Question

15．W、X、Y、Z、M、Q均為除稀有氣體外的短周期元素，其原子序數(shù)依次增大，X的最外層電子數(shù)是W的4倍，Z與M的最低負(fù)化合價相同，X、M在周期表中位置如圖所示．

X
		M

（1）W₂與Z₂反應(yīng)化合物甲，W₂與Q₂反應(yīng)生成化合物乙．已知反應(yīng)：
乙（g）+Z₂（g）→甲（g）+Q₂（g），每生成1mol Q₂放熱57.8kJ．寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2HCl（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）+Cl₂（g）△H=-57.8 kJ/mol或4HCl（g）+O₂（g）=2H₂O（g） 2Cl₂（g）△H=-115.6 kJ/mol；
（2）Y的最高價氧化物對應(yīng)的水化物與Y的氫化物恰好完全反應(yīng)，生成物的水溶液呈酸性，其原因是（用離子方程式說明）NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺；該溶液中各種離子濃度由大到小的順序?yàn)閏（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（3）X、Y可分別與Z以原子個數(shù)比1：1形成化合物丙和�。�在催化劑存在條件下，丙與丁發(fā)生可逆反應(yīng)，生成單質(zhì)Y₂和另一種化合物戊．寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：
2CO+2NON₂+2CO₂，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{c（C{O}_{2}）•c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（CO）•{c}^{2}（NO）}$；
（4）將1mol丙氣體和1mol丁氣體充入裝有催化劑的恒壓容器中，充分反應(yīng)達(dá)平衡后：①若氣體體積較原來減少23%，則丁的轉(zhuǎn)化率為92%；
②已知該反應(yīng)△H＜0，則升高溫度，平衡常數(shù)K值將變小（填變大、變小或不變）；
③若僅將壓強(qiáng)增大為原來的2倍，再次達(dá)平衡后，混合氣體中丁的體積分?jǐn)?shù)將變小（填變大、變小或不變）．
（5）由X的最簡單氣態(tài)氫化物、Z的單質(zhì)和KOH溶液組成的新型燃料電池中，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O．

Answer 1

分析 W、X、Y、Z、M、Q均為除稀有氣體外的短周期元素，其原子序數(shù)依次增大，X的最外層電子數(shù)是W的4倍，Z與M的最低負(fù)化合價相同，則Z和M位于同一主族，根據(jù)元素在周期表中的位置知，X位于第二周期，M位于第三周期，最外層電子數(shù)不大于8，則W最外層電子數(shù)是1，其原子序數(shù)最小，為Li或H元素、X為C元素，M是S元素，Z和M位于同一主族，則Z是O元素，Y是N元素，Q為Cl元素，Z與W形成的4核離子，則W是H元素，結(jié)合物質(zhì)結(jié)構(gòu)性質(zhì)解答．

解答 解：W、X、Y、Z、M、Q均為除稀有氣體外的短周期元素，其原子序數(shù)依次增大，X的最外層電子數(shù)是W的4倍，Z與M的最低負(fù)化合價相同，則Z和M位于同一主族，根據(jù)元素在周期表中的位置知，X位于第二周期，M位于第三周期，最外層電子數(shù)不大于8，則W最外層電子數(shù)是1，其原子序數(shù)最小，為Li或H元素、X為C元素，M是S元素，Z和M位于同一主族，則Z是O元素，Y是N元素，Q為Cl元素，Z與W形成的4核離子，則W是H元素，
（1）W₂、Z₂分別為H₂、O₂，Q₂為Cl₂，H₂與O₂反應(yīng)生成化合物甲為H₂O，H₂與Cl₂反應(yīng)生成化合物乙為HCl，已知：HCl（g）+O₂（g）→H₂O（g）+Cl₂（g），每生成1mol Cl₂放熱57.8kJ，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2HCl（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）+Cl₂（g）△H=-57.8 kJ/mol或4HCl（g）+O₂（g）=2H₂O（g） 2Cl₂（g）△H=-115.6 kJ/mol，
故答案為：2HCl（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）+Cl₂（g）△H=-57.8 kJ/mol或4HCl（g）+O₂（g）=2H₂O（g） 2Cl₂（g）△H=-115.6 kJ/mol；
（2）Y的最高價氧化物對應(yīng)的水化物與Y的氫化物恰好完全反應(yīng)生成硝酸銨，水解顯酸性，水解離子反應(yīng)為NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺，水解程度很小，水解顯酸性，則離子濃度大小關(guān)系為c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺；c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（3）C、N可分別與O以原子個數(shù)比1：1形成化合物丙和丁，丙是CO、丁是NO，在催化劑存在條件下，丙與丁發(fā)生可逆反應(yīng)，生成單質(zhì)Y₂和另一種化合物戊，根據(jù)化合價變化知，戊是CO₂，根據(jù)反應(yīng)物、生成物及反應(yīng)條件知其反應(yīng)方程式為：2CO+2NON₂+2CO₂，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=$\frac{c（C{O}_{2}）•c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（CO）•{c}^{2}（NO）}$，
故答案為：2CO+2NON₂+2CO₂；K=$\frac{c（C{O}_{2}）•c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（CO）•{c}^{2}（NO）}$；
（4）將1molCO氣體和1molNO氣體充入一裝有催化劑的恒壓容器中，充分反應(yīng)達(dá)平衡后：
①若氣體體積較原來減少23%，則混合氣體減少物質(zhì)的量為：（1mol+1mol）×23%=0.46mol，則：
2CO+2NON₂+2CO₂   氣體物質(zhì)的量減少
    2                          1
    n（NO）                   0.46mol
故n（NO）=$\frac{0.46×2}{1}$=0.92mol，
則NO的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.92}{1}$×100%=92%，
故答案為：92%；
②該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向著逆向移動，反應(yīng)物濃度增大、生成物濃度減小，則K減小，
故答案為：變��；
③增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡正向移動，所以再次達(dá)平衡后，混合氣體中NO的體積分?jǐn)?shù)將減小，
故答案為：變��；
（5）X的最簡單氣態(tài)氫化物為甲烷、Z的單質(zhì)為氧氣，由甲烷、氧氣和KOH溶液組成的新型燃料電池中，甲烷發(fā)生氧化反應(yīng)，在負(fù)極失去電子，堿性條件下生成碳酸根與水，負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O．

點(diǎn)評 本題考查了位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的應(yīng)用，題目難度中等，涉及熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)平衡的移動以及計算等知識點(diǎn)，根據(jù)原子結(jié)構(gòu)結(jié)合元素周期律來分析解答，屬于綜合知識的考查．