Question

W、X、Y、Z是四種常見的短周期元素，其原子半徑隨原子序數(shù)變化如圖所示．已知W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為
14，中子數(shù)為7；X的離子與NH₄⁺具有相同的質(zhì)子、電子數(shù)目；W與Y的氧化物均能導(dǎo)致酸雨的形成；Z的非金屬性在同周期主族元素中最強．

（1）Y在周期表中的位置是

 

．
（2）還有一種離子與NH₄⁺具有相同的質(zhì)子、電子數(shù)目，該離子的化學式為

 

．
（3）X₃W遇水可釋放出使酚酞溶液變紅的氣體A，化學方程式是

 

．
（4）用惰性電極電解化合物XZ溶液從陰極釋放出氣體B，反應(yīng)的離子方程式是

 

．
（5）已知W的單質(zhì)與氣體B在一定條件下可形成氣體A，即：
W₂（g）+3B（g）?2A（g）△H=-92.4kJ?mol^-1
在某溫度時，一個容積固定的密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)．在不同時間測定的容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度如下表：

時間	濃度（mol/L）
	c（W2）	c（B）	c（A）
第0min	4.0	9.0	0
第10min	3.8	8.4	0.4
第20min	3.4	7.2	1.2
第30min	3.4	7.2	1.2
第40min	3.6	7.8	0.8

①W₂的平均反應(yīng)速率

v(0min-10min)

v(10min-20min)

=

 

；
②反應(yīng)在第10min改變了反應(yīng)條件，改變的條件可能是

 

；
a．更新了催化劑  b．升高溫度   c．增大壓強   d．增加B的濃度
③若反應(yīng)從第30min末又發(fā)生了一次條件改變，改變的反應(yīng)條件可能是

 

；根據(jù)化學反應(yīng)原理，分析該條件對W₂轉(zhuǎn)化率的影響

 

．

Answer 1

考點：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,化學平衡的影響因素

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學平衡專題

分析：W、X、Y、Z是四種常見的短周期元素，W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為14，中子數(shù)為7，質(zhì)子數(shù)為14-7=7，故W為氮元素；X的離子與NH₄⁺具有相同的質(zhì)子、電子數(shù)目，X的質(zhì)子數(shù)為11，故X為Na元素；由圖可知，X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，都處于第三周期，Y的氧化物均能導(dǎo)致酸雨的形成，故Y為硫元素；Z的非金屬性在同周期主族元素中最強，故Z為Cl元素，據(jù)此解答．

解答： 解：W、X、Y、Z是四種常見的短周期元素，W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為14，中子數(shù)為7，則W質(zhì)子數(shù)=14-7=7，故W為氮元素；X的離子與NH₄⁺具有相同的質(zhì)子、電子數(shù)目，含有10個質(zhì)子、10個電子，由圖可知，X的原子序數(shù)大于氮元素，可推知X為Na；W與Y的氧化物均能導(dǎo)致酸雨的形成，結(jié)合原子序數(shù)，可推知Y為硫元素；Z的非金屬性在同周期主族元素中最強，結(jié)合原子序數(shù)可知，Z為Cl元素，
（1）Y為硫元素，在周期表中的位置是：第三周期第ⅥA族，故答案為：第三周期第ⅥA族；
（2）還有一種離子與NH₄⁺具有相同的質(zhì)子、電子數(shù)目，該離子的化學式為H₃O⁺，故答案為：H₃O⁺；
（3）Na₃N遇水可釋放出使酚酞溶液變紅的氣體A，則A為NH₃，發(fā)生水解反應(yīng)，同時生成NaOH，該反應(yīng)化學方程式是：Na₃N+3H₂O=NH₃↑+3NaOH，故答案為：Na₃N+3H₂O=NH₃↑+3NaOH；
（4）用惰性電極電解化合物NaCl溶液從陰極釋放出氣體B為H₂，反應(yīng)的離子方程式是：2Cl^-+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，故答案為：2Cl^-+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（5）已知W的單質(zhì)與氣體B在一定條件下可形成氣體A，即N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ?mol^-1
①N₂的平均反應(yīng)速率

v(0min-10min)

v(10min-20min)

=

4mol/L-3.8mol/L

3.8mol/L-3.4mol/L

=

1

2

，
故答案為：

1

2

；
②10min～20min，氮氣的濃度減小量為0.4mol/L，氫氣的濃度減小量為（8.4-7.2）mol/L=1.2mol/L，氨氣濃度增大量為（1.2-0.4）mol/L=0.8mol/L，濃度變化等于化學計量數(shù)之比，可能是更新了催化劑，或升高溫度，
②由表中數(shù)據(jù)可知，10min～20min的速率比0min～10min速率快，10min時反應(yīng)未到達平衡，反應(yīng)進行向正反應(yīng)進行，20min與10min相比，W₂、B、A的濃度變化量為分別為0.2mol/L、0.6mol/L、0.4mol/L，等于化學計量數(shù)之比，故不可能為增大某一物質(zhì)濃度，增大壓強反應(yīng)混合物的濃度都應(yīng)增大，W₂、B 濃度降低，故不可能為增大壓強，故10min時改變條件應(yīng)是更新了催化劑或升高溫度加快反應(yīng)速率，
故答案為：ab；
③由表中數(shù)據(jù)可知，20min時反應(yīng)到達平衡，30min末又發(fā)生了一次條件改變，由40min時各組分的濃度可知，平衡向逆反應(yīng)進行，40min與30min相比，W₂、B、A的濃度變化量為分別為0.2mol/L、0.6mol/L、0.4mol/L，等于化學計量數(shù)之比，故不可能為減小某一反應(yīng)物的濃度，也不可能是增大A的濃度，降低壓強平衡向逆反應(yīng)移動，W₂、B的濃度也應(yīng)該降低，故不可能為降低壓強，使用催化劑，不影響平衡移動，該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故30min時改變條件應(yīng)是升高溫度；
該反應(yīng)正向放熱，升高溫度，化學平衡向逆向移動，W₂的轉(zhuǎn)化率減小；
故答案為：升高溫度；該反應(yīng)正向放熱，升高溫度，化學平衡向逆向移動，W₂的轉(zhuǎn)化率減�。�

點評：本題考查位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)關(guān)系、化學反應(yīng)速率計算、化學平衡的影響因素等，難度較大，（5）中②③注意根據(jù)濃度變化結(jié)合外界條件影響解答，②中增大壓強為易錯點，只考慮速率加快，容易忽略濃度變化．