Question

Q、W、X、Y、Z是原子序數逐漸增大的短周期元素．已知Q在所有原子中的原子半徑最小，W是形成化合物種類最多的元素，Y的最外層電子數是內層電子數的3倍，Y和Z能形成原子個數比為1：1和1：2的兩種離子化合物．
（1）Z的離子結構示意圖是

．
（2）Y和Z兩種元素形成的簡單離子的半徑大小是

O^2-＞Na⁺

（用離子符號表示）；其形成的原子個數比為1：1的化合物中存在的化學鍵類型是

離子鍵、共價鍵

．
（3）X和Z組成的一種離子化合物，能與水反應生成兩種堿，其反應的化學方程是

Na₃N+4H₂O=3NaOH+NH₃?H₂O

．
（4）WQ₄與Y₂反應通過右圖裝置可將化學能轉化為電能．
b電極通入的氣體是

氧氣

；a電極上發生的電極反應式是

CH₄+10OH^--8e-=CO₃^2-+7H₂O

．

Answer 1

分析：Q、W、X、Y、Z是原子序數逐漸增大的短周期元素．Q在所有原子中的原子半徑最小，則Q為氫元素；W是形成化合物種類最多的元素，則W為碳元素；Y的最外層電子數是內層電子數的3倍，則Y有2個電子層，最外層電子數為6，則W為氧元素；X原子序數介于碳元素與氧元素之間，則X為氮元素；Y和Z能形成原子個數比為1：1和1：2的兩種離子化合物，則Z為Na元素，據此解答．

解答：解：Q、W、X、Y、Z是原子序數逐漸增大的短周期元素．Q在所有原子中的原子半徑最小，則Q為氫元素；W是形成化合物種類最多的元素，則W為碳元素；Y的最外層電子數是內層電子數的3倍，則Y有2個電子層，最外層電子數為6，則W為氧元素；X原子序數介于碳元素與氧元素之間，則X為氮元素；Y和Z能形成原子個數比為1：1和1：2的兩種離子化合物，則Z為Na元素，
（1）鈉離子核外有2個電子層，最外層電子數為8，離子結構示意圖是，故答案為：；
（2）O^2-、Na⁺電子層結構相同，核電荷數越大離子半徑越小，離子半徑O^2-＞Na⁺，過氧化鈉中存在離子鍵、共價鍵，
故答案為：O^2-＞Na⁺；離子鍵、共價鍵；
（3）X和Z組成的一種離子化合物，能與水反應生成兩種堿，該離子化合物Na₃N，與水反應生成氫氧化鈉與一水合氨，反應化學方程式為：Na₃N+4H₂O=3NaOH+NH₃?H₂O，
故答案為：Na₃N+4H₂O=3NaOH+NH₃?H₂O；
（4）由電子流向可知，a為負極，b為正極，b極通入的氣體為氧氣，甲烷在a極反應氧化反應，在堿性條件下放電生成碳酸根、水，電極反應式：CH₄+10OH^--8e-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案為：氧氣；CH₄+10OH^--8e-=CO₃^2-+7H₂O．

點評：本題考查結構性質位置關系、常用化學用語、半徑比較、化學鍵、原電池等，難度中等，推斷元素是解題的關鍵，（4）中電極反應式書寫可以利用總反應式減正極反應式．