Question

（13分）Ⅰ、短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如下图所示。

			X
Y			Z

25℃，0．1 mol·L^－1M溶液（M为Y的最高价氧化物的水化物）的pH为13。

（1）Y的离子结构示意图为          。

（2）X、Z的气态氢化物稳定性较强的是                 （填化学式）。

（3）不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛装M溶液的原因是                                                 （用离子方程式表示）。

（4）工业上，用X单质制取Z单质的化学方程式为                            。

（5）X的最高价氧化物与某一元有机酸的钾盐（化学式为KA，A^－为酸根）溶液反应的化学方程式为                               。（已知25℃，X的最高价氧化物的水化物的电离常数为K_al =4．2×10^－7，K_a2=5．6×10^－11；HA的电离常数K_a=1．1×10^－10）

Ⅱ、碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关。低碳经济呼唤新能源和清洁环保能源。煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。

已知：CO(g) + H₂O(g)H₂(g) + CO₂(g)的平衡常数随温度的变化如下表：

温度/℃	400	500
平衡常数	9.94	9

请回答下列问题：

（6）上述正反应方向是       反应（填“放热”或“吸热”）。

（7）写出该反应的化学平衡常数表达式：K=                   。

（8）830K时，若起始时：C(CO)=2mol/L，C(H₂O)=3mol/L，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为         ；K值为              。

（9）在一恒温、恒容密闭容器中发生反应：Ni (s)＋4CO(g)Ni(CO)₄(g)，ΔH＜0。

利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。下列说法正确的是       （填字母编号）。

A．增加Ni的量可提高CO的转化率，Ni的转化率降低

B．缩小容器容积，平衡右移，ΔH减小

C．反应达到平衡后，充入CO再次达到平衡时， CO的体积分数降低

D．当4v_正[Ni(CO)₄]= v_正(CO)时或容器中混合气体密度不变时,都可说明反应已达化学平衡状态

Answer

I、（1）；

（2）CH4

（3）SiO2+2OH-=SiO32-+H2O

（4）SiO2+CSi+CO↑

（5）KA+CO2+H2O=HA+KHCO3

II、（6）放热

（7）K=c(H2)c(CO2)/c(CO)c(H2O)

（8）40%；1

（9）C

【解析】

试题分析：I、25℃，0．1 mol·L－1M溶液（M为Y的最高价氧化物的水化物）的pH为13，说明M是强碱，根据X、Y、Z在元素周期表中的位置判断Y是Na元素，对应的最高价氧化物的水化物是氢氧化钠，为强碱；则X是C元素，Z是Si元素。

（1）Na的离子结构示意图为；

（2）C的非金属性大于Si，所以C的气态氢化物CH4的稳定性较强；

（3）因为氢氧化钠与玻璃塞中的二氧化硅反应生成粘性较大的硅酸钠，所以不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛装氢氧化钠溶液，离子方程式是SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;

（4）工业上用单质碳还原二氧化硅制取Si单质，化学方程式是SiO2+CSi+CO↑;

(5)根据所给酸的电离常数可知，酸性H2CO3>HA>HCO3-，所以二氧化碳与KA溶液反应只能生成碳酸氢钾和HA，则化学方程式是KA+CO2+H2O=HA+KHCO3。

II、（6）温度升高，平衡常数减小，说明升高温度，平衡逆向移动，则该反应是放热反应；

（7）根据平衡常数的定义，该反应的平衡常数K=c(H2)c(CO2)/c(CO)c(H2O)；

（8）830K时，若起始时：C(CO)=2mol/L，C(H2O)=3mol/L，平衡时CO的转化率为60%，则平衡时c(H2)=c(CO2)=2mol/L×60%=1.2mol/L，消耗水蒸气的浓度也是1.2mol/L，则水蒸气的转化率为1.2mol/L/3mol/L×100%=40%；平衡时水蒸气的浓度是3mol/L-1.2mol/L=1.8mol/L，CO的浓度是2mol/L-1.2mol/L=0.8mol/L，代入K=c(H2)c(CO2)/c(CO)c(H2O)，则该温度下的平衡常数是1.22/（0.8×1.8）=1；

（9）A、Ni为固体，增加Ni的量，平衡不移动，CO的转化率不变，错误；B、缩小容器容积，压强增大，平衡右移，但ΔH不变，错误；C、反应达到平衡后，充入CO，相当于增大压强，平衡正向移动，则再次达到平衡时，CO的体积分数减小，正确；D、因为该反应有固体参加，气体的总质量分数变化，达到平衡时气体的质量不再变化，则气体的密度不变，所以当容器中混合气体密度不变时,可说明反应已达化学平衡状态，而4v正[Ni(CO)4]= v正(CO)表示正反应速率，不符合正逆反应速率相等的特征，不能判断平衡的到达，错误，答案选C。

考点：考查元素推断，化学用语的书写，化学平衡的移动机平衡常数的应用