Question

現(xiàn)有A、B、C、D、E五種短周期元素，其中A、B兩種元素同主族，A元素原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子的數(shù)3倍；C是所有元素中原子半徑最小的；D的氣態(tài)氫化物水溶液能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍；在A、E形成的化合物EA中，A、E離子核外電子數(shù)均為10．請按要求回答下列問題：
Ⅰ．（1）寫出元素E在元素周期表的位置

第三周期第ⅡA族

；
（2）在A、B、D分別形成的氫化物中，最穩(wěn)定的氫化物是

H₂O

（填化學(xué)式）．
Ⅱ．元素C、D形成的單質(zhì)在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，生成化合物F，該反應(yīng)是一種重要的化工反應(yīng)．
（1）寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式

N₂+3H₂

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃

；
（2）在一定條件下，將a mol C單質(zhì)和b mol D單質(zhì)的混合氣體通入20L的密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)．若反應(yīng)進行到20min時，測得C單質(zhì)和化合物F的物質(zhì)的量分別為11mol和6mol．計算：
①a 的值
②用D單質(zhì)表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率．
（3）反應(yīng)達平衡時，混合氣體的體積為716.8L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），其中F的含量（體積分?jǐn)?shù)）為25%，計算平衡時F的物質(zhì)的量．

Answer 1

分析：現(xiàn)有A、B、C、D、E五種短周期元素，A元素原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子的數(shù)3倍，則A有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，則A為氧元素；A、B兩種元素同主族，則B為硫元素；C是所有元素中原子半徑最小的，則C為氫元素；D的氣態(tài)氫化物水溶液能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，則D為氮元素；在A、E形成的化合物EA中，A、E離子核外電子數(shù)均為10，則E離子為+2，核外電子數(shù)為10，則E為Mg元素，據(jù)此解答．

解答：解：現(xiàn)有A、B、C、D、E五種短周期元素，A元素原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子的數(shù)3倍，則A有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，則A為氧元素；A、B兩種元素同主族，則B為硫元素；C是所有元素中原子半徑最小的，則C為氫元素；D的氣態(tài)氫化物水溶液能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，則D為氮元素；在A、E形成的化合物EA中，A、E離子核外電子數(shù)均為10，則E離子為+2，核外電子數(shù)為10，則E為Mg元素，
Ⅰ．（1）E為Mg元素，處于周期表中第三周期第ⅡA族，
故答案為：第三周期第ⅡA族；
（2）非金屬性O(shè)＞N＞S，最穩(wěn)定的氫化物是H₂O，
故答案為：H₂O；
Ⅱ．元素H、N形成的單質(zhì)在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，該反應(yīng)是一種重要的化工反應(yīng)，生成化合物為NH₃，
（1）氮氣與氫氣在高溫、高壓、催化劑條件下生成氨氣，反應(yīng)化學(xué)方程式為：N₂+3H₂

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃，
故答案為：N₂+3H₂

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃；
（2）在一定條件下，將a mol C單質(zhì)和b mol D單質(zhì)的混合氣體通入20L的密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)．若反應(yīng)進行到20min時，測得C單質(zhì)和化合物F的物質(zhì)的量分別為11mol和6mol．計算：
①N₂+3H₂

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃；
 開始（mol）：b   a          0
 變化（mol）：3   9          6
20min（mol）：b-3   11         6
所以a-9=11，解的a=20
答；a的值為20．
②v（NH₃）=

6mol 20L

20min

=0.015mol/（L?min），速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，故v（N₂）=

1

2

v（NH₃）=

1

2

×0.015mol/（L?min）=0.0075mol/（L?min），
答：用氮氣表示的反應(yīng)速率為0.0075mol/（L?min）；
（3）反應(yīng)達平衡時，混合氣體的體積為716.8L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），物質(zhì)的量為

716.8L

22.4L/mol

=32mol，其中F的含量（體積分?jǐn)?shù)）為25%，則平衡時F的物質(zhì)的量=32mol×25%=8mol，
答：平衡時F的物質(zhì)的量為8mol．

點評：本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系、化學(xué)平衡的有關(guān)計算，難度中等，推斷元素是解題的關(guān)鍵，注意利用三段式進行的計算．