Question

（10分）X、Y、Z三種元素常見單質在常溫下都是氣體，在適當條件下可發生如下圖所示變化，X、Y、Z為三種短周期元素，它們的原子序數之和為16.

已知一個B分子中含有的Z元素的原子個數比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______________________。
（2）X的單質與Z的單質可制成新型的化學電源（KOH溶液作電解質溶液），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__________（填物質名稱）；負極電極反應式為____________________。
（3）C在一定條件下反應生成A的化學方程式是_______________________________。
（4）已知Y的單質與Z的單質生成C的反應是可逆反應，△H＜0。將等物質的量的Y、Z的單質充入一密閉容器中，在適當催化劑和恒溫、恒壓條件下反應。下列說法中，正確的是____________________（填寫下列各項的序號）。
a．達到化學平衡時，正反應速率與逆反應速率相等
b．達到化學平衡時，Y、Z的兩種單質在混合氣體中的物質的量之比為1:1
c．達到化學平衡時，Y的單質的體積分數仍為50%
d．達到化學平衡的過程中，混合氣體平均相對分子質量減小

Answer 1

（1）第二周期、VIA族（2分）
（2）氧氣（2分）H₂+2OH^-=2H₂O+2e^-（2分）
（3）4NH₃+5O₂ 4NO+6 H₂O（2分）
（4）ac(2分)

解析試題分析：（1）常溫下是無色氣體的單質有H₂、N₂、O₂，且三種元素的原子序數之和是16，氫氣與氧氣反應生成H₂O，氫氣與氮氣反應生成NH₃，氮氣與氧氣反應生成NO，根據一個B分子中含有的Z元素的原子個數比C分子中的少一個，判斷B是H₂O，C是NH₃，Z元素是H。所以X是O元素，Y是N元素，A是NO。X在元素周期表中的位置是第二周期、VIA族；
（2）氧氣與氫氣形成的氫氧燃料電池中，正極發生還原反應，所以正極通入氧氣，負極是氫氣，氫氣發生氧化反應，結合電解質溶液判斷，負極的電極反應式為H₂+2OH^-=2H₂O+2e^-
（3）C是NH₃，在高溫、催化劑的條件下與氧氣反應生成NO，化學方程式為4NH₃+5O₂ 4NO+6 H₂O；
（4）氮氣與氫氣合成氨的反應是可逆反應，a、達到化學平衡時，正反應速率與逆反應速率相等，符合化學平衡的定義，正確；b、Y、Z以1：3的體積比轉化，達到化學平衡時，Y、Z的兩種單質在混合氣體中的物質的量之比一定不是1:1，錯誤；c、達到化學平衡時，等物質的量的Y、Z兩種單質反應，設均為n則
N₂+3H₂2NH₃，
開始  n   n       0
轉化x     3x       2x
平衡n-x   n-3x     2x
則Y單質的體積分數為（n-x）/(n-x+n-3x+2x)×100%=50%,正確；d、該反應是氣體的物質的量減小的反應，質量不變時，混合氣體的物質的量減小，則混合氣體的平均相對分子質量增大，達到平衡時不再增大，錯誤，答案選a、c。
考點：考查元素的推斷，電化學原理的應用，化學平衡的判斷，化學方程式的書寫