Question

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    ．

Answer 1

【答案】分析：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NO_x，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，
（1）W为C，位于周期表第二周期IVA族，Z₂Y为Na₂O，为离子化合物；
（2）①由自由能判据△G=△H-T?△S判断反应在常温下能否进行；根据k=计算；
（3）n（NH₃）==0.1mol，n（HNO₃）=0.2L×1mol/L=0.2mol，根据生成物的性质判断离子浓度大小；
（4）CH₃OH碱性燃料电池中，CH₃OH为电池的负极反应；
（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．
解答：解：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NO_x，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===0.5，故答案为：0.5；
（3）n（NH₃）==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^-=CO₃^2-+6H₂O，
故答案为：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+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．
点评：本题考查元素的推断，题目难度中等，本题侧重于电化学和溶液中的水解和弱电解质的电离等知识的考查，题目综合度较高，答题时注意把握相关知识和方法的应用，为高考常考查方式．