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構．
（1）由X、Y組成的最簡單化合物可作某一燃料電池的

負

極反應物．
（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鍵是

離子鍵和共價鍵

．
（3）即熱飯盒中，有W的單質與鐵粉、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．從能量轉化角度看，該過程是化學能轉化為

熱

能．寫出W與水反應的化學方程式：

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：CO₂（g）+3H₂（g）

加熱、加壓

催化劑

CH₃OH（g）+H₂O（g），測得有關數(shù)據(jù)如下：

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

500℃時該反應的平衡常數(shù)K=

5.3

（保留一痊小數(shù)），平衡時CO₂的轉化率為

75%

，溫度升高，K值增大，則正反應為

吸

熱反應（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，金屬鈣和氧氣反應生成CaO固體的熱化學方程式為

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，應為C元素，對應的化合物種類繁多，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構，應為Mg元素，則Z應為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和水的反應為放熱反應，反應的化學方程式為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熱．

解答：解：Y是形成化合物種類最多的元素，應為C元素，對應的化合物種類繁多，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構，應為Mg元素，則Z應為Na元素，則
（1）X、Y組成的最簡單化合物為CH₄，可被氧化，作原電池的負極，故答案為：負；
（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，說明反應為放熱反應，在鐵粉和食鹽的存在條件下發(fā)生原電池反應，如是Mg和水反應，則應在加熱的條件下才可，反應的化學方程式為
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的轉化率=

0.75

1

×100%=75%，
溫度升高，K值增大，說明平衡向正反應方向移動，則正反應為吸熱反應，
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，本題側重于化學平衡和化學反應與能量的考查，特別是化學平衡的計算依據(jù)蓋斯定律的應用，為該題的難點同時也是化學反應原理模塊考查的重點內容學習中要注重相關知識、方法的積累和把握．