Question

W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如下图所示．已知W的一种核素的质量数为14，中子数为7；X的离子与NH₄⁺具有相同的质子、电子数目； W与Y的氧化物均能导致酸雨的形成；Z的非金属性在同周期主族元素中最强．
（1）Y在周期表中的位置是

 

．
（2）用电子式解释X与W能形成化合物X₃W的原因

 

．
（3）X₃W遇水可释放出使酚酞溶液变红的气体A，化学方程式是

 

．
（4）用惰性电极电解化合物XZ溶液从阴极释放出气体B，反应的离子方程式是

 

．
（5）已知W的单质与气体B在一定条件下可形成气体A，即：W₂（g）+3B （g）?2A（g）△H=-92.4kJ?mol^-1
在某温度时，一个容积固定的密闭容器中，发生上述反应．在不同时间测定的容器内各物质的浓度如下表：

时间	浓度（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的平均反应速率v（0min～10min）/v（10min～20min）=

 

；
②反应在第10min改变了反应条件，改变的条件可能是

 

；
a．更新了催化剂   b．升高温度   c．增大压强   d．增加B的浓度
③若反应从第30min末又发生了一次条件改变，改变的反应条件可能是

 

；
a．更新了催化剂   b．升高温度   c．增大压强   d．减小A的浓度．

Answer 1

分析：W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，W的一种核素的质量数为14，中子数为7，质子数为14-7=7，故W为氮元素；X的离子与NH₄⁺具有相同的质子、电子数目，X的质子数为11，故X为Na元素；由图可知，X、Y、Z的原子序数依次增大，都处于第三周期，Y的氧化物均能导致酸雨的形成，故Y为硫元素；Z的非金属性在同周期主族元素中最强，故Z为Cl元素，据此解答．

解答：解：W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，W的一种核素的质量数为14，中子数为7，质子数为14-7=7，故W为氮元素；X的离子与NH₄⁺具有相同的质子、电子数目，X的质子数为11，故X为Na元素；由图可知，X、Y、Z的原子序数依次增大，都处于第三周期，Y的氧化物均能导致酸雨的形成，故Y为硫元素；Z的非金属性在同周期主族元素中最强，故Z为Cl元素，
（1）Y为硫元素，原子有3个电子层，最外层电子数为6，处于周期表中第三周期第ⅥA族，故答案为：第三周期第ⅥA族；
（2）用电子式表示Na₃N的形成为：，故答案为：；
（3）Na₃N遇水可释放出使酚酞溶液变红的气体A，A为碱性气体，故A为NH₃，由水解原理可知，还生成NaOH，反应化学方程式是：Na₃N+3H₂O=NH₃↑+3NaOH，
故答案为：Na₃N+3H₂O=NH₃↑+3NaOH；
（4）用惰性电极电解化合物NaCl溶液从阴极释放出气体B，B为H₂，电解NaCl溶液生成氢气、氯气、氢氧化钠，反应的离子方程式是：2Cl^-+2H₂O 

电解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，故答案为：2Cl^-+2H₂O 

电解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（5）①相同时间内同种物质表示的速率之比等于浓度变化量之比，故Cl₂的平均反应速率v（0min～10min）/v（10min～20min）=

4mol/L-3.8mol/L

3.8mol/L-3.4mol/L

=

1

2

，
故答案为：

1

2

；
②由表中数据可知，10min～20min的速率比0min～10min速率快，10min时反应未到达平衡，反应进行向正反应进行，20min与10min相比，W₂、B、A的浓度变化量为分别为0.2mol/L、0.6mol/L、0.4mol/L，等于化学计量数之比，故不可能为增大某一物质浓度，增大压强反应混合物的浓度都应增大，W₂、B 浓度降低，故不可能为增大压强，故10min时改变条件应是更新了催化剂或升高温度加快反应速率，故答案为：ab；
③由表中数据可知，20min时反应到达平衡，30min末又发生了一次条件改变，由40min时各组分的浓度可知，平衡向逆反应进行，40min与30min相比，W₂、B、A的浓度变化量为分别为0.2mol/L、0.6mol/L、0.4mol/L，等于化学计量数之比，故不可能为减小某一反应物的浓度，也不可能是增大A的浓度，降低压强平衡向逆反应移动，W₂、B的浓度也应该降低，故不可能为降低压强，使用催化剂，不影响平衡移动，该反应正反应为放热反应，故30min时改变条件应是升高温度，故答案为：b．

点评：本题考查位置结构性质关系、处于化学用语、化学反应速率计算、化学平衡的影响因素等，难度较大．（5）中②③注意根据浓度变化结合外界条件影响解答，②中增大压强为易错点，只考虑速率加快，容易忽略浓度变化．