Question

3．已知A、B、C是第二周期的非金屬元素，其原子序數依次增大，且它們之間可以形成AC和BC以及AC₂和BC₂分子，D元素是一種短周期元素，它和A、B、C可分別形成電子總數相等的三種分子．請回答：
（1）寫出工業(yè)生產中BD₃與氧氣反應的化學方程式4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O
（2）你認為B、C、D元素形成的化合物之間能否不能 （選填“能”或“不能”）發(fā)生下面的反應：BC+BD₃→DBC₂+D₂C，理由是反應中只有N元素化合價的升高，而沒有元素化合價的降低
（3）①恒溫恒壓下，在一定體積可變的密閉容器中發(fā)生下列反應：4AC（g）+2BC₂（g）?4AC₂（g）+B₂（g）在上述條件下，向容器中充入AC和 BC₂各1mol達平衡時，生成AC₂和B₂共a mol，則AC的轉化率是80a%（用含a的代數式表示）．
②若維持溫度不變，在一個與①反應前的體積相同且容積固定的密閉容器中發(fā)生①中所述的化學反應，開始時仍向容器中充入AC和 BC₂各1mol，達平衡時生成AC₂和B₂共b mol，將b與①中的a進行比較，則a＞b（填“＞”、“＜”或“不能確定”）．

Answer 1

分析 A、B、C是第二周期的非金屬元素，其原子序數依次增大，它們的原子序數依次增大，它們之間可以形成AC和BC以及AC₂和BC₂分子，則A為C、B為N、C為O；D元素是一種短周期元素，它與A、B、C可分別形成電子總數相等的三種分子，則D為H元素．
（1）工業(yè)生產中NH₃與氧氣在催化劑條件下反應生成NO與水；
（2）反應中只有N元素化合價的升高，而沒有元素化合價的降低，反應不能發(fā)生；
（3）Ⅰ、根據方程式可知，AC₂和B₂的物質的量之比為4：1，故生成B₂共為0.2a mol，根據方程式計算參加反應的AC的物質的量，再根據轉化率定義計算；
Ⅱ、Ⅰ中為恒溫恒壓，Ⅱ中為恒溫恒容，隨反應進行壓強降低，相當于在Ⅰ的基礎上降低壓強，反應物的轉化率降低，據此判斷．

解答 解：A、B、C是第二周期的非金屬元素，其原子序數依次增大，它們的原子序數依次增大，它們之間可以形成AC和BC以及AC₂和BC₂分子，則A為C、B為N、C為O；D元素是一種短周期元素，它與A、B、C可分別形成電子總數相等的三種分子，則D為H元素．
（1）工業(yè)生產中NH₃與氧氣在催化劑條件下反應生成NO與水，反應方程式為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
（3）反應中只有N元素化合價的升高，而沒有元素化合價的降低，反應不能發(fā)生，
故答案為：不能；反應中只有N元素化合價的升高，而沒有元素化合價的降低；
（4）Ⅰ、根據方程式可知，AC₂和B₂的物質的量之比為4：1，故生成B₂共為amol×$\frac{1}{5}$0.2a mol，根據方程式可知參加反應的AC的物質的量為4×0.2amol=0.8 amol，故AC的轉化率為$\frac{0.8amol}{1mol}$×100%=80a%，
故答案為：80a%；
Ⅱ、Ⅰ中為恒溫恒壓，Ⅱ中為恒溫恒容，隨反應進行壓強降低，相當于在Ⅰ的基礎上降低壓強，平衡向逆反應方向移動，反應物的轉化率降低，故生成成AC₂和B₂的物質的量減小，故a＞b，
故答案為：＞．

點評 本題考查元素推斷、氧化還原反應、化學平衡有關計算等，難度中等，推斷元素是解題關鍵，需要學生對元素化合物知識熟練掌握，（3）中Ⅱ注意利用等效思想構建平衡建立的途徑進行比較．