题目内容

A、B、C、D均为短周期元素,A和B是同周期相邻的两种元素,A和C是同主族相邻的两种元素:A、B、C三种元素的原子序数之和为31;D元素与A、B、C三种元素既不是同周期,也不同主族.请回答:
(1)C元素的原子结构示意图

(2)A、B、D可组成化学式为D4B2A3的离子化合物,其水溶液呈酸性,原因是(用离子方程式表示)
NH4++H2ONH3?H2O+H+
NH4++H2ONH3?H2O+H+

(3)工业上合成B、D化合物的化学方程式:
N2+3H22NH3
N2+3H22NH3
选择合成温度的理由:
加快反应速率,催化剂活性有效温度
加快反应速率,催化剂活性有效温度
当B、D形成的化合物液态时可发生微弱电离(电离过程与D2A的电离相似),电离产生的阴离子的电子式为

(4)已知:BA2+A2+D2A→DBA3.如图所示,若将一充满m ml BA2和A2混合气体的大试管倒立于D2A中,充分反应后,在相同条件下测
得试管中余下n ml气体,则:
①若余下n ml 气体为
O2
O2
,原混合物体中BA2的体积为
4(m-n)
5
4(m-n)
5
mL,A2的体积为
4n+m
5
4n+m
5
mL.
②若余下n ml气体为
NO
NO
,原混合气体中BA2的体积为
4m+3n
5
4m+3n
5
,A2的体积为
m-3n
5
m-3n
5
mL.
分析:A、B、C、D均为短周期元素,A和B是同周期相邻的两种元素,A和C是同主族相邻的两种元素:A、B、C三种元素的原子序数之和为31,则A、B、C可能有如下几种相对位置:

①设A的原子序数为x,则C为x-8,B为x+1,则x+x-8+x+1=31,解之得:x=
38
3
,不符合题意;
②设A的原子序数为x,则C为x-8,B为x-1,则x+x-8+x-1=31,解之得:x=
40
3
,不符合题意;
③设A的原子序数为x,则C为x+8,B为x+1,则x+x+8+x+1=31,解之得:x=
22
3
,不符合题意;
④设A的原子序数为x,则C为x+8,B为x-1,则x+x+8+x-1=31,解之得:x=8,则A为O元素,B为N元素,C为S元素,D元素与A、B、C三种元素既不是同周期,也不同主族,且为短周期元素,应为H元素,根据原子的结构以及物质的性质解答该题.
解答:解:A、B、C、D均为短周期元素,A和B是同周期相邻的两种元素,A和C是同主族相邻的两种元素:A、B、C三种元素的原子序数之和为31,则A、B、C可能有如下几种相对位置:

①设A的原子序数为x,则C为x-8,B为x+1,则x+x-8+x+1=31,解之得:x=
38
3
,不符合题意;
②设A的原子序数为x,则C为x-8,B为x-1,则x+x-8+x-1=31,解之得:x=
40
3
,不符合题意;
③设A的原子序数为x,则C为x+8,B为x+1,则x+x+8+x+1=31,解之得:x=
22
3
,不符合题意;
④设A的原子序数为x,则C为x+8,B为x-1,则x+x+8+x-1=31,解之得:x=8,则A为O元素,B为N元素,C为S元素,D元素与A、B、C三种元素既不是同周期,也不同主族,且为短周期元素,应为H元素,
(1)C为S元素,原子核外有3个电子层,最外层电子为6,原子结构示意图为,故答案为:
(2)A、B、D可组成化学式为D4B2A3的离子化合物为NH4NO3,由于发生水解:NH4++H2ONH3?H2O+H+,溶液呈酸性,
故答案为:NH4++H2ONH3?H2O+H+
(3)B、D化合物为NH3,工业合成的方程式为N2+3H2 2NH3,该反应为放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,但在较高温度下,反应速率较大,且催化剂具有较强活性,NH3液态时可发生微弱电离:2NH3NH4++NH2-,NH2-的电子式为
故答案为:N2+3H2 2NH3;加快反应速率,催化剂活性有效温度;
(4)将和的混合气体通入水中可能发生如下反应:4NO2+O2+2H2O=4HNO3,3NO2+H2O=2HNO3+NO,
①若余下nml气体为时O2,反应后减小的体积(m-n)ml为NO2和O2的总体积,由方程式4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知,
原混合物体中V(NO2)=
4(m-n)
5
ml,V(O2)=nml+
(m-n)
5
ml=
4n+m
5

故答案为:O2; 
4(m-n)
5
4n+m
5

②若余下nml气体为NO,则根据反应3NO2+H2O=2HNO3+NO可知,剩余NO2为3n,则反应的体积(m-3n)为4NO2+O2+2H2O=4HNO3中NO2和O2的总体积,
由方程式4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知,原混合物体中V(NO2)=3nml+
4(m-3n)
5
ml=
4m+3n
5
ml,V(O2)=
m-3n
5
ml,
故答案为:NO; 
4m+3n
5
m-3n
5
点评:本题考查较为综合,题目难度较大,注意用讨论的方法推断元素的可能性,注意有关氮氧化物和水反应的计算,为该题的难点.
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