Question

Q、W、X、Y、Z為五種原子序數遞增的短周期元素。
已知：①Q原子核外電子數等于電子層數，且與W組成的化合物是沼氣的主要成分；
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能形成電子總數為30和38的兩種離子化合物。
（1）W在周期表的位置：________；電子數為38的Y與Z形成化合物的電子式：________。
（2）工業合成XQ₃，ΔH＜0；下列措施既能加快反應速率，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22.4 L X的氣態氫化物，與0.5 L 1 mol/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）。

Answer 1

（1）第二周期ⅣA族　
（2）D　（3）c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^－）＞c（H^＋）

由①推知Q為H，沼氣的主要成分是甲烷，故W為C；由②中W與Y形成的化合物是機動車排出的大氣污染物可知，該化合物為CO，故Y為O，Q、W、X、Y原子序數遞增，故X是N；Na₂O含有30個電子，Na₂O₂含有38個電子，故Z為Na。（1）W是碳元素，為元素周期表中第6號元素，位于第二周期ⅣA族；Na₂O₂為離子化合物，且存在過氧鍵（—O—O—），因此其電子式為。（2）XO₃為NH₃，工業合成氨利用氫氣與氮氣反應，該反應為放熱反應，升高溫度可以提高反應速率，但會降低反應物的轉化率，A項錯；加入催化劑，可以提高反應速率，但不能提高反應物的轉化率，B項錯；將氨氣及時分離出去可以提高原料的轉化率，但同時也降低了反應速率，C項錯；增大反應體系壓強，體系中的物質濃度增大，反應速率增大，且該反應為氣體分子數減小的反應，故也能提高反應物的轉化率，D項正確；若增大一種反應物的濃度可以提高反應速率，但會降低該反應物的轉化率，E項錯。（3）氨氣與硝酸反應的化學方程式為NH₃＋HNO₃=NH₄NO₃。氨氣的物質的量n（NH₃）＝22.4 L÷22.4 L/mol＝1 mol，n（HNO₃）＝0.5 L×1 mol/L＝0.5 mol。由此可知氨氣過量0.5 mol，溶液中存在NH₃·H₂O的電離和NH₄⁺的水解，因最終溶液呈堿性，故離子濃度大小順序為c（NH₄⁺）＞c（NO）＞c（OH^－）＞c（H^＋）。