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2018年高考化学综合模拟试题(八)
1.(1)如图中反应的ΔH=________(用含E1、E2的代数式表示)。
(2)肼性质与氨气相似，易溶于水，有如下反应过程：
N2H4+H2ON2H4·H2ON2H+OH-
①常温下，某浓度N2H5Cl溶液的pH为5，则该溶液中由水电离产生的c(H+)=________。
②常温下，0.2 mol·L-1N2H4溶液与0.1 mol·L-1HCl溶液等体积混合，混合溶液的pH>7，则溶液中c(N2H)________c(N2H4·H2O)。(填“>”、“=”或“<”)
(3)工业上可用肼(N2H4)与新制Cu(OH)2反应制备纳米级Cu2O，同时放出N2，该反应的化学方程式为____________________________。向0.02 mol·L-1的硫酸铜溶液中逐滴滴加NaOH溶液制备Cu(OH)2，当pH=________时开始出现沉淀。(已知常温下Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20)
(4)肼-双氧水燃料电池由于其较高的能量密度而广受关注，其工作原理如图所示。请写出电池正极的电极反应式__________________________________，电池工作过程中，A极区溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
解析：(1)反应物具有的能量大于生成物具有的能量，该反应为放热反应，所以图中反应的ΔH=-(E1-E2)kJ·mol-1。(2)①N2H4·H2O与NH3·H2O类似，为弱电解质，N2H5Cl溶液由于N2H水解呈酸性，N2H的水解促进水的电离，故由水电离产生的c(H+)=1×10-5mol·L-1。②两溶液等体积混合，得到物质的量浓度相等的N2H4·H2O与N2H5Cl的混合溶液，溶液pH>7，呈碱性，说明N2H4·H2O的电离程度大于N2H的水解程度，故c(N2H)>c(N2H4·H2O)。(3)开始产生沉淀时，c(OH-)=mol·L-1=mol·L-1=10-9mol·L-1，则c(H+)=mol·L-1=10-5mol·L-1，pH=5。(4)燃料N2H4在负极放电，则H2O2在正极(B极)上发生还原反应：H2O2+2e-===2OH-。电极A为负极，N2H4发生氧化反应：N2H4-4e-+4OH-===N2↑+4H2O，A极区c(OH-)减小，pH减小。
答案：(1)-(E1-E2)kJ·mol-1
(2)①1×10-5mol·L-1 ②>
(3)N2H4+4Cu(OH)2===2Cu2O+N2↑+6H2O 5
(4)H2O2+2e-===2OH- 减小
2.天然气、沼气、瓦斯的主要成分是甲烷，近年来发现的可燃冰和页岩气中也富含甲烷。甲烷既是一种清洁的燃料，也是重要的化工原料。
(1)工业上以甲烷为原料生产氨气的过程如下：甲烷→氢气→氨气。在甲烷→氢气过程中，有关化学反应的能量变化如图1所示。
反应①为________反应(填“吸热”或“放热”)。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式是______________________。
(2)用天然气和二氧化碳反应也可制H2和CO，其反应原理为CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)，该反应的平衡常数表达式为__________________________。在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图2所示，则压强p1________p2(填“大于”或“小于”);压强为p2时，在y点：v(正)________v(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)以甲烷为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池。写出CH4—KOH—O2燃料电池负极的电极反应式：______________________________。
解析：本题考查化学反应原理知识，意在考查考生运用所学知识分析解决社会热点问题的能力。(1)反应①反应物能量低，生成物能量高，是吸热反应。将反应①减去反应②得：CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH=+76.9 kJ·mol-1+41.2 kJ·mol-1=+118.1 kJ·mol-1。(2)从图2中可以看出，温度相同时，p1条件下CH4的转化率高，对于该反应，压强减小可使平衡正向移动，提高CH4的转化率，故p1小于p2。压强为p2时，y点在平衡线以下，应增大CH4的转化率，使平衡正向移动才能达到平衡，故此时v(正)大于v(逆)。(3)CH4—KOH—O2燃料电池中，CH4在负极发生氧化反应生成CO2，碱性溶液中，CO2还会与OH-反应生成CO。
答案：(1)吸热 CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH=+118.1 kJ·mol-1
(2)K= 小于 大于
(3)CH4-8e-+10OH-===CO+7H2O
3.蔗糖与浓硫酸的炭化实验会产生大量的有刺激性气味的气体，会对环境造成污染。为此，某化学兴趣小组设计了如下装置进行实验(夹持仪器略去)，硬质玻璃管中①、②、③分别为CO检测试纸(浸有氯化钯溶液的试纸，遇CO变黑色)、滴有品红溶液的滤纸、滴有酸性KMnO4溶液的滤纸，a和b分别为两个小气球。
操作步骤如下：
按图示连接好仪器，先检查装置的气密性，再装好试剂，并向A瓶中的蔗糖上滴3～4滴蒸馏水，关闭活塞K，然后塞紧三颈烧瓶正上方瓶塞，并将浓硫酸逐滴加入至A瓶内，很快可观察到A瓶内蔗糖变黑，体积膨胀，有白雾产生，气球a鼓起，玻璃管中①号试纸由白色变黑色，②号和③号滤纸均褪色。
(1)图中盛装浓硫酸的仪器名称为__________________。
(2)待反应结束后，点燃酒精灯并在②号和③号滤纸的玻璃管附近均匀加热，观察到的现象是______________________。
(3)打开活塞K，使三颈烧瓶内气体缓慢通过B瓶和C瓶，一段时间之后，发现澄清石灰水变浑浊，但此现象并不能证明该反应生成了CO2。为了证明有CO2生成并简化实验装置，可以在④号位置放上滴有________的滤纸(从以下试剂中选择)，如果观察到__________________，则可证明反应生成了CO2;气球b的作用为________。
A.品红溶液 B.酸性高锰酸钾溶液
C.溴水 D.澄清石灰水
(4)请用化学方程式表示蔗糖炭化后体积膨胀的原因：______________________________(反应生成的两种碳的氧化物在相同条件下的体积比为1∶1，若是氧化还原反应，请用单线桥法在方程式上标明电子转移的方向和数目)。
解析：本题是一道实验探究题，主要考查考生吸收整合化学信息的能力以及分析问题和探究化学问题的能力。(1)盛装浓硫酸的仪器为分液漏斗。(2)因为SO2与品红作用生成不稳定的无色物质，所以加热时，滤纸②恢复红色，但SO2与酸性KMnO4溶液发生了氧化还原反应，所以加热时，滤纸③无变化。(3)要验证CO2的存在，须排除SO2的干扰，所以要通过④号滤纸验证B瓶已将SO2全部吸收，SO2能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色，若SO2已被B瓶全部吸收，④号滤纸不会褪色。(4)蔗糖炭化后体积膨胀是因为生成的碳与浓硫酸发生以下反应：2C+3H2SO4(浓)CO↑+CO2↑+3SO2↑+3H2O。
答案：(1)分液漏斗
(2)滤纸②恢复红色，滤纸③无变化
(3)ABC ④号滤纸不变色，而澄清石灰水变浑浊 收集CO，以防其污染环境
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