Question

有X、Y、Z、W四種元素，X元素的原子最外層電子數是次外層的2倍，X和Y兩元素原子的最外層電子數相等，但Y比X多一個電子層，X、Y、W元素的單質在常溫下狀態相同，X和Z能形成氣態化合物XZ₂，每個XZ₂分子中共有22個電子，W元素的原子比Y原子多一個質子．完成下列問題：
①寫出X、Y、Z三種元素的名稱：X

碳

，Y

硅

，W

磷

，W原子結構示意圖為

．
②寫出白酒中的一種成分與足量的Z元素的單質反應的化學方程式

C₂H₅OH+3O₂

點燃  .

2CO₂+3H₂O

．
③由X元素與只有一個質子的元素形成分子中含22個電子的化合物的化學式

C₃H₄

．
④W₄和HClO₃在有水參加反應時，可生成鹽酸和磷酸，其反應的化學方程式為

3P₄+10HClO₃+18H₂O═10HCl+12H₃PO₄

．

Answer 1

分析：①核外電子排布時，排滿K層排L層，排滿L層排M層，K層上最多排2個電子，L層上最多排8個電子，最外層上電子數不超過8．根據核外電子排布的以上規律，利用各元素原子的核外電子或質子的特點，推斷三種元素，并畫出磷原子結構示意圖；
②白酒為酒精的水溶液，其中酒精可在氧氣中燃燒生成二氧化碳和水；
③元素X為碳元素，只有一個質子的元素為氫元素，一個碳原子核外有6個電子、一個氫原子核外有1個電子，據此推斷含有22個電子的由碳、氫原子構成分子中碳、氫原子數，寫出該物質的化學式；
④W為磷元素，因此W₄和HClO₃在有水參加反應即P₄與HClO₃、H₂O發生反應，可生成鹽酸和磷酸，據此完成該反應化學方程式的書寫．

解答：解：①根據最外層電子數不超過8，X元素的原子最外層電子數是次外層的2倍，可判斷該原子次外層電子數不超過4；再依據核外電子排布的先后順序，可判斷該原子次外層已排滿；綜合以上分析，可確定X原子次外層電子數為2而最外層電子數則為4，該元素為碳元素；
X和Y兩元素原子的最外層電子數相等，但Y比X多一個電子層，可知Y原子核外有三層電子，且各層電子數依次為2、8、4，則該元素為硅；
W元素的原子比Y原子多一個質子，則W原子質子數為15，該元素為磷元素；該元素原子結構示意圖可表示為；
X和Z能形成氣態化合物XZ₂，每個XZ₂分子中共有22個電子，則Z元素的原子核外電子數=（22-6）÷2=8，則該元素為氧元素；
②白酒中酒精可在氧氣中燃燒生成二氧化碳和水，反應的化學方程式為C₂H₅OH+3O₂

點燃  .

2CO₂+3H₂O；
③元素X為碳元素，該元素的一個原子核外有6個電子；只有一個質子的元素為氫元素，該元素的一個原子核外有1個電子；由X元素與只有一個質子的元素形成分子中含22個電子的化合物中，碳原子、氫原子個數可能是2、10或是3、4；由于碳原子與氫原子分別為2、10時不符合有機化合物構成的規律，應排除其可能，因此該化合物是由3個碳原子和4個氫原子所構成，化學式為C₃H₄；
④元素W為磷元素，W₄即P₄，W₄和HClO₃在有水參加反應即P₄與HClO₃、H₂O發生反應，可生成鹽酸和磷酸，反應的化學方程式為3P₄+10HClO₃+18H₂O═10HCl+12H₃PO₄．
故答案為：
①X、碳；Y、硅；W、磷；；
②C₂H₅OH+3O₂

點燃  .

2CO₂+3H₂O；
③C₃H₄；
④3P₄+10HClO₃+18H₂O═10HCl+12H₃PO₄．

點評：熟練掌握核外電子排布的規律及各元素的原子的質子數，對于此類推斷類問題是必須具有的知識基礎．