（2）利用双氧水的氧化性，将亚铁离子氧化为铁离子；H2O2已足量时，溶液中没有亚铁离子了，加入K3[Fe(CN)6]溶液，没有蓝色沉淀，证明H2O2过量；碳酸钠溶液水解显碱性，加入碳酸钠的目的提高溶液的碱性，使黄钠铁矾形成析出；正确答案：将亚铁离子氧化为铁离子 ； K3[Fe(CN)6] ； 提高溶液的碱性，使黄钠铁矾形成析出。
（3）“除铜”时，铜离子与硫化氢反应生成硫化铜沉淀，反应的离子方程式为
H2S+Cu=CuS↓+2H；若用Na2S代替H2S除铜，优点是无易挥发的有毒气体硫化氢污染环境；正确答案：H2S+Cu=CuS↓+2H；无易挥发的有毒气体硫化氢污染环境。
（4）NaF溶液水解产生少量氢氟酸，当NaF溶液用量太大时，氢氟酸的量增多，氢氟酸能够与陶瓷容器中二氧化硅反应而使陶瓷容器被腐蚀，正确答案：过量的F-离子生成氢氟酸会腐蚀陶瓷容器。
（5）Ksp[Ni(OH)2]=c(Ni2+)×c2(OH-)=2.0×10-15，当c(Ni2+)=1×10-5mol·L-1，c2(OH-)=2×10-10，c(OH-)=1.4×10-5，c(H+)=1/1.4×10-9, pH=9.1，正确答案：9.1或9.2（或9.1~9.2之间）。 9. 以高纯H2为燃料的质子交换膜燃料电池具有能量效率高、无污染等优点，但燃料中若混有CO将显著缩短电池寿命。
（1）以甲醇为原料制取高纯H2是重要研究方向。甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应： 主反应：CH3OH(g)+H2O(g)副反应：H2(g)+CO2(g)
CO2(g)+3H2(g) △H=+49 kJ?mol CO(g)+H2O(g) △H=+41 kJ?mol-1
-1
2+
+
2+
+
①甲醇在催化剂作用下裂解可得到H2和CO，则该反应的化学方程式为
_________________________，既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是_________________________。
②分析适当增大水醇比（nH2O∶nCH3OH）对甲醇水蒸气重整制氢的好处_________________________。
③某温度下，将nH2O∶nCH3OH =1∶1的原料气充入恒容密闭容器中，初始压强为p1，反应达到平衡时总压强为p2，则平衡时甲醇的转化率为_________________________。（忽略副反应） （2）工业常用CH4 与水蒸气在一定条件下来制取H2，其原理为： CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+203kJ·mol
①该反应的逆反应速率表达式为； V逆=k·c(CO)·c3(H2)，k为速率常数，在某温度下，测得实验数据如表： CO浓度（mol·L-1） H2浓度（mol·L-1） 逆反应速率(mol·L-1·min-1) -1
0.05 c2 c2
C1 C1 0.15 4.8 19.2 8.1 由上述数据可得该温度下，上述反应的逆反应速率常数k 为__________L3·mol-3·min-1。 ②在体积为3L的密闭容器中通入物质的量均为3mol 的CH4和水蒸气，在一定条件下发生上述反应，测得平衡时H2的体积分数与温度及压强的关系如图2所示，则压强Pl_____P（2填“大于”或“小于”）温度T3_______T4（填“大于”或“小于”）；压强为P1时，在N点； v正_______v逆（填“大于”或“小于”或“等于”）。求N点对应温度下该反应的平衡常数 K=_____________________。
【答案】 (1). CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH = +90 kJ·mol-1 (2). 升高温度
4
(3). 提高甲醇的利用率，有利于抑制CO的生成 (4). （﹣1）×100% (5). 1.2×10 (6). 大于 (7). 小于 (8). 大于 (9). 48 mol2·L-2
【解析】①根据盖斯定律可知：主反应+副反应整理后可得甲醇在催化剂作用下裂解可得到H2和CO，则该反应的化学方程式为CH3OH(g)
CO(g)+2H2(g) ΔH = +90 kJ·mol-1；该反应
为吸热反应，所以既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是升高温度；正确答案：CH3OH(g)
CO(g)+2H2(g) ΔH = +90 kJ·mol；升高温度。
-1
（2）适当增大水醇比（nH2O∶nCH3OH）对甲醇水蒸气重整制氢的好处提高甲醇的利用率，有利于抑制CO的生成；正确答案：提高甲醇的利用率，有利于抑制CO的生成。
③设反应前，甲醇和氢气的量分别为1 mol，甲醇的变化量为xmol,根据反应进行计算：
CH3OH(g)+H2O(g)
CO2(g)+3H2(g) △H=+49 kJ?mol-1
起始量 1 1 0 0
变化量 x x x 3 x 平衡量 1- x 1- x x 3 x
根据压强之比和物质的量成正比规律：p1/ p2=(1+1)/( 1- x+1- x+ x+3 x), x= ﹣1,则平衡
时甲醇的转化率为x/1×100%=（﹣1）×100% ；正确答案：（﹣1）×100% 。 （2）①根据反应的逆反应速率表达式为 V逆=k·c(CO)·c(H2)可知：4.8= k×0.05×C1；19.2= k× c2×C1；两个式子相除，得到c2=0.2，再根据第三组数据进行计算，8.1= k×0.2×0.153，解之得k= 1.2×104 L3·mol-3·min-1。；正确答案：1.2×104。
②从图像可以看出，温度升高，H2的体积分数增大，该反应正反应为吸热反应；减小压强，平衡正向移动，H2的体积分数增大；所以：压强Pl大于P2，温度T3小于T4；在N点时，当温度不发生变化时，该反应正在向正反应方向进行，氢气的体积分数不断增大，最终达到平衡，所以 v正大于v逆；在N点时，当温度不发生变化时，达到平衡时，氢气的体积分数为60%，密闭容器的体积为3L，设CH4的变化量为x mol，计算如下：
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+203kJ·mol-1
起始量 3 3 0 0 变化量 x x x 3x 平衡量 3-x 3-x x 3x
3x/( 3-x+3-x+ x+3x)= 60%, x=2 mol, 平衡时各物质浓度为c(CH4)=1/3mol/L, c(H2O)=1/3 mol/L, c(H2)=2 mol/L, c(CO )=2/3 mol/L；N点对应温度下该反应的平衡常数
K=(23×2/3)/( 1/3×1/3)= 48 mol2·L-2;正确答案：大于；小于；大于；48 mol2·L-2。 10. 二茂铁是一种具有芳香族性质的有机过渡金属化合物。二茂铁熔点是173℃，在100℃时开始升华，沸点是249℃，不溶于水，易溶于苯、乙醚、汽油、柴油等有机溶剂；化学性质稳定，400℃以内不分解。实验室制备二茂铁装置示意图如下图，实验步骤为：
3
3
3
①在三颈烧瓶中加入25g粉末状的KOH，并从仪器a 中加入60mL 无水乙醚到三颈烧瓶中，充分搅拌，同时通氮气约10min；
②再从仪器a 滴入5.5 mL 新蒸馏的环戊二烯（C5H6、密度0.95g/cm），搅拌；
③将6.5g 无水FeCl2 与(CH3)2SO（二甲亚砜，作溶剂）配成的溶液25ml 装入仪器a中，慢慢滴入三颈烧瓶中，45min 滴完，继续搅拌45min； ④再从仪器a 加入25mL 无水乙醚搅拌；
⑤将三颈烧瓶中液体转入分液漏斗，依次用盐酸、水各洗涤两次，分液得橙黄色溶液； ⑥蒸发橙黄色溶液，得二茂铁粗产品。 回答下列问题：
（1）仪器b 的名称是__________________，作用是_____________________。 （2）步骤①中通入氮气的目的是_____________________。
（3）三颈烧瓶的适宜容积应为__________ （填序号）；①100ml、②250ml、③500ml；步骤⑤所得的橙黄色溶液的溶剂是_____________________。
（4）KOH、FeCl2、C5H 6反应生成二茂铁[Fe(C5H5)2]和KCl 的化学方程式为_____________________。
（5）二茂铁粗产品的提纯过程在上图中进行，其操作名称为________________。二茂铁及其衍生物可做抗震剂用于制无铅汽油，它们比曾经使用过的四乙基铅安全得多，其中一个重要的原因是_________________________________。
（6）最终得到纯净的二茂铁4.8g，则该实验的产率为___________________（保留两位有效数字）。
【答案】 (1). 球形冷凝管 (2). 冷凝回流有机物（或乙醚、环戊二烯和二甲亚砜） (3). 将装置中的空气排尽（或排尽、除去氧气），防止（避免、不让）实验过程中Fe2+被氧化 (4). ② (5). 乙醚或乙醚和二甲亚砜 (6). 2KOH+FeCl2+2C5H6=Fe(C5H5)2+2KCl+2H2O (7). 升华 (8). 四乙基铅反应后的产物会造成空气污染 (9). 65%
【解析】（1）仪器b 的名称是球形冷凝管，其作用冷凝回流有机物；正确答案：球形冷凝管；冷凝回流有机物（或乙醚、环戊二烯和二甲亚砜。
2）该实验过程中用到试剂氯化亚铁，它易被氧气氧化，所以需要通入氮气，将装置中的空气排尽；正确答案：将装置中的空气排尽（或排尽、除去氧气），防止（避免、不让）实验过程中Fe2+被氧化。
（3）根据题给的试剂的体积可知：60+5.5+25++25=115.5 ml,所以三颈烧瓶的适宜容积应为
3
250ml；骤⑤所得的橙黄色溶液的溶剂是乙醚或乙醚和二甲亚砜；正确答案：②；乙醚或乙醚和二甲亚砜。
（4）由生成物可知，该反应为非氧化还原反应，KOH、FeCl2、C5H 6反应生成二茂铁[Fe(C5H5)2]和KCl，化学方程式为2KOH+FeCl2+2C5H6=Fe(C5H5)2+2KCl+2H2O；正确答案：2KOH+FeCl2+2C5H6=Fe(C5H5)2+2KCl+2H2O。
（5）由题给信息：二茂铁熔点是173℃，在100℃时开始升华，所以二茂铁粗产品的提纯、操作名称为升华；二茂铁及其衍生物可做抗震剂用于制无铅汽油，它们比曾经使用过的四乙基铅安全得多，其中一个重要的原因是四乙基铅反应后的产物会造成空气污染；正确答案：升华；四乙基铅反应后的产物会造成空气污染。
..................
11. CO 易与铁触媒作用导致其失去催化活性：Fe+5CO=Fe(CO)5； [Cu(NH3)2]Ac 溶液用于除去CO的化学反应方程式：[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3=[Cu(NH3)3] Ac·CO （式中Ac代表醋酸根）。请回答下列问题：
（1）C、N、O的第一电离能最大的是_____________，原因是___________________________。基态Fe 原子的价电子排布图为___________________________。
（2）Fe(CO)5又名羰基铁，常温下为黄色油状液体，则Fe(CO)5的晶体类型是_____________，羰基铁的结构如右图，根据该图可知CO作为配位体是以__________原子为配位原子与Fe原子结合。
-
（3）离子水化能是气态离子溶于大量水中成为无限稀释溶液时释放的能量。离子在溶液中的稳定性可以从离子的大小、电荷、水化能等因素来解释。Cu2+和Cu+的水化能分别是
黑龙江省哈尔滨市第三中学校2020届高三化学一模考试试题(含解析)
