2018-2019年高中化学甘肃高考诊断考试试卷[16]含答案考点及解析(3)

(4)化合物B的官能团名称是醛基；

(5)E(6)

中含有的官能团是碳碳双键、醛基；

中所含官能团的名称是碳碳双键、醛基；

(7)A分子式为C2H2O3，可发生银镜反应，且具有酸性，则结构简式为CHCCOOH，所含官能团名称为醛基和羧基。 评卷人 得 分 四、计算题

17.甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料，通过下列反应来制备甲醇。 I：CH4(g)+H2O(g)II：CO(g)+2H2(g)

CO(g)+3H2(g) △H=+206.0kJ?molˉ CH3OH(g) △H=－129.0kJ?molˉ

1

1

（1）CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为 。

（2）将1.0mol CH4和1.0mol H2O(g)通入容积为100 L的反应室，在一定条件下发生反应I，测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图。

①假设100℃时达到平衡所需构时间为5min，则用H2表示该反应的平均反应速率为 。 ②100C时反应I的平衡常数为 。

（3）在压强为0.1 MPa、温度为300℃条件下，将a molCO与2a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应II生成甲醇，平衡后将容器舶容积压缩到原来的1/2，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是 （填字母序号）。 A．平衡常数K增大

C．CH3OH的物质的量增加

B．正反应速率加快，逆反应速率减慢 D．重新平衡c(H2)/c(CH3OH)减小

0

（4）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，

2+3+3+

将CO氧化成CO，然后以CO做氧化剂再把水中的甲醇氧化成CO2而净化。若下图装置中的电源为甲醇－空气－KOH溶液的燃料电池，则电池正极的电极反应式： ，该电池工作时，溶液中的OHˉ向 极移动。净化含1mol甲醇的水，燃料电池转移电子 mol。

【答案】（16分）（1）CH4(g)+ H2O(g)扣1分，用等号不扣分）

1

1

CH3OH(g)+H2(g) △H=+77.0kJ?molˉ（3分，焓变写错

4

1

（2）0.003mol?Lˉ?minˉ（2分，单位写错0分） 6.75×10ˉ（2分） （3）C、D(共2分，只答对一个给1分，答错一个0分)

（4）O2+2H2O+4eˉ=4OHˉ或3O2+6H2O+12eˉ=12OHˉ（3分，电极反应式没配平0分） 负（2分） 6（2分） 【解析】

试题分析：（1）根据盖斯定律可知，已知反应I+II可得：CH4(g)+ H2O(g)=

11

CH3OH(g)+H2(g) △H=+77.0kJ?molˉ；（2）CH4的起始浓度为1.0mol÷100L=0.01mol?Lˉ，读图可

11

知100℃时其平衡转化率为50%，则CH4的变化浓度为0.01mol?Lˉ×50%=0.005mol?Lˉ，则

111

v(CH4)= 0.005mol?Lˉ÷5min=0.001mol?Lˉ?minˉ，根据系数之比等于速率之比可知，

11

v(H2)=3×v(CH4)= 0.003mol?Lˉ?minˉ；根据变化浓度之比等于系数之比，则反应I： CH4(g) + H2O(g)

1

CO(g) + 3H2(g)

起始浓度/ mol?Lˉ 0.01 0.01 0 0 变化浓度/ mol?Lˉ 0.005 0.005 0.005 0.015 平衡浓度/ mol?Lˉ 0.005 0.005 0.005 0.015

K=[c(CO)?c(H2)]/[c(CH4)?c(H2O)]= [0.005×0.015]/[ 0.005×0.005]=6.75×10ˉ

（3）反应II是气态物质体积减小的反应，缩小容器体积，能增大各组分浓度，也能增大压强，平衡向正反应方向移动，但是平衡常数保持不变，因为温度不变平衡常数K不变，故A错误；同时增大反应物和生成物的浓度，正、逆反应速率均增大，但是v(正)>v(逆)，所以平衡右移，故B错误；增大压强平衡右移，使生成物的量增加，故C正确；增大压强平衡向正反应方向移动，反应物浓度减小，生成物浓度增大，则重新平衡后反应物浓度/生成物浓度的值减小，故D正确；（4）甲醇完全燃烧生成CO2和H2O，CO2和过量KOH反应生成K2CO3和H2O，则该电池负极的主要反应物和产物分别是CH3OH、CO32ˉ，碳元素由－2价升为+4价，则CH3OH－6eˉ→CO32ˉ，由于KOH是强碱，应该用OHˉ使左右电荷守恒，则CH3OH－6eˉ+8OHˉ→CO32ˉ，根据氢、氧原子个数守恒可得，负极反应式为CH3OH－

6eˉ+8OHˉ=CO32ˉ+6H2O或2CH3OH－12eˉ+16OHˉ=2CO32ˉ+12H2O；而正极的主要反应物是O2，同理可推断正极反应式为O2+2H2O+4eˉ=4OHˉ或3O2+6H2O+12eˉ=12OHˉ；放电时负极流出电子，正极流入电子，则阴离子移向负极，阳离子移向正极，则溶液中的OHˉ移向负极；根据系数之比等于物质的量之比，则1mol甲醇完全反应失去6mol电子，因此该燃料电池转移6mol电子。

考点：考查化学反应原理，涉及热化学方程式的书写、盖斯定律的应用、平均反应速率的计算、平衡转化率和化学平衡常数的计算、化学平衡、燃料电池的工作原理等知识。 18.（14分）二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚。 请回答下列问题：

⑴ 煤的气化的主要化学反应方程式为：_____________________________________。

3

3

4

11

⑵ 煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：_________________________________________________________。 ⑶ 利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下： ① 2H2(g) + CO(g) ② 2CH3OH(g) ③ CO(g) + H2O(g)

－

CH3OH(g)；ΔH ＝－90.8 kJ·mol1 － CH3OCH3(g) + H2O(g)；ΔH＝－23.5 kJ·mol1 －

CO2(g) + H2(g)；ΔH＝－41.3 kJ·mol1

总反应：3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH＝ ___________；

一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是___

_______（填字母代号）。

a．高温高压 b．加入催化剂 c．减少CO2的浓度 d．增加CO的浓度 e．分离出二甲醚

⑷ 已知反应②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某温度下的平衡常数为400 。此温度下，在密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下： 物质 浓度/（mol·L1） －CH3OH 0.44 CH3OCH3 0.6 H2O 0.6 ① 比较此时正、逆反应速率的大小：v正 ______ v逆（填“>”、“<”或“＝”)。

② 若加入CH3OH后，经10 min反应达到平衡，此时c(CH3OH) ＝ _________；该时间内反应速率v(CH3OH) ＝ __________。 【答案】（共14分） ⑴ C + H2O

CO + H2

⑵H2S + Na2CO3＝ NaHS + NaHCO3

－

⑶－246.4 kJ·mol1

c e ⑷① >

－

② 0.04 mol·L1 0.16mol/L·min

【解析】略

19.黄钠铁矾[NaaFeb(SO4)c(OH)d]具有沉淀颗粒大、沉淀速率快、容易过滤等特点。某研究小组先将某废水中Fe＋氧化为Fe＋，再加入Na2SO4使其生成黄钠铁矾而除去铁。为测定黄钠铁矾的组成，该小组进行了如下实验：

①称取12.125 g样品，加盐酸完全溶解后，配成250.00 mL溶液A。

2

3

②量取25.00 mL溶液A，加入足量的KI，再用0.2500 mol·L1 Na2S2O3溶液滴定生成的I2(反应原理为I2＋2Na2S2O3＝2NaI＋Na2S4O6)，消耗30.00 mL Na2S2O3溶液至终点。

③另取50.00 mL溶液A，加入足量BaCl2溶液充分反应后，过滤，将所得沉淀洗涤、干燥后，称得其质量为2.330 g。

（1）NaaFeb(SO4)c(OH)d中a、b、c、d之间的代数关系式为 。 （2）通过计算确定黄钠铁矾的化学式(写出计算过程)。 【答案】（1）a＋3b＝2c＋d

（2）黄钠铁矾的化学式为NaFe3(SO4)2(OH)6 【解析】

试题分析：（1）根据电荷守恒a＋3b＝2c＋d

（2）由相关反应知：n(Fe＋)=2n(I2)=n(Na2S2O3)250 mL溶液A中： n(Fe＋)＝0.2500 mol·L×30.00 mL×10 L·mL×10＝7.50×10 mol n(SO2－4)＝2.330g ÷233 g·mol×5＝5.00×10mol 根据质量守恒有：

n(Na)×23 g·mol＋n(OH)×17 g·mol

＝12.125 g－7.50×10 mol×56 g·mol－5.00×10 mol×96 g·mol 根据电荷守恒有：

n(Na)＋7.50×10 mol×3＝5.00×10 mol×2＋n(OH) 解得：

n(Na)＝0.025 mol n(OH)＝0.150 mol

a∶b∶c∶d＝n(Na)∶n(Fe)∶n(SO2－4)∶n(OH)＝1∶3∶2∶6 黄钠铁矾的化学式为NaFe3(SO4)2(OH)6 考点：本题考查化学计算。

20.将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2mol/L H2SO4溶液中，然后再滴加1 mol/L NaOH溶液。请回答：

（1）若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如下图所示。

+

3+

－

－

－2

－1

－2

－1

－1

－2

－

3

3－1－3－1－2

+－1－－1

+－2－2－

+

当V1＝160mL时，则金属粉末中n(Mg)＝________ mol，V2＝_____________mL。

（2）若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg＋、Al＋刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH) _____________mL。

（3）若混合物仍为0.1 mol，其中Mg粉的物质的量分数为a，用100 mL 2 mol/L的硫酸溶解此混合物后，再加入450 mL 1mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围是：_____________。

【答案】 Mg为0.06mol V2 =\的最大值是剩余的氢氧化钠全用于溶解Al(OH)3 ,即为0.05mol,则Al的最大值为0.05mol,此时a=0.5,为最小值，a的最大值是合金中无Al，即a=1，所以 0.5 ≤a＜1

【解析】(1)当时V1=160mL，此时溶液是MgSO4、Al2(SO4)3和Na2SO4混合液，由Na离子守恒可知，n(Na2SO4)=n(Na)=n(NaOH)=

+

+

2

3

，设MgSO4为xmol、Al2(SO4)3为

ymol，则：根据原子Mg、Al原子守恒有：x+2y=0.1，100mL 2mol/L的H2SO4溶液中含有硫酸的物质的量为：2mol/L×0.1L=0.2mol，根据SO42-离子守恒有：x+3y=0.2-0.08=0.12，联立方程解得：x=0.06、y=0.02，所以金属粉末中：n(Mg)=0.06mol，n(Al)=2y=2×0.02mol=0.04mol；滴

+

加NaOH溶液到体积V2时，溶液是Na2SO4和NaAlO2混合液，根据SO42-离子、Na离子和Al原子守恒有：n(NaOH)=2n(Na2SO4)+n(NaAlO2)=2n(H2SO4)+n(Al)=2×0.2mol+0.04mol=0.44mol，则V2点消耗NaOH溶液的体积为

2+

3+

；

(2)使Mg、Al刚好完全沉淀，此时溶质为硫酸钠，则n(NaOH)=2n(Na2SO4) =0.4mol，加入的NaOH的体积为：V=

；

(3) 若混合物仍为0.1 mol，其中Mg粉的物质的量分数为a，用100mL 2mol/L的硫酸溶解此混合物后，再加入450mL 1mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3，证明生成的Al(OH)3

2+3+

全部和NaOH反应，由上述分析知Mg、Al恰好完全沉淀时消耗400mL NaOH溶液，再加入50mL 1mol/L NaOH溶液，所得Al(OH)3沉淀完全溶于NaOH生成NaAlO2，Al(OH)3+NaOH= NaAlO2+ 2H2O，Al(OH)3最大取值0.05mol，即0< n(Al)≤.05mol，n(Mg)+n(Al)=0.1mol，则0.5≤.n(Mg)<1，则0.5≤a<1。

点睛：本题以图像题的形式考查混合物反应的计算、镁铝化合物性质，题目难度中等，分析图像各阶段的发生的反应是解题关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用方法，将会得到太大的简化。 评卷人 得 分 五、简答题

21.【化学与技术】

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