Question

已知短周期主族元素X、Y、Z、W，原子序數(shù)依次增大且X和Y的原子序數(shù)之和等于Z的原子序數(shù)，X和Z可形成X₂Z，X₂Z₂兩種化合物，W是短周期主族元素中半徑最大的元素．
（1）W在周期表中的位置：

 

．
（2）在一定條件下，容積為1L密閉容器中加入1.2molX₂和0.4molY₂，發(fā)生如下反應(yīng)：
3X₂（g）+Y₂（g）?2YX₃（g）△H 
反應(yīng)各物質(zhì)的量濃度隨時間變化如圖：

①此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為

 

 （用化學(xué)式表示），K=

 

．
②若升高溫度平衡常數(shù)K減小，則△H

 

0（填“＞”，“＜”）．
（3）A₁是四種元素中三種元素組成的電解質(zhì)，溶液呈堿性，將0.1mol?L^-1的A₁溶液稀釋至原體積的10倍后溶液的pH=12，則A₁的電子式為

 

．
（4）B₁、B₂是由四種元素三種形成的強(qiáng)電解質(zhì)，且溶液呈酸性，相同濃度時B₁溶液中水的電離程度小于B₂溶液中水的電離程度，其原因是

 

．
（5）A₂和B₁反應(yīng)生成B₂，則0.2mol/LA₂和0.1mol/L B₁等體積混合后溶液中離子濃度大小關(guān)系為

 

．

Answer 1

分析：短周期主族元素X、Y、Z、W，原子序數(shù)依次增大，X和Z可形成X₂Z，X₂Z₂兩種化合物，且X的原子序數(shù)小于Z，則X為H元素，Z為O元素，X和Y的原子序數(shù)之和等于Z的原子序數(shù)，則Y為N元素，W是短周期主族元素中半徑最大的元素，則W為Na元素；
（1）主族元素中，原子的電子層數(shù)等于其周期數(shù)，最外層電子數(shù)等于其族序數(shù)；
（2）①化學(xué)平衡常數(shù)K=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

，根據(jù)平衡時各物質(zhì)的濃度進(jìn)行計(jì)算；
②升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動；
（3）A₁是四種元素中三種元素組成的電解質(zhì)，溶液呈堿性，將0.1mol?L^-1的A₁溶液稀釋至原體積的10倍后溶液的pH=12，說明該物質(zhì)是強(qiáng)堿，則為NaOH；
（4）酸抑制水電離，含有弱根離子的鹽促進(jìn)水電離；
（5）根據(jù)溶液中的溶質(zhì)及溶液的酸堿性判斷離子濃度大小順序．

解答：解：短周期主族元素X、Y、Z、W，原子序數(shù)依次增大，X和Z可形成X₂Z，X₂Z₂兩種化合物，且X的原子序數(shù)小于Z，則X為H元素，Z為O元素，X和Y的原子序數(shù)之和等于Z的原子序數(shù)，則Y為N元素，W是短周期主族元素中半徑最大的元素，則W為Na元素；
（1）主族元素中，原子的電子層數(shù)等于其周期數(shù)，最外層電子數(shù)等于其族序數(shù)，W原子核外有3個電子層，最外層有1個電子，所以W元素位于第三周期第ⅠA族，
故答案為：第三周期第ⅠA族；
（2）①化學(xué)平衡常數(shù)K=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

，平衡時，c（H₂）=0.6mol/L，c（N₂）=0.2mol/L，c（NH₃）=0.4mol/L，
所以K=

0.4×0.4

0.2×(0.6)3

（mol/L）^-2=

100

27

（mol/L）^-2，
故答案為：K=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

；

100

27

（mol/L）^-2；
②升高溫度，K減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0，
故答案為：＜；
（3）A₁是四種元素中三種元素組成的電解質(zhì)，溶液呈堿性，將0.1mol?L^-1的A₁溶液稀釋至原體積的10倍后溶液的pH=12，說明該物質(zhì)是強(qiáng)堿，則為NaOH，其電子式為，
故答案為：；
（4）酸抑制水電離，含有弱根離子的鹽促進(jìn)水電離，B₁、B₂是由四種元素三種形成的強(qiáng)電解質(zhì)，且溶液呈酸性，相同濃度時B₁溶液中水的電離程度小于B₂溶液中水的電離程度，所以B₁為硝酸，B₂為硝酸銨，硝酸電離的氫離子抑制了水的電離，銨根離子的存在促進(jìn)了水的電離，
故答案為：硝酸電離的氫離子抑制了水的電離，銨根離子的存在促進(jìn)了水的電離；
（5）A₂和硝酸反應(yīng)生成硝酸銨，則A₂為一水合氨，則0.2mol/LA₂和0.1mol/L B₁等體積混合后，溶液中的物質(zhì)為等物質(zhì)的量濃度的一水合氨和硝酸銨，一水合氨的電離程度大于銨根離子的水解程度，溶液溶液呈堿性，則c（OH^-）＞c（H⁺），根據(jù)電荷守恒得c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-），溶液中鹽電離為主，所以c（NO₃^-）＞c（OH^-），所以溶液中離子濃度大小關(guān)系為c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

點(diǎn)評：本題考查以物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素推斷為載體涉及化學(xué)平衡、電解質(zhì)溶液、鹽類的水解及離子濃度大小的考查，根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算公式、外界條件對化學(xué)平衡的影響、電荷守恒等知識點(diǎn)來分析解答，難度中等．