题目内容

X、Y、M、Z、W为原子序数依次增大的五种短周期元素,其中X元素原子的核外电子总数等于其电子层数,Z元素的气态氢化物和它的氧化物在常温下反应生成Z单质和水,X与Y、W可分别形成YX3和XW型共价化合物,YX3极易溶于水.
(1)X与M可形成电子总数为18的液态化合物,该化合物电子式是
 
,是
 
(极性或非极性)分子.
(2)Z元素氢化物的沸点比M的氢化物
 
(填“低”或“高”).原因是:
 

(3)已知X单质和Y单质反应生成YX3是可逆反应,△H<0.将X、Y的两种单质以等物质的量充入一密闭容器中,在适当催化剂和恒温、恒压条件下反应.下列说法正确的是
 
.
a.达到化学平衡时,任何一种物质的正反应速率与逆反应速率相等
b.反应过程中,Y单质的体积分数始终为50%
c.达到化学平衡时,X、Y两种单质在混合气体中的物质的量之比为1:1
d.达到化学平衡的过程中气体平均相对分子质量减小
e.达到化学平衡后,升高温度,YX3的体积分数增大
(4)Z元素与常见的金属元素N形成NZ2的化合物,该物质消耗1mol氧气,放出QkJ热量,写出该反应的燃烧热的热化学方程式:
 
.
(5)如图所示装置,两玻璃管中盛满XW溶液,C(Ⅰ)、C(Ⅱ)为多孔石墨电极.接通S1后,两玻璃管中有气体生成.一段时间后(两玻璃管中液面未脱离电极),断开S1,接通S2,电流表的指针发生偏转.此时:
C(Ⅰ)的电极名称是
 
;C(Ⅱ)的电极反应式是
 
.
考点:位置结构性质的相互关系应用
专题:元素周期律与元素周期表专题
分析:X、Y、M、Z、W为原子序数依次增大的五种短周期元素,其中X原子的电子层数与它的核外电子总数相同,则X为氢元素;Z元素的气态氢化物和它的氧化物在常温下反应生成Z单质和水,则Z元素为S元素,X与Y、W可分别形成YX3和XW型共价化合物,YX3极易溶于水,所以Y为N元素,W为Cl元素,据此回答问题.
解答: 解:X、Y、M、Z、W为原子序数依次增大的五种短周期元素,其中X原子的电子层数与它的核外电子总数相同,则X为氢元素;Z元素的气态氢化物和它的氧化物在常温下反应生成Z单质和水,则Z元素为S元素,X与Y、W可分别形成YX3和XW型共价化合物,YX3极易溶于水,所以Y为N元素,W为Cl元素.
(1)X与M可形成电子总数为18的液态化合物,该化合物是H2O2,所以M元素为O元素,H2O2电子式为,因该分子不是平面结构,所以是极性分子,故答案为:,极性;
(2)Z元素氢化物H2S的沸点比M的氢化物H2O的沸点低,因为H2O分子间有氢键,分子间作用力增强,熔沸点升高,故答案为:低;H2O分子间有氢键,分子间作用力增强,熔沸点升高;
(3)由N2+3H2
高温高压
催化剂
2NH3 △H<0,
a.由化学平衡的特征可知,达到化学平衡时,正反应速率与逆反应速率相等,故a正确;
b.等物质的量的Y、Z两种单质反应,设均为n则
      N2+3H2
高温高压
催化剂
2NH3
开始  n   n         0
转化  x   3x       2x
平衡 n-x  n-3x     2x
则Y单质的体积分数为
n-x
n-x+n-3x+2x
×100%=50%,故b正确;
c.Y、Z以1:3的体积比转化,则达到化学平衡时,Y、Z两种单质在混合气体中的物质的量之比不能为1:1,故c错误;
d.由质量守恒可知,质量不变,但反应中气体的物质的量减小,则由M=
m
n
可知达到化学平衡的过程中气体平均相对分子质量增大,故d错误;
e.反应为放热反应,升高温度逆向移动,则达到化学平衡后,升高温度,C的体积分数减小,故e错误;
故选ab.
(4)Z元素与常见的金属元素N形成NZ2的化合物,该物质为FeS2,消耗1mol氧气,放出QkJ热量,则该反应的燃烧热的热化学方程式为:FeS2(s)+
11
4
O2(g)=
1
2
Fe2O3(s)+2SO2(s)△H=-
11
4
QkJ/mol,故答案为:FeS2(s)+
11
4
O2(g)=
1
2
Fe2O3(s)+2SO2(s)△H=-
11
4
QkJ/mol
(5)两玻璃管中盛满HCl溶液,接通S1时,C(I)为电解池阴极,生成H2,C(II)为电解池阳极,生成Cl2,断开S1,接通S2,构成了氢氯燃料电池,负极为氢气失去电子,正极为氯气得到电子,故答案为:负极;Cl2+2e-=2Cl-.
点评:本题为综合性题,考查物质结构与性质、化学平衡、热化学方程式书写、电化学原理等主要知识点,难度较大,根据信息来推断元素是解答本题的关键.
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