Question

短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其中X、Y、Z位于不同周期，Y是形成化合物种类最多的元素，W²⁺与Ne原子具有相同的电子层结构．
（1）由X、Y组成的最简单化合物可作某一燃料电池的______极反应物．
（2）Z与氧组成的某种化合物可作为潜水员的供氧剂，该化合物中含有的化学键是______．
（3）即热饭盒中，有W的单质与铁粉、固体食盐组成混合物A，使用时将水加入A中，几分钟后饭菜变热了．从能量转化角度看，该过程是化学能转化为______能．写出W与水反应的化学方程式：______．
（4）500℃时，密闭容器中充入1mol/L CO₂和3mol/L H₂发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）

加热、加压

催化剂

CH₃OH（g）+H₂O（g），测得有关数据如下：

反应时间/min	3	5	7	10	13
c（CO2）/mol?L-1	0.50	0.37	0.30	0.25	0.25

500℃时该反应的平衡常数K=______（保留一痊小数），平衡时CO₂的转化率为______，温度升高，K值增大，则正反应为______热反应（填“吸”或“放”）．
（5）已知：298K时，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时，金属钙和氧气反应生成CaO固体的热化学方程式为______．

Answer 1

Y是形成化合物种类最多的元素，应为C元素，对应的化合物种类繁多，X、Y、Z位于不同周期，且X、Y、Z、W的原子序数依次增大，则X应为H元素，Z为第三周期元素，W²⁺与Ne原子具有相同的电子层结构，应为Mg元素，则Z应为Na元素，则
（1）X、Y组成的最简单化合物为CH₄，可被氧化，作原电池的负极，故答案为：负；
（2）Z与氧组成的化合物中能作供氧剂的为Na₂O₂，为离子化合物，含有离子键和共价键，
故答案为：离子键和共价键；
（3）W的单质与铁粉、固体食盐组成混合物A，使用时将水加入A中，几分钟后饭菜变热了，说明反应为放热反应，在铁粉和食盐的存在条件下发生原电池反应，如是Mg和水反应，则应在加热的条件下才可，反应的化学方程式为
Mg+2H₂O

△   .

Mg（OH）₂+H₂↑，
故答案为：热；Mg+2H₂O

△   .

Mg（OH）₂+H₂↑；
（4）CO₂（g）+3H₂（g）

加热、加压

催化剂

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

0.75×0.75

0.25×0.753

=5.3，
平衡时CO₂的转化率=

0.75

1

×100%=75%，
温度升高，K值增大，说明平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，
故答案为：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
利用盖斯定律将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，
所以热化学方程式为Ca（s）+

1

2

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

1

2

O₂（g）=CaO（s）△H=-735.5 kJ/mol．