Question

A、B、C、D均為短周期元素，A和B是同周期相鄰的兩種元素，A和C是同主族相鄰的兩種元素：A、B、C三種元素的原子序數(shù)之和為31；D元素與A、B、C三種元素既不是同周期，也不同主族．請(qǐng)回答：
（1）C元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖

．
（2）A、B、D可組成化學(xué)式為D₄B₂A₃的離子化合物，其水溶液呈酸性，原因是（用離子方程式表示）

NH₄⁺+H₂ONH₃?H₂O+H⁺

．
（3）工業(yè)上合成B、D化合物的化學(xué)方程式：

N₂+3H₂2NH₃

選擇合成溫度的理由：

加快反應(yīng)速率，催化劑活性有效溫度

當(dāng)B、D形成的化合物液態(tài)時(shí)可發(fā)生微弱電離（電離過(guò)程與D₂A的電離相似），電離產(chǎn)生的陰離子的電子式為

．
（4）已知：BA₂+A₂+D₂A→DBA₃．如圖所示，若將一充滿m ml BA₂和A₂混合氣體的大試管倒立于D₂A中，充分反應(yīng)后，在相同條件下測(cè)
得試管中余下n ml氣體，則：
①若余下n ml 氣體為

O₂

，原混合物體中BA₂的體積為

4(m-n)

5

mL，A₂的體積為

4n+m

5

mL．
②若余下n ml氣體為

NO

，原混合氣體中BA₂的體積為

4m+3n

5

，A₂的體積為

m-3n

5

mL．

Answer 1

分析：A、B、C、D均為短周期元素，A和B是同周期相鄰的兩種元素，A和C是同主族相鄰的兩種元素：A、B、C三種元素的原子序數(shù)之和為31，則A、B、C可能有如下幾種相對(duì)位置：

①設(shè)A的原子序數(shù)為x，則C為x-8，B為x+1，則x+x-8+x+1=31，解之得：x=

38

3

，不符合題意；
②設(shè)A的原子序數(shù)為x，則C為x-8，B為x-1，則x+x-8+x-1=31，解之得：x=

40

3

，不符合題意；
③設(shè)A的原子序數(shù)為x，則C為x+8，B為x+1，則x+x+8+x+1=31，解之得：x=

22

3

，不符合題意；
④設(shè)A的原子序數(shù)為x，則C為x+8，B為x-1，則x+x+8+x-1=31，解之得：x=8，則A為O元素，B為N元素，C為S元素，D元素與A、B、C三種元素既不是同周期，也不同主族，且為短周期元素，應(yīng)為H元素，根據(jù)原子的結(jié)構(gòu)以及物質(zhì)的性質(zhì)解答該題．

解答：解：A、B、C、D均為短周期元素，A和B是同周期相鄰的兩種元素，A和C是同主族相鄰的兩種元素：A、B、C三種元素的原子序數(shù)之和為31，則A、B、C可能有如下幾種相對(duì)位置：

①設(shè)A的原子序數(shù)為x，則C為x-8，B為x+1，則x+x-8+x+1=31，解之得：x=

38

3

，不符合題意；
②設(shè)A的原子序數(shù)為x，則C為x-8，B為x-1，則x+x-8+x-1=31，解之得：x=

40

3

，不符合題意；
③設(shè)A的原子序數(shù)為x，則C為x+8，B為x+1，則x+x+8+x+1=31，解之得：x=

22

3

，不符合題意；
④設(shè)A的原子序數(shù)為x，則C為x+8，B為x-1，則x+x+8+x-1=31，解之得：x=8，則A為O元素，B為N元素，C為S元素，D元素與A、B、C三種元素既不是同周期，也不同主族，且為短周期元素，應(yīng)為H元素，
（1）C為S元素，原子核外有3個(gè)電子層，最外層電子為6，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，故答案為：；
（2）A、B、D可組成化學(xué)式為D₄B₂A₃的離子化合物為NH₄NO₃，由于發(fā)生水解：NH₄⁺+H₂ONH₃?H₂O+H⁺，溶液呈酸性，
故答案為：NH₄⁺+H₂ONH₃?H₂O+H⁺；
（3）B、D化合物為NH₃，工業(yè)合成的方程式為N₂+3H₂ 2NH₃，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，但在較高溫度下，反應(yīng)速率較大，且催化劑具有較強(qiáng)活性，NH₃液態(tài)時(shí)可發(fā)生微弱電離：2NH₃NH₄⁺+NH₂^-，NH₂^-的電子式為，
故答案為：N₂+3H₂ 2NH₃；加快反應(yīng)速率，催化劑活性有效溫度；；
（4）將和的混合氣體通入水中可能發(fā)生如下反應(yīng)：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
①若余下nml氣體為時(shí)O₂，反應(yīng)后減小的體積（m-n）ml為NO₂和O₂的總體積，由方程式4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃可知，
原混合物體中V（NO₂）=

4(m-n)

5

ml，V（O₂）=nml+

(m-n)

5

ml=

4n+m

5

，
故答案為：O₂； 

4(m-n)

5

；

4n+m

5

；
②若余下nml氣體為NO，則根據(jù)反應(yīng)3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO可知，剩余NO₂為3n，則反應(yīng)的體積（m-3n）為4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃中NO₂和O₂的總體積，
由方程式4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃可知，原混合物體中V（NO₂）=3nml+

4(m-3n)

5

ml=

4m+3n

5

ml，V（O₂）=

m-3n

5

ml，
故答案為：NO； 

4m+3n

5

；

m-3n

5

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，題目難度較大，注意用討論的方法推斷元素的可能性，注意有關(guān)氮氧化物和水反應(yīng)的計(jì)算，為該題的難點(diǎn)．