Question

X、Y、M、Z、W為原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素，其中X元素原子的核外電子總數(shù)等于其電子層數(shù)，Z元素的氣態(tài)氫化物和它的氧化物在常溫下反應(yīng)生成Z單質(zhì)和水，X與Y、W可分別形成YX₃和XW型共價(jià)化合物，YX₃極易溶于水．
（1）X與M可形成電子總數(shù)為18的液態(tài)化合物，該化合物電子式是

 

，是

 

（極性或非極性）分子．
（2）Z元素氫化物的沸點(diǎn)比M的氫化物

 

（填“低”或“高”）．原因是：

 

（3）已知X單質(zhì)和Y單質(zhì)反應(yīng)生成YX₃是可逆反應(yīng)，△H＜0．將X、Y的兩種單質(zhì)以等物質(zhì)的量充入一密閉容器中，在適當(dāng)催化劑和恒溫、恒壓條件下反應(yīng)．下列說(shuō)法正確的是

 

．
a．達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，任何一種物質(zhì)的正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等
b．反應(yīng)過(guò)程中，Y單質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)始終為50%
c．達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，X、Y兩種單質(zhì)在混合氣體中的物質(zhì)的量之比為1：1
d．達(dá)到化學(xué)平衡的過(guò)程中氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量減小
e．達(dá)到化學(xué)平衡后，升高溫度，YX₃的體積分?jǐn)?shù)增大
（4）Z元素與常見(jiàn)的金屬元素N形成NZ₂的化合物，該物質(zhì)消耗1mol氧氣，放出QkJ熱量，寫(xiě)出該反應(yīng)的燃燒熱的熱化學(xué)方程式：

 

．
（5）如圖所示裝置，兩玻璃管中盛滿XW溶液，C（Ⅰ）、C（Ⅱ）為多孔石墨電極．接通S₁后，兩玻璃管中有氣體生成．一段時(shí)間后（兩玻璃管中液面未脫離電極），斷開(kāi)S₁，接通S₂，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．此時(shí)：
C（Ⅰ）的電極名稱是

 

；C（Ⅱ）的電極反應(yīng)式是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：X、Y、M、Z、W為原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素，其中X原子的電子層數(shù)與它的核外電子總數(shù)相同，則X為氫元素；Z元素的氣態(tài)氫化物和它的氧化物在常溫下反應(yīng)生成Z單質(zhì)和水，則Z元素為S元素，X與Y、W可分別形成YX₃和XW型共價(jià)化合物，YX₃極易溶于水，所以Y為N元素，W為Cl元素，據(jù)此回答問(wèn)題．

解答： 解：X、Y、M、Z、W為原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素，其中X原子的電子層數(shù)與它的核外電子總數(shù)相同，則X為氫元素；Z元素的氣態(tài)氫化物和它的氧化物在常溫下反應(yīng)生成Z單質(zhì)和水，則Z元素為S元素，X與Y、W可分別形成YX₃和XW型共價(jià)化合物，YX₃極易溶于水，所以Y為N元素，W為Cl元素．
（1）X與M可形成電子總數(shù)為18的液態(tài)化合物，該化合物是H₂O₂，所以M元素為O元素，H₂O₂電子式為，因該分子不是平面結(jié)構(gòu)，所以是極性分子，故答案為：，極性；
（2）Z元素氫化物H₂S的沸點(diǎn)比M的氫化物H₂O的沸點(diǎn)低，因?yàn)镠₂O分子間有氫鍵，分子間作用力增強(qiáng)，熔沸點(diǎn)升高，故答案為：低；H₂O分子間有氫鍵，分子間作用力增強(qiáng)，熔沸點(diǎn)升高；
（3）由N₂+3H₂

高溫高壓

催化劑

2NH₃ △H＜0，
a．由化學(xué)平衡的特征可知，達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，故a正確；
b．等物質(zhì)的量的Y、Z兩種單質(zhì)反應(yīng)，設(shè)均為n則
      N₂+3H₂

高溫高壓

催化劑

2NH₃
開(kāi)始  n   n         0
轉(zhuǎn)化  x   3x       2x
平衡 n-x  n-3x     2x
則Y單質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)為

n-x

n-x+n-3x+2x

×100%=50%，故b正確；
c．Y、Z以1：3的體積比轉(zhuǎn)化，則達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，Y、Z兩種單質(zhì)在混合氣體中的物質(zhì)的量之比不能為1：1，故c錯(cuò)誤；
d．由質(zhì)量守恒可知，質(zhì)量不變，但反應(yīng)中氣體的物質(zhì)的量減小，則由M=

m

n

可知達(dá)到化學(xué)平衡的過(guò)程中氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量增大，故d錯(cuò)誤；
e．反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度逆向移動(dòng)，則達(dá)到化學(xué)平衡后，升高溫度，C的體積分?jǐn)?shù)減小，故e錯(cuò)誤；
故選ab．
（4）Z元素與常見(jiàn)的金屬元素N形成NZ₂的化合物，該物質(zhì)為FeS₂，消耗1mol氧氣，放出QkJ熱量，則該反應(yīng)的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：FeS₂（s）+

11

4

O₂（g）=

1

2

Fe₂O₃（s）+2SO₂（s）△H=-

11

4

QkJ/mol，故答案為：FeS₂（s）+

11

4

O₂（g）=

1

2

Fe₂O₃（s）+2SO₂（s）△H=-

11

4

QkJ/mol
（5）兩玻璃管中盛滿HCl溶液，接通S₁時(shí)，C（I）為電解池陰極，生成H₂，C（II）為電解池陽(yáng)極，生成Cl₂，斷開(kāi)S₁，接通S₂，構(gòu)成了氫氯燃料電池，負(fù)極為氫氣失去電子，正極為氯氣得到電子，故答案為：負(fù)極；Cl₂+2e^-=2Cl^-．

點(diǎn)評(píng)：本題為綜合性題，考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、化學(xué)平衡、熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)、電化學(xué)原理等主要知識(shí)點(diǎn)，難度較大，根據(jù)信息來(lái)推斷元素是解答本題的關(guān)鍵．