2023届湖北省高中名校联盟高三第一次联合测评化学试题含解析

这是一份2023届湖北省高中名校联盟高三第一次联合测评化学试题含解析，共25页。试卷主要包含了5 Ca 40，08ml，Cl原子有0等内容，欢迎下载使用。

 湖北省高中名校联盟2023届新高三第一次联合测评
化学试题
本试题共6页，19题。满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把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。回答非选择题时，用签字笔或钢笔将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5 Ca 40
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生活密切相关，下列说法错误的是
A. 可用作食品添加剂 B. 可用作食品膨松剂
C. 高纯硅可用于制作光感电池 D. 漂粉精可用于游泳池的消毒
【答案】A
【解析】
【分析】根据物质的性质判断其用途，利用元素的化合价判断具有氧化或还原性；
【详解】A．二氧化硫具有还原性可以防止氧化，故可以用少量的二氧化硫做食品添加剂；故A正确；
B．食品彭松剂常用的是碳酸氢钠，故B不正确；
C．硅属于半导体材料，故可用于制作光感电池，故C正确；
D．漂粉精具有强氧化性，故可以杀菌消毒，故D正确；
故选答案A；
【点睛】此题考查物质的用途，注意结构决定性质，性质决定用途。
2. 化学用语是学习化学的重要工具，以下化学用语表述正确的是
A. 二氧化碳的电子式：
B. 基态的价电子轨道表示式：
C. 乙醛的空间填充模型：
D. 反式聚异戊二烯的结构简式：
【答案】C
【解析】
【详解】A．二氧化碳分子中C和O原子之间共用两对电子，二氧化碳的电子式为，A错误；
B．基态的价电子排布式为3d5，则基态的价电子轨道表示式为 ，B错误；
C．乙醛分子的结构简式为CH3CHO，碳原子半径大于氧原子半径，氧原子半径大于氢原子半径，乙醛的空间填充模型为，C正确；
D．反式聚异戊二烯的结构中，亚甲基位于碳碳双键异侧，则反式聚异戊二烯的结构简式为，D错误；
故选C。
3. 对于下列实验，能正确描述其反应的离子方程式的是
A. 向溶液中滴入等物质的量的NaOH溶液：
B. 向含溶液中通入：
C. 向溶液中滴入过量的溶液：
D. 向新制的悬浊液中加入几滴丙醛溶液并加热：
【答案】C
【解析】
【详解】A．等物质的量的NaOH溶液所含OH-只能与H+反应，OH- + H+ = H2O，A错误；
B．Fe2+和I-的还原性相比I-更强，I-有0.08mol，Cl原子有0.06mol，根据氧化还原反应的规律可知0.03molCl2只能与I-反应，B错误；
C．过量的溶液使得产物以形式出现，C正确；
D．方程式配平错误，H2O的系数不对，应为3，D错误；
4. 下列物质去除杂质的方法中，不合理的是

物质(杂质)
除杂试剂
分离方法
A
NO()

洗气
B
乙酸乙酯(乙酸)
饱和碳酸钠溶液
蒸馏
C
溶液 (FeCl3)
氨水
过滤
D
乙炔 (H2S)
溶液
洗气

A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A．一氧化氮不溶于水、不与水反应，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，可通过洗气的方法除去一氧化氮中的二氧化氮，A正确；
B．乙酸乙酯难溶于饱和碳酸钠溶液，乙酸能和饱和碳酸钠溶液反应，可用分液的方法分离，B错误；
C．氯化铵和氨水不反应，氯化铁和氨水反应生成氢氧化铁沉淀和氯化铵，可通过加入适量氨水、充分反应后过滤除去氯化铵溶液中的氯化铁，C正确；
D．乙炔与硫酸铜溶液不反应，硫化氢与硫酸铜溶液反应生成硫化铜沉淀和硫酸，可通过洗气的方法除去乙炔中的硫化氢，D正确；
答案选B。
5. 是21世纪理想的能源，工业上制备氢气的常见方法有以下三种：①电解水法制备；②水煤气法制备；③电解饱和食盐水法制备。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A. 方法①中，当阴极产生a mol气体时，转移的电子数为4aNA
B. 方法②中，制备22.4L时，断裂的极性键的数目为NA
C. 方法③中，每电解117gNaCl时，产生的气体的分子数为NA
D. 用这三种方法分别制备1mol，转移的电子数均为2NA
【答案】D
【解析】
【详解】A．方法①为电解水法，阴极发生还原反应产生H2，amolH2生成转移电子数为2aNA，A错误；
B．未说明标准状况，气体体积不能进行计算，B错误；
C．电解117gNaCl即2mol将生成1molCl2和1molH2，共2mol气体，C错误；
D．这三种方法对应的三个氧化还原反应中H2O都只作且是唯一的氧化剂，H2O中的H元素得2mol电子生成1molH2，D正确；
答案选D。
6. 依据下列实验操作和现象，其中得出的结论错误的是

操作
现象
结论
A
将通入溶液中
有白色沉淀生成
中可能混有
B
向待测液中依次滴入氯水和KSCN溶液
溶液变为红色
待测液中含有
C
向2mL溶液中依次滴入同浓度的NaBr溶液、NaI溶液各2滴
试管中先出现淡黄色固体，后出现黄色固体
无法证明AgBr的溶解度大于AgI
D
对溶液进行加热
溶液由蓝色变为黄绿色
在溶液中存在平衡：，其正反应吸热

A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A．二氧化硫与氯化钡不发生反应，若二氧化硫中混有三氧化硫，则可能产生白色沉淀，A正确；
B．氯水具有氧化性，可以氧化二价铁离子，加入硫氰化钾，若溶液变为红色，则证明待测液中混有铁元素，无法确定铁元素的化合价，B错误；
C．硝酸银溶液中加入2滴溴化钠后生成淡黄色沉淀溴化银，此时硝酸银剩余，再加入碘化钠后产生黄色沉淀碘化银，无法验证AgBr和AgI的溶解度，C正确；
D．溶液中存在平衡：，加热后溶液由蓝色变成黄绿色，说明平衡正向移动，即该反应的正反应为吸热反应，D正确；
故答案选B。
7. 下列实验装置(部分夹持装置略)能达到实验目的的是




A.实验室制取并收集
B.实验室制取乙烯
C检查装置气密性
D.分离苯和硝基苯的混合物

A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【分析】本题考查高中化学基础实验。
【详解】A．实验室制取氨气用的是氢氧化钙和氯化铵，而不是氢氧化钠，易吸水板结，制取效率低，且容易发生事故，A错误；
B．实验室制取乙烯气体，温度计应当在液面下，测量的反应液体的温度，于170℃制取乙烯，B错误；
C．检查装置气密性，关闭止水夹，向长颈漏斗中加水至超过烧瓶中的液面，形成稳定的高度差，则气密性良好，C正确；
D．苯和硝基苯互溶，不能用分液的方法分离，D错误；
故选C。
8. 二氧化钛()是一种重要工业原料，某学习小组由酸性含钛废液(含、、、)制备的主要流程如下，已知不溶于水和硫酸。下列说法正确的是

A. 加入铁粉时可以加热，温度越高越好
B. “结晶”的操作是：蒸发结晶，趁热过滤
C. “洗涤”时先将沉淀转移至烧杯中再加入洗涤剂
D. 该方法中可以循环使用
【答案】D
【解析】
【分析】酸性含钛废液加入铁粉，三价铁转化为二价铁，结晶得到FeSO4∙7H2O晶体，过滤母液水解得到，洗涤煅烧得到二氧化钛；
【详解】A．温度升高导致水解造成钛元素损失，A错误；
B．“结晶”的操作中为防止温度过高导致水解造成钛元素损失，应该在较低温度结晶，B错误；
C．“洗涤”时直接在漏斗内洗涤即可，C错误；
D．该方法中可以循环使用，以节约原料控制生产成本，D正确；
故选D。
9. 阿莫西林是种最常用的抗生素，其结构如图所示。下列说法错误的是

A. 1mol阿莫西林最多消耗5mol
B. 1mol阿莫西林最多消耗4molNaOH
C. 阿莫西林分子中含有4个手性碳原子
D. 阿莫西林能发生取代、加成、氧化、缩聚等反应
【答案】A
【解析】
【分析】阿莫西林含有酚羟基、酰胺基、肽键、氨基、苯环；连接四个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子，据此次分析作答。
【详解】A．苯环可与氢气加成，但羧基、肽键、酰胺基难与氢气加成，所以1mol阿莫西林最多消耗3mol，故A错误；
B．阿莫西林含有酚羟基、羧基、肽键均能与氢氧化钠反应，1mol阿莫西林最多消耗4molNaOH，故 B正 确 ；
C．打※的为手性碳原子，共4个，故C正确；
D．阿莫西林含有酚羟基等，可以发生氧化反应，含有苯环，可以发生加成反应，含有氨基与羧基，可以发生取代反应、缩聚反应，故D正确；
故答案选A。
10. 下列有关物质的结构与性质说法错误的是
A. 石墨晶体中，层内导电性强于层间导电性
B. 工业盐酸中，因含有而呈亮黄色
C. 氟的电负性大于氯，所以三氟乙酸的比三氯乙酸大
D. 干冰中的配位数大于冰中水分子的配位数，这与水分子间形成氢键有关
【答案】C
【解析】
【详解】A．石墨晶体中每一层会形成大π键产生可以自由移动的电子使得石墨可以导电，因此层内导电性强于层间导电性，A正确；
B．工业盐酸中含有部分铁离子，铁离子和氯离子生成，因含有而呈亮黄色，B正确；
C．氟的电负性大于氯，使得三氟乙酸酸性强于三氯乙酸，三氟乙酸的Ka值较大，故三氟乙酸的比三氯乙酸更小，C错误；
D．干冰是面心立方堆积，水配位数与生成氢键有关，干冰中的配位数大于冰中水分子的配位数，这与水分子间形成氢键有关，D正确；
故选C。
11. 可用作锂离子电池的电极材料，下图为可充电电池的工作原理示意图，锂离子导体膜只允许通过。下列说法错误的是

A. 呈正四面体结构
B. 钙电极电势较电极电势低
C. 放电时的总反应式为
D. 充电时，当转移0.4mol电子时，理论上左室中电解质的质量减轻了8g
【答案】D
【解析】
【详解】A．磷酸根离子和四氯化碳是等电子体，所以它的构型为正四面体，A正确；
B．正极电势高于负极，根据图可知，放电时，钙电极失去电子，固钙电极为负极，其电势较低，B正确；
C．由题目可知，放电时的总反应为2Li1-xFePO4 + xCa + 2xLi+ = xCa2+ + 2LiFePO4，C正确；
D．阴极发生反应：Ca2+ + 2e- = Ca，当转移0.4mol电子时，有0.4molLi+从右室通过锂离子导体膜移入左室，左室电解质中有0.2molCa2+得到电子生成Ca沉积在钙电极上，故左室电解质的质量减轻40g/mol × 0.2mol - 7g/mol × 0.4mol=5.2g，D错误；
故选D。
12. 砷化镓是继硅之后研究最深入、应用最广泛的半导体材料，其结构与硫化锌相似，其晶胞结构如下图1所示，图2为晶胞沿z轴的1∶1平面投影图，已知图中球的原子坐标参数为(0，0，0)，球为(1，1，1)，下列说法错误的是

A. Ga的配位数是4
B. 晶胞参数为pm
C. 晶胞中离As原子距离最近且相等的As原子有8个
D. 晶胞中离球距离最远的黑球的坐标参数为(，，)
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由砷化镓的晶胞可知，晶胞中与Ga原子距离最近且相等的As原子的个数为4，则Ga原子的配位数为4，选项A正确；
B．该晶胞中可看作Ga原子作立方最密堆积，As原子占据一半立方体空隙形成，且As原子互相间隔开，图中白球与黑球的距离为apm，则晶胞体对角线长为4apm，晶胞参数为pm，选项B错误；
C．晶胞中离As原子距离最近且相等的As原子共有12个（同层4个，上层4个，下层4个），选项C错误；
D．根据各个原子的相对位置可知，晶胞中离球距离最远的黑球即和球直接相连的黑球，其原子坐标参数为(，，)，选项D正确；
答案选BC。
13. 桂皮中含有的肉桂醛()是一种食用香料，广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果和调味品中。工业上制备肉桂醛可采用的方法为+CH3CHO+H2O。下列说法正确的是
A. 肉桂醛中最多18个原子共面
B. 可用溴水鉴别乙醛和肉桂醛
C. 若将乙醛换成甲醛，也可以发生此类反应
D. 该反应主要经历了加成和取代两个过程
【答案】A
【解析】
【详解】A．该有机物中碳原子都采用sp2杂化判断，故所有原子可能处于同一平面，故A正确；
B．乙醛和肉桂醛中都含有醛基，都能使溴水褪色，故不能用溴水鉴别，故B不正确；
C．乙醛中换成甲醛，甲醛中没有甲基，不能发生上述反应，故C不正确；
D．根据产物判断，该反应主要经历了加成和消去两个过程，故D不正确；
故选答案A；
14. 短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、Y、Z原子的最外层电子数之和为15，W与Z同主族，W、X、Z形成的某种化合物可与硫酸反应生成黄色沉淀。下列说法正确的是
A. 简单离子半径大小顺序为：r(Z)>r(W)>r(Y)>r(X)
B. 工业制取Z的最高价含氧酸，用98.3%的浓酸溶液吸收
C. W的氢化物的热稳定性一定强于Z的氢化物
D. W、X形成的化合物均可作为潜水艇的供氧剂
【答案】B
【解析】
【分析】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W与Z同主族，W、X、Z形成的某种化合物可与硫酸反应生成黄色沉淀，Na2S2O3、H2SO4反应生成硫单质，故W、X、Z分别为O、Na、S；W、Y、Z原子的最外层电子数之和为15，则Y最外层电子数为3，Y为铝元素；
【详解】A．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；简单离子半径大小顺序为：r(Z)>r(W)>r(X)>r(Y)，A错误；
B．工业制取S的最高价含氧酸，用98.3%的浓酸溶液吸收，B正确；
C．W的氢化物可以是水、过氧化氢，过氧化氢不稳定，故其热稳定性不一定强于Z的氢化物，C错误；
D．W、X形成的化合物可以为氧化钠、过氧化钠，氧化钠不可作为潜水艇的供氧剂，D错误；
故选B。
15. 常温下，向20mLNaB溶液中滴加等浓度的弱酸HA溶液，所得混合溶液中与的关系如图所示。已知。下列说法正确的是

A.
B. 恰好完全反应时，溶液中
C. 当溶液呈中性时，一定存在
D. pH=2时的值比pH=1的大
【答案】C
【解析】
【详解】A．Ka(HA)=，Ka(HB)=，则=10，则，故A错误；
B．恰好完全反应时，生成等物质的量浓度的NaA和HB，但是HB会电离，A-会水解，且程度不同，故浓度不等，故B错误；
C．根据电荷守恒可知溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-)+c(B-)，溶液为中性时，c(H+)=c(OH-)，混合溶液中一定存在关系：c(Na+)=c(A-)+(B-)，则成立，故C正确；
D．电离平衡常数只与温度有关，pH=2时，=的值与pH=1时相等，故D错误；
故选C。
二、非选择题：本题共4小题，共55分。
16. 乙酰苯胺( )具有退热镇痛作用，在OTC药物中占有重要地位。乙酰苯胺可通过苯胺( )和乙酸反应制得，该反应是放热的可逆反应，其制备流程如下：


已知：①苯胺在空气中易被氧化。
②可能用到的有关性质如下：
名称
相对分子质量
性状
密度
熔点/℃
沸点/℃
溶解度
g/100g水
g/100g乙醇
苯胺
93
棕黄色液体
1.02
-6.3
184
微溶
∞
冰醋酸
60
无色透明液体
1.05
16.6
117.9
∞
∞
乙酰苯胺
135
无色片状晶体
1.21
155~156
280~290
温度高，溶解度大
较水中大
回答下列问题：
Ⅰ.乙酰苯胺的制备
（1）制备乙酰苯胺的化学方程式为_______。
（2）加入锌粉的原因是_______。
（3）“加热回流”的装置如图所示，a处使用的仪器为_______(填“A”“B”或“C”)，该仪器的名称是_______。


（4）“加热回流”的反应温度应控制在_______(填标号)。
A.85-100℃ B.100-115℃ C.115-130℃
Ⅱ.乙酰苯胺的提纯
将上述制得的粗乙酰苯胺固体移入500mL烧杯中，加入100mL热水，加热至沸腾，待粗乙酰苯胺完全溶解后，再补加少量蒸馏水。稍冷后，加入少量活性炭吸附色素等杂质，在搅拌下微沸5min，趁热过滤。待滤液冷却至室温，有晶体析出，称量产品为10.0g。
（5）趁热过滤的目的是_______；这种提纯乙酰苯胺的方法叫_______。
（6）该实验中乙酰苯胺的产率是_______(保留三位有效数字)。
【答案】（1） （2）产生氢气可以排除装置中的空气，保护苯胺不被氧化
（3） ①. A
②. 直形冷凝管
（4）B （5） ①. 防止冷却过程中有乙酰苯胺析出，降低产率； ②. 降温结晶
（6）67.5%
【解析】
【分析】本题主要考查关于有机物的制备相关知识，比较难的地方在于对产率的计算和对反应原理的理解。苯胺通过氨基和羧基的成肽反应生成乙酰苯胺，该过程中需要考虑到苯胺容易被氧化的问题，所以加入锌粉以产生氢气排除空气，制得的产品由于溶解度在冷水中较小，所以过滤需趁热，再通过降温结晶即可制得。
【小问1详解】
苯胺和醋酸在加热的条件下发生成肽反应，生成含肽键的乙酸苯胺和水，其化学方程式如下：

【小问2详解】
苯胺易被空气中的氧气氧化，所以加入锌的目的就与醋酸反应生成氢气，排除掉装置中的空气。
小问3详解】
①用小火加热回流，则在a处应该选用A仪器②该仪器的名称是直形冷凝管
【小问4详解】
冰醋酸的沸点为117℃，则回流温度不能超过此温度，超始温度要尽可能高才能加快化学反应速率，所以选择B。
【小问5详解】
①温度低的时候乙酰苯胺溶解度低，所以要趁热过滤，防止降温过程中乙酰苯胺析出而降低产率。
②通过降温让溶质析出的提纯方法叫做：降温结晶
【小问6详解】
原料苯胺为10ml，密度为1.02g/cm3，则苯胺的物质的量为，根据方程式，苯胺和乙酰苯胺的物质的量相同，则乙酰苯胺的质量为，实际产量为10g，则产率为
17. 磷酸二氢钾在工农业和医学领域具有广泛的应用。工业上制备磷酸二氢钾的工业流程如下：

已知：①能溶于水，和均难溶于水。
②萃取原理：，HCl易溶于有机萃取剂。
回答下列问题：
（1）为提高酸浸效率，可以采取的措施有_______、_______。
（2）“酸浸”发生反应的化学方程式为_______。
（3）“操作II”需要用到的玻璃仪器有_______。
（4）“水相”中加入乙醇的作用是_______。
（5）常温下，已知的电离平衡常数：，，。常温下，水溶液显_______性，请通过计算说明其原因_______。
【答案】（1） ①. 将磷酸钙粉碎 ②. 升高温度
（2）
（3）分液漏斗、烧杯 （4）降低KH2PO4的溶解度，促进KH2PO4的析出
（5） ①. 酸 ②. ，电离程度大于水解程度
【解析】
【分析】磷酸钙中加入浓硫酸进行酸浸，过滤得到晶体，滤液中含有H3PO4，加入KCl混合，再加入有机萃取剂，萃取时发生反应：，反应生成的HCl易溶于有机萃取剂，经萃取后，有机层含有HCl，用溶液可进行反萃取，可得到副产品NH4Cl，水相中含有KH2PO4，加入乙醇后经过蒸发浓缩、冷却结晶可得到KH2PO4晶体。
【小问1详解】
为提高酸浸效率即增大反应速率，可以采取的措施有将磷酸钙粉碎、升高温度等；
故答案为：将磷酸钙粉碎；升高温度；
【小问2详解】
“酸浸”过程中磷酸钙与浓硫酸反应生成和H3PO4，发生反应的化学方程式为；
故答案为：；
【小问3详解】
“操作II”是分离有机相和水相，为分液，需要用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯；
故答案为：分液漏斗、烧杯；
【小问4详解】
水相中含有易溶于水的KH2PO4，加入有机溶剂乙醇，可降低KH2PO4的溶解度，促进KH2PO4的析出；
故答案为：降低KH2PO4的溶解度，促进KH2PO4的析出；
【小问5详解】
既可以发生电离又可以发生水解，电离主要为第二步电离，电离平衡常数为，水解平衡常数为，明显，即电离程度大于水解程度，电离使其显酸性，水解使其显碱性，则最终水溶液显酸性；
故答案为：酸；，电离程度大于水解程度。
18. 芳香烃A可用于合成有机化工原料N和某抗结肠炎药物H，其合成路线如下图所示(部分反应略去试剂和条件)：

已知：①；
②R1MgCl (R1、R2表示烃基)。
回答下列问题：
（1）H中非含氧官能团名称是_______；A→B反应的试剂和条件是_______。
（2）M的结构简式为_______；M→N的反应类型为_______。
（3）E与足量NaOH溶液共热反应的化学方程式为_______。
（4）Q是F的一种同分异构体，官能团与F相同，苯环上只有两种氢。则Q比F的沸点_______(填“高”或者“低”)，其原因是_______。
（5）D有多种同分异构体，同时满足以下条件的同分异构体有_______种。
①能发生银镜反应
②苯环上有两个取代基且其中一个取代基是甲基
其中核磁共振氢谱显示五组峰，且峰面积比为1∶2∶2∶2∶3的一种同分异构体的结构简式为_______。
（6）由有机卤素化合物(卤代烃、活泼卤代芳烃)与金属镁在醚中反应形成有机镁试剂，称为“格氏试剂”，格式试剂与醛、酮的加成反应称为“格氏反应”，根据流程信息，则格氏反应在有机反应中的作用是_______。
【答案】（1） ①. 氨基 ②. 液溴，溴化铁作催化剂
（2） ①. ②. 消去反应
（3） （4） ①. 高； ②. F是邻羟基苯甲酸，Q是对羟基苯甲酸，邻羟基苯甲酸形成分子内氢键降低了物质的熔沸点。
（5） ①. 9 ②. 或
（6）格氏反应能在羰基碳原子上引入一个羟基，可广泛用于各种醇的制备。
【解析】
【小问1详解】
①注意非含氧官能团；
②A→B反应是甲苯的溴化反应，溴化铁作催化剂，生成邻溴甲苯；
【小问2详解】
①由已知：；R1MgCl (R1、R2表示烃基)可推M的结构简式为
②对比M与N的结构可知M→N发生了醇的消去反应；
【小问3详解】
有羧基和酚酯基，与足量的NaOH反应会消耗3mol的NaOH生成，化学方程式为；
【小问4详解】
F是邻羟基苯甲酸，Q是对羟基苯甲酸，邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，分子内氢键降低了物质的熔沸点。
【小问5详解】
①D物质的结构简式为，能发生银镜反应要求物质含有醛基或是甲酸酯类；苯环上有两个取代基且其中一个取代基是甲基，满足条件的有
、、，各自有邻、间、对三种，33=9种；
其中核磁共振氢谱显示五组峰，且峰面积比为1∶2∶2∶2∶3的一种同分异构体的结构简式为或
【小问6详解】
格氏反应能在羰基碳原子上引入一个羟基，可广泛用于各种醇的制备。
19. 煤制天然气工艺是煤高效洁净利用的新途径之一，其生产流程简图如下所示：

（1）“煤气化”涉及反应： ，通常该步骤中要通入适量氧气。请利用能量转化及平衡移动原理说明通入氧气的主要作用：_______。
（2）“水气变换"涉及的反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
①_______，反应Ⅲ在什么温度下能自发进行_______(填“高温”或“低温”)。
②下图是计算机模拟出反应Ⅱ的反应历程，吸附在催化剂表面的物种用“*”标注。

在反应过程中，能量变化相同的过程是_______和_______，原因是_______。
③向一定温度下的2L刚性容器中充入1molCO和3mol，5min后体系达到平衡状态，此时容器中含有0.4mol和0.3mol，则5min时，的浓度是_______mol/L，反应Ⅲ的平衡常数K为_______(列计算式)；可通过_______方法(任写一种)提高CO和的平衡转化率。
（3）“酸气脱除”分别除掉的是和_______气体。
（4）“甲烷化”的一种电化学方法装置如下图所示，理论上每生成0.15mol，阳极室生成的体积是_______L(标准状况下)。

【答案】（1）氧气与碳发生燃烧反应放热，放出热被可逆反应吸收，促进反应正向移动
（2） ①. -165 ②. 低温 ③. ii ④. iv ⑤. 发生的反应相同，能量变化相同 ⑥. 0.05 ⑦. ⑧. 缩小容器容积
（3）CO2 （4）6.72
【解析】
【小问1详解】
，是吸热反应，而与氧气反应放出热量，使反应向正反应方向移动，提高碳的利用率，故答案为：氧气与碳发生燃烧反应放热，放出的热被可逆反应吸收，促进反应正向移动；
【小问2详解】
①根据盖斯定律知，反应Ⅰ-反应Ⅱ=反应Ⅲ，故==-165；由反应的热化学方程式可知，反应Ⅲ熵减的放热反应，根据吉布斯自由能可知，若要自发，，则该反应需在低温条件下进行，故答案为：-165；低温；
②由图可知，步骤ii反应物的相对能量为-0.32eV，生成物的相对能量为1.25eV，能量变化为1.25eV-(-0.32eV)=1.57eV，步骤iv反应物的相对能量为-0.16eV，生成物的相对能量为1.41eV，能量变化为1.41eV-(-0.16eV)=1.57eV，所以在反应过程中，能量变化相同的过程是ii和iv，均为1.57eV，原因是两个过程发生的反应相同，均为H2O*=H*+OH*，因而能量变化相同，故答案为：ii；iv；发生的反应相同，能量变化相同；
③根据已知数据，列出反应Ⅰ和反应Ⅱ的三段式：


其中只由反应Ⅰ生成，只由反应Ⅱ生成，则x=0.4，y=0.3，而反应Ⅰ生成H2O，反应Ⅱ又消耗H2O，5min时，H2O的物质的量为0.4mol-0.3mol=0.1mol，H2O的浓度为=0.05mol/L；反应Ⅰ消耗H2，反应Ⅱ又生成H2，平衡时，H2的物质的量为3mol-0.4mol3+0.3mol=2.1mol，H2的浓度为=1.05mol/L，反应Ⅲ的平衡常数K为=；由于反应Ⅰ和反应反应Ⅲ均为气体体积减小的反应，而反应Ⅱ为气体体积不变的反应，所以可采取缩小容器容积的方法来提高CO和的平衡转化率，故答案为：0.05；；缩小容器容积；
【小问3详解】
由流程可知，经“水气变换" 会有大量CO2生成，所以“酸气脱除”分别除掉的是和CO2气体，故答案为：CO2；
【小问4详解】
根据图示可以看出，电解池中，CH3COO-在阳极发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为，阴极区二氧化碳和氢离子参与反应生成甲烷和水，电极反应式为，所以理论上每生成0.15mol，转移电子的物质的量为1.2mol，则阳极室生成的物质的量为0.3mol，在标准状况下，其体积是0.3mol 22.4L/mol=6.72L，故答案为：6.72。