Question

12．X、Y、Z三種短周期元素，它們的原子序數(shù)之和為16．X、Y、Z三種元素常見單質(zhì)在常溫下都是無色氣體，在適當(dāng)條件下可發(fā)生如圖所示變化：已知一個B分子中含有的Z元素的原子個數(shù)比C分子中的少一個．請回答下列問題：
（1）X元素在周期表中的位置第二周期VIA族．
（2）X的單質(zhì)與Z的單質(zhì)可制成新型的化學(xué)電（KOH溶液作電解質(zhì)溶液），兩個電極均由多孔性碳制成，通入的氣體由孔隙中逸出，并在電極表面放電，則正極通入氧氣（填物質(zhì)名稱）；負(fù)極電極反應(yīng)式為H₂+2OH^--2e^-=2H₂O．
（3）C在一定條件下反應(yīng)生成A的化學(xué)方程式是4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O．
（4）已知Y的單質(zhì)與Z的單質(zhì)生成C的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，屬于放熱反應(yīng)．將等物質(zhì)的量的Y、Z的單質(zhì)充入一密閉容器中，在適當(dāng)催化劑和恒溫、恒壓條件下反應(yīng)．下列說法中，正確的是ab（填寫下列各項的序號）．
a．達(dá)到化學(xué)平衡時，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等
b．反應(yīng)過程中，Y的單質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)始終為50%
c．達(dá)到化學(xué)平衡時，Y、Z的兩種單質(zhì)在混合氣體中的物質(zhì)的量之比為1：1
d．達(dá)到化學(xué)平衡的過程中，混合氣體平均相對分子質(zhì)量減小
e．達(dá)到化學(xué)平衡后，再升高溫度，C的體積分?jǐn)?shù)增大．

Answer 1

分析 短周期中形成無色氣體單質(zhì)的只有H₂、N₂、O₂（稀有氣體除外），三元素的質(zhì)子數(shù)之和為16，三種單質(zhì)相互化合可以得到NO、H₂O、NH₃，且一個B分子中含有的Z原子個數(shù)比C分子中少1個，則B為H₂O、C為NH₃、Z為氫，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，A為NO，故X為氧，Y為氮，據(jù)此解答．

解答 解：短周期中形成無色氣體單質(zhì)的只有H₂、N₂、O₂（稀有氣體除外），三元素的質(zhì)子數(shù)之和為16，三種單質(zhì)相互化合可以得到NO、H₂O、NH₃，且一個B分子中含有的Z原子個數(shù)比C分子中少1個，則B為H₂O、C為NH₃、Z為氫，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知A為NO，故X為氧，Y為氮．
（1）O元素的質(zhì)子數(shù)為8，氧原子有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，位于第二周期VIA族，
故答案為：第二周期VIA族；
（2）氫氣、氧氣、KOH溶液構(gòu)成新型的化學(xué)電源，正極發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣在正極通入，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氫氣在負(fù)極失去電子，堿性條件下生成水，負(fù)極電極反應(yīng)式為：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，
故答案為：氧氣；H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；
（3）氨氣發(fā)生催化氧化生成NO，反應(yīng)方程式為：4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O
故答案為：4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
（4）氫氣的單質(zhì)與氮氣的單質(zhì)生成氨氣的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，△H＜0．二者等物質(zhì)的量混合，
             N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始（mol）：a      a       0
轉(zhuǎn)化（mol）：x      3x      2x
某時刻（mol）：a-x    a-3x    2x
a．正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，可逆反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，故a正確；
b．反應(yīng)過程中氮氣體積分?jǐn)?shù)為$\frac{a-x}{2a-2x}$=50%，故b正確；
c．氮氣與氫氣開始物質(zhì)的量相等，二者按1：3反應(yīng)，到達(dá)平衡時氮氣與氫氣的物質(zhì)的量之比大于1：1，故c錯誤；
d．混合氣體總質(zhì)量不變，總的物質(zhì)的量減小，達(dá)到化學(xué)平衡的過程中，混合氣體平均相對分子質(zhì)量增大，故d錯誤；
e．達(dá)到化學(xué)平衡后，再升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，氨氣的體積分?jǐn)?shù)減小，故e錯誤，
故選：ab．

點評 本題考查無機物推斷、原電池、化學(xué)平衡等，突破口為X、Y、Z三種短周期元素的單質(zhì)為無色氣體，再結(jié)合信息與轉(zhuǎn)化關(guān)系推斷，題目難度中等．