Question

5．X、Y、Z三種短周期元素，它們的原子序數(shù)之和為16．X、Y、Z三種元素常見單質在常溫下都是無色氣體，在適當條件下可發(fā)生如圖所示變化：
已知一個B分子中含有的Z元素的原子個數(shù)比C分子中的少一個．請回答下列問題：
（1）Y單質分子的電子式為．
（2）X的單質與Z的單質可制成新型的化學電源（KOH溶液作電解質溶液），兩個電極均由多孔性碳制成，通入的氣體由孔隙中逸出，并在電極表面放電，則正極通入氧氣（填物質名稱或化學式均可）；負極電極反應式為H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．
（3）已知Y的單質與Z的單質生成C的反應是可逆反應，將等物質的量的Y、Z的單質充入一密閉容器中，在適當催化劑和恒溫、恒壓條件下反應．下列說法中，正確的是ab（填寫下列各項的序號）．
a．達到化學平衡時，正反應速率與逆反應速率相等
b．反應過程中，Y的單質的體積分數(shù)始終為50%
c．達到化學平衡時，Y、Z的兩種單質在混合氣體中的物質的量之比為1：1
d．達到化學平衡的過程中，混合氣體平均相對分子質量逐漸減�。�

Answer 1

分析 短周期中形成無色氣體單質的只有H₂、N₂、O₂（稀有氣體除外），三元素的質子數(shù)之和為16，三種單質相互化合可以得到NO、H₂O、NH₃，且一個B分子中含有的Z原子個數(shù)比C分子中少1個，則B為H₂O、C為NH₃、Z為H元素，由轉化關系可知，故A為NO，X為O元素，Y為N元素，據(jù)此解答．

解答 解：短周期中形成無色氣體單質的只有H₂、N₂、O₂（稀有氣體除外），三元素的質子數(shù)之和為16，三種單質相互化合可以得到NO、H₂O、NH₃，且一個B分子中含有的Z原子個數(shù)比C分子中少1個，則B為H₂O、C為NH₃、Z為H元素，由轉化關系可知，故A為NO，X為O元素，Y為N元素．
（1）Y單質為N₂，分子的電子式為，故答案為：；
（2）氫氣、氧氣可制成新型的化學電源（KOH溶液作電解質溶液），正極發(fā)生還原反應，氧氣在正極通入，負極發(fā)生氧化反應，氫氣在負極失去電子，堿性條件下生成水，負極電極反應式為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，
故答案為：氧氣；H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；
（3）a．正反應速率與逆反應速率相等，可逆反應處于平衡狀態(tài)，故a正確；
b．二者等物質的量混合，設起始物質的量為amol，轉化的氮氣為xmol，則：
           N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始（mol）：a      a        0
轉化（mol）：x      3x       2x
某時刻（mol）：a-x   a-3x    2x
反應過程中氮氣體積分數(shù)為$\frac{a-x}{2a-2x}$=50%，故b正確；
c．氮氣與氫氣開始物質的量相等，二者按1：3反應，到達平衡時氮氣與氫氣的物質的量之比大于1：1，故c錯誤；
d．混合氣體總質量不變，總的物質的量減小，達到化學平衡的過程中，混合氣體平均相對分子質量增大，故d錯誤；
故選：ab．

點評 本題考查無機物推斷、原電池、化學平衡等，突破口為X、Y、Z三種短周期元素的單質為無色氣體，再結合信息與轉化關系推斷，題目難度中等．