【精品试卷】高考化学复习题型二十 基本理论综合应用题(复习必备)

高中化学学习材料

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题型二十基本理论综合应用题

通关演练

(建议完成时间：30分钟)

1．(2013·江苏南京模拟，20)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“H 2”或“SiHCl 3”)。

②上述反应的平衡常数K (1 150 ℃)________K (950 ℃)(填“>”、“<”或“＝”)。

(3)SiH 4(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SiH 4与NH 3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SiO 2(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===Na 2SiO 3＋H 2↑。(2)①根据图像，在温度不

变的情况下，n (H 2)n (SiHCl 3)增大，X 的平衡转化率增大，则X 是SiHCl 3。②当n (H 2)n (SiHCl 3)

一定时，升高温度，SiHCl 3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SiH 4气体，则电极反应式为Si ＋4H －－4e －===SiH 4↑。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%

2840%14

＝34

，即化学式为Si 3N 4。 答案 (1)①2a ＋b ②SiO ＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2↑

(2)①SiHCl 3 ②>

(3)①Si ＋4H ＋－4e －===SiH 4↑ ②Si 3N 4

2．(2013·渝东联考)二甲醚(CH 3OCH 3)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)＋2H 2(g)CH 3OH(g)

ΔH 1＝－90.7 kJ·mol －1 ①

2CH 3OH(g)CH 3OCH 3(g)＋H 2O(g)

ΔH 2＝－23.5 kJ·mol －1 ②

CO(g)＋H 2O(g)CO 2(g)＋H 2(g)

ΔH 3＝－41.2 kJ·mol －1 ③

(1)反应器中的总反应可表示为3CO(g)＋3H 2(g)CH 3OCH 3(g)＋CO 2(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2CO 2(g)＋6H 2(g)CH 3OCH 3(g)＋3H 2O(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 CO 2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：________。

解析(1)根据盖斯定律，ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－246.1 kJ·mol－1，增大压强，平衡向正反应方向移动，二甲醚的产率升高。(2)该反应特点是，所有反应物和产物都是气态，正反应是气体分子数减小的反应，正反应吸热。恒容条件下，密度始终不变，A选项错误；正反应是气体分子数减小的反应，压强不改变时表明反应达到平衡状态，B选项正确；气体摩尔质量等于质量与物质的量之比，当物质的量不变时，气体平均摩尔质量也不变，反应达到平衡状态，C选项正确；由反应式的化学计量数知，单位时间内消耗2 mol CO2，必生成1 mol CH3OCH3，即二甲醚的消耗速率等于其生成速率，反应达到平衡状态，D