广东实验中学越秀学校2021-2022学年高一下学期期中考试化学试题

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广东实验中学越秀学校2021学年第二学期期中考试题
高一年级 化学选考
可能用到的相对原子质量Ca 40 O 16 H 1 N 14 Cl 35.5
第一部分选择题(共44分)
一、单项选择题(本题包括16小题，第1-10小题每小题2分，第11-16小题每小题4分。)
1. 十八大以来，我国科学技术迅猛发展。下列设备工作时，将化学能转化为电能的是
A
B
C
D




太阳能集热器
风力发电机
偏二甲肼燃烧
锂离子电池


A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A. 太阳能集热器为太阳能转化为热能的装置，故A错误；
B. 风力发电，为机械能转化为电能，故B错误；
C. 偏二甲肼燃烧是化学能转变为动能，故C错误；
D. 锂离子电池是化学能转化为电能的装置，为原电池，故D正确；
故选：D。
2. 硅及其化合物是人类文明的重要物质。下列说法正确的是
A. 陶瓷、水晶、水泥、玻璃都属于硅酸盐
B. 水玻璃是纯净物，可用于生产黏合剂和防火剂
C. SiO2熔点比CO2高
D. 高纯硅可用于制造光导纤维，高纯二氧化硅可用于制造太阳能电池
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．水晶的主要成分是二氧化硅，不属于硅酸盐，A项错误；
B．水玻璃是硅酸钠的水溶液，属于混合物，B项错误；
C．二氧化硅是原子晶体，而二氧化碳是分子晶体，所以二氧化硅熔点比二氧化碳高，C项正确；
D．二氧化硅具有良好的光学性能，光导纤维的主要成分是二氧化硅，高纯硅有良好的导电性，可用于制造太阳能电池，D项错误；
答案选C。
3. 下列判断正确的是
A. 和互为同系物 B. 、、互为同素异形体
C. 和互为同分异构体 D. 和互为同位素
【答案】A
【解析】
【详解】A．同系物是指结构相似，组成上相差n个CH2的有机物，和都是烷烃，组成上相差2个CH2，互为同系物，A正确；
B．同素异形体是同种元素组成的不同单质，、、是由不同H核素相差的氢气单质，是同种物质，不是同素异形体，B错误；
C．同分异构体是指结构不同，分子式相同的有机物，甲烷是正四面体结构，其二氯代物只有一种，则两者是同一物质，C错误；
D．质子数相同中子数不同的核素是同位素，和的质子数不相同，不是同位素，D错误；
故选：A。
4. 下列现象或事实不能用同一原理解释的是：
A. 浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存
B. 硫化钠和亚硫酸钠固体长期暴露在空气中变质
C. 常温下铁和铂都不溶于浓硝酸
D. ClO2、H2O2均能使品红溶液褪色
【答案】C
【解析】
【详解】A．浓硝酸和氯水不稳定，光照易分解，因此要用棕色试剂瓶保存，原理相同，A正确；
B．硫化钠和亚硫酸钠具有还原性，容易被空气中的氧气氧化变质，因此二者长期暴露在空气中变质原理相同，B正确；
C．常温下，铁遇浓硝酸，在金属表面会被浓硝酸氧化产生一层致密的氧化物保护膜，阻止金属的进一步氧化，即发生钝化现象；而铂性质不活泼，不与浓硝酸反应，可以与王水反应，二者不溶原理不相同，C错误；
D．ClO2、H2O2都具有漂白性，故能使品红溶液褪色，D正确；
答案选C。
5. 下列有关离子检验的操作、现象及结论均正确的是
A. 用洁净的铂丝蘸取少量溶液在酒精灯火焰上灼烧，火焰呈黄色，则该溶液中一定是钠盐溶液
B. 向某溶液中加入溶液后加热，用湿润的无色酚酞试纸靠近试管口，呈红色，则该溶液中一定有NH
C. 向无色溶液中加入盐酸酸化的溶液有白色沉淀出现，则该溶液中一定含有
D. 向无色溶液中加入盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则该溶液中一定含有
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A． 火焰呈黄色，说明溶液中含有钠元素，不一定是钠盐溶液，还可能是氢氧化钠溶液，A错误；
B． 向某溶液中加入溶液后加热，用湿润的无色酚酞试纸靠近试管口，呈红色，说明产生的气体为氨气，则该溶液中一定有NH，B正确；
C． 向无色溶液中加入盐酸酸化的溶液有白色沉淀出现，则该溶液中可能含有或氯离子等，C错误；
D． 向无色溶液中加入盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，可能为二氧化碳或二氧化硫气体，则该溶液中可能含有、、、，D错误；
故选B。
6. 下列事实或做法与化学反应速率无关的是
A. Fe和稀硝酸反应生成NO气体 B. 月饼盒内放一袋铁粉作为保鲜剂
C. 将食物存放在低温的地方 D. 餐后立即喝水不利于健康
【答案】A
【解析】
【详解】A．用Fe和稀硝酸反应生成NO气体，用稀硝酸主要与反应物质的性质有关，与化学反应速率无关，故A选；
B．月饼盒内放袋铁粉作为保鲜剂，起还原性作用，可以减慢食品氧化的速率，所以与化学反应速率有关，故B不选；
C．将食物存放在低温的地方，温度降低，降低活化分子百分数，所以能减慢反应速率，与化学反应速率有关，故C不选；
D．餐后立即喝水不利于健康，稀释胃酸，降低食物消化的速率，所以与化学反应速率有关，故D不选；
故选：A。
7. 对于反应2HI(g)⇌H2(g)+I2(g，紫色)，下列叙述能够说明反应已达到平衡状态的是
A. 混合气体的总质量不再变化
B. 温度和容积一定时，容器内压强不再变化
C. 1molH—H键断裂的同时有2molH—I键断裂
D. 各物质的物质的量浓度之比为2：1：1
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．反应相关物质均为气体，按质量守恒定律，混合气体的总质量始终不变，则不能说明处于化学平衡状态，故A不选；
B．该反应前后气体分子数相等，则温度和容积一定时：反应前后压强始终保持恒定，压强不变不能说明反应达到平衡状态，故B不选；
C．1molH－H键断裂、必有2molH－I键生成、同时有2molH－I键断裂，则说明正、逆反应速率相等，故C选；
D．各成分的浓度由起始时的物质的量决定、各物质的浓度比不能做为判断平衡的依据，故D不选；
故选C。
8. 下列物质中不能用化合反应的方法制得的是：
①SiO2　②H2SiO3　③Na2O2　④Al(OH)3　⑤FeCl3　⑥CaSiO3 ⑦Fe(OH)3 ⑧CuS
A. ①⑥⑦ B. ②④⑥ C. ②⑦⑧ D. ②④⑧
【答案】D
【解析】
【分析】化合反应概念是由两种或两种以上的物质生成一种新物质。
【详解】①硅与氧气反应，反应方程式为：Si+O2SiO2，故①不符合；②二氧化硅和水不反应，所以硅酸不能通过化合反应得到，故②符合；③钠在氧气中燃烧可以生成过氧化钠，2Na+O2Na2O2，故③不符合；④氧化铝和水不反应，要制取氢氧化铝，可以用氯化铝溶液和氨水制取，故④符合；⑤氯化亚铁溶液中通入氯气反应生成的是氯化铁，方程式为2FeCl2+Cl2=2FeCl3，铁也可以直接可氯气反应生成FeCl3，故⑤不符合；⑥氧化钙与二氧化硅高温化合生成硅酸钙，方程式为CaO+SiO2CaSiO3，故⑥不符合；⑦Fe(OH)3可由Fe(OH)2、氧气和水化合制得：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故⑦不符合；⑧铜和硫化合生成的是Cu2S，CuS不能用化合反应的方法制得，故⑧符合；
故选D。
9. 下列各组物质在一定条件下反应，可以制得较纯净的1，2—二氯乙烷的是（ ）
A. 乙烷与氯气光照反应
B. 乙烯与氯化氢气体混合
C. 乙烯与氯气加成
D. 乙烯通入浓盐酸
【答案】C
【解析】
【详解】A．乙烷与氯气光照反应，可生成多种氯代物的混合物和氯化氢，A不合题意；
B．乙烯与氯化氢气体混合，反应生成氯乙烷（CH3CH2Cl），B不合题意；
C．乙烯与氯气加成，只能生成1，2—二氯乙烷（ClCH2CH2Cl），C符合题意；
D．乙烯通入浓盐酸中，不能发生反应，D不合题意；
故选C。
10. 实验室制取、收集NH3，并组装NH3的喷泉实验装置。下列图示装置和原理能达到实验目的的是
A. 制NH3 B. 干燥NH3
C. 收集NH3 D. 喷泉实验装置
【答案】D
【解析】
【详解】A．实验室制NH3是用氯化铵和氢氧化钙固体加热，故A不符合题意；
B．不能用浓硫酸干燥NH3，两者反应生成硫酸铵，故B不符合题意；
C．氨气密度比空气小，因此收集NH3应长进短出，故C不符合题意；
D．烧瓶中收集氨气，利用氨气极易溶于水，滴管挤出水后氨气溶解，形成较大压强差，从而形成喷泉，故D符合题意。
综上所述，答案为D。
11. 以下是镍催化乙烯与氢气的反应机理示意图，下列不正确的是

A 乙烯与氢气发生加成反应 B. 过程②吸收能量，过程③、④释放能量
C. 反应中有非极性键断裂、极性键形成 D. 催化剂不参与各步骤反应
【答案】D
【解析】
【详解】A．乙烯分子中含碳碳双键，与氢气发生的反应为加成反应，故A正确；
B．过程②是H-H断裂吸收能量，过程③、④是形成C-H键释放能量，故B正确；
C．反应过程中发现可知断裂的H-H键为非极性键，过程中形成的C-H键为极性键，反应中有非极性键断裂、极性键形成，故C正确；
D．催化剂改变反应历程，过程②中催化剂参与反应，故D错误；
故选：D。
12. 锌锰碱性干电池是依据原电池原理制成的化学电源。电池中负极与电解质溶液接触直接反应会降低电池的能量转化效率，称为自放电现象。

下列关于原电池和干电池的说法不正确的是
A. 两者正极材料不同
B. MnO2的放电产物可能是KMnO4
C. 两者负极反应式均为Zn失电子
D. 原电池中Zn与稀H2SO4存在自放电现象
【答案】B
【解析】
【详解】A．左图为干电池，干电池的正极材料是碳棒，右图为原电池，正极材料是铜单质，两者正极材料不同，故A说法正确；
B．干电池中MnO2应作氧化剂，Mn的化合价降低，故B说法错误；
C．所给装置中Zn负极，Zn失去电子，故C说法正确；
D．根据自放电现象的定义，Zn与稀硫酸能够发生反应，即原电池中Zn与稀硫酸存在自放电现象，故D说法正确；
故选B。
13. 同族元素所形成的同一类型的化合物，其结构和性质往往相似。化合物PH4I是一种白色晶体，下列对它的描述中错误的是：
A. 它是一种离子化合物 B. 该化合物可以由PH3和HI化合而成
C. 这种化合物不能跟碱反应 D. 该化合物中既有共价键又有离子键
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．根据题意PH4I与 NH4Cl性质相似，NH4Cl是离子化合物，则PH4I也是离子化合物，A正确；
B．NH4Cl可由NH3和HCl化合得到，所以PH4I也可由PH3和HI化合得到，B正确；
C．NH4Cl可以和碱反应，PH4I也可以和碱反应，C错误；
D．NH4Cl中既有离子键又有共价键，则PH4I中既有离子键又有共价键，D正确；
故选C。
14. 对于密闭容器中的可逆反应：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g），400℃，30MPa下n（NH3）和n（H2）随时间变化的关系如下图所示．下列叙述正确的是

A. a点的正反应速率比b点的大 B. c点处反应达到平衡
C d点和e点处n（N2）不相等 D. d点3v正（H2）= v逆（N2）
【答案】A
【解析】
【分析】在N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)反应中，随着反应的进行，反应物的物质的量逐渐减少，生成物的物质的量逐渐增多，当达到平衡状态时，反应物和生成物的物质的量不再改变，曲线为水平直线，以此解答该题。
【详解】A．随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，反应速率逐渐减小，则a点的正反应速率比b点大，故A正确；
B．c点反应物和生成物物质的量仍在变化，没有达到平衡状态，故B错误；
C．d点和e点都处于平衡状态，n(N2)不变，d点和e点n(N2)相等，故C错误；
D．点d(t1时刻)处于平衡状态，v正(H2)=3v逆(N2)，故D错误；
答案为A。
15. 一定温度下，探究铜与稀的反应，反应过程如下：

下列说法错误的是
A. 过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是
B. 过程Ⅱ中气体变成红棕色的反应为
C. 步骤III反应速率比1快的原因一定是溶于水，使增大
D. 当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解
【答案】C
【解析】
【详解】A．过程Ⅰ为Cu和稀HNO3反应生成硝酸铜、一氧化氮、水，离子方程式为=，故A正确；
B．一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮为红棕色，过程Ⅱ中气体变成红棕色的反应为2NO+O2═2NO2，故B正确；
C．随着反应的进行，溶液里生成硝酸铜，根据氮元素守恒，溶液中应比原硝酸浓度减小，不会增大，故C错误；
D．当活塞不再移动时，再抽入空气，NO与氧气、水反应生成硝酸，因此铜可以继续溶解，D正确；
答案为C。
16. 下列实验及现象能推出相应结论的是：
选项
实验
现象
结论
A
向有少量饰粉的Cu(NO3)2溶液中滴入稀硫酸
铜粉逐渐溶解
稀硫酸能与铜单质反应
B
向溶液中滴入少量酸性高锰酸钾溶液
立刻生产大量气体
是分解的催化剂
C
将金属钠放入燃烧烧匙中，点燃，迅速伸入集满的集气瓶
产生大量黄色的烟，且瓶内有白色颗粒生成
具有还原性
D
向盛有浓氨水的锥形瓶中通入氧气，并将灼热的铂丝置于液面上方
铂丝保持红热，且瓶内有白烟产生
氨的催化氧化反应为放热反应

A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A．向有少量铜粉的Cu（NO2）2溶液中滴入稀硫酸，硝酸根离子在酸性条件下能够氧化铜，导致铜粉逐渐溶解，而稀硫酸不与铜单质反应，故A错误；
B．向H2O2溶液中滴入少量酸性高锰酸钾溶液，立刻产生大量气体，原因是酸性高锰酸钾溶液将双氧水氧化成氧气，故B错误；
C．将金属钠放入燃烧匙中点燃，迅速伸入集满SO2的集气瓶，二者反应生成S和氧化钠，则会产生大量黄色的烟且瓶内有白色颗粒生成，反应过程中SO2被还原，表现了氧化性，故C错误；
D．向盛有浓氨水的锥形瓶中通入氧气，并将灼热的铂丝置于液面上方，铂丝保持红热，说明该反应为放热反应；反应生成的NO与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸与氨气反应生成硝酸铵，则瓶内有白烟产生，故D正确；
故选：D。
第Ⅱ卷非选择题(共56分)
二、非选择题：本题共4小题，共56分。
17. 下图1为实验室制取氨气的实验装置。


（1）写出A中所发生反应的化学方程式_______________________。要收集干燥的氨气，可以用____________________作干燥剂。
（2）在收集氨气时试管口棉花的作用是___________。
（3）一位学生用制得的氨气,按图2装置进行喷泉实验,烧瓶已充满干燥的氨气,引发喷泉实验的操作是___________。
（4）另一学生积极思考产生喷泉的其他方法,设计了图3装置。首先在锥形瓶中分别加入足量的下列物质,反应后能产生喷泉的是___________。
A.CaCO3粉末和浓盐酸 B.NH4HCO3溶液与稀NaOH溶液
C.HCl和AgNO3溶液 D.HCl和无色酚酞溶液
该同学又向锥形瓶中加入酒精,水槽中加入冷水后,再加入足量的下列物质,结果也产生了喷泉。水槽中加入的物质可以是___。
A.硝酸铵 B.食盐 C.浓硫酸 D.硫酸铜
（5）检验氨气已充满试管B的方法是______________．
（6）如制得标准状况下的氨气2.24L，则反应中至少需要熟石灰______g
【答案】 ①. 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O ②. 碱石灰（或固体NaOH或CaO） ③. 减少与空气的对流,保证试管中能收集满氨气 ④. 打开橡皮管的夹子,挤压胶头滴管的胶头,使少量的水进入烧瓶 ⑤. A ⑥. C ⑦. 用湿润的红色石蕊试纸靠近B试管口，试纸变蓝证明集满（其它合理答案也给分） ⑧. 3.7g
【解析】
【详解】(1)采用的是固+固混合加热制气的方法，故用氯化铵和氢氧化钙固体混合加热制NH3，氯化铵与氢氧化钙反应生成氯化钙、氨气和水，反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；要收集干燥的氨气，可以用碱石灰（或固体NaOH或CaO）作干燥剂；
(2)收集氨气用的是向下排空气法，试管口棉花的作用是减少氨气与空气的对流，加快收集的速率，同时保证试管中能收集满氨气；
(3)氨气极易溶于水，如果打开止水夹，氨气溶于水后烧瓶内压强迅速减小，而形成喷泉，故答案为打开橡皮管的夹子，挤压胶头滴管的胶头，使少量的水进入烧瓶；
(4)CaCO3粉末和浓盐酸反应产生大量二氧化碳，使锥形瓶中压强增大，形成喷泉，选项A正确；B．NH4HCO3溶液与稀NaOH溶液，不产生气体，不能形成喷泉，选项B错误；C．HCl和AgNO3溶液，不产生气体，不能形成喷泉，选项C错误；D．HCl和酚酞溶液，不产生气体，不能形成喷泉，选项D错误；答案选A；
锥形瓶内装有酒精，易挥发，要形成喷泉，应使锥形瓶内压强增大，所加物质应放出大量的热，浓硫酸遇水被稀释，释放出大量的热，使锥形瓶中的乙醇挥发，压强增大，形成喷泉，而其它物质都不能达到溶于水而放出大量的热的目的，只有C符合，答案选C；
(5)检验氨气已充满试管B的方法是用湿润的红色石蕊试纸靠近B试管口，试纸变蓝证明集满；
(6)如制得标准状况下的氨气2.24L，根据反应2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O，则至少需要熟石灰g。
18. 用辉铜矿(主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2，等杂质)制备难溶于水的碱式碳酸铜的流程如下：

(1)下列措施无法加快浸取速率的是___________。(填字母)
A．延长浸取时间
B．将辉铜矿粉碎
C．充分搅拌
D．适当增大硫酸浓度
(2)滤渣I中的主要成分是MnO2、S、SiO2，请写出“浸取”反应中生成S的离子方程式：___________。
(3)研究发现，若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，可能的原因是___________。
(4)“除铁”的方法是通过调节溶液pH，使Fe3+转化为Fe(OH)3，则加入的试剂A最好是___________。
A．CO2 B．CuO C．氨水 D．HCl
(5)“沉锰”(除Mn2+)过程中有关反应的离子方程式为___________。
(6)滤液Ⅱ所含溶质主要是___________(填化学式)。
(7)该流程中可循环使用的物质是___________(填化学式)。
【答案】 ①. A ②. 2MnO2＋Cu2S＋8H＋=S↓＋2Cu2＋＋2Mn2＋＋4H2O ③. Fe3＋可催化Cu2S被MnO2氧化 ④. B ⑤. Mn2＋＋HCO＋NH3=MnCO3↓＋NH ⑥. (NH4)2SO4 ⑦. NH3
【解析】
【分析】
【详解】(1)酸浸时,通过粉碎矿石或者增加反应物浓度或者进行搅拌都可以提高浸取率﹐延长浸取时间并不能提高速率。所以选A；
(2)“浸取”时﹐在酸性条件下MnO2氧化Cu2S得到硫沉淀，CuSO4，和MnSO4，其反应离子方程式是2MnO2＋Cu2S＋8H＋=S↓＋2Cu2＋＋2Mn2＋＋4H2O。
(3)浸取时氧化铁溶解于稀硫酸生成硫酸铁和水,若先除
(3)浸取时氧化铁溶解于稀硫酸生成硫酸铁和水﹐若先除铁再浸取,浸取速率明显变慢,Fe2O3在浸取时起催化作用﹐Fe3+可催化Cu2S被MnO2氧化。
(4)加入的试剂A应用于调节溶液pH,促进铁离子的水解﹐但不能引入杂质﹐因最后要制备碱式碳酸铜﹐则可加入氧化铜﹑氢氧化铜等。
(5)“沉锰”(除Mn2+)过程中﹐加入碳酸氢铵和氨气,生成碳酸锰沉淀﹐反应的离子方程式为Mn2＋＋HCO＋NH3=MnCO3↓＋NH。
(6)根据硫酸根守恒和氮元素守恒可以知道滤液Ⅱ硫酸铵溶液，所以滤液Ⅱ的溶质是硫酸铵。
(7)在沉锰的时候加入氨气，而在后面赶氨的步骤中氨气又被赶出来，所以可以被循环使用的物质是NH3。
19. 反应速率及限度是实际工业生产过程中需要重点关注的问题。
Ⅰ、课外活动小组的同学探究影响锌与酸反应生成氢气的快慢的因素，实验如下：分别向两只烧杯中加入500mL0.4盐酸、500mLa硫酸，再同时向两只烧杯中加入等质量、等大小的过量锌片(未用砂纸打磨)，并开始记录数据。

（1）实验中硫酸的物质的量浓度的数值a为___________。
（2）在2~6s内，Zn与盐酸的反应速率为___________。
（3）在0~2s内，两溶液中的的物质的量浓度均下降至0.38，但均未得到，可能的原因是___________。
Ⅱ、甲醇是一种无色液体，在生产生活中有重要用途，同时也是一种重要的化工原料。
（4）已知：的能量变化如图所示，下列说法正确的是___________(填字母)

A. 转变成的过程是一个吸收能量的过程
B. 反应达到平衡时，的生成速率与的消耗速率之比为2∶1
C. 反应达到平衡时，体系中同时含有、、和。
D. 2mol甲醇和1mol氧气所具有的能量小于2mol二氧化碳和4mol氢气所具有的能量
（5）某温度下，将5mol和2mol充入2L的密闭容器中，经过4min反应达到平衡，测得。则4min内平均反应速率___________，的转化率为___________。(转化率=某反应物转化浓度与该反应物起始浓度的百分比)
（6）燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、氧气和KOH溶液构成。该燃料电池的总反应为(未配平)。回答下列问题：
①该电池的正极反应物为___________。
②负极的电极反应式为___________。
【答案】（1）0.2 （2）0.025mol/(L•s)
（3）锌片表面的氧化膜与酸发生反应，消耗酸，但未产生氢气 （4）C
（5） ①. 0.6mol/(L•min) ②. 48%
（6） ①. O2 ②. CH3OH+8OH--6e-=CO+6H2O
【解析】
【小问1详解】
探究影响锌与酸反应生成氢气的快慢的因素，如用不同的酸，则氢离子浓度应相同，以判断阴离子是否对反应速率有影响，则a=0.2，可满足氢离子浓度为0.4mol/L，故答案为：0.2；
【小问2详解】
在2-6 s内，Zn与盐酸时，氢离子浓度变化0.35-0.25=0.10mol/L，则反应速率为=0.025mol/(L•s)，故答案为：0.025mol/(L•s)；
【小问3详解】
锌为活泼金属，表面有氧化膜，反应开始时，氧化锌与酸反应，没有气体生成，故答案为：锌片表面的氧化膜与酸发生反应，消耗酸，但未产生氢气；
【小问4详解】
A．根据反应过程的能量变化分析，反应物能量高于生成物能量，所以反应为放热反应，故A错误；
B．化学反应达到平衡时，同种物质的速率关系为v正=v逆，以具体的物种来表示，应为v生成(H2)=2v生成(CH3OH)，故B错误；
C．该反应是可逆反应，达到平衡时是动态平衡，正逆反应仍在进行，体系中同时含有、、和，故C正确；
D．该反应的反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，则2mol甲醇和1mol氧气所具有的能量小于2mol二氧化碳和4mol氢气所具有的能量，故D错误，
故答案为：C；
【小问5详解】
发生的反应为：2CH3OH(g)+O2(g)⇌2CO2(g)+4H2(g)，经过4min反应达到平衡，测得c(O2)=0.4mol/L，则△c(O2)=1mol/L-0.4mol/L=0.6mol/L，则△c(H2)=2.4mol/L，所以v(H2)==0.6mol/(L•min)，△c(CH3OH)=2×0.6mol/L=1.2mol/L，所以α(CH3OH)=×100%=48%，故答案为：0.6mol/(L•min)；48%；
【小问6详解】
①正极为通入燃料的一极，发生还原反应，碱性条件下，O2转化为OH-，所以O2为正极的反应物，故答案为：O2；
②负极发生氧化反应，CH3OH在碱性条件下转化为CO，则负极发生的电极反应为：CH3OH+8OH--6e-=CO+6H2O，故答案为：CH3OH+8OH--6e-=CO+6H2O。
20. 乙烯是一种重要的化工原料，某同学设计实验探究工业制备乙烯的原理和乙烯的主要化学性质，实验装置如图所示(已知A装置可产生乙烯气体)。

（1）乙烯的电子式为___________，其分子空间结构为___________
（2）用化学方程式解释B装置中的实验现象：___________。
（3）C装置中的现象是___________，其发生反应的反应类型是___________。
（4）查阅资料可知。乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应产生二氧化碳，则除去甲烷中乙烯的方法是___________
A. 将气体通入水中 B. 将气体通过装溴水的洗气瓶
C. 将气体通过装酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶 D. 将气体通入氢氧化钠溶液中
（5）工业上利用乙烯水化制备乙醇，其对应的化学方程式为___________；反应类型为___________
【答案】（1） ①. ②. 平面结构
（2）CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br
（3） ①. 溶液紫色褪色 ②. 氧化反应 （4）B
（5） ①. CH2=CH2+H2O CH3CH2OH ②. 加成反应
【解析】
【分析】石油裂化生成C2H4，根据实验装置图可知，A中产生的乙烯与B中的溴水发生加成反应，使溴水褪色，乙烯被高锰酸钾溶液氧化生成二氧化碳，C中溶液也褪色，生成的二气氧化碳使D中的澄清石灰水变浑，装置最后多余的乙烯可以用排水法收集；
【小问1详解】
乙烯为共价化合物，分子中含有1个碳碳双键，其电子式为，乙烯含碳碳双键，分子的空间结构为平面结构；
【小问2详解】
乙烯含有碳碳双键，能够与溴发生加成反应CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br，导致溴水褪色，故答案为：CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br；
【小问3详解】
乙烯具有还原性，能够被酸性高锰酸钾氧化发生氧化反应：5CH2=CH2+12KMnO4+18H2SO4→10CO2+12MnSO4+28H2O+6K2SO4，导致高锰酸钾溶液褪色，故答案为：溶液紫色褪色；氧化反应；
【小问4详解】
A．甲烷、乙烯不溶于水，且常温下都不与水反应，不能用于除去甲烷中的乙烯，A不合题意；
B．乙烯含有C=C双键，能与溴水发生加成反应生成1，2-二溴乙烷液体，甲烷不与溴水反应，所以可用溴水除去甲烷中混有的乙烯，B符合题意；
C．甲烷与高锰酸钾不反应，但是乙烯被氧化生成和二氧化碳气体，已经了新的杂质，不能用于除杂，C不合题意；
D．甲烷、乙烯都不溶于氢氧化钠溶液，不能用来除去甲烷中的乙烯，D不合题意；
综上，除去甲烷中乙烯的方法是B，
故答案为：B。
【小问5详解】
乙烯与水发生加成反应生成乙醇，反应的方程式为CH2=CH2+H2O CH3CH2OH，反应类型为加成反应。