Question

X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素．X與W可形成正四面體型的共價(jià)化合物，Y的次外層電子數(shù)等于其最外層和最內(nèi)層電子數(shù)之和的2倍，Y、Z的最外層電子數(shù)之和等于W的最外層電子數(shù)．回答下列問(wèn)題：
（1）用化學(xué)符號(hào)表示X的一種核素

₆¹²C或₆¹³C或₆¹⁴C

．
（2）寫(xiě)出Y的單質(zhì)與X的最高價(jià)氧化物反應(yīng)的化學(xué)方程式

2Mg+CO2

點(diǎn)燃  .

2MgO+C

．
（3）Z的單質(zhì)在W的單質(zhì)中燃燒，生成的產(chǎn)物中各原子的最外層均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的分子屬于

極性分子

（填“極性分子”或“非極性分子”）．
（4）Y與W形成的化合物的電子式為

．
（5）與Z同主族的元素M可與X形成一種化合物，該化合物是新近人工合成的比金剛石硬度大的無(wú)機(jī)非金屬材料，其化學(xué)式為

C₃N₄

．
（6）W的氫化物R是實(shí)驗(yàn)室一種常用試劑的主要成分，該試劑可用于實(shí)驗(yàn)室多種氣體的制備，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室制取氣體時(shí)滿足下列條件的離子方程式．
①R作氧化劑：

2H⁺+Zn═Zn²⁺+H₂↑

．
②R作還原劑：

MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△  .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O

．

Answer 1

分析：X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素．Y的次外層電子數(shù)等于其最外層和最內(nèi)層電子數(shù)之和的2倍，則Y有3個(gè)電子層，令最外層電子數(shù)為a，則（a+2）×2=8，解得a=2，故Y為鎂元素；X與W可形成正四面體型的共價(jià)化合物，則為第ⅣA族與ⅦA族元素，若X為第ⅣA族元素，W為第ⅦA族元素，原子序數(shù)X小于鎂元素，則X為碳元素，W為氯元素，Y、Z的最外層電子數(shù)之和等于W的最外層電子數(shù)，Z的最外層電子數(shù)為7-2=5，原子序數(shù)Z大于鎂元素，Z為磷元素，符合題意．若X為第ⅦA族元素，W為第ⅣA族元素，原子序數(shù)X小于鎂元素、W大于X，X為氟元素，W為硅元素，Y、Z的最外層電子數(shù)之和等于W的最外層電子數(shù)，Z的最外層電子數(shù)為4-2=2，原子序數(shù)Z大于鎂元素，不符合題意．故X為碳元素，Y為鎂元素，Z為磷元素，W為氯元素．

解答：解：X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素．Y的次外層電子數(shù)等于其最外層和最內(nèi)層電子數(shù)之和的2倍，則Y有3個(gè)電子層，令最外層電子數(shù)為a，則（a+2）×2=8，解得a=2，故Y為鎂元素；X與W可形成正四面體型的共價(jià)化合物，則為第ⅣA族與ⅦA族元素，若X為第ⅣA族元素，W為第ⅦA族元素，原子序數(shù)X小于鎂元素，則X為碳元素，W為氯元素，Y、Z的最外層電子數(shù)之和等于W的最外層電子數(shù)，Z的最外層電子數(shù)為7-2=5，原子序數(shù)Z大于鎂元素，Z為磷元素，符合題意．若X為第ⅦA族元素，W為第ⅣA族元素，原子序數(shù)X小于鎂元素、W大于X，X為氟元素，W為硅元素，Y、Z的最外層電子數(shù)之和等于W的最外層電子數(shù)，Z的最外層電子數(shù)為4-2=2，原子序數(shù)Z大于鎂元素，不符合題意．故X為碳元素，Y為鎂元素，Z為磷元素，W為氯元素．
（1）X為碳元素，X的核素很多，有₆¹²C、₆¹³C、₆¹⁴C．
故答案為：₆¹²C或₆¹³C或₆¹⁴C．
（2）Y為鎂元素，X為碳元素，X的最高價(jià)氧化物為二氧化碳，鎂在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂與碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式 2Mg+CO2

點(diǎn)燃  .

2MgO+C．
故答案為：2Mg+CO2

點(diǎn)燃  .

2MgO+C．
（3）Z為磷元素，W為氯元素，磷在氯氣中燃燒，生成的產(chǎn)物中各原子的最外層均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，該化合物為PCl₃，P原子采取sp³雜化，且含有1對(duì)孤對(duì)電子，為三角錐型，分子不對(duì)稱(chēng)，屬于極性分子．
故答案為：極性分子．
（4）Y為鎂元素，W為氯元素，二者形成的化合物是氯化鎂，屬于離子化合物，由鎂離子與氯離子構(gòu)成，電子式為．
故答案為：．
（5）X為碳元素，Z為磷元素，與Z同主族的元素M可與X形成一種化合物，該化合物是新近人工合成的比金剛石硬度大的無(wú)機(jī)非金屬材料，該化合物化學(xué)式為C₃N₄．
（6）W為氯元素，W的氫化物R是HCl．
①HCl作氧化劑，符合條件離子方程式為2H⁺+Zn═Zn²⁺+H₂↑．
故答案為：2H⁺+Zn═Zn²⁺+H₂↑．
②HCl作還原劑，符合條件離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^- 

△  .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^- 

△  .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．

點(diǎn)評(píng)：考查結(jié)構(gòu)與位置關(guān)系、常用化學(xué)用語(yǔ)等，難度中等，推斷元素是解題關(guān)鍵，推斷突破口是X與W可形成正四面體型的共價(jià)化合物及Y的結(jié)構(gòu)．