Question

（2009?三明一模）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，其中X、Y、Z位于不同周期，Y是形成化合物種類最多的元素，W²⁺與Ne原子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)．
（1）由X、Y組成的最簡單化合物可作某一燃料電池的

負(fù)

極反應(yīng)物．
（2）Z與氧組成的某種化合物可作為潛水員的供氧劑，該化合物中含有的化學(xué)鍵是

離子鍵和共價鍵

．
（3）即熱飯盒中，有W的單質(zhì)與鐵粉、固體食鹽組成混合物A，使用時將水加入A中，幾分鐘后飯菜變熱了．從能量轉(zhuǎn)化角度看，該過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為

熱

能．寫出W與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：

Mg+2H₂O

△   .

Mg（OH）₂+H₂↑

．
（4）500℃時，密閉容器中充入1mol/L CO₂和3mol/L H₂發(fā)生反應(yīng)：CO₂（g）+3H₂（g）

加熱、加壓

催化劑

CH₃OH（g）+H₂O（g），測得有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

反應(yīng)時間/min	3	5	7	10	13
c（CO2）/mol?L-1	0.50	0.37	0.30	0.25	0.25

500℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

5.3

（保留一痊小數(shù)），平衡時CO₂的轉(zhuǎn)化率為

75%

，溫度升高，K值增大，則正反應(yīng)為

吸

熱反應(yīng)（填“吸”或“放”）．
（5）已知：298K時，Ca（s）=Ca²⁺（g）+2e^-△H=1807kJ/mol

1

2

O₂（g）++2e^-=O^2-（g）△H=986kJ/mol
Ca²⁺（g）+O^2-（g）=CaO（s）△H=-3528.5kJ/mol
298K時，金屬鈣和氧氣反應(yīng)生成CaO固體的熱化學(xué)方程式為

Ca（s）+

1

2

O₂（g）=CaO（s）△H=-735.5kJ/mol

．

Answer 1

分析：Y是形成化合物種類最多的元素，應(yīng)為C元素，對應(yīng)的化合物種類繁多，X、Y、Z位于不同周期，且X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，則X應(yīng)為H元素，Z為第三周期元素，W²⁺與Ne原子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，應(yīng)為Mg元素，則Z應(yīng)為Na元素，
（1）X、Y組成的最簡單化合物為CH₄；
（2）Z與氧組成的化合物中能作供氧劑的為Na₂O₂；
（3）Mg和水的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg+2H₂O

△   .

Mg（OH）₂+H₂↑；
（4）利用三段式法計算；
（5）利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱．

解答：解：Y是形成化合物種類最多的元素，應(yīng)為C元素，對應(yīng)的化合物種類繁多，X、Y、Z位于不同周期，且X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，則X應(yīng)為H元素，Z為第三周期元素，W²⁺與Ne原子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，應(yīng)為Mg元素，則Z應(yīng)為Na元素，則
（1）X、Y組成的最簡單化合物為CH₄，可被氧化，作原電池的負(fù)極，故答案為：負(fù)；
（2）Z與氧組成的化合物中能作供氧劑的為Na₂O₂，為離子化合物，含有離子鍵和共價鍵，
故答案為：離子鍵和共價鍵；
（3）W的單質(zhì)與鐵粉、固體食鹽組成混合物A，使用時將水加入A中，幾分鐘后飯菜變熱了，說明反應(yīng)為放熱反應(yīng)，在鐵粉和食鹽的存在條件下發(fā)生原電池反應(yīng)，如是Mg和水反應(yīng)，則應(yīng)在加熱的條件下才可，反應(yīng)的化學(xué)方程式為
Mg+2H₂O

△   .

Mg（OH）₂+H₂↑，
故答案為：熱；Mg+2H₂O

△   .

Mg（OH）₂+H₂↑；
（4）CO₂（g）+3H₂（g）

加熱、加壓

催化劑

CH₃OH（g）+H₂O（g）
起始：1mol/L   3mol/L            0           0
轉(zhuǎn)化：0.75mol/L 2.25mol/L        0.75mol/L   0.75mol/L
平衡：0.25mol/L 0.75mol/L        0.75mol/L   0.75mol/L
則k=

0.75×0.75

0.25×0.753

=5.3，
平衡時CO₂的轉(zhuǎn)化率=

0.75

1

×100%=75%，
溫度升高，K值增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，
故答案為：5.3； 75%； 吸；
（5）已知：①Ca（s）=Ca²⁺（g）+2e^-△H=1807kJ/mol
②

1

2

O₂（g）++2e^-=O^2-（g）△H=986kJ/mol
③Ca²⁺（g）+O^2-（g）=CaO（s）△H=-3528.5kJ/mol
利用蓋斯定律將①+②+③可得：Ca（s）+

1

2

O₂（g）=CaO（s），
△H=1807kJ/mol+986kJ/mol+（-735.5 kJ/mol）=-735.5 kJ/mol，
所以熱化學(xué)方程式為Ca（s）+

1

2

O₂（g）=CaO（s）△H=-735.5 kJ/mol，
故答案為：Ca（s）+

1

2

O₂（g）=CaO（s）△H=-735.5 kJ/mol．

點評：本題考查元素的推斷，推斷部分難度不大，本題側(cè)重于化學(xué)平衡和化學(xué)反應(yīng)與能量的考查，特別是化學(xué)平衡的計算依據(jù)蓋斯定律的應(yīng)用，為該題的難點同時也是化學(xué)反應(yīng)原理模塊考查的重點內(nèi)容學(xué)習(xí)中要注重相關(guān)知識、方法的積累和把握．