Question

R、X、Y、Z是人体组织中的四种主要非金属元素，其原子序数依次增大，R能分别与X、Y、Z形成10e^-分子甲、乙、丙．请回答：
（1）Y在元素周期表中位于

 

．
（2）甲、乙、丙分子中稳定性最强的是

 

（写化学式）．
（3）将X的单质与Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液共热，反应的化学方程式是

 

．
（4）已知在298K时下述反应的有关数据：
X（s）+

1

2

Z₂（g）═XZ（g）△H₁=-110.5kJ?mol^-1
X（s）+Z₂（g）═XZ₂（g）△H₂=-393.5kJ?mol^-1
则X（s）+XZ₂（g）═2XZ（g）的△H=

 

．
（5）850℃时，反应：XZ₂（g）+R₂（g）?XZ（g）+R₂Z（g）在密闭容器中进行，两次实验部分数据如下，请完成下表．

实验序号	起始浓度/mol?L-1		R2平衡转化率
	c（XZ2）	c（R2）
①	1.5	1.0	60%
②	3.0	1.0

Answer 1

分析：R、X、Y、Z是人体组织中的四种主要非金属元素，其原子序数依次增大，则R为氢元素、X为碳元素、Y为氮元素、Z为氧元素，R能分别与X、Y、Z形成10e^-分子甲、乙、丙，则甲为CH₄、乙为NH₃、丙为H₂O；
（1）对于主族元素，周期数=电子层数、主族族序数=最外层电子数；
（2）非金属性越强氢化物越稳定；
（3）碳与浓硝酸在加热条件下反应生成二氧化氮、二氧化碳与水；
（4）根据盖斯定律构造目标热化学方程式计算反应热；
（5）根据实验①中数据，利用转化率计算R₂的浓度变化量，利用三段式计算平衡时各组分的浓度，计算该反应的平衡常数，令实验②中，平衡时R₂的浓度变化量为cmol/L，利用三段式表示出平衡时各组分的浓度，代入平衡常数列方程计算，进而计算R₂的转化率．

解答：解：R、X、Y、Z是人体组织中的四种主要非金属元素，其原子序数依次增大，则R为氢元素、X为碳元素、Y为氮元素、Z为氧元素，R能分别与X、Y、Z形成10e^-分子甲、乙、丙，则甲为CH₄、乙为NH₃、丙为H₂O；
（1）Y为氮元素，原子核外有2的电子层、最外层电子数为5，处于周期表中第二周期第ⅤA族，
故答案为：第二周期第ⅤA族；
（2）非金属性O＞N＞C，故三元素形成氢化物中H₂O最稳定，
故答案为：H₂O；
（3）碳与浓硝酸在加热条件下反应生成二氧化氮、二氧化碳与水，反应方程式为：C+4HNO₃（浓）

△   .

4NO₂↑+CO₂↑+2H₂O，
故答案为：C+4HNO₃（浓）

△   .

4NO₂↑+CO₂↑+2H₂O；
（4）已知：①X（s）+

1

2

Z₂（g）=XZ（g）△H₁=-110.5kJ?mol^-1
②X（s）+Z₂（g）=XZ₂（g）△H₂=-393.5kJ?mol^-1
根据盖斯定律，①×2-②得X（s）+XZ₂（g）=2XZ（g），则△H=2×（-110.5kJ?mol^-1）-（-393.5kJ?mol^-1）=+172.5kJ?mol^-1，
故答案为：+172.5kJ?mol^-1；
（5）根据实验①中，R₂平衡转化率为60%，则R₂的浓度变化量为1mol/L×60%=0.6mol/L，则：
             XZ₂（g）+R₂（g）?XZ（g）+R₂Z（g）
开始（mol/L）：1.5      1       0      0      
变化（mol/L）：0.6      0.6     0.6    0.6
平衡（mol/L）：0.9      0.4     0.6    0.6
故该温度下，该反应的平衡常数K=

0.6×0.6

0.9×0.4

=1，
令实验②中，平衡时R₂的浓度变化量为cmol/L，则：
             XZ₂（g）+R₂（g）?XZ（g）+R₂Z（g）
开始（mol/L）：3        1       0      0      
变化（mol/L）：c        c       c      c
平衡（mol/L）：3-c      1-c     c      c
所以

c×c

(3-c)×(1-c)

=1，解得c=0.75，
故R₂的转化率=

0.75mol

1mol/L

×100%=75%，
故答案为：75%．

点评：本题考查元素化合物推断及性质、反应热的计算、化学平衡计算等，难度中等，（5）注意掌握平衡常数的应用：判断反应进行程度、判断反应方向、化学平衡有关计算．