D．若通入标准状况下11.2L的Y气体，则理论上有2mol的Na＋移入阴极区
答案 D
解析 根据装置图特点，容易得出右边装置是燃料电池，左边装置是电解池。
气体X可以循环使用，所以X一定为H2，则电极丁通入的一定是O2，即气体Y是O2，电极丁是燃料电池的正极，与此电极相连的电极甲是电解池的阳极，阳极上Cl－发生氧化反应：
Cl－＋2H2O－5e－===ClO2↑＋4H＋，故气体Z是ClO2，A、B正确；丙电极上发生的反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O，丁电极上发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，丙处消耗OH－，丁处产生OH－，据此可判断NaOH溶液的质量分数存在大小关系：
c%>b%>a%，C正确；当有0.5molO2发生反应时，理论上有2mol电子通过导线，阳极反应式为Cl－＋2H2O－5e－===ClO2↑＋4H＋，阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，电解总反应是2NaCl＋6H2O
2ClO2↑＋5H2↑＋2NaOH，该反应转移10e－，则每转移2mol电子就有1.6molH＋和0.4molNa＋移入阴极区，D错误。
第Ⅱ卷（非选择题，共58分）
二、必考题（本题包括3个小题，共43分）
26．（2019·山西孝义高三期末）（14分）溴化镁（MgBr2）可由金属镁在室温下与干燥后的溴在乙醚中反应制得，利用如图所示装置制备溴化镁，并测定其产率。
已知：
①Mg和Br2反应剧烈且放热，MgBr2具有强吸水性
②MgBr2＋3C2H5OC2H5===MgBr2·3C2H5OC2H5
（1）保存液溴时在瓶内加入适量的蒸馏水，其目的是________。
（2）球形干燥管中放入无水CaCl2的作用是____________________，仪器A的名称是________。
（3）实验时，应缓慢通入干燥的氮气，直至溴完全导入三颈烧瓶中。
如果将所用液溴一次性全部加入三颈烧瓶中，其后果是______________________________。
（4）反应完毕后恢复至室温过滤，将滤液转移至另一干燥的烧瓶中，冷却至0℃，析出晶体，再过滤得到三乙醚合溴化镁（MgBr2·3C2H5OC2H5）粗品。
第一次过滤得到的固体物质是________。
（5）常温下用苯溶解粗品，冷却至0℃，析出晶体，经操作a得到三乙醚合溴化镁，加热至160℃分解得到无水MgBr2产品。
①操作a是______________________________。
②写出三乙醚合溴化镁加热至160℃分解得无水MgBr2的化学方程式：
______________________________________。
（6）反应开始前装入5.0g镁屑和150mL无水乙醚，无水MgBr2在干燥器中冷却到室温后，称量，其质量为29.8g。
则该实验制取MgBr2的产率是________（保留一位小数）。
答案
（1）防止液溴挥发
（2）防止空气中的水蒸气进入反应装置 球形冷凝管
（3）反应过于剧烈，使反应过程难以控制
（4）镁屑
（5）①过滤、洗涤 ②MgBr2·3C2H5OC2H5
MgBr2＋3C2H5OC2H5
（6）77.7%
解析
（2）MgBr2具有强吸水性，所以反应在无水环境下进行，无水CaCl2可以吸水，防止空气中的水分进入；仪器A为球形冷凝管。
（4）反应完毕后恢复至室温，过滤除去的固体为未反应完的镁屑。
（5）①在析出晶体之后，经过过滤、洗涤即可得到晶体三乙醚合溴化镁。
②三乙醚合溴化镁加热至160℃分解得到无水MgBr2产品，再根据已知信息②的反应式可知MgBr2·3C2H5OC2H5分解的方程式为MgBr2·3C2H5OC2H5
MgBr2＋3C2H5OC2H5。
（6）根据Mg～MgBr2，理论上生成的m（MgBr2）＝
≈38.33g，则该实验制取MgBr2的产率为
×100%≈77.7%。
27．（2019·北京海淀高三期末）（14分）以废治废、变废为宝可以实现资源的综合利用。
用废铁块、废盐酸可以生产净水剂聚合氯化铁和高铁酸钠，转化关系如图所示：
（1）A溶液中一定含有的溶质是________。
（2）若使③中水解程度变大，可采取的措施是________（填字母序号）。
a．加热b．加入NaHCO3
c．加入NH4Cl
（3）写出③中水解生成Fe2（OH）mCl6－m反应的化学方程式：
_________________________。
（4）将废铁块进行预处理制成电极，通过电解制备高铁酸钠，该装置原理示意图如图所示。
铁块做________（填“阳极”或“阴极”），对应的电极反应式为________________________。
（5）高铁酸钠在水中缓慢产生红褐色沉淀和一种气体，该反应的离子方程式：
________________________。
答案
（1）FeCl2
（2）ab
（3）2FeCl3＋mH2OFe2（OH）mCl6－m＋mHCl
（4）阳极 Fe－6e－＋8OH－===FeO
＋4H2O
（5）4FeO
＋10H2O===4Fe（OH）3↓＋3O2↑＋8OH－
解析
（1）废铁块与盐酸反应：
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，即A溶液中一定含有的溶质为FeCl2。
（2）A溶液被氧化，即FeCl2被氧化成FeCl3，FeCl3发生水解，水解是吸热反应，即加热促进Fe3＋水解，故a正确；加入NaHCO3，Fe3＋与HCO
发生双水解反应，促进Fe3＋水解，故b正确；加入NH4Cl，NH
水解生成H＋，抑制Fe3＋水解，水解程度降低，故c错误。
（4）根据实验目的，制备高铁酸钠，Fe应失去电子转化成FeO
，Fe的化合价升高，根据电解原理，铁作阳极，环境为碱性，阳极反应式为Fe－6e－＋8OH－===FeO
＋4H2O。
（5）红褐色沉淀为Fe（OH）3，Fe元素化合价降低，氧元素的化合价升高，即气体为O2，该反应的离子方程式为4FeO
＋10H2O===4Fe（OH）3↓＋3O2↑＋8OH－。
28．（15分）新的研究表明二甲醚（DME）是符合中国能源结构特点的优良车用替代燃料，二甲醚催化重整制氢的反应过程主要包括以下几个反应（以下数据为25℃、1.01×105Pa下测定）：
Ⅰ.CH3OCH3（g）＋H2O（l）2CH3OH（l）ΔH＝＋24.52kJ·mol－1
Ⅱ.CH3OH（l）＋H2O（l）CO2（g）＋3H2（g）ΔH＝＋49.01kJ·mol－1
Ⅲ.CH3OH（l）CO（g）＋2H2（g）ΔH＝＋90.1kJ·mol－1
请回答下列问题：
（1）写出用二甲醚制H2同时生成CO2的热化学方程式：
________________________________________________________________。
（2）将一定量CO（g）和H2O（g）分别通入容积为1L的恒容密闭容器中，发生反应CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），得到如下数据：
①反应CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）的平衡常数表达式K＝_________。
②实验1中，0～4min内，以v（H2O）表示的反应速率为______________。
③实验2达到平衡时CO的转化率为______________。
④实验3与实验2相比，改变的条件是______________。
（3）在一恒温恒容的密闭容器中放入一定量的甲醇，按反应Ⅲ式建立平衡，以下可以作为该反应达到平衡状态的判断依据的为________。
A．容器内气体密度保持不变
B．气体的平均相对分子质量保持不变
C．CO的体积分数保持不变
D．CO与H2的物质的量之比保持1∶2不变
（4）工业生产中测得不同温度下各组分体积分数及二甲醚转化率的关系如图所示。
①反应控制的最佳温度应为________。
A．300～350℃B．350～400℃
C．400～450℃D．450～500℃
②在温度达到400℃以后，二甲醚与CO2的体积分数以几乎相同的变化趋势降低，而CO、H2的体积分数也以几乎相同的变化趋势升高，分析可能的原因是（用相应的化学方程式表示）____________________________。
（5）在某一体积固定的密闭容器中进行反应Ⅱ，200℃时达到平衡。
t1时刻升温，在t1与t2之间某时刻达到平衡；t2时刻添加催化剂，请在图中补充画出t1～t2时间段CO2的百分含量随时间变化的图像。
答案
（1）CH3OCH3（g）＋3H2O（l）2CO2（g）＋6H2（g）ΔH＝＋122.54kJ·mol－1
（2）①
②0.8mol·L－1·min－1
③20% ④加入催化剂
（3）A
（4）①C ②CH3OCH3＋CO23H2＋3CO
（5）如图所示
解析
（1）根据盖斯定律，由Ⅰ＋Ⅱ×2得：
CH3OCH3（g）＋3H2O（l）2CO2（g）＋6H2（g）
ΔH＝＋122.54kJ·mol－1。
（2）②由反应式知，v（H2O）＝v（CO2）＝
＝0.8mol·L－1·min－1。
③4molCO在实验2中转化了0.8mol，故达到平衡时CO的转化率为
×100%＝20%。
④比较实验2和实验3知，反应温度相同，反应物的起始投入量相同，产物的量也相同，但实验3达到平衡所用时间较短，说明实验3加入了催化剂。
（3）随着反应不断进行，容器中气体的质量逐渐增大，容器体积固定，故气体密度也逐渐增大，当容器内气体密度保持不变时，反应达到平衡状态，A项符合题意；容器中只有CO和H2两种气体，且二者物质的量之比始终为1∶2，故平均相对分子质量始终为定值，CO的体积分数始终为定值，B、C、D项不符合题意。
（4）①从图像中可以看出在400℃，二甲醚的体积分数较小，且二甲醚的转化率较高，当温度高于450℃时，二甲醚的转化率和体积分数变化均不明显，故该反应控制的最佳温度为400～450℃。
②根据题意并结合题图知，容器中可能发生另一种重整制氢反应：
CH3OCH3＋CO23H2＋3CO。
（5）反应Ⅱ是吸热反应，在t1时刻升温，平衡正向移动，CO2的百分含量逐渐增大，t2时刻使用催化剂，不会使平衡发生移动，CO2的百分含量不变，据此可画出图像。
三、选考题（两个题中任选一题作答，共15分）
35．[化学——选修3：
物质结构与性质]（15分）
金属钒（V）广泛应用于航空、化工、能源等行业。
（1）处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________形象化描述。
（2）基态钒原子核外有________个运动状态不同的电子，价电子排布式为________。
（3）VCl2溶液与乙二胺（H2N—CH2—CH2—NH2）可形成配离子[V（En）2]2＋（En是乙二胺的简写），该配离子中所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是________（用元素符号表示）。
乙二胺分子中氮原子的杂化轨道类型为__________，乙二胺和三甲胺[N（CH3）3]均属于胺，且相对分子质量相近，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是________________________________________。
（4）钒能形成多种配合物，钒的两种配合物X、Y的化学式均为V（NH3）3ClSO4，取X、Y的溶液进行实验（已知配体难电离出来），所用试剂及所得现象如表所示：
X的溶液
X的溶液
Y的溶液
Y的溶液
试剂
BaCl2溶液
AgNO3溶液
BaCl2溶液
AgNO3溶液
现象
白色沉淀
无明显变化
无明显变化
白色沉淀
则X的配离子为________________，Y的配体是________。
（5）VO晶体的晶胞结构如图所示，VO晶体中V2＋的配位数为__________，若该晶胞边长为bnm，则该晶体的密度为____________g·cm－3（用含b、NA的代数式表示，NA为阿伏加德罗常数的值）。
答案
（1）电子云
（2）23 3d34s2
（3）N>C>H sp3 乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键
（4）[V（NH3）3Cl]2＋ NH3、SO
（5）6
解析
（2）V位于元素周期表中第四周期ⅤB族，则其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2，其原子核外有23个运动状态不同的电子，价电子排布式为3d34s2。
（3）该配离子中所含非金属元素有N、H、C，电负性大小为N>C>H；乙二胺分子中N原子为sp3杂化，乙二胺和三甲胺[N（CH3）3]均属于胺，且相对分子质量相近，乙二胺沸点比三甲胺高得多的原因是乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键。
（4）往配合物X的溶液中加入BaCl2溶液形成白色沉淀，加入AgNO3溶液无明显现象，则X的外界离子为SO
，往配合物Y的溶液中加入BaCl2溶液无明显现象，加入AgNO3溶液形成白色沉淀，则Y的外界离子为Cl－，所以配合物X为[V（NH3）3Cl]SO4，配合物Y为[V（NH3）3（SO4）]Cl，X的配离子为[V（NH3）3Cl）]2＋，Y的配体为NH3、SO
。
（5）V2＋与V2＋周围等距且最近的O2－形成一个正八面体，V2＋占据正八面体的中心，O2－占据正八面体的顶点，则V2＋的配位数为6；根据晶胞结构，一个VO晶胞中，含有V2＋的数目为8×
＋6×
＝4，含有O2－的数目为1＋12×
＝4，则一个晶胞的质量m＝
g，一个晶胞的体积V0＝b3nm3＝（b×10－7）3cm3，则晶体的密度ρ＝
＝
g·cm－3。
36．[化学——选修5：
有机化学基础]（15分）
有机物M有抗菌作用，其合成路线如下图所示：
（1）A的结构简式是____________。
（2）B的名称是____________，M中的官能团名称是________。
（3）分别写出B→C、G→H的反应类型________、________。
（4）写出C→D的化学方程式：
________________________________。
（5）E的同分异构体中，符合下列条件的结构共有________种。
①苯的二元取代物 ②与E具有相同的官能团 ③能发生银镜反应和水解反应
（6）由F与I2在一定条件下反应生成G的化学方程式是___________。
此反应同时生成另外一个有机副产物且与F互为同分异构体，此有机副产物的结构简式是____________。
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