Question

短周期元素X、Y、Z、W、M原子序數(shù)依次增大．X是周期表中原子半徑最小的元素，Y是形成化合物種類最多的元素，Z是自然界含量最多的元素，從是同周期中金屬性最強(qiáng)的元素，M的負(fù)一價(jià)離子與Z的某種氫化物分子含有相同的電子數(shù)．
（l） X、Z、W形成的化合物中含有的化學(xué)鍵類型為______；
（2）A是由Y、Z、W三元素共同構(gòu)成的常見化合物，其水溶液呈堿性，用離子方程式表示其原因______．寫出表示溶液中所有離子濃度關(guān)系的等式______
（3）已知①M(fèi)-M→2M△H=+a kJ?mol^-1  ②2X?→X-X△H=-b kJ?mol^-1
③M?+X?→XM△H=-c kJ?mol^-1寫出298K時(shí)，X₂與M₂反應(yīng)的熱化學(xué)方程式______
（4）若在密閉容器中充有10mol YZ與20mol X₂，在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇，YZ的轉(zhuǎn)化率（α）與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示
①P_l______ P₂（填“大于”、“小于”或“等于”）
②若A、B兩點(diǎn)表示在某時(shí)刻達(dá)到的平衡狀態(tài)，此時(shí)在A點(diǎn)時(shí)容器的體積為10L，則該溫度下的平衡常數(shù)K=______
③若A、C兩點(diǎn)都表示達(dá)到的平衡狀態(tài)，則自反應(yīng)開始到達(dá)平衡狀態(tài)所需的時(shí)間t_A______t_C（填“大于”、“小于”或“等于”）
④在不改變反應(yīng)物用量情況下，為提高YZ轉(zhuǎn)化率可采取的措施是______（答出兩點(diǎn)即可）

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)題目所給信息推導(dǎo)出X、Z、W三種元素，由化合物的成鍵元素來判斷化學(xué)鍵類型；
（2）根據(jù)鹽的水解原理和離子濃度大小比較的方法來回答；
（3）根據(jù)蓋斯定律和熱化學(xué)方程式的書寫原則來回答；
（4）①根據(jù)溫度和壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響來分析；
②根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式和該點(diǎn)所示的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算；
③根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響來回答；
④提高YZ轉(zhuǎn)化率，平衡向右移動(dòng)，結(jié)合化學(xué)平衡移動(dòng)的影響因素來回答．
解答：解：短周期元素X、Y、Z、W、M原子序數(shù)依次增大．X是周期表中原子半徑最小的元素，故X為H，Y是形成化合物種類最多的元素，故Y為C，Z是自然界含量最多的元素，故Z為O，W是同周期中金屬性最強(qiáng)的元素，故W為Na，M的負(fù)一價(jià)離子與Z的某種氫化物分子（應(yīng)為H₂O₂）含有相同的電子數(shù)即18個(gè)，故M為Cl，
（1）X、Z、W形成的化合物為NaOH，其中含有的化學(xué)鍵類型為離子鍵和共價(jià)鍵，故答案為：離子鍵、共價(jià)鍵；
（2）由Y、Z、W三元素共同構(gòu)成的化合物為碳酸鈉，CO₃^2-水解顯堿性，方程式為：CO₃^2-+H₂O═HCO₃^-+OH^-、HCO₃^-+H₂O═H₂CO₃+OH^-，溶液中各個(gè)離子濃度的關(guān)系遵循電荷守恒，即c（Na⁺）+c（H⁺）═c（OH^-）+2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-），故答案為：CO₃^2-+H₂O═HCO₃^-+OH^-、HCO₃^-+H₂O═H₂CO₃+OH^-；c（Na⁺）+c（H⁺）═c（OH^-）+2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）；
（3）根據(jù)蓋斯定律，H₂與Cl₂的反應(yīng)和①②③之間的關(guān)系為①-②+2×③，故反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：H₂（g）+Cl₂（g）═2HCl（g）；△H=（a+b-2c）KJ?mol^-1，故答案為：H₂（g）+Cl₂（g）═2HCl（g）；△H=（a+b-2c）KJ?mol^-1；
（4）①根據(jù)圖示，當(dāng)溫度相等時(shí)的A、B兩點(diǎn)，看出P₂時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率高于P₁，而壓強(qiáng)增大，才可以達(dá)到這種結(jié)果，故P₂高于P₁，故答案為：小于；
②從圖中看出A點(diǎn)時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為0.5，CO+2H₂CH₄O，CO的初始濃度為1mol/l，氫氣的初始濃度為2mol/l，則CO變化濃度為0.5mol/l，氫氣減少的濃度為1mol/l，故平衡時(shí)CO、H₂、甲醇的濃度分別為0.5mol/l、1mol/l、0.5mol/l，據(jù)K===1（mol/l）^-2，故答案為：1（mol/l）^-2；
③因P₂高于P₁，故C點(diǎn)壓強(qiáng)大于A點(diǎn)，壓強(qiáng)大反應(yīng)速率快，故反應(yīng)開始到達(dá)平衡狀態(tài)所需的時(shí)間t_A大于t_C，故答案為：大于；
④提高CO轉(zhuǎn)化率，說明平衡向右移動(dòng)，根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響因素，故可以降溫、加壓、及時(shí)的移走甲醇等，故答案為：降溫、加壓．
點(diǎn)評(píng)：本題是原子結(jié)構(gòu)知識(shí)和化學(xué)平衡知識(shí)相結(jié)合的一道綜合題目，難度較大，考查學(xué)生分析和解決問題的能力．