Question

9．原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素X、Y、Z、W，四種元素的原子序數(shù)之和為32，在周期表中X是原子半徑最小的元素，Y、Z左右相鄰，Z、W位于同主族．將等物質(zhì)的量的X、Y的單質(zhì)充入一密閉容器中，在適當(dāng)催化劑和恒溫、恒壓條件下發(fā)生可逆反應(yīng)．下列說法中，正確的是（　�。�

• A． 達到化學(xué)平衡時，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率不相等
• B． 反應(yīng)過程中，Y的單質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)始終為50%
• C． 達到化學(xué)平衡時，X、Y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)量逐漸減小

Answer 1

分析 原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素X、Y、Z、W，在周期表中X是原子半徑最小的元素，則X為H元素；Z、W位于同主族，設(shè)Z的原子序數(shù)為x，則W的原子序數(shù)為x+8，Y、Z左右相鄰，Y的原子序數(shù)為x-1，由四種元素的原子序數(shù)之和為32，則1+（x-1）+x+（x+8）=32，解得x=8，即Y為N元素，Z為O元素，W為S元素，則該可逆反應(yīng)為氫氣與氨氣合成氨氣的反應(yīng)．
A、根據(jù)化學(xué)平衡的特征可知，達到化學(xué)平衡時，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等；
B、由題等物質(zhì)的量的Y、Z兩種單質(zhì)反應(yīng)，設(shè)均為n，根據(jù)三段式列出體積分?jǐn)?shù)的式子解；
C、Y、Z以1：3的體積比轉(zhuǎn)化，則達到化學(xué)平衡時，Y、Z兩種單質(zhì)在混合氣體中的物質(zhì)的量之比不能為1：1；
D、該反應(yīng)質(zhì)量不變，但反應(yīng)中氣體的物質(zhì)的量減小，由M=$\frac{m}{n}$判斷．

解答 解：原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素X、Y、Z、W，在周期表中X是原子半徑最小的元素，則X為H元素；Z、W位于同主族，設(shè)Z的原子序數(shù)為x，則W的原子序數(shù)為x+8，Y、Z左右相鄰，Y的原子序數(shù)為x-1，由四種元素的原子序數(shù)之和為32，則1+（x-1）+x+（x+8）=32，解得x=8，即Y為N元素，Z為O元素，W為S元素，該反應(yīng)為N₂+3H₂$?_{催化劑}^{高溫高壓}$2NH₃，
A、根據(jù)化學(xué)平衡的特征可知，達到化學(xué)平衡時，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，故A錯誤；
B、由題等物質(zhì)的量的Y、Z兩種單質(zhì)反應(yīng)，設(shè)均為n，根據(jù)三段式：
            N₂ +3H₂$?_{催化劑}^{高溫高壓}$2NH₃
起始量：n        n               0
轉(zhuǎn)化量：x       3x              2x
某時刻：n-x    n-3x           2x
則Y單質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{n-x}{n-x+n-3x+2x}$×100%=50%，故B正確；
C、Y、Z以1：3的體積比轉(zhuǎn)化，則達到化學(xué)平衡時，Y、Z兩種單質(zhì)在混合氣體中的物質(zhì)的量之比不能為1：1，故C錯誤；
D、由質(zhì)量守恒可知，質(zhì)量不變，但反應(yīng)中氣體的物質(zhì)的量減小，則由M=$\frac{m}{V}$可知達到化學(xué)平衡的過程中氣體平均相對分子質(zhì)量增大，故D錯誤；
故答案為：B

點評 本題為綜合性題，考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，根據(jù)信息來推斷元素是解答本題的關(guān)鍵，考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷以及化學(xué)平衡的綜合運用．