Question

13．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三種元素的常見單質(zhì)在常溫下都是無色氣體，在適當條件下可發(fā)生如下變化：
一個B分子中含有的Z原子個數(shù)比C分子少1個，B、C 兩種分子中的電子數(shù)均等于10．請回答下列問題：
（1）X元素在周期表中的位置是2周期ⅥA族．
（2）分析同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，發(fā)現(xiàn)B、C物質(zhì)的沸點反常，這是因為它們的分子之間存在氫鍵．
（3）①C的電子式是，C分子的結(jié)構(gòu)呈三角錐形．
②C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．
③X、Y、Z三種元素可組成一種強酸W，C在適當條件下被W吸收生成一種鹽．該鹽的水溶液pH小于7（填“大于”、“小于”、“等于”），其原因是NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺（寫出離子方程式）．
（4）已知Y單質(zhì)與Z單質(zhì)生成C的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，△H＜0．將等物質(zhì)的量的Y、Z兩種單質(zhì)充入一密閉容器中，在適當催化劑和恒溫、恒壓條件下反應(yīng)．下列說法正確的有ab．
a．達到化學(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單質(zhì)的體積分數(shù)始終為50%
c．達到化學(xué)平衡時，Y、Z兩種單質(zhì)在混合氣體中的物質(zhì)的量之比為1：1
d．達到化學(xué)平衡的過程中氣體平均相對分子質(zhì)量減小
e．達到化學(xué)平衡后，升高溫度，C的體積分數(shù)增大．

Answer 1

分析 三種短周期元素的單質(zhì)X、Y、Z，常溫常壓下均為無色氣體，則這三種氣體是氮氣、氧氣和氫氣（稀有氣體除外），生成的三種化合物有NO、H₂O、NH₃，B、C兩種分子中的電子數(shù)均等于10，B分子組成中Z原子個數(shù)比C分子中少一個，比較這三種分子知，只有水分子中的H原子比氨氣分子中的氫原子少一個，所以Z為H元素，A分子為NO，B分子為H₂O，C分子為NH₃，所以Y是N元素，X為O元素，結(jié)合物質(zhì)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)解答．

解答 解：三種短周期元素的單質(zhì)X、Y、Z，常溫常壓下均為無色氣體，則這三種氣體是氮氣、氧氣和氫氣（稀有氣體除外），生成的三種化合物有NO、H₂O、NH₃，B、C兩種分子中的電子數(shù)均等于10，B分子組成中Z原子個數(shù)比C分子中少一個，比較這三種分子知，只有水分子中的H原子比氨氣分子中的氫原子少一個，所以Z為H元素，A分子為NO，B分子為H₂O，C分子為NH₃，所以Y是N元素，X為O元素，
（1）X為O元素，位于周期表第2周期ⅥA族，故答案為：2；ⅥA；
（2）由于O、N的非金屬性較強，對應(yīng)的氫化物分子之間存在氫鍵，沸點較高，故答案為：氫鍵；
（3）①C分子為NH₃，電子式為，為三角錐形結(jié)構(gòu)，故答案為：三角錐；
②氨氣與氧氣在一定條件下生成化合物NO的化學(xué)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；
③X、Y、Z三種元素可組成一種強酸W為HNO₃，NH₃在適當條件下被HNO₃吸收生成一種鹽為NH₄NO₃，由于銨根離子水解呈酸性，所以NH₄NO₃的水溶液pH＜7，銨根離子水解的離子方程式為NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，
故答案為：小于；NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；
（4）Y的單質(zhì)（N₂）與Z的單質(zhì)（H₂）生成C（NH₃）的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，△H＜0，反應(yīng)為：N₂+3H₂ $\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2NH₃，△H＜0；
a、化學(xué)平衡的標志是正逆反應(yīng)速率相同，故a正確；
b、將等物質(zhì)的量的Y（N₂）、Z（H₂）的單質(zhì)充入一密閉容器中，在適當催化劑和恒溫、恒壓條件下反應(yīng)，設(shè)起始量都為1mol，則
            N₂+3H₂ $\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2NH₃
起始量 1       1                     0
變化量 x      3x                      2x
平衡量 1-x   1-3x                        2x
所以氮氣所占體積分數(shù)為物質(zhì)的量的百分數(shù)=$\frac{1-x}{2-2x}$×100%=50%，所以Y（N₂）的單質(zhì)的體積分數(shù)始終為50%，故b正確；
c、達到化學(xué)平衡時，Y（N₂）的單質(zhì)的體積分數(shù)始終為50%，H₂和NH₃共占50%，所以兩種單質(zhì)在混合氣體中的物質(zhì)的量之比不為1：1，故c錯誤；
d、達到化學(xué)平衡的過程中，氣體質(zhì)量不變，氣體物質(zhì)的量減小，所以混合氣體平均相對分子質(zhì)量增大，故d錯誤；
e、到化學(xué)平衡后，再升高溫度，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，平衡逆向進行，C（NH₃）的體積分數(shù)減小．故e錯誤；
綜上所述ab正確；
故答案為：ab．

點評 本題考查元素位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系的推斷，物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系和物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用，化學(xué)平衡的影響條件分析判斷，為高考常見題型，題目難度中等，本題注意解答該題的突破口為X、Y、Z三種短周期元素，它們的原子序數(shù)之和為16，一個B分子中含有的Z原子個數(shù)比C分子中少1個，元素化合物推斷、常用化學(xué)用語、鹽類水解等，難度中等，元素與物質(zhì)推斷是關(guān)鍵，答題時注意體會．