高中化学知识点总结《碳族元素》试题巩固（2020年最新版） - 高考化学题库

1、填空题请回答下列问题:
（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写出由纯制备高纯硅的化学方程式: ____________________________________。
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。遇水剧烈反应生成、HCl和另一种物质,配平后的化学反应方程式为___________________________;还原过程中若混入可能引起的后果是____________________________________。
（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,逐滴加入稀硝酸,振荡。写出实验现象并给予解释?。

参考答案：（1）①Si+3HCl
②↑ 发生爆炸
（2）BC
（3）有白色胶状沉淀生成,反应原理为 Na2SiO3 + 2HNO3 = H2SiO3↓+ 2NaNO3

本题解析：（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）SiC和Si3N4均为原子晶体，熔点高，性质稳定，A、B正确。光导纤维的材料为SiO2，C正确。玻璃是一种玻璃态物质，无固定的熔点。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D、E都不正确。
（3）有白色胶状沉淀生成,HNO3的酸性大于硅酸，所以发生反应：Na2SiO3 + 2HNO3 = H2SiO3↓+ 2NaNO3。

本题难度：一般

2、填空题（14分）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
?实验组	温度/℃	H2O	CO	CO2	CO	达到平衡所需时间/min
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）。

参考答案：（1）△H＝－890.3KJ/mol
（2）O2 + 4e_+ 2H2O ＝ 4OH－
（3）2Cl－ + 2H2O??H2↑ + Cl2↑ + 2OH－；13
（4）① 0.16 mol / (L?min)
② 0.17
③ 放
④ b = 2a

本题解析：（1）由盖斯定律得：△H=（△H1+ ΔH2）/2=（-1214.6-566）/2=－890.3KJ/mol
（2）CH4的一极发生氧化反应，Ｏ2的一极发生还原反应，碱性环境，得电子，生成氢氧根，所以O2 + 4e_+ 2H2O ＝ 4OH－
（3）电解食盐水，阳极Cl－发生氧化反应生成，阴极H+发生还原反应，生成，所以2Cl－ + 2H2O??H2↑ + Cl2↑ + 2OH－，标准状况下产生气体1.12 L，0.05mol，H2和Cl2各0.025mol，OH－即为0.05mol，所以OH－浓度为0.1mol/L，所以pH=13
（4）① υ(CO)=（4－2.4）/2×5=1.6mol / (L?min)
②K=0.4×0.4/1.6×0.6=0.17
③对比1和2的平衡常数，2的小，平衡左移，所以升高温度，平衡左移，故正反应为放热反应。
④等效平衡，恒温恒容，又是反应前后气体体积数不变的反应，所以经一边倒后，只要物质的量成比例即可。

本题难度：简单

3、选择题将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。下列反应中，最节能的是
A．CO2 + 3H2CH3OH +H2O
B．6CO2 + 6H2OC6H12O6 + 6O2
C．CO2 + CH4CH3COOH
D．2CO2 + 6H2CH2=CH2 + 4H2O