Question

Q、W、X、Y、Z是5種短周期元素，原子序數逐漸增大，Q是周期表中原子半徑最小的元素，Q與W組成的化合物是一種溫室氣體，W與Y、X與Y組成的化合物是機動車排出的大氣污染物，Y和Z能形成原子個數比為1：1和1：2的兩種離子化合物．
（1）W在元素周期表中的位置是

第二周期IVA族

，Z₂Y的電子式是

．
（2）①已知“凡氣體分子總數增多的反應一定是熵增大的反應”．根據所學知識判斷如下反應2WY（g）=2W（s）+Y₂（g）△H＞0，在常溫下

不能

自發進行（填“能”或“不能”）．
②400℃時，在0.5L的反應容器中用X₂、Q₂反應合成XQ₃反應，達到平衡時，測得X₂、Q₂、XQ₃的物質的量分別為2mol、1mol、2mol，則此反應在400℃時的化學平衡常數為

0.5

（3）2.24L（標準狀況）XQ₃被200mL 1mol/L QXY₃溶液吸收后，所得溶液中離子濃度從大到小的順序是

c（NO₃^-）＞c（H⁺）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）

．
（4）WQ₄Y與Y₂的反應可將化學能轉化為電能，其工作原理如圖所示，a極的電極反應式是

CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O

（5）X和Z組成的一種離子化合物，能與水反應生成兩種堿，該反應的化學方程式是

Na₃N+4H₂O=3NaOH+NH₃?H₂O

．

Answer 1

分析：Q是周期表中原子半徑最小的元素，應為H，Q與W組成的化合物是一種溫室氣體，該氣體為CH₄，則W為C，
W與Y、X與Y組成的化合物是機動車排出的大氣污染物，為CO和NO_x，則Y為O，X為N，Y和Z能形成原子個數比為1：1和1：2的兩種離子化合物，這兩種離子化合物分別為Na₂O、Na₂O₂，作為Z為Na，
（1）W為C，位于周期表第二周期IVA族，Z₂Y為Na₂O，為離子化合物；
（2）①由自由能判據△G=△H-T?△S判斷反應在常溫下能否進行；根據k=

c2(NH3)

c(N2)×c3(H2 )

計算；
（3）n（NH₃）=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，n（HNO₃）=0.2L×1mol/L=0.2mol，根據生成物的性質判斷離子濃度大小；
（4）CH₃OH堿性燃料電池中，CH₃OH為電池的負極反應；
（5）X和Z組成的一種離子化合物為Na₃N，能與水反應生成兩種堿，生成物為NaOH和NH₃?H₂O．

解答：解：Q是周期表中原子半徑最小的元素，應為H，Q與W組成的化合物是一種溫室氣體，該氣體為CH₄，則W為C，W與Y、X與Y組成的化合物是機動車排出的大氣污染物，為CO和NO_x，則Y為O，X為N，Y和Z能形成原子個數比為1：1和1：2的兩種離子化合物，這兩種離子化合物分別為Na₂O、Na₂O₂，作為Z為Na，則
（1）W為C，原子序數為6，原子核外有2個電子層，最外層電子數為6，應位于周期表第二周期IVA族，
Z₂Y為Na₂O，為離子化合物，電子式為，
故答案為：第二周期IVA族；；                    
（2）①由自由能判據△G=△H-T?△S，可知當△H＜T?△S時反應才能自發進行，即必須在較高的溫度下才可以進行，化學反應能否自發進行取決于焓變和熵變的綜合判據，不能只由焓變或熵變來決定，故答案為：不能；
 ②達平衡時，各物質的濃度分別為：c（N₂）=4mol/L，c（H₂）=2mol/L，c（NH₃）=4mol/L，
則k=

c2(NH3)

c(N2)×c3(H2 )

=

42

4×23

=0.5，故答案為：0.5；
（3）n（NH₃）=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，n（HNO₃）=0.2L×1mol/L=0.2mol，HNO₃過量，生成NH₄NO₃，二者物質的量相等，但由于NH₄⁺水解，則c（H⁺）＞c（NH₄⁺），所以溶液中存在c（NO₃^-）＞c（H⁺）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-），
故答案為：c（NO₃^-）＞c（H⁺）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）； 
（4）CH₃OH堿性燃料電池中，CH₃OH為電池的負極反應，被氧化，電極反應式為CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O，
故答案為：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O；
（5）X和Z組成的一種離子化合物為Na₃N，能與水反應生成兩種堿，生成物為NaOH和NH₃?H₂O，反應的化學方程式為Na₃N+4H₂O=3NaOH+NH₃?H₂O，
故答案為：Na₃N+4H₂O=3NaOH+NH₃?H₂O．

點評：本題考查元素的推斷，題目難度中等，本題側重于電化學和溶液中的水解和弱電解質的電離等知識的考查，題目綜合度較高，答題時注意把握相關知識和方法的應用，為高考常考查方式．