Question

X、Y、Z、W为四种短周期元素，其中Y元素原子核外最外层电子数是其电子层数的3倍，它们在周期表中的相对位置如下图所示：

X	Y
	Z	W

请回答下列问题：

(1)W位于周期表中第________周期，第______族；

(2)X可形成双原子分子，其分子的电子式是_________；Y和氢元素形成的10电子微粒中常见+1价阳离子为_______（填化学式，下同）；Z和氢元素形成的18电子微粒中常见的-1价阴离子的水解方程式__________。

(3)工业上将干燥的W单质通入熔融的Z单质中可制得化合物Z₂W₂，该物质可与水反应生成一种能使品红溶液褪色的气体，0.2mol该物质参加反应时转移0.3mol电子，其中只有一种元素化合价发生改变，写出Z₂W₂与水反应的化学方程式_________________________。

(4)将0.20molYZ₂和0.10molO₂充入一个固定容积为5L的密闭容器中，在一定温度并有催化剂存在下，进行反应，经半分钟达到平衡，测得溶液中含YZ₃0.18mol，则v(O₂)=________mol/(L·min)；若温度不变，继续通入0.20molYZ₂和0.10molO₂，则平衡_______移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”），再次达到平衡后，________mol<n(YZ₃)<_______mol。

Answer

三 VIIA H3O+ HS-+H2OH2S+OH- 2S2Cl2 +2H2O ═ 3S↓ +SO2↑ +4HCl 0.036 正反应方向 0.36 0.40

【解析】由短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的位置，可知X、Y处于第二周期，Z、W处于第三周期，Y原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，最外层电子数为6，故Y为O元素，可推知X为N元素、Z为S元素、W为Cl。

（1）W为Cl元素，处于周期表中第三周期第VIIA 族；（2）N可形成双原子分子氮气，其分子的电子式是；O和氢元素形成的10电子微粒中常见+1价阳离子为H3O+；S和氢元素形成的18电子微粒中常见的-1价阴离子是HS－，水解方程式为HS-+H2OH2S+OH-；（3）化合物S2Cl2可与水反应生成一种能使品红溶液褪色的气体，该气体为SO2，0.2mol该物质参加反应时转移0.3mol电子，其中只有一种元素化合价发生改变，故S元素化合价降低，转移0.3mol电子生成二氧化硫为0.1mol，故有0.3molS原子发生还原反应，根据电子转移守恒可知S元素在还原产物中的化合价为0，故生成S，同时生成HCl，该反应的化学方程式为：2S2Cl2+2H2O＝3S↓+SO2↑+4HCl；（4）将0.20molSO2和0.10molO2充入一个固定容积为5L的密闭容器中，在一定温度并有催化剂存在下，进行反应，经半分钟达到平衡，测得容器中含SO30.18mol，则根据方程式2SO2+O2=2SO3可知消耗氧气是0.09mol，浓度是0.09mol÷5L＝0.018mol/L，则v(O2)=0.018mol/L÷0.5min＝0.036mol/(L·min)；若温度不变，继续通入0.20molSO2和0.10molO2，则相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，反应物转化率升高，但由于SO2不可能完全转化为三氧化硫，因此再次达到平衡后0.036mol