Question

X、Y、Z、M三種短周期元素，其中X、Y、Z的原子序數(shù)之和為16，X、Y、Z三種元素的常見單質在常溫常壓下都是無色氣體，在適當?shù)臈l件下可以發(fā)生如下圖所示的變化：
已知一個B分子中含有的Z元素的原子個數(shù)比一個C分子中少一個．而M的單質在常溫常壓下為固體，并且M元素是形成化合物種類最多的元素．請回答下列問題：
（1）元素X在周期表中的位置______．
（2）化合物C在一定條件下生成化合物A的化學方程式______．
（3）常溫下，將C通入元素Y的最高價氧化物的水化物的水溶液中，得到pH=5的溶液，反應后的溶液存在的平衡體系有______；溶液中離子濃度由大到小的順序為______．
（4）實驗室里為制取C，常在C的濃溶液中加入生石灰．請敘述產(chǎn)生C的原因______．
（5）已知Y單質和Z單質生成C的反應是可逆反應，△H＜0．將等物質的量的單質Y和單質Z充入一密閉容器中，在適當催化劑和恒溫條件下反應．下列說法中正確的是______
a．達到化學平衡時，正反應與逆反應速率相等
b．反應過程中，單質Y的體積分數(shù)始終為50%
c．達到化學平衡時，Y單質和Z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，氣體的平均相對分子質量逐漸增大
e．達到化學平衡時，再升高溫度，C的體積分數(shù)增大
（6）由X、Z、M三種元素可以形成化合物M₂Z₆X，其蒸汽通過灼熱的氧化銅，黑色的氧化銅會逐漸變紅，則發(fā)生的有關化學方程式為______．

Answer 1

解：X、Y、Z、W四種短周期元素，其中X、Y、Z的原子序數(shù)之和為16，X、Y、Z三種元素的常見單質在常溫常壓下都是無色氣體，則三種氣體單質為氫氣、氮氣、氧氣．三種氣體單質相互反應生成H₂O、NH₃、NO，一個B分子中含有的Z元素的原子個數(shù)比一個C分子中少一個，則B為H₂O，C為NH₃，Z為氫元素．由關系圖可知：Z單質與X單質反應生成B（H₂O），故X為氧元素；Z單質與Y單質反應生成C（NH₃），故Y為氮元素；所以A為NO．W的單質在常溫常壓下為固體，并且W元素是形成化合物種類最多的元素，則W為碳元素．
即X為氧元素，Y為氮元素，Z為氫元素，W為碳元素；A為NO，B為H₂O，C為NH₃．
（1）X為氧元素，原子核外有8個電子，有2個電子層，最外層電子數(shù)為6各電子，處于周期表中第2周期第ⅥA族．故答案為：第2周期第ⅥA族；
（2）C為NH₃，A為NO，氨氣在催化劑并加熱的條件下生成一氧化氮與水，反應方程式為4NH₃+5O₂4NO+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂4NO+6H₂O；
（3）常溫下，將C（NH₃）通入元素Y（N）的最高價氧化物的水化物的水溶液HNO₃中，Y為氮元素，最高價氧化物的水化物為HNO₃，氨氣與硝酸反應生成硝酸銨，得到pH=5的溶液，反應后的溶液存在的平衡體系有：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；H₂O?OH^-+H⁺；硝酸銨屬于強酸弱堿鹽，銨根離子水解，溶液呈酸性，所以 c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺），c（H⁺）＞c（OH^-）；
故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；H₂O?OH^-+H⁺； c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（4）實驗室里為制取C（NH₃），常在C的濃溶液中加入生石灰．氧化鈣溶于水放出大量熱，溫度升高，使氨的溶解度減小而放出；氧化鈣吸水，促使氨放出；生成的氫氧化鈣電離出的OH^-增大了氨水中OH^-濃度，促使氨水電離平衡左移，導致氨氣放出．
故答案為：氧化鈣溶于水放出大量熱，溫度升高，使氨的溶解度減小而放出；氧化鈣吸水，促使氨放出；生成的氫氧化鈣電離出的OH^-增大了氨水中OH^-濃度，促使氨水電離平衡左移，導致氨氣放出；
（5）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+3H₂2NH₃；，△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+3H₂2NH₃
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)為物質的量的百分數(shù)=×100%=50%，所以Y（N₂）的單質的體積分數(shù)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(shù)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(shù)減小．故e錯誤；
綜上所述ab正確；
故答案為：ab．
（6）X為氧元素，Z為氫元素，W為碳元素，三種元素形成化合物C₂H₆O，其蒸汽通過灼熱的氧化銅，黑色的氧化銅會逐漸變紅，則該化合物為乙醇CH₃CH₂OH，該反應的化學方程式為
CH₃CH₂OH+CuO CH₂CHO+Cu+H₂O，故答案為：CH₃CH₂OH+CuO CH₂CHO+Cu+H₂O；
分析：X、Y、Z、W四種短周期元素，其中X、Y、Z的原子序數(shù)之和為16，X、Y、Z三種元素的常見單質在常溫常壓下都是無色氣體，則三種氣體單質為氫氣、氮氣、氧氣．三種氣體單質相互反應生成H₂O、NH₃、NO，一個B分子中含有的Z元素的原子個數(shù)比一個C分子中少一個，則B為H₂O，C為NH₃，Z為氫元素．由關系圖可知：Z單質與X單質反應生成B（H₂O），故X為氧元素；Z單質與Y單質反應生成C（NH₃），故Y為氮元素；所以A為NO．W的單質在常溫常壓下為固體，并且W元素是形成化合物種類最多的元素，則W為碳元素．
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(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、常用化學用語、鹽類水解等，難度中等，元素與物質推斷是關鍵，答題時注意體會．