Question

X、Y、M、Z、W為原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素，其中X元素原子的核外電子總數(shù)等于其電子層數(shù)，Z元素的氣態(tài)氫化物和它的氧化物在常溫下反應生成Z單質和水，X與Y、W可分別形成YX₃和XW型共價化合物，YX₃極易溶于水．
（1）X與M可形成電子總數(shù)為18的液態(tài)化合物，該化合物電子式是

 

，是

 

（極性或非極性）分子．
（2）Z元素氫化物的沸點比M的氫化物

 

（填“低”或“高”）．原因是：

 

（3）已知X單質和Y單質反應生成YX₃是可逆反應，△H＜0．將X、Y的兩種單質以等物質的量充入一密閉容器中，在適當催化劑和恒溫、恒壓條件下反應．下列說法正確的是

 

．
a．達到化學平衡時，任何一種物質的正反應速率與逆反應速率相等
b．反應過程中，Y單質的體積分數(shù)始終為50%
c．達到化學平衡時，X、Y兩種單質在混合氣體中的物質的量之比為1：1
d．達到化學平衡的過程中氣體平均相對分子質量減小
e．達到化學平衡后，升高溫度，YX₃的體積分數(shù)增大
（4）Z元素與常見的金屬元素N形成NZ₂的化合物，該物質消耗1mol氧氣，放出QkJ熱量，寫出該反應的燃燒熱的熱化學方程式：

 

．
（5）如圖所示裝置，兩玻璃管中盛滿XW溶液，C（Ⅰ）、C（Ⅱ）為多孔石墨電極．接通S₁后，兩玻璃管中有氣體生成．一段時間后（兩玻璃管中液面未脫離電極），斷開S₁，接通S₂，電流表的指針發(fā)生偏轉．此時：
C（Ⅰ）的電極名稱是

 

；C（Ⅱ）的電極反應式是

 

．

Answer 1

考點：位置結構性質的相互關系應用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：X、Y、M、Z、W為原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素，其中X原子的電子層數(shù)與它的核外電子總數(shù)相同，則X為氫元素；Z元素的氣態(tài)氫化物和它的氧化物在常溫下反應生成Z單質和水，則Z元素為S元素，X與Y、W可分別形成YX₃和XW型共價化合物，YX₃極易溶于水，所以Y為N元素，W為Cl元素，據(jù)此回答問題．

解答： 解：X、Y、M、Z、W為原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素，其中X原子的電子層數(shù)與它的核外電子總數(shù)相同，則X為氫元素；Z元素的氣態(tài)氫化物和它的氧化物在常溫下反應生成Z單質和水，則Z元素為S元素，X與Y、W可分別形成YX₃和XW型共價化合物，YX₃極易溶于水，所以Y為N元素，W為Cl元素．
（1）X與M可形成電子總數(shù)為18的液態(tài)化合物，該化合物是H₂O₂，所以M元素為O元素，H₂O₂電子式為，因該分子不是平面結構，所以是極性分子，故答案為：，極性；
（2）Z元素氫化物H₂S的沸點比M的氫化物H₂O的沸點低，因為H₂O分子間有氫鍵，分子間作用力增強，熔沸點升高，故答案為：低；H₂O分子間有氫鍵，分子間作用力增強，熔沸點升高；
（3）由N₂+3H₂

高溫高壓

催化劑

2NH₃ △H＜0，
a．由化學平衡的特征可知，達到化學平衡時，正反應速率與逆反應速率相等，故a正確；
b．等物質的量的Y、Z兩種單質反應，設均為n則
      N₂+3H₂

高溫高壓

催化劑

2NH₃
開始  n   n         0
轉化  x   3x       2x
平衡 n-x  n-3x     2x
則Y單質的體積分數(shù)為

n-x

n-x+n-3x+2x

×100%=50%，故b正確；
c．Y、Z以1：3的體積比轉化，則達到化學平衡時，Y、Z兩種單質在混合氣體中的物質的量之比不能為1：1，故c錯誤；
d．由質量守恒可知，質量不變，但反應中氣體的物質的量減小，則由M=

m

n

可知達到化學平衡的過程中氣體平均相對分子質量增大，故d錯誤；
e．反應為放熱反應，升高溫度逆向移動，則達到化學平衡后，升高溫度，C的體積分數(shù)減小，故e錯誤；
故選ab．
（4）Z元素與常見的金屬元素N形成NZ₂的化合物，該物質為FeS₂，消耗1mol氧氣，放出QkJ熱量，則該反應的燃燒熱的熱化學方程式為：FeS₂（s）+

11

4

O₂（g）=

1

2

Fe₂O₃（s）+2SO₂（s）△H=-

11

4

QkJ/mol，故答案為：FeS₂（s）+

11

4

O₂（g）=

1

2

Fe₂O₃（s）+2SO₂（s）△H=-

11

4

QkJ/mol
（5）兩玻璃管中盛滿HCl溶液，接通S₁時，C（I）為電解池陰極，生成H₂，C（II）為電解池陽極，生成Cl₂，斷開S₁，接通S₂，構成了氫氯燃料電池，負極為氫氣失去電子，正極為氯氣得到電子，故答案為：負極；Cl₂+2e^-=2Cl^-．

點評：本題為綜合性題，考查物質結構與性質、化學平衡、熱化學方程式書寫、電化學原理等主要知識點，難度較大，根據(jù)信息來推斷元素是解答本題的關鍵．