已知X、Y、Z、W为四种短周期元素，其原子序数依次增大，且由这些元素所组成的单质在常温下均呈气态．X、Y

Question

已知X、Y、Z、W为四种短周期元素，其原子序数依次增大，且由这些元素所组成的单质在常温下均呈气态．X、Y、W处于不同周期，且在一定条件下其单质能发生反应：X2+Y2→甲，X2+W2→乙，甲、乙可化合生成离子化合物丙．试回答下列问题：（1）W元素在周期表中的位置是______；甲的空间结构为______．（2）丙的水溶液呈酸性，用离子方程式表示其原因：______．（3）X、Z可组成四原子化合物丁，丁是一种二元弱酸，写出丁在水中的电离方程式：______；X、Y组成的液态化合物Y2X4 16克与足量丁反应生成Y2和液态水，放出Q kJ的热量，请写出该反应的热化学方程式______；Y2X4还可以和Z2构成清洁高效的燃料电池，若电解质溶液为NaOH溶液，则负极的电极反应式为______．

Answer 1

根据X、Y、Z、W为四种短周期元素，其原子序数依次增大，X、Y、W处于不同周期，则X为H；由反应X₂+Y₂→甲，X₂+W₂→乙，甲、乙可化合生成离子化合物丙，则丙为氯化铵，即Y为氮，W为氯；由这些元素所组成的单质在常温下均呈气态，则Z为氧或氟，
（1）W为Cl，其原子结构中有3个电子层，最外层电子数为7，则在元素周期表中第三周期第ⅦA族，Y为N，则甲为氨气，空间结构为三角锥形，
故答案为：第三周期ⅦA族；三角锥形；
（2）丙为氯化铵，属于强酸弱碱盐，其水溶液水解显酸性，水解离子反应为NH₄⁺+H₂ONH₃?H₂O+H⁺，
故答案为：NH₄⁺+H₂ONH₃?H₂O+H⁺；
（3）X为H，Z为O或F，H与F不可能组成四原子化合物丁，则Z应为O，丁为H₂O₂，是一种二元弱酸，电离分步进行，则丁在水中的电离方程式为H₂O₂H⁺+HO₂^-、
HO₂^-H⁺+O₂^2-，X、Y组成的液态化合物Y₂X₄为N₂H₄，16克与足量丁反应生成Y₂和液态水，放出Q kJ的热量，
则1molN₂H₄与足量丁反应放出的热量为Q kJ×

32

16

=2QKJ，
则热化学方程式为N₂H_4（l）+2H₂O_2（l）=N_2（g）+4H₂O_（l）；△H=-2QkJ/mol，在原电池中，负极失去电子发生氧化反应，
N₂H₄在负极失去电子生成氮气和水，其电极反应为
N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O，
故答案为：H₂O₂H⁺+HO₂^-、HO₂^-H⁺+O₂^2-；N₂H_4（l）+2H₂O_2（l）=N_2（g）+4H₂O_（l）；△H=-2QkJ/mol；
N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O．