Question

3．已知A、B、C是第二周期的非金属元素，其原子序数依次增大，且它们之间可以形成AC和BC以及AC₂和BC₂分子，D元素是一种短周期元素，它和A、B、C可分别形成电子总数相等的三种分子．请回答：
（1）写出工业生产中BD₃与氧气反应的化学方程式4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O
（2）你认为B、C、D元素形成的化合物之间能否不能 （选填“能”或“不能”）发生下面的反应：BC+BD₃→DBC₂+D₂C，理由是反应中只有N元素化合价的升高，而没有元素化合价的降低
（3）①恒温恒压下，在一定体积可变的密闭容器中发生下列反应：4AC（g）+2BC₂（g）?4AC₂（g）+B₂（g）在上述条件下，向容器中充入AC和 BC₂各1mol达平衡时，生成AC₂和B₂共a mol，则AC的转化率是80a%（用含a的代数式表示）．
②若维持温度不变，在一个与①反应前的体积相同且容积固定的密闭容器中发生①中所述的化学反应，开始时仍向容器中充入AC和 BC₂各1mol，达平衡时生成AC₂和B₂共b mol，将b与①中的a进行比较，则a＞b（填“＞”、“＜”或“不能确定”）．

Answer 1

分析 A、B、C是第二周期的非金属元素，其原子序数依次增大，它们的原子序数依次增大，它们之间可以形成AC和BC以及AC₂和BC₂分子，则A为C、B为N、C为O；D元素是一种短周期元素，它与A、B、C可分别形成电子总数相等的三种分子，则D为H元素．
（1）工业生产中NH₃与氧气在催化剂条件下反应生成NO与水；
（2）反应中只有N元素化合价的升高，而没有元素化合价的降低，反应不能发生；
（3）Ⅰ、根据方程式可知，AC₂和B₂的物质的量之比为4：1，故生成B₂共为0.2a mol，根据方程式计算参加反应的AC的物质的量，再根据转化率定义计算；
Ⅱ、Ⅰ中为恒温恒压，Ⅱ中为恒温恒容，随反应进行压强降低，相当于在Ⅰ的基础上降低压强，反应物的转化率降低，据此判断．

解答 解：A、B、C是第二周期的非金属元素，其原子序数依次增大，它们的原子序数依次增大，它们之间可以形成AC和BC以及AC₂和BC₂分子，则A为C、B为N、C为O；D元素是一种短周期元素，它与A、B、C可分别形成电子总数相等的三种分子，则D为H元素．
（1）工业生产中NH₃与氧气在催化剂条件下反应生成NO与水，反应方程式为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O，
故答案为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O；
（3）反应中只有N元素化合价的升高，而没有元素化合价的降低，反应不能发生，
故答案为：不能；反应中只有N元素化合价的升高，而没有元素化合价的降低；
（4）Ⅰ、根据方程式可知，AC₂和B₂的物质的量之比为4：1，故生成B₂共为amol×$\frac{1}{5}$0.2a mol，根据方程式可知参加反应的AC的物质的量为4×0.2amol=0.8 amol，故AC的转化率为$\frac{0.8amol}{1mol}$×100%=80a%，
故答案为：80a%；
Ⅱ、Ⅰ中为恒温恒压，Ⅱ中为恒温恒容，随反应进行压强降低，相当于在Ⅰ的基础上降低压强，平衡向逆反应方向移动，反应物的转化率降低，故生成成AC₂和B₂的物质的量减小，故a＞b，
故答案为：＞．

点评 本题考查元素推断、氧化还原反应、化学平衡有关计算等，难度中等，推断元素是解题关键，需要学生对元素化合物知识熟练掌握，（3）中Ⅱ注意利用等效思想构建平衡建立的途径进行比较．