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（12分）能源短缺是人類社會面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發和應用前景。工業上合成甲醇的反應為：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)；ΔH

（1）已知，該反應在300℃，5MPa條件下能自發進行，則ΔH    0，△S   0 （填“＜，＞或＝”）。

（2）在300℃，5MPa條件下，將0.20mol的 CO與0.58mol H₂的混合氣體充入2L密閉容器發生反應，反應過程中甲醇的物質的量濃度隨時間的變化如圖所示。

①在0～2min內，以H₂表示的平均反應速率為       mol·L^-1·s^-1。

②列式計算300℃時該反應的平衡常數K =                                  。

③300℃時，將0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 molCH₃OH充入容積為2L的密閉容器中，此時反應將        。

A．向正方向移動   B．向逆方向移動   C．處于平衡狀態  D．無法判斷

④下列措施可增加甲醇產率的是         

A．壓縮容器體積                B．將CH₃OH(g)從體系中分離

C．充入He，使體系總壓強增大   D．再充入0.20mol CO和0.58mol H₂

（3）若其它條件不變，使反應在500℃下進行，在圖中作出甲醇的物質的量濃度隨時間的變化的示意圖。

【解析】（1）根據反應的特點可知△S小于0，因為反應在300℃，5MPa條件下能自發進行，所以根據△G＝△H－T·△S可知反應是放熱反應。

（2）①反應速率通常用單位時間內濃度的變化量來表示，根據圖像可知反應進行到2min時甲醇

的濃度不再發生變化，平衡時甲醇的物質的量是0.04mol，則消耗氫氣是0.08mol，所以在0～2min

內，以H₂表示的平均反應速率為。

②平衡時氫氣的濃度是，CO的平衡濃度是

,所以該溫度下的平衡常數為。

③300℃時，將0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 molCH₃OH充入容積為2L的密閉容器中，此時它們的濃度分別為0.25mol/L、0.50mol/L、、0.50mol/L，因為＞4，所以反應向逆反應方向移動。

④壓縮體積，壓強增大，平衡向正反應方向移動。選項B是降低生成物濃度，平衡也向正反應方

向移動。充入He，使體系總壓強增大，但物質但濃度沒有變化，所以平衡不移動。再充入0.20mol

CO和0.58mol H₂，相當于增大體系的壓強，平衡向正反應方向移動，所以答案是ABD。

（3）因為反應是放熱反應，所以升高溫度平衡向逆反應方向移動，但反應速率會加快，所以圖

像為

（12分）能源短缺是人類社會面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發和應用前景。工業上合成甲醇的反應為：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)；ΔH

（1）已知，該反應在300℃，5MPa條件下能自發進行，則ΔH    0，△S   0 （填“＜，＞或＝”）。

（2）在300℃，5MPa條件下，將0.20mol的 CO與0.58mol H₂的混合氣體充入2L密閉容器發生反應，反應過程中甲醇的物質的量濃度隨時間的變化如圖所示。

①在0～2min內，以H₂表示的平均反應速率為        mol·L^-1·s^-1 。

②列式計算300℃時該反應的平衡常數K =                                   。

③300℃時，將0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 mol CH₃OH充入容積為2L的密閉容器中，此時反應將         。

A．向正方向移動   B．向逆方向移動   C．處于平衡狀態   D．無法判斷

④下列措施可增加甲醇產率的是         

A．壓縮容器體積                B．將CH₃OH(g)從體系中分離

C．充入He，使體系總壓強增大   D．再充入0.20mol CO和0.58mol H₂

（3）若其它條件不變，使反應在500℃下進行，在圖中作出甲醇的物質的量濃度隨時間的變化的示意圖。

【解析】（1）根據反應的特點可知△S小于0，因為反應在300℃，5MPa條件下能自發進行，所以根據△G＝△H－T·△S可知反應是放熱反應。

（2）①反應速率通常用單位時間內濃度的變化量來表示，根據圖像可知反應進行到2min時甲醇

的濃度不再發生變化，平衡時甲醇的物質的量是0.04mol，則消耗氫氣是0.08mol，所以在0～2min

內，以H₂表示的平均反應速率為。

②平衡時氫氣的濃度是，CO的平衡濃度是

,所以該溫度下的平衡常數為。

③300℃時，將0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 mol CH₃OH充入容積為2L的密閉容器中，此時它們的濃度分別為0.25mol/L、0.50mol/L、、0.50mol/L，因為＞4，所以反應向逆反應方向移動。

④壓縮體積，壓強增大，平衡向正反應方向移動。選項B是降低生成物濃度，平衡也向正反應方

向移動。充入He，使體系總壓強增大，但物質但濃度沒有變化，所以平衡不移動。再充入0.20mol

CO和0.58mol H₂，相當于增大體系的壓強，平衡向正反應方向移動，所以答案是ABD。

（3）因為反應是放熱反應，所以升高溫度平衡向逆反應方向移動，但反應速率會加快，所以圖

像為

（16分）下表為長式周期表的一部分，其中的編號代表對應的元素。

（1）寫出上表中元素⑨原子的外圍電子排布式            。

（2）在元素③與①形成的水果催熟劑氣體化合物中，元素③的雜化方式為：   

（3）按要求完成下列各題

     a．第一電離能：元素④      元素⑤（選填“＞”、“＝”、“＜”)。

     b．與元素④所形成的單質互為等電子體的分子、離子的化學式        、       （各寫一種）。

     c．元素④的氣態氫化物X的水溶液在微電子工業中，可作刻蝕劑H₂O₂的清除劑，所發生反應的產物不污染環境，其化學方程式為________________________________

     d．由X與氧氣、KOH溶液構成原電池，負極會產生元素④的單質。則其負極反應式為_____________________________。

（4）由元素③和⑧形成的液態化合物Z，是非極性的直線形分子。0.2mol的Z在O₂中完全燃燒，生成兩種氣態氧化物，298K時放出熱量215kJ。該反應的熱化學方程式為_________________________

（5）在測定①與⑥形成化合物的相對分子質量時，實驗測得的值一般高于理論值的主要原因是：                                                。

（6）元素⑩所形成的單質晶體中原子的堆積方式如下圖甲所示，其晶胞特征如下圖乙所示，原子之間相互位置關系的平面圖如下圖丙所示。 已知該原子的半徑為d pm，相對原子質量為M，N_A代表阿伏加德羅常數，請回答：

晶體中該原子的配位數為      ，一個晶胞中包含的原子數目為        ；該晶體的密度為                 g·cm^－3（用字母表示，不必化簡）。

【解析】考查元素周期表的結構和元素周期律的應用。根據元素在周期表中的物質可判斷，①是H，②是Be，③是C，④是N，⑤是O，⑥是F，⑦是Mg，⑧S，⑨是Cr，⑩是Cu。

（1）因為全充滿或半充滿是穩定的，所以根據構造原理可知Cr的外圍電子排布式3d⁵4s¹。

（2）③與①形成的水果催熟劑是乙烯，乙烯中含有碳碳雙鍵，采用的是sp²雜化。

非金屬性越強，第一電離能越大，所以N＜O。氮氣中含有14個電子，所以和氮氣互為等電子體的分子是CO，離子是C₂^2-。N的氫化物是氨氣，N的化合價處于最低價態，被雙氧水氧化生成氮氣。原電池中負極失去電子，所以氨氣在負極的電極反應式為2NH₃－6e^－＋6OH^－===N₂＋6H₂O。

（4）S和C形成的非極性的直線形分子是CS₂，所以反應的熱化學方程式為CS₂(l)＋3O₂(g)===CO₂(g)＋2SO₂(g)   ΔH＝－1075 kJ/mol

（5）F是最活潑的非金屬元素，H和F形成的氫化物中含有氫鍵，從而導致測得的值一般高于理論值。

（6）銅形成的是面心立方最密堆積，其配位數是12，根據乙中的結構特點可知一個晶胞中包含的原子數目為8×1/8＋6×1/2＝4。根據丙圖可知該晶胞的邊長為，所以其密度為

（16分）下表為長式周期表的一部分，其中的編號代表對應的元素。

（1）寫出上表中元素⑨原子的外圍電子排布式             。

（2）在元素③與①形成的水果催熟劑氣體化合物中，元素③的雜化方式為：   

（3）按要求完成下列各題

     a．第一電離能：元素④       元素⑤（選填“＞”、“＝”、“＜”)。

     b．與元素④所形成的單質互為等電子體的分子、離子的化學式        、        （各寫一種）。

     c．元素④的氣態氫化物X的水溶液在微電子工業中，可作刻蝕劑H₂O₂的清除劑，所發生反應的產物不污染環境，其化學方程式為________________________________

     d．由X與氧氣、KOH溶液構成原電池，負極會產生元素④的單質。則其負極反應式為_____________________________。

（4）由元素③和⑧形成的液態化合物Z，是非極性的直線形分子。0.2mol的Z在O₂中完全燃燒，生成兩種氣態氧化物，298K時放出熱量215kJ。該反應的熱化學方程式為_________________________

（5）在測定①與⑥形成化合物的相對分子質量時，實驗測得的值一般高于理論值的主要原因是：                                                 。

（6）元素⑩所形成的單質晶體中原子的堆積方式如下圖甲所示，其晶胞特征如下圖乙所示，原子之間相互位置關系的平面圖如下圖丙所示。 已知該原子的半徑為d pm，相對原子質量為M，N_A代表阿伏加德羅常數，請回答：

晶體中該原子的配位數為      ，一個晶胞中包含的原子數目為        ；該晶體的密度為                  g·cm^－3（用字母表示，不必化簡）。

【解析】考查元素周期表的結構和元素周期律的應用。根據元素在周期表中的物質可判斷，①是H，②是Be，③是C，④是N，⑤是O，⑥是F，⑦是Mg，⑧S，⑨是Cr，⑩是Cu。

（1）因為全充滿或半充滿是穩定的，所以根據構造原理可知Cr的外圍電子排布式3d⁵4s¹。

（2）③與①形成的水果催熟劑是乙烯，乙烯中含有碳碳雙鍵，采用的是sp²雜化。

非金屬性越強，第一電離能越大，所以N＜O。氮氣中含有14個電子，所以和氮氣互為等電子體的分子是CO，離子是C₂^2-。N的氫化物是氨氣，N的化合價處于最低價態，被雙氧水氧化生成氮氣。原電池中負極失去電子，所以氨氣在負極的電極反應式為2NH₃－6e^－＋6OH^－===N₂＋6H₂O。

（4）S和C形成的非極性的直線形分子是CS₂，所以反應的熱化學方程式為CS₂(l)＋3O₂(g)===CO₂(g)＋2SO₂(g)   ΔH＝－1075 kJ/mol

（5）F是最活潑的非金屬元素，H和F形成的氫化物中含有氫鍵，從而導致測得的值一般高于理論值。

（6）銅形成的是面心立方最密堆積，其配位數是12，根據乙中的結構特點可知一個晶胞中包含的原子數目為8×1/8＋6×1/2＝4。根據丙圖可知該晶胞的邊長為，所以其密度為

（9分）A、B、C、D是中學化學中常見的四種化合物，它們分別由兩種元素組成．甲、乙、丙是單質，甲、丙、A、C、D常溫下均為氣體，B為液體．這些單質和化合物之間存在如下關系：

（1）寫出下列物質的分子式：A_______ 甲_______、丙_______．

（2）寫出單質甲跟化合物C反應，生成SO₂和化合物B的化學方程式_____________．

（3）標準狀況下將28L化合物A與足量的過氧化鈉充分反應轉移電子的數目為  

（4）在密閉容器中，化合物B跟化合物D在高溫下生成化合物A和單質丙的反應是可逆反應，其化學方程式為__________。

（5）化合物C的穩定性比化合物B              （填強或弱）。

【解析】本題屬于無機框圖題，關鍵是尋找突破點。常見的液體是水，則B是水。單質和化合物反應生成SO₂和水的反應，根據原子守恒可知甲應是氧氣，C是H₂S。單質和氣態化合物反應生成另外一種氣態化合物的，常見的是CO₂和C的反應生成CO，因此A是CO₂，D是CO，乙是C。CO在高溫下和水蒸氣反應又生成CO₂和氫氣，所以丙是氫氣。

（1）（2）（4）略

（3）28LCO₂的物質的量是。CO₂和過氧化鈉反應的方程式為2CO₂＋2Na₂O₂=2Na₂CO₃＋O₂↑，在反應中過氧化鈉既是氧化劑也是還原劑，轉移的電子是2，所以當消耗1.25mol是轉移的電子數目為1.25N_A。

（5）S的非金屬性弱于O的，所以H₂S的穩定性弱于H₂O的。