Question

短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數依次增大，其中X、Y、Z位于不同周期，Y是形成化合物種類最多的元素，W²⁺與Ne原子具有相同的電子層結構．
（1）由X、Y組成的最簡單化合物可作某一燃料電池的______極反應物．
（2）Z與氧組成的某種化合物可作為潛水員的供氧劑，該化合物中含有的化學鍵是______．
（3）即熱飯盒中，有W的單質與鐵粉、固體食鹽組成混合物A，使用時將水加入A中，幾分鐘后飯菜變熱了．從能量轉化角度看，該過程是化學能轉化為______能．寫出W與水反應的化學方程式：______．
（4）500℃時，密閉容器中充入1mol/L CO₂和3mol/L H₂發生反應：CO₂（g）+3H₂（g）

加熱、加壓

催化劑

CH₃OH（g）+H₂O（g），測得有關數據如下：

反應時間/min	3	5	7	10	13
c（CO2）/mol?L-1	0.50	0.37	0.30	0.25	0.25

500℃時該反應的平衡常數K=______（保留一痊小數），平衡時CO₂的轉化率為______，溫度升高，K值增大，則正反應為______熱反應（填“吸”或“放”）．
（5）已知：298K時，Ca（s）=Ca²⁺（g）+2e^-△H=1807kJ/mol

1

2

O₂（g）++2e^-=O^2-（g）△H=986kJ/mol
Ca²⁺（g）+O^2-（g）=CaO（s）△H=-3528.5kJ/mol
298K時，金屬鈣和氧氣反應生成CaO固體的熱化學方程式為______．

Answer 1

Y是形成化合物種類最多的元素，應為C元素，對應的化合物種類繁多，X、Y、Z位于不同周期，且X、Y、Z、W的原子序數依次增大，則X應為H元素，Z為第三周期元素，W²⁺與Ne原子具有相同的電子層結構，應為Mg元素，則Z應為Na元素，則
（1）X、Y組成的最簡單化合物為CH₄，可被氧化，作原電池的負極，故答案為：負；
（2）Z與氧組成的化合物中能作供氧劑的為Na₂O₂，為離子化合物，含有離子鍵和共價鍵，
故答案為：離子鍵和共價鍵；
（3）W的單質與鐵粉、固體食鹽組成混合物A，使用時將水加入A中，幾分鐘后飯菜變熱了，說明反應為放熱反應，在鐵粉和食鹽的存在條件下發生原電池反應，如是Mg和水反應，則應在加熱的條件下才可，反應的化學方程式為
Mg+2H₂O

△   .

Mg（OH）₂+H₂↑，
故答案為：熱；Mg+2H₂O

△   .

Mg（OH）₂+H₂↑；
（4）CO₂（g）+3H₂（g）

加熱、加壓

催化劑

CH₃OH（g）+H₂O（g）
起始：1mol/L   3mol/L            0           0
轉化：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
則k=

0.75×0.75

0.25×0.753

=5.3，
平衡時CO₂的轉化率=

0.75

1

×100%=75%，
溫度升高，K值增大，說明平衡向正反應方向移動，則正反應為吸熱反應，
故答案為：5.3； 75%； 吸；
（5）已知：①Ca（s）=Ca²⁺（g）+2e^-△H=1807kJ/mol
②

1

2

O₂（g）++2e^-=O^2-（g）△H=986kJ/mol
③Ca²⁺（g）+O^2-（g）=CaO（s）△H=-3528.5kJ/mol
利用蓋斯定律將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，
所以熱化學方程式為Ca（s）+

1

2

O₂（g）=CaO（s）△H=-735.5 kJ/mol，
故答案為：Ca（s）+

1

2

O₂（g）=CaO（s）△H=-735.5 kJ/mol．