Question

X、Y、Z三種短周期元素，它們的原子序數之和為16．X、Y、Z三種元素常見單質在常溫下都是無色氣體，在適當條件下可發生如圖所示變化：
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

氧氣

（填物質名稱）；負極電極反應式為

H₂+2OH^-=2H₂O+2e^-

．
（3）C在一定條件下反應生成A的化學方程式是

4NH₃+5O₂4NO+6H₂O

．
（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

ab

（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．反應過程中，Y的單質的體積分數始終為50%
c．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
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
e．達到化學平衡后，再升高溫度，C的體積分數增大．

Answer 1

分析：短周期中形成無色氣體單質的只有H₂、N₂、O₂（稀有氣體除外），（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），判斷為氫氧燃料電池，X、Y、Z三種短周期元素，它們的原子序數之和為16，XZ為O₂、H₂結合轉化關系判斷，Y原子序數為7，X為N元素，X+Z=B；Z+Y=A，一個B分子中含有的Z原子個數比C分子中少1個，說明Z元素為H，則X、Y、Z分別為O、N、H，A、B、C分別為NO、H₂O、NH₃，以此解答該題．

解答：解：X、Y、Z三種短周期元素，它們的原子序數之和為16．X、Y、Z三種元素常見單質在常溫下都是無色氣體； 短周期中形成無色氣體單質的只有H₂、N₂、O₂（稀有氣體除外），（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），判斷為氫氧燃料電池，X、Y、Z三種短周期元素，它們的原子序數之和為16，XZ為O₂、H₂結合轉化關系判斷，Y原子序數為7，X為N元素，X+Z=B；Z+Y=A，一個B分子中含有的Z原子個數比C分子中少1個，說明Z元素為H，則X、Y、Z分別為O、N、H，A、B、C分別為NO、H₂O、NH₃；
（1）X為氧元素，元素周期表中位于第2周期，ⅥA族，故答案為：2周期，ⅥA族；
（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，是氫氧燃料電池，負極為氫氣發生氧化反應，正極為正極發生還原反應，所以正極反應為：氧氣；負極電極反應式為：H₂+2OH^-=2H₂O+2e^-；
（3）C為NH₃在一定條件下反應生成A為NO，是氨氣的催化氧化，反應的化學方程式：4NH₃+5O₂

高溫    .

催化劑

4NO+6H₂O，故答案為：4NH₃+5O₂

高溫    .

催化劑

4NO+6H₂O；
（4）Y的單質（N₂）與Z的單質（H₂）生成C（NH₃）的反應是可逆反應，△H＜0，反應為：N₂+3H₂

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃；，△H＜0；
a、化學平衡的標志是正逆反應速率相同，故a正確；
b、將等物質的量的Y（N₂）、Z（H₂）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，設起始量都為1mol，則
        N₂+3H₂

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為物質的量的百分數=

1-x

2-2x

×100%=50%，所以Y（N₂）的單質的體積分數始終為50%，故b正確；
c、達到化學平衡時，Y（N₂）的單質的體積分數始終為50%，H₂和NH₃共占50%，所以兩種單質在混合氣體中的物質的量之比不為1：1，故c錯誤；
d、達到化學平衡的過程中，氣體質量不變，氣體物質的量減小，所以混合氣體平均相對分子質量增大，故d錯誤；
e、到化學平衡后，再升高溫度，反應是放熱反應，平衡逆向進行，C（NH₃）的體積分數減小．故e錯誤；
故選ab．

點評：本題考查元素位置結構性質的相互關系的推斷，物質轉化關系和物質性質的應用，化學平衡的影響條件分析判斷，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，它們的原子序數之和為16，一個B分子中含有的Z原子個數比C分子中少1個，答題時注意體會．