2024-2025学年下学期高中化学鲁科版高一同步经典题精练之从化石燃料中获取的有机物综合题

第21页（共21页）2024-2025学年下学期高中化学鲁科版（2019）高一同步经典题精练之从化石燃料中获取的有机物综合题一．选择题（共12小题）1．在东京奥运会举行的200米蝶泳中，中国张雨霏夺金。运动员泳衣的纤维材料必须具备防曝光度、舒适度和抗摩擦度三个最基本的功能。下列不能作为纤维材料的是（）A．新疆棉（新疆种植的棉花） B．锦纶（聚酰胺纤维） C．涤纶（聚对苯二甲酸乙二酯） D．石墨烯（单层碳原子）2．高分子材料在生产、生活中应用广泛，下列说法正确的是（）A．聚丙烯可用于制作微波炉餐盒，其链节为—CH2—CH2—CH2— B．聚甲基丙烯酸甲酯由甲基丙烯酸甲酯发生缩聚反应制得 C．聚α﹣羟基丙酸可以被微生物降解为二氧化碳和水 D．聚丙烯腈（）分子中的碳原子采用sp3和sp2杂化3．下列有关乙烯与苯的说法正确的是（）A．两者分子中所有原子均共平面 B．乙烯比苯的含碳量更高 C．两者均含有碳碳双键 D．两者互为同系物4．实现化石燃料的综合利用是社会发展的趋势，下列物质不属于化石燃料的是（）A．煤 B．氢气 C．石油 D．天然气5．材料在生活和生产的各领域中都有极为广泛的应用。下列图片所展示的物品属于有机高分子材料的是（）材料选项A．通讯所用的光导纤维B．耐高温轴承所用的碳化硅陶瓷材料选项C．汽车所用的橡胶轮胎D．手机外壳所用的碳纤维材料A．A B．B C．C D．D6．“齐天圣鼓”又称“猴鼓”，相传起源于唐朝，堪称中原一绝，是中国非物质文化遗产之一、猴鼓的结构如图所示。下列说法不正确的是（）A．牛皮面的主要成分是蛋白质，耐高温 B．竹钉的组成成分纤维素属于天然高分子 C．桐油是从桐籽中提炼出来的油脂，属于酯类 D．杉木中含有的邻苯二甲酸二丁酯分子式为C16H22O47．下列关于乙烯和苯的说法中，正确的是（）A．苯分子式为C6H6，不能使酸性KMnO4溶液褪色，属于饱和烃 B．在催化剂作用下，苯与液溴反应生成溴苯，发生了加成反应 C．乙烯双键中的一个键可以断裂，容易发生加成反应和取代反应 D．苯燃烧比乙烯燃烧产生的黑烟更浓8．下列属于天然有机高分子材料的是（）A．羊毛 B．塑料 C．合成纤维 D．合成橡胶9．化石燃料的综合利用有利于环境保护，提高经济效益，如图是石油分馏塔的示意图。下列有关叙述正确的是（）A．石油的分馏、煤的干馏都是物理变化 B．煤中含苯、甲苯、二甲苯 C．对重油加工处理可以获得沥青、润滑油等产品 D．a、b、c三种馏分中a的沸点最高10．某同学对煤进行干馏并检验其中部分产物，装置（夹持装置已略）如图所示。下列说法不正确的是（）A．煤的干馏过程发生复杂的物理、化学变化 B．向b装置的水层中滴入酚酞溶液，溶液变红 C．c装置可验证产生的气体中一定含有SO2 D．e装置中固体由黑色变成红色11．下列关于乙烯的用途的叙述不正确的是（）A．以乙烯为原料可以合成聚乙烯等生活用品材料 B．乙烯可以用来制备1，2﹣二溴乙烷（） C．乙烯可以与水发生加成反应制备乙醇（CH3CH2OH） D．乙烯可以与HBr发生加成反应制备1，2﹣二溴乙烷（）12．下列关于甲烷的说法不正确的是（）A．甲烷分子具有正四面体结构 B．甲烷是无色无味的气体 C．甲烷是最简单的烷烃 D．甲烷能使酸性高锰酸钾溶液褪色二．解答题（共4小题）13．有机物种类繁多，应用广泛。（1）CH4和Cl2的混合气体在光照下发生反应，实验装置如图。发生反应的化学方程式是，该反应类型属于。（2）下列物质与乙烯一定可以互称为同系物的是（填字母）a．C2H5Clb．C4H8c．d．（3）下列关于乙烯的说法正确的是（填字母）。A．在空气中燃烧，火焰明亮并伴有黑烟B．一定条件下可以发生加聚反应C．通入酸性高锰酸钾溶液，溶液不褪色（4）丙烯（C3H6）与乙烯互为同系物，丙烯可使溴的四氯化碳溶液褪色，反应的化学方程式是，聚丙烯（PP）可制成薄膜、包装材料等，聚丙烯的结构简式是。14．如图所示，天然气（主要成分CH4）烧水是一种生活中常见现象。（1）天然气燃烧过程中放出热量，请从化学键角度解释原因：。（2）水从液态变成气态过程中（填“吸收”或“放出”）热量。（3）已知：键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。化学键H—HO＝OH—O键能/kJ•mol﹣1436498463当H2（g）和O2（g）化合生成2molH2O（g）时，放出kJ的能量。（4）用微观示意图表示①、②过程中水发生的变化。示例：水分子表示为。①水从液态变为气态的微观过程示意图。②水分解的微观过程示意图。15．化石燃料的综合利用既能减少污染，又能提高资源利用率。回答下列问题：（1）煤的气化是将煤转化为气体燃料，其中重要的一步反应是高温下焦炭与水蒸气反应制备水煤气（CO、H2），该反应的化学方程式为。（2）合成氨工业是煤化工产业链中非常重要的一步。合成氨反应过程中的能量变化如图所示，则该反应为（填“吸热”或“放热”）反应。（3）实验室模拟工业合成氨，向2L恒容密闭容器内充入1molN2反应过程和3molH2，在一定条件下发生反应。若经过5min后，测得容器内NH3的物质的量为1mol，则这段时间内，v（N2）＝，此时容器内H2的物质的量浓度为。（4）天然气的主要成分是CH4。在酸性介质中，利用反应CH4+2O2═CO2+2H2O可设计成结构简单、能量转化率高、对环境无污染的燃料电池，其工作原理如图所示（其中质子交换膜只允许H+通过）：通入b气体的电极名称为，通入a气体的电极上反应式为。16．（1）甲烷可以和氯气在光照条件下发生反应，反应类型为：，产物之一CCl4的空间构型为：。（2）比较锌粒与不同浓度硫酸反应时的速率，可通过如图装置，测定收集等体积H2需要的时间来实现。该实验装置在加入试剂前需进行，该装置中仪器a的名称：。（3）在酸性KMnO4与H2C2O4（草酸，一种弱酸）反应时，可通过测定褪色时间来确定反应速率，请写出该反应的离子方程式：。（4）在地壳内SiO2和HF存在以下平衡：SiO2（s）+4HF（g）⇌SiF4（g）+2H2O（g）。若反应的容器容积为2.0L，反应时间8.0min，容器内气体的密度增大了0.12g/L，在这段时间内HF的平均反应速率为mol•L﹣1•min﹣1。

2024-2025学年下学期高中化学鲁科版（2019）高一同步经典题精练之从化石燃料中获取的有机物综合题参考答案与试题解析题号1234567891011答案DCABCADACCD题号12答案D一．选择题（共12小题）1．在东京奥运会举行的200米蝶泳中，中国张雨霏夺金。运动员泳衣的纤维材料必须具备防曝光度、舒适度和抗摩擦度三个最基本的功能。下列不能作为纤维材料的是（）A．新疆棉（新疆种植的棉花） B．锦纶（聚酰胺纤维） C．涤纶（聚对苯二甲酸乙二酯） D．石墨烯（单层碳原子）【分析】纤维材料包括人工合成纤维和天然纤维，据此进行解答。【解答】解：A．新疆棉（新疆种植的棉花）是天然纤维，能作为纤维材料，故A错误；B．锦纶（聚酰胺纤维）是合成纤维，能作为纤维材料，故B错误；C．涤纶（聚对苯二甲酸乙二酯）是合成纤维，能作为纤维材料，故C错误；D．石墨烯（单层碳原子）是无机非金属材料，不能作为纤维材料，故D正确；故选：D。【点评】本题考查纤维材料的相关知识，属于基础知识的考查，题目比较简单。2．高分子材料在生产、生活中应用广泛，下列说法正确的是（）A．聚丙烯可用于制作微波炉餐盒，其链节为—CH2—CH2—CH2— B．聚甲基丙烯酸甲酯由甲基丙烯酸甲酯发生缩聚反应制得 C．聚α﹣羟基丙酸可以被微生物降解为二氧化碳和水 D．聚丙烯腈（）分子中的碳原子采用sp3和sp2杂化【分析】A．丙烯发生加聚反应生成聚丙烯（）；B．甲基丙烯酸甲酯中含有碳碳双键；C．聚α﹣羟基丙酸是一种由可再生资源制备的新型环保塑料，其原料来源于植物；D．聚丙烯腈分子中含有—CH2﹣和—C≡N，不含碳碳双键。【解答】解：A．丙烯发生加聚反应生成聚丙烯，其链节为，故A错误；B．甲基丙烯酸甲酯中含有碳碳双键，聚甲基丙烯酸甲酯由甲基丙烯酸甲酯发生加聚反应制得，故B错误；C．聚α﹣羟基丙酸是一种由可再生资源制备的新型环保塑料，其原料来源于植物，如玉米、甘蔗等，通过聚合反应生成高分子材料‌，聚α﹣羟基丙酸可以被微生物降解为二氧化碳和水，故C正确；D．聚丙烯腈分子中含有—CH2﹣和—C≡N，不含碳碳双键，碳原子采用sp3和sp杂化，故D错误；故选：C。【点评】本题考查有机物的结构与性质，侧重考查学生有机基础知识的掌握情况，试题难度中等。3．下列有关乙烯与苯的说法正确的是（）A．两者分子中所有原子均共平面 B．乙烯比苯的含碳量更高 C．两者均含有碳碳双键 D．两者互为同系物【分析】乙烯中含有碳碳双键，所有原子在同一平面上，苯中碳碳键是介于双键和单键之间的一种特殊的键，据此进行解答。【解答】解：A．两者分子中所有原子均共平面，故A正确；B．乙烯和苯的最简式都是CH，故含碳量一样，故B错误；C．苯中碳碳键是介于双键和单键之间的一种特殊的键，不是碳碳双键，故C错误；D．两者结构不相似，故互为同系物，故D错误；故选：A。【点评】本题考查有机物的结构与性质，为高频考点，注意把握结构中的官能团及性质为解答的关键，侧重常见有机物性质的考查，题目难度不大。4．实现化石燃料的综合利用是社会发展的趋势，下列物质不属于化石燃料的是（）A．煤 B．氢气 C．石油 D．天然气【分析】化石燃料也称矿石燃料，是一种烃或烃的衍生物的混合物。【解答】解：化石燃料也称矿石燃料，是一种烃或烃的衍生物的混合物；氢气属于可再生能源，不属于化石燃料，天然资源为煤、石油和天然气等，属于不可再生能源；故选：B。【点评】本题考查物质的性质，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题比较简答。5．材料在生活和生产的各领域中都有极为广泛的应用。下列图片所展示的物品属于有机高分子材料的是（）材料选项A．通讯所用的光导纤维B．耐高温轴承所用的碳化硅陶瓷材料选项C．汽车所用的橡胶轮胎D．手机外壳所用的碳纤维材料A．A B．B C．C D．D【分析】A．根据光导纤维的主要成分为SiO2，进行分析；B．根据碳化硅陶瓷属于无机非金属材料进行分析；C．根据橡胶属于有机高分子材料进行分析；D．根据碳纤维材料是以碳为主要元素的纤维材料，属于无机物进行分析。【解答】解：A．光导纤维的主要成分为SiO2，不是有机高分子材料，故A错误；B．碳化硅陶瓷属于无机非金属材料，不是有机高分子材料，故B错误；C．橡胶可用作汽车轮胎，是一类具有高弹性的有机高分子材料，故C正确；D．碳纤维材料是以碳为主要元素的纤维材料，属于无机物，不是有机高分子材料，故D错误；故选：C。【点评】本题主要考查有机高分子化合物的结构和性质等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。6．“齐天圣鼓”又称“猴鼓”，相传起源于唐朝，堪称中原一绝，是中国非物质文化遗产之一、猴鼓的结构如图所示。下列说法不正确的是（）A．牛皮面的主要成分是蛋白质，耐高温 B．竹钉的组成成分纤维素属于天然高分子 C．桐油是从桐籽中提炼出来的油脂，属于酯类 D．杉木中含有的邻苯二甲酸二丁酯分子式为C16H22O4【分析】A．根据蛋白质加热后会变性进行分析；B．根据纤维素属于天然高分子化合物进行分析；C．根据桐油是天然植物油进行分析；D．根据邻苯二甲酸二丁酯的结构进行分析。【解答】解：A．蛋白质加热后会变性，牛皮面的主要成分是蛋白质，不耐高温，故A错误；B．竹钉的主要成分是纤维素，纤维素属于天然高分子化合物，故B正确；C．桐油是天然植物油，其主要成分是不饱和高级脂肪酸甘油酯，属于酯类，故C正确；D．杉木中含有的邻苯二甲酸二丁酯的结构为：，分子式为C16H22O4，故D正确；故选：A。【点评】本题主要考查有机高分子化合物的结构和性质等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。7．下列关于乙烯和苯的说法中，正确的是（）A．苯分子式为C6H6，不能使酸性KMnO4溶液褪色，属于饱和烃 B．在催化剂作用下，苯与液溴反应生成溴苯，发生了加成反应 C．乙烯双键中的一个键可以断裂，容易发生加成反应和取代反应 D．苯燃烧比乙烯燃烧产生的黑烟更浓【分析】A．苯分子不含碳碳双键，从苯的分子式C6H6看，其氢原子数未达饱和，应属不饱和烃；B．苯与液溴在催化剂条件下发生取代反应；C．乙烯双键中的一个键断裂发生的是加成反应；D．烃中含碳量越高，燃烧产生的黑烟更浓。【解答】解：A.从苯的分子式C6H6看，其氢原子数未达饱和，应属不饱和烃，而苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，是由于苯分子中的碳碳键是介于单键与双键之间的独特的键，故A错误；B.在FeBr3作催化剂下，苯与液溴发生取代反应生成溴苯，故B错误；C.乙烯双键中的一个键断裂发生的是加成反应，故C错误；D.烃中含碳量越高，燃烧产生的黑烟更浓，苯含碳量比乙烯大，燃烧不充分，产生黑烟更浓，故D正确；故选：D。【点评】本题考查了有机物的结构与性质，熟悉苯结构组成及性质是解题关键，题目难度不大。8．下列属于天然有机高分子材料的是（）A．羊毛 B．塑料 C．合成纤维 D．合成橡胶【分析】合成有机高分子材料，由人工合成的有机高分子材料，包括塑料、合成纤维、合成橡胶，天然材料，是指自然界原来就有未经加工或基本不加工就可直接使用的材料。【解答】解：塑料、合成纤维、合成橡胶都是通过有机小分子聚合生成，主要成分为合成高分子化合物；羊毛的主要成分是蛋白质，属于天然高分子化合物，故选：A。【点评】本题主要考查有机高分子化合物的结构等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。9．化石燃料的综合利用有利于环境保护，提高经济效益，如图是石油分馏塔的示意图。下列有关叙述正确的是（）A．石油的分馏、煤的干馏都是物理变化 B．煤中含苯、甲苯、二甲苯 C．对重油加工处理可以获得沥青、润滑油等产品 D．a、b、c三种馏分中a的沸点最高【分析】A、根据有新物质生成，属于化学变化，进行分析；B、根据煤经过干馏生成的产物进行分析；C、根据重油加工产品进行分析；D、根据熔沸点的大小进行分析。【解答】解：A．煤的干馏过程中有煤焦油等新物质生成，属于化学变化，故A错误；B．煤中不含有苯、甲苯、二甲苯等有机物，这些是煤经过干馏生成的产物，故B错误；C．对重油加工处理可以获得沥青、润滑油等化工产品，故C正确；D．从图中可知，a、b、c中a最先分馏出来，c最后分馏出来，因此熔沸点a＜b＜c，故D错误；故选：C。【点评】本题主要考查化石燃料与基本化工原料等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。10．某同学对煤进行干馏并检验其中部分产物，装置（夹持装置已略）如图所示。下列说法不正确的是（）A．煤的干馏过程发生复杂的物理、化学变化 B．向b装置的水层中滴入酚酞溶液，溶液变红 C．c装置可验证产生的气体中一定含有SO2 D．e装置中固体由黑色变成红色【分析】煤干馏得到焦炉气、粗氨水、粗苯、煤焦油、焦炭等，据此分析。【解答】解：A．煤的干馏过程发生复杂的物理、化学变化，故A正确；B．煤干馏产物主要有焦炭、焦炉煤气（CO、）、粗氨水、煤焦油等，氨水能使酚酞溶液变红，故B正确；C．焦炉中的乙烯等也能使酸性溶液褪色，故C错误；D．焦炉气中含CO、H2等还原性气体，CO、H2均能将黑色的CuO还原为红色的Cu，故D正确；故选：C。【点评】本题考查了煤干馏过程和产物判断、产物中物质性质的理解应用，掌握基础是解题关键，题目难度不大。11．下列关于乙烯的用途的叙述不正确的是（）A．以乙烯为原料可以合成聚乙烯等生活用品材料 B．乙烯可以用来制备1，2﹣二溴乙烷（） C．乙烯可以与水发生加成反应制备乙醇（CH3CH2OH） D．乙烯可以与HBr发生加成反应制备1，2﹣二溴乙烷（）【分析】A．乙烯可以发生加聚反应生成聚乙烯；B．乙烯可以和溴水发生加成反应；C．乙烯可与水发生加成反应生成乙醇；D．乙烯可与HBr反应生成溴乙烷。【解答】解：A．乙烯可以发生加聚反应生成聚乙烯，故A正确；B．乙烯可以和溴水发生加成反应生成，故B正确；C．乙烯可与水发生加成反应生成乙醇，故C正确；D．乙烯可与HBr反应生成溴乙烷，乙烯与溴水反应生成1，2﹣二溴乙烷，故D错误；故选：D。【点评】本题考查学生乙烯的化学性质，注意对基础知识的积累，难度中等。12．下列关于甲烷的说法不正确的是（）A．甲烷分子具有正四面体结构 B．甲烷是无色无味的气体 C．甲烷是最简单的烷烃 D．甲烷能使酸性高锰酸钾溶液褪色【分析】A、四个氢原子中有一个或三个被取代均不会产生同分异构现象，且两种结构四个键角和键长都相等；B、甲烷是无色无味的气体；C、最简单的烷烃是1个碳原子的；D、甲烷全部为碳氢单键。【解答】解：A、甲烷的四个顶点的氢原子呈空间对称，处于完全相同的环境，四个氢原子中有一个或三个被取代均不会产生同分异构现象，具有正四面体结构，故A正确；B、通常情况下，甲烷是一种无色无味的气体，难溶于水，密度比空气小，故B正确；C、烷烃里分子组成最简单的是含有1个碳原子的甲烷，故C正确；D、仅含碳氢单键的甲烷不能与酸性高锰酸钾反应，溶液不会褪色，故D错误；故选：D。【点评】本题考查学生对甲烷的理解与掌握，重点考查甲烷的结构、甲烷物理性质、甲烷的化学性质，阅读题目获取新信息能力等，难度不大，需要学生具备扎实的基础与综合运用知识、信息分析解决问题能力。二．解答题（共4小题）13．有机物种类繁多，应用广泛。（1）CH4和Cl2的混合气体在光照下发生反应，实验装置如图。发生反应的化学方程式是CH4+Cl2→光照CH3Cl+HCl，CH3Cl+Cl2→光照CH2Cl2+HCl，CH2Cl2+Cl2→光照CHCl3+HCl，CHCl3+Cl2→光照CCl4+HCl（2）下列物质与乙烯一定可以互称为同系物的是d（填字母）a．C2H5Clb．C4H8c．d．（3）下列关于乙烯的说法正确的是AB（填字母）。A．在空气中燃烧，火焰明亮并伴有黑烟B．一定条件下可以发生加聚反应C．通入酸性高锰酸钾溶液，溶液不褪色（4）丙烯（C3H6）与乙烯互为同系物，丙烯可使溴的四氯化碳溶液褪色，反应的化学方程式是CH2＝CHCH3+Br2→CH2BrCHBrCH3，聚丙烯（PP）可制成薄膜、包装材料等，聚丙烯的结构简式是。【分析】（1）甲烷与氯气的混合气体在光照条件下发生取代反应生成甲烷的氯代烷和氯化氢；（2）同系物是指结构相似，分子组成相差若于个“CH2“原子团的有机化合物；（3）乙烯含碳量较高，在空气中能烧，火焰明亮并伴有黑烟，乙烯含有碳碳双键，一定条件下一定可以发生加聚反应，能和酸性高锰酸钾溶液反应而使溶液褪色；（4）丙烯（C3H6）与乙烯互为同系物，丙烯含有碳碳双键，可使溴的四氯化碳溶液褪色，聚丙烯可通过加聚反应得到的。【解答】解：（1）甲烷与氯气的混合气体在光照条件下发生取代反应生成甲烷的氯代烷和氯化氢，反应为CH4+Cl2→光照CH3Cl+HCl，CH3Cl+Cl2→光照CH2Cl2+HCl，CH2Cl2+Cl2→光照CHCl3+HCl，CHCl3+Cl2→光照故答案为：CH4+Cl2→光照CH3Cl+HCl，CH3Cl+Cl2→光照CH2Cl2+HCl，CH2Cl2+Cl2→光照CHCl3+HCl，CHCl3+Cl2→光照（2）同系物是指结构相似，分子组成相差若于个“CH2“原子团的有机化合物：a.该物质为卤代烃，故A错误；b.该物质可能为环丁烷，故B错误；c.该物质为炔烃，故C错误；d.该物质为丙烯，与乙烯一定互为同系物，故D正确；故选：d。（3）A.乙烯含碳量较高，在空气中能烧，火焰明亮并伴有黑烟，故A正确；B.乙烯含有碳碳双键，一定条件下一定可以发生加聚反应，故B正确；C.乙烯含有碳碳双键，能和酸性高锰酸钾溶液反应而使溶液褪色，故C错误；故选：AB。（4）丙烯（C3H6）与乙烯互为同系物，丙烯含有碳碳双键，可使溴的四氯化碳溶液褪色，反应的化学方程式是CH2＝CHCH3+Br2→CH2BrCHBrCH3；聚丙烯是通过加聚反应得到的，结构简式为：，故答案为：CH2＝CHCH3+Br2→CH2BrCHBrCH3；。【点评】本题主要考查甲烷的取代反应，烯烃的加成反应和加聚反应，属于基础题目，知识点简单。14．如图所示，天然气（主要成分CH4）烧水是一种生活中常见现象。（1）天然气燃烧过程中放出热量，请从化学键角度解释原因：旧化学键断裂吸收的能量小于新化学键形成释放的能量。（2）水从液态变成气态过程中吸收（填“吸收”或“放出”）热量。（3）已知：键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。化学键H—HO＝OH—O键能/kJ•mol﹣1436498463当H2（g）和O2（g）化合生成2molH2O（g）时，放出482kJ的能量。（4）用微观示意图表示①、②过程中水发生的变化。示例：水分子表示为。①水从液态变为气态的微观过程示意图。②水分解的微观过程示意图。【分析】（1）化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程．在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量；（2）同一物质的气态能量比液态能量高；（3）依据反应焓变＝反应物总键能﹣生成物总键能计算反应2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）的焓变即可；（4）依据化学变化的原理画出示意图。【解答】解：（1）天然气燃烧过程中放出热量的原因是旧化学键断裂吸收的能量小于新化学键形成释放的能量，故答案为：旧化学键断裂吸收的能量小于新化学键形成释放的能量；（2）同一物质的气态能量比液态能量高，则水从液态变成气态过程中吸收能量，故答案为：吸收；（3）设反应2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）ΔH＝akJ/mol，则该反应的焓变ΔH＝反应物总键能﹣生成物总键能＝akJ/mol＝2×436kJ/mol+498kJ/mol﹣2×2×463kJ/mol，解得：a＝﹣482，所以生成2molH2O（g）放出热量为482kJ，故答案为：482；（4）从微观角度分别画出①、②过程中发生的变化为、，故答案为：；。【点评】本题考查化学键与化学反应原理，解题的关键是掌握物质的结构和性质，难度中等。15．化石燃料的综合利用既能减少污染，又能提高资源利用率。回答下列问题：（1）煤的气化是将煤转化为气体燃料，其中重要的一步反应是高温下焦炭与水蒸气反应制备水煤气（CO、H2），该反应的化学方程式为C+H（2）合成氨工业是煤化工产业链中非常重要的一步。合成氨反应过程中的能量变化如图所示，则该反应为放热（填“吸热”或“放热”）反应。（3）实验室模拟工业合成氨，向2L恒容密闭容器内充入1molN2反应过程和3molH2，在一定条件下发生反应。若经过5min后，测得容器内NH3的物质的量为1mol，则这段时间内，v（N2）＝0.05mol⋅L﹣1⋅min﹣1，此时容器内H2的物质的量浓度为0.75mol⋅L﹣1。（4）天然气的主要成分是CH4。在酸性介质中，利用反应CH4+2O2═CO2+2H2O可设计成结构简单、能量转化率高、对环境无污染的燃料电池，其工作原理如图所示（其中质子交换膜只允许H+通过）：通入b气体的电极名称为正极，通入a气体的电极上反应式为CH4【分析】焦炭与水蒸气在高温条件下反应生成CO和H2；反应物的总能量大于生成物的总能为放热反应，反之则是吸热反应；化学计量数之比等于物质的量变化量之比和物质的量浓度之比；原电池中，电子流出的一极为负极，流入的一极是正极，阳离子移向正极，阴离子移向负极，以此解题。【解答】解：（1）高温下焦炭与水蒸气反应制备水煤气（CO、H2），该反应的化学方程式为：C+故答案为：）C+（2）由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，故答案为：放热；（3）N2+3H2⇌2NH3，5min后容器内NH3的物质的量为1mol，即△n（NH3）＝1mol，根据化学计量数之比等于物质的量变化量之比，N2：NH3＝1：2，所以△n（N2）＝0.5mol，所以V（N2）=0.5mol2L5min=0.05mol/L/min；5min后容器内H2的物质的量为1.5mol，根据c=n故答案为：0.05mol⋅L﹣1⋅min﹣1；0.75mol⋅L﹣1；（4）根据图知，交换膜是质子交换膜，则电解质溶液呈酸性，根据氢离子移动方向知，通入a的电极为负极，通入b的电极为正极；通入a气体的电极为负极，甲烷在负极发生氧化反应，失去电子，电极反应式为：CH故答案为：正极；CH【点评】本题主要考查了反应热、化学反应速率的计算、原电池的知识，侧重考查化学反应速率的计算、电极反应式的书写，属于高频考点，题目难度不大。16．（1）甲烷可以和氯气在光照条件下发生反应，反应类型为：，产物之一CC