有一定认识。
第II卷(共174分)
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33题～第38题为选考题，考生根据要求作答。 (一)必考题(共129分)
8.FeCl3在工业生产中应用广泛，某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3。经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图及操作步骤如下：
请回答下列问题：
（1）装置A中g管的作用是___；装置B中的试剂是___；E处左方选用较粗玻璃管的原因是___；装置F中盛碱石灰干燥管的作用是___。
（2）检验装置的气密性；点燃A处的酒精灯。写出装置A中发生反应的离子方程式___。 当h中充满黄绿色气体时点燃D处铁屑下方的酒精灯。反应结束，将收集器h密封。
（3）检验收集器h收集到的是FeCl3而木是FeCl2步骤是：①取收集器中的少量样品溶于少量浓盐酸，加水稀释，将溶液分为两份；②一份溶液检验出三价铁离子；③另一份溶液不能检验出二价铁离子。 ①中盐酸的作用是___；②中检验出三价铁离子的离子方程式___。③检验无二价铁离子的方法是___。 【答案】 (1). 平衡压强，使浓盐酸顺利滴下 (2). 饱和氯化钠溶液 (3). 防止FeCl3凝华堵塞导管 (4). 吸收未反应的氯气；防止空气中的水蒸气进入收集装置 (5).
3+
=Fe(SCN)3 MnO2+4H+2Cl=Mn2++2Cl-+Cl2?+2H2O (6). 抑制FeCl3水解 (7). Fe+3SCN?
+-?(8). 滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无蓝色沉淀生成 【解析】 【分析】
本实验制备无水FeCl3，A装置制取氯气，B装置除去氯气中混有的氯化氢，C装置进行干燥，可用浓硫酸，D装置中反应生成FeCl3，热易升华成气体进入E装置凝华成FeCl3固体，该实验需要无水环境，F装置用
- 6 -
来吸收未反应的氯气同时防止空气进入。
【详解】（1）装置A中生成气体，为了使分液漏斗中液体顺利滴下，加导管平衡压强，可使液体顺利滴下；B装置为了出去氯气中混有的氯化氢，用饱和氯化钠溶液；为了防止FeCl3堵塞导管，所以E处左方选用较粗玻璃管；根据分析可知F装置的作用是为了吸收未反应的氯气同时防止空气中的水蒸气进入收集装置， 故答案为：平衡压强，使浓盐酸顺利滴下；饱和氯化钠溶液；防止FeCl3凝华堵塞导管；吸收未反应的氯气；防止空气中的水蒸气进入收集装置；
（2）A装置制取氯气，浓盐酸和二氧化锰共热生成氯气，故离子反应方程式为：
MnO2+4H+2Cl=Mn2++2Cl-+Cl2?+2H2O；
+-?（3）三价铁会水解，所以需要加浓盐酸抑制其水解；检验三价铁常用KSCN溶液，离子方程式Fe3++3SCN?=Fe(SCN)3；二价铁可用K3[Fe(CN)6]溶液检验；
故答案为：抑制FeCl3水解；Fe+3SCN?=Fe(SCN)3；滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无蓝色沉淀生成； 9.氢气既是一种优质的能源，又是一种重要化工原料，高纯氢的制备是目前的研究热点。 （1）甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一，甲烷和水蒸气反应的热化学方程式是： CH2(g)＋2H2O(g)
CO2(g)＋4H2(g) △H＝+165.0kJ·mol
－1
3+
：
已知反应器中存在如下反应过程： I.CH4(g)＋H2O(g)II.CO(g)＋H2O(g)
CO(g)＋3H2(g) △H1＝+206.4kJ·mol CO2(g)＋H2(g) △H2
－1
根据上述信息计算：a＝___、△H2＝___。
（2）某温度下，4molH2O和lmolCH4在体积为2L的刚性容器内同时发生I、II反应，达平衡时，体系中n(CO)＝bmol、n(CO2)＝dmol，则该温度下反应I的平衡常数K值为___(用字母表示)。 （3）欲增大CH4转化为H2的平衡转化率，可采取的措施有___(填标号)。 A.适当增大反应物投料比武n(H2O)：n(CH4) B.提高压强 C.分离出CO2
（4）H2用于工业合成氨：N2＋3H2
2NH3。将n(N2)：n(H2)＝1：3的混合气体，匀速通过装有催
化剂的反应器反应，反应器温度变化与从反应器排出气体中NH3的体积分数φ(NH3)关系如图，反应器温度升高NH3的体积分数φ(NH3)先增大后减小的原因是___。
- 7 -
某温度下，n(N2)：n(H2)＝1：3的混合气体在刚性容器内发生反应，起始气体总压为2×l07Pa，平衡时总压为开始的90%，则H2的转化率为___，气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数，用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)，此温度下，该反应的化学平衡常数Kp＝___(分压列计算式、不化简)。
【答案】 (1). 415.1 (2). -41.4kJ·mol (3).
－1
b??3b?4d?4?1?b?d???4?b?2d? (4). AC (5).
温度低于T0时未达平衡，温度升高、反应速率加快，NH3的体积分数增大;高于T0时反应达平衡,由于该反应是放热反应，温度升高平衡常数减小，NH3的体积分数减小 (6). 20% (7).
?2?1066?2?4?10??1.2?10?73Pa-2
【解析】 【分析】
（1）根据△H1=反应物键能-生成物键能计算a；根据盖斯定律计算△H2； （2）根据K=
c?CO?c3?H2?c?CH4?c?CO2?计算；
（3）欲增大CH4转化为H2的平衡转化率要使平衡正向移动；
（4）温度低于T0时未达平衡，高于T0时反应达平衡，该反应是放热反应；根据压强比等于气体物质的量之比进行计算；
【详解】（1）反应CH4(g)＋H2O(g)
－1
－1
CO(g)＋3H2(g) △H1＝=4a kJ·mol－1+2×465 kJ·mol－1-(1076 kJ·mol
－1
－1
+3×436 kJ·mol)= +206.4kJ·mol，解得a=415.1 kJ·mol；ⅢCH2(g)＋2H2O(g)
－1
CO2(g)
－1
＋4H2(g) △H＝+165.0kJ·mol，I.CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) △H1＝+206.4kJ·mol，根
据盖斯定律可知II=Ⅲ- I，所以△H2=△H-△H1=+165.0kJ·mol－1-206.4kJ·mol－1=-41.4kJ·mol－1， 故答案为：415.1；-41.4kJ·mol－1；
（2）由n(CO2)＝dmol可知反应II生成的n(H2)= dmol，同时消耗的n(CO)=dmol，消耗的n(H2O)=dmol，则在反应I中生成的n(CO)=(b+d)mol，消耗的n(CH4)= (b+d)mol，消耗的n(H2O)= (b+d)mol，生成的n(H2)=(3b+3d)mol，则平衡时体系内：n(CH4)=(1-b-d)mol、n(H2O)=(4-b-2d)mol、n(CO)=bmol、n(H2)=(3b+4d)mol，容器体积为2L，故平衡常数
- 8 -
b??3b?4d??b2????3b?4d?2?K?= ，
1?b?d2?4?b?2d241?b?d?4?b?2d????????????3故答案为：
b??3b?4d?4?1?b?d???4?b?2d?；
（3）A.适当增大反应物投料比武n(H2O)：n(CH4)，增大水的量促进甲烷转化成CO，促进CO转化成CO2，故A正确；
B.提高压强，反应I平衡左移，故B错误； C.分离出CO2可使平衡右移，故C正确； 故答案为：AC；
（4）温度低于T0时未达平衡，温度升高、反应速率加快，NH3的体积分数增大;高于T0时反应达平衡,由于该反应是放热反应，温度升高平衡常数减小，NH3的体积分数减小；
设初始加入的N2为1 mol、H2为3 mol ，温度、体积一定时气体物质的量之比等于压强之比，气体物质的量减少4×10 % =0.4 mol；
N2+3H2起始反应平衡10.20.830.62.42.442NH3Δn?气?=200.40.40.440.4
平衡分压0.84p0p0p0其中p0=2×l07Pa ； H2的转化率为0.6/3=20%； 平衡常数Kp=Kp2?NH3?Kp?N2?Kp3?2?10?=?H??4?10??1.2?10?622673Pa-2
故答案为：温度低于T0时未达平衡，温度升高、反应速率加快，NH3的体积分数增大;高于T0时反应达平衡,由于该反应是放热反应，温度升高平衡常数减小，NH3的体积分数减小；20%；
?2?1066?2?4?10??1.2?10?73Pa-2。
【点睛】本题重点考察了平衡常数的计算，第（2）题为难点，对于一个体系有多个连续能与，表示谋一反应平衡常数是，可用逆推法求得平衡体系中各物质的浓度。
10.重铬酸钾(K2Cr2O7)为用途极广的铬化合物，供制铬矾。火柴、铬颜料、并供鞣革、电镀、有机合成等用。铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有SiO2、Al2O3等杂质，以铬铁矿为原料制备K2Cr2O7晶体的过程如图所示：
- 9 -
根据题意回答下列问题：
（1）锻烧时，铬铁矿发生复杂反应生成Na2CrO4和NaFeO2，同时杂质SiO2、Al2O3与Na2CO3发生反应，其中Al2O3发生反应的化学方程式是___。
（2）NaFeO2遇水强烈水解生成滤渣l的反应离子方程式是___。
（3）滤液1和滤液2均需调节溶液pH，滤液1调节pH为7－8目的是___，滤液2调节pH约为5目的是___。
溶解度/(g/100g水) 物质 0℃ KCl NaCl K2Cr2O7 Na2Cr2O7
（4）向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体，析出K2Cr2O7晶体。此法能够制得K2Cr2O7晶体的原因是：___；为了从溶液中得到较多K2Cr2O7晶体的操作过程是：___、过滤、洗涤、干燥。将得到的K2Cr2O7晶体进一步纯化操作是：___。
（5）K2Cr2O7性质：往K2Cr2O7溶液中加入AgNO3溶液，生成一种砖红色沉淀、溶液pH减小，反应离子方程式是___。
（6）K2Cr2O7产品含量测定：准确称取试样2.5g配成250mL溶液，用移液管吸取25.00mL溶液放入碘量瓶，加入10mL2mol/L硫酸、2gKI于暗处5min，另加100mL水，用0.2000mol/L Na2S2O3标准液滴定至溶液黄绿色，再加3mL淀粉溶液继续滴定至蓝色褪去并呈亮绿色。平行三次实验，平均消耗Na2S2O3标准液的体积25.00mL。K2Cr2O7产品的纯度为___。
有关反应如下：K2Cr2O7＋6KI＋7H2SO4=Cr2(SO4)3＋4K2SO4＋3I2＋7H2O 2Na2S2O3＋I2=Na2S4O6＋2NaI
28 35.7 4.7 163 40℃ 40.1 36.4 26.3 215 80℃ 51.3 38 73 376 - 10 -
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