18.W、X、Y、Z是四種常見的短周期元素,其原子半徑隨原子序數(shù)變化如下圖所示.已知W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為14,中子數(shù)為7;X的離子與NH4+具有相同的質(zhì)子、電子數(shù)目:W與Y的氧化物均能導(dǎo)致酸雨的形成;Z的非會(huì)屬性在同周期主族元素中最強(qiáng).
(1)Y在周期表中的位置是第三周期第ⅥA族.
(2)用電子式表示化合物X3W的結(jié)構(gòu)
(3)X3W遇水可釋放出使酚酞溶液變紅的氣體A,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na3N+3H2O=NH3↑+3NaOH.
(4)同溫同壓下,將a L W的簡(jiǎn)單氫化物和b LZ的氫化物通入水中,若所得溶液的pH=7則a>b(填“>”或“<”或“=”).
(5)用惰性電極電解化合物XZ溶液從陰極釋放出氣休B,該反應(yīng)的離子方程式是2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑.
(6)已知W的單質(zhì)與氣體B在一定條件下可形成氣體A,即:W2(g)+3B(g)?2A(g)△H=-92.4kJ•mo1-1
在某溫度時(shí),一個(gè)容積固定的密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng).在不同時(shí)間測(cè)定的容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度如下表:
時(shí)間濃度(mo1/L)
c(W2c(B)c(A)
第0min4.09.00
第10min3.88.40.4
第20min3.47.21.2
第30min3.47.21.2
第40min3.67.80.8
①0min~10min,W2的平均反應(yīng)速率0.02mol/(L•min).
②反應(yīng)在第l0min改變了反應(yīng)條件,改變的條件可能是ab.
a.更新了催化劑b.升高溫度c.增大壓強(qiáng)d.增加B的濃度
③若反應(yīng)從第30min末又發(fā)生了一次條件改變,改變的反應(yīng)條件可能是b.
a.更新了催化劑b.升高溫度c.增大壓強(qiáng)d.減小A的濃度.

分析 W、X、Y、Z是四種常見的短周期元素,W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為14,中子數(shù)為7,質(zhì)子數(shù)為14-7=7,故W為氮元素;X的離子與NH4+具有相同的質(zhì)子、電子數(shù)目,X的質(zhì)子數(shù)為11,故X為Na元素;由圖可知,X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,都處于第三周期,W、Y的氧化物均能導(dǎo)致酸雨的形成,故Y為硫元素;Z的非金屬性在同周期主族元素中最強(qiáng),故Z為Cl元素,據(jù)此解答.

解答 解:W、X、Y、Z是四種常見的短周期元素,W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為14,中子數(shù)為7,質(zhì)子數(shù)為14-7=7,故W為氮元素;X的離子與NH4+具有相同的質(zhì)子、電子數(shù)目,X的質(zhì)子數(shù)為11,故X為Na元素;由圖可知,X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,都處于第三周期,W、Y的氧化物均能導(dǎo)致酸雨的形成,故Y為硫元素;Z的非金屬性在同周期主族元素中最強(qiáng),故Z為Cl元素.
(1)Y為硫元素,原子有3個(gè)電子層,最外層電子數(shù)為6,處于周期表中第三周期第ⅥA族,故答案為:第三周期第ⅥA族;
(2)用電子式表示Na3N的結(jié)構(gòu)為:,故答案為:;
(3)Na3N遇水可釋放出使酚酞溶液變紅的氣體A,A為堿性氣體,故A為NH3,由水解原理可知,還生成NaOH,反應(yīng)化學(xué)方程式是:Na3N+3H2O=NH3↑+3NaOH,
故答案為:Na3N+3H2O=NH3↑+3NaOH;
(4)氨氣與氯化氫等物質(zhì)的量化合生成氯化銨溶液顯酸性,現(xiàn)在溶液中性,說(shuō)明氨氣過量,所以a>b,故答案為:>;
(5)用惰性電極電解氯化鈉溶液,電解NaCl溶液生成氫氣、氯氣、氫氧化鈉,陰極發(fā)生還原反應(yīng),產(chǎn)生B是氫氣,反應(yīng)的離子方程式是::2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑,
故答案為:2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑;
(6)①0min~10min,N2的濃度減小0.2mol/L,所以v(N2)=$\frac{0.2mol/L}{10min}$=0.02mol/(L•min),
故答案為:0.02mol/(L•min);
②由表中數(shù)據(jù)可知,10min~20min的速率比0min~10min速率快,10min時(shí)反應(yīng)未到達(dá)平衡,反應(yīng)進(jìn)行向正反應(yīng)進(jìn)行,20min時(shí)W2、B、A的濃度變化量為分別為0.6mol/L、1.8mol/L、1.2mol/L,等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,故不可能為增大某一物質(zhì)濃度,增大壓強(qiáng)反應(yīng)混合物的濃度都應(yīng)增大,W2、B 濃度降低,故不可能為增大壓強(qiáng),故10min時(shí)改變條件應(yīng)是更新了催化劑或升高溫度加快反應(yīng)速率,故答案為:ab;
③由表中數(shù)據(jù)可知,20min時(shí)反應(yīng)到達(dá)平衡,30min末又發(fā)生了一次條件改變,由40min時(shí)各組分的濃度可知,平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行,30~40min之間W2、B、A的濃度變化量為分別為0.2mol/L、0.6mol/L、0.4mol/L,等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,故不可能為減小某一反應(yīng)物的濃度,也不可能是增大A的濃度,降低壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)移動(dòng),W2、B的濃度也應(yīng)該降低,故不可能為降低壓強(qiáng),使用催化劑,不影響平衡移動(dòng),該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng),故30min時(shí)改變條件應(yīng)是升高溫度,故答案為:b.

點(diǎn)評(píng) 本題考查元素推斷、電子式、元素結(jié)構(gòu)及其化合物性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算、電化學(xué)理論、溶液的酸堿性、化學(xué)平衡理論的綜合應(yīng)用等,難度較大,(5)中②③注意根據(jù)濃度變化結(jié)合外界條件影響解答,②中增大壓強(qiáng)為易錯(cuò)點(diǎn),只考慮速率加快,容易忽略濃度變化.

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