天津市河西区高考化学一模试题(含解析)新人教版

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天津市河西区2015年高考化学一模试卷
一、选择题(共6小题,每小题6分,满分36分)
1.化学与生产、生活、社会密切相关,下列说法错误的是()
A.葡萄糖、麦芽糖均能与银氨溶液反应
B.甘氨酸和丙氨酸缩合最多可以形成四种二肽
C.富含蛋白质的豆浆煮沸后即可得人体所需的氨基酸
D.油酯在氢氧化钾溶液中水解可制得汽车洗涤用的液体肥皂
考点:葡萄糖的性质和用途;油脂的性质、组成与结构;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点.. 专题:有机反应.
分析:A.葡萄糖和麦芽糖均为还原性糖,均能与银氨溶液反应;
B.氨基酸形成肽键原理为羧基提供﹣OH,氨基提供﹣H,两个氨基酸分子脱去一个水分子脱水结合形成二肽,既要考虑不同氨基酸分子间生成二肽,又要考虑同种氨基酸分子间形成二肽;
C.蛋白质在加热条件下发生变性,而不是发生水解反应生成氨基酸;
D.油脂是高级脂肪酸甘油酯,油脂在碱性条件下发生皂化反应.
解答:解:A.葡萄糖和麦芽糖均为还原性糖,均能与银氨溶液反应,故A正确;
B.氨基酸生成二肽,就是两个氨基酸分子脱去一个水分子.当同种氨基酸脱水,生成2种二肽;当是异种氨基酸脱水:可以是甘氨酸脱去羟基,丙氨酸脱氢;也可以丙氨酸脱羟基,甘氨酸脱去氢,生成2种二肽,所以共有4种,故B正确;
C.蛋白质在加热条件下发生变性,需要在催化剂的作用下,蛋白质才会发生水解反应生成氨基酸,故C错误;
D.油脂是高级脂肪酸甘油酯,油脂在碱性条件下发生皂化反应,故D正确;
故选C.
点评:本题考查了糖类、油脂和蛋白质的结构、性质和用途,难度不大,B选项关键在于形成肽键既要考虑不同氨基酸分子间形成肽键,又要考虑同种氨基酸分子间形成肽键.
2.(6分)(2015•河西区一模)“蛟龙”号外壳用特殊的钛合金材料制成,它可以在深海中承受700个大气压的压力.已知金属钛的原子序数为22,化学性质与铝类似.下列说法正确的是()
A.钛属于主族元素
B.钛合金强度很大
C.蒸干TiCl4溶液可得无水钛盐
D.在空气中将金属钛、铝混合后熔化可制得合金
考点:元素周期表的结构及其应用..
专题:元素周期律与元素周期表专题.
分析:A、金属钛的原子序数为22,位于第四周期第IIB族;
B、钛合金强度很大,可以在深海中承受700个大气压的压力;
C、TiCl4是强酸弱碱盐,蒸干水解生成的氯化氢挥发,促进水解,得到氢氧化钛;
D、在空气中加热金属易被氧化.
解答:解:A、金属钛的原子序数为22,位于第四周期第IIB族,不是主族元素,故A错误;
B、钛合金可以在深海中承受700个大气压的压力,钛合金强度很大,故B正确;
C 、TiCl4是强酸弱碱盐,蒸干水解生成的氯化氢挥发,促进水解,得到氢氧化钛,得不到钛盐,故C 错误;
D 、在空气中加热熔化,金属易与氧气发生反应,所以不能直接在空气中制备钛铝合金,故D 错误;
故选B .
点评: 本题考查元素在周期表中的位置、合金的性质和盐的水解的知识,综合性强,但难度适
中,比较容易.
3.(6分)(2015•河西区一模)下列离子方程式正确的是( )
A .
K I 溶液中滴加稀硫酸:4H++4I ﹣+O2=2I2+2H2O B .
过量SO2通入氨水中:2NH3•H2O+SO2=2NH4++SO32﹣+H2O C .
N aAlO2溶液中滴加过量盐酸:AlO2﹣+H2O+H+=Al (OH )3↓ D . 氨水滴入AgNO3溶液中至沉淀完全:Ag++2NH3•H2O=[Ag (NH3)2]++2H2O
考点: 离子方程式的书写..
专题: 离子反应专题.
分析: A .碘离子在酸性条件下易被氧化成碘单质;
B .二氧化硫过量,反应生成亚硫酸氢铵;
C .稀盐酸过量,氢氧化铝溶解,反应生成铝离子;
D .沉淀完全时生成氢氧化银沉淀,氨水过量时生成银氨络离子.
解答: 解:A .KI 溶液中滴加稀硫酸,碘离子被氧气氧化,反应的离子方程式为:4H++4I ﹣
+O2=2I2+2H2O ,故A 正确;
B .二氧化硫过量,二者反应生成亚硫酸氢铵,正确的离子方程式为:NH3•H2O+SO2=NH4++HSO3﹣,故B 错误;
C .NaAlO2溶液中滴加过量盐酸,反应生成氯化铝和氯化钠,正确的离子方程式为:AlO2﹣+4H+=Al3++2H2O ,故C 错误;
D .氨水滴入AgNO3溶液中至沉淀完全,反应生成氢氧化银,正确的离子方程式为:Ag++NH3•H2O=AgOH↓+NH4+,故D 错误;
故选A .
点评: 本题考查了离子方程式的书写判断,该题是高考中的高频题,属于中等难度的试题,注
意掌握离子方程式的书写原则,明确离子方程式正误判断常用方法:检查反应物、生成物是否正确,检查各物质拆分是否正确,如难溶物、弱电解质等需要保留化学式,检查是否符合守恒关系(如:质量守恒和电荷守恒等)、检查是否符合原化学方程式等.
4.(6分)(2015•河西区一模)下列实验“操作和现象”与“结论”对应关系正确的是( ) 选项
操作和现象 结论
A CH4和Cl2混合于试管中光照,颜色逐渐褪去 二者发生了化合反应
B 微热滴有2滴酚酞的饱和NaHCO3溶液,溶液颜色加深
NaHCO3受热分解生成了Na2CO3
C 向淀粉溶液中加入20%的硫酸,加热几分钟,冷却后再加入银氨溶液,水浴,没有银镜生成
淀粉没发生水解
D 向装有Fe (NO3)2溶液的试管中加入稀硫酸,观察到试管口有红棕色气体产生 酸性环境下,NO3﹣被Fe2+还原为
NO ,NO 遇氧气生成NO2
A.A B.B C.C D.D
考点:化学实验方案的评价..
专题:实验评价题.
分析:A.CH4和Cl2发生取代反应;
B.加热促进碳酸氢钠的水解;
C.银镜反应应在碱性条件下进行;
D.硝酸根离子在酸性条件下具有氧化性,可氧化亚铁离子.
解答:解:A.CH4为饱和烃,与Cl2发生取代反应,故A错误;
B.碳酸氢钠在溶液中加热不反应,加热促进碳酸氢钠的水解,溶液碱性增强,故B错误;
C.淀粉在酸性条件下水解生成葡萄糖,葡萄糖的银镜反应应在碱性条件下进行,故C 错误;
D.硝酸根离子在酸性条件下具有氧化性,可氧化亚铁离子,生成NO被氧化生成红棕色的NO2,故D正确.
故选D.
点评:本题考查较为综合,涉及物质的检验、性质比较等知识,为高考常见题型,侧重于学生的分析能力和实验能力的考查,注意把握实验的严密性和可行性的评价,难度不大.
5.(6分)(2015•河西区一模)下列图示与对应的叙述相符的()
A.
表示不同条件下水的电离平衡曲线,图中各点温度:X>Z>Y
B.
表示浓度相同的两种一元酸分别用0.1 mol/L NaOH溶液滴定曲线,酸性:HA>HB
C.
表示pH相同的NH4Cl溶液和HCl溶液分别加同体积水稀释二者pH的变化曲线
D.
表示向等体积、等物质的量浓度的盐酸和NaOH溶液中分别加入足量铝粉,产生H2的物质的量随时间的变化曲线
考点:弱电解质在水溶液中的电离平衡;水的电离;盐类水解的应用;铝的化学性质..
专题:图示题.
分析:A、水的电离吸热,温度越高水的离子积越大;
B、相同浓度的不同酸,酸性越强其pH越小;
C、氯化铵加水稀释时,促进水解,氢离子物质的量增大,盐酸加水稀释,氢离子物质
的量不变;
D、2molAl与6molHCl反应生成3mol氢气,2molAl与2molNaOH反应生成3mol氢气.解答:解:A、表示不同条件下水的电离平衡曲线,图中各点温度:Y>Z>X,故A错误;
B、HA与HB浓度相同,pH小的是HB,所以酸性HB>HA,故B错误;
C、氯化铵加水稀释时,促进水解,氢离子物质的量增大,盐酸加水稀释,氢离子物质
的量不变,所以盐酸加水稀释pH变化大,故C正确;
D、产生相同量的氢气,小于盐酸的物质的量大于氢氧化钠,故D错误;
故选C.
点评:本题考查较为综合,涉及水的离子积常数、酸性强弱与pH的关系、盐类水解、据化学方程式计算,侧重于学生的分析能力的考查,为高频考点,注意相关基础知识的积累,难度不大.
6.(6分)(2015•河西区一模)某密闭容器中的反应:3H2(g)+N22NH3(g)△H<0,其正反应速率随时间变化的情况如图所示,判断下列有关t1时刻条件变化的说法可能正确的是()
A.增大NH3浓度的同时减小N2浓度
B.增大N2和H2的浓度
C.扩大容器的体积
D.降低反应温度
考点:化学平衡的影响因素..
专题:化学平衡专题.
分析:根据图知,t1时正反应速率减小,且随着反应的进行,正反应速率逐渐增大,说明平衡
向逆反应方向移动,当达到平衡状态时,正反应速率大于原来平衡反应速率,说明反应物浓度增大,据此分析解答.
解答:解:根据图知,t1时正反应速率减小,且随着反应的进行,正反应速率逐渐增大,说明平衡向逆反应方向移动,当达到平衡状态时,正反应速率大于原来平衡反应速率,说明反应物浓度增大,
A.t1时减小N2浓度,同时增加了NH3的浓度,平衡向逆反应方向移动,如果增加氨气浓度大于减少氮气浓度的2倍时,达到平衡状态,氮气浓度大于原来浓度,则正反应速率大于原来平衡反应速率,故A正确;
B.t1时增大N2和H2的浓度,平衡向正反应方向移动,但正反应速率在改变条件时刻比原速率快,故B错误;
C.t1时只减小了压强,平衡向逆反应方向移动,则正反应速率增大,但平衡时正反应速率小于原来平衡反应速率,故C错误;
D.t1时只降低了温度,平衡向正反应发现移动,正反应速率逐渐减小,故D错误;
故选A.
点评:本题考查化学平衡图象分析,明确图中反应速率与物质浓度关系是解本题关键,会根据图象曲线变化确定反应方向,题目难度中等.
二、解答题(共4小题,满分64分)
7.(14分)(2015•河西区一模)A~I都是由短周期元素组成的常见物质,它们之间的转化关系如图所示.已知:A为气体,其水溶液呈碱性;D、F均能与人体血液中的血红蛋白结合而使人中毒;E可作为半导体材料.
(1)化合物A的电子式为.氧化物I中化学键类型:共价键.组成E单质的元素在元素周期表中的位置是第三周期第ⅣA族.图中物质所含元素原子的半径由大到小依次是(写元素符号)Si、C、N、O、H.
(2)反应④的化学方程式为2C+SiO2Si+2CO↑.
(3)将F与B按体积比2:1混合生成气体M,常温下测定M相对分子质量时,得到的实验值总是比理论值偏大,其原因是(用化学方程式表示)2NO2N2O4.
(4)某容积为V L的试管中充满F气体(标准状况下),若将该气体完全被水吸收,需通入B
的物质的量为(写含V的表达式)mol,此时所得溶液中再通入气体A,恰好完全反应后所得溶液中各离子浓度由大到小依次为:c(NO3﹣)>c(NH4+)>c(H+)>c (OH﹣).
考点:无机物的推断..
专题:推断题.
分析:A是气体,它的水溶液呈碱性,则A应为NH3,与单质B在催化剂条件下反应生成两种氧化物,则B为O2;氧化物D和氧化物F都易与人体血液中的血红蛋白结合而使人中毒,则F为NO、D为CO,G为H2O;结合转化关系可知C为H2、H为C,单质E可作半导体材料,应为Si,则I为SiO2,根据分析可知:A应为NH3、B为O2、C为H2、D 为CO、E为Si、F为NO、G为H2O、H为C、I为SiO2,结合对应物质的性质以及题目要求可解答该题.
解答:解:A是气体,它的水溶液呈碱性,则A应为NH3,与单质B在催化剂条件下反应生成两种氧化物,则B为O2;氧化物D和氧化物F都易与人体血液中的血红蛋白结合而使人中毒,则F为NO、D为CO,G为H2O;结合转化关系可知C为H2、H为C,单质E 可作半导体材料,应为Si,则I为SiO2,根据分析可知:A应为NH3、B为O2、C为H2、D为CO、E为Si、F为NO、G为H2O、H为C、I为SiO2,
(1)A为NH3,A的电子式为,I为SiO2,I中化学键类型是共价键,E为Si,Si元素在元素周期表中的位置是第三周期第ⅣA族,图中物质所含元素原子的半径由大到小依次是Si、C、N、O、H,
故答案为:;共价键;第三周期第ⅣA族;Si、C、N、O、H;
(2)反应④的化学方程式为2C+SiO2Si+2CO↑,故答案为:
2C+SiO2Si+2CO↑;
(3)F为NO、B为O2,将F与B按体积比2:1混合生成气体M,则M为NO2,常温下测定M相对分子质量时,得到的实验值总是比理论值偏大,其原因是2NO2N2O4,故答案为:2NO2N2O4;
(4)F为NO,某容积为V L的试管中充满F气体(标准状况下),若将该气体完全被水吸收,根据反应方程式4NO+2H2O+3O2=4HNO3可知,需通入氧气的物质的量为
mol=mol,此时所得溶液中再通入气体A,恰好完全反应后所得溶液硝酸铵溶液,溶液中铵根离子水解,溶液呈酸性,所以溶液中各离子浓度由大到小依次为c(NO3﹣)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH﹣),
故答案为:;c(NO3﹣)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH﹣).
点评:本题考查无机物的推断,题目难度中等,为高频考点,侧重考查学生的分析、分析能力及综合应用所学知识能力,注意把握物质的性质以及转化关系,为解答该题的关键.
8.(18分)(2015•河西区一模)化合物A(C5H8)是形成天然橡胶的单体,它的一系列反应如下图所示(部分反应条件略去):
已知:,RCH2CH=CH2 RCHBrCH=CH2
请按要求回答下列问题:
(1)反应①和③的反应类型分别是加成反应、取代反应.
(2)A的官能团名称为碳碳双键;B的分子式为C5H8O2;B形成高聚物的结构简式为.
(3)反应②的化学方程式为.(4)C为一溴代物,分子中含﹣CH2,均2个,反应④的化学方程式为

(5)A的名称是2﹣甲基﹣1,3﹣丁二烯.写出所有符合下列条件的A的同分异构体的结
构简式:
①环状②核磁共振氢谱显示有2种氢原子.
考点:有机物的推断..
专题:有机物的化学性质及推断.
分析:
化合物A(C5H8)是形成天然橡胶的单体,则A为,由A与B的产物结构、结合反应信息可知,A与B发生加成反应,可推知B为CH2=CHCOOC2H5,反
应①发生烯烃与溴的加成反应生成,反应②为氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应,反应③在光照条件下与溴发生取代反应,由信息可知,与碳碳双键相连的碳原子上的H原子被取代,C再氢氧化钠水溶液、加热条件下发生卤代烃的水解、
酯的水解,再酸化得到C8H10O3,故C为一溴代物,由于分子中含﹣CH2,均2
个,故C为,C8H10O3为,据此解答.
解答:
解:化合物A(C5H8)是形成天然橡胶的单体,则A为,由A与B 的产物结构、结合反应信息可知,A与B发生加成反应,可推知B为CH2=CHCOOC2H5,
反应①发生烯烃与溴的加成反应生成,反应②为氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应,反应③在光照条件下与溴发生取代反应,由信息可知,与碳碳双键相连的碳原子上的H原子被取代,C再氢氧化钠水溶液、加热条件下发生卤代烃的水解、
酯的水解,再酸化得到C8H10O3,故C为一溴代物,由于分子中含﹣CH2,均2
个,故C为,C8H10O3为,
(1)反应①发生烯烃与溴的加成反应,反应③在光照条件下与溴发生取代反应,
故答案为:加成反应;取代反应;
(2)A为,含有官能团为:碳碳双键;B为CH2=CHCOOC2H5,B的分子式为C5H8O2,B含有碳碳双键,发生加聚反应生成高聚物,该高聚物的结构简式
为,
故答案为:碳碳双键;C5H8O2;;
(3)反应②的化学方程式为:,故答案为:;
(4)反应④的化学方程式为:,故答案为:;
(5)A为,名称为:2﹣甲基﹣1,3﹣丁二烯,A的同分异构体满足:
①环状,②核磁共振氢谱显示有2种氢原子,不可能为五元环、四元环,只能为三元环、
含有一个碳碳双键,符合条件的同分异构体有:,
故答案为:2﹣甲基﹣1,3﹣丁二烯;.
点评:本题考查有机物推断,充分利用有机物的结构、分子式采取正、逆推法相结合进行推断,需要学生对给予的信息进行利用,熟练掌握官能团的性质与转化,难度中等.
9.(18分)(2015•河西区一模)某同学用如图所示装置,通过电解饱和食盐水探究氯气相关性质,其中A、B处的棉花浸有不同溶液.请按要求回答下列问题:
(1)图中Pt电极接电源正(填“正”、“负”)极,此电解总反应的离子反应方程式为2Cl
﹣+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH﹣.
若在阴极产生448mL气体(标准状况,假设完全从U形管右侧支管导出)后停止实验,测得U形管中溶液的体积为400mL,则常温下此溶液的理论pH=13.
(2)上图实验装置设计存在不足,请在C处方框内画出简图补充完善,并标注必要试剂.(3)通电一段时间后,可观察到A、B处的棉花颜色均发生变化.
①A处发生反应的离子方程式为Cl2+SO32﹣+H2O=2Cl﹣+SO42﹣+2H+.
②B处先变红,稍后又变为黄色.其中先变红的原因是Fe2+被Cl2氧化产生Fe3+,Fe3+与SCN
﹣反应生成Fe(SCN)3呈红色
(4)该同学为探究B处由红变黄的原因又进行了如下实验:取出B处棉花挤出变黄的溶液样品分为两份,取其中一份于试管X中滴加KSCN溶液,得红色溶液.查资料知SCN﹣电子式:
他猜想:SCN﹣可能被氯水氧化,导致溶液变黄.
①可能发生的反应为(请配平):SCN﹣+□Cl2+□H2O=SO42﹣+NO3﹣+□+□+CO2当0.5mol SCN ﹣参与反应时转移的电子总数目为8NA.
②设计一简约实验验证此猜想成立:取第二份样品溶液于试管Y中,滴加盐酸、氯化钡溶液;观察有白色沉淀生成,则证明此设想成立.
考点:电解原理;氧化还原反应;性质实验方案的设计..
专题:电化学专题.
分析:(1)电解饱和食盐水,在阴极上产生氢气,在阳极上产生氯气,所以阳极是惰性电极,根据电解产物书写电解方程式;
(2)氯气有毒,要用氢氧化钠进行尾气处理;
(3)氯气具有氧化性,能将亚硫酸钠氧化为硫酸钠,能将氯化亚铁氧化为氯化铁,铁离子遇到硫氰化钾显示红色;
(4)①根据SCN﹣的电子式为可知,SCN﹣中碳显+4价,硫显﹣2价,氮显﹣3价,碳已经是最高正价了,根据电子守恒配平SCN﹣与Cl2反应的化学方程式;
②验证此猜想成立,只要证明硫酸根离子的产生即可,加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,
产生白色沉淀,说明白色沉淀为硫酸钡,即溶液中有硫酸根离子.
解答:解:(1)电解饱和食盐水,在阴极上产生氢气,在阳极上产生氯气,所以阳极是惰性电极,即Pt是阳极,金属铁是阴极,Pt电极接电源正极,电解氯化钠的原理方程式为:
2Cl﹣+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH﹣,若在阴极产生448mL气体,即0.02mol的氢气
生成,所以产生氢氧化钠是0.04mol,氢氧化钠的浓度是=0.1mol/L,常温下此溶液的理论pH=13,
故答案为:正;2Cl﹣+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH﹣;13;
(2)氯气有毒,要用氢氧化钠进行尾气处理,C处方框内的图示如下:,
故答案为:;
(3)①氯气具有氧化性,能将亚硫酸钠氧化为硫酸钠,即Cl2+SO32﹣+H2O=2Cl﹣+SO42
﹣+2H+,故答案为:Cl2+SO32﹣+H2O=2Cl﹣+SO42﹣+2H+;
②氯气具有氧化性,能将氯化亚铁氧化为氯化铁,铁离子遇到硫氰化钾显示红色,
故答案为:Fe2+被Cl2氧化产生Fe3+,Fe3+与SCN﹣反应生成Fe(SCN)3呈红色;
(4)①根据SCN﹣的电子式为可知,SCN﹣中碳显+4价,硫显﹣2价,氮显﹣3价,碳的化合价不变,S的化合价从﹣2价升高到+6价,共升高了8价,N元素的化合价总﹣3价升高到了+5价,所以共升高了8价,总共升高了16价,氯气具有氧化性,还原产物是氯离子,化合价降低的是Cl元素,所以Cl2的系数是8,Cl﹣的前边系数是16,根据电荷守恒,产物还需要18H+,根据元素守恒,反应物水的系数是9,即反应的离子反应为:SCN﹣+8Cl2+9H2O=SO42﹣+NO3﹣+16Cl﹣+18H++CO2;反应转移电子是16mol,当0.5molSCN﹣参与反应时,转移的电子总数目为8NA,
故答案为:8、9、16 Cl﹣、18H+;8NA;
②验证此猜想成立,只要证明硫酸根离子的产生即可,硫酸根离子的检验方法:加入用
盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明白色沉淀为硫酸钡,即溶液中有硫酸根离子,证明猜想成立,
故答案为:盐酸、氯化钡溶液;白色沉淀.
点评:本题综合考查电解池的工作原理、氯气的性质以及氧化还原反应的配平和离子的检验知识,综合性强,难度不大.
10.(14分)(2015•河西区一模)碳及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用.请按要求回答下列问题:
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣393kJ•mol﹣1;
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=﹣566kJ•mol﹣1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=﹣484kJ•mol﹣1
将水蒸气喷到灼热的炭上可实现炭的气化(制得CO、H2),该反应的热化学方程式为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),△H=+132kJ•mol﹣1.
(2)将一定量CO(g)和H2O(g)分别通入容积为2L的恒容密闭容器中,一定条件下发生反应为CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g),得到如下三组实验数
实验编号温度/℃起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
H2O CO CO2
1 500 4 8 3.
2 4
2 750 2 4 0.8 3
3 750 2
4 0.8 1
①该反应的正反应为放热(填“吸热”或“放热”)反应.
②实验1中,0~4min时段内,以v(H2)表示的反应速率为0.4mol/(L•min).若在此温度下H2O(g)、CO(g)起始量分别为2mol、4mol,则此反应的平衡常数为.
③实验2达到平衡时CO的转化率为20%.
④实验3与实验2相比,改变的条件是加催化剂;
请在如图1坐标中画出“实验2”与“实验3”中c(CO2)随时间变化的曲线,并作标注实验编号.(3)CO与H2一定条件下反应生成甲醇(CH3OH),甲醇是一种燃料,可利用甲醇设计一个燃料电池,用KOH溶液作电解质溶液,多孔石墨做电极,该电池的负极反应式为CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣═CO32﹣+6H2O.
(4)一定条件下,如图2示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其它有机物),则阴极的电极反应式为.
考点:热化学方程式;原电池和电解池的工作原理;化学平衡的影响因素..
专题:基本概念与基本理论.
分析:(1)已知①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣393kJ•mol﹣1;
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=﹣566kJ•mol﹣1;
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=﹣484kJ•mol﹣1;
根据盖斯定律,①﹣(②+③)得C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),△H;
(2)①假定平衡不发生移动,实验2条件下平衡时CO2的物质的量应为mol=1.6mol,实际为0.8mol,说明温度升高,平衡逆向移动;
②v(CO2)==0.4mol/(L•min),根据化学反应速率之比等于化学计量数之比
计算v(H2)表示的反应速率;化学平衡常数只与温度有关,与反应物的起始浓度无关,利用表中实验1的数据,结合三段法计算平衡时各组分的平衡浓度,带入化学平衡常数表达式计算;
③实验2中平衡时生成0.8molCO2,同时会消耗0.8mol的CO,因此实验2达到平衡时
CO的转化率为×100%;
④实验3相比于实验2,化学平衡没有影响,只是增大了化学反应速率,因此改变的条
件为加入了催化剂,实验3达到平衡所用时间为1min,而实验2所用时间为3min,CO2的平衡浓度为0.4mol/L,结合表格数据画出c﹣t图;
(3)甲醇的电极为负极,甲醇失电子,甲醇燃烧生成CO2,CO2在氢氧化钾溶液中以KCO3形式存在,因此负极电极式为CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣═CO32﹣+6H2O;
(4)该实验的目的是储氢,所以阴极上发生的反应为生产目标产物,阴极上苯得电子和氢离子生成环己烷.
解答:解:(1)已知①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣393kJ•mol﹣1;
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=﹣566kJ•mol﹣1;
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=﹣484kJ•mol﹣1;
根据盖斯定律,①﹣(②+③)得C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),△H=﹣393kJ•mol ﹣1﹣×(﹣566kJ•mol﹣1﹣484kJ•mol﹣1)=+132kJ•mol﹣1,
故答案为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),△H=+132kJ•mol﹣1;
(2)①假定平衡不发生移动,实验2条件下平衡时CO2的物质的量应为
mol=1.6mol,实际为0.8mol,说明温度升高,平衡逆向移动,则反应为放热反应,
故答案为:放热;
②v(CO2)==0.4mol/(L•min),=,因此v(H2)=0.4mol/(L•min),化学平衡常数只与温度有关,与反应物的起始浓度无关,则
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g),
开始(mol):4 8 0 0
变化(mol):3.2 3.2 3.2 3.2
平衡(mol):0.8 4.8 3.2 3.2
平衡(mol/L):0.4 2.4 1.6 1.6
因此500℃时该反应的化学平衡常数K==,
故答案为:0.4mol/(L•min);;
③实验2中平衡时生成0.8molCO2,同时会消耗0.8mol的CO,因此实验2达到平衡时
CO的转化率为×100%=20%,
故答案为:20%;
④实验3相比于实验2,化学平衡没有影响,只是增大了化学反应速率,因此改变的条件为加入了催化剂,实验3达到平衡所用时间为1min,而实验2所用时间为3min,CO2
的平衡浓度为0.4mol/L,结合表格数据画出c﹣t图如下:,
故答案为:加催化剂;;
(3)甲醇的电极为负极,甲醇失电子,甲醇燃烧生成CO2,CO2在氢氧化钾溶液中以KCO3形式存在,因此负极电极式为CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣═CO32﹣+6H2O,
故答案为:CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣═CO32﹣+6H2O;
(4)该实验的目的是储氢,所以阴极上发生的反应为生产目标产物,电解池阴极与电源负极相连,得出电解过程中产生的气体为O2,阴极上苯得电子和氢离子生成环己烷,
电极反应式为,
故答案为:.
点评:本题考查较为综合,涉及热化学方程式的书写、化学反应速率和化学平衡、燃料电池和电解池原理,综合性强,为高考高频考点,具有很强的代表性,侧重于化学反应原理和计算能力的考查,难度较大.。

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