Question

8．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是第2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)電源（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$?_{催化劑}^{高溫}$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)，△H＜0．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)的體積分數(shù)始終為50%
c．達到化學(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．達到化學(xué)平衡后，再升高溫度，C的體積分數(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，故A為NO，X為氧，Y為氮，據(jù)此解答．

解答 解：（1）氧元素質(zhì)子數(shù)為8，在周期表中的位置是第2周期，ⅥA族，故答案為：第2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)電源，是氫氧燃料電池，正極通入氧氣，氫氣在負極放電，堿性條件下生成水，負極電極反應(yīng)式為：氧氣；H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，故答案為：氧氣；H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；
（3）氨氣在催化劑存在的條件下與氧氣反應(yīng)，生成一氧化氮，所以反應(yīng)方程式為：4NH₃+5O₂$?_{催化劑}^{高溫}$4NO+6H₂O，故答案為：4NH₃+5O₂$?_{催化劑}^{高溫}$4NO+6H₂O；
（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�。�故e錯誤；
綜上所述ab正確；
故答案為：ab．

點評 本題無機物推斷等，推斷該題的突破口為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．