2015年湖北高考化学提高训练三十一

湖北2015年高考化学提高训练三十一

　　2015年湖北高考生正在努力备考中，湖北高考网整理了2015年湖北高考化学提高训练，希望对大家有帮助！

　　一、选择题(本题包括16个小题，每小题3分，共48分，每小题只有一个选项符合题意)

　　1.(2014·云南省昆明三中玉溪一中统考(二))短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法不正确的是(　　)

　　A.元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8

　　B.Z的氧化物能与水反应

　　C.Y2-和Z3+的核外电子数和电子层数都相同

　　D.元素Y的简单氢化物的稳定性比W的氢化物强

　　解析：根据短周期元素在周期表中的位置可知X、Y、Z、W、Q分别为：N、O、Al、S、Cl。N最高正化合价为+5，Al最高正化合价为+3，A项正确;Al2O3不与水反应，B项错误;O2-和Al3+均有两个电子层且核外电子数均为10，C项正确;由于O的非金属性大于S，故H2O比H2S稳定，D项正确。

　　答案：B

　　点拨：本题考查元素周期表及元素周期律知识，意在考查考生综合分析问题的能力。

　　2.(2014·河北保定市期末调研)对下列图象的描述正确的是(　　)

　　A.根据图
①可判断反应A2(g)+3B2(g)　　2AB3(g)的ΔH>0

　　B.图
②可表示压强(p)对反应2A(g)+2B(g)　　3C(g)+D(s)的影响且p2>p1

　　C.图
③可表示向醋酸溶液中通入氨气时，溶液导电性随氨气量的变化

　　D.图
④表示常温下，稀释同体积同pH的HA、HB两种酸溶液时，溶液pH随加水量的变化，则同温同浓度的NaA溶液pH小于NaB溶液

　　解析：由图
①可知随着温度的升高，正、逆反应速率都增大，图中交点后逆反应速率大于正反应速率，所以平衡逆向移动，根据升高温度平衡向吸热反应的方向移动可推出正反应为放热反应，即ΔH<0，A项错误;由图
②可知压强对平衡影响效果相同，所以反应前后气体分子数应该不变，但B选项所给反应反应前后气体分子数不相同，B选项错误;醋酸是弱电解质，氨气是非电解质，向醋酸溶液中通入氨气生成的醋酸铵为强电解质，导电性增强，而图
③中的曲线导电性是先减弱的，故C选项错误;同温、同体积、同pH的两种一元酸，酸性越强，随着加水量增加其pH变化越大，所以从图中可知HA和HB都是弱酸，酸性越弱，形成强碱弱酸盐的水解程度越大，碱性越强，D选项正确。

　　答案：D

　　点拨：本题考查了图象的知识，意在考查考生对图象的理解能力和判断能力。

　　3.(2014·河南省开封市一模)一种新型燃料电池，是用两根金属铂作电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入CH3OH和O2，下列说法不正确的是(　　)

　　A.通入CH3OH的电极为负极

　　B.随着放电的进行，负极附近pH上升

　　C.每消耗1 mol CH3OH可以向外电路提供6 mol e-

　　D.通入O2的一极电极反应为2H2O+O2+4e-===4OH-

　　解析：在原电池中负极发生氧化反应，电极反应式为：CH3OH-6e-+8OH-===CO+6H2O，正极发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-，由电极反应式可知，每消耗1 mol CH3OH可以向外电路提供6 mol e-，负极附近pH降低，本题答案为B。

　　答案：B

　　点拨：本题考查燃料电池正负极的判断、电极反应式的书写以及电子的转移，意在考查考生对原电池原理的应用和分析能力。

　　4.(2014·贵州省贵阳市监测(一))水是生命之源、生态之基。下列关于水的描述正确的是(　　)

　　A.HO中，质量数之和是质子数之和的两倍

　　B.在纯水中加入少量铵盐不会对水的电离产生影响

　　C.100 ℃时，纯水的pH=7

　　D.H2O的电子式为H　H

　　解析：HO中质量数之和为18，质子数之和为10，故质量数之和小于质子数之和的两倍，A项错误;铵盐中的NH在水中会发生水解，故纯水中加入少量铵盐会促进水的电离，B项错误;升高温度，水的电离程度增大，100 ℃时，纯水的pH=6，C项错误;H2O为共价化合物，D项正确。

　　答案：D

　　点拨：本题以水为载体考查原子的组成、电子式的书写以及溶液的酸碱性和pH，意在考查考生的识别和分析能力。

　　5.(2014·河北省唐山市期末)下表是元素周期表的一部分，下列有关说法不正确的是(　　)

　　族

　　周期　　 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 2 a b 3 c d e f A.元素a是制备一种高效电池的重要材料

　　B.由b元素形成的单质不一定是原子晶体

　　C.c、d两元素的单质构成原电池两电极时，d可能为负极

　　D.e、f的含氧酸的酸性依次增强

　　解析：由题给元素周期表可知，a为Li，b为C，c为Mg，d为Al，e为S，f为Cl。Li是制备高效电池的重要材料，A选项正确;由C形成的金刚石是原子晶体，由C形成的石墨不是原子晶体，由C形成的石墨不是原子晶体，B选项正确;如果镁和铝在氢氧化钠溶液中形成的原电池，铝为负极，C选项正确;e、f的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强，D选项错误。

　　答案：D

　　点拨：本题考查了物质结构、元素周期表知识，意在考查考生对相关知识的理解和运用能力。

　　6.(2014·甘肃省兰州市张掖市联考)现有短周期元素X、Y、Z、M，X、Y位于同主族，Z、M位于同主族，Y、Z位于同周期，X与Z、M都不在同一周期，Z的核电荷数是M的2倍。下列说法正确的是(　　)

　　A.简单阳离子的氧化性：Y>X

　　B.气态氢化物的稳定性：Z>M

　　C.简单离子半径由大到小的顺序是：Z>M>Y

　　D.等浓度的X2Z与Y2Z的溶液中，水的电离程度：X2Z>Y2Z

　　解析：短周期元素Z的核电荷数是M的2倍，又Z、M位于同主族，可推出Z为S，M为O，再根据题给条件进一步推出X为H，Y为Na。简单阳离子的氧化性：H+>Na+，A选项错误;元素非金属性越强，其气态氢化物越稳定，O的非金属性强于S，稳定性：H2O>H2S，B选项错误;简单离子半径：S2->O2->Na+，C选项正确;H2S是弱酸，在水溶液中发生电离，抑制水的电离，Na2S是强碱弱酸盐，在水溶液中发生水解，促进水的电离，所以水的电离程度：Na2S>H2S，D选项错误。

　　答案：C

　　点拨：本题考查了物质结构与元素周律知识，意在考查考生的推断能力。

　　7.(2014·甘肃省兰州市张掖市联考)下列图示与对应的叙述相符的是(　　)

　　A.图1所示的总反应为吸热反应

　　B.图2所示实验为用0.01 mol·L-1的HCl溶液滴定20 mL 0.01 mol·L-1的NaOH溶液

　　C.图3可以表示反应2SO2(g)+O2(g)　　2SO3(g)在恒温时的平衡常数K随压强p变化的关系

　　D.图4可以表示常温下pH=2的HCl溶液加水稀释倍数与pH的变化关系

　　解析：由图1可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，总反应为放热反应，A选项错误;由图2可知，是用氢氧化钠溶液滴定盐酸，B选项错误;因为平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，C选项正确;盐酸是酸，无论如何稀释也不可能变成碱，D选项错误。

　　答案：C

　　点拨：本题考查图象的分析，意在考查考生的分析能力。

　　8.(2014·甘肃省兰州市张掖市联考)下列判断正确的是(　　)

　　A.同温下，HF比HClO易电离，则等浓度等体积NaF溶液的pH比NaClO溶液的pH大

　　B.常温下，0.4 mol·L-1 HA溶液和0.2 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合后，混合溶液的pH等于3，则混合溶液中粒子浓度大小关系：c(A-)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)

　　C.常温下pH =a的Al2(SO4)3溶液和pH=a的H2SO4溶液中，水电离的c(H+)相等

　　D.用铂电极电解食盐水，一段时间后两极产生气体体积比为32(同条件下)，为将电解液恢复原状，则只需向电解液中通入一定量的HCl气体

　　解析：“同温度下，HF比HClO易电离”，说明HF的酸性强于HClO，酸性越弱，形成的强碱弱酸盐的碱性越强，所以等浓度等体积NaClO溶液的pH比NaF溶液的pH大，A选项错误;混合后得到浓度均为0.1 mol·L-1的HA和NaA的混合溶液，若HA为强酸，则混合后溶液的pH为1，pH=3说明HA为弱酸，所以溶液中粒子浓度关系为：c(A-)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)，B选项正确;硫酸铝是强酸弱碱盐，Al3+水解促进水的电离，硫酸抑制水的电离，两溶液中水的电离程度不同，C选项错误;当两极产生的气体体积之比为11时，说明只生成氢气和氯气，这时通入一定量的氯化氢气体就可以恢复到原来的状态，题中体积比为32，说明除生成氢气和氯气外还生成了氧气，故只通入氯化氢气体不能复原，还得加入一定量的水，D选项错误。

　　答案：B

　　点拨：本题考查了溶液中的离子平衡和电化学知识，意在考查考生对所学知识的应用能力。

　　9.(2014·河南省开封市二模)下列图示与对应的叙述相符的是(　　)

　　A.图甲表示H2与O2发生反应过程中的能量变化，H2的燃烧热为483.6 kJ·mol-1

　　B.图乙表示在饱和Na2CO3溶液中逐步加BaSO4固体后，溶液中c(CO)的变化

　　C.图丙表示Zn、Cu和稀硫酸构成的原电池在工作过程中电流强度的变化，t时加入了H2O2

　　D.图丁表示恒温恒容条件下发生的可逆反应2NO2(g)　　N2O4(g)中，各物质的浓度与其消耗速率之间的关系，其中交点A对应的状态为化学平衡状态

　　解析：燃烧热指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量，H2O在气态时不稳定，在液态时稳定，A项错误;图乙中c(CO)最后不可能变为0，B项错误;H2O2具有强氧化性，能加快Zn被氧化的速率，使反应速率加快，使电流强度增大，C项正确;根据速率之比等于化学计量数之比可知，平衡时NO2的消耗速率为N2O4消耗速率的2倍，A处为NO2和N2O4的消耗速率相等的状态，不是化学平衡状态，D项错误。

　　答案：C

　　点拨：本题考查化学反应中有关图象的识别，意在考查考生对学化图象的分析判断能力。

　　10.(2014·上海虹口一模)以下物理量只与温度有关的是(　　)

　　A.醋酸的电离度　　　 B.醋酸钠的水解程度

　　C.水的离子积 D.氨气的溶解度

　　解析：醋酸的电离度，醋酸钠的水解程度，与温度、浓度都有关系，A、B项错;氨气的溶解度与压强、温度有关系，D错误。

　　答案：C

　　11.(2014·辽宁省沈阳市质检(二))下列说法正确的是(　　)

　　A.0.1 mol·L-1的硫酸铵溶液中：c(NH)>c(SO)>c(H+)=c(OH-)

　　B.常温下恰好中和等体积pH相同的CH3COOH和HCl溶液，消耗NaOH的量一样多

　　C.常温下，醋酸钠与醋酸的混合溶液pH=7，则c(Na+)>c(CH3COO-)

　　D.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中：c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)

　　解析：硫酸铵溶液由于NH水解显酸性，故c(H+)>c(OH-)，A项错误;乙酸为弱酸，故等体积pH相同的乙酸与盐酸相比，前者浓度较高，因此恰好中和相同体积相同pH的乙酸与盐酸时，乙酸消耗的NaOH的量较多，B项错误;醋酸钠和醋酸混合液中，存在电荷守恒，即c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-)，因混合溶液pH=7，故c(H+)=c(OH-)，由此推知c(Na+)=c(CH3COO-)，C项错误;由电荷守恒可知D项正确。

　　答案：D

　　点拨：本题考查电解质溶液相关知识，意在考查考生的分析判断能力。

　　12.(2014·河南省适应性测试)下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是(　　)

　　A.常温下，pH=7的CH3COONa和CH3COOH混合溶液：c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)

　　B.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中加入等体积的0.1 mol·L-1 NaOH溶液：c(CO)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+)

　　C.向0.2 mol·L-1 NaHCO3溶液中加入等体积的0.1 mol·L-1 NaOH溶液：c(CO)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+)

　　D.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液：c(HCO)+c(H2CO3)=c(OH-)-c(H+)

　　解析：A项，根据电荷守恒有：c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)，又因溶液pH=7，即c(OH-)=c(H+)，从而推出c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)，A项正确;B项，反应后得到Na2CO3溶液，溶液中c(OH-)>c(HCO)，B项错误;C项，反应后得到等物质的量浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液，由于CO的水解程度大，故混合溶液中c(HCO)>c(CO)，C项错误;D项，根据质子守恒可知c(HCO)+2c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)，D项错误。

　　答案：A

　　点拨：本题考查电解质溶液中微粒浓度关系，意在考查考生的分析推理能力。

　　13.(2014·河北省石家庄质检(二))下列选项正确的是(　　)

　　A.0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中：c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)

　　B.等物质的量浓度的三种溶液：
①(NH4)2CO3　
②NH4Cl　
③(NH4)2Fe(SO4)2中，c(NH)的大小顺序为：
③>
②>
①

　　C.25 ℃时，pH=4的KHC2O4溶液中：c(HC2O)>c(H2C2O4)>c(C2O)

　　D.CH3COONa溶液和盐酸混合呈中性的溶液中：c(Na+)>c(Cl-)=c(CH3COOH)

　　解析：该溶液中电荷守恒式为：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)，物料守恒式为：c(Na+)=c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)，联立两式得到质子守恒式：c(OH-)+c(CO)=c(H2CO3)+c(H+)，A选项错误;水解是微弱的，(NH4)2Fe(SO4)2中Fe2+的水解抑制NH水解，c(NH)的大小顺序为
③>
①>
②，B选项错误;pH=4，说明溶液显酸性，则HC2O的电离程度大于水解程度，所以c(C2O)>c(H2C2O4)，C选项错误;该混合溶液中电荷守恒式为：c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(CH3COO-)，因c(H+)=c(OH-)，故c(Na+)>c(Cl-)，HCl电离出的c(H+)=c(Cl-)，因为混合溶液呈中性，所以相当于HCl电离出的H+和CH3COONa电离出的CH3COO-恰好反应生成CH3COOH，可得出c(Cl-)=c(CH3COOH)，即c(Na+)>c(Cl-)=c(CH3COOH)，D选项正确。

　　答案：D

　　点拨：本题考查了溶液中微粒浓度关系，意在考查考生对相关理论的理解及运用能力。

　　14.(2014·云南省昆明市质检)25 ℃时，某一弱酸HA的电离平衡常数为Ka，A-的水解平衡常数为Kh。该温度下向20 mL 0.1 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液，其pH变化曲线如图所示(忽略反应导致的温度变化)。下列说法不正确的是(　　)

　　A.滴定过程中总是存在：Ka>Kh

　　B.点
②所示溶液中存在：c(Na+)=c(A-)

　　C.点
③所示溶液中存在：c(Na+)=c(A-)+c(HA)

　　D.向点
①所示溶液中加水：减小

　　解析：A项，加入10 mL NaOH溶液时，溶液中含有等物质的量的HA和NaA，既存在A-的水解平衡，也存在HA的电离平衡，而此时溶液呈酸性，说明HA的电离程度大于A-的水解程度，即Ka>Kh，而电离平衡常数和水解平衡常数只与温度有关，因滴定过程中忽略温度变化，故滴定过程中始终有Ka>Kh，正确;B项，根据溶液中电荷守恒知，c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-)，点
②表示的溶液pH=7，呈中性，c(H+)=c(OH-)，则c(Na+)=c(A-)，正确;根据物料守恒知C项正确;D项，将c(OH-)=代入中，得=，Ka和KW均只与温度有关，故点
①溶液加水稀释时不变，D项错误。

　　答案：D

　　点拨：本题考查了溶液中的平衡问题，意在考查考生灵活运用所学知识解决问题的能力。

　　15.(2014·陕西省质检(一))根据如图回答，下列说法不正确的是(　　)

　　关于如图中四个图象的说法正确的是(　　)

　　注：图中，E表示能量，p表示压强，t表示时间，V表示体积。

　　A.
①表示化学反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的能量变化，则该反应的反应热ΔH=183 kJ/mol

　　B.
②表示其他条件不变时，反应4A(g)+3B(g)　　2C(g)+6D在不同压强下B的体积分数随时间的变化，则D一定是气体

　　C.
③表示体积和pH均相同的HCl和CH3COOH两种溶液中，分别加入足量的锌，产生H2的体积随时间的变化，则a表示CH3COOH溶液

　　D.
④表示10 mL 0.1 mol/L Na2CO3和NaHCO3两种溶液中，分别滴加0.1 mol/L盐酸，产生CO2的体积随盐酸体积的变化，则b表示Na2CO3溶液

　　解析：
①反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，ΔH为负值，A项错误;
②根据图可知，压强为p2时反应先达到平衡，则p2>p1，若D是气体，则p2到p1，压强减小，B的体积分数减小，而图中表明减小压强时，B的体积分数增大，B项错误;
③的体积和pH均相同的HCl和醋酸，n(醋酸)>n(HCl)，加入足量锌，开始时两溶液中c(H+)相同，而反应时盐酸中不断消耗H+，而醋酸中消耗H+的同时醋酸也电离出H+，因此随后醋酸中c(H+)大于盐酸中c(H+)，醋酸中产生的氢气多，C项正确;
④Na2CO3溶液中滴加盐酸，发生反应：CO+H+===HCO、HCO+H+===H2O+CO2↑，而NaHCO3溶液中滴加盐酸，发生反应：HCO+H+===H2O+CO2↑，即NaHCO3溶液中滴加盐酸，立即产生CO2，因此b表示NaHCO3溶液，D项错误。

　　答案：C

　　点拨：本题考查反应热、化学平衡、电解质溶液等图象的分析，意在考查考生对化学反应原理的理解能力。

　　16.(2014·北京海淀区一模)某种碳酸饮料中主要含柠檬酸、碳酸、白砂糖、苯甲酸钠等成分，常温下测得其pH约为3.5，下列说法不正确的是(　　)

　　A.柠檬酸的电离会抑制碳酸的电离

　　B.该碳酸饮料中的水的电离受到抑制

　　C.常温下，该碳酸饮料中KW大于纯水的KW的值

　　D.打开瓶盖冒出大量汽泡，是因为压强减小，降低了CO2的溶解度

　　解析：柠檬酸电离出的氢离子抑制碳酸的电离，A项正确;碳酸饮料中的酸电离出氢离子，使水的电离平衡逆向移动，B项正确;KW的值只与温度有关，C项错误;压强减小，向气体的物质的量增加的方向移动，D项正确。

　　答案：C

　　点拨：知识：有机化合物分子式的确定、化学键及化学键与物质种类之间的关系等。能力：结合物质结构与化学键的知识，考查学生理解概念、运用概念解决实际问题的能力。试题难度：较小。

　　二、非选择题(本题包括4小题，共52分)

　　17.(2014·山东卷)(10分)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：

　　2NO2 (g)+NaCl(s)　　NaNO3(s)+ClNO(g)　K1　ΔH<0(Ⅰ)

　　2NO(g)+Cl2(g)　　2ClNO(g)　K2　ΔH2<0(Ⅱ)

　　(1)4NO2 (g)+2NaCl(s)　　2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2 (g)的平衡常数K=________(用K1、K2表示)。

　　(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响，在恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2,10 min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10 min内v(ClNO)=7.5×10-3 mol·L-1·min-1，则平衡后n(Cl2)=________mol，NO的转化率α1=________。其他条件保持不变，反应(Ⅱ)在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α2________α1(填“>”“<”或“=”)，平衡常数K2________(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小，可采取的措施是________。

　　(3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2，反应为2NO2+2NaOH ===NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应得1 L溶液A，溶液B为0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液，则两溶液中c(NO)、c(NO)和c(CH3COO-)由大到小的顺序为 ________ 。(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4 mol·L-1，CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5 mol·L-1)

　　可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是________。

　　a.向溶液A中加适量水

　　b.向溶液A中加适量NaOH

　　c.向溶液B中加适量水

　　d.向溶液B中加适量NaOH

　　解析：(1)观察题给的三个方程式可知，题目所求的方程式可由(Ⅰ)×2-(Ⅱ)得到，故该反应的平衡常数K=。(2)由题给数据可知，n(ClNO)=7.5×10-3 mol·L-1·min-1×10 min×2 L=0.15 mol。

　　2NO(g)+Cl2(g)　　2ClNO(g)

　　0.2　　0.1　　0

　　0.15　　0.075　　0.15

　　0.05　　0.025　　0.15

　　故n(Cl2)=0.025 mol;NO的转化率α1=×100%=75%。

　　其他条件保持不变，由恒容条件(2 L)改为恒压条件，因该反应是气体分子数减小的反应，平衡正向移动，NO的转化率增大，即α2 >α1;平衡常数只是温度的函数，故由恒容条件改为恒压条件时平衡常数不变;要使平衡常数减小，平衡应逆向移动，因为反应(Ⅱ)是放热反应，故应升高温度。(3)由反应方程式计算可知：c(NaNO3)=c(NaNO2)=0.1 mol·L-1，c(CH3COONa)=0.1 mol·L-1;由电离平衡常数可知酸性：HNO3>HNO2>CH3COOH，酸越弱其对应盐溶液中的离子水解程度越大，则c(NO)>c(NO)>c(CH3COO-)。

　　由“越弱越水解”可知，A溶液的碱性比B溶液的碱性弱，pHA　不变　升高温度

　　(3)c(NO)>c(NO)>c(CH3COO-)　bc

　　点拨：知识：平衡常数表达式及其影响因素;化学反应速率的计算;电离平衡常数与酸性强弱的关系;离子浓度大小的比较;盐类水解平衡的移动。能力：根据方程式的相互关系推导平衡常数表达式的能力;根据方程式计算与反应速率相关量的能力;根据平衡常数判断弱酸酸性强弱的能力;根据酸性强弱判断盐溶液中离子浓度大小的能力;根据盐类水解平衡的移动判断溶液pH变化趋势的能力等。试题难度：较大。

　　18.(2014·重庆卷)(14分)氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一。

　　(1)氢气是清洁燃料，其燃烧产物为________。

　　(2)NaBH4是一种重要的储氢载体，能与水反应得到NaBO2，且反应前后B的化合价不变，该反应的化学方程式为________________________，反应消耗1 mol NaBH4时转移的电子数目为________。

　　(3)储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：(g)(g)+3H2(g)。在某温度下，向恒容密闭容器中加入环己烷，其起始浓度为a mol·L-1，平衡时苯的浓度为b mol·L-1，该反应的平衡常数K=________。

　　(4)一定条件下，下图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。

　　
①导线中电子移动方向为________。(用A、D表示)

　　
②生成目标产物的电极反应式为________。

　　
③该储氢装置的电流效率η=________。

　　(η=×100%，计算结果保留小数点后1位)

　　解析：(1)氢气燃烧产物是H2O，对环境无污染，为清洁能源。

　　(2)NaBH4中Na、B、H的化合价分别为+1、+3、-1价，因反应前后B的化合价不发生变化，则说明NaBH4与H2O反应生成氢气，化学方程式为NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑。1 mol NaBH4参加反应时，转移电子4 mol。

　　(3)达到平衡时，H2浓度为苯的3倍，即H2浓度为3b mol·L-1，环己烷的浓度为(a-b)mol·L-1，反应的平衡常数为K=== mol3·L-3。

　　(4)由图可知，苯转化为环己烷的过程是加氢过程，发生还原反应，故为阴极反应，A为电源的负极，B为电源的正极。

　　
①电子从负极流向阴极，即A→D。

　　
②该装置的目标是从苯到环己烷实现储氢，电极反应式为C6H6+6H++6e-===C6H12。

　　
③阳极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+，生成2.8 mol氧气，失去11.2 mol电子。

　　电解过程中通过阴、阳极的电子数目相等，即阴极得到电子也为11.2 mol。

　　阴极除生成环己烷外，还生成H2：2H++2e-===H2↑，由题意可知，2n(H2)+6n(C6H12)=11.2 mol，[10 mol+n(H2)]×10%=10 mol×24%-n(C6H12)：解得n(H2)=2 mol，n(C6H12)=1.2 mol，故生成1.2 mol C6H12时转移电子1.2 mol×6=7.2 mol，电流效率为×100%≈64.3%。

　　答案：(1)H2O

　　(2)NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑　4NA或2.408×1024

　　(3) mol3·L-3

　　(4)
①A→D　
②C6H6+6H++6e-===C6H12　
③64.3%

　　点拨：知识：氧化还原反应、化学平衡、电化学知识。能力：利用题给信息书写有关反应方程式和计算电子转移量，计算化学平衡原理应用，结合装置书写电极反应式以及电流效率计算的能力。试题难度：较大。

　　19.(2014·天津卷)(14分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：

　　N2(g)+3H2(g)　　2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1

　　一种工业合成氨的简易流程图如下：

　　(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：____________________。

　　(2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下：

　　
①CH4(g)+H2O(g)　　CO(g)+3H2(g)　ΔH=+206.4 kJ·mol-1

　　
②CO(g)+H2O(g)　　CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41.2 kJ·mol-1

　　对于反应
①，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的是__________。

　　a.升高温度　　 B.增大水蒸气浓度

　　c.加入催化剂　　 D.降低压强

　　利用反应
②，将CO进一步转化，可提高H2产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为__________。

　　(3)图1表示500℃、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：__________。

　　(4)依据温度对合成氨反应的影响，在图2坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。

　　(5)上述流程图中，使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是________(填序号)，简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：__________。

　　解析：(1)向NH4 HS溶液中通入空气，发生氧化还原反应，有S单质生成，故反应为2NH4HS+O22NH3·H2O+2S↓。

　　(2)反应
①是一个吸热反应，升高温度平衡正向移动，将会增加H2的含量，同时提高反应速率;增大水蒸气的浓度，会提高反应速率，但H2的含量会降低;加入催化剂，不会引起H2含量的改变;降低压强，反应速率减小;故a正确。设CO反应掉n mol。

　　CO(g)+H2O(g)　　CO2(g)+H2(g)

　　投入量/mol　　0.2　　0　　0.8

　　变化量/mol　 　n　　n　　n

　　最终量/mol　　0.2-n　　n　　0.8+n

　　则：0.2-n+n+0.8+n=1.18解得：n=0.18

　　(3)设投入N2和H2的物质的量分别是1 mol、3 mol，平衡时N2反应掉m mol。

　　N2　+　3H2　　　　2NH3

　　起始量/mol　　1　　3　　0

　　变化量/mol　　m　　3m　　2m

　　平衡量/mol　　1-m　　3-3m　　2m

　　根据题意：=42%，解得m≈0.59，所以平衡时N2的体积分数为×100%≈14.5%。

　　(4)通入原料气，反应开始，氨气的量增加，因为合成氨是一个放热反应，当达到平衡后温度升高，氨气的含量将减小。所以图像为。

　　(5)从流程图看，反应放出的能量得到充分利用是在热交换器中。提高合成氨原料转化率的方法是：将未反应的原料重新送回反应器中循环使用、对原料气加压。

　　答案：(1)2NH4 HS+O22NH3·H2O+2S↓

　　(2)a　90%　(3)14.5%

　　(4)

　　(5)Ⅳ　对原料气加压;分离液氨后，未反应的N2、H2循环使用

　　点拨：知识：化学方程式书写、化学平衡、化学反应速率、转化率计算等。能力：考查学生对化学反应速率和化学平衡等知识的掌握和运用能力，同时考查学生识图、绘图的能力。试题难度：中等。

　　20.(2014·云南省第一次统测)(14分)制取甲醇的方法很多，请根据以下材料回答相应问题。

　　【方法一】利用工业废气中的CO2制取甲醇。

　　已知：a.CO(g)+H2O(g)　　CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41 kJ·mol-1

　　b.部分物质的反应能量变化如图Ⅰ：

　　(1)写出由CO2(g)与H2(g)制取CH3OH(g)和H2O(g)的热化学方程式：____________________。

　　【方法二】如图Ⅱ所示，利用原电池原理将CO转化为甲醇。

　　(2)该电池中正极的电极反应式为________________________。

　　【方法三】在恒容密闭容器中，用ZnO-Cr2O3作催化剂，于一定温度和压强下，用反应CO(g)+2H2(g)　　CH3OH(g)生产甲醇。

　　(3)一定温度下，在体积为2 L的密闭容器中充入H2和CO合成CH3OH，各组分的物质的量浓度随时间的变化情况如表所示：

　　反应时间/min

　　物质的量

　　浓度/mol·L-1　　　 0 3 10 12 c(H2) 2 c(CO) 0.500 0.250 0.250 c(CH3OH) 0 0.500 0.750 0.750
①0～10 min，v(H2)=________，该温度下此反应的化学平衡常数为________，平衡时容器内的压强与起始压强之比为________。

　　
②下列说法正确的是________(填字母序号)。

　　a.其他条件不变，增大CO的浓度，H2的转化率增大

　　b.当容器内混合气体密度不再发生变化时，反应达到平衡状态

　　c.使用催化剂(ZnO-Cr2O3)的目的是使v(正)>v(逆)

　　
③12 min时，若将容器的体积缩小为原来的一半且其他条件不变，16 min时反应重新达到平衡，此时c(CH3OH)=1.674 mol·L-1，c(H2)=0.652 mol·L-1，请在图中用曲线表示12 min～18 min阶段c(CO)随时间变化的趋势，并在纵轴上标注c(CO)起点及终点的值。

　　解析：(1)根据图Ⅰ可以写出b的热化学方程式：

　　CO(g)+2H2(g)　　CH3OH(g)　ΔH=(419-510) kJ/mol=-91 kJ/mol。用b的热化学方程式减去a的热化学方程式可得CO2(g)+3H2(g)　　CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-50 kJ/mol。(2)分析图Ⅱ，通入的气体分别为CO、H2，生成物为CH3OH，甲醇中的C的化合价为-2，故该反应中CO是氧化剂，在原电池正极发生还原反应：CO+4H++4e-===CH3OH。(3)
①0～10 min，v(CH3OH)=0.750 mol·L-1&pide;10 min=0.075 mol·L-1·min-1，v(H2)=2v(CH3OH)=0.15 mol·L-1·min-1。由表格中数据可知第10 min时反应已经达到平衡，达到平衡时，c(H2)=2 mol·L-1-2×0.750 mol·L-1=0.5 mol·L-1，故平衡常数K===12(mol·L-1)2。压强之比等于混合物的物质的量之比，故压强之比为(0.5+0.25+0.75)(2+1)=12。
②同一个可逆反应，增大一种气体反应物的浓度可以提高另外一种气体反应物的转化率，a项正确;容器体积不变，混合气体的质量不变，故密度始终不变，所以密度不变不能作为反应达到平衡状态的标志，b项错误;催化剂能同等程度地改变正反应速率和逆反应速率，c项错误。
③容器体积缩小为原来的一半，CO的浓度的浓度瞬间变为0.500 mol/L，即12 min c始(CO)=0.500 mol/L,12 min～16 min阶段，CH3OH浓度变化为c变(CH3OH)=(1.674-1.500) mol/L=0.174 mol/L，故c终(CO)=0.5 mol/L-0.174 mol/L=0.326 mol/L,16 min～18 min c(CO)保持不变。

　　答案：(1)CO2(g)+3H2(g)　　CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-50 kJ·mol-1

　　(2)CO+4e-+4H+===CH3OH

　　(3)
①0.15 mol·L-1·min-1　12(mol·L-1)2　12　
②a　
③

　　点拨：本题考查了热化学、原电池、化学平衡等知识，意在考查考对化学反应原理的综合应用能力。