn)室成功合成了含有這些元素的化合物（制作晶體薄膜材料），這種化合物的化學(xué)式是

C₃N₄

；試推測(cè)合成這種化合物所需的條件是

高溫高壓

．

Answer 1

分析：X原子核內(nèi)只有一個(gè)質(zhì)子，即X原子的質(zhì)子數(shù)為1，原子序數(shù)為1的元素為氫元素；
K層為第一層、L層為第二層，核外電子排布時(shí)按照先排K層、排滿K層再排L層并且K層上最多只能排2個(gè)電子，根據(jù)Y原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍，可判斷Y原子核外共有6個(gè)電子，則Y原子的質(zhì)子數(shù)和原子序數(shù)都為6，元素Y為碳元素；
X元素為氫元素，則每個(gè)H原子內(nèi)有1個(gè)電子，根據(jù)“X與Z形成的化合物的分子式為ZX₃，每個(gè)分子內(nèi)有10個(gè)電子”的信息，可推斷每個(gè)Z原子中含有7個(gè)電子，則Z原子的質(zhì)子數(shù)和原子序數(shù)為7，可判斷Z為氮元素；
根據(jù)以上對(duì)X、Y、Z三種元素的推斷，完成所提出的問(wèn)題．

解答：解：（1）Z原子核內(nèi)有7個(gè)質(zhì)子、核外的7個(gè)電子分兩層排布；具有5個(gè)原子核的微粒即微粒由5個(gè)原子構(gòu)成，則X分別與Y、Z形成的化合物即C與H元素或N與H元素的五個(gè)原子所構(gòu)成的分子，甲烷分子由一個(gè)C原子和四個(gè)氫原子構(gòu)成，符合題意；
故答案為：；CH₄（NH₄⁺也可）；
（2）碳元素的原子最外層有4個(gè)電子、氮元素的原子最外層有5個(gè)電子，兩元素在化學(xué)變化中都不易失去電子，因此兩種元素化合時(shí)，通過(guò)形成共用電子對(duì)而形成共價(jià)化合物；每個(gè)碳原子需形成4對(duì)共用電子對(duì)、每個(gè)氮原子需形成3對(duì)共用電子對(duì)才能形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此，碳元素與氮元素化合時(shí)兩種元素的原子個(gè)數(shù)比應(yīng)為3：4，即形成化合物的化學(xué)式為C₃N₄；由于碳元素在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，結(jié)合利用高溫高壓法使石墨轉(zhuǎn)變?yōu)槿嗽旖饎偸�的原理，因此可猜測(cè)該反應(yīng)需要在高溫高壓條件下發(fā)生；
故答案為：C₃N₄；高溫高壓．

點(diǎn)評(píng)：分子由原子構(gòu)成，因此每個(gè)分子中的電子數(shù)應(yīng)為構(gòu)成分子的各原子的核外電子數(shù)之和；每個(gè)原子一個(gè)原子核，分子中原子核數(shù)即分子中的原子個(gè)數(shù)．