Question

7．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(qiáng)．
（1）Y在周期表中的位置是第三周期第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(xué)式為H₃O⁺．
（3）X₃W遇水可釋放出使酚酞溶液變紅的氣體A，化學(xué)方程式是Na₃N+3H₂O=NH₃↑+3NaOH．
（4）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=-92.4 kJ?mol^-1
在某溫度時(shí)，一個(gè)容積固定的密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)．在不同時(shí)間測定的容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度如下表：

時(shí)間	濃度（mol/L）
	c（W2）	c（B）	c（A）
第0 min	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）=$\frac{1}{2}$；
②反應(yīng)在第10min改變了反應(yīng)條件，改變的條件可能是ab；
a．更新了催化劑  b．升高溫度   c．增大壓強(qiáng)   d．增加B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(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(qiáng)，故Z為Cl元素，
（1）Y為硫元素，核外有三個(gè)電子層，最外層有6個(gè)電子；
（2）NH₄⁺具有11個(gè)質(zhì)子各10個(gè)電子，所此可找出與NH₄⁺具有相同的質(zhì)子、電子數(shù)目的微粒為水合氫離子；
（3）使酚酞溶液變紅的氣體A應(yīng)為氨氣，Na₃N水解生成氫氧化鈉和氨氣；
（4）①根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$，由于0min～10min和10min～20min時(shí)間段相同，所以速率之比就等于濃度變化量之比；
②根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在第10min時(shí)反應(yīng)中各物質(zhì)濃度的變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，但反應(yīng)速率變快，據(jù)此判斷．

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(gè)質(zhì)子、10個(gè)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(qiáng)，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(xué)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(shí)生成NaOH，該反應(yīng)化學(xué)方程式是：Na₃N+3H₂O=NH₃↑+3NaOH，
故答案為：Na₃N+3H₂O=NH₃↑+3NaOH；
（4）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$\frac{v（0min-10min）}{v（10min-20min）}$=$\frac{4mol/L-3.8mol/L}{3.8mol/L-3.4mol/L}$=$\frac{1}{2}$，故答案為：$\frac{1}{2}$；
②由表中數(shù)據(jù)可知，10min～20min的速率比0min～10min速率快，10min時(shí)反應(yīng)未到達(dá)平衡，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)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(xué)計(jì)量數(shù)之比，故不可能為增大某一物質(zhì)濃度，增大壓強(qiáng)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(qiáng)，故10min時(shí)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．

點(diǎn)評(píng) 本題考查位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)關(guān)系、化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算、化學(xué)平衡的影響因素等，難度中等，（4）中②注意根據(jù)濃度變化結(jié)合外界條件影響解答，增大壓強(qiáng)為易錯(cuò)點(diǎn)，只考慮速率加快，容易忽略濃度變化．