Question

元素X、Y、Z、W、M、N原子序数依次增大，X与M、W与N分别同主族，且元素X、Y、Z、W分属两个短周期，它们四者原子序数之和为22，最外层电子数之和为16，在化合物YW₂、Z₂X₄、X₂W₂中，相应分子内各原子最外层电子都满足稳定结构，请回答下列问题：

(1)Y元素在周期表中的位置________周期________族，X、Y、Z、W、M的原子半径由大到小的顺序为____________________________________(用元素符号表示)。

(2)写出YW₂的电子式________；Z₂X₄结构式________________________________。

(3)X、Z、W形成的化合物，可用作化肥的盐是________，该物质所含化学键的类型是________。

(4)均由X、W、M、N四种元素组成的两种化合物相互反应，有刺激性气味气体放出，反应的离子方程式为____________________________________________________。

(5)火箭发动机曾经利用Z₂X₄作燃料X₂W₂作助燃剂，产物环保无污染，写出二者反应的化学方程式________________________________________________________________________。

(6)写出NW₂通入硝酸钡溶液中的离子方程式_____________________________________。

Answer

第二周期 第ⅣA族 Na>C>N>O>H NH4NO3 离子键、共价键 H＋＋HSO3-===H2O＋SO2↑ N2H4＋2H2O2===N2＋4H2O 3Ba2＋＋3SO2＋2NO3-＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H＋

【解析】

元素X、Y、Z、W、M、N原子序数依次增大，W与N同主族，结合原子序数可知，W处于第二周期、N处于第三周期，且元素X、Y、Z、W分属两个短周期，则X只能为H元素，Y、Z处于第二周期，X、Y、Z、W四原子序数之和为22，最外层电子数之和为16，故Y、Z、W原子序数之和为21，最外层电子数之和为15，可推知Y为C元素、Z为N元素、W为O元素，则N为S元素；X与M同主族，M原子序数大于O，故M为Na，化合物C2H2、N2H4、H2O2中，相应分子内各原子最外层电子都满足稳定结构，据此解答。

根据分析可知X、Y、Z、W、M、N元素分别是H、C、N、O、Na、S。

（1）Y元素是C，其在周期表中的位置是第二周期第ⅣA族；由于同一周期的元素随原子序数的增大，已知半径逐渐减小，不同周期的元素，已知核外电子层数越多，已知半径越大，所以X、Y、Z、W、M的原子半径由大到小的顺序是Na>C>N>O>H；故答案为：第二周期，第ⅣA族；Na>C>N>O>H。

（2）二氧化碳分子中碳原子与氧原子之间形成2对共用电子对，所以CO2的电子式为；在N2H4中两个N原子形成一对共用电子对，每个N原子再与2个H原子形成2对共用电子对，所以N2H4结构式是；故答案为：；。

（3）由H、N、O形成的化合物，可用作化肥的盐是NH4NO3，NH4NO3中既含离子键又含共价键，故答案为：NH4NO3；离子键、共价键。

（4）均含X、W、M、N四种元素的两种化合物分别是NaHSO4、NaHSO3，二者会发生复分解反应产生有刺激性气味，且能使品红溶液褪色的气体SO2，该反应的离子方程式为H++HSO3-=H2O+SO2↑；故答案为：H++HSO3-=H2O+SO2↑。

（5）火箭发动机曾经利用Z2X4作燃料X2W2作助燃剂，产物环保无污染是H2O、N2，根据氧化还原反应中的电子守恒和原子守恒可得二者反应的方程式是N2H4+2H2O2==N2+4H2O，故答案为：N2H4＋2H2O2==N2＋4H2O。

（6）NW2是SO2，溶于水发生反应产生H2SO3，反应方程式是SO2+H2O=H2SO3，使溶液显酸性，在酸性条件下NO3-表现氧化性，将H2SO3氧化为H2SO4，H2SO4电离产生的SO42-与溶液中的Ba2+发生复分解反应形成BaSO4沉淀，则NW2通入硝酸钡溶液中的离子方程式是3Ba2＋＋3SO2＋2NO3-＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H＋，故答案为：3Ba2＋＋3SO2＋2NO3-＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H＋。