Question

Q、W、X、Y、Z為五種原子序數(shù)遞增的短周期元素．已知：
①Q原子核外電子數(shù)等于電子層數(shù)，且與W組成的化合物是沼氣的主要成份；
②W與Y，X與Y組成的化合物是機動車排出的大氣污染物；
③Y與Z能形成電子總數(shù)為30和38的兩種離子化合物．
（1）W在周期表的位置

 

；電子數(shù)為38的Y與Z形成化合物的電子式

 

；
（2）工業(yè)合成XQ₃，△H＜0；下列措施即能加快反應速率，又能使原料轉化率一定都提高的是

 

A．升高溫度        B．加入高效催化劑
C．將XQ₃及時分離出去D．增大反應體系壓強
E．增大反應物濃度
（3）標準狀況下22.4L X的氣態(tài)氫化物，與0.5L 1mol/L的X的最高價氧化物的水化物反應，所得堿性溶液中離子濃度由大到小順序是：

 

（用化學式表示）；
（4）25℃時，pH=a，體積為V_aL的X的最高價氧化物對應水化物與pH=b，體積為V_bL的Z的最高價氧化物對應水化物混合，恰好中和，且已知：V_a＜V_b，2a=b．請討論下列問題：
（i）a能否等于3：

 

（填“能”或“否”）；其理由是：

 

；
（ii）a能否等于5：

 

 （填“能”或“否”）；
（iii）a的取值范圍是

 

．

Answer 1

分析：Q、W、X、Y、Z為五種原子序數(shù)遞增的短周期元素，①Q原子核外電子數(shù)等于電子層數(shù)，則Q為H元素，且與W組成的化合物是沼氣的主要成份，沼氣主要成份為CH₄，則W為碳元素；②W與Y，X與Y組成的化合物是機動車排出的大氣污染物，則Y為氧元素、X為N元素；③Y與Z能形成電子總數(shù)為30和38的兩種離子化合物，兩種離子化合物相差1個氧原子，為氧化物與過氧化物，則Z原子電子數(shù)為11，為Na元素，據(jù)此解答．

解答：解：Q、W、X、Y、Z為五種原子序數(shù)遞增的短周期元素，①Q原子核外電子數(shù)等于電子層數(shù)，則Q為H元素，且與W組成的化合物是沼氣的主要成份，沼氣主要成份為CH₄，則W為碳元素；②W與Y，X與Y組成的化合物是機動車排出的大氣污染物，則Y為氧元素、X為N元素；③Y與Z能形成電子總數(shù)為30和38的兩種離子化合物，兩種離子化合物相差1個氧原子，為氧化物與過氧化物，則Z原子電子數(shù)為11，為Na元素，
（1）W為碳元素，在周期表的位置是：第二周期ⅣA；電子數(shù)為38的Y與Z形成化合物為Na₂O₂，其電子式為；
故答案為：第二周期ⅣA；；
（2）工業(yè)合成NH₃，正反應是氣體體積減小的放熱反應，
A．升高溫度，加快反應速率，平衡向逆反應方向移動，原料的轉化率降低，故A錯誤；
B．加入高效催化劑，加快反應速率，化學平衡不移動，原料的轉化率不變，故B錯誤；
C．將NH₃及時分離出去，平衡向正反應方向移動，原料的轉化率增大，但反應速率降低，故C錯誤；
D．增大反應體系壓強，反應速率加快，平衡向正反應方向移動，原料的轉化率增大，故D正確；
E．增大反應物濃度，加快反應速率，原料的轉化率降低，故E錯誤，
故答案為：D；
（3）標準狀況下22.4L NH₃，與0.5L 1mol/L的HNO₃反應，所得溶液為堿性，則氨水過量，溶液為硝酸銨與氨水混合溶液，且一水合氨的電離大于銨根離子的水解程度，故溶液中離子濃度由大到小順序是：c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c （OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c （OH^-）＞c（H⁺）；
（4）25℃時，pH=a，體積為V_aL的HNO₃溶液與pH=b，體積為V_bL的NaOH溶液混合，恰好中和，且已知：V_a＜V_b，2a=b，
（i）由于2a=b，若a=3，則b=6，溶液為酸性，與題意不合，故a≠3，
故答案為：否；若a=3，則b=6，溶液為酸性，與題意不合，故a≠3；
（ii）二者恰好反應，則V_aL×10^-amol/L=V_bL×10^-14+amol/L，則

Va

Vb

=10^a+b-14，若a=5，則b=10，則

Va

Vb

=10，與題意V_a＜V_b不符，故a≠5，
故答案為：否；
（iii）由于NaOH溶液呈堿性，則b＞7，即2a＞7，則

7

2

＜a，由于V_a＜V_b，結合（ii）中可知

Va

Vb

=10^a+b-14＜1，故3a＜14，a＜

14

3

，則

7

2

＜a＜

14

3

，
故答案為：

7

2

＜a＜

14

3

．

點評：本題考查結構位置性質關系應用、電子式、化學反應速率及化學平衡的影響因素、離子濃度大小比較、溶液pH值的有關計算等，題目比較綜合，（4）中注意理解掌握強酸與強堿恰好反應呈中性時酸與堿的體積比關系．