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．請回答：
（1）C元素的原子結構示意圖

．
（2）A、B、D可組成化學式為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）工業上合成B、D化合物的化學方程式：

N₂+3H₂2NH₃

選擇合成溫度的理由：

加快反應速率，催化劑活性有效溫度

當B、D形成的化合物液態時可發生微弱電離（電離過程與D₂A的電離相似），電離產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，充分反應后，在相同條件下測
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之和為31，則A、B、C可能有如下幾種相對位置：

①設A的原子序數為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A的原子序數為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A的原子序數為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A的原子序數為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，應為H元素，根據原子的結構以及物質的性質解答該題．

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之和為31，則A、B、C可能有如下幾種相對位置：

①設A的原子序數為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A的原子序數為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A的原子序數為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A的原子序數為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，應為H元素，
（1）C為S元素，原子核外有3個電子層，最外層電子為6，原子結構示意圖為，故答案為：；
（2）A、B、D可組成化學式為D₄B₂A₃的離子化合物為NH₄NO₃，由于發生水解：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，工業合成的方程式為N₂+3H₂ 2NH₃，該反應為放熱反應，溫度升高平衡向逆反應方向移動，但在較高溫度下，反應速率較大，且催化劑具有較強活性，NH₃液態時可發生微弱電離：2NH₃NH₄⁺+NH₂^-，NH₂^-的電子式為，
故答案為：N₂+3H₂ 2NH₃；加快反應速率，催化劑活性有效溫度；；
（4）將和的混合氣體通入水中可能發生如下反應：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
①若余下nml氣體為時O₂，反應后減小的體積（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，則根據反應3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO可知，剩余NO₂為3n，則反應的體積（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

．

點評：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，注意有關氮氧化物和水反應的計算，為該題的難點．