Question

X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中常见的元素，原子序数依次增大，其相关信息如下表：元素 &nb...

X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中常见的元素，原子序数依次增大，其相关信息如下表：元素 相关信息 X由X形成的单质是最清洁的能源 YY的基态原子核外p能级总电子数比s能级总电子数少一个 Z由Z形成的多种单质，其中之一是地球生物的“保护伞” W基态原子核外最外层只有2个电子，W元素在地壳金属元素中含量位居第二位．（1）W位于元素周期表第______周期第______族，W的基态原子核外电子排布式为：______；（2）Y的第一电离能比Z的______（填“大”或者“小”），Y2分子中σ键和π键之比为：______，YX3易溶于水的原因是______；（3）写出W元素的单质与X2Z在高温条件下反应的化学方程式，并标出电子转移的方向与数目______；（4）在500℃，30MPa下，将1mol X2与足量的Y2置于密闭容器中充分反应生成YX3、X2的转化率为25%时，放出热量为7.7kJ．写出该热化学反应方程式______．

Answer 1

X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的前四周期中常见的元素，X形成的单质是最清洁的能源，则X是氢元素；Y的基态原子核外p能级总电子数比s能级总电子数少一个，则Y为氮元素；Z形成的多种单质，其中之一是地球生物的“保护伞”，则Z为氧元素；基态原子核外最外层只有2个电子，W元素在地壳金属元素中含量位居第二位，故W为铁元素；
（1）W为Fe元素，Fe原子核外有4个电子层，处于周期表中第四周期第ⅤⅢ族，其基态原子核外电子排布式为1s² 2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；
故答案为：四；ⅤⅢ；[Ar]3d⁶4s²（或1s² 2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²）；
（2）N原子核外电子是半满结构，故第一电离能：O＜N；N₂含有氮氮叁键，一个σ键和二个π键；N原子的电负性较强，能与水分子形成氢键而易溶于水；
故答案为：大；1：2；NH₃与H₂O之间能形成氢键；
（3）Fe与水蒸气发生氧化还原反应，转移8e^-；
故答案为：；
（4）N₂ （g）+3 H₂ （g）═2NH₃，1mol X₂与足量的Y₂置于密闭容器中充分反应生成YX₃、X₂的转化率为25%时，放出热量为7.7kJ．3molH2完全反应放出的热量为7.7kJ×3÷25%=92.4kJ，则该反应的反应热为△H=-92.4kJ?mol^-1；
故答案为：N₂ （g）+3 H₂ （g）═2NH₃  （g）△H=-92.4kJ?mol^-1．