问题 问答题

Q、W、X、Y、Z是5种短周期元素,原子序数逐渐增大,Q是周期表中原子半径最小的元素,Q与W组成的化合物是一种温室气体,W与Y、X与Y组成的化合物是机动车排出的大气污染物,Y和Z能形成原子个数比为1:1和1:2的两种离子化合物.

(1)W在元素周期表中的位置是______,Z2Y的电子式是______.

(2)①已知“凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应”.根据所学知识判断如下反应2WY(g)=2W(s)+Y2(g)△H>0,在常温下______自发进行(填“能”或“不能”).

②400℃时,在0.5L的反应容器中用X2、Q2反应合成XQ3反应,达到平衡时,测得X2、Q2、XQ3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此反应在400℃时的化学平衡常数为______

(3)2.24L(标准状况)XQ3被200mL 1mol/L QXY3溶液吸收后,所得溶液中离子浓度从大到小的顺序是______.

(4)WQ4Y与Y2的反应可将化学能转化为电能,其工作原理如图所示,a极的电极反应式是______

(5)X和Z组成的一种离子化合物,能与水反应生成两种碱,该反应的化学方程式是______.

答案

Q是周期表中原子半径最小的元素,应为H,Q与W组成的化合物是一种温室气体,该气体为CH4,则W为C,W与Y、X与Y组成的化合物是机动车排出的大气污染物,为CO和NOx,则Y为O,X为N,Y和Z能形成原子个数比为1:1和1:2的两种离子化合物,这两种离子化合物分别为Na2O、Na2O2,作为Z为Na,则

(1)W为C,原子序数为6,原子核外有2个电子层,最外层电子数为6,应位于周期表第二周期IVA族,

Z2Y为Na2O,为离子化合物,电子式为

故答案为:第二周期IVA族;

;                    

(2)①由自由能判据△G=△H-T•△S,可知当△H<T•△S时反应才能自发进行,即必须在较高的温度下才可以进行,化学反应能否自发进行取决于焓变和熵变的综合判据,不能只由焓变或熵变来决定,故答案为:不能;

 ②达平衡时,各物质的浓度分别为:c(N2)=4mol/L,c(H2)=2mol/L,c(NH3)=4mol/L,

则k=

c2(NH3)
c(N2c3(H2 )
=
42
23
=0.5,故答案为:0.5;

(3)n(NH3)=

2.24L
22.4L/mol
=0.1mol,n(HNO3)=0.2L×1mol/L=0.2mol,HNO3过量,生成NH4NO3,二者物质的量相等,但由于NH4+水解,则c(H+)>c(NH4+),所以溶液中存在c(NO3-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-),

故答案为:c(NO3-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-); 

(4)CH3OH碱性燃料电池中,CH3OH为电池的负极反应,被氧化,电极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O,

故答案为:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;

(5)X和Z组成的一种离子化合物为Na3N,能与水反应生成两种碱,生成物为NaOH和NH3•H2O,反应的化学方程式为Na3N+4H2O=3NaOH+NH3•H2O,

故答案为:Na3N+4H2O=3NaOH+NH3•H2O.

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