Question

依据下列信息，完成填空：

（1）某单质位于短周期，是一种常见的半导体材料。在25℃、101kPa下，其气态氢化物在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1mol电子放热190.0kJ，该反应的热化学方程式是___。

（2）已知：2Zn(s)＋O₂(g)=2ZnO(s)   ΔH=-701.0kJ·mol^-1，2Hg(l)＋O₂(g)=2HgO(s)   ΔH=-181.6kJ·mol^-1，则反应： Zn(s)＋HgO(s)=ZnO(s)＋Hg(l)的ΔH为___。

（3）在温度t₁和t₂下，X₂(g)和H₂反应生成HX的平衡常数如下表：

化学方程式	K(t1)	K(t2)
F2＋H2⇌2HF	1.8×10^36	1.9×10^32
Cl2＋H2⇌2HCl	9.7×10^12	4.2×10^11
Br2＋H2⇌2HBr	5.6×10^7	9.3×10^6
I2＋H2⇌2HI	43	34

①已知t₂＞t₁，生成HX的反应是___反应(填“吸热”或“放热”)。

②K的变化体现出X₂化学性质的递变性，用原子结构解释原因：___，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。

③在t₁温度1L恒容密闭容器中，1molI₂(g)和1molH₂反应达平衡时热量变化值为Q₁；反之，2molHI分解达平衡时热量变化值为Q₂，则：Q₁___Q₂(填“＞”“＜”“=”)。

Answer

SiH4(g)＋2O2(g)=SiO2(s)＋2H2O(l) ΔH=-1520.0kJ·mol-1 -259.7kJ·mol-1 放热 同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多 ＞

【解析】

(1)某单质位于短周期，是一种常见的半导体材料，该元素为硅，根据题意发生反应为SiH4+2O2═SiO2+2H2O，根据反应，1mol SiH4参与反应时转移8mole−，据此计算书写热化学方程式；

(2)根据盖斯定律计算；

(3)①温度升高，平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，HX的生成反应为放热反应；

②平衡常数越大，说明反应越易进行，F、Cl、Br、I的得电子能力依次减小的主要原因是：同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，核对最外层电子的吸引力依次减弱；

③由于HX的生成反应为放热反应，则HX的分解反应为吸热反应。

(1)某单质位于短周期，是一种常见的半导体材料，该元素为硅，根据题意发生反应为SiH4+2O2═SiO2+2H2O，根据反应，1mol SiH4参与反应时转移8mole−，所以，当有1molSiH4参加反应时，放出热量为190.0kJ×8=1520.0kJ，其热反应方程式为：SiH4(g)+2O2(g)═SiO2(s)+2H2O(l)△H=−1520.0kJ⋅mol−1；

(2)已知：①2Zn(s)＋O2(g)=2ZnO(s) ΔH=-701.0kJ·mol-1

②2Hg(l)＋O2(g)=2HgO(s) ΔH=-181.6kJ·mol-1，

根据盖斯定律，×(①-②)可得：Zn(s)＋HgO(s)=ZnO(s)＋Hg(l)ΔH=-259.7kJ·mol-1；

(3)①由表中数据可知，温度越高平衡常数越小，这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，所以HX的生成反应是放热反应；

②平衡常数越大，说明反应越易进行，F、Cl、Br、I的得电子能力依次减小的主要原因是：同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，核对最外层电子的吸引力依次减弱造成的；

③在t1温度1L恒容密闭容器中，1molI2(g)和1molH2反应达平衡时，设I2的转化浓度为x，列三段式：

K==43，解得x=，则I2的转化率=×100%≈76.7%，即1molI2(g)和1molH2反应达平衡时的转化率为76.7%，由于在t1温度1L恒容密闭容器中，1molI2(g)和1molH2反应与2molHI分解反应互为等效平衡，两个反应的转化率之和等于1，则2molHI分解达平衡时HI的转化率=1-76.7%=23.3%，转化的量越多，平衡时热量变化值越大，则Q1＞Q2。