Question

短周期元素X、Y、Z、W、M原子序数依次增大．X是周期表中原子半径最小的元素，Y是形成化合物种类最多的元素，Z是自然界含量最多的元素，从是同周期中金属性最强的元素，M的负一价离子与Z的某种氢化物分子含有相同的电子数．
（l） X、Z、W形成的化合物中含有的化学键类型为______；
（2）A是由Y、Z、W三元素共同构成的常见化合物，其水溶液呈碱性，用离子方程式表示其原因______．写出表示溶液中所有离子浓度关系的等式______
（3）已知①M-M→2M△H=+a kJ?mol^-1  ②2X?→X-X△H=-b kJ?mol^-1
③M?+X?→XM△H=-c kJ?mol^-1写出298K时，X₂与M₂反应的热化学方程式______
（4）若在密闭容器中充有10mol YZ与20mol X₂，在催化剂作用下反应生成甲醇，YZ的转化率（α）与温度、压强的关系如图所示
①P_l______ P₂（填“大于”、“小于”或“等于”）
②若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为10L，则该温度下的平衡常数K=______
③若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间t_A______t_C（填“大于”、“小于”或“等于”）
④在不改变反应物用量情况下，为提高YZ转化率可采取的措施是______（答出两点即可）

Answer 1

【答案】分析：（1）根据题目所给信息推导出X、Z、W三种元素，由化合物的成键元素来判断化学键类型；
（2）根据盐的水解原理和离子浓度大小比较的方法来回答；
（3）根据盖斯定律和热化学方程式的书写原则来回答；
（4）①根据温度和压强对化学平衡的影响来分析；
②根据平衡常数表达式和该点所示的有关数据进行计算；
③根据压强对化学反应速率的影响来回答；
④提高YZ转化率，平衡向右移动，结合化学平衡移动的影响因素来回答．
解答：解：短周期元素X、Y、Z、W、M原子序数依次增大．X是周期表中原子半径最小的元素，故X为H，Y是形成化合物种类最多的元素，故Y为C，Z是自然界含量最多的元素，故Z为O，W是同周期中金属性最强的元素，故W为Na，M的负一价离子与Z的某种氢化物分子（应为H₂O₂）含有相同的电子数即18个，故M为Cl，
（1）X、Z、W形成的化合物为NaOH，其中含有的化学键类型为离子键和共价键，故答案为：离子键、共价键；
（2）由Y、Z、W三元素共同构成的化合物为碳酸钠，CO₃^2-水解显碱性，方程式为：CO₃^2-+H₂O═HCO₃^-+OH^-、HCO₃^-+H₂O═H₂CO₃+OH^-，溶液中各个离子浓度的关系遵循电荷守恒，即c（Na⁺）+c（H⁺）═c（OH^-）+2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-），故答案为：CO₃^2-+H₂O═HCO₃^-+OH^-、HCO₃^-+H₂O═H₂CO₃+OH^-；c（Na⁺）+c（H⁺）═c（OH^-）+2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）；
（3）根据盖斯定律，H₂与Cl₂的反应和①②③之间的关系为①-②+2×③，故反应的热化学方程式为：H₂（g）+Cl₂（g）═2HCl（g）；△H=（a+b-2c）KJ?mol^-1，故答案为：H₂（g）+Cl₂（g）═2HCl（g）；△H=（a+b-2c）KJ?mol^-1；
（4）①根据图示，当温度相等时的A、B两点，看出P₂时CO的转化率高于P₁，而压强增大，才可以达到这种结果，故P₂高于P₁，故答案为：小于；
②从图中看出A点时，CO的转化率为0.5，CO+2H₂CH₄O，CO的初始浓度为1mol/l，氢气的初始浓度为2mol/l，则CO变化浓度为0.5mol/l，氢气减少的浓度为1mol/l，故平衡时CO、H₂、甲醇的浓度分别为0.5mol/l、1mol/l、0.5mol/l，据K===1（mol/l）^-2，故答案为：1（mol/l）^-2；
③因P₂高于P₁，故C点压强大于A点，压强大反应速率快，故反应开始到达平衡状态所需的时间t_A大于t_C，故答案为：大于；
④提高CO转化率，说明平衡向右移动，根据化学平衡移动的影响因素，故可以降温、加压、及时的移走甲醇等，故答案为：降温、加压．
点评：本题是原子结构知识和化学平衡知识相结合的一道综合题目，难度较大，考查学生分析和解决问题的能力．