Question

已知：A、B、C、D、E、F、G七種短周期元素，A與D的原子序數(shù)之和等于B與C的原子序數(shù)之和，由D元素組成的單質(zhì)在通常狀況下呈黃綠色，B、C、D三種元素位于同一周期，原子序數(shù)依次增大，A、B、C三種元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物分別為X、Y、Z，且存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系，A與F、E與F組成的化合物是機動車排出的大氣污染物，G是原子半徑最小的元素．試推斷回答下列問題：
（1）D元素周期表中的位置為

 

A、B、C三種元素的離子半徑由小到大的順序為

 

（用元素符號表示）．由以上元素中兩兩形成的化合物中，含有離子鍵和非極性共價鍵的化合物的電子式為

 

．
（2）Y與C元素的最高價氧化物可以發(fā)生反應(yīng)，該反應(yīng)的離子方程式

 

； A的氣態(tài)氫化物2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）被 200mL 1moL/L X溶液吸收后，所得溶液中離子濃度從大到小的順序是

 

．
（3）一定溫度下，向2L密閉容器中充入2molA₂和4molG₂，若保持體積不變，0.5min后達到平衡，測得容器中有1mol AG_n，則平均反應(yīng)速率v（A₂）=

 

．若保持溫度和體積不變，向平衡體系中加入 1mol G₂和1molAG_n，則平衡的移動方向

 

（填“正反應(yīng)方向”、“逆反應(yīng)方向”或“不移動”﹚．

Answer 1

分析：A、B、C、D、E、F、G七種短周期元素，D元素組成的單質(zhì)在通常狀況下呈黃綠色，所以D是Cl元素；G是原子半徑最小的元素，則G為H元素；A與F、E與F組成的化合物是機動車排出的大氣污染物，為CO及氮的氧化物，可推知F為O元素，A、E分別是碳、氮元素中的一種，B、C、D三種元素位于同一周期，處于第三周期，A、B、C三種元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物分別為X、Y、Z，由框圖轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，三物質(zhì)之間兩兩反應(yīng)都生成鹽與水，應(yīng)是氫氧化鋁、強堿、強酸的反應(yīng)，可推知A為N元素，E為碳元素，則B、C中一定含有Al元素；N與Cl的原子序數(shù)之和等于B與C的原子序數(shù)之和，B、C中另外元素原子序數(shù)=7+17-13=11，為Na元素，B、C、D三種元素原子序數(shù)依次增大，則B為Na，C為Al，可推知X為硝酸、Y為NaOH、Z為Al（OH）₃，據(jù)此解答．

解答：解：A、B、C、D、E、F、G七種短周期元素，D元素組成的單質(zhì)在通常狀況下呈黃綠色，所以D是Cl元素；G是原子半徑最小的元素，則G為H元素；A與F、E與F組成的化合物是機動車排出的大氣污染物，為CO及氮的氧化物，可推知F為O元素，A、E分別是碳、氮元素中的一種，B、C、D三種元素位于同一周期，處于第三周期，A、B、C三種元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物分別為X、Y、Z，由框圖轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，三物質(zhì)之間兩兩反應(yīng)都生成鹽與水，應(yīng)是氫氧化鋁、強堿、強酸的反應(yīng)，可推知A為N元素，E為碳元素，則B、C中一定含有Al元素；N與Cl的原子序數(shù)之和等于B與C的原子序數(shù)之和，B、C中另外元素原子序數(shù)=7+17-13=11，為Na元素，B、C、D三種元素原子序數(shù)依次增大，則B為Na，C為Al，可推知X為硝酸、Y為NaOH、Z為Al（OH）₃，
（1）D為Cl元素，周期表中的位置為第三周期第ⅦA族，N^3-、Na⁺、Al³⁺離子電子層結(jié)構(gòu)相同，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，故離子半徑由小到大的順序為N^3-＞Na⁺＞Al³⁺．由以上元素中兩兩形成的化合物中，含有離子鍵和非極性共價鍵的化合物為Na₂O₂，其電子式為，
故答案為：第三周期第ⅦA族；N^3-＞Na⁺＞Al³⁺；；
（2）NaOH與氧化鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與水，該反應(yīng)的離子方程式為Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
A的氣態(tài)氫化物為NH₃，2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氨氣的物質(zhì)的量=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，200mL 1moL/L硝酸溶液中n（HNO₃）=0.2L×1mol/L=0.2mol，二者按1：1反應(yīng)，用硝酸吸收氨氣后為NH₄NO₃、HNO₃按1：1混合溶液，溶液呈酸性，且NH₄⁺水解，故溶液中離子濃度大小關(guān)系為c（NO₃^-）＞c（H⁺）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-），
故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；c（NO₃^-）＞c（H⁺）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）；
（3）一定溫度下，向2L密閉容器中充入2molN₂和4molH₂，若保持體積不變，0.5min后達到平衡，測得容器中有1mol NH₃，則：
          N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始（mol）：2     4       0
變化（mol）：0.5   1.5     1
平衡（mol）：1.5   2.5     1
故平均反應(yīng)速率v（N₂）=

0.5mol 2L

0.5min

=0.5mol/（L．min），
該溫度下平衡常數(shù)k=

( 1 2 )2

1.5 2 ×( 2.5 2 )3

=0.17
若保持溫度和體積不變，向平衡體系中加入 1mol N₂和1molNH₃，則此時Qc=

( 2 2 )2

2.5 2 ×( 2.5 2 )3

=0.41＞k=0.17，故則平衡的移動方向逆反應(yīng)方向，
故答案為：0.5mol/（L．min）；逆反應(yīng)方向．

點評：本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用、半徑比較、電子式、離子濃度大小比較、化學(xué)反應(yīng)速率計算、平衡常數(shù)的應(yīng)用等，難度中等，（3）中注意根據(jù)濃度商與平衡常數(shù)的相對大小判斷平衡移動方向，掌握平衡常數(shù)的應(yīng)用．