Question

R、X、Y、Z是人體組織中的四種主要非金屬元素，其原子序數(shù)依次增大，R能分別與X、Y、Z形成10e^-分子甲、乙、丙．請回答：
（1）Y在元素周期表中位于

 

．
（2）甲、乙、丙分子中穩(wěn)定性最強的是

 

（寫化學(xué)式）．
（3）將X的單質(zhì)與Y的最高價氧化物對應(yīng)水化物的濃溶液共熱，反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（4）已知在298K時下述反應(yīng)的有關(guān)數(shù)據(jù)：
X（s）+

1

2

Z₂（g）═XZ（g）△H₁=-110.5kJ?mol^-1
X（s）+Z₂（g）═XZ₂（g）△H₂=-393.5kJ?mol^-1
則X（s）+XZ₂（g）═2XZ（g）的△H=

 

．
（5）850℃時，反應(yīng)：XZ₂（g）+R₂（g）?XZ（g）+R₂Z（g）在密閉容器中進行，兩次實驗部分數(shù)據(jù)如下，請完成下表．

實驗序號	起始濃度/mol?L-1		R2平衡轉(zhuǎn)化率
	c（XZ2）	c（R2）
①	1.5	1.0	60%
②	3.0	1.0

Answer 1

分析：R、X、Y、Z是人體組織中的四種主要非金屬元素，其原子序數(shù)依次增大，則R為氫元素、X為碳元素、Y為氮元素、Z為氧元素，R能分別與X、Y、Z形成10e^-分子甲、乙、丙，則甲為CH₄、乙為NH₃、丙為H₂O；
（1）對于主族元素，周期數(shù)=電子層數(shù)、主族族序數(shù)=最外層電子數(shù)；
（2）非金屬性越強氫化物越穩(wěn)定；
（3）碳與濃硝酸在加熱條件下反應(yīng)生成二氧化氮、二氧化碳與水；
（4）根據(jù)蓋斯定律構(gòu)造目標熱化學(xué)方程式計算反應(yīng)熱；
（5）根據(jù)實驗①中數(shù)據(jù)，利用轉(zhuǎn)化率計算R₂的濃度變化量，利用三段式計算平衡時各組分的濃度，計算該反應(yīng)的平衡常數(shù)，令實驗②中，平衡時R₂的濃度變化量為cmol/L，利用三段式表示出平衡時各組分的濃度，代入平衡常數(shù)列方程計算，進而計算R₂的轉(zhuǎn)化率．

解答：解：R、X、Y、Z是人體組織中的四種主要非金屬元素，其原子序數(shù)依次增大，則R為氫元素、X為碳元素、Y為氮元素、Z為氧元素，R能分別與X、Y、Z形成10e^-分子甲、乙、丙，則甲為CH₄、乙為NH₃、丙為H₂O；
（1）Y為氮元素，原子核外有2的電子層、最外層電子數(shù)為5，處于周期表中第二周期第ⅤA族，
故答案為：第二周期第ⅤA族；
（2）非金屬性O(shè)＞N＞C，故三元素形成氫化物中H₂O最穩(wěn)定，
故答案為：H₂O；
（3）碳與濃硝酸在加熱條件下反應(yīng)生成二氧化氮、二氧化碳與水，反應(yīng)方程式為：C+4HNO₃（濃）

△   .

4NO₂↑+CO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+4HNO₃（濃）

△   .

4NO₂↑+CO₂↑+2H₂O；
（4）已知：①X（s）+

1

2

Z₂（g）=XZ（g）△H₁=-110.5kJ?mol^-1
②X（s）+Z₂（g）=XZ₂（g）△H₂=-393.5kJ?mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，①×2-②得X（s）+XZ₂（g）=2XZ（g），則△H=2×（-110.5kJ?mol^-1）-（-393.5kJ?mol^-1）=+172.5kJ?mol^-1，
故答案為：+172.5kJ?mol^-1；
（5）根據(jù)實驗①中，R₂平衡轉(zhuǎn)化率為60%，則R₂的濃度變化量為1mol/L×60%=0.6mol/L，則：
             XZ₂（g）+R₂（g）?XZ（g）+R₂Z（g）
開始（mol/L）：1.5      1       0      0      
變化（mol/L）：0.6      0.6     0.6    0.6
平衡（mol/L）：0.9      0.4     0.6    0.6
故該溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

0.6×0.6

0.9×0.4

=1，
令實驗②中，平衡時R₂的濃度變化量為cmol/L，則：
             XZ₂（g）+R₂（g）?XZ（g）+R₂Z（g）
開始（mol/L）：3        1       0      0      
變化（mol/L）：c        c       c      c
平衡（mol/L）：3-c      1-c     c      c
所以

c×c

(3-c)×(1-c)

=1，解得c=0.75，
故R₂的轉(zhuǎn)化率=

0.75mol

1mol/L

×100%=75%，
故答案為：75%．

點評：本題考查元素化合物推斷及性質(zhì)、反應(yīng)熱的計算、化學(xué)平衡計算等，難度中等，（5）注意掌握平衡常數(shù)的應(yīng)用：判斷反應(yīng)進行程度、判斷反應(yīng)方向、化學(xué)平衡有關(guān)計算．