题目内容
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：
（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 ．
（1）X元素在周期表中的位置是
（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
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=
（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
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．
（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：
；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：；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=
=
，
v（NH3）=
=
=0.02 mol/（L?min），
故答案为：
； 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）+
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）+
O2（g）═CO2（g）+2H2O（l））△H
盖斯定律根据得：④=
×②-①+2×③
则△H=
×△H2-△H1+2×△H3=-814.0 kJ?mol-1，
故答案为：CO+2H2=CH3OH；CH3OH（l）+
O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-814.0 kJ?mol-1．
（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：
；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：；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 |
故答案为：
| 0．42 |
| 0.8×2．42 |
（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 |
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）+
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盖斯定律根据得：④=
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则△H=
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故答案为：CO+2H2=CH3OH；CH3OH（l）+
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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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