由短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的位置,可知X、Y处于第二周期,Z、W处于第三周期,Z所处的主族序数与周期序数相等,则Z为Al,可推知X为C元素、Y为N元素、W为S元素.
(1)X为碳元素,它的一种核素为:12C(或13C、14C),故答案为:12C(或13C、14C);
(2)N元素原子核外有7个电子,有2个电子层,各层电子数为2、5,其原子结构示意图为,故答案为:
;
(3)硫与浓硫酸反应生成二氧化硫与水,反应方程式为:S+2H2SO4(浓)
3SO2↑+2H2O,反应中转移电子数为4,标出电子转移数目与方向为:
△ (浓)
3SO2↑+2H2O,
△
故答案为:(浓)
3SO2↑+2H2O;
△
(4)在298K下,C、Al的单质各1mol完全燃烧,分别放出热量a kJ和b kJ,则热化学方程式为:
①C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-aKJ/mol
②4Al(s)+3O2(g)═2Al2O3(s)△H=-4bKJ/mol
铝单质将碳从CO2中置换出来生成3molC的单质的方程式为:4Al+3CO2=2Al2O3+3C,
由盖斯定律可知,②-①×3可得:4Al(s)+3CO2(g)=2Al2O3(s)+3C(s),△H=-4bkJ/mol-(-akJ/mol)×3=(3a-4b)kJ/mol,
故答案为:4Al(s)+3CO2(g)=2Al2O3(s)+3C(s)△H=(3a-4b)kJ/mol.