题目内容

X、Y、Z三种短周期元素，它们的原子序数之和为16．X、Y、Z三种元素常见单质在常温下都是无色气体，在适当条件下可发生如图所示变化：
已知一个B分子中含有的Z元素的原子个数比C分子中的少一个．
请回答下列问题：
（1）X元素在周期表中的位置是．
（2）X的单质与Z的单质可制成新型的化学电源（KOH溶液作电解质溶液），两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电，则正极通入（填物质名称）；负极电极反应式为．
（3）C在一定条件下反应生成A的化学方程式是．
（4）已知Y的单质与Z的单质生成C的反应是可逆反应，△H＜0．将等物质的量的Y、Z的单质充入一密闭容器中，在适当催化剂和恒温、恒压条件下反应．下列说法中，正确的是__（填写下列各项的序号）．
a．达到化学平衡时，正反应速率与逆反应速率相等
b．反应过程中，Y的单质的体积分数始终为50%
c．达到化学平衡时，Y、Z的两种单质在混合气体中的物质的量之比为1：1
d．达到化学平衡的过程中，混合气体平均相对分子质量减小
e．达到化学平衡后，再升高温度，C的体积分数增大．

解：X、Y、Z三种短周期元素，它们的原子序数之和为16．X、Y、Z三种元素常见单质在常温下都是无色气体；短周期中形成无色气体单质的只有H₂、N₂、O₂（稀有气体除外），（2）X的单质与Z的单质可制成新型的化学电源（KOH溶液作电解质溶液），判断为氢氧燃料电池，X、Y、Z三种短周期元素，它们的原子序数之和为16，XZ为O₂、H₂结合转化关系判断，Y原子序数为7，X为N元素，X+Z=B；Z+Y=A，一个B分子中含有的Z原子个数比C分子中少1个，说明Z元素为H，则X、Y、Z分别为O、N、H，A、B、C分别为NO、H₂O、NH₃；
（1）X为氧元素，元素周期表中位于第2周期，ⅥA族，故答案为：2周期，ⅥA族；
（2）X的单质与Z的单质可制成新型的化学电源（KOH溶液作电解质溶液），两个电极均由多孔性碳制成，是氢氧燃料电池，负极为氢气发生氧化反应，正极为正极发生还原反应，所以正极反应为：氧气；负极电极反应式为：H₂+2OH^-=2H₂O+2e^-；
（3）C为NH₃在一定条件下反应生成A为NO，是氨气的催化氧化，反应的化学方程式：4NH₃+5O₂ $\text{[math]}$ 4NO+6H₂O，故答案为：4NH₃+5O₂ $\text{[math]}$ 4NO+6H₂O；
（4）Y的单质（N₂）与Z的单质（H₂）生成C（NH₃）的反应是可逆反应，△H＜0，反应为：N₂+3H₂ $\text{[math]}$ 2NH₃；，△H＜0；
a、化学平衡的标志是正逆反应速率相同，故a正确；
b、将等物质的量的Y（N₂）、Z（H₂）的单质充入一密闭容器中，在适当催化剂和恒温、恒压条件下反应，设起始量都为1mol，则
N₂+3H₂ $\text{[math]}$ 2NH₃
起始量 1 1 0
变化量 x 3x 2x
平衡量 1-x 1-3x 2x
所以氮气所占体积分数为物质的量的百分数= $\text{[math]}$ ×100%=50%，所以Y（N₂）的单质的体积分数始终为50%，故b正确；
c、达到化学平衡时，Y（N₂）的单质的体积分数始终为50%，H₂和NH₃共占50%，所以两种单质在混合气体中的物质的量之比不为1：1，故c错误；
d、达到化学平衡的过程中，气体质量不变，气体物质的量减小，所以混合气体平均相对分子质量增大，故d错误；
e、到化学平衡后，再升高温度，反应是放热反应，平衡逆向进行，C（NH₃）的体积分数减小．故e错误；
故选ab．
分析：短周期中形成无色气体单质的只有H₂、N₂、O₂（稀有气体除外），（2）X的单质与Z的单质可制成新型的化学电源（KOH溶液作电解质溶液），判断为氢氧燃料电池，X、Y、Z三种短周期元素，它们的原子序数之和为16，XZ为O₂、H₂结合转化关系判断，Y原子序数为7，X为N元素，X+Z=B；Z+Y=A，一个B分子中含有的Z原子个数比C分子中少1个，说明Z元素为H，则X、Y、Z分别为O、N、H，A、B、C分别为NO、H₂O、NH₃，以此解答该题．
点评：本题考查元素位置结构性质的相互关系的推断，物质转化关系和物质性质的应用，化学平衡的影响条件分析判断，题目难度中等，本题注意解答该题的突破口为X、Y、Z三种短周期元素，它们的原子序数之和为16，一个B分子中含有的Z原子个数比C分子中少1个，答题时注意体会．

温度（℃）	20	30	40	50	60	70	80
铜的平均溶解速率（×10^-3mol-L^-1?min^-1）	7.34	8.01	9.25	7.98	7.24	6.73	5.76

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