Question

（13分）Ⅰ、短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的相對位置如下圖所示。

			X
Y			Z

25℃，0．1 mol·L－1M溶液（M為Y的最高價氧化物的水化物）的pH為13。

（1）Y的離子結(jié)構(gòu)示意圖為 。

（2）X、Z的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性較強(qiáng)的是 （填化學(xué)式）。

（3）不能用帶磨口玻璃塞的試劑瓶盛裝M溶液的原因是 （用離子方程式表示）。

（4）工業(yè)上，用X單質(zhì)制取Z單質(zhì)的化學(xué)方程式為 。

（5）X的最高價氧化物與某一元有機(jī)酸的鉀鹽（化學(xué)式為KA，A－為酸根）溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。（已知25℃，X的最高價氧化物的水化物的電離常數(shù)為Kal =4．2×10－7，Ka2=5．6×10－11；HA的電離常數(shù)Ka=1．1×10－10）

Ⅱ、碳和氮的化合物與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。低碳經(jīng)濟(jì)呼喚新能源和清潔環(huán)保能源。煤化工中常需研究不同溫度下的平衡常數(shù)、投料比及熱值等問題。

已知：CO(g) + H2O(g)H2(g) + CO2(g)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：

溫度/℃	400	500
平衡常數(shù)	9.94	9

請回答下列問題：

（6）上述正反應(yīng)方向是 反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）。

（7）寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：K= 。

（8）830K時，若起始時：C(CO)=2mol/L，C(H2O)=3mol/L，平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為60%，水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為 ；K值為 。

（9）在一恒溫、恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：Ni (s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，ΔH＜0。

利用該反應(yīng)可以將粗鎳轉(zhuǎn)化為純度達(dá)99.9%的高純鎳。下列說法正確的是 （填字母編號）。

A．增加Ni的量可提高CO的轉(zhuǎn)化率，Ni的轉(zhuǎn)化率降低

B．縮小容器容積，平衡右移，ΔH減小

C．反應(yīng)達(dá)到平衡后，充入CO再次達(dá)到平衡時， CO的體積分?jǐn)?shù)降低

D．當(dāng)4v正[Ni(CO)4]= v正(CO)時或容器中混合氣體密度不變時,都可說明反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)

Answer 1

I、（1）；

（2）CH4

（3）SiO2+2OH-=SiO32-+H2O

（4）SiO2+CSi+CO↑

（5）KA+CO2+H2O=HA+KHCO3

II、（6）放熱

（7）K=c(H2)c(CO2)/c(CO)c(H2O)

（8）40%；1

（9）C

【解析】

試題分析：I、25℃，0．1 mol·L－1M溶液（M為Y的最高價氧化物的水化物）的pH為13，說明M是強(qiáng)堿，根據(jù)X、Y、Z在元素周期表中的位置判斷Y是Na元素，對應(yīng)的最高價氧化物的水化物是氫氧化鈉，為強(qiáng)堿；則X是C元素，Z是Si元素。

（1）Na的離子結(jié)構(gòu)示意圖為；

（2）C的非金屬性大于Si，所以C的氣態(tài)氫化物CH4的穩(wěn)定性較強(qiáng)；

（3）因為氫氧化鈉與玻璃塞中的二氧化硅反應(yīng)生成粘性較大的硅酸鈉，所以不能用帶磨口玻璃塞的試劑瓶盛裝氫氧化鈉溶液，離子方程式是SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;

（4）工業(yè)上用單質(zhì)碳還原二氧化硅制取Si單質(zhì)，化學(xué)方程式是SiO2+CSi+CO↑;

(5)根據(jù)所給酸的電離常數(shù)可知，酸性H2CO3>HA>HCO3-，所以二氧化碳與KA溶液反應(yīng)只能生成碳酸氫鉀和HA，則化學(xué)方程式是KA+CO2+H2O=HA+KHCO3。

II、（6）溫度升高，平衡常數(shù)減小，說明升高溫度，平衡逆向移動，則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)；

（7）根據(jù)平衡常數(shù)的定義，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(H2)c(CO2)/c(CO)c(H2O)；

（8）830K時，若起始時：C(CO)=2mol/L，C(H2O)=3mol/L，平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為60%，則平衡時c(H2)=c(CO2)=2mol/L×60%=1.2mol/L，消耗水蒸氣的濃度也是1.2mol/L，則水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為1.2mol/L/3mol/L×100%=40%；平衡時水蒸氣的濃度是3mol/L-1.2mol/L=1.8mol/L，CO的濃度是2mol/L-1.2mol/L=0.8mol/L，代入K=c(H2)c(CO2)/c(CO)c(H2O)，則該溫度下的平衡常數(shù)是1.22/（0.8×1.8）=1；

（9）A、Ni為固體，增加Ni的量，平衡不移動，CO的轉(zhuǎn)化率不變，錯誤；B、縮小容器容積，壓強(qiáng)增大，平衡右移，但ΔH不變，錯誤；C、反應(yīng)達(dá)到平衡后，充入CO，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，則再次達(dá)到平衡時，CO的體積分?jǐn)?shù)減小，正確；D、因為該反應(yīng)有固體參加，氣體的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化，達(dá)到平衡時氣體的質(zhì)量不再變化，則氣體的密度不變，所以當(dāng)容器中混合氣體密度不變時,可說明反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)，而4v正[Ni(CO)4]= v正(CO)表示正反應(yīng)速率，不符合正逆反應(yīng)速率相等的特征，不能判斷平衡的到達(dá)，錯誤，答案選C。

考點：考查元素推斷，化學(xué)用語的書寫，化學(xué)平衡的移動機(jī)平衡常數(shù)的應(yīng)用