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X、Y、Z三种短周期元素,它们的原子序数之和为16.X、Y、Z三种元素的常见单质在常温下都是无色气体,在适当条件下可发生如图1变化:一个B分子中含有的Z原子个数比C分子中少1个,B、C两种分子中的电子数均等于10.请回答下列问题:
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(1)X元素在周期表中的位置是
 
周期,
 
族.
(2)分析同主族元素性质的递变规律,发现B、C物质沸点反常,这是因为它们
 

(3)C的电子式是
 
; Z单质与Y单质在固体催化剂表面合成C的反应过程,示意如图2.
图①至⑤中表示在催化剂表面Z单质与Y单质中化学键断裂是
 

(4)在一定条件下,1L密闭容器中充入1mol Y单质和3mol Z单质进行反应,经过20min达到平衡时,Y单质的物质的量为0.8mol,用题中所给数据列出平衡常数表达式(不必计算结果),K=
 
;用物质C表示该反应的反应速率为
 

(5)为幵发新能源,有关部门拟用甲醇(CH3OH)替代汽油作为公交车的燃料.写出由CO和Z单质在一定条件下生成甲醇的化学方程式
 
.用该反应合成1mol液态甲醇吸收热量131.9kJ,
又知:4H2(g)+2CO(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1188.2kL/mol   
      H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kL/mol
请写出表达液态甲醇燃烧热的热化学方程式
 
分析:短周期中形成无色气体单质的只有H2、N2、O2(稀有气体除外),B、C两种分子中的电子数均等于10,则B、C为H2O、NH3的一种,且一个B分子中含有的Z原子个数比C分子中少1个,B为H2O,C为NH3,由转化关系可知,Z为氢,故A为NO,X为氧,Y为氮,
(1)O元素的质子数为8,位于第2周期VIA族;
(2)根据氢键对物质的沸点的影响来分析;
(3)由上面分析可知,C为NH3,是共价化合物,根据电子式书写规则写;根据图中的微粒分析;
(4)利用三段式求出平衡时的浓度,然后求出K,根据氨气的浓度变化求出其速率;
(5)根据元素守恒和原子守恒书写化学方程式;根据已知热化学方程式,利用盖斯定律计算.
解答:解:短周期中形成无色气体单质的只有H2、N2、O2(稀有气体除外),B、C两种分子中的电子数均等于10,则B、C为H2O、NH3的一种,且一个B分子中含有的Z原子个数比C分子中少1个,B为H2O,C为NH3,由转化关系可知,Z为氢,故A为NO,X为氧,Y为氮,
(1)O元素的质子数为8,位于第二周期VIA族,故答案为:二;VIA;
(2)氧元素、氟元素电负性很强,水分子之间、氨气分子之间存在氢键,故它们的沸点高于同主族其它元素氢化物,故答案为:分子之间存在氢键;
(3)由上面分析可知,C为NH3,是共价化合物,则其电子式为:精英家教网;由图可知③中全部为单个原子,所以图①至⑤中表示在催化剂表面Z单质与Y单质中化学键断裂是③,故答案为:精英家教网;③;
(4)20min时反应已达平衡,N2的物质的量浓度为0.8mol/L,设参加反应的N2的物质的量为xmol/L,
                   N2 +3H2 ?2NH3
初始浓度(mol/L):1      3      0
变化浓度(mol/L):x     3x      2x
平衡浓度(mol/L):1-x   3-3x     2x
则1-x=0.8mol/L,所以x=0.2mol/L,所以平衡时的浓度分别为c(N2)=0.8mol/L,c(H2)=2.4mol/L,c(NH3)=0.4mol/L,
所以K=
c(NH3)
c(N2)?c3(H2)
=
0.42
0.8×2.42

v(NH3)=
△c
t
=
0.4mol/L
20min
=0.02 mol/(L?min),
故答案为:
0.42
0.8×2.42
; 0.02 mol/(L?min);
(5)根据题意由CO和H2生产甲醇,则其化学方程式为CO+2H2=CH3OH;
根据液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气,化学方程式为:CH3OH(l)+
3
2
O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H,
①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)△H1=+131.9kJ?mol-1
②4H2(g)+2CO(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H2=-1188.2kL/mol
③H2O(g)=H2O(l)△H=3-44.0kL/mol
④CH3OH(l)+
3
2
O2(g)═CO2(g)+2H2O(l))△H
盖斯定律根据得:④=
1
2
×②-①+2×③
则△H=
1
2
×△H2-△H1+2×△H3=-814.0 kJ?mol-1
故答案为:CO+2H2=CH3OH;CH3OH(l)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-814.0 kJ?mol-1
点评:本题考查了化学平衡的计算,速率、平衡常数的计算,元素的推断,电子式的书写,盖斯定律的应用等,涉及的知识点较多,题目综合性强,难度较大.
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相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

(1)有下列七种物质:A.干冰 B.氧化镁 C.氯化铵   D.固态碘 E.烧碱   F.冰 G.过氧化钾
①熔化时需要破坏共价键和离子键的是
C
C
 (填序号,下同);
②熔点最低的是
A
A
;③既有离子键又有共价键的是
CEG
CEG

④只含有极性键的是
AF
AF
;⑤含非极性键的是
DG
DG

⑥以分子形式存在的是:
ADF
ADF

(2)依下列条件回答下列问题①A、B、C三种元素原子序数依次为a、b、c,它们对应离子具有相同的电子层结构An+、Bn-、Cm-,且n>m,则原子序数由小至大的顺序为:
b<a<c
b<a<c

②元素A中子数为a,简单离子核外共有x个电子,带+n个电荷,则该微粒可表示为:

③X、Y、Z三种短周期元素,原子序数依次增大,它们的最高价氧化物对应水化物两两能发生反应,则X、Y、Z元素符号依次是:
N、Na、Al或Na、Al、S或Na、Al、Cl
N、Na、Al或Na、Al、S或Na、Al、Cl

④R元素的最高价氧化物对应水化物的化学式为HnROn,则它对应的气态氢化物的化学式为:
H(8-n)R或RH(8-n)
H(8-n)R或RH(8-n)

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科目:高中化学 来源: 题型:

X、Y、Z三种短周期元素,它们的原子序数之和为16.X、Y、Z三种元素常见单质在常温下都是无色气体,在适当条件下可发生如右图所示变化:已知一个B分子中含有的Z元素的原子个数比C分子中的少一个,B、C两种分子中的电子数均等于10.下列说法错误的是(  )

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科目:高中化学 来源: 题型:

X、Y、Z三种短周期元素,原子序数依次增大,其最外层电子数之和为15,它们分别是所在周期最活泼的金属或非金属元素.其中Y元素的单质在空气中可形成两种氧化物,其阴、阳离子个数比均为1:2.另有一常见金属W与常温下为液态的化合物A在一定条件下可发生如下变化:

请完成下列问题:
(1)、X、Y、Z三种元素的离子半径由大到小的顺序为
Cl-F-Na+
Cl-F-Na+
(用离子符号表示).
(2)、X、Z及第VIA族第一种元素的氢化物的沸点由高到低的顺序为
HF、HCl
HF、HCl
(用氢化物的分子式表示).
(3)、Y元素最高价氧化物对应水化物的电子式为

(4)、W与Z的单质在一定条件下剧烈反应生成一种棕黄色的固体,将该固体溶于水得一黄色溶液,写出检验该溶液中金属离子的离子方程式(写一个)
Fe3++3SCN??Fe(SCN)3或Fe3++3OH?=Fe(OH)3
Fe3++3SCN??Fe(SCN)3或Fe3++3OH?=Fe(OH)3

(5)、B为黑色固体,在上述变化中,生成1molB转移电子
8
8
mol.
(6)、以(4)中的黄色溶液为电解质,W及另一种材料为电极构成原电池,5分钟后,W减轻10g,则另一种材料为
石墨或铜
石墨或铜
,电池总反应为
Fe+2Fe3+=3Fe2+或Fe+2FeCl3=3FeCl2
Fe+2Fe3+=3Fe2+或Fe+2FeCl3=3FeCl2

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科目:高中化学 来源: 题型:

X、Y、Z三种短周期元素,其单质在常温下均为无色气体,它们的原子序数之和为16.在适当条件下三种单质两两化合,可发生如图1所示变化.己知1个B分子中含有Z元素的原子个数比C分子中含有Z元素的原子个数少1个.
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请回答下列问题:
(1)由 X、Y、Z三种元素共同组成的三种不同种类化合物的化学式为
 
,相同浓度上述水溶液中由水电离出的c(H+)由大到小的顺序是
 
(填写化学式).
(2)Allis-Chalmers制造公司发现可以用C作为燃料电池的燃料,以氢氧化钾溶液为介质,发生如下反应:4NH3+3O2=2N2+6H2O,试写出该电池负极的电极反应式
 
,溶液中OH-
 
极移动(填“正“或“负“).
(3)Z分别与X、Y两元素可以构成18个电子分子甲和乙,其分子中只存在共价单键,常温下甲、乙均为无色液体,甲随着温度升高分解速率加快.
①乙能够将CuO还原为Cu2O,已知每1mol乙参加反应有4mol电子转移,该反应的化学方程式为
 

②将铜粉末用10%甲和3.0mol?L-1H2SO4混合溶液处埋,测得不同温度下铜的平均溶解速率如下表:
温度(℃) 20 30 40 50 60 70 80
铜的平均溶解速率
(×10-3mol-L-1?min-1
7.34 8.01 9.25 7.98 7.24 6.73 5.76
由表中数据可知,当温度高于40℃时,铜的平均溶解速率随着温度的升高而下降,其主要原因是
 

③实验室可用甲作试剂取X的单质,发生装置可选用如图2所示的
 
(填装置代号).

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科目:高中化学 来源: 题型:

有X、Y、Z三种短周期元素,X的气态氢化物化学式为H2X,此氢化物的相对分子质量与X最高价氧化物的相对分子质量之比为17:40,X原子核内质子数与中子数相等,Y与X可以形成离子化合物Y2X,Y的阳离子电子层结构与Ne相同,Z与X同周期,其气态单质是双原子分子,两原子共用1对电子.试回答:
(1)写出各元素名称:X
 
、Y
 
、Z
 

(2)X离子的结构示意图为
 
.化合物Y2X的电子式
 

(3)Y单质在空气中燃烧的化学方程式为
 
.生成物的电子式为
 

(4)X与Z的最高价氧化物对应水化物的化学式分别为
 
 

*(5)试写出一个能证明Z单质的氧化性比X单质强的化学方程式:
 

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