Question

Q、W、X、Y、Z为五种原子序数递增的短周期元素。

已知：①Q原子核外电子数等于电子层数，且与W组成的化合物是沼气的主要成分；

②W与Y、X与Y组成的化合物是机动车排出的大气污染物；

③Y与Z能形成电子总数为30和38的两种离子化合物。

（1）W在周期表的位置：________；电子数为38的Y与Z形成化合物的电子式：________。

（2）工业合成XQ₃，ΔH＜0；下列措施既能加快反应速率，又能使原料转化率一定都提高的是________。

A．升高温度

B．加入高效催化剂

C．将XQ₃及时分离出去

D．增大反应体系压强

E．增大反应物浓度

（3）标准状况下22.4 L X的气态氢化物，与0.5 L 1 mol/L的X的最高价氧化物的水化物反应，所得碱性溶液中离子浓度由大到小顺序是_______（用化学式表示）。

Answer

（1）第二周期ⅣA族

（2）D （3）c（NH4+）＞c（NO3-）＞c（OH－）＞c（H＋）

【解析】由①推知Q为H，沼气的主要成分是甲烷，故W为C；由②中W与Y形成的化合物是机动车排出的大气污染物可知，该化合物为CO，故Y为O，Q、W、X、Y原子序数递增，故X是N；Na2O含有30个电子，Na2O2含有38个电子，故Z为Na。（1）W是碳元素，为元素周期表中第6号元素，位于第二周期ⅣA族；Na2O2为离子化合物，且存在过氧键（—O—O—），因此其电子式为。（2）XO3为NH3，工业合成氨利用氢气与氮气反应，该反应为放热反应，升高温度可以提高反应速率，但会降低反应物的转化率，A项错；加入催化剂，可以提高反应速率，但不能提高反应物的转化率，B项错；将氨气及时分离出去可以提高原料的转化率，但同时也降低了反应速率，C项错；增大反应体系压强，体系中的物质浓度增大，反应速率增大，且该反应为气体分子数减小的反应，故也能提高反应物的转化率，D项正确；若增大一种反应物的浓度可以提高反应速率，但会降低该反应物的转化率，E项错。（3）氨气与硝酸反应的化学方程式为NH3＋HNO3=NH4NO3。氨气的物质的量n（NH3）＝22.4 L÷22.4 L/mol＝1 mol，n（HNO3）＝0.5 L×1 mol/L＝0.5 mol。由此可知氨气过量0.5 mol，溶液中存在NH3·H2O的电离和NH4+的水解，因最终溶液呈碱性，故离子浓度大小顺序为c（NH4+）＞c（NO）＞c（OH－）＞c（H＋）。