Question

A、B、C、D均为短周期元素，A和B是同周期相邻的两种元素，A和C是同主族相邻的两种元素：A、B、C三种元素的原子序数之和为31；D元素与A、B、C三种元素既不是同周期，也不同主族．请回答：
（1）C元素的原子结构示意图

．
（2）A、B、D可组成化学式为D₄B₂A₃的离子化合物，其水溶液呈酸性，原因是（用离子方程式表示）

NH₄⁺+H₂ONH₃?H₂O+H⁺

．
（3）工业上合成B、D化合物的化学方程式：

N₂+3H₂2NH₃

选择合成温度的理由：

加快反应速率，催化剂活性有效温度

当B、D形成的化合物液态时可发生微弱电离（电离过程与D₂A的电离相似），电离产生的阴离子的电子式为

．
（4）已知：BA₂+A₂+D₂A→DBA₃．如图所示，若将一充满m ml BA₂和A₂混合气体的大试管倒立于D₂A中，充分反应后，在相同条件下测
得试管中余下n ml气体，则：
①若余下n ml 气体为

O₂

，原混合物体中BA₂的体积为

4(m-n)

5

mL，A₂的体积为

4n+m

5

mL．
②若余下n ml气体为

NO

，原混合气体中BA₂的体积为

4m+3n

5

，A₂的体积为

m-3n

5

mL．

Answer 1

分析：A、B、C、D均为短周期元素，A和B是同周期相邻的两种元素，A和C是同主族相邻的两种元素：A、B、C三种元素的原子序数之和为31，则A、B、C可能有如下几种相对位置：

①设A的原子序数为x，则C为x-8，B为x+1，则x+x-8+x+1=31，解之得：x=

38

3

，不符合题意；
②设A的原子序数为x，则C为x-8，B为x-1，则x+x-8+x-1=31，解之得：x=

40

3

，不符合题意；
③设A的原子序数为x，则C为x+8，B为x+1，则x+x+8+x+1=31，解之得：x=

22

3

，不符合题意；
④设A的原子序数为x，则C为x+8，B为x-1，则x+x+8+x-1=31，解之得：x=8，则A为O元素，B为N元素，C为S元素，D元素与A、B、C三种元素既不是同周期，也不同主族，且为短周期元素，应为H元素，根据原子的结构以及物质的性质解答该题．

解答：解：A、B、C、D均为短周期元素，A和B是同周期相邻的两种元素，A和C是同主族相邻的两种元素：A、B、C三种元素的原子序数之和为31，则A、B、C可能有如下几种相对位置：

①设A的原子序数为x，则C为x-8，B为x+1，则x+x-8+x+1=31，解之得：x=

38

3

，不符合题意；
②设A的原子序数为x，则C为x-8，B为x-1，则x+x-8+x-1=31，解之得：x=

40

3

，不符合题意；
③设A的原子序数为x，则C为x+8，B为x+1，则x+x+8+x+1=31，解之得：x=

22

3

，不符合题意；
④设A的原子序数为x，则C为x+8，B为x-1，则x+x+8+x-1=31，解之得：x=8，则A为O元素，B为N元素，C为S元素，D元素与A、B、C三种元素既不是同周期，也不同主族，且为短周期元素，应为H元素，
（1）C为S元素，原子核外有3个电子层，最外层电子为6，原子结构示意图为，故答案为：；
（2）A、B、D可组成化学式为D₄B₂A₃的离子化合物为NH₄NO₃，由于发生水解：NH₄⁺+H₂ONH₃?H₂O+H⁺，溶液呈酸性，
故答案为：NH₄⁺+H₂ONH₃?H₂O+H⁺；
（3）B、D化合物为NH₃，工业合成的方程式为N₂+3H₂ 2NH₃，该反应为放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，但在较高温度下，反应速率较大，且催化剂具有较强活性，NH₃液态时可发生微弱电离：2NH₃NH₄⁺+NH₂^-，NH₂^-的电子式为，
故答案为：N₂+3H₂ 2NH₃；加快反应速率，催化剂活性有效温度；；
（4）将和的混合气体通入水中可能发生如下反应：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
①若余下nml气体为时O₂，反应后减小的体积（m-n）ml为NO₂和O₂的总体积，由方程式4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃可知，
原混合物体中V（NO₂）=

4(m-n)

5

ml，V（O₂）=nml+

(m-n)

5

ml=

4n+m

5

，
故答案为：O₂； 

4(m-n)

5

；

4n+m

5

；
②若余下nml气体为NO，则根据反应3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO可知，剩余NO₂为3n，则反应的体积（m-3n）为4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃中NO₂和O₂的总体积，
由方程式4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃可知，原混合物体中V（NO₂）=3nml+

4(m-3n)

5

ml=

4m+3n

5

ml，V（O₂）=

m-3n

5

ml，
故答案为：NO； 

4m+3n

5

；

m-3n

5

．

点评：本题考查较为综合，题目难度较大，注意用讨论的方法推断元素的可能性，注意有关氮氧化物和水反应的计算，为该题的难点．