Question

A、B、X、D、E、F是周期表中的前20号元素，原子序数逐渐增大．A元素是宇宙中含量最丰富的元素，其原子的原子核内可能没有中子．A分别与B、X、D、E、F形成的分子的空间构型依次是正四面体、三角锥形、正四面体、角形（V形）、直线形．用化学式或化学符号回答下列问题：
（1）上述5种元素中，能形成酸性最强的含氧酸的元素是

 

，写出该元素的常见四种含氧酸的化学式，并按酸性由强到弱的顺序

 

_

 

（2）B所在族的元素与A形成的化合物中，沸点最低的物质的结构式是

 

；E所在族的元素与A形成的化合物中，沸点最低的物质的电子式是

 

；
（3）一定条件下，XO₂与EO₂反应生成EO₃和XO两种气体．将体积比为1：2的XO₂、EO₂气体置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是

 

．
A、体系压强保持不变                  B、混合气体颜色保持不变
C、EO₂和XO的体积比保持不变          D、每消耗1mol EO₂的同时生成1molXO
测得上述反应平衡时XO₂与EO₂体积比为1：6，则平衡常数K=

 

．
（4）设X元素的气态氢化物为M，最高价氧化物的水化物为N，M与N反应生成一种盐Z．常温下，向pH=a的M的水溶液（设溶质的电离程度为1%）中加入等体积pH=b的N的水溶液，且a+b=14，充分作用后，该溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为

 

．常温下，N、Z的水溶液pH均为4，设N、Z水溶液中由水电离出的H⁺浓度分别为a、b，则a比b=

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,化学平衡状态的判断

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：A、B、X、D、E、F是周期表中的前20号元素，原子序数逐渐增大．A元素是宇宙中含量最丰富的元素，其原子的原子核内可能没有中子，则A为氢元素，A分别与B、D形成的分子的空间构型都是正四面体，所以B、D都在第ⅣA族，所以B为碳，D为硅，X、E、F形成的分子的空间构型依次是三角锥形、角形（V形）、直线形，结合它们与碳、硅的原子序数关系可知，X为氮，E为硫，F为氯，据此答题；

解答： 解：A、B、X、D、E、F是周期表中的前20号元素，原子序数逐渐增大．A元素是宇宙中含量最丰富的元素，其原子的原子核内可能没有中子，则A为氢元素，A分别与B、D形成的分子的空间构型都是正四面体，所以B、D都在第ⅣA族，所以B为碳，D为硅，X、E、F形成的分子的空间构型依次是三角锥形、角形（V形）、直线形，结合它们与碳、硅的原子序数关系可知，X为氮，E为硫，F为氯，
（1）上述5种元素中，氯元素的非金属性最强，所以能形成酸性最强的含氧酸的元素是氯元素，氯元素的常见四种含氧酸的化学式为，按酸性由强到弱的顺序为HClO₄＞HClO₃＞HClO₂＞HClO，
故答案为：Cl；HClO₄、HClO₃、HClO₂、HClO；
（2）在ⅣA族的元素与H形成的化合物中，沸点最低的物质为甲烷，它的结构式是；硫所在族的元素与H形成的化合物中，沸点最低的物质是硫化氢，它的电子式是，
故答案为：； ；
（3）一定条件下，NO₂与SO₂反应生成SO₃和NO两种气体，反应方程式为NO₂+SO₂?SO₃+NO，
A、由于该反应气体体积不变，所以体系压强保持不变不能说明是否处于平衡状态，故错误；
B、混合气体颜色保持不变，即说明二氧化氮的浓度不变，说明反应已经处于平衡状态，故正确；
C、EO₂和XO的体积比起始为1：2，反应中消耗的是1：1，所以当体积比保持不变时，说明各物质的浓度不再改变，反应处于平衡状态，故正确； 
D、每消耗1mol SO₂的同时生成1molNO，都是表示的正反应速率，不能说明正逆反应速率的关系，故错误；
故选BC；
设起始浓度NO₂为a，则SO₂为2a，反应转化的NO₂为b，利用三段式分析，
       NO₂+SO₂ ?SO₃+NO
起始    a    2a
转化    b    b    b   b
平衡   a-b  2a-b  b   b  
根据题意有（a-b）：（2a-b）=1：6，所以a=1.25b，则平衡常数K=

b2

(a-b)(2a-b)

=

8

3

=2.67，
故答案为：BC；2.67；
（4）M为氨气，N为硝酸，Z为硝酸铵，常温下，向pH=a的氨气的水溶液（设溶质的电离程度为1%）中加入等体积pH=b的硝酸溶液，且a+b=14，则说明氨水中已经电离出来的氢氧根离子与硝酸电离产生的氢离子恰好完全反应，而在混合溶液中氨水过量较多，溶液呈碱性，所以该溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为NH₄⁺＞NO₃^-＞OH^-＞H⁺，
常温下，N、Z的水溶液pH均为4，硝酸铵水解促进水的电离，b=10^-4 mol/L，硝酸抑制水的电离，a=c（OH^-）=

10-14

10-4

=10^-10 mol/L，所以a：b=10^-10：10^-4=10^-6，
故答案为：NH₄⁺＞NO₃^-＞OH^-＞H⁺；10^-6 ．

点评：本题主要考查了结构式、电子式、元素周期律、平衡常数的计算、平衡状态的判断、pH的计算等知识点，难度较大，涉及的知识点较多，元素推断是解题的前提，溶液计算是本题的难点．