Question

已知短周期主族元素X、Y、Z、W，原子序数依次增大且X和Y的原子序数之和等于Z的原子序数，X和Z可形成X₂Z，X₂Z₂两种化合物，W是短周期主族元素中半径最大的元素．
（1）W在周期表中的位置：

 

．
（2）在一定条件下，容积为1L密闭容器中加入1.2molX₂和0.4molY₂，发生如下反应：
3X₂（g）+Y₂（g）?2YX₃（g）△H 
反应各物质的量浓度随时间变化如图：

①此反应的平衡常数表达式为

 

 （用化学式表示），K=

 

．
②若升高温度平衡常数K减小，则△H

 

0（填“＞”，“＜”）．
（3）A₁是四种元素中三种元素组成的电解质，溶液呈碱性，将0.1mol?L^-1的A₁溶液稀释至原体积的10倍后溶液的pH=12，则A₁的电子式为

 

．
（4）B₁、B₂是由四种元素三种形成的强电解质，且溶液呈酸性，相同浓度时B₁溶液中水的电离程度小于B₂溶液中水的电离程度，其原因是

 

．
（5）A₂和B₁反应生成B₂，则0.2mol/LA₂和0.1mol/L B₁等体积混合后溶液中离子浓度大小关系为

 

．

Answer 1

分析：短周期主族元素X、Y、Z、W，原子序数依次增大，X和Z可形成X₂Z，X₂Z₂两种化合物，且X的原子序数小于Z，则X为H元素，Z为O元素，X和Y的原子序数之和等于Z的原子序数，则Y为N元素，W是短周期主族元素中半径最大的元素，则W为Na元素；
（1）主族元素中，原子的电子层数等于其周期数，最外层电子数等于其族序数；
（2）①化学平衡常数K=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

，根据平衡时各物质的浓度进行计算；
②升高温度，平衡向吸热反应方向移动；
（3）A₁是四种元素中三种元素组成的电解质，溶液呈碱性，将0.1mol?L^-1的A₁溶液稀释至原体积的10倍后溶液的pH=12，说明该物质是强碱，则为NaOH；
（4）酸抑制水电离，含有弱根离子的盐促进水电离；
（5）根据溶液中的溶质及溶液的酸碱性判断离子浓度大小顺序．

解答：解：短周期主族元素X、Y、Z、W，原子序数依次增大，X和Z可形成X₂Z，X₂Z₂两种化合物，且X的原子序数小于Z，则X为H元素，Z为O元素，X和Y的原子序数之和等于Z的原子序数，则Y为N元素，W是短周期主族元素中半径最大的元素，则W为Na元素；
（1）主族元素中，原子的电子层数等于其周期数，最外层电子数等于其族序数，W原子核外有3个电子层，最外层有1个电子，所以W元素位于第三周期第ⅠA族，
故答案为：第三周期第ⅠA族；
（2）①化学平衡常数K=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

，平衡时，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，
故答案为：K=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

；

100

27

（mol/L）^-2；
②升高温度，K减小，说明平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，△H＜0，
故答案为：＜；
（3）A₁是四种元素中三种元素组成的电解质，溶液呈碱性，将0.1mol?L^-1的A₁溶液稀释至原体积的10倍后溶液的pH=12，说明该物质是强碱，则为NaOH，其电子式为，
故答案为：；
（4）酸抑制水电离，含有弱根离子的盐促进水电离，B₁、B₂是由四种元素三种形成的强电解质，且溶液呈酸性，相同浓度时B₁溶液中水的电离程度小于B₂溶液中水的电离程度，所以B₁为硝酸，B₂为硝酸铵，硝酸电离的氢离子抑制了水的电离，铵根离子的存在促进了水的电离，
故答案为：硝酸电离的氢离子抑制了水的电离，铵根离子的存在促进了水的电离；
（5）A₂和硝酸反应生成硝酸铵，则A₂为一水合氨，则0.2mol/LA₂和0.1mol/L B₁等体积混合后，溶液中的物质为等物质的量浓度的一水合氨和硝酸铵，一水合氨的电离程度大于铵根离子的水解程度，溶液溶液呈碱性，则c（OH^-）＞c（H⁺），根据电荷守恒得c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-），溶液中盐电离为主，所以c（NO₃^-）＞c（OH^-），所以溶液中离子浓度大小关系为c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

点评：本题考查以物质结构元素推断为载体涉及化学平衡、电解质溶液、盐类的水解及离子浓度大小的考查，根据平衡常数计算公式、外界条件对化学平衡的影响、电荷守恒等知识点来分析解答，难度中等．