Question

（10分）X、Y、Z三种元素常见单质在常温下都是气体，在适当条件下可发生如下图所示变化，X、Y、Z为三种短周期元素，它们的原子序数之和为16.

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．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
c．达到化学平衡时，Y的单质的体积分数仍为50%
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

（1）第二周期、VIA族（2分）
（2）氧气（2分）H₂+2OH^-=2H₂O+2e^-（2分）
（3）4NH₃+5O₂ 4NO+6 H₂O（2分）
（4）ac(2分)

解析试题分析：（1）常温下是无色气体的单质有H₂、N₂、O₂，且三种元素的原子序数之和是16，氢气与氧气反应生成H₂O，氢气与氮气反应生成NH₃，氮气与氧气反应生成NO，根据一个B分子中含有的Z元素的原子个数比C分子中的少一个，判断B是H₂O，C是NH₃，Z元素是H。所以X是O元素，Y是N元素，A是NO。X在元素周期表中的位置是第二周期、VIA族；
（2）氧气与氢气形成的氢氧燃料电池中，正极发生还原反应，所以正极通入氧气，负极是氢气，氢气发生氧化反应，结合电解质溶液判断，负极的电极反应式为H₂+2OH^-=2H₂O+2e^-
（3）C是NH₃，在高温、催化剂的条件下与氧气反应生成NO，化学方程式为4NH₃+5O₂ 4NO+6 H₂O；
（4）氮气与氢气合成氨的反应是可逆反应，a、达到化学平衡时，正反应速率与逆反应速率相等，符合化学平衡的定义，正确；b、Y、Z以1：3的体积比转化，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一定不是1:1，错误；c、达到化学平衡时，等物质的量的Y、Z两种单质反应，设均为n则
N₂+3H₂2NH₃，
开始  n   n       0
转化x     3x       2x
平衡n-x   n-3x     2x
则Y单质的体积分数为（n-x）/(n-x+n-3x+2x)×100%=50%,正确；d、该反应是气体的物质的量减小的反应，质量不变时，混合气体的物质的量减小，则混合气体的平均相对分子质量增大，达到平衡时不再增大，错误，答案选a、c。
考点：考查元素的推断，电化学原理的应用，化学平衡的判断，化学方程式的书写