题目内容
Q、W、X、Y、Z为五种原子序数递增的短周期元素．已知：
①Q原子核外电子数等于电子层数，且与W组成的化合物是沼气的主要成份；
②W与Y，X与Y组成的化合物是机动车排出的大气污染物；
③Y与Z能形成电子总数为30和38的两种离子化合物．
（1）W在周期表的位置 ；电子数为38的Y与Z形成化合物的电子式 ；
（2）工业合成XQ3，△H＜0；下列措施即能加快反应速率，又能使原料转化率一定都提高的是
A．升高温度 B．加入高效催化剂
C．将XQ3及时分离出去D．增大反应体系压强
E．增大反应物浓度
（3）标准状况下22.4L X的气态氢化物，与0.5L 1mol/L的X的最高价氧化物的水化物反应，所得碱性溶液中离子浓度由大到小顺序是： （用化学式表示）；
（4）25℃时，pH=a，体积为VaL的X的最高价氧化物对应水化物与pH=b，体积为VbL的Z的最高价氧化物对应水化物混合，恰好中和，且已知：Va＜Vb，2a=b．请讨论下列问题：
（i）a能否等于3： （填“能”或“否”）；其理由是： ；
（ii）a能否等于5： （填“能”或“否”）；
（iii）a的取值范围是 ．
①Q原子核外电子数等于电子层数，且与W组成的化合物是沼气的主要成份；
②W与Y，X与Y组成的化合物是机动车排出的大气污染物；
③Y与Z能形成电子总数为30和38的两种离子化合物．
（1）W在周期表的位置
（2）工业合成XQ3，△H＜0；下列措施即能加快反应速率，又能使原料转化率一定都提高的是
A．升高温度 B．加入高效催化剂
C．将XQ3及时分离出去D．增大反应体系压强
E．增大反应物浓度
（3）标准状况下22.4L X的气态氢化物，与0.5L 1mol/L的X的最高价氧化物的水化物反应，所得碱性溶液中离子浓度由大到小顺序是：
（4）25℃时，pH=a，体积为VaL的X的最高价氧化物对应水化物与pH=b，体积为VbL的Z的最高价氧化物对应水化物混合，恰好中和，且已知：Va＜Vb，2a=b．请讨论下列问题：
（i）a能否等于3：
（ii）a能否等于5：
（iii）a的取值范围是
分析：Q、W、X、Y、Z为五种原子序数递增的短周期元素，①Q原子核外电子数等于电子层数，则Q为H元素，且与W组成的化合物是沼气的主要成份，沼气主要成份为CH4，则W为碳元素；②W与Y，X与Y组成的化合物是机动车排出的大气污染物，则Y为氧元素、X为N元素；③Y与Z能形成电子总数为30和38的两种离子化合物，两种离子化合物相差1个氧原子，为氧化物与过氧化物，则Z原子电子数为11，为Na元素，据此解答．
解答：解：Q、W、X、Y、Z为五种原子序数递增的短周期元素，①Q原子核外电子数等于电子层数，则Q为H元素，且与W组成的化合物是沼气的主要成份，沼气主要成份为CH4，则W为碳元素；②W与Y，X与Y组成的化合物是机动车排出的大气污染物，则Y为氧元素、X为N元素；③Y与Z能形成电子总数为30和38的两种离子化合物，两种离子化合物相差1个氧原子，为氧化物与过氧化物，则Z原子电子数为11，为Na元素，
（1）W为碳元素，在周期表的位置是：第二周期ⅣA；电子数为38的Y与Z形成化合物为Na2O2，其电子式为
；
故答案为：第二周期ⅣA；；
（2）工业合成NH3，正反应是气体体积减小的放热反应，
A．升高温度，加快反应速率，平衡向逆反应方向移动，原料的转化率降低，故A错误；
B．加入高效催化剂，加快反应速率，化学平衡不移动，原料的转化率不变，故B错误；
C．将NH3及时分离出去，平衡向正反应方向移动，原料的转化率增大，但反应速率降低，故C错误；
D．增大反应体系压强，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，原料的转化率增大，故D正确；
E．增大反应物浓度，加快反应速率，原料的转化率降低，故E错误，
故答案为：D；
（3）标准状况下22.4L NH3，与0.5L 1mol/L的HNO3反应，所得溶液为碱性，则氨水过量，溶液为硝酸铵与氨水混合溶液，且一水合氨的电离大于铵根离子的水解程度，故溶液中离子浓度由大到小顺序是：c（NH4+）＞c（NO3-）＞c （OH-）＞c（H+），
故答案为：c（NH4+）＞c（NO3-）＞c （OH-）＞c（H+）；
（4）25℃时，pH=a，体积为VaL的HNO3溶液与pH=b，体积为VbL的NaOH溶液混合，恰好中和，且已知：Va＜Vb，2a=b，
（i）由于2a=b，若a=3，则b=6，溶液为酸性，与题意不合，故a≠3，
故答案为：否；若a=3，则b=6，溶液为酸性，与题意不合，故a≠3；
（ii）二者恰好反应，则VaL×10-amol/L=VbL×10-14+amol/L，则
=10a+b-14，若a=5，则b=10，则
=10，与题意Va＜Vb不符，故a≠5，
故答案为：否；
（iii）由于NaOH溶液呈碱性，则b＞7，即2a＞7，则
＜a，由于Va＜Vb，结合（ii）中可知
=10a+b-14＜1，故3a＜14，a＜
，则
＜a＜
，
故答案为：
＜a＜
．
（1）W为碳元素，在周期表的位置是：第二周期ⅣA；电子数为38的Y与Z形成化合物为Na2O2，其电子式为
；故答案为：第二周期ⅣA；
；（2）工业合成NH3，正反应是气体体积减小的放热反应，
A．升高温度，加快反应速率，平衡向逆反应方向移动，原料的转化率降低，故A错误；
B．加入高效催化剂，加快反应速率，化学平衡不移动，原料的转化率不变，故B错误；
C．将NH3及时分离出去，平衡向正反应方向移动，原料的转化率增大，但反应速率降低，故C错误；
D．增大反应体系压强，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，原料的转化率增大，故D正确；
E．增大反应物浓度，加快反应速率，原料的转化率降低，故E错误，
故答案为：D；
（3）标准状况下22.4L NH3，与0.5L 1mol/L的HNO3反应，所得溶液为碱性，则氨水过量，溶液为硝酸铵与氨水混合溶液，且一水合氨的电离大于铵根离子的水解程度，故溶液中离子浓度由大到小顺序是：c（NH4+）＞c（NO3-）＞c （OH-）＞c（H+），
故答案为：c（NH4+）＞c（NO3-）＞c （OH-）＞c（H+）；
（4）25℃时，pH=a，体积为VaL的HNO3溶液与pH=b，体积为VbL的NaOH溶液混合，恰好中和，且已知：Va＜Vb，2a=b，
（i）由于2a=b，若a=3，则b=6，溶液为酸性，与题意不合，故a≠3，
故答案为：否；若a=3，则b=6，溶液为酸性，与题意不合，故a≠3；
（ii）二者恰好反应，则VaL×10-amol/L=VbL×10-14+amol/L，则
| Va |
| Vb |
| Va |
| Vb |
故答案为：否；
（iii）由于NaOH溶液呈碱性，则b＞7，即2a＞7，则
| 7 |
| 2 |
| Va |
| Vb |
| 14 |
| 3 |
| 7 |
| 2 |
| 14 |
| 3 |
故答案为：
| 7 |
| 2 |
| 14 |
| 3 |
点评：本题考查结构位置性质关系应用、电子式、化学反应速率及化学平衡的影响因素、离子浓度大小比较、溶液pH值的有关计算等，题目比较综合，（4）中注意理解掌握强酸与强碱恰好反应呈中性时酸与碱的体积比关系．
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