Question

18．X、Y、Z三種短周期元素，它們的原子序數之和為16．X、Y、Z三種元素的常見單質在常溫下都是無色氣體，在適當條件下可發生如下變化：
一個B分子中含 有的Z原子個數比C分子中少1個，B、C兩種分子中的電子數均等于10．
請回答下列問題：
（1）X元素在周期表中的位置是第二周期ⅥA族．
（2）分析同主族元素性質的遞變規律，發現B、C物質的沸點反常，這是因為它們的分子間存在氫鍵．
（3）①C可與A一定條件下反應生成無污染的物質，寫出方程式并標出電子轉移
②Y、Z兩種種元素可組成一種18電子中性粒子，其性質與C類似，顯堿性．寫出它與足量鹽酸反應的離子方程式N₂H₄+2H⁺=N₂H₆²⁺．它的制備方法之一是將NaClO溶液和NH₃反應制得，試寫出該反應的化學方程式NaClO+2NH₃=N₂H₄+NaCl+H₂O．
（4）已知Y單質與Z單質生成C的反應是可逆反應，△H＜0．將等物質的量的Y、Z兩種單質充入一密閉器中，在適當催化劑和恒溫、恒壓條件下反應．下列說法正確的有a．
a．達到化學平衡時，正反應速率與逆反應速率相等
b．反應過程中，Y單質的體積分數始終為50%
c．達到化學平衡時，Y、Z兩種單質在混合氣體中的物質的量之比為1：1
d．達到化學平衡的過程中氣體平均相對分子質量減小
e．達到化學平衡后，升高溫度，C的體積分數增大．

Answer 1

分析 X、Y、Z三種短周期元素，其單質在常溫下均為無色氣體，短周期中形成無色氣體單質的只有H₂、N₂、O₂（稀有氣體除外），H、N、O原子序數之和為16，故三種元素為H、N、O，三種氣體單質相互反應生成H₂O、NH₃、NO，一個B分子中含有的Z元素的原子個數比一個C分子中少1個，則B為H₂O，C為NH₃，Z為H元素，Z單質與X單質反應生成B（H₂O），故X為O元素；Z單質與Y單質反應生成C（NH₃），故Y為N元素，所以A為NO，以此解答該題．

解答 解：X、Y、Z三種短周期元素，其單質在常溫下均為無色氣體，短周期中形成無色氣體單質的只有H₂、N₂、O₂（稀有氣體除外），H、N、O原子序數之和為16，故三種元素為H、N、O，三種氣體單質相互反應生成H₂O、NH₃、NO，一個B分子中含有的Z元素的原子個數比一個C分子中少1個，則B為H₂O，C為NH₃，Z為H元素，Z單質與X單質反應生成B（H₂O），故X為O元素；Z單質與Y單質反應生成C（NH₃），故Y為N元素，所以A為NO．
（1）X為O元素，元素在周期表中的位置是：第二周期ⅥA族，故答案為：第二周期ⅥA族；
（2）H₂O分子之間存在氫鍵，NH₃分子之間存在氫鍵，沸點高于同主族元其它氫化物的沸點，故答案為：氫鍵；
（3）①氨氣可與NO一定條件下反應生成無污染的物質，應生成氮氣與水，標出電子轉移為：，故答案為：；
②N、H兩種種元素可組成一種18電子中性粒子為N₂H₄，其性質與NH₃類似，顯堿性，類比氨氣與鹽酸反應可知，它與足量鹽酸反應的離子方程式為：N₂H₄+2H⁺=N₂H₆²⁺；
它的制備方法之一是將NaClO溶液和NH₃反應制得，該反應中次氯酸鈉被氨氣含有生成氯化鈉，氨氣被氧化生成肼，同時還有水生成，所以該反應方程式為：NaClO+2NH₃=N₂H₄+NaCl+H₂O，
故答案為：N₂H₄+2H⁺=N₂H₆²⁺；NaClO+2NH₃=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（4）該反應為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），△H＜0．將等物質的量的N₂、H₂兩種單質充入一密閉器中，在適當催化劑和恒溫、恒壓條件下反應．
a．達到化學平衡時，同種物質的正反應速率與逆反應速率相等，故a正確；
b．隨反應進行，混合氣體物質的量減小，而消耗1mol氮氣，總物質的量減小2mol，反應過程中，Y單質的體積分數始終大于50%，故b錯誤；
c．氮氣、氫氣氨氣物質的量1：1混合，而二者按1：3反應，故達到化學平衡時，氮氣、氫氣在混合氣體中的物質的量之比大于1：1，故c錯誤；
d．混合氣體總質量不變，總物質的量減小，故達到化學平衡的過程中氣體平均相對分子質量增大，故d錯誤；
e．正反應為放熱反應，達到化學平衡后，升高溫度，平衡向逆反應移動，氨氣的體積分數減小，故e錯誤，
故選：a．

點評 本題考查元素化合物推斷，難度中等，突破口為X、Y、Z三種元素的常見單質在常溫常壓下都是無色氣體，再結合相互轉化推斷．