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變化如下圖所示．已知W的一種核素的質量數為14，中子數為7；X的離子與NH₄⁺具有相同的質子、電子數目； W與Y的氧化物均能導致酸雨的形成；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）用電子式解釋X與W能形成化合物X₃W的原因

 

．
（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，反應的離子方程式是

 

．
（5）已知W的單質與氣體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．在不同時間測定的容器內各物質的濃度如下表：

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的平均反應速率v（0min～10min）/v（10min～20min）=

 

；
②反應在第10min改變了反應條件，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若反應從第30min末又發(fā)生了一次條件改變，改變的反應條件可能是

 

；
a．更新了催化劑   b．升高溫度   c．增大壓強   d．減小A的濃度．

Answer 1

分析：W、X、Y、Z是四種常見的短周期元素，W的一種核素的質量數為14，中子數為7，質子數為14-7=7，故W為氮元素；X的離子與NH₄⁺具有相同的質子、電子數目，X的質子數為11，故X為Na元素；由圖可知，X、Y、Z的原子序數依次增大，都處于第三周期，Y的氧化物均能導致酸雨的形成，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的一種核素的質量數為14，中子數為7，質子數為14-7=7，故W為氮元素；X的離子與NH₄⁺具有相同的質子、電子數目，X的質子數為11，故X為Na元素；由圖可知，X、Y、Z的原子序數依次增大，都處于第三周期，Y的氧化物均能導致酸雨的形成，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，
（1）Y為硫元素，原子有3個電子層，最外層電子數為6，處于周期表中第三周期第ⅥA族，故答案為：第三周期第ⅥA族；
（2）用電子式表示Na₃N的形成為：，故答案為：；
（3）Na₃N遇水可釋放出使酚酞溶液變紅的氣體A，A為堿性氣體，故A為NH₃，由水解原理可知，還生成NaOH，反應化學方程式是：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，B為H₂，電解NaCl溶液生成氫氣、氯氣、氫氧化鈉，反應的離子方程式是：2Cl^-+2H₂O 

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，故答案為：2Cl^-+2H₂O 

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（5）①相同時間內同種物質表示的速率之比等于濃度變化量之比，故Cl₂的平均反應速率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

；
②由表中數據可知，10min～20min的速率比0min～10min速率快，10min時反應未到達平衡，反應進行向正反應進行，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，等于化學計量數之比，故不可能為增大某一物質濃度，增大壓強反應混合物的濃度都應增大，W₂、B 濃度降低，故不可能為增大壓強，故10min時改變條件應是更新了催化劑或升高溫度加快反應速率，故答案為：ab；
③由表中數據可知，20min時反應到達平衡，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，等于化學計量數之比，故不可能為減小某一反應物的濃度，也不可能是增大A的濃度，降低壓強平衡向逆反應移動，W₂、B的濃度也應該降低，故不可能為降低壓強，使用催化劑，不影響平衡移動，該反應正反應為放熱反應，故30min時改變條件應是升高溫度，故答案為：b．

點評：本題考查位置結構性質關系、處于化學用語、化學反應速率計算、化學平衡的影響因素等，難度較大．（5）中②③注意根據濃度變化結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．