Question

16．根据所学知识，回答下列问题：
（1）元素周期表1～20号元素中，金属性最强的元素是K（填元素符号，下同）；属于稀有气体的是He、Ne、Ar；非金属性最强的元素在周期表中的位置是第二周期第ⅦA族．
（2）已知NO₂和N₂O₄之间发生可逆反应：2NO₂ （g） （红棕色）?N₂O₄（g） （无色）．将装有NO₂ 和N₂O₄混合气体的烧瓶浸入热水中，观察到的现象是气体颜色加深或红棕色加深，产生该现象的原因是存在平衡2NO₂?N₂O₄，加热，平衡发生逆向移动，NO₂浓度增大，颜色变深．
（3）一定条件下，向2L恒容密闭容器中按体积比1：3充入4.48L（标准状况）N₂和H₂的混合气体，发生反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），3min时反应达到平衡状态，测得c（N₂）=0.02mol•L^-1．
①0～3min内，v （NH₃）=0.003mol•L^-1•min^-1．
②下列叙述可证明上述反应达到平衡状态的是b、d（填序号）．
a．v（H₂）=3v（N₂）、
b．容器内压强保持不变
c．每消耗1mol N₂，同时生成2mol NH₃
d．N₂、H₂和NH₃的物质的量浓度不再变化．

Answer 1

分析 （1）同周期自左而右金属性减弱、非金属性增强，同主族自上而下金属性减弱、非金属性增强，故1～20号元素中，非金属性最强为F，属于稀有气体的是He、Ne、Ar，金属性最强的为F；
（2）反应2NO₂ （g） （红棕色）?N₂O₄（g） （无色），正反应是放热反应；所以将装有NO₂ 和N₂O₄混合气体的烧瓶浸入热水中，平衡逆向移动；
（3）①4.48L混合气体的物质的量为：0.2mol，所以氮气的物质的量浓度为：0.025mol/L，浓度变化量为：0.005mol/L，所以v（N₂）=$\frac{0.005mol/L}{3min}$，根据速率之比等于对应物质的化学计量数之比，求v （NH₃）；
②达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量不变、物质的量浓度不变、百分含量不变以及由此引起的物理量不变．

解答 解：（1）同周期自左而右金属性减弱、非金属性增强，同主族自上而下金属性减弱、非金属性增强，故1～20号元素中，非金属性最强为F，属于稀有气体的是He、Ne、Ar，金属性最强的为F，在元素周期表中的位置为：第二周期第ⅦA族，
故答案为：K；  He、Ne、Ar；　第二周期第ⅦA族；
（2）反应2NO₂ （g） （红棕色）?N₂O₄（g） （无色），正反应是放热反应；所以将装有NO₂ 和N₂O₄混合气体的烧瓶浸入热水中，平衡逆向移动，所以气体颜色加深或红棕色加深，
故答案为：气体颜色加深或红棕色加深；存在平衡2NO₂?N₂O₄，加热，平衡发生逆向移动，NO₂浓度增大，颜色变深；
（3）①4.48L混合气体的物质的量为：0.2mol，所以氮气的物质的量浓度为：0.025mol/L，浓度变化量为：0.005mol/L，所以v（N₂）=$\frac{0.005mol/L}{3min}$，根据速率之比等于对应物质的化学计量数之比，v （NH₃）=0.003 mol•L^-1•min^-1，
故答案为：0.003 mol•L^-1•min^-1；
②a．v（H₂）=3v（N₂），未体现正与逆的关系，故错误；
b．容器内压强保持不变，说明气体的总物质的量不变，反应达平衡状态，故正确；
c．每消耗1mol N₂，同时生成2mol NH₃，都反映正反应的方向，未体现正与逆的关系，故错误；
d．N₂、H₂和NH₃的物质的量浓度不再变化，说明正逆反应速率相等，达平衡状态，故正确；
故选：b、d．

点评 本题考查了反应速率的计算、化学平衡状态的判断、平衡的移动，题目难度不大，明确化学平衡状态的特征为解答关键，试题有利于提高学生的灵活应用能力．