测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示。
①P1时升高温度，n(CH3OH)_______________（填“增大”、“减小”或“不变”）；
②E、F、N点对应的化学反应速率由大到小的顺序为____________（用V(E)、V(F)、V(N)表示）； ③下列能提高CH4平衡转化率的措施是_______________（填序号） a.选择高效催化剂 b.增大
n?CH4?投料比 c.及时分离产物
n?O2?④若F点n (CH3OH)=1mol，总压强为2.5MPa,则T0时F点用分压强代替浓度表示的平衡常数Kp=_____________________ ；
(3)使用新型催化剂进行反应2CH4(g)+O2 (g)
2CH3OH(g)。随温度升高CH3OH的产率如图所示。
①CH3OH的产率在T1至T2时很快增大的原因是______________； ②T2后CH3OH产率降低的原因可能是__________________。
【答案】-251.0 减小 V(N)>V(F)>V(E) c 2MPa- l 温度升高反应速率加快，且在此温度下催化剂活性增强 该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CH3OH产率降低 【解析】 【分析】
(1)①×2+②×2，整理可得相应的热化学方程式；
(2)①在压强不变时，根据温度对甲醇的物质的量的影响分析；
②根据相同温度时，压强越大，速率越快；相同压强时，温度越高，速率越快分析； ③能提高CH4平衡转化率，就是是平衡正向移动，根据平衡移动原理分析；
④根据物质的量的比等于压强比，计算平衡时各种气体的分压，带入平衡常数表达式可得Kp。 (3)①在T2以前，反应未达到平衡，温度升高，化学反应速率加快； ②该反应的正反应为放热反应，根据温度对平衡移动的影响分析。 【详解】
(1)根据盖斯定律，将①×2+②×2，整理可得相应的热化学方程式2CH4(g)＋O2(g)=-251.0kJ/mol；
(2)①根据图象可知：在压强不变时，升高温度，平衡时甲醇的物质的量减小； ②对于反应2CH4(g)+O2(g)
2CH3OH(g) △H3
2CH3OH(g)，升高温度，甲醇的平衡物质的量减小，说明升高温度，平衡逆
向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应；在温度为T0时，F点甲醇的物质的量大于E点，说明平衡正向移动，由于该反应的正反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，甲醇物质的量增大，所以压强p1>p2，反应速率V(F)>V(E)；F、N两点压强相同，由于温度N>F，升高温度，化学反应速率加快，所以V(N)>V(F)，因此E、F、N三点的速率大小关系为：V(N)>V(F)>V(E)； ③a.催化剂不能使平衡发生移动，因此选择高效催化剂对甲烷的平衡转化率无影响，a错误； b.增大
n?CH4?投料比，相对于O2的浓度不变，增大甲烷的浓度，平衡正向移动，但平衡移动的趋势是
n?O2?微弱的，总的来说甲烷的转化率降低，b错误；
c.及时分离产物，即降低生成物的浓度，平衡正向移动，甲烷的转化率提高，c正确； 故合理选项是c； ④可逆反应2CH4(g)+O2(g)
2CH3OH(g)
n(开始)mol 2 1 0 n(变化)mol 1 0.5 1 n(开始)mol 1 0.5 1
n(总)=1mol+0.5mol+1mol=2.5mol，平衡分压：Kp(CH4)=Kp(O2)=
1mol?2.5MPa=1Mpa；
2.5mol0.5mol1mol?2.5MPa=0.5Mpa；Kp(CH3OH)=?2.5MPa=1Mpa，所以该反应用平衡分压表示
2.5mol2.5mol2?1Mpa?=2MPa-l； 的化学平衡常数Kp=2?1Mpa??0.5Mpa(3)①根据图象可知：在T2以前，反应未达到平衡，温度升高，化学反应速率加快，更多的反应物变为生成物甲醇，且在此温度下催化剂活性增强，因此甲醇的产率提高；
②该反应的正反应为放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，因此甲醇的产率降低。 【点睛】
本题考查了盖斯定律、化学反应速率和化学平衡常数的计算及温度对化学反应速率和化学平衡移动的影响的知识。掌握化学反应基本原理，理解题目含义是本题解答的关键。
19．氟代硼酸钾（KBe2BO3F2）是激光器的核心材料，我国化学家在此领域的研究走在了世界的最前列。回答下列问题：
（1）氟代硼酸钾中非金属元素原子的电负性大小顺序是__。基态K+的电子排布式为__。
（2）NaBH4是有机合成中常用的还原剂，其中的阴离子空间构型是__，中心原子的杂化方式为__。NaBH4中存在__（填标号）。
a.离子键 b.氢键 c.σ键 d.π键
（3）BeCl2中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的BeCl2的结构式为__，其中Be的配位数为__。
（4）第三周期元素氟化物的熔点如下表： 化合物 熔点/℃ NaF 993 MgF2 1261 AlF3 1291 SiF4 -90 PF5 -83 SF6 -50.5 解释表中氟化物熔点变化的原因：___。
（5）CaF2的一种晶胞如图所示。Ca2+占据F-形成的空隙，若r(F-)=xpm，r(Ca2+)=ypm，设阿伏加德罗常数的值为NA，则CaF2的密度ρ=__g·cm-3（列出计算表达式）。
【答案】F＞O＞B 1s22s22p63s23p6或[Ar] 正四面体 sp3 ac 前三种为离子晶体，晶格能依次增大，后三种为分子晶体，分子间力依次增大
3
78?4NAmρ==
V(4(x+y))3?10-303【解析】 【分析】
(1)氟代硼酸钾中非金属元素有F、O、B，元素的非金属性越强，电负性越大；基态K+核外电子总数为18； (2)BH4-的中心原子B原子孤电子对数=
3?1?1?4=0，价层电子对数=0+4=0，微粒空间构型与VSEPR模型2相同；Na+与BH4-之间形成离子键，B原子有3个价电子，H有空轨道，而BH4-中形成4个B-H键，故BH4-中含有1个配位键、3个σ键；
(3)双聚分子为Be2Cl4，Be原子价电子数为2，形成2个Be-Cl键，Be原子有空轨道、Cl原子有孤电子对，每个BeCl2分子中的1个Cl原子另外分子中Be原子之间形成1个配位键；
(4)氟化物的熔点与晶体类型，离子晶体的熔点较高，分子晶体的熔点较低；离子半径越小、电荷越大，晶格能越大，离子晶体的熔沸点越高。而相对分子质量越大，分子间作用力越强，分子晶体的熔沸点越高； (5)晶胞中白色球数目为4、黑色球数目为1+8×
111+6×+12×=8，结合化学式可知，白色球代表Ca2+、黑824色球代表F-，Ca2+占据F-形成的立方体的体心，晶胞中F-形成8个小立方体，只有4个Ca2+占据；处于晶胞中F-形成的小立方体体心的Ca2+与小立方体顶点F-紧密相邻，若r(F-)=xpm，r(Ca2+)=ypm，则小立方体棱
长=2?x?y?3pm，故晶胞棱长=4?x?y?3pm，计算晶胞中微粒总质量，即为晶胞质量，晶体密度=晶胞质
量÷晶胞体积。 【详解】
(1)氟代硼酸钾中非金属元素有F、O、B，非金属性强弱顺序为F＞O＞B，电负性大小顺序为F＞O＞B；基态K+核外电子总数为18，则电子排布式为1s22s22p63s23p6或[Ar]； (2)BH4-的中心原子B原子孤电子对数=
3?1?1?4=0，价层电子对数=0+4=0，微粒空间构型与VSEPR模型2相同为正四面体形，B原子采取sp3杂化；Na+与BH4-之间形成离子键，B原子有3个价电子，H有空轨道，而BH4-中形成4个B-H键，故BH4-中含有1个配位键、3个σ键，没有氢键与π键，故答案为ac； (3)双聚分子为Be2Cl4，Be原子价电子数为2，形成2个Be-Cl键，Be原子有空轨道、Cl原子有孤电子对，每个BeCl2分子中的1个Cl原子另外分子中Be原子之间形成1个配位键，BeCl2的结构式为
，其中Be的配位数为3；
(4)NaF、MgF2和AlF3为离子晶体，晶格能依次增大，熔点依次升高，而SiF4、PF5和SF6为分子晶体，分子间力依次增大，熔点依次增大；
(5)晶胞中白色球数目为4、黑色球数目为1+8×
111+6×+12×=8，结合化学式可知，白色球代表Ca2+、黑824色球代表F-，Ca2+占据F-形成的立方体的体心，晶胞中F-形成8个小立方体，只有4个Ca2+占据，可知Ca2+占据F-形成的空隙占有率为50%；处于晶胞中F-形成的小立方体体心的Ca2+与小立方体顶点F-紧密相邻，若r(F-)=xpm，r(Ca2+)=ypm，则小立方体棱长=2?x?y?3pm，故晶胞棱长=4?x?y?3pm，晶胞相当于含有
78?478NAm4个“CaF2”，晶胞质量=4×g，晶体密度ρ==g?cm-3。
NAV(4(x+y))3?10-303【点睛】
价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型)，根据价电子对互斥理论，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数．σ键个数=配原子个数，孤电子对个数=
1×(a-xb)，a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配2原子形成稳定结构需要的电子个数；分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布，不包括中心原子未成键的孤对电子；实际空间构型要去掉孤电子对，略去孤电子对就是该分子的空间构型。
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