问题 填空题

短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,其中X、Y、Z位于不同周期,Y是形成化合物种类最多的元素,W2+与Ne原子具有相同的电子层结构.

(1)由X、Y组成的最简单化合物可作某一燃料电池的______极反应物.

(2)Z与氧组成的某种化合物可作为潜水员的供氧剂,该化合物中含有的化学键是______.

(3)即热饭盒中,有W的单质与铁粉、固体食盐组成混合物A,使用时将水加入A中,几分钟后饭菜变热了.从能量转化角度看,该过程是化学能转化为______能.写出W与水反应的化学方程式:______.

(4)500℃时,密闭容器中充入1mol/L CO2和3mol/L H2发生反应:CO2(g)+3H2(g)

加热、加压
催化剂
CH3OH(g)+H2O(g),测得有关数据如下:

反应时间/min3571013
c(CO2)/mol•L-10.500.370.300.250.25
500℃时该反应的平衡常数K=______(保留一痊小数),平衡时CO2的转化率为______,温度升高,K值增大,则正反应为______热反应(填“吸”或“放”).

(5)已知:298K时,Ca(s)=Ca2+(g)+2e-△H=1807kJ/mol

1
2
O2(g)++2e-=O2-(g)△H=986kJ/mol

Ca2+(g)+O2-(g)=CaO(s)△H=-3528.5kJ/mol

298K时,金属钙和氧气反应生成CaO固体的热化学方程式为______.

答案

Y是形成化合物种类最多的元素,应为C元素,对应的化合物种类繁多,X、Y、Z位于不同周期,且X、Y、Z、W的原子序数依次增大,则X应为H元素,Z为第三周期元素,W2+与Ne原子具有相同的电子层结构,应为Mg元素,则Z应为Na元素,则

(1)X、Y组成的最简单化合物为CH4,可被氧化,作原电池的负极,故答案为:负;

(2)Z与氧组成的化合物中能作供氧剂的为Na2O2,为离子化合物,含有离子键和共价键,

故答案为:离子键和共价键;

(3)W的单质与铁粉、固体食盐组成混合物A,使用时将水加入A中,几分钟后饭菜变热了,说明反应为放热反应,在铁粉和食盐的存在条件下发生原电池反应,如是Mg和水反应,则应在加热的条件下才可,反应的化学方程式为

Mg+2H2O

  △  
.
 
Mg(OH)2+H2↑,

故答案为:热;Mg+2H2O

  △  
.
 
Mg(OH)2+H2↑;

(4)CO2(g)+3H2(g)

加热、加压
催化剂
CH3OH(g)+H2O(g)

起始:1mol/L   3mol/L            0           0

转化:0.75mol/L 2.25mol/L        0.75mol/L   0.75mol/L

平衡:0.25mol/L 0.75mol/L        0.75mol/L   0.75mol/L

则k=

0.75×0.75
0.25×0.753
=5.3,

平衡时CO2的转化率=

0.75
1
×100%=75%,

温度升高,K值增大,说明平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,

故答案为:5.3; 75%; 吸;

(5)已知:①Ca(s)=Ca2+(g)+2e-△H=1807kJ/mol

1
2
O2(g)++2e-=O2-(g)△H=986kJ/mol

③Ca2+(g)+O2-(g)=CaO(s)△H=-3528.5kJ/mol

利用盖斯定律将①+②+③可得:Ca(s)+

1
2
O2(g)=CaO(s),

△H=1807kJ/mol+986kJ/mol+(-735.5 kJ/mol)=-735.5 kJ/mol,

所以热化学方程式为Ca(s)+

1
2
O2(g)=CaO(s)△H=-735.5 kJ/mol,

故答案为:Ca(s)+

1
2
O2(g)=CaO(s)△H=-735.5 kJ/mol.

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