Question

X、Y、Z、W是周期表中原子序數依次增大的前20號元素．X、Y同周期，Y、Z同主族．Z^n-與Wⁿ⁺離子的電子層結構相同．由這四種元素形成的單質、化合物有如圖轉化關系．已知：常溫下A為液體，B、C、E、G為氣態(tài)化合物，且A、C、G均為直線型分子；D是由元素W、Y形成的常見化合物．

（1）元素W的名稱

鈣

，Z的原子結構示意圖

，A的電子式

．
（2）寫出D、E的化學式：D：

CaO

、E：

CO

．
（3）①已知38gA與Y完全反應生成B、C時放出akJ的熱量，寫出該反應的熱化學方程式：

CS₂（l）+3O₂（g）═CO₂（g）+2SO₂（g）△H=-2akJ/mol

．
②F與水反應的化學方程式：

CaC₂+2H₂O→C₂H₂↑+Ca（OH）₂

．

Answer 1

分析：根據轉化關系，單質Y在點燃情況下才能與A、E反應，可猜想單質Y為O₂；Y、Z同主族，則Z為S；Z^n-與Wⁿ⁺離子的電子層結構相同，推知W為Ca，D為CaO，與鈣元素相關的，反應生成的直線型分子應該為C₂H₂，推知F為CaC₂，H為Ca（OH）₂，X為C，C在高溫下與CaO反應生成CaC₂和CO，推知E為CO，C為CO₂，單質C和單質S在一定條件下形成直線型的CS₂分子，CS₂在O₂中燃燒生成SO₂和CO₂．將所得結論代入題設框圖驗證可知完全正確．
（1）W為鈣元素；Z為硫元素，質子數為16，核外電子數為16，有3個電子層，最外層有6個電子，據此畫出原子結構化示意圖；根據CO₂的電子式可推寫出CS₂的電子式；
（2）D為氧化鈣，E為一氧化碳；
（3）①38 g（0.5 mol）CS₂（l）與O₂（g）完全反應生成CO₂（g）和SO₂（g），放出a kJ熱量，則1 mol CS₂（l）與O₂（g）完全反應生成CO₂（g）和SO₂（g）放出2a kJ熱量，再根據熱化學方程式的書寫原則即可寫出相應的熱化學方程式；
②碳化鈣與水反應生成氫氧化鈣與乙炔．

解答：解：根據轉化關系，單質Y在點燃情況下才能與A、E反應，可猜想單質Y為O₂；Y、Z同主族，則Z為S；Z^n-與Wⁿ⁺離子的電子層結構相同，推知W為Ca，D為CaO，與鈣元素相關的，反應生成的直線型分子應該為C₂H₂，推知F為CaC₂，H為Ca（OH）₂，X為C，C在高溫下與CaO反應生成CaC₂和CO，推知E為CO，C為CO₂，單質C和單質S在一定條件下形成直線型的CS₂分子，CS₂在O₂中燃燒生成SO₂和CO₂．將所得結論代入題設框圖驗證可知完全正確．
（1）由上述分析可知，W為鈣元素；Z為硫元素，質子數為16，核外電子數為16，有3個電子層，最外層有6個電子，原子結構化示意圖為；CS₂的電子式與二氧化碳電子式類似，所以CS₂的電子式為，
故答案為：鈣；；；
（2）由上述分析可知，D為CaO，E為CO，故答案為：CaO；CO；
（3）①38gCS₂（l）為0.5mol，與O₂（g）完全反應生成CO₂（g）和SO₂（g），放出a kJ熱量，則1 mol CS₂（l）與O₂（g）完全反應生成CO₂（g）和SO₂（g）放出2a kJ熱量，所以熱化學方程式為CS₂（l）+3O₂（g）═CO₂（g）+2SO₂（g）△H=-2akJ/mol，
故答案為：CS₂（l）+3O₂（g）═CO₂（g）+2SO₂（g）△H=-2akJ/mol；
②碳化鈣與水反應生成氫氧化鈣與乙炔，反應方程式為CaC₂+2H₂O→C₂H₂↑+Ca（OH）₂，故答案為：CaC₂+2H₂O→C₂H₂↑+Ca（OH）₂．

點評：本題考查元素化合物推斷、常用化學用語等，難度較大，推斷元素化合物是解題的關鍵，本題題設條件隱蔽，推斷復雜，可采用猜想驗證的方法推斷．將所得結論代入題設框圖驗證可知完全正確．