2014届高考化学三轮专题复习题：题型十八 化学反应原理综合应用(含答案解析)

题型十八化学反应原理综合应用

通关演练

(建议完成时间：30分钟)

1．(2013·杭州调研)多晶硅是太阳能光伏产业的重要原材料。

(1)由石英砂可制取粗硅，其相关反应的热化学方程式如下：

SiO2(s)＋C(s)===SiO(g)＋CO(g)ΔH＝a kJ·mol－1

2SiO(g)===Si(s)＋SiO2(s)ΔH＝b kJ·mol－1

①反应SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g)的ΔH＝________ kJ·mol－1(用含a、b

的代数式表示)。

②SiO是反应过程中的中间产物。隔绝空气时，SiO与NaOH溶液反应(产物

之一是硅酸钠)的化学方程式为_____________________________________。

(2)粗硅提纯常见方法之一是先将粗硅与HCl制得SiHCl3，经提纯后再用H2

还原：

SiHCl3(g)＋H2(g)Si(s)＋3HCl(g)。不同温度及不同

n（H2）

n（SiHCl3）

时，反应物

X的平衡转化率关系如图所示。

①X是________(填“H2”或“SiHCl3”)。

②上述反应的平衡常数K(1

150 ℃)________K(950 ℃)(填“>”、“<”或“＝”)。

(3)SiH4(硅烷)法生产高纯多晶硅是非常优异的方法。

①用粗硅作原料，熔融盐电解法制取硅烷原理如图所

示，电解时阳极的电极反应式为______________________________________。

②硅基太阳电池需用N、Si两种元素组成的化合物Y作钝化材料，它可由SiH4与NH3混合气体进行气相沉积得到，已知Y中Si的质量分数为60%，Y的化学式为________。

解析(1)①反应SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g)可由第一个反应×2＋第二个反应得到，则ΔH＝(2a＋b)kJ·mol－1。②根据产物有硅酸钠及质量守恒得到反应的化学方程式为SiO＋2NaOH===Na2SiO3＋H2↑。(2)①根据图像，在温

度不变的情况下，

n（H2）

n（SiHCl3）

增大，X的平衡转化率增大，则X是SiHCl3。

②当n（H2）

n（SiHCl3）

一定时，升高温度，SiHCl3的平衡转化率增大，则表明化学平衡常数K(1 150 ℃)>K(950 ℃)。(3)①电解时阳极发生氧化反应，粗硅失去电子，结合H－生成SiH4气体，则电极反应式为Si＋4H－－4e－===SiH4↑。②Si、

N元素组成的化合物中Si的质量分数为60%，则N（Si）

N（N）

＝

60%

28

40%

14

＝

3

4，即化学

式为Si3N4。

答案(1)①2a＋b②SiO＋2NaOH===Na2SiO3＋H2↑

(2)①SiHCl3②>

(3)①Si＋4H＋－4e－===SiH4↑②Si3N4

2．(2013·绍兴一模)二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料，在未来可能替代汽车燃油、石油液化气、城市煤气等，市场前景极为广阔。它清洁、高效，具有优良的环保性能。

工业上制二甲醚是在一定温度(230～280 ℃)、压强(2.0～10.0 MPa)和催化剂作用下进行的，反应器中发生了下列反应。

CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)

ΔH1＝－90.7 kJ·mol－1①

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)

ΔH2＝－23.5 kJ·mol－1②

CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)

ΔH3＝－41.2 kJ·mol－1③

(1)反应器中的总反应可表示为3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)，则该反应的ΔH＝__________，平衡常数表达式为____________________，在恒温、可变容积的密闭容器中进行上述反应，增大压强，二甲醚的产率会________(填升高、降低或不变)。

(2)二氧化碳是一种重要的温室气体，减少二氧化碳的排放是解决温室效应的有效途径。目前，由二氧化碳合成二甲醚的研究工作已取得了重大进展，其化学反应方程式为2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH＞0。

该反应在恒温、体积恒定的密闭容器中进行，下列不能作为该反应已达到化学平衡状态的判断依据的是________。

A．容器内混合气体的密度不变

B．容器内混合气体的压强保持不变

C．容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变

D．单位时间内消耗2 mol CO2的同时消耗1 mol二甲醚

(3)二甲醚气体的燃烧热为1 455 kJ·mol－1，工业上用合成气(CO、H2)直接或间接合成二甲醚。下列有关叙述正确的是________。

A．二甲醚分子中含共价键

B．二甲醚作为汽车燃料不会产生污染物

C．二甲醚与乙醇互为同系物

D．表示二甲醚燃烧热的热化学方程式为CH3OCH3(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－1 455 kJ·mol－1

(4)绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图如图所示：正极为________(填“A电极”或“B电极”)，写出A电极的电极反应式：__________ ____________________________________________________。