Question

X、Y、Z是三种短周期元素，它们的原子序数之和为16．X、Y、Z三种元素的常见单质在常温下都是无色气体，如图中的A、B、C分别表示三种单质两两反应的生成物：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．

Answer 1

考点：无机物的推断

专题：推断题

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），三元素的质子数之和为16，三种单质相互化合可以得到NO、H₂O、NH₃，且一个B分子中含有的Z原子个数比C分子中少1个，则B为H₂O、C为NH₃、Z为氢，由转化关系可知，故A为NO，X为氧，Y为氮，以此解答该题．

解答： 解：短周期中形成无色气体单质的只有H₂、N₂、O₂（稀有气体除外），三元素的质子数之和为16，三种单质相互化合可以得到NO、H₂O、NH₃，且一个B分子中含有的Z原子个数比C分子中少1个，则B为H₂O、C为NH₃、Z为氢，由转化关系可知，故A为NO，X为氧，Y为氮，
（1）O元素的质子数为8，氧原子有2个电子层，最外层电子数为6，位于第二周期VIA族，故答案为：第二周期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，所以正极通入：氧气；负极电极反应式为：H₂+2OH^-=2H₂O+2e^-，
故答案为：氧气；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

催化剂 .

△

4NO+6H₂O，
故答案为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O；
（4）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

催化剂   .

高温高压

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=

1-x

2-2x

×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；
故答案为：ab．

点评：本题考查位置结构性质的关系、无机物推断等，推断该题的突破口为X、Y、Z三种短周期元素的单质为无色气体，再结合信息与转化关系推断，题目难度中等．