【化学】天津市河西区2020届高三下学期疫情期间居家学习学情调查（解析版）

【化学】天津市河西区2020届高三下学期疫情期间居家学习学情调查（解析版）

天津市河西区2020届高三下学期疫情期间居家学习学情调查 可能用到的相对原子质量：H ‎1 C 12 N 14 O 16‎ 第Ⅰ卷 ‎1.化学与生活密切相关，下列过程没有发生氧化还原反应的是（ ）‎ A. 酸性重铬酸钾检测酒精含量 B. 内服小苏打药片治疗胃酸过多 C. 植物油开封久置变质 D. 即热饭盒自热包中镁粉、铁粉遇食盐水迅速放热 ‎【答案】B ‎【详解】A．酸性重铬酸钾有强氧化性，将酒精氧化，生成了硫酸铬，发生了氧化还原反应，A不符合题意；‎ B．小苏打药片中的成分碳酸氢钠，胃酸的成分是盐酸，碳酸氢钠与盐酸发生复分解反应，而没有发生氧化还原反应，B符合题意；‎ C．植物油中含有不饱和键，久置会被空气中的氧气氧化，发生氧化还原反应，C不符合题意；‎ D．镁粉、铁粉与食盐水构成原电池，Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑,该反应为氧化还原反应，D不符合题意；‎ 答案选B。‎ ‎2.下列关于氢化物的叙述正确的是（ ）‎ A. 乙烯的结构简式：CH2CH2‎ B. HCl 的电子式：‎ C. 热稳定性：H2S ＞ HF D. 沸点：H2O ＞ H2S ‎【答案】D ‎【详解】A．乙烯的结构简式：H‎2C=CH2，官能团碳碳双键不能省略，A错误；‎ B．HCl分子中H原子与Cl原子之间形成共价键，而不是离子键，故HCl的电子式：，B错误；‎ C．F的非金属性比S的非金属性强，故热稳定性HF＞H2S，C错误；‎ D．H2O分子间能形成氢键，而H2S分子间不能形成氢键，故沸点：H2O＞H2S，D正确；‎ 答案选D。‎ ‎3.乳酸亚铁即[CH3CH(OH)COO]2Fe 是一种食品铁强化剂。某同学为检验其水溶液中有Fe2+，设计了如下方案。其中方案合理且现象叙述正确的是（ ）‎ A. 向乳酸亚铁溶液中滴加 K3[Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀 B. 向乳酸亚铁溶液中滴加 NaOH 溶液，立即出现红褐色沉淀 C. 向乳酸亚铁溶液中滴加酸性 KMnO4溶液，振荡后紫色褪去 D. 向乳酸亚铁溶液中依次滴加氯水、KSCN 溶液，溶液变红 ‎【答案】A ‎【详解】A．3Fe2++2[Fe(CN)6]3+= Fe3[Fe(CN)6]2↓，Fe3[Fe(CN)6]2是蓝色不溶于水的物质，能检验出溶液中有Fe2+，A正确；‎ B．向乳酸亚铁溶液中滴加NaOH溶液，先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，B错误；‎ C．CH3CH(OH)COO-中含有羟基，可以是酸性高锰酸钾溶液褪色，C错误；‎ D．向乳酸亚铁溶液中依次滴加KSCN 溶液，无明显现象，再滴加氯水，溶液变红，证明乳酸亚铁溶液中有Fe2+，如果向乳酸亚铁溶液中依次滴加氯水、KSCN 溶液，溶液变红，则不能证明溶液中有Fe2+，D错误；‎ 答案选A。‎ ‎4.下列有关用标准盐酸滴定未知浓度氨水的实验操作叙述正确的是（ ）‎ A. 锥形瓶用待测液润洗 B. 酸式滴定管用标准液润洗 C. 临近滴定终点时眼睛须注视酸式滴定管刻度线 D. 记录一次滴定实验结果即可处理数据 ‎【答案】B ‎【详解】A．锥形瓶不能用待测液润洗，如果用待测液润洗，造成待测液的量增多，会造成误差偏大，A错误；‎ B．装标准盐酸应使用酸式滴定管，在装标准盐酸前，酸式滴定管应用标准盐酸润洗，B正确；‎ C．在酸碱中和滴定的过程中，眼睛注视着锥形瓶内溶液颜色的变化，而不是眼睛须注视酸式滴定管刻度线，C错误；‎ D．为了减小误差，应该平行滴定三次，D错误；‎ 答案选B。‎ ‎5.化学家们合成了如下图所示的一系列的星烷，如三星烷、四星烷、五星烷等。下列说法正确的是（ ）‎ A. 它们都属于芳香烃 B. 三星烷与甲苯互为同分异构体 C. 四星烷的一氯代物有两种 D. 预测六星烷的所有碳原子共平面 ‎【答案】C ‎【详解】A．分子中含有苯环的烃属于芳香烃，而它们分子中都不含有苯环，故它们都不是芳香烃，A错误；‎ B．三星烷的分子式：C9H12，而甲苯的分子式：C7H8，故它们不互为同分异构体，B错误；‎ C．四星烷分子中有两种不同环境的氢，故其一氯代物有两种，C正确；‎ D．六星烷分子中有18个C原子，有12个C原子连接3个碳原子，并且C原子杂化类型为sp3杂化，故所有碳原子不可能共平面，D错误；‎ 答案选C。‎ ‎6.用 NA 表示阿伏加德罗常数，下列说法中正确的是（ ）‎ A. ‎1 L 1 mol·L-1 的醋酸溶液中 H+的数目为 NA B. 4 mol NaCl 晶体中含有右图所示的结构单元的数目为 NA C. ‎71 g Cl2 通入水中，HClO、Cl-两种粒子数目总和为 2NA D. 标准状况下，‎22.4 L CHCl3 和 CCl4 的混合物所含有分子数目为 NA ‎【答案】B ‎【详解】A．醋酸是弱酸，电离方程式为：CH3COOHCH3COO-+H+，故‎1 L 1 mol·L-1 的醋酸溶液中H+的数目小于NA，A错误；‎ B．从结构单元图上可知，8个Cl-在顶点，6个Cl-在面心，12个Na+在棱上，1个Na+在体心，故该结构单元中Cl-的数目：,该结构单元中Cl-的数目：，即4mol NaCl晶体中含有该结构单元的数目为 NA，B正确；‎ C．‎71 g Cl2的物质的量是1mol，Cl2+H2OHCl+HClO，溶液中含有氯元素的微粒：Cl2、HClO、Cl-，所以HClO、Cl-两种粒子数目总和小于 2NA，C错误；‎ D．标准状况下，CHCl3和CCl4是液体，不能运用气体摩尔体积计算该混合物的物质的量，D错误；‎ 答案选B。‎ ‎7.同周期两种主族元素 X、Y 的逐级电离能（I）数据如下表所示：‎ 电离能（kJ/mol）‎ I1‎ I2‎ I3‎ I4‎ I5‎ ‎……‎ X ‎738‎ ‎1451‎ ‎7733‎ ‎10540‎ ‎13630‎ ‎……‎ Y ‎578‎ ‎1817‎ ‎2745‎ ‎11575‎ ‎14830‎ ‎……‎ 下列有关说法正确的是（ ）‎ A. 电负性：X＜Y B. 与水反应剧烈程度: X＜Y C. X 的最外层电子数为 1 D. Y的最高化合价为+2‎ ‎【答案】A ‎【分析】从表中电离能的数据，可知X为第ⅡA族元素，Y为ⅢA族元素，原子序数X＜Y。‎ ‎【详解】A．同周期主族元素从左到右，随着核电荷数的增加电负性逐渐增强，电负性：X＜Y，A正确；‎ B．同周期主族元素从左到右，随着核电荷数的增加金属性逐渐减弱，与水反应剧烈程度: X＞Y，B错误；‎ C．X为第ⅡA族元素，最外层电子数为2，C错误；‎ D．Y为ⅢA族元素，Y的最高化合价为+3，D错误；‎ 答案选A。‎ ‎8.下图所示为海水综合利用的部分流程，下列有关说法正确的是（ ）‎ A. 实验室进行步骤①需要坩埚、玻璃棒等仪器 B. 步骤②是一个将化学能转化为电能的过程 C. 步骤③、⑤涉及的化学反应均为氧化还原反应 D. 步骤④中的离子方程式为 SO2＋Br2＋2H2O=4H＋＋SO32-＋2Br-‎ ‎【答案】C ‎【详解】A．实验室进行步骤①操作名称为过滤，用到的仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒、滤纸，不用坩埚，A错误；‎ B．步骤②是电解，是一个将电能转化为化学能的过程，B错误；‎ C．步骤③、⑤发生的反应方程式为：2Br-＋Cl2=2Cl-+ Br2，该反应为氧化还原反应，C正确；‎ D．步骤④中的离子方程式为 SO2＋Br2＋2H2O=4H＋＋SO42-＋2Br-，D错误；‎ 答案选C。‎ ‎9.我国科学家研制出以石墨烯为载体的催化剂，能在 ‎25℃‎下，将 CH4 与 H2O2 反应直接转化为含氧有机物，其主要原理如下图所示：‎ 下列说法正确的是（ ）‎ A. 步骤 i 中有π键断开 B. 上图中代表甲醇 C. 步骤 ii 中产生的 H2O 分子中的 H 原子都源于 H2O2 分子 D. 步骤 i 至 vi 总反应为 CH4+3H2O2 CO+5H2O ‎【答案】B ‎【详解】A．CH4与H2O2分子中只含有σ键，不含有π键，步骤 i 中有σ键断开，A错误；‎ B．由图中H、C、O的代表物质可知，图中代表甲醇，B正确；‎ C．双氧水中O-O键断开，形成2个-OH原子团，其中1个-OH与碳结合，碳上断下来的H与另一个-OH形成水，步骤 ii 中产生的 H2O分子中的H原子来源于CH4和H2O2分子，C错误；‎ D．步骤vi生成HCOOH，故步骤i至vi总反应为CH4+H2O2=HCOOH+2H2，D错误；‎ 答案选B。‎ ‎10.25°C‎ 时，向 10 mL 0.10 mol·L-1 的 HA （Ka =1.0×10-4）中逐滴加入 0.10 mol·L-1NaOH 溶液，溶液 pH 随滴入的 V[（NaOH）aq]变化如下图所示。下列说法正确的是（ ）‎ A. x 点，c（HA）> c（A-）‎ B. y 点，c（HA）+c（A-）=c（Na+） =0.10 mol·L-1‎ C. z 点，c（Na+） = c（A-） + c（OH-）‎ D. 水的电离程度，x 点小于 y 点 ‎【答案】D ‎【详解】A．若x点对应所加入NaOH溶液的体积为5mL，NaA、HA的物质的量浓度相等，由于溶液呈酸性，HA的电离程度大于NaA的水解程度，c(HA)＜c(A-)，A错误；‎ B．若忽略体积变化，y点加入NaOH溶液的体积为10mL，溶液的总体积为20mL，c(HA)+ c(A-)=c(Na+)=0.05 mol·L-1，B错误；‎ C．z点时，由电荷守恒可知，c(H+)+ c(Na+)= c(A-)+c(OH-)，C错误；‎ D．x点时溶液中的溶质是NaA、HA；y点时溶液中的溶质是NaA，y点时溶液中的NaA的物质的量浓度比x点时溶液中的NaA的物质的量浓度大，能够水解的盐促进水电离，故水的电离程度，x点小于y点，D正确；‎ 答案选D。‎ ‎11.工业上电解 NaHSO4 溶液制备 Na2S2O8(其中阴离子结构为）。其中阴极材料为 Pb；阳极材料为铂。下列说法不正确的是（ ）‎ A. SO42-向阳极迁移 B. 阳极可换为铜电极 C. 阳极反应中 S 的化合价不变 D. 阴极电极反应式：2H+＋2e-＝H2↑。‎ ‎【答案】B ‎【详解】A．电解过程中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，A不符合题意；‎ B．铜若作为阳极材料，铜在阳极失电子能力比SO42-失电子能力强，故阳极不可换为铜电极，B符合题意；‎ C．由S2O82-的结构中可以判断S的化合价为+6价，作标记的两个氧原子之间形成过氧键，该氧原子的化合价为-1价，阳极反应中S的化合价不变，C不符合题意；‎ D．电解过程中，阴极发生还原反应，溶液中H+的得电子能力比Na+得电子能力强，故阴极电极反应式：2H+＋2e-＝H2↑，D不符合题意；‎ 答案选B。‎ ‎【点睛】电解池中阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。‎ ‎12.乙酸甲酯催化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸己酯，该反应的化学方程式为： CH3COOCH3（l） +C6H13OH （l） CH3COOC6H13（l） +CH3OH（l）‎ 反应开始时，己醇和乙酸甲酯按物质的量之比 1:1 投料，测得 348 K、343 K 两个温度 下乙酸甲酯转化率（α）随时间（t）的变化关系如下图所示：‎ 下列说法不正确的是（ ）‎ A. 该醇解反应的ΔH > 0‎ B. 反应速率：v(x)> v(y)‎ C. 343K时，以物质的量分数表示的化学平衡常数 Kx=2.25‎ D. 348K时，初始投料分别按 1:1和2:1进行，Kx 相同 ‎【答案】C ‎【分析】温度越高，反应速率越快，到达平衡所用时间越少，故含x点的曲线对应的温度为348K，含y点的曲线对应的温度为343K。温度为348K，乙酸甲酯平衡时的转化率为60%，温度为343K，乙酸甲酯平衡时的转化率为50%，温度越高，乙酸甲酯转化率越高，故该反应正反应为吸热反应，ΔH > 0，‎ ‎【详解】A．由分析知，ΔH > 0，A不符合题意；‎ B．x点、y点对应的乙酸甲酯转化率转化率相同，但是x点温度比y点温度高，x点所用时间比y点所用时间少，故反应速率：v(x)> v(y)，B不符合题意；‎ C．由分析知，含y点的曲线对应的温度为343K，平衡时的转化率为50%，因为反应开始时，己醇和乙酸甲酯按物质的量之比 1:1 投料，故平衡时：n(CH3COOCH3)=n(C6H13OH) =n(CH3COOC6H13)=n(CH3OH)，它们的物质的量分数x(CH3COOCH3)=x(C6H13OH)=x(CH3COOC6H13)=x(CH3OH)，Kx==1，C的说法错误，C符合题意；‎ D．对应给定的化学反应方程式，平衡常数仅受温度的影响，不受起始反应物浓度变化的影响，故348K时，初始投料分别按 1:1和2:1进行，Kx 相同，D不符合题意；‎ 答案选C。‎ 第 II 卷（非选择题 共 64 分）‎ 注意事项：本卷包括 4 小题，共 64 分。请将答案填写在答题纸上，否则无效。‎ ‎13.新型钙钛矿太阳能电池具备更加清洁、便于应用、制造成本低和效率高等显著优点。 一种钙钛矿太阳能电池材料的晶胞如图所示。‎ 请按要求回答下列有关问题：‎ ‎（1）构成 CH3NH3 的三种元素中电负性最小的是_____________； 写出碳原子的电子排布式为__________。‎ ‎（2）Pb 与 C 同主族，比 C 的周期序数大 4，写出 Pb 原子最外层电子的轨道表示式（即电子排布图）__________________。‎ ‎（3）有关 NH3 结构与性质探究 ‎① NH3 分子中所含化学键是____________（从“极性键”、“非极性键”、“配位键”、 “离子键”、“σ键”或“ π键”中选填符合的名称）；N 原子的杂化形式为__________。‎ ‎② NH3 分子的 VSEPR 模型名称为_________，分子的空间结构（即立体构型） 为______。‎ ‎③如图所示，探究 NH3 的性质时，打开止水夹，挤压胶头滴管，可以观察到烧瓶中迅速产生红色喷泉。请用必要的分子结构 与性质的知识和化学用语解释产生该现象的原因：__________________________________、______________________________________。‎ ‎（4）该钙钛矿太阳能电池材料的化学式为________________；该晶胞中，与 I- 紧邻的 I- 个数为_____________； 测定其晶体结构特征最可靠的方法是____________实验。‎ ‎【答案】(1). H (2). 1s22s22p2 (3). (4). 极性键、σ键 (5). sp3 (6). 四面体 (7). 三角锥形 (8). NH3分子为极性分子，并且NH3分子与H2O分子间形成氢键，故氨气极易溶于水，使烧瓶内气压变小，形成喷泉 (9). NH3与H2O反应生成NH3·H2O ，NH3·H2ONH4++OH-，氨水呈碱性，氨水能使酚酞试液变红，所以形成红色喷泉 (10). PbCH3NH3I3 (11). 8 (12). X-射线衍射 ‎【分析】（1）考查常见元素H、C、N电负性的大小；C的核电荷数为6，C元素的核外电子排布式；‎ ‎（2）同主族元素，价电子数相同，价电子排布式相似，故Pb原子最外层电子排布式为6s26p2，Pb原子最外层电子的轨道式： ；‎ ‎（3）利用价层电子对数确定NH3分子的中心原子N的杂化方式，NH3分子的VSEPR模型名称为四面体形，根据是否含有孤电子对，含有几个孤电子对，确定分子的空间构型，NH3分子的价层电子对数是4，N原子的杂化形式为sp3，VSEPR模型名称为四面体形，又因为N原子上有一对孤电子对，分子的空间结构(即立体构型)为三角锥形；NH3分子为极性分子，并且NH3分子与H2O分子间形成氢键，氨气极易溶于水，使烧瓶内气压变小，形成喷泉，氨水呈碱性，故酚酞试剂遇到氨水显红色；‎ ‎（4）根据晶胞结构图进行确认一个晶胞中含有多少个A、B、X，测定晶体结构特征最可靠的方法是X-射线衍射实验。‎ ‎【详解】（1）H、C、N三种元素电负性的大小顺序是：N>C>H，故三种元素中电负性最小的是H；C核电荷数是6，碳原子的电子排布式为：1s22s22p2；‎ ‎（2）C的周期序数是2，Pb的周期序数比C的周期序数大4，故Pb的周期序数为6，Pb原子最外层电子排布式为6s26p2，Pb原子最外层电子的轨道式： ；‎ ‎（3）① NH3分子中N与H之间形成的化学键N-H是极性共价键、σ键，1个NH3分子中有3个σ键，1对孤电子对，价层电子对数为4，N原子的杂化形式为sp3；‎ ‎② NH3分子的VSEPR模型名称为四面体形，分子的空间结构(即立体构型)为三角锥形；‎ ‎③NH3分子为极性分子，并且NH3分子与H2O分子间形成氢键，故氨气极易溶于水，使烧瓶内气压变小，形成喷泉，NH3与H2O反应生成NH3·H2O ，NH3·H2ONH4++OH-，氨水呈碱性，氨水能使酚酞试液变红，所以形成红色喷泉；‎ ‎（4）8个A在晶胞的顶点，1个B在体心，6个X在面心，故晶胞中含有A的个数是8×=1，晶胞中含有B的个数是1，晶胞中含有X的个数是6×=3，该钙钛矿太阳能电池材料的化学式为PbCH3NH3I3；该晶胞中，与I- 紧邻的 I-个数为8；测定晶体结构特征最可靠的方法是X-射线衍射实验。‎ ‎【点睛】本题考查元素的电负性、核外电子排布式、价电子轨道式、分子空间构型等基础知识，同时也考查利用物质结构知识回答相关实验问题。‎ ‎14.苯甲醛在碱性条件下可发生反应： ‎2C6H5CHO + NaOH→C6H5CH2OH+C6H5COONa。相关物质的物理性质如下表：‎ 苯甲醛 苯甲醇 苯甲酸 苯 溶 解 性 水中 微溶 微溶 温度 溶解度 不溶 ‎17℃‎ ‎0.21 g ‎25℃‎ ‎0.34 g ‎100℃‎ ‎5.9 g 有机溶剂中 易溶 易溶 易溶 易溶 密度（‎20℃‎）/g·cm-3‎ ‎1.0‎ ‎1.0‎ ‎1.3‎ ‎0.9‎ 沸点/℃‎ ‎178‎ ‎205‎ ‎249‎ ‎80‎ 熔点/℃‎ ‎26‎ ‎-15‎ ‎122‎ ‎5.4‎ 制备苯甲醇和苯甲酸实验流程及涉及的主要实验装置（部分加热和固定装置已略）如下：‎ ‎（1）第①步所用装置（如图 1），用搅拌器的目的是__________________________________。仪器 B 的作用是___________________________________。‎ ‎（2）第②步所用玻璃仪器有烧杯、_______________。‎ ‎（3）第③步采用沸水浴加热蒸馏，收集到的馏分为_________；再进行第④步，操作如图 2 所示。图 2 中有一处明显错误，正确的应改为_________________________。‎ ‎（4）第⑤步反应的离子方程式为________________________________________； 冷水洗涤沉淀 X 的优点是_________________________；检验沉淀 X 洗涤干净与否的操作：________________________________________________________________。‎ ‎（5）第⑥步经过滤、洗涤、干燥得苯甲酸产品，然后用电子天平准确称取 ‎0.2440 g 苯甲酸样品于锥形瓶中，加 100 mL 蒸馏水溶解，再用 0.1000 mol·L-1 的标准 NaOH 溶液进行滴定，经平行实验，测得消耗 NaOH 溶液的平均值为 19.20 mL，则苯甲酸样品的纯度为______________ （质量百分数）。‎ ‎【答案】(1). 加快NaOH与苯甲醛反应速率 (2). 冷凝回流 (3). 分液漏斗 (4). 苯 (5). 温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处 (6). C6H5COO-+H+→ C6H5COOH (7). 取最后一次洗涤液少许于试管中，向试管中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若无明显现象，则沉淀洗涤干净，若有白色沉淀生成，则沉淀没有洗涤干净 (8). C6H5COOH+ NaOH=C6H5COONa+H2O (9). 96%‎ ‎【分析】本题以苯甲醛为原料制备苯甲醇和苯甲酸的实验：结合题中已知信息和相关数据，苯甲醛与氢氧化钠溶液在加热条件下反应生成C6H5CH2OH和C6H5COONa。而C6H5CH2OH微溶于水，易溶于苯等有机溶剂，第②步操作加入苯，苯作萃取剂，苯的密度比水的密度小，上层液体是C6H5CH2OH的苯溶液，下层液体是C6H5COONa溶液，因为C6H5CH2OH与苯互溶，但是沸点不同，故采取蒸馏的方式把它们分离，C6H5COONa溶液中加入盐酸制取C6H5COOH。‎ ‎【详解】（1）第①步搅拌器的目的是为了增加NaOH与苯甲醛的接触面积，加快NaOH与苯甲醛反应速率；仪器 B是球形冷凝管，起到冷凝回流的作用；‎ ‎（2）第②步操作是萃取分液，用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯；‎ ‎（3）上层液体是C6H5CH2OH的苯溶液，第③步采用沸水浴加热蒸馏，水的沸点为‎100℃‎，由表中所给物质的沸点可知，苯的沸点‎80℃‎，C6H5CH2OH的沸点‎205℃‎，故收集到的馏分为苯；图2进行操作时，温度计的水银球插入液体中是错误的，蒸馏时，需要测量的蒸出的馏分蒸汽的温度，所以温度计的水银球应该放在蒸馏烧瓶的支管口处；‎ ‎（4）第⑤步反应为强酸制弱酸，盐酸与C6H5COONa 反应生成C6H5COOH ，C6H5COO-+H+→ C6H5COOH；检验沉淀 X 洗涤干净，检验最后一次洗涤液中是否含有Cl-，操作如下：取最后一次洗涤液少许于试管中，向试管中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若无明显现象，则沉淀洗涤干净，若有白色沉淀生成，则沉淀没有洗涤干净；‎ ‎（5）C6H5COOH+ NaOH=C6H5COONa+H2O，n(C6H5COOH)=n(NaOH)= 0.1000×19.20×10-3=1.920×10-3 mol，则苯甲酸样品的纯度为×100%=96% 。‎ ‎【点睛】本题是一个物质制备型的实验试题，考查仪器的名称、仪器的使用，检验沉淀是否洗涤干净等基本操作，考生要储备好所学的基本知识，以及会利用题中所给的数据和相关信息，处理问题并解决问题。‎ ‎15.碳及其化合物在科研、工业生产中有着重要作用。请按要求回答下列问题。‎ ‎（1）一定条件下，CH4 和 CO2 都能与 H2O 形成笼状结构水合物晶体，CH4 与 H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。已知：CO2（g）+nH2O（l）=CO2·nH2O（s）△H=-57.98 kJ·mol-1， CH4（g）+nH2O（l）=CH4·nH2O（s） △H=-54.49 kJ·mol-1 。则反应： CO2（g）+CH4·nH2O（s） = CH4（g） +CO2·nH2O（s）的△H=_______________；该反应能在一定条件下自发进行的理论依据是_________________________________________________。‎ ‎（2）固定和利用 CO2 能有效地利用资源并减少空气中的温室气体。工业上利用 CO2 生产甲醇方法的反应原理：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g） ΔH＜0。现将6mol CO2 和 8 mol H2 充入一容积为 ‎2 L 的密闭容器中（温度保持不变），测得 H2 的物质的量随时间变化如下图实线所示。‎ ‎①该反应在 0～8 min 时，H2 的平均反应速率：_____________；v 正（a）_____________v 正（d）（填“<”“>”“=”）；CO2 的平衡转化率：_____________。该温度下平衡常数的值为_____________。‎ ‎②若起始反应物投料量不变，重新进行两次实验（每次仅改变某一条件），所测得 H2 的物质的量随时间变化如上图中两条虚线。则 b、c、d 三点平衡常数： K（b）______________K（c）______________K（d）（填“<”“>”“=”）。‎ ‎③在恒温恒容的条件下，再充入 3 mol CO2 和 4 mol H2，达新平衡时，H2O 的体积分数将______________（填“增大”“不变”或“减小”）‎ ‎（3）如图为甲醇燃料电池，其负极电极 方程式为______________。‎ ‎【答案】(1). -3.49 kJ·mol-1 (2). △G=△H- T·△S＜0 (3). 0.375mol·L-1·min-1 (4). > (5). 33.3% (6). 0.5 (7). ＜ (8). = (9). 增大 (10). CH3OH-6e-+ H2O = CO2+6H+‎ ‎【分析】(1)由盖斯定律可知，CO2(g)+nH2O(l)=CO2·nH2O(s)△H=-57.98 kJ·mol-1，CH4(g)+nH2O(s) =CH4·nH2O(s) △H=-54.49 kJ·mol-1，以上两个式子相减得CO2(g)+CH4·nH2O(s)=CH4(g) +CO2·nH2O(s) △H=(-57.98 kJ·mol-1)-(-54.49)=-3.49 kJ·mol-1；判断反应能否自发进行，依据△G=△H- T·△S，若△G＜0，反应能自发进行；△G＞0反应不能自发进行，因为该反应的△H=-3.49 kJ·mol-1＜0，所以一定条件下能自发进行；‎ ‎(2)①计算0～8 min 时，H2 的物质的量的变化，求出H2 的物质的量浓度的变化，依据反应中反应物、生成物物质的量变化之比等于化学计量数之比，计算出△n(CO2)、△n(CH3OH)、△n(H2O)，然后计算出平衡时的反应物、生成物的物质的量浓度；‎ ‎②如图所示，以d点实线曲线为标准分析，b点曲线反应速率增大，但转化的氢气的物质的量少，应是升高温度，因该反应放热，升高温度平衡逆向移动；c点曲线反应速率增大，转化的氢气的物质的量多，平衡正向移动，应是增大压强；平衡常数只受温度的影响，该反应放热，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小；‎ ‎③借助于等效平衡处理该题，达到平衡后在通入反应物物质的量之比与平衡前通入反应物的物质的量之比相等，相当于增大压强，反应物生成物浓度同等倍数增加。‎ ‎(3)甲醇燃料电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，图中的交换层为质子交换层，故电解质为酸，负极的电极反应式：CH3OH-6e-+ H2O = CO2+6H+。‎ ‎【详解】(1)由盖斯定律可知，CO2(g)+nH2O(l)=CO2·nH2O(s)△H=-57.98 kJ·mol-1，CH4(g)+nH2O(s)=CH4·nH2O(s) △H=-54.49 kJ·mol-1，以上两个式子相减得CO2(g)+CH4·nH2O(s)= CH4(g) +CO2·nH2O(s) △H=(-57.98 kJ·mol-1)-( -54.49)=-3.49kJ·mol-1；根据体系自由能变化△G=△H- T·△S，判断反应能否自发进行，若△G=△H-T·△S＜0，反应能自发进行；‎ ‎(2)①该反应在0～8 min时，△n(H2)=8mol-2mol=6mol，v(H2)==0.375mol·L-1·min-1；由a到d的过程，反应物的浓度逐渐减小，正反应速率逐渐变慢，故v正(a)＞v正(d)；反应中变化的物质的量之比等于化学计量数之比，因为△n(H2‎ ‎)=6mol，所以△n(CO2)=2mol，△n(CH3OH)=△n(H2O)=2mol，CO2的平衡转化率：×100%=33.3%；平衡时n(H2)=8mol-6mol=2mol，n(CO2)=6mol-2mol=4mol，n(CH3OH)=n(H2O)=2mol，平衡时反应物生成物的物质的量浓度为：c(H2)=c(CH3OH)=c(H2O)= =1mol·L-1，c(CO2) ==2 mol·L-1，该温度下平衡常数的值为： =0.5；‎ ‎②根据图像，b点曲线反应速率增大，但与d点所在的实线曲线相比，转化的氢气的物质的量少，应是升高温度，因CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH＜0，该反应正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，不利于氢气的转化，故b点曲线改变的条件是升高温度；c点曲线反应速率增大，但与d点所在的实线曲线相比，转化的氢气的物质的量多，因增大压强平衡正向移动，故c点曲线改变的条件是增大压强；平衡常数只受温度的影响，该反应放热，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，故温度越高平衡常数越小，b点曲线温度最高，d点实线曲线和c点曲线温度相同，即T(b)＞T(c)=T(d)故K(b)＜K(c)=K(d)；‎ ‎③在恒温恒容的条件下，再充入3mol CO2和4 molH2，相当于同等倍数的增大反应物的物质的量浓度，压强增大，平衡向着气体分子数减小的方向(正反应方向)移动，H2O 的体积分数将增大；‎ ‎(3)甲醇燃料电池，负极发生氧化反应，图中的交换层为质子交换层，故电解质为酸，负极的电极反应式：CH3OH-6e-+ H2O = CO2+6H+。‎ ‎【点睛】平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，(2)②中需要根据图像分析判断影响平衡移动的因素。‎ ‎16.托特罗定（G）是毒蕈碱受体拮抗剂，其一种合成路线流程图如下：‎ 请按要求回答下列问题：‎ ‎（1）A 的名称：_____；最多共平面的原子数目为_____。C 中含氧官能团名称为_________。‎ ‎（2）D→E的反应类型为__________。‎ ‎（3）B 与 NaOH 溶液加热条件下反应的化学方程式：___________________________。‎ ‎（4）C→D 反应过程使用的液态 SOCl2（）沸点为 ‎77℃‎，遇水剧烈反应，产生酸雾和刺激性气味的气体。写出 SOCl2 与水的化学方程式：___________________________。‎ ‎（5）同时满足下列条件的 C 的同分异构体共有______________种。写出其中一种结构简式______________。‎ a.在酸性条件下完全水解，得到两种产物：有机物 M 和碳酸（）‎ b.M 分子中有 4 种不同化学环境的氢，且能与 FeCl3 溶液发生显色反应。‎ ‎（6）已知：R'-CHOR'-CH=CCHO （R1、R2 代表烃基或 H），请结合上述信息，写出以和乙醛为主要原料制备 的合成路线流程图____________________________（无机试剂任选）：‎ ‎【答案】(1). 4-甲基苯酚或对甲基苯酚 (2). 14 (3). 醚键、羧基 (4). 取代反应 (5). +2 NaOH+H2O (6). SOCl2+H2O=SO2+2HCl (7). 2 (8). 、 (9). ‎ ‎【分析】（1）有机物命名，A()以苯酚为母体，苯环上的甲基与羟基对位关系，名称为4-甲基苯酚或对甲基苯酚；共面问题，苯环上的原子在同一个平面上，另外甲基上的C原子采用的sp3杂化，单键可以旋转，故甲基上的有一个氢原子可能在苯环所构成的这个平面上；‎ ‎（2）从反应物和生成物的结构简式上可以看出D中的Cl原子被所取代，故D→E的反应类型为取代反应；‎ ‎（3）酯的水解反应，注意这个酯与其他的酯的不同之处，它水解生成的酚羟基也可以与氢氧化钠反应，故1molB 与 NaOH 溶液加热条件下反应，消耗2mol NaOH，反应方程式为+2 NaOH+H2O；‎ ‎（4）结合题中的已知信息，推测生成物为SO2、HCl，然后写出相应的化学反应方程式；‎ ‎（5）满足下列条件的 C 的同分异构体a.在酸性条件下完全水解，得到两种产物：有机物 M 和碳酸（）；b.M 分子中有 4 种不同化学环境的氢，且能与 FeCl3 溶液发生显色反应，M分子中含有酚羟基，满足条件的M的结构简式有：、，符合条件的C的同分异构体共2种；‎ ‎（6）结合已知提示信息和托特罗定一种合成路线流程图中的信息，进行新的流程图设计，与O2在Cu作催化剂的条件下催化氧化生成，结合题中所给已知信息，与乙醛在稀的氢氧化钠溶液加热的条件下反应生成，再结合流程图中的信息，在BBr3作用下生成。‎ ‎【详解】（1）A()以苯酚为母体，名称为4-甲基苯酚或对甲基苯酚；甲基中的碳原子与苯环共面，单键可以旋转，甲基中只能再有一个氢原子与苯环共面，故A分子中最多有14个原子共面；C 中含氧官能团名称为醚键、羧基；‎ ‎（2）D中的Cl原子被所取代，故D→E的反应类型为取代反应；‎ ‎（3）B分子中含有酯基，在NaOH溶液中发生水解反应，+2 NaOH+H2O；‎ ‎（4）液态 SOCl2()沸点为 ‎77℃‎，遇水剧烈反应，产生酸雾和刺激性气味的气体,该刺激性气味的气体为SO2，另一种物质是HCl,SOCl2 与水的化学方程式：SOCl2+H2O=SO2+2HCl；‎ ‎（5）同时满足下列条件的 C 的同分异构体a.在酸性条件下完全水解，得到两种产物：有机物 M 和碳酸（）；b.M 分子中有 4 种不同化学环境的氢，且能与 FeCl3 溶液发生显色反应，M分子中含有酚羟基，满足条件的M的结构简式有：、，符合条件的C的同分异构体共2种；‎ ‎（6）与O2在Cu作催化剂的条件下催化氧化生成，结合题中所给已知信息，与乙醛在稀的氢氧化钠溶液加热的条件下反应生成，再结合流程图中的信息，在BBr3作用下生成，具体合成路线如下：。‎ ‎【点睛】本题考查多种有机物间的转化，意在考查考生的逻辑推理能力和接受信息、处理信息的、能力。‎