℃) D.700℃、2 MPa时R的转化率为50% 1 MPa 2 MPa 3 MPa
500℃ 45.3%
700℃ a 66.7%
900℃ 73.6%
(第14题表) (第15题表)
15.在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应
X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<0,一段时间后达到平衡,反应过程中测定的数据如下表:
下列说法正确的是( )
A.该温度下此反应的平衡常数K=1.44
B.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前ν(逆)>ν(正)
-3-1-1
C.反应前2min的平均速率ν(Z)=2.0×10mol·L·min
D.其他条件不变,再充入0.2mol Z,平衡时X的体积分数增大
二、非选择题
16.(18分)高纯晶体硅是信息技术的关键材料。
(1)硅元素位于周期表的位置_________。下面有关硅材料的说法中正确的是___(填字母)。
A.碳化硅化学性质稳定,可用于生产耐高温水泥
B.氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承
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C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料———光导纤维
D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,故在玻璃尖口点燃H时出现黄色火焰
2
E.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
(2)工业上用石英砂和焦炭可制得粗硅。已知:
(第(2)题图) (第(4)题图)
请将以下反应的热化学方程式补充完整:
SiO(s) + 2C(s) === Si(s) + 2CO(g) △H = ________
2
(3)粗硅经系列反应可生成硅烷(SiH),硅烷分解生成高纯硅。已知硅烷的分解温度远低于
4
甲烷,用原子结构解释其原因:_______ __,Si元素的非金属性弱于
C元素,硅烷的热稳定性弱于甲烷。
(4)将粗硅转化成三氯氢硅(SiHCl),进一步反应也可制得高纯硅。
3
①SiHCl中含有的SiCl、AsCl等杂质对晶体硅的质量有影响。根据下表数据,可用________
343
方法提纯SiHCl。
3
物质 SiHCl SiCl AsCl
343
沸点/℃ 32.0 57.5 131.6
②用SiHCl制备高纯硅的反应为SiHCl(g) +H(g) Si(s) + 3HCl(g), 不同温度下,SiHCl
3323
的平衡转化率随反应物的投料比(反应初始时,各反应物的物质的量之比)的变化关系如右上
图所示。下列说法正确的是________(填字母序号)。
a.该反应的平衡常数随温度升高而增大 b.横坐标表示的投料比应该是
c.实际生产中为提高SiHCl的利用率,应适当升高温度
3
③整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl遇水剧烈反应生成HSiO、HCl和另一种物质,
323
写出配平的化学反应方程式:____________________。
17.(本题共22分)xx年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是
造成空气污染的原因之一。
(1)CO是大气中含量最高的一种温室气体,控制和治理CO是解决温室效应的有效途径。目
22
前,由CO来合成二甲醚已取得了较大的进展,其化学反应是:
2
2CO(g)+6H(g)CHOCH(g)+3HO(g) △H>0。
22332
①写出该反应的平衡常数表达式 。
②判断该反应在一定条件下,体积恒定的密闭容器中是否达到化学平衡状态的依据是 。
A.容器中密度不变 B.单位时间内消耗2molCO,同时消耗1mol二甲醚
2
C.v(CO)︰v(H)=1︰3 D.容器内压强保持不变
22
(2)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO (g) 2CO (g) +N (g)。在密闭容器中发生该
22
反应时,c(CO)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图所示。据此判断:
2
① 该反应的ΔH 0(选填“>”、“<”)。
②当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S>
1
S,在右图中画出c(CO)在T、S条件下达到平衡过程中的变化曲线。
2222
(3)已知:CO(g)+ 2H(g)CHOH(g)△H = -a kJ•mol-1。
23
①经测定不同温度下该反应的平衡常数如下:
温度(℃) 250 300 350
K 2.041 0.270 0.012
-1
若某时刻、250℃测得该反应的反应物与生成物的浓度为c(CO)=0.4 mol·L、c(H)=0.4
2
-1-1
mol·L、c(CHOH)=0.8 mol·L, 则此时v v(填“>”、“<”或“=”)。
3正逆
②某温度下,在体积固定的2L的密闭容器中将1 mol CO和2 mol H混合,测得不同时刻的
2
反应前后压强关系如下:
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时间(min) 5 10 15 20 25 30
压强比(P/P) 0.98 0.90 0.80 0.70 0.70 0.70
后前
达到平衡时CO的转化率为 。
—1
(4)氨有着广泛的用途,如可用于化肥、硝酸、合成纤维等工业生产。用0.10mol·L盐酸分
—1—1
别滴定20.00mL0.10mol·L的NaOH溶液和20.00mL0.10mol·L氨水所得的滴定曲线如下:
请指出盐酸滴定氨水的曲线为 (填A、B),请写出曲线
a点所对应的溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序
。
(5)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员
重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较
大的优势。氨在燃烧实验验中相关的反应有:
4NH(g)+3O(g)= 2N(g)+6HO(l) △H①
32221
4NH(g)+5O(g)= 4NO(g)+6HO(l) △H ②
3222
4NH(g)+6NO(g)= 5N(g)+6HO(l) △H③
3223
请写出上述三个反应中△H、△H、△H三者之间关系的表达式,△H= 。
1231
(6)美国Simons等科学家发明了使NH直接用于燃料电池的方法,其装置为用铂作为电极,
3
加入电解质溶液中,其电池反应为 4NH+3O=2N+6HO。写出该燃料电池的正极反应
3222
式 。
参考答案
1.C
【解析】
试题分析:①化学反应的过程就是原子重新组合的过程,在这个过程中原子的种类不变,所
1618
以不能通过化学变化可以实现同位素原子O与O间的相互转化,错误;②灼烧钠的化合物
时,火焰呈黄色,是由于原子吸收的能量以光的形式释放出来,没有产生新的物质,发生的
是物理反应,错误;③碱性氧化物一定是金属氧化物,正确;④只由一种元素组成的物质可
能为纯净物,也可能是混合物,错误;⑤石墨和C是有同一元素组成的不同性质的单质,二
60
者互称同素异形体,正确;⑥糖类中的单糖、二糖都是小分子物质,不是高分子混合物,油
脂也不是高分子化合物,错误。因此正确的说法是③⑤,选项是C。
考点:考查物质的性质、变化、分类的知识。
2.A
【解析】
试题分析:A、过氧化钠的结构式为H-O-O-H,所以1mol过氧化氢分子中共用电子对数为
3N,A正确;B、常温常压下,气体的摩尔体积不是22.4L/mol,因此常温常压下,22.4L的
A
D、H组成的气体分子数不是N,B错误;C、标准状况下,三氧化硫不是气体,不能适用于气
22A
体摩尔体积,即22.4LSO中含有的氧原子数不是3N,C错误;D、过氧化钠与CO的反应中过
3A2
氧化钠既是氧化剂,也是还原剂,1molNaO与CO充分反应转移的电子数为N,D错误,答案
222A
选A。
考点:考查阿伏伽德罗常数的计算
3.D
【解析】
3+
试题分析:离子间如果发生化学反应,则不能大量共存,反之是可以的。A、HCO与Al在溶
液中水解相互促进生成氢氧化铝和CO,不能大量共存,A错误;B、硫酸根与钙离子结合生成
2
硫酸钙沉淀,不能大量共存,B错误;C、在酸性溶液中硝酸根氧化亚铁离子和溴离子不能大
2-++
量共存,C错误;D、能使红色石蕊试纸变蓝的溶液中显碱性,则SO、S、Na、K可以大量共
存,D正确,答案选D。
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考点:考查离子共存的正误判断
4.C
【解析】
试题分析:A.在CaCl固体中阴、阳离子数之比均为2∶1;在CaO固体中阴、阳离子数之比
22
均为1∶1,错误;B.等质量的O与O中,氧原子的个数比为1∶1,错误;C.分别用HO、
2322
KMnO分解制O,当制得等质量O,根据电子转移数与化合价升降数目相等,所以转移电子数
422
-1-1-
之比为1∶2,正确;D.10mL 0.3mol·LNaCl与30mL0.1mol·LAlCl溶液中Cl物质的
3
量浓度比为0.3∶0.3=1:1,错误。
考点:考查物质的结构、组成、原子个数及物质的量浓度的比较的知识。
5.C
【解析】
试题分析:①偏铝酸钾只能与酸反应生成氢氧化铝,不能与碱反应,故①不符合;②NaHCO
3
是多元弱酸的氢盐,既可以与盐酸反应生成氯化钠,水和二氧化碳,又可以与氢氧化钾反应
生成碳酸盐和水,故②符合;③氮气与氧气在放电条件下反应得到NO,氮气与氢气在高温高
压、催化剂条件下合成氨气反应,常温下氮气不能与氧气、氢气发生反应,故③不符合;④
常温下,Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水,与氯化铁溶液反应得到氯化铜、氯化
亚铁,故④符合,故选C。
考点:考查元素化合物性质
6.C
【解析】
试题分析:假设质量为126g,则由钾的质量分数可知氧的总质量为126g-78g=48g,物质的
+2--
量是48g÷16g/mol=3mol,n(K)=78g÷39g/mol=2mol,设O为xmol, O为ymol,则
22
2x+y=2、2x+2y=3,解之得:x=0.5,y=1,则x;y=1:2,故选C。
考点:考查物质的量的相关计算
7.B
【解析】
试题分析:原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种短周期元素,X、W原子的最外层电子数与其
电子层数相等,只能为H、Be、Al中的两种,Y能分别与X、Z形成原子个数比为1:3的共价
化合物,常温下YX是一种刺激性气味的气体,应为NH,则X为H元素,Y为N元素,Z为F,
33
结合原子序数可知W为Al,A.同周期自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,
3--
故原子半径Al>N>F,电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径N>F>
3+
Al,故A错误;B.氯化铝溶液中滴入过量的NaF溶液可以生成络合物--NaAlF,故B正确;
36
C.若由H、N、F组成盐为NHF,其水溶液呈酸性,说明铵根离子水解程度大于氟离子水解程
4
度,则溶液中该盐阳离子浓度小于酸根离子浓度,故C错误;D.键能影响物质的稳定性,不
能影响沸点,NH沸点远高于NF,应是NH分子值存在氢键所致,故D错误,故选B.
333
考点:原子结构和元素周期律
8.C
-1
【解析】0.1 mol·L丁溶液的pH为13(25 ℃),说明丁为氢氧化钠,两化合物反应生成氢
氧化钠和一种单质的反应常见的有NaO和HO反应,又由“甲+丙=戊+己”知甲为NaO,乙、
22222
丙分别为HO和CO,综上所述,X、Y、Z、W分别是H、C、O、Na四种元素。原子半径:W>Y
22
>Z>X,A不正确;碳元素在周期表中的位置为第2周期第ⅣA族,B不正确;NaO中既含离
22
子键又含共价键,D不正确。
9.C
【解析】A.催化剂同等程度改变化学反应速率,仍保持V=V,化学平衡不发生移动,故A
正逆
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正确;
B.增大压强,正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动,V增大倍数大于V增大倍
正逆
数,故B正确;
C.降低温度,正、逆反应速率都减小,正反应放热,平衡向放热反应方向进行,V减小倍数
正
小于V减小倍数,故C错误;
逆
D.增大氮气的浓度瞬间,反应物浓度增大,生成物浓度不变,则正反应速率增大,逆反应速
率不变,故D正确.
故选:C.
考点:
10.C
【解析】假设恒温、恒压则互为等效平衡,转化率和百分含量保持不变。而恒温、恒压当物
质的量增大时体积必然增大,故恒温、恒容必然在等效的基础上加压使平衡向右移动。
11.B
【解析】
试题分析:A.10min时反应物和生成物浓度瞬间同时增大,说明是增大了压强,反应物浓度
逐渐减小,生成物浓度增加,平衡正向移动,则说明该反应是体积缩小的反应,即n=1,故
A正确;B.根据图象数据可知,10min时反应物和生成物浓度瞬间同时增大,则说明10min
时增大了压强,故B错误;C.根据图象数据可知,10min时反应物和生成物浓度瞬间同时增
大,则说明10min时增大了压强,故C正确;D.在5min时X的物质的量为1.8mol/L,0~5minx
的物质的量变化为2mol/L-1.8mol/L=0.2mol/L,则该时间段X的平均反应速率为v(X)=
-1-1
0.2mol/L÷5min=0.04mol•L•min,故D错误,故选B。
考点:考查化学平衡的影响因素、物质的量随时间变化的曲线、化学反应速率的计算
12.C
【解析】
试题分析:由题意分析知该反应的特点有:1.是一个氧化过程;2.正反应放热。催化剂只
能改变反应速率,不能是平衡移动因此对产率无影响;从理论上讲,使用过量氧化剂可以提
高产率(增加一种反应物浓度从而提高另一种反应物的转化率),生成物的状态与产率无关;
正反应放热,因此加热不利于产物的生成。
考点:化学平衡
13.C
【解析】
试题分析:由图可知,温度为T先到达平衡,所以T>T,温度越高,平衡时X的物质的量
112
浓度越大,说明升高温度平衡向逆反应移动,升高温度平衡向吸热反应移动,故逆反应为吸
热反应,正反应为放热反应。A、进行到M点X的转化率较低,由于正向是放热反应,所以反
应进行到M点放出的热量少,故A正确;B、T下,在0~t时间内,X的浓度变化为:c(X)
21
=(a-b)mol/L,则Y的浓度变化为c(Y)=1/2c(X)=(a—b)÷2mol/L,所以v(Y)=2mol·L
--
11
·min故B错误;C、温度越高反应速率越大,已知T>T,则M点的正反应速率V大于N
12
正
点的逆反应速率V,故C正确;D、M点时再加入一定量X,达到的新平衡与原平衡比较,
逆
压强增大,增大压强平衡正移,则X的转化率增大,所以M点时再加入一定量X,平衡后X
的转化率增大,故D错误。
考点:本题考查化学平衡图象问题、平衡有关计算、外界条件对平衡移动影响。
14.D
【解析】
试题分析:A、根据化学方程式可知,正反应方向为气体系数增大的方向,所以增大压强,平
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衡向逆反应方向移动,W的体积分数减小,根据表中数据,900℃、2Mpa时W的体积分数大
于700℃、1Mpa时W的体积分数,说明升高温度,W的体积分数增大,平衡向正反应方向移
动,正反应为吸热反应,该反应的H>0,错误;B、增大压强,平衡向逆反应方向移动,W的
体积分数减小,所以a>66.7%,错误;C、正反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向
移动,则该反应的平衡常数K(900℃)>K(700℃),正确;D、设R的起始物质的量为a mol,平
衡时R的转化率为x,则
3Q(s)+R(g)2W(g)
起始物质的量 a 0
转化物质的量 ax 2ax
平衡物质的量 a—ax 2ax
则2ax/(a—ax)=66.7%,解得x=50%,故D项正确。
考点:本题考查化学平衡移动及计算。
15.A
【解析】
试题分析:A、由表中数据可知反应进行到7min时达到平衡,此时Y的物质的量浓度是
0.010mol/L,根据化学方程式可知,X的平衡物质的量浓度也是0.010mol/L,则Z的平衡物
22
质的量浓度是2(0.016-0.010)=0.012mol/L,所以K=0.012mol/L/0.010mol/L=1.44,正确;
B、该反应是放热反应,所以降低温度,平衡正向移动,再达平衡前,ν(逆)<ν(正),错误;
-1-1
C、反应前2min的平均速率ν(Y)=(0.16-0.12)mol/10L/2min=0.002mol·L·min,则ν(Z)
-1-1
=2ν(Y)=0.004 mol·L·min,错误;D、该反应是反应前后气体的物质的量不变的可逆
反应,所以气体条件不变,再充入0.2molZ,再达平衡与原平衡是等效平衡,X的体积分数不
变,错误,答案选A。
考点:考查化学平衡的移动的判断,平衡常数的计算
16.(1)3 ⅣA (2分) BCD(3分)
-1
(2)+638.4 kJ·mol(2分) (单位写错扣1分)
(3)C和Si最外层电子数相同(或“是同主族元素”) (2分),C原子半径小于Si(或“C原
子电子层数少于Si”) (2分)
(4)①蒸馏(或分馏) (2分) ②a、c(2分)
③SiHCl+3HO===HSiO↓+H↑+3HCl↑(3分)
32232
【解析】
试题分析:(1) 硅元素位于周期表的3周期ⅣA族。碳化硅化学性质稳定,可耐高温,但不
可能做水泥,A错;盐酸不能与硅反应,应采用氢氟酸为抛光液抛光单晶硅,E错。
(2)根据两个反应过程能量变化图像可知:Si(s) + O(s) === SiO(s) △H=-859.4 kJ·mol
22
-1
-1
2C(s) + O(s)===2CO(g) △H =-221.0 kJ·mol
2
-1
用第二个方程式减去第一个方程式得出所需反应,可以计算出△H =+638.4 kJ·mol。
(3) 硅烷的分解温度远低于甲烷,是因为C和Si最外层电子数相同(或“是同主族元素”),
C原子半径小于Si(或“C原子电子层数少于Si”)
(4)①SiHCl中含有的SiCl、AsCl等杂质,而SiHCl沸点最低,可采用蒸馏(或分馏)提纯;
3433
②a项中,因为反应投料比相同时,温度越高,SiHCl的转化率越大,说明正反应是吸热反应,
3
故该反应的平衡常数随温度升高而增大;b项中,反应投料比最大,同一温度曲线,SiHCl的
3
转化率越大,只有加入H的量才能实现,说明横坐标表示的投料比应该是;c项中,SiHCl
23
沸点低,实际生产中为提高SiHCl的利用率,应适当升高温度。
3
③根据质量守恒定律,可确定产物中H元素不守恒,即添加H,有SiHCl+3HO===
232
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HSiO↓+H↑+3HCl↑
232
考点:化学反应热、化学平衡理论。
17.(1)①(2分)②B、D(2分,错选1个扣1分)
(2)①<(2分)
②(2分)
[起点在原点0处(给1分),达到平衡的时间迟于“T、S”曲线的平衡点(给1分)]
21
(3)①<(2分)②45%(2分)
+--+
(4)B(2分)c(NH)>c(Cl)>c(OH)>c(H)(2分)
4
--
(5)(3分) (6) O+2HO+4e=4OH (3分)
22
【解析】
试题分析:(1)①化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度
的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,则根据方程式可知,该反应的平衡常数表达式为;
②A.反应前后气体的质量不变,容器容积不变,所以容器中气体的密度始终不变,额容器中
密度不变不能说明反应达到平衡状态,A错误;B.单位时间内消耗2molCO,同时消耗1mol
2
二甲醚,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,B正确;C.规划方程式可知v(CO)︰
2
v(H)=1︰3是恒成立的,不能说明反应达到平衡状态,C错误;D.正方应是体积减小的可逆
2
反应,因此压强也是减小的,所以当容器内压强保持不变时可以说明反应达到平衡状态,D正
确,答案选BD。
(2)①图象中T先达平衡,即T>T,由于T中c(CO)较小,即温度升高,化学平衡向逆
11212
反应方向移动,为放热反应,故答案为:<;
②催化剂的表面积S>S,S反应速率比S小,即达到平衡所需时间长,由于催化剂不影响化
1221
学平衡的移动,达平衡状态时,与T、S条件下相同,故答案为:
21
;
(3)①250℃测得该反应的反应物与生成物的浓度为c(CO)=0.4mol•L、c(H)=0.4mol•L、
2
-1
c(CHOH)=0.8mol•L,浓度商Q==12.5>K=2.041,说明反应逆向进行v<v;
3正逆
②平衡状态压强比(P/P)=0.70,则反应后气体的物质的量=3mol×0.70=2.10mol,气
后前
体减少的物质的量=3mol-2.1mol=0.9mol,根据气体减少的物质的量与氢气之间的关系式知
参加反应的CO的物质的量0.9mol÷2=0.45mol,则CO的转化率×100%=45%;
-1
(4)由0.10mol•L的NaOH溶液的pH=13,由图象可知,A为盐酸滴定氢氧化钠的曲线,则
-+
B为盐酸滴定氨水的曲线,在曲线a点pH>7可知,溶液显碱性,c(OH)>c(H),再根据
--+++-
电荷守恒可知,c(Cl)+c(OH)=c(NH)+c(H),则c(NH)>c(Cl),电离产生氢氧
44
+--++-
根离子,则c(NH)>c(Cl)>c(OH)>c(H),故答案为:B;c(NH)>c(Cl)>c
44
-+
(OH)>c(H);
(5)由反应4NH(g)+3O(g)=2N(g)+6HO(l)△H①
32221
-1-1
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4NH(g)+5O(g)=4NO(g)+6HO(l)△H②
3222
4NH(g)+6NO(g)=5N(g)+6HO(l)△H③
3223
则反应(②×3+③×2)÷5可得到反应①,则△H=;
1
(6)由总反应4NH+3O=2N+6HO可知,压强得到电子,所以氧气在正极通入,则正极反应
3222
--
为O+2HO+4e=4OH。
22
考点:考查电离常数、外界条件对平衡状态的影响、平衡状态判断、可逆反应有关计算、电
离平衡、中和滴定、离子浓度的比较、反应热、电极反应等
16.(1)D (2)Cu (3)氢气,反应放热以及形成原电池 (4)A.B.D(每空2分)
【解析】
试题分析:(1)金属铝的表面有一层致密的氧化物薄膜,氯化铝和硫酸铝阴离子的不同,氯
离子能破坏氧化铝表面薄膜,而硫酸根离子不能,故答案为:D;
2+3+
(2)金属铜呈暗红色,金属铝能置换铜盐中的金属铜,即2Al+3Cu=3Cu+2Al,故答案为:
Cu;
3+
(3)氯化铜和硫酸铜均是强酸弱碱盐,水解显酸性,金属铝能和酸反应产生氢气,Al+3HOAl
2
+2+++3+
(OH)+3H,Cu+2HOCu(OH)+2H,2Al+6H=2Al+3H↑,金属铝能和酸反应产生氢气,温
3222
度、浓度、原电池原理均能使化学反应速率加快,开始阶段产生气体的速率不断加快的原因
是其中某一个或多个因素的结果,故答案为:氢气;反应放热以及形成原电池;
(4)A、用砂纸擦去铝片表面的氧化膜,再投入硫酸铜溶液中,形成铝铜原电池,能加速金
属的腐蚀,故A正确;B、氧化铝能和强碱反应,然后把铝片投入投入硫酸铜溶液中,形成铝
铜原电池,能加速金属的腐蚀,故B正确;C、硫酸铜和氢氧化钠发生复分解反应生成氢氧化
铜沉淀和硫酸钠,再投入铝片不反应,故C错误;D、在铝片上捆上几枚铜钉后投入同浓度的
硫酸铜溶液中,会形成铜、铝、硫酸铜原电池,金属铝做负极,加快反应速率,故D正确,
故答案为:ABD。
考点:考查铝的化学性质、电化学原理应用
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