天津滨海新区2020届高三4月份统考化学试题（解析版）

滨海新区高三居家专题讲座学习反馈检测试题 （化学学科 B 卷） 本试卷分为第 I 卷（选择题）、第 II 卷两部分。第 I 卷为第 1 页至第 3 页，第 II 卷为第 4 页至 第 8 页。试卷满分 100 分。考试时间 60 分钟。答卷时，考生务必将卷Ⅰ答案涂写在答题卡上， 卷Ⅱ答在答题纸（卡）上，答在试卷上的无效。祝各位考生考试顺利！ 第 I 卷选择题（36 分） 注意事项： 1.每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后， 再选涂其他答案标号。 2.本卷共 12 题，每题 3 分，共 36 分。每题只有一个选项最符合题目要求。 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 Fe-56 Cu-64 Ag-108 1.化学与生活生产息息相关，下列说法正确的是（ ） A. 制作一次性医用防护服的主要材料聚乙烯、聚丙烯是通过缩聚反应生产的 B. 气溶胶的分散剂可以是空气或液体水 C. FeCl3 溶液可以作为“腐蚀液”处理覆铜板制作印刷电路板 D. 福尔马林(甲醛溶液)可用于浸泡生肉及海产品以防腐保鲜 【答案】C 【解析】 【详解】A．制作一次性医用防护服的主要材料聚乙烯、聚丙烯是通过加聚反应生产的，A 错误； B．气溶胶的分散剂可以是空气，但不能是液体水，B 错误； C．FeCl3 溶液可以作为“腐蚀液”处理覆铜板制作印刷电路板，C 正确； D．福尔马林(甲醛溶液)常用于皮毛、衣物、器具熏蒸消毒和标本、尸体防腐，会强烈刺激眼膜和呼吸器官， 不可用于浸泡生肉及海产品以防腐保鲜，D 错误； 答案选 C。 2.下列化学用语正确的是 A. CH4 分子的球棍模型： B. 乙烯的结构简式：CH2CH2 C. 1,3-丁二烯 分子式：C4H8 D. 聚丙烯的链节： 【答案】A 的【解析】 【详解】A 正确； B、结构简式中，只有单键可以省略，碳碳双键等不可以省略，乙烯的结构简式应该是 CH2=CH2，B 错误； C、C4H8 是丁烯 分子式，1,3-丁二烯的分子式为 C4H6，C 错误； D、丙烯的分子式为 CH2=CH-CH3，聚丙烯的结构简式为： ，其链节应该是 ， D 错误； 故选 A。 【点睛】①A 选项是一个常考的出题方式，一定要注意球棍模型和比例模型的说法，也要注意比例模型中 原子半径的比例大小是否符合实际情况；②简单分子的分子式的确定可以直接套用通式来确定，考生需要 在平时的学习中记忆各类有机物的通式，以及减氢原子的规律。 3.硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列叙述正确的是（ ） A. 晶体硅可做光导纤维 B. 玻璃、水泥、陶瓷都是硅酸盐产品 C. SiO2 可与水反应制备硅胶 D. SiO2 可做计算机芯片 【答案】B 【解析】 【详解】A. 二氧化硅可做光导纤维，晶体硅常做半导体材料，A 项错误； B. 玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英，水泥的主要原料是黏土、石灰石，陶瓷主要原料是黏土，石英 主要成分是二氧化硅、黏土属于硅酸盐，故都属于硅酸盐产品，故 D 正确；B 项正确； C. SiO2 可与水不反应，C 项错误； D. 半导体硅能够导电，可做计算机芯片，D 项错误； 答案选 B。 4.在给定条件下，下列选项所示的物质转化均能实现的是 A. S SO2 CaSO4 B. Si SiO2 SiCl4 C. Fe Fe2O3 Fe(OH)3 D. Na NaOH(aq) NaHCO3(aq) 【答案】D 【解析】 的A. 二氧化硫与氧化钙反应生成 CaSO3，A 错误；B. 二氧化硅是酸性氧化物与盐酸不反应，所以二氧化硅无 法与盐酸反应转化为四氯化硅，B 错误；C. Fe 与 H2O 蒸汽在高温下反应生成 Fe3O4，Fe2O3 与 H2O 不反应，不 能生成 Fe(OH)3，C 错误；D. Na 与 H2O 反应生成 NaOH 和 H2，NaOH 和足量 CO2 反应生成 NaHCO3，D 正确；答 案选 D. 点睛：Fe 与 H2O 蒸汽在高温下反应生成的产物是 Fe3O4，而不是 Fe2O3。 5.下列关于物质或离子检验的叙述正确的是 A. 在溶液中加入盐酸酸化的 BaCl2 溶液，出现白色沉淀，证明原溶液中有 SO42－ B. 用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，证明该溶液一定是钠盐溶液 C. 气体通过无水 CuSO4，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气 D. 将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是 SO2 【答案】C 【解析】 【详解】A. 在溶液中加酸化的 BaCl2 溶液，溶液出现白色沉淀，白色沉淀可能是氯化银或硫酸钡沉淀，不 能证明一定含硫酸根离子，故 A 错误； B. 用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，说明该溶液中含有钠元素，则该溶液可能是钠盐溶 液或氢氧化钠溶液，故 B 错误； C. 气体通过无水硫酸铜,粉末变蓝,则发生反应：CuSO4+5H2O═CuSO4⋅5H2O，可证明原气体中含有水蒸气， 故 C 正确； D. 二氧化硫和澄清石灰水中氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀，二氧化碳气体通过澄清石灰水溶液生成碳酸 钙白色沉淀，反应都会变浑浊，不能检验二氧化碳和二氧化硫，故 D 错误； 答案选 C。 6.下列除去杂质（括号内的物质为杂质）的方法中错误的是（ ） A. FeSO4（CuSO4）：加足量铁粉后，过滤 B. Fe 粉（Al 粉）：用 NaOH 溶液溶解后，过滤 C. NH3（H2O）：用浓 H2SO4 洗气 D. MnO2（KCl）：加水溶解后，过滤、洗涤、烘干 【答案】C 【解析】 【分析】 除杂要遵循一个原则：既除去了杂质，又没有引入新的杂质。 【详解】A．因铁粉能与 CuSO4 反应生成 FeSO4 和 Cu，铁粉不能与 FeSO4 反应，过量的铁粉和生成的铜可过滤除来去，既除去了杂质，又没有引入新的杂质，符合除杂原则，A 正确； B．用 NaOH 溶液溶解后，铝会溶解，铁不会溶解，过滤即可除去杂质铝，又没有引入新的杂质，符合除杂 原则，B 正确； C．浓 H2SO4 有吸水性，可以干燥气体，但浓 H2SO4 具有强氧化性，NH3 会与其发生氧化还原反应，达不到 除杂的目的，C 错误； D．MnO2 不溶于水，KCl 溶于水，加水溶解后，过滤得到 MnO2、洗涤、烘干，既除去了杂质，又没有引 入新的杂质，符合除杂原则，D 正确； 答案选Ｃ。 7.在 NH3 和 NH4Cl 存在条件下，以活性炭为催化剂，用 H2O2 氧化 CoCl2 溶液来制备化工产品 [Co(NH3)6]Cl3，下列表述正确的是 A. 中子数为 32，质子数为 27 的钴原子: B. H2O2 的电子式： C. NH3 和 NH4Cl 化学键类型相同 D. [Co(NH3)6]Cl3 中 Co 的化合价是+3 【答案】D 【解析】 【详解】A．质量数为 32，中子数为 27 的钴原子，应该表示为： ，A 错误； B．H2O2 为共价化合物，原子间形成共用电子对，没有电子的得失，B 错误； C．NH3 存在氮氢共价键，NH4Cl 存在铵根离子和氯离子间的离子键，氮氢原子间的共价键，C 错误； D．[Co(NH3)6]Cl3，NH3 整体为 0 价，Cl 为-1 价，所以 Co 的化合价是+3，D 正确； 故答案选 D。 8.下列各组性质比较中，正确的是() ①沸点： ②离子还原性： ③酸性： ④金属性： ⑤气态氢化物稳定性： ⑥半径： 32 27 Co 59 27 Co HF>HCl>HBr>HI 2- - - -S >Cl >Br >I 4 4 4HClO HBrO HIO> > K>Na>Mg>Al 2HF HCl H S> > 2- - + 2+O >F >Na >MgA. ①②③ B. ③④⑤⑥ C. ②③④ D. ①③④⑤⑥ 【答案】B 【解析】 【详解】①.HF 中含分子间氢键，沸点最高，其它氢化物中相对分子质量大的沸点高，则沸点为 ，故错误； ②.元素的非金属性 ，对应离子还原性 ，故错误； ③.非金属性 ，元素的非金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强，即酸性： ，故正确； ④.同主族从上到下，金属性增强： ，同周期从左到右，金属性减弱，即 ，即金属 性： ，故正确； ⑤.元素的非金属性 ，气态氢化物稳定性 ，故正确； ⑥.电子层越多，离子半径越大，核外电子排布相同时，核电荷数越多，半径越小，即 ，故正确。 故选 B。 9.下列有关说法正确的是（ ） A. 糖类、蛋白质、油脂都属于天然高分子化合物 B. 石油经过蒸馏、裂化过程可以得到生产无纺布的原材料丙烯等 C. 根据组成，核酸分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），它们都是蛋白质 D. 医药中常用酒精来消毒，是因为酒精能够使细菌蛋白质发生变性 【答案】D 【解析】 【详解】A．糖类中的单糖、油脂的相对分子质量较小，不属于高分子化合物，A 错误； B．石油经过分馏、裂化和裂解过程可以得到丙烯等，B 错误； C．蛋白质是由氨基酸构成的，核酸不属于蛋白质，C 错误； D．酒精能使蛋白质变性，用来杀属菌消毒，D 正确； 答案选 D。 【点睛】油脂均不属于高分子化合物，此为易错点。 10.现有三种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p5。则下列 有关比较中正确的是（ ） HF HI HBr HCl＞ ＞ ＞ Cl Br I S＞ ＞ ＞ 2- - - -S I Br Cl＞ ＞ ＞ Cl Br I＞ ＞ 4 4 4HClO HBrO HIO＞ ＞ K Na＞ Na Mg Al＞ ＞ K Na Mg Al＞ ＞ ＞ F Cl S＞ ＞ 2HF HCl H S＞ ＞ 2- - + 2+O F Na Mg＞ ＞ ＞A. 第一电离能：③＞②＞① B. 价电子数：③＞②＞① C. 电负性：③＞②＞① D. 质子数：③＞②＞① 【答案】A 【解析】 【分析】 根据三种基态原子的电子排布式：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p5 可判断①、②、③分别 代表的元素为：S、P、F。 【详解】A．同周期自左而右，第一电离能增大，但 P 元素原子 3p 能级为半满稳定状态，第一电离能高于 同周期相邻元素，所以第一电离能 Cl＞P＞S；同主族自上而下第一电离能减弱，故 F＞Cl，故第一电离能 F ＞P＞S，即③＞②＞①，A 正确； B．S、P、F 价电子数分别为：6、5、7，即③＞①＞②，B 错误； C．根据同周期电负性，从左往右逐渐变大，同族电负性，从下往上，越来越大，所以 F＞S＞P，③＞①＞ ②，C 错误； D．S、P、F 的质子数分别为：16、15、9，即①＞②＞③，D 错误； 答案选 A 11.高温下，超氧化钾晶体(KO2)呈立方体结构。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。 则下列有关说法正确的是（ ） A. KO2 中只存在离子键 B. 超氧化钾的化学式为 KO2，每个晶胞含有 1 个 K＋和 1 个 O2－ C. 晶体中与每个 K＋距离最近的 O2－有 6 个 D. 晶体中，所有原子之间都以离子键相结合 【答案】C 【解析】 【详解】A、K+离子与 O2-离子形成离子键，O2-离子中 O 原子间形成共价键，故 A 错误； 。B、K+离子位于顶点和面心，数目为 8×1/8+6×1/2=4，O2-离子位于棱心和体心，数目为 12×1/4+1=4，即每个 晶胞中含有 4 个 K+和 4 个 O2-，故 B 错误； C、由晶胞图可知，以晶胞上方面心的 K+为研究对象，其平面上与其距离最近的 O2-有 4 个，上方和下方各 有一个，共有 6 个，故 C 正确； D、O 原子间以共价键结合，故 D 错误。故选 C。 【点睛】易错点为 C 项，由晶胞图可知，以晶胞上方面心的 K+为研究对象，其平面上与其距离最近的 O2- 有 4 个，上方和下方各有一个。 12.下列选项中，微粒的物质的量浓度关系正确的是 A. 0.1 mol/L K2CO3 溶液：c（OH－）=c（HCO3－）+c（H＋）+c（H2CO3） B. 0.1 mol/L NaHCO3 溶液中离子浓度关系：c（Na+）=2c（CO32－）+c（HCO3－）+c（H2CO3） C. 等物质的量的一元弱酸 HX 与其钾盐 KX 的混合溶液中：2c（K＋）= c（HX）+c（X－） D. 浓度均为 0.1 mol/L 的 NaHCO3 溶液和 NaOH 溶液等体积混合：c（Na＋）+ c（H＋）=c（CO32－）+c（OH －）+c（HCO3－） 【答案】C 【解析】 【详解】A、正确关系为 c(OH－)＝c(HCO3－)＋c(H＋)＋2c(H2CO3)，因为由一个 CO32－水解生成 H2CO3，同 时会产生 2 个 OH－，故 A 错误； B、NaHCO3 溶液中，根据物料守恒可得：c（Na+）=c（CO32﹣）+c（HCO3 ﹣）+c（H2CO3），故 B 错误； C、等物质的量的一元弱酸 HX 与其钾盐 KX 的混合溶液中，根据物料守恒，2 c（K＋）= c（HX）+c（X －），故 C 正确； D、浓度均为 0.1 mol/L 的 NaHCO3 溶液和 NaOH 溶液等体积混合，根据电荷守恒：c（Na＋）+ c（H＋）=2c （CO32－）+c（OH－）+c（HCO3－），故 D 错误； 综上所述，本题正确答案为 C。 【点睛】本题考查了溶液中离子浓度等量关系，注意掌握电荷守恒、物料守恒、盐的水解原理在判断溶液 中离子浓度大小中的应用方法。 第 II 卷非选择题（64 分） 注意事项：1.用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题纸上。 2.本卷共 4 题，共 64 分。 13.现有常温下甲、乙、丙三种溶液，甲为 0.1mol·L-1 的 NaOH 溶液，乙为 0.1mol·L-1 的 HCl 溶液，丙为 0.1mol·L-1 的 CH3COOH 溶液，试回答下列问题： （1）甲溶液的 pH=___。（2）丙溶液中存在的电离平衡为___(用电离平衡方程式表示)。 （3）常温下，用水稀释 0.1mol·L-1 的 CH3COOH 溶液，下列各量随水量的增加而增大的是___(填序号)。 ①n(H＋) ②c(H＋) ③ ④c(OH-) （4）甲、乙、丙三种溶液中由水电离出的 c(OH-)最大的是___。 （5）某同学用甲溶液分别滴定 20.00mL 乙溶液和 20.00mL 丙溶液，得到如图所示的两条滴定曲线，则 a=___。 （6）图___（填 1 或 2）表示 NaOH 溶液滴定 CH3COOH 溶液的过程。 （7）图 2 中 a 点对应的溶液 pH=8，原因是___（用离子方程式表示）。 【答案】 (1). 13 (2). CH3COOH CH3COO-＋H＋，H2O OH-＋H＋ (3). ①④ (4). 丙 (5). 20.00 (6). 2 (7). CH3COO-＋H2O OH-＋CH3COOH 【解析】 【详解】(1) 氢氧化钠是强碱，所以溶液中氢离子浓度是 1 x10-13mol/L，则溶液的 pH=13； (2)醋酸和水都是弱电解质，存在电离平衡，所以电离方程式分别是 CH3COOH CH3COO-＋H+，H2O OH-＋H+； (3) 常温下，用水稀释 0.1mol·L-1 的 CH3COOH 溶液，促进反应 CH3COOH CH3COO-＋H+向右移动，所 以 n(H+)变大，但是体积增大的程度大于氢离子增加的程度，所以 c(H＋)变小，但是，常温下 Kw 不变，根据 Kw= c(H+)· c(OH-)不变，所以 c(OH-)变大；温度不变， Ka= 不变，而 c(H＋)变小，所以 变小； (4)酸或碱都是抑制水的电离平衡的，且溶液中氢离子或 OH-浓度越大，对水的电离的抑制程度越大。所以 根据酸碱的浓度可知，甲、乙、两三种溶液中由水电离出的 c(OH-)的大小关系为丙>甲=乙； (5)盐酸和氢氧化钠恰好反应时，溶液显中性，所以根据酸碱的浓度以及盐酸的体积可知，消耗氢氧化钠溶 液的体积是 20.00ml，即 a = 20.00ml； 3 - 3 c(CH COOH) c(CH COO ) 3 - + 3 c( CHCOOH) c( CHCOO ) c( H )⋅ 3 - 3 c(CH COOH) c(CH COO )(6) 图 2 中 V(NaOH)=0 时，pH 大于 1，可知 0.1mol/L 该溶液的 pH 大于 1，所以图 2 应该表示甲溶液(NaOH 溶液)滴定丙溶液(CH3COOH 溶液)的曲线； (7) 图 2 中 a 点对应的溶液 pH=8，是因为此时刚好生成醋酸钠，醋酸根水解：CH3COO-＋H2O OH-＋ CH3COOH。 14.化合物 H 是合成药物盐酸沙格雷酯的重要中间体，其合成路线如图： （1）化合物 A 中的含氧官能团为___和___(填官能团名称)。 （2）反应⑤的反应类型是___，反应方程式___。 （3）B 的分子式___，1molB 与足量的银氨溶液反应，最多能产生___gAg。 （4）检验 D 中卤原子种类，所需的试剂有___。 （5）写出同时满足下列条件的 B 的一种同分异构体的结构简式：___。 a 分子中含有两个苯环； b.分子中有 7 种不同化学环境的氢； c.不能与 FeCl3 溶液发生显色反应，但水解产物之一能发生此反应。 【 答 案 】 (1). 羟 基 (2). 醛 基 (3). 取 代 反 应 (4). +HCl (5). C14H12O2 (6). 216 (7). NaOH 水溶液（或 NaOH 醇溶液）、稀硝酸、硝酸银溶液 (8). .（或 ） 【解析】 【详解】（1）由图中 A 的结构简式可知，化合物 A 中的含氧官能团为羟基和醛基； （2）反应⑤为 + HCl，属于取代反应； （3）B 的分子式为 C14H12O2，B 分子中含有一个醛基，1mol B 与足量的银氨溶液反应能生成 2mol 的 Ag， 所以反应最多能产生 Ag 的质量为：2mol×108g/mol=216g； （4）检验 D 中卤原子为氯原子，检验其存在时，所需的试剂有 NaOH 水溶液（或 NaOH 醇溶液）、稀硝酸、 硝酸银溶液； （5）同时满足 A．分子中含有两个苯环； B．分子中有 7 种不同化学环境的氢； C．不能与 FeCl3 溶液发生显色反应，但水解产物之一能发生此反应 这几个条件的 B 的同分异构体的结构简式为： （或 ）。 15.含氯消毒剂是消毒剂中常用的一类产品。 I.某实验小组用如图装置制备家用消毒液。 （1）图中盛装浓盐酸的仪器名称是___，写出利用上述装置制备消毒液涉及反应的化学方程式，制氯气：___、制消毒液：___。此方法获得的消毒液的有效成分是___（填名称）。 （2）洗气瓶中饱和食盐水的作用是___。 （3）此消毒液在使用时应注意一些事项，下列说法正确的是___。 a.可以用于衣物消毒 b.可以用于瓷砖、大理石地面的消毒 c.可以用于皮肤消毒 d.与洁厕灵（含盐酸）混合使用效果更好 （4）Cl2 是一种有毒气体，如果泄漏会造成严重的环境污染。化工厂可用浓氨水来检验 Cl2 是否泄漏，有关 反应的化学方程式为：3Cl2（气）+8NH3（气）=6NH4Cl（固）+N2（气）若反应中消耗 Cl21.5mol，则被氧 化的 NH3 在标准状况下的体积为___L，该过程中电子转移的总数为___个。 II.（5）二氧化氯（ClO2）为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。氯 酸钠与盐酸在 50℃的条件下反应得到二氧化氯和氯气的混合气体。控制 50℃的加热方法是___，写出该反 应的化学方程式___。 （6）目前已开发出用电解法制取 ClO2 的新工艺。 如图所示，用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取 ClO2。写出阳极产生 ClO2 的电极反应式： ___。 【 答 案 】 (1). 分 液 漏 斗 (2). 4HCl （ 浓 ） +MnO2 Cl2↑+MnCl2+2H2O (3). Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O (4). 次氯酸钠 (5). 除去氯气中的氯化氢和抑制氯气的溶解 (6). B (7). 22.4L (8). 3NA （ 或 者 1.806×1024 ） (9). 水 浴 加 热 (10). 2NaClO3+4HCl 2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O (11). Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+ 【解析】 【详解】（1）图中盛装浓盐酸的仪器名称是分液漏斗，图为实验室制氯气法，其化学方程式为：4HCl（浓） +MnO2 Cl2↑+MnCl2+2H2O；制消毒液的方程式为：Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O，此方法获得的消毒液 的有效成分是次氯酸钠（NaClO）；（2）洗气瓶中饱和食盐水的作用是：除去氯气中的氯化氢和抑制氯气的溶解； （3）A．此消毒液氧化性强，不可以用于衣物消毒，容易造成衣物损坏、褪色等问题，A 错误； B．此消毒液可以用于瓷砖、大理石地面的消毒，B 正确； C．可以用于皮肤消毒，此消毒液氧化性强，容易损伤皮肤，C 错误； D．与洁厕灵（含盐酸）混合使用时会发生氧化还原反应，2H++ClO-+Cl-=Cl2↑+H2O，生成有毒的氯气，易 使人中毒，不安全，D 错误； （4）3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2，3mol 氯气反应时，转移的电子为 6mol。若反应中消耗 Cl2 1.5mol，则被氧化 的 NH3 在标准状况下的体积为：1.5mol÷3×22.4L/mol=11.2L，该过程中电子转移的总数为：3NA； （5）对于温度低于 100℃的恒温条件，常采用水浴加热的方法控制温度，氯酸钠与盐酸在 50℃的条件下反 应得到二氧化氯和氯气的化学方程式为：2NaClO3 + 4HCl 2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O； （6）根据离子的阴阳相吸以及钠离子移动的方向可知，通入水的那一极为电解池的阴极，通入饱和氯化钠 溶液的那一极为阳极，则阳极产生 ClO2 的电极反应式为：Cl--5e-+2H2O = ClO2↑+4H+。 16.合成气（CO+H2）广泛用于合成有机物，工业上常采用天然气与水蒸气反应等方法来制取合成气。 （1）已知，5.6LCH4（标况下数据）与水蒸气完全反应时吸收 51.5kJ 热量，请写出该反应的热化学方程 式___； （2）在 150℃时 2L 的密闭容器中，将 2molCH4 和 2molH2O(g)混合，经过 15min 达到平衡,此时 CH4 的转化 率为 60%。回答下列问题： ①从反应开始至平衡，用氢气的物质的量浓度变化表示该反应速率 v(H2)=___。 ②该反应的平衡常数表达式 K=___。 ③下列选项中能表示该反应已达到平衡状态的是___ A.v(H2)逆=3v(CO)正 B.密闭容器中混合气体的密度不变 C.密闭容器中总压强不变 D.c(CH4)=c(CO) ④平衡时容器中 CH4 的体积分数___。 【答案】 (1). CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+206.0kJ/mol (2). 0.12mol·L-1·min-1 (3). K= (4). AC (5). 12.5% 【解析】 【详解】(1)标况下，5.6LCH4 物质的量 n=5.6L/(22.4L mol-1)=0.25，吸收 51.5KJ 的热量，则 1mol 甲烷反应 的 3 2 4 2 c(CO)c (H ) c(CH )c(H O) 吸收热量为：51.5KJ÷0.25mol = 206KJ/mol，热化学方程式为: CH4(g)+ H2O(g)= CO(g) + 3H2(g) △H = +206 KJ/mol； (2) 在 150℃时 2L 的密闭容器中，将 2molCH4 和 2molH2O(g)混合，经过 15min 达到平衡，此时 CH4 的转化 率为 60%， ①从反应开始至平衡，用氢气的物质的量浓度变化表示该反应速率 ； ②该反应的平衡常数表达式为 K= ； ③A．反应速率之比等于化学方程式计量数之比，v(H2)逆=3v(CO)正= v(H2)正，说明氢气正逆 反应速率相同，反应达到平衡状态，A 正确； B．密闭容器中混合气体的质量和体积不变，密度始终不变，不能说明反应达到平衡状态，B 错误； C．反应前后气体物质的量增加，气体压强之比等于气体物质的量之比，密闭容器中总压 强不变，说明反应达到平衡状态，C 正确； D．浓度关系和消耗量、起始量有关，c(CH4)=c(CO)不能说明反应达到平衡状态，D 错误； ④平衡时容器中 CH4 的体积分数为：0.4/(0.4+0.4+0.6+1.8)×100%=12.5%。 【点睛】判断能否用密度不变来说明反应达到平衡状态时，要注意体系混合气体的质量是否保持不变，体 积是否保持不变，若均是，则不能用密度不变来说明反应达到平衡状态。 17.分离出合成气中的 H2，用于氢氧燃料电池。如图为电池示意图。 （1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是___，在导线中电子流动方向为___(用 a、b 和箭头表示)。 （2）正极反应的电极反应方程式为___。 （3）当电池工作时，在 KOH 溶液中阴离子向___移动（填正极或负极）。 【答案】 (1). 化学能转化为电能 (2). a→b (3). O2+4e-＋2H2O=4OH- (4). 负极 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 4 2 2CH g H O g CO g 3H g mol / L 1 1 0 0 mol / L 0.6 0.6 0.6 1.8 mol / L 0.4 0.4 0.6 1.8 + = + 起始浓度 变化浓度 平衡浓度 ( ) 1 1 2 1.8mol / LH 0.12mol·L ·min15min ν − −= = 3 2 4 2 c(CO)c (H ) c(CH )c(H O)【解析】 【分析】 燃料电池的工作原理属于原电池原理，是化学能转化为电能的装置，原电池中，电流从正极流向负极，电 子流向和电流流向相反；燃料电池中，通入燃料的电极是负极，通氧气的电极是正极，正极上是氧气发生 得电子的还原反应。 【详解】(1) 该题目中，氢氧燃料电池的工作原理属于原电池原理，是将化学能转化为电能的装置，在原电 池中，电流从正极流向负极，而通入燃料氢气的电极是负极，通氧气的电极是正极，所以电子从 a 移动到 b； (2)燃料电池中，通入燃料氢气的电极是负极，通氧气的电极是正极，正极上的电极反应为: O2+ 2H2O+4e-=4OH-，故答案为: O2+2H2O+4e-=4OH-； (3)根据离子间的阴阳相吸，当电池工作时，负极产生氢离子（阳离子），所以在 KOH 溶液中阴离子向负极 移动。 【点睛】燃料电池中，通入燃料的电极是负极，通氧气的电极是正极。