元素及其化合物第五章碳族元素

第五章 碳族元素、无机非金属材料 第一部分 三年高考题荟萃 2010年高考题 一、选择题 1.（2010全国卷1）下列叙述正确的是 A．Li在氧气中燃烧主要生成 B．将SO2通入 溶液可生成 沉淀 C．将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸 D．将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2+还原成Cu 【解析】A错误，因为Li在空气中燃烧只能生成Li2​​O,直接取材于第一册课本第二章第三节； B错误，酸性：HCl＞H2SO3＞H2CO3所以通入后无BaSO3沉淀，因为BaSO3+2HCl=BaCl2+H2O+SO2↑；D错误，溶液中该反应难以发生，先是：2NH3+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+(NH4)2SO4,接着Cu(OH)2 CuO+H20,溶液中NH3不能还原CuO为Cu,要还原必须是干燥的固态！C正确，强酸制弱酸，酸性：H2CO3＞HClO,反应为：CO2+H20+Ca(ClO)2=CaCO3↓+2HClO，直接取材于课本第一册第四章第一节； 【答案】C 【命题意图】考查无机元素及其化合物，如碱金属，氯及其化合物，碳及其化合物，硫及其化合物，氮及其化合物等A、B、C选项直接取材于高一课本，D取材于高二第一章氮族。 【点评】再次印证了以本为本的复习策略，本题四个选项就直接取材于课本，属于简单题，不重视基础，就有可能出错！ 2.（2010山东卷）下列推断正确的是 A．SiO2 是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应 B．Na2O、Na2O2组成元素相同，与 CO2反应产物也相同 C．CO、NO、 NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在 D．新制氯水显酸性，向其中滴加少量紫色石蕊试液，充分振荡后溶液呈红色 解析：酸性氧化物能够跟碱反应，生成盐和水的氧化物，故A正确，因为 , 与 反应生成 , 与 反应除生成 外，还生成 ，故B错； 在空气中会发生反应 ，故C错；因为新制氯水中含有 ,故滴入少量的紫色石蕊的现象是先变红，后褪色，故D错。 答案：A 3.（2010全国卷1）下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是 A．存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶角 B．最小的环上，有3个Si原子和3个O原子 C．最小的环上，Si和O原子数之比为1：2 D．最小的环上，有6个Si原子和6个O原子 【解析】二氧化硅是原子晶体，结构为空间网状，存在硅氧四面体结构，硅处于中心，氧处于4个顶角所以A项错误；在SiO2晶体中，每6个Si和6个O形成一个12元环（最小环），所以D对，B、C都错误！ 【答案】D 【命题意图】考查学生的空间想象能力，和信息迁移能力，实际上第三册课本第一单元里面有结构图！ 【点评】怎样理解SiO2的结构，可从晶体硅进行转化，晶体硅与金刚石结构相似，只需将C原子换成Si原子即可，课本上有我直接拿来用，再将Si-Si键断开，加入氧即可，见： 但是若将题目中B、B、D三个选项前面分别加上“平均每个”，则本题的答案就又变了，这时就要应用均摊法了，由于每个Si原子被12个环所共用，每个O原子被6个环所共用，每个Si-O键被6个环所共用，则均摊之后在每个环上含有0.5个Si，1个O，2个Si-O键，此时则B、D错误，C正确了，也即在1molSiO2中含有4 mol Si-O键（这是我们经常考的）二、非选择题 4.（2010山东卷）（８分）【化学-物质结构与性质】 碳族元素包括：C、Si、 Ge、 Sn、Pb。 (1)碳纳米管有单层或多层石墨层卷曲而成，其结构类似于石墨晶体，每个碳原子通过　　　　杂化与周围碳原子成键，多层碳纳米管的层与层之间靠　　　　结合在一起。 (2)CH4中共用电子对偏向C，SiH4中共用电子对偏向H，则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为　　　　。 (3)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中Sn—Br的键角　　　120°（填“＞”“＜”或“＝”）。 (4)铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：Pb4+处于立方晶胞顶点，Ba2+处于晶胞中心，O2-处于晶胞棱边中心，该化合物化学式为　　　　　　　，每个Ba2+与　　　　个O2-配位。 解析：(1)石墨的每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键结合，形成无限的六边形平面网状结构，每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的2P轨道，并含有一个未成对电子，这些平面网状结构再以范德华力结合形成层状结构。因碳纳米管结构与石墨类似，可得答案。 (2)共用电子对偏向电负性大的原子，故电负性：C＞H ＞Si。 (3) SnBr2分子中，Sn原子的价层电子对数目是（4+2）/2=3，配位原子数为2，故Sn原子含有故对电子，SnBr2空间构型为V型，键角小于120°。 (4)每个晶胞含有Pb4+：8× =1个，Ba2+：1个，O2-：12× =3个，故化学式为：PbBaO3。Ba2+处于晶胞中心，只有1个，O2-处于晶胞棱边中心，共12个，故每个Ba2+与12个O2-配位 答案：(1) sp2 范德华力 (2) C＞H ＞Si (3) ＜ 2009年高考题 一、选择题 1．（09广东理科基础22）下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是 （ ） ①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 ②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 ③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 ④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 答案 A 解析 光导纤维的成分是SiO2，③错；陶瓷的成分是SiO2，而不属于硅酸盐，④错。故A项正确。 2.（09安徽理科基础22）石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料（结构示意图如下），可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下列说法正确的是 （ ） A.石墨烯与石墨互为同位素 B.0.12g石墨烯中含有6.02*1022个碳原子 C石墨烯是一种有机物 D.石墨烯中的碳原子间以共价键结合 答案 D 解析 同位素的研究对象是原子，A选项错误；0.12g石墨烯的物质的量为0.01mol，所含碳原子个数为0.01NA，B选项错误；有机物一般含有碳、氢元素，C选项错误；由图示可知，石墨烯中碳原子间均为共价键结合，D选项正确。 二、非选择题 3．(09全国卷Ⅰ29） 已知周期表中，元素Q、R、W、Y与元素X相邻。Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸。回答下列问题： （1）W与Q可以形成一种高温结构陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面体结构，W的氧化物的晶体类型是 ； （2）Q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是 ； （3）R和Y形成的二元化合物中，R呈现最高化合价的化合物的化学式是 ； （4）这5个元素的氢化物分子中，①立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是（填化学式） ，其原因是 ； ②电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是 ； （5）W和Q所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下：W的氯化物与Q的氢化物加热反应，生成化合物W(QH2)4和HCL气体；W(QH2)4在高温下分解生成Q的氢化物和该陶瓷材料。上述相关反应的化学方程式（各物质用化学式表示）是 。 答案 （1）原子晶体。 （2）NO2和N2O4 （3）As2S5。 （4）①NH3> AsH3 > PH3,因为前者中含有氢键,后两者构型相同，分子间作用力不同； ②电子数相同的有SiH4、PH3和H2S结构分别为正四面体，三角锥和V形。 （5）SiCl4 + 4NH3 = Si(NH2)4 + 4HCl，3Si(NH2)4 = 8NH3 + Si3N4 解析 本题可结合问题作答。W的氯化物为正四体型，则应为SiCl4或CCl4，又W与Q形成高温陶瓷，故可推断W为Si。 （1）SiO2为原子晶体。 （2）高温陶瓷可联想到Si3N4,Q为N，则有NO2与N2O4之间的相互转化关系。 （3）Y的最高价氧化的的水化物为强酸，且与Si、N等相邻，则只能是S。R为As，所以R的最高价化合物应为As2S5。 （4）显然x为P元素。①氢化物沸点顺序为NH3> AsH3 > PH3,因为前者中含有氢键后两者构型相同，分子间作用力不同。②SiH4、PH3和H2S的电子数均为18。，结构分别为正四面体，三角锥和V形。 （5）由题中所给出的含字母的化学式可以写出具体的物质，然后配平即可。 4．（09浙江卷28） 单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅（含铁、铝、硫、磷等杂质），粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度450-500°C），四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。 相关信息如下： a.四氯化硅遇水极易水解； b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物； c.有关物质的物理常数见下表： 请回答下列问题： （1）写出装置A中发生反应的离子方程式 。 （2）装置A中g管的作用是 ；装置C中的试剂是 ；装置E中的h瓶需要冷却理由是 。 （3）装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏（类似多次蒸馏）得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是 （填写元素符号）。 （4）为了残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，是铁元素还原成Fe2+ ，再用KMnO4溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是： ①滴定前是否要滴加指示剂？ （填“是”或“否”），请说明理由 。 ②某同学称取5.000g残留物，预处理后在容量瓶中配制成100ml溶液，移取25.00ml，试样溶液，用1.000×10-2mol· L-1KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00ml,则残留物中铁元素的质量分数是 。 答案 (1)MnO2 + 4H＋ + 2Cl－ Mn2＋ + Cl2↑ + 2H2O (2)平衡压强 浓硫酸 使SiCl4 冷凝 (3)Al、P、Cl (4)①否；KMnO4溶液自身可作指示剂； ②4.480% 解析 制备四氯化硅的原料为Cl2和Si。A装置为Cl2的制备装置，B、C装置为除杂装置。先B除去HCl，再用C（浓H2SO4）除去H2O蒸气。Cl2通入粗硅中反应，用冷水将产生SiCl4冷凝即可。 （1）制取氯气用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应。 （2）g管是将分液漏斗与烧瓶相连，则它们中的压强是相待的，这样便于盐酸能顺利滴下。SiCl4的沸点很低，只有57.7℃，而反应的温度达几百度，故需要冷凝收集。 （3）从物质的物理性质表可发现，AlCl3,FeCl3和PCl5均易升华，故还应还有Al、P、Cl元素。 （4）由于高锰酸钾本身是紫红色的，与Fe2＋反应时，可以褪色，故而可以作为指示剂。根据方程式可以找出关系，5Fe2＋~MnO4－ ,n(Fe)= 10-2×20×10-3×5×100/25 =4×10-3mol。W (Fe)= 4×10-3×56/5 ×100% =4.48%。 2008年高考题 一、选择题 1.（’08天津理综8）对于对于平衡CO2（g） CO2（aq）；ΔH=-19.75 kJ·mol，为增大二氧化碳气体在水中的溶解度，应采用的方法是 ( ) A.升温增压 B.降温减压 C.升温减压 D.降温增压 答案 D 解析 由平衡CO2（g）能性 CO2（aq）；ΔH=-19.75 kJ·mol，可见此反应是放热反应且气体减小，因此加压和降温使平衡正向移动，只有D正确。 二、非选择题 10.（’08广东23）硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题： （1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷（SiHCl3）还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下： ①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式 。 ②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式 ； H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是 。 （2）下列有关硅材料的说法正确的是 （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 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，其熔点很高 E.盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 （3）硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释 。 答案 （1）①SiHCl3+H2 1 357 K→Si+3HCl ②SiHCl3+3H2O H2SiO3↓+3HCl↑+H2↑ 氧气与氢气混合，可能引起爆炸；氧气可能会氧化SiHCl3 （2）ABCD （3）现象：试管中有白色胶状沉淀生成，并且有刺激性气体生成 解释：Na2SiO3和NH4Cl均能够水解，二者相互促进，Na2SiO3水解生成H2SiO3，NH4Cl水解产生NH3 解析 （1）①根据原子守恒即质量守恒可以写出SiHCl3与H2反应的化学方程式。 ②SiHCl3和H2O剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，分析它们化合价的变化可知， ， 而Cl的化合价未发生变化，因此另一种元素即H元素的化合价必定降低，即另一种物质是H2。 （2）碳化硅、氮化硅为原子晶体，则A、B、C、D都正确；盐酸不能与硅反应，而HCl在573 K以上的温度下可与硅发生反应。因此E不正确。 11.（’08江苏18）“温室效应” 是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。 （1）下列措施中，有利于降低大气中CO2浓度的有 。（填字母） a.减少化石燃料的使用 b.植树造林，增大植被面积 c.采用节能技术 d.利用太阳能、风能 （2）将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多，如： a.6CO2+6H2O C6H12O6+6O2 b.CO2+3H2 CH3OH+H2O c.CO2+CH4 CH3COOH d.2CO2+6H2 CH2＝CH2+4H2O 以上反应中，最节能的是 ，原子利用率最高的是 。 （3）文献报道某课题组利用CO2催化氢化制甲烷的研究过程如下： 反应结束后，气体中检测到CH4和H2,滤液中检测到HCOOH，固体中检测到镍粉和Fe3O4。CH4、HCOOH、H2的产量和镍粉用量的关系如下图所示（仅改变镍粉用量，其他条件不变）： 研究人员根据实验结果得出结论：HCOOH是CO2转化为CH4的中间体，即： CO2 HCOOH CH4 ①写出产生H2的反应方程式 。 ②由图可知，镍粉是 。（填字母） a.反应Ⅰ的催化剂 b.反应Ⅱ的催化剂 c.反应Ⅰ、Ⅱ的催化剂 d.不是催化剂 ③当镍粉用量从1 mmol增加到10 mmol,反应速率的变化情况是 。（填字母） a.反应Ⅰ的速率增加，反应Ⅱ的速率不变 b.反应Ⅰ的速率不变，反应Ⅱ的速率增加 c.反应Ⅰ、Ⅱ的速率均不变 d.反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增加，且反应Ⅰ的速率增加得快 e.反应Ⅰ、Ⅱ的速率 均增加，且反应Ⅱ的速率增加得快 f.反应Ⅰ的速率减小，反应Ⅱ的速率增加 答案 （1）abcd (2)a c （3）①3Fe+4H2O（g） Fe3O4+4H2 ②c ③e 解析 （1）a、c、d的措施可以减少CO2的产生，而b可以大量消耗CO2，故a、b、c、d都应选。 （2）a不需外加能源，节能；c无副产物，原子利用率最高。 （3）①3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 ②由图表中看出随镍粉增加H2量迅速减少，说明是反应Ⅰ的催化剂，HCOOH量也迅速减少，说明也是反应Ⅱ的催化剂。 ③当镍从1 mmol增加到10 mmol，H2和HCOOH的量仍在减少，说明反应Ⅰ和反应Ⅱ的反应速率都增加，但甲烷的增加量明显快于H2的减少量，说明反应Ⅱ增加得快。 第二部分 两年联考题汇编 2010年联考题 题组一 一、选择题 1.（河南省内乡一高2010届高三第一次月考）Na2CO3和NaHCO3的叙述中正确的是（　　） A．相同质量Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸作用时，产生的气体质量相同 B．Na2CO3比NaHCO3热稳定性强 C．相同质量Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸作用时，Na2CO3消耗的酸多 D．Na2CO3和NaHCO3均可与NaOH溶液反应 答案 B 2.（浙江省绍兴一中2010届高三上学期期末调研）2009年10月6日，瑞典皇家科学院宣布，将2009年物理诺贝尔奖授予英籍华裔科学家高锟，表彰他在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得的突破性成就。光导纤维的主要成分是 （ ） A．Si B．SiO2 C．H2SiO3 D．Na2SiO3 答案 B 3.（山东省聊城一中2010届高三期末考试）氮化硅（SiN4）是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：3SiO2+6C+2N2 Si3N4+6CO。下列叙述正确的是 （ ） A．在氮化硅的合成反应中，N2是还原剂，SiO2是氧化剂 B．上述反应中每生成1molSi3N4，N2得到12mol是电子 C．若已知上述反应为放热反应，升高温度，其平衡常数增大 D．若使压强增大，上述平衡向正反应方向移动 答案 B 4.（河南省内乡一高2010届高三第一次月考）制取下列物质时，不需用石灰石作原料的是（　　）　 A．硅酸 　 　　B．水泥 　　C．玻璃 　　D．生石灰 答案 A 5.（河南省内乡一高2010届高三第一次月考）为除去混入CO2中的SO2和O2，下列试剂的使用顺序正确的是（　　） ①饱和Na2CO3溶液　②饱和NaHCO3溶液　③浓H2SO4 溶液　④灼热铜网　⑤碱石灰 A．①③④　　　　　B．②③④　 C．②④③　 D．③④⑤ 答案 B 6.（浙江省绍兴一中2010届高三上学期期末调研）我国二氧化碳的排放量位居世界第二，为减少二氧化碳这种温室气体的排放，下列措施：不切实际的是 （ ） A．不使用含碳能源 B．充分利用太阳能 C．大力开发氢能源 D．提高能源利用率 答案 A 7.(江苏省扬州市2010届高三四模)“水热反应”是指：当压强达到22 MPa、温度达到374℃时，水成为“超临界状态”，此时水可将CO2 等含碳化合物转化为有机物。在地下生物质高温高压条件下通过水热反应可生成石油、煤等矿物能源。关于“水热反应”的说法不正确的是 A．是一种复杂的物理化学变化 B．是低碳技术有价值的研究方向 C．有望实现地球上碳资源的循环 D．完全能解决人类汽油短缺问题 答案 D 8.（安徽省安庆一中2010届高三三模）下列取代基或微粒中，碳原子都满足最外层为8电子结构的是（ ） A．乙基（—CH2CH3） B．碳正离子[(CH3)3C＋] C．碳化钙 (CaC2) D．碳烯 (:CH2) 二、非选择题 9.（河南省豫南九校2010年高考仿真模拟） 为减小和消除CO2对环境的影响，有科学家提出“绿色自由”构想。即先把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，并使之变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下： （1）写出分解池中反应的化学方程式 。 （2）在合成塔中，当有4．4kg CO2与足量H2完全反应，可放出热量4947 kJ，写出合成塔中反应的热化学方程式 。 （3）写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池的负极反应式 。 当电子转移为 mol时，参加反应的氧气的体积是6．72L（标准状况下）。 （4）在体积为l L的密闭容器中，充入1mol CO2和3molH2在500°C下发生反应。有关物质的浓度随时间变化如下图所示。 ①从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v（H2）= 。 ②若其他条件不变，只将温度提高到800°C，再次达平衡时，n（CH3OH）/n（CO2）比值 （填“增大”、“减小”或“不变”）。 ③从平衡移动原理分析，低温有利于原料气的转化，而实际生产中采用300°C的温度，原因之一是考虑到催化剂的催化活性，原因之二是 。 答案（1）2KHCO3 K2CO3+H2O+CO2↑ （2）CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）； △H=-49.47kJ/mol （3）CH3OH+8OH--6e-=CO2-3+6H2O； 1.2mol （4）①0.225mol/（L·min）； ②减小 ③考虑反应快慢 10.(湖南省长沙一中雅礼中学2010届高三三月月考)下面是元素周期表的一部分，表中所列字母分别代表某一化学元素。 a b c d e f g h i j （1）i是铁元素，其原子的最外层电子数为2，请写出铁元素的原子结构示意图____。 （2）NH3·H2O的电离方程式NH3·H2O NH4＋＋OH－，试判断NH3溶于水后，形成的NH3·H2O的合理结构_________（填字母代号）。 （a） （b） （3）上表中的c原子间也可形成链状结构，假设c原子间只以单键形式连接，并形成与直链烷烃类似的氢化物，则该系列氢化物的通式为___________________。 （4）利用稀有气体化合物，人们实现了许多制备实验上的突破。如用j的+6价氧化物在碱性条件下与NaBrO3反应生成NaBrO4，同时生成j的单质。写出上述反应的方程式_____ _______。 （5）、若已知原子结构规律不变，则第166号新元素在元素周期表中位置： 。 答案 （1）＋26 2 8 14 2 （2）b （3）NnHn＋2 （4）3NaBrO3＋XeO3＝3NaBrO4＋Xe （5）、八VIA 11.（2010江苏省盐城中学三模）为减小和消除过量CO2对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。最近有科学家提出“绿色自由”构想：把CO2经化学反应而富集，使之变为可再生燃料，如甲醇、甲醚等。 （1）已知甲醚的燃烧热为A kJ/mol ，H2的燃烧热为B kJ/mol。 在合成塔中，CO2与H2在一定条件下生成液态甲醚和液态水，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式是 。 （2） 以甲醇为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2，负极通入甲醇，用熔融金属氧化物MO作电解质。该电池负极发生的电极反应是 ；放电时，O2-移向电池的 （填“正”或“负”）极。用这样的电池电解足量的硫酸铜溶液，一段时间后，(不考虑任何的损耗)消耗的O2与生成的H+物质的量之比 。 （3）常温常压下，饱和CO2水溶液的pH=5.6，c（H2CO3）=1．5×10－5 mol·L－1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3 HCO3－＋H+ 的平衡常数K = 。（已知：10－5．6=2.5×10－6）（结果保留2位有效数字） （4）常温下，0.1 mol·L－1NaHCO3溶液的pH大于8，则溶液中c（H2CO3） c（CO32－） （填“＞”、“＝”或“＜”）。 答案（1） 2CO2(g)+6H2(g)==CH3OCH3(l)+3H2O(l) ⊿H=（A-6B）KJ/mol 　 2′ （2） 2CH3OH-12e-+6O2-==2CO2+4H2O　　　　 2′ 　负 1:4 1′×4 （3）K= 5.0×10-7 （4） 　＞　　 12.（安徽身六安市第二中学2010届高三上学期第一次月考）CO与PdCl2溶液反应产生黑色金属钯粉末，利用此反应可用氯化钯（PdCl2）检测CO对大气的污染情况，此反应的化学方程式为:_______________________________________________________但通常CO和H2的还原性只在高温下才体现，请写出H2与Fe3O4反应的化学方程式为：____________________________________________________，该反应能否在一定条件下逆向进行__________________。(填“能”、“否”或“无法确定”) 答案CO + PdCl2 + H2O = CO2 + Pd +2HCl    4H2 +Fe3O4 3Fe + 4H2O       能 13.（河南省郑州四中2010届高三第六次调考）甲、乙、丙、戊都具有如图所示的结构单元，图中正四面体以外可能有部分未画出，虚线不表示化学键或分子间作用力，X、Y可以相同也可以不同。已知： ①甲、乙是同一类晶体中各自结构单元，单质甲能与乙发生置换反应 ②丙、丁、戊三种粒子含有等量的电子数，其中 丙、丁是同一类晶体中的分子或分子集团 ③常温下丁呈液态，能产生两种等电子数的粒子 ④戊是阳离子 （1）甲与乙发生置换反应的化学方程式是 。 （2）写出液态丁产生两种等电子粒子的电离方程式 。 （3）丙是目前重要的能源，丙和丁在催化、加热条件下得到两种可燃性的气体，其反应的化学方程式是 。 答案（1）SiO2+2C Si+2CO↑（2分） （2）2H2O OH-+H3O+（1分） （3）CH4+H2O CO+3H2（2分） 14.（辽宁省沈阳二中2010届高三上学期期末考试） 下图是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序，其中c、d均是热和电的良导体。 （1）请写出上图中d单质对应元素原子基态时的电子排布式 。 （2）单质a、f对应的元素以原子个数比1：1形成的分子中含 个 键， 个 键。 （3）a与b的元素形成的10电子中性分子X的空间构型为 ； 将X溶于水后的溶液滴入到AgNO3的溶液中至过量， 得到络离子的化学式为 ，其中X与Ag- 之间以 键结合。 （4）右图是上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸的结构：请简要 说明该物质易溶于水的原因 　　　　　　　　　　　　。 答案（1）1s22s22p63s23p63d104s2（2分） （2）3、2（各2分） （3）三角锥形（1分）；[Ag（NH2）3]+（1分），配位（2分） （4）HNO3是极性分子，易溶于极性的水 中（1分）；HNO3分子中的—OH易与水分子之间形成氢键（1分） 15.（云南省昆明三中2010届高三第七次月考）随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中 的含量及有效地开发利用 ，引起了各国的普遍重视。 （1）目前工业上有一种方法是用 来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，进行如下实验，在体积为1L的密闭容器中，充入1mol 和 ，在一定条件下发生反应，测定 、 和 ( )的浓度随时间变化如下图所示： ① 写出该工业方法制取甲醇的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ② 从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率 ＝　　　　　　　　 ③ 该条件下 的转化率为　　　　　　　　。当温度降低时 的转化率变大，则该反应的 　　　　　　０（填“＞”“＜”或“＝”） ④ 下列措施中能使 增大的是　　　　　　　。 A．升高温度 B．充入氨气 C．将水蒸气从体系中分离 D．用更有效的催化剂 （2）选用合适的合金作为电极，以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料，可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池，此燃料电池负极应加入或通入的物质是　　　　；正极的电极方程式为　　　　　　　　　　　　　。 答案（1）① CO2 + 3H2 CH3OH + H2O（2分） ② 0.225（2分） ③ 75%（3分） <（2分） ④ C（2分） （2）甲醇、氢氧化钠、水（3分） O2 + 4e- + 2H2O == 4OH-（2分） 16.（北京市顺义区2010届高三一模）近年来，碳和碳的化合物在生产生活实际中应用广泛。 （1）甲烷燃烧放出大量的热，可作为能源用于人类的生产和生活。 已知 ① 2 CH4 (g) + 3O2 (g) ＝ 2 CO (g) + 4 H2O(l) △H1 = －1214.6 KJ/mol ② 2 CO (g) + O2(g) ＝ 2 CO2 (g) ΔH2 = －566 kJ/mol 则反应CH4(g) + 2 O2 (g) ＝ CO2 (g) + 2 H2O (l) 的△H = 。 （2）将两个石墨电极插人KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，构成甲烷燃料电池。通入CH4的一极，其电极反应式是：CH4 + 10 OH―― 8e－＝ CO32－+ 7 H2O；通入Ｏ2的一极，其电极反应式是 。 （3）若用石墨做电极电解500 ml饱和食盐水，写出电解反应的离子方程式为： ；电解一段时间后两极共收集到标准状况下的气体1.12 L(不考虑气体的溶解)。停止通电，假设反应前后溶液体积不变，则所得溶液的pH= 。 （4）将不同量的CO (g) 和H2O (g) 分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应 CO (g) ＋ H2O (g) CO2 (g) ＋ H2 (g)，得到如下三组数据： 实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所 需时间/min H2O CO CO2 CO 1 650 2 4 1.6 2.4 5 2 900 1 2 0.4 1.6 3 3 900 a b c d t ① 实验1中以υ(H2) 表示的反应速率为 。 ② 实验2中的平衡常数是 （计算结果保留两位小数）。 ③ 该反应的正反应为 （填“吸”或“放”）热反应。 ④ 若实验3要达到与实验2相同的平衡状态（即各物质的质量分数分别相等）， 则a、b应满足的关系是 （用含a、b的数学式表示）。 答案（1）△H＝－890.3KJ/mol （2分） （2）O2 + 4e_ + 2H2O ＝ 4OH－ （2分） （3）2Cl－ + 2H2O H2↑ + Cl2↑ + 2OH－（2分） 13 （2分） （4）① 0.16 mol / (L•min)（1分） ② 0.17 （2分） ③ 放 （1分） ④ b = 2a （2分） 17.(江苏省扬州市2010届高三四模)多晶硅（硅单质的一种）被称为“微电子大厦的基石”，制备中副产物以SiCl4为主，它对环境污染很大，能遇水强烈水解，放出大量的热。研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉（主要成份为BaCO3，且含有钙、铁、镁等离子）制备BaCl2·2H2O，工艺流程如下。已知常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是：3.4、12.4。 （1）SiCl4水解控制在40℃以下的原因是 ▲ 。 已知：SiCl4(s)+H2(g)=SiHCl3(s)+HCl(g) ΔH1=47 kJ/mol SiHCl3(s)+H2(g)=Si(s)+3HCl(g) ΔH2=189 kJ/mol 则由SiCl4制备硅的热化学方程式为 ▲ 。 （2）加钡矿粉时生成BaCl2的离子反应方程式是 ▲ 。 （3）加20% NaOH调节pH=12.5，得到滤渣A的主要成分是 ▲ ，控制温度70℃的目的是 ▲ 。 （4）BaCl2滤液经蒸发浓缩、降温结晶、过滤，再经真空干燥后得到·2H2O。实验室中蒸发浓缩用到的含硅酸盐的仪器有 ▲ 种。 （5）为体现该工艺的绿色化学思想，该工艺中能循环利用的物质是 ▲ 。 答案（1）防止HCl挥发污染环境或控制SiCl4的水解速率，防止反应过于剧烈。SiCl4(s)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g) ΔH=236kJ/mol（4分） （2）BaCO3+2H+=Ba2++CO2+H2O↑（2分） （3）Mg(OH)2、Ca(OH)2， 确保钙离子完全除去（或温度越高，Ca(OH)2溶解度越小）。（2分） （4）3（2分） （5）BaCl2溶液（2分） 18.（2010年威海市高三二模）CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛。 （1）已知：C(s)＋O2 (g) ===CO2(g) △H1=﹣393.5kJ·mol-1 2H2(g)＋O2(g)=== 2H2O(g) △H2=﹣483.6kJ·mol-1 C(s)＋H2O(g)=== CO(g)＋H2(g) △H3=+131.3kJ·mol-1 则反应CO(g)＋H2(g) ＋O2(g)=== H2O(g)＋CO2(g)的△H= kJ·mol-1 。 标准状况下的煤炭气（CO、H2）33.6L与氧气反应生成CO2和H2O，反应过程中转移 mol电子。 （2）熔融碳酸盐燃料电池（MCFS），是用煤气（CO+H2）作负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质，以金属镍(燃料极)为催化剂制成的。负极的电极反应式为：CO＋H2－4e－＋2CO32－→3CO2＋H2O；则该电池的正极反应式是： 。 （3）密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)；CO的转化率(α)与温度、压强的关系如下图所示。 ①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为10L，则该温度下的平衡常数K= ；此时在B点时容器的体积VB 10L（填“大于”、“小于”或“等于”）。 ②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA tC（填“大于”、“小于”或“等于”）。 ③在不改变反应物用量情况下，为提高CO转化率可采取的措施是 。 题组二 一、选择题 1.（上海市嘉定区2010届高三上学期期末质量调研）2009年12月18日闭幕的哥本哈根会议的主要议题是解决减缓全球气候变暖的速度，想办法降低“温室效应”现象。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。请 完成下面两题： （1）下列措施中，有利于降低大气中CO2浓度的有 ①减少化石燃料的使用 ②植树造林，增大植被面积 ③采用节能技术 ④利用太阳能、风能 A．①④ B.①②③④ C. ①③④ D.②③④ 答案 B （2）将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多，如： A．6CO2 + 6H2O C6H12O6 B．CO2 + 3H2 CH3OH +H2O C．CO2 + CH4 CH3COOH D．2CO2 + 6H2 CH2=CH2 + 4H2O 以上反应中，最节能的是 答案 A 2.（福建省泉州一中2010年高一上学期期末考试）光导纤维的主要成分是( ) A．Si B．SiO2 C．SiC D．Na2SiO3 答案 B 3.（安徽省利辛二中2010年高一上学期期末考试）唐三彩、秦兵马俑制品的主要材料在成分上属于( ) A.氧化铝 B.二氧化硅 C.硅酸盐 D.合金 答案 C 4.（江西省上高二中2010年高一上学期期末考试）2009年12月7日至18日，世界气候大会在丹麦首都哥本哈根举行，大会要求世界各国遵循“共同但有区别”的原则有计划地控制并减少向大气中排放某种气体，以扼制日趋恶化的世界气候环境，这种气体是指　　　　（　　　） A. CO B. CO2 C. SO2 D. NO2 答案 B 5.（江西省上高二中2010年高一上学期期末考试）科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列关于硅的说法中正确的是　　（　　　） A．地壳中硅的含量稀少 B．自然界中存在大量单质硅 C．高纯度的硅还用于制造计算机芯片 D．光导纤维的主要成分是 答案 C 6.（重庆市外国语学校2010年高二上学期期末考试）在一定条件下，发生CO（g）＋NO2（g） CO2（g）＋NO（g）（正反应为放热反应）的反应，达到平衡后，保持体积不变，降低温度，混合气体的颜色 （ ） A．变深 B．变浅 C．不变 D．无法判断 答案 B 7.（辽宁省本溪市2010年高一模块结业考试）制玻璃和水泥都需要的原料是 A. 黏土 B. 纯碱 C. 石灰石 D. 石英 答案 C 8.（江西省上高二中2010年高一上学期期末考试）将CO2气体通人CaCl2溶液，若要有白色沉淀产生，可加入的试剂是（ ） A．氯化钾溶液 B．碳酸氢钙溶液 C．氯水 D．氢氧化钠溶液 答案 D 9.（辽宁省本溪市2010年高一模块结业考试）用足量的CO还原13.7g某铅氧化物，把生成的CO2全部通入到过量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后质量为8.0g，则此铅氧化物的化学式是 A. Pb3O4 B. PbO C. PbO2 D. Pb2O3 答案A 10.（湖北省荆州中学2010年高一上学期期末考试）光纤通讯是一种现代化的通讯手段，光纤通讯容量大，一对光纤上可同时传送3万部电话，制造光导纤维的主要原料是SiO2，下列关于SiO2的说法正确的是（ ） A．SiO2的摩尔质量是60 B．1mol SiO2中含有1 mol O2 C．1.5mol SiO2中含有1.806×1023个氧原子 D．1 mol SiO2可与4molHF发生反应 答案 D 11.(黑龙江省哈三中2010年高一上学期模块考试)关于CO2和SiO2的比较错误的是 （ ） A．都是酸性氧化物 B．熔沸点都比较高 C．都能与强碱溶液反应 D．都具有一定的氧化性 答案 B 12.（四川省雅安市2010年高一上学期期末检测）下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是 A．中和反应 B．灼热的炭与二氧化碳反应 C．铝片与盐酸反应 D．木炭燃烧 答案 B 13.（重庆市外国语学校2010年高二上学期期末考试）反应C(s)+H2O(g) == CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 （ ） A．加CO的量 B．保持体积不变，充入N2使体系压强增大 C．将容器的体积缩小一半 D．保持压强不变，充入N2使容器体积变大 答案 C 二、非选择题 14.（福建省福州三中2010届高三上学期月考）通常情况下空气中CO2的体积分数为0.030%，当空气中CO2的体积分数超过0.050%时，会引起明显的温室效应。为减小和消除CO2对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。 （1）目前，用超临界CO2（其状态介于气态和液态之间）代替氟利昂作致冷剂已成为一种趋势，这一做法对环境的积极意义在于_______________________________。 （2）最近有科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下： ①吸收池中反应的化学方程式为_____________________________________。 ②在合成塔中，若有4.4kg CO2与足量H2恰好完全反应，可放出4947 kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式________________________________。 （3）小李同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数，他查得CaCO3、BaCO3的溶度积（Ksp）分别为4.96×10－9、2.58×10－9。 小李应该选用的试剂是___________________，实验时测定的数据除空气的体积外，还需要测定____________________________________________________________。 答案⑴保护臭氧层 （2）①K2CO3＋CO2＋H2O=====2KHCO3 ②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH＝－49.47kJ/mol ⑶Ba(OH)2（或NaOH溶液和BaCl2溶液） 实验时的温度、压强，沉淀的质量 （每空2分，共10分） 15.（浙江省学军中学2010年高一上学期期末）（1）浓硫酸和碳在加热的情况下反应的化学方程式为：______________________________________；为了验证反应的各种生成物，用如图Ⅰ装置进行实验。 图Ⅰ （2）图Ⅰ中A处是完成实验中的必要装置，它是下列图Ⅱ所示中的（填编号）_________； 图Ⅱ （3）C装置中应盛的试剂为__________________，其作用是______________________________________； （4）能够确定存在二氧化碳气体的实验现象是：_______________________________________________。 答案 （1）C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O；（2）③（3）酸性高锰酸钾溶液 除去SO2； （4）C中酸性高锰酸钾溶液不褪色，同时D中澄清石灰水变混浊。 16.（上海市嘉定区2010届高三上学期期末质量调研）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表： t℃ 700 800 830 1000 1200 K 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4 回答下列问题： （1）该反应的化学平衡常数表达式为K=_____________________________,该反应为_______________反应（选吸热或放热）。 若改变条件使平衡向正反应方向移动，则平衡常数_________（填序号） ①一定不变 ②一定减小 ③可能增大 ④增大、减小、不变皆有可能 （2）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是___________ （a）容器中压强不变 （b）混合气体中c（CO）不变 （c）v逆(H2)=v正(H2O) （d）c（CO）=c（CO2） （3）将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应 CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，得到如下三组数据： 实验组 温度 /℃ 起始量/mol 平衡量/mo 达到平衡 所需时间 /min H2O CO H2 CO 1 650 2 4 1.6 2.4 5 2 900 1 2 0.4 1.6 3 3 900 a b c d t 实验1中以v(CO2) 表示的反应速率为 。实验2达到平衡所需时间比实验1所需时间短的原因是_________________________________________________________。 答案（1）K= ； 放热 ③（1×3分） （2）b c （2分） (3)0.16mol•(L•min) -1 （2分） 实验2的温度比实验1的高（1分） 17.（山东省潍坊市2010届高三上学期期末考试）2009年10月15日新华社报道：全国农村应当在“绿色生态－美丽多彩－低碳节能－循环发展”的理念引导下，更快更好地发展“中国绿色村庄”，参与“亚太国际低碳农庄”建设。可见“低碳循环”已经引起了国民的重视，试回答下列问题： （1）煤的汽化和液化可以提高燃料的利用率。 已知25℃，101kPa时：C(s) +1/2O2(g)=CO(g) ΔH= -126.4 kJ·mol-1 2H2(g) +O2(g)=2H2O(l) ΔH= -571.6 kJ·mol-1 H2O(g)= H2O(l) ΔH= -44 kJ·mol-1 则在25℃，101kPa时：C(s) + H2O(g)= CO(g) + H2(g) ΔH=____________________。 （2）高炉炼铁是CO气体的重要用途之一，其基本反应为： FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g) ΔH>0，已知在1100℃时，该反应的化学平衡常数K=0.263。 ①温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，此时平衡常数K值__________（填“增大”、“减小”或“不变”）； ②1100℃时测得高炉中，c(CO2)=0.025mol·L-1，c(CO)=0.1 mol·L-1，则在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态____________（填“是”或“否”），其判断依据是______ ____________________________________________________________。 （3）目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇，有关反应为： CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH＝-49.0 kJ·mol-1。现向体积为1 L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。 ①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝_____________； ②下列措施能使 增大的是________（填符号）。 A．升高温度 B．再充入H2 C．再充入CO2 D．将H2O(g)从体系中分离 E．充入He(g)，使体系压强增大 答案（1）115.4 kJ·mol-1（2分） （2）①增大（2分） ②否（2分） 因为Qc=c(CO2)/c(CO)=0.25设计

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