Question

現有A、B、C、D、E五種短周期元素，其中A、B兩種元素同主族，A元素原子的最外層電子數是內層電子的數3倍；C是所有元素中原子半徑最小的；D的氣態氫化物水溶液能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍；在A、E形成的化合物EA中，A、E離子核外電子數均為10．請按要求回答下列問題：
Ⅰ．（1）寫出元素E在元素周期表的位置

第三周期第ⅡA族

；
（2）在A、B、D分別形成的氫化物中，最穩定的氫化物是

H₂O

（填化學式）．
Ⅱ．元素C、D形成的單質在一定條件下發生反應，生成化合物F，該反應是一種重要的化工反應．
（1）寫出上述反應的化學方程式

N₂+3H₂

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃

；
（2）在一定條件下，將a mol C單質和b mol D單質的混合氣體通入20L的密閉容器中，發生上述反應．若反應進行到20min時，測得C單質和化合物F的物質的量分別為11mol和6mol．計算：
①a 的值
②用D單質表示該反應的化學反應速率．
（3）反應達平衡時，混合氣體的體積為716.8L（標準狀況下），其中F的含量（體積分數）為25%，計算平衡時F的物質的量．

Answer 1

分析：現有A、B、C、D、E五種短周期元素，A元素原子的最外層電子數是內層電子的數3倍，則A有2個電子層，最外層電子數為6，則A為氧元素；A、B兩種元素同主族，則B為硫元素；C是所有元素中原子半徑最小的，則C為氫元素；D的氣態氫化物水溶液能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，則D為氮元素；在A、E形成的化合物EA中，A、E離子核外電子數均為10，則E離子為+2，核外電子數為10，則E為Mg元素，據此解答．

解答：解：現有A、B、C、D、E五種短周期元素，A元素原子的最外層電子數是內層電子的數3倍，則A有2個電子層，最外層電子數為6，則A為氧元素；A、B兩種元素同主族，則B為硫元素；C是所有元素中原子半徑最小的，則C為氫元素；D的氣態氫化物水溶液能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，則D為氮元素；在A、E形成的化合物EA中，A、E離子核外電子數均為10，則E離子為+2，核外電子數為10，則E為Mg元素，
Ⅰ．（1）E為Mg元素，處于周期表中第三周期第ⅡA族，
故答案為：第三周期第ⅡA族；
（2）非金屬性O＞N＞S，最穩定的氫化物是H₂O，
故答案為：H₂O；
Ⅱ．元素H、N形成的單質在一定條件下發生反應，該反應是一種重要的化工反應，生成化合物為NH₃，
（1）氮氣與氫氣在高溫、高壓、催化劑條件下生成氨氣，反應化學方程式為：N₂+3H₂

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃，
故答案為：N₂+3H₂

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃；
（2）在一定條件下，將a mol C單質和b mol D單質的混合氣體通入20L的密閉容器中，發生上述反應．若反應進行到20min時，測得C單質和化合物F的物質的量分別為11mol和6mol．計算：
①N₂+3H₂

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃；
 開始（mol）：b   a          0
 變化（mol）：3   9          6
20min（mol）：b-3   11         6
所以a-9=11，解的a=20
答；a的值為20．
②v（NH₃）=

6mol 20L

20min

=0.015mol/（L?min），速率之比等于化學計量數之比，故v（N₂）=

1

2

v（NH₃）=

1

2

×0.015mol/（L?min）=0.0075mol/（L?min），
答：用氮氣表示的反應速率為0.0075mol/（L?min）；
（3）反應達平衡時，混合氣體的體積為716.8L（標準狀況下），物質的量為

716.8L

22.4L/mol

=32mol，其中F的含量（體積分數）為25%，則平衡時F的物質的量=32mol×25%=8mol，
答：平衡時F的物質的量為8mol．

點評：本題考查結構性質位置關系、化學平衡的有關計算，難度中等，推斷元素是解題的關鍵，注意利用三段式進行的計算．