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(2011?德州二模)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)鍵類型為離子鍵、共價(jià)鍵離子鍵、共價(jià)鍵;
(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CO32-+H2O═HCO3-+OH-、HCO3-+H2O═H2CO3+OH-CO32-+H2O═HCO3-+OH-、HCO3-+H2O═H2CO3+OH-.寫出表示溶液中所有離子濃度關(guān)系的等式c(Na+)+c(H+)═c(OH-)+2c(CO32-)+c(HCO3-)c(Na+)+c(H+)═c(OH-)+2c(CO32-)+c(HCO3-)
(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H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g);△H=(a+b-2c)KJ?mol-1H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g);△H=(a+b-2c)KJ?mol-1
(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
①Pl小于小于 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=1(mol/l)-21(mol/l)-2
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tA大于大于tC(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降溫、加壓降溫、加壓(答出兩點(diǎn)即可)
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(lái)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(lái)回答;
(3)根據(jù)蓋斯定律和熱化學(xué)方程式的書寫原則來(lái)回答;
(4)①根據(jù)溫度和壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響來(lái)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(lái)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(lái)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,CO32-水解顯堿性,方程式為:CO32-+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(CO32-)+c(HCO3-),故答案為:CO32-+H2O═HCO3-+OH-、HCO3-+H2O═H2CO3+OH-;c(Na+)+c(H+)═c(OH-)+2c(CO32-)+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+2H2催化劑
CH4O,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=[CH4O] [CO][H2]2
=0.5 0.5×1
=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tA大于tC,故答案為:大于;
④提高CO轉(zhuǎn)化率,說(shuō)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(wèn)題的能力.
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