湖北省新高考协作体2024届高三下学期三模联考化学试题（原卷版+解析版）

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本试卷共8页，19题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 Ca40 Ti48 Pb207
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. 杭州亚运会开幕式主火炬选择甲醇点燃，彰显了绿色亚运的主题。下图为绿色甲醇生态示意图。下列有关说法错误的是
A. 太阳能制氢中太阳能电池板主要材料为单晶硅
B. 二氧化碳烟气转化为液体燃料符合“碳中和”理念
C. 汽车中使用的甲醇燃料电池放电时化学能转化为电能
D. 燃油汽车排放的CO和NO尾气是汽油不充分燃烧产生的
【答案】D
【解析】
【详解】A．硅可以做半导体，即太阳能制氢中太阳能电池板主要材料为单晶硅，A正确；
B．二氧化碳烟气转化为液体燃料，减少了二氧化碳，符合“碳中和”理念，B正确；
C．原电池放电时化学能转化为电能，C正确；
D．燃油汽车排放的CO是汽油不充分燃烧产生的，NO是氮气与氧气高温或者电子点火时产生的，D错误；
故选D。
2. 化学与生产和生活密切相关，下列过程与水解无关的是
A. 明矾净水B. 油脂的皂化
C. 水热法制D. 核苷酸转化为核酸
【答案】D
【解析】
【详解】A．明矾中铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附杂质，起净水的功效，与水解有关，A不符合题意；
B．油脂的皂化反应为油脂的碱性水解过程，与水解有关，B不符合题意；
C．TiCl4溶于大量水水解生成Ti(OH) 4，Ti(OH) 4加热生成TiO2和水，与水解有关，C不符合题意；
D．在核酸的结构中，碱基与戊糖通过脱水缩合形成核苷，核苷分子中戊糖上的羟基与磷酸脱水，通过结合形成核苷酸，与水解无关，D符合题意；
故选D。
3. 用下列实验装置及操作完成相应实验，能达到实验目的的是
A. 用装置甲探究浓度对化学平衡的影响B. 用装置乙制备甲酸
C. 用装置丙作为蒸馏的接收装置D. 用装置丁模拟侯氏制碱法
【答案】B
【解析】
【详解】A．装置甲是探究溶液酸碱性对化学平衡的影响，A不合题意；
B．甲醇可以被高锰酸钾氧化为甲酸，用装置乙制备甲酸，B符合题意；
C．装置丙中接收瓶有塞子，导致液体无法顺利滴下，C不合题意；
D．氨气极易溶于水，插入液面以下，会引起倒吸，D不合题意；
故选B。
4. 十九世纪初，科学家用氰酸银与在一定条件下反应制得尿素，实现了由无机物到有机物的合成。下列有关说法错误的是
A. 电负性：
B. 氰酸铵与尿素互为同分异构体
C. 键角
D. 晶体中含有离子键、极性共价键和配位键
【答案】C
【解析】
【详解】A．同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐减小， 同周期从左到右，元素的电负性逐渐增大，则电负性：，A正确；
B．氰酸铵与尿素分子式相同，结构不同，互为同分异构体，B正确；
C．中N为sp3杂化，没有孤电子对，中N为sp3杂化，含有一个孤电子对，则键角，C错误；
D．晶体中含有离子键（阴阳离子之间）、极性共价键（N-H）和配位键（其中一个N-H），D正确；
故选C。
5. 硝酸可用于制化肥、农药、染料等。工业制备硝酸的过程如下图所示，下列有关说法错误的是
A. 图中A和B分别为氧气和水
B. 合成氨原料气未净化可能引起催化剂“中毒”
C. 尾气中的氮氧化合物可用溶液吸收处理
D. 合成氨塔中采用高温高压有利于提高反应物的转化率
【答案】D
【解析】
【分析】由题给流程控制，高温高压催化剂作用下氮气和氢气在合成塔中反应生成氨气，向氨分离器得到的氨气中通入氧气，氨气在氧化炉中与氧气共热发生催化氧化反应生成一氧化氮、一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮在吸收塔中与水反应生成硝酸和一氧化氮。
【详解】A．由分析可知，A和B分别为氧气和水，故A正确；
B．合成氨原料气中含有能使催化剂中毒的杂质气体，所以原料气通入合成塔之前必须做净化处理，故B正确；
C．碳酸钠溶液呈碱性，能与氮氧化合物反应，所以为防止氮氧化合物排放污染空气，可以用碳酸钠溶液处理尾气中的氮氧化合物，故C正确；
D．合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，反应物的转化率减小，故D错误；
故选D。
6. 聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)，被称为下一代聚酯，可广泛应用于绿色和高性能的包装材料。我国科技工作者提出以HMF为原料合成PEF的路线，下列有关说法正确的是
A. FDCA中碳原子均在同一平面内
B. PEF可由FDCA与乙二醇通过加聚反应得到
C. HMF可以发生取代反应、加成反应和消去反应
D. 等物质的量的FDCA与发生加成反应后的产物有3种
【答案】A
【解析】
【分析】HMFFDCA发生氧化反应，羟基和醛基被氧化为羧基，FDCAPEF发生缩聚反应，根据合成路线进行分析。
【详解】A．FDCA中碳原子均为sp2杂化，所有碳原子均在同一平面内，故A正确；
B．与乙二醇反应生成PEF和水，反应方程式属于缩聚反应，故B错误；
C．HMF中含有羟基，可以发生取代反应，羟基相连的α碳相邻的碳上没有氢原子，不能发生消去反应，分钟中含有碳碳双键能发生加成反应，故C错误；
D．FDCA含有两个碳碳双键，具有共轭二烯烃的性质，等物质的量的FDCA与氢气发生加成后的产物有2种，故D错误；
答案选A
【点睛】注意区分加聚反应与缩聚反应，同时题中等物质的量的FDCA与H2发生加成反应只消耗1个碳碳双键。
7. 火箭表面耐高温涂层的制备反应为，阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A. (石墨)中共价键的数目为
B. 中含有的质子数为
C. 固体含有的数目一定为
D. 消耗时，该反应中转移的电子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A．石墨中每个碳原子周围有三个碳原子，一个共价键由两个碳原子共用，则(石墨)中共价键的数目为，A正确；
B．是0.1ml，含有的质子数为=，B正确；
C．晶体中离子键的百分数不是在100%（只有41%），故1mlAl2O3固体含有Al3+的数目不等于2NA，C错误；
D．由知，Al的化合价升高3价，转移的电子数为4×3=12，故消耗时，该反应中转移的电子数为，D正确；
故选C。
8. 下列化学方程式或离子方程式错误的是
A. 过量的与反应：
B. 硫化钠溶液在空气中氧化变质：
C. 饱和碳酸钠溶液中通入足量：
D. 向次氯酸钠溶液中通入少量：
【答案】B
【解析】
【详解】A．过量的氯气与氨气反应，生成氮气和氯化氢，反应离子方程式为，A正确；
B．硫化钠溶液显碱性，故不可能有氢离子参与反应，故离子方程式为，B错误；
C．饱和碳酸钠溶液中通入足量，生成碳酸氢钠，碳酸氢钠溶解度小，有固体析出，故离子方程式为，C正确；
D．向次氯酸钠溶液中通入少量，，D正确；
故选B。
9. 物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A．中硫原子为sp2杂化，中氮原子为sp3杂化，则键角：，A正确；
B．是离子晶体，是分子晶体，则熔点：，B正确；
C．因为分子间作用力：邻二甲苯>对二甲苯，则沸点：邻二甲苯>对二甲苯，C正确；
D．因为与水分子形成分子间氢键，而与水分子不形成分子间氢键，故水中溶解度：，D错误；
故选D。
10. 某种锂盐具有良好的电化学性能，其阴离子的结构如图所示，X、Y、Z、W、M是原子半径依次增大的短周期元素，Z的一种单质可用于杀菌消毒，X和Y的原子序数之和是M的2倍，下列说法错误的是
A. M的单质属于共价晶体B. 简单氢化物的稳定性
C. 基态原子未成对电子数D. Z、W均可以与X形成18电子分子
【答案】B
【解析】
【分析】由阴离子的结构可知，Z能形成两个价键，且Z的一种单质可用于杀菌消毒，所以Z为O，X、Y均形成一个价键，且X的原子半径在5种中最小，所以X为H，Y的原子半径小于O，所以Y为F，X和Y的原子序数之和是M的2倍，所以M为B，X、Y、Z、W、M的原子半径依次增大，所以W为C，综上所述，X、Y、Z、W、M分别为H、F、O、C、B。
【详解】A．M为B，其单质硬度大、熔沸点高，属于共价晶体，故A正确；
B．Y、Z分别为F、O，氟元素的非金属性强于氧，元素的非金属性越强，氢化物的稳定性越强，所以简单氢化物的稳定性Y＞Z，故B错误；
C．Z为O，基态原子电子排布式为1s22s22p4，未成对电子数为2；W为C，基态原子电子排布式为1s22s22p2，未成对电子数为2；Y为F，基态原子电子排布式为1s22s22p5，未成对电子数为1，所以基态原子未成对电子数Z=W＞Y，故C正确；
D．Z、W分别为O、C，与H形成的H2O2、C2H6均为18电子分子，故D正确；
故答案为：B。
11. 是一种新型的耐热材料，和高温条件下反应可制备。某研究小组称取4g采用如下的实验装置制备并测定产率(夹持装置省略)。下列说法错误的是
A. 装置C中试剂X为碱石灰
B. 若反应前后装置E的质量增加1.44g，则的产率为80%
C. 打开管式炉加热开关前需要先打开装置B中恒压滴液漏斗旋塞一段时间
D. 装置D中发生反应的化学方程式为
【答案】B
【解析】
【分析】装置B中利用浓氨水和生石灰反应制备NH3，利用装置C除去NH3中的水蒸气，则试剂X可以是碱石灰，装置D中，NH3和TiO2在800℃下反应生成TiN、N2和H2O，化学方程式为，装置E中装有CaCl2，可以吸收生成的水蒸气及过量的NH3，据此分析解题。
【详解】A．利用装置C除去NH3中的水蒸气，则试剂X可以是碱石灰，A正确；
B．装置E中装有CaCl2，吸收生成的水蒸气及过量的NH3，因此无法计算生成水的质量，无法计算产率，B错误；
C．打开管式炉加热开关前需要先打开装置B中恒压滴液漏斗旋塞一段时间，即先通入NH3排出管式炉中空气后再进行加热，防止干扰实验，C正确；
D．根据得失电子守恒以及原子守恒得：，D正确；
故选B。
12. 氰氨化钙是无公害农产品生产中极具使用价值的一种土壤改良剂，其晶胞结构如图所示，下列有关说法错误的是
A. 该化合物的焰色试验为砖红色B. 氰氨化钙的化学式为
C. 每个阴离子团的配位数为12D. 该晶体的密度为
【答案】C
【解析】
【详解】A．该化合物含有钙元素，则焰色试验为砖红色，A正确；
B．一个晶胞中含钙离子为：，含为：，则氰氨化钙的化学式为，B正确；
C．根据晶胞图可知，与每个阴离子团最近且等距离的钙离子有4个，则配位数为4，C错误；
D．该晶体的密度为，D正确；
故选C。
13. 电化学合成是一种绿色高效的合成方法，如图是电解合成HCOOH和的示意图。工作时，在双极膜界面处被催化解离成和，有利于电解反应顺利进行。下列叙述错误的是
A. 催化电极B与电源正极相连
B. 消耗的和HMF物质的量之比为3∶1
C. 阴极发生的反应：
D. 每生成，右室的物质的量减少
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知，CO2在催化电极A得到电子生成HCOOH，催化电极A是阴极，电极方程式为：，催化电极B是阳极，在阳极失去电子生成，电极方程式为：-6e-+8OH-=+6H2O，以此解答。
【详解】A．由分析可知，催化电极B是阳极，与电源正极相连，A正确；
B．由分析可知，阴极电极方程式为：，阳极电极方程式为：-6e-+8OH-=+6H2O，转移相等物质的量电子时，消耗的和HMF物质的量之比为3∶1，B正确；
C．由分析可知，阴极发生的反应：，C正确；
D．由分析可知，阳极电极方程式为：-6e-+8OH-=+6H2O，每生成，右室消耗8ml，同时在双极膜界面处解离生成8ml进入右室，右室的物质的量不变，D错误；
故选D。
14. 可催化甲烷氧化为甲酸，反应的过程如图所示。下列说法正确的是
A. 降低了该反应的焓变B. 反应涉及非极性键的断裂和形成
C. 和都是非极性分子D. 该反应的原子利用率约为39%
【答案】D
【解析】
【详解】A．是催化剂，不能改变该反应的焓变，A错误；
B．反应涉及非极性键的断裂，没有涉及非极性键的形成，B错误；
C．是非极性分子，是极性分子，C错误；
D．总反应为，则该反应的原子利用率约为=，D正确；
故选D。
15. 常温下，已知溶液中含磷物种的浓度之和为，溶液中各含磷物种的关系如图所示。图中表示的浓度负对数。下列说法错误的是
A. 曲线②表示随的变化
B. 时，溶液pH约为7.2
C. y点时：
D. 溶液中：
【答案】C
【解析】
【分析】随着逐渐增大，减小，根据 、、，知逐渐减小，先增大后减小，先增大后减小，逐渐增大，则逐渐减小，先增大后减小，先增大后减小，逐渐增大，故曲线①②③④分别表示、、、随的变化，②③曲线交点，约为6.8，即当时，溶液pH约为7.2，则，同理由z点可以得到。
【详解】A．根据分析知，曲线②表示随的变化，A正确；
B．由图可知②③曲线交点，约为6.8，即当时，溶液pH约为7.2，B正确；
C．，由图知y点时，则，则，C错误；
D． 水解常数等于，即电离程度大于水解程度，则得到，，D正确；
故选C。
二、非选择题：本题共4小题，共55分。
16. 乙酸正丁酯是优良的有机溶剂，在石油加工、制药工程等领域均有广泛应用。某实验小组采用如图所示的实验装置制备乙酸正丁酯(加热及夹持装置略)。
已知：反应中生成的水可以与正丁醇或乙酸正丁酯形成共沸混合物被蒸出，各化合物及相关共沸物常压下的沸点如下表所示：
具体步骤如下：
I．按如图所示装配仪器。
II．关闭分水器旋塞并在分水器带旋塞一侧预先加入适量的水，再向反应瓶中加入5.0mL(0.055ml)正丁醇、0.06ml冰醋酸和0.05ml浓疏酸，加入1粒沸石。
III．将反应液温度控制在80℃并保持15分钟，然后升温至回流状态进行分水。反应停止后，并仪器a和分水器中的液体，用分液漏斗将水层分出，得到乙酸正丁酯粗品。
IV．将乙酸正丁酯粗品纯化。
回答下列问题：
（1）仪器a的名称为___________。
（2）写出图中所示实验装置中的两处错误___________。
（3）若分水器带旋塞一侧加水不足，会导致的后果是___________。
（4）写出上述制备乙酸正丁酯的化学方程式___________。
（5）判断反应停止时的现象为___________。
（6）步骤IV包括以下操作，正确的操作顺序为___________(填标号)。
a．无水硫酸镁干燥 b．饱和溶液洗涤
c．常压蒸馏，收集124℃~126℃的馏分 d．水洗
（7）乙酸和甲酸都属于常见的有机酸，从结构的角度比较并解释二者酸性强弱的关系：_____。
【答案】（1）圆底烧瓶
（2）温度计水银球未插入反应液中、冷凝管上端不应塞玻璃塞
（3）反应物不能完全回流，导致乙酸正丁酯的产率减小
（4）CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
（5）分水器水层高度不再变化
（6）bdac （7）乙酸比甲酸多一个甲基，甲基是斥电基团，会使得羧基氧上的电子云增加，氢离子更难失去，则甲酸酸性强于乙酸
【解析】
【分析】乙酸与正丁醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应制备乙酸正丁酯，关闭分水器旋塞并在分水器带旋塞一侧预先加入适量的水，再向反应瓶中加入5.0mL(0.055ml)正丁醇、0.06ml冰醋酸和0.05ml浓疏酸，加入1粒沸石。将反应液温度控制在80℃并保持15分钟，然后升温至回流状态进行分水。反应停止后，并仪器a和分水器中的液体，用分液漏斗将水层分出，得到乙酸正丁酯粗品。
【小问1详解】
仪器a的名称为圆底烧瓶。
【小问2详解】
由于反应在蒸馏烧瓶中进行，反应的温度在80℃，温度计水银球应插入反应液中，图中所示实验装置的错误有：温度计水银球未插入反应液中；冷凝管上端不应塞玻璃塞。
【小问3详解】
分水器带旋塞一侧需要加入足够的水，使其水面低于分水器回流支管下沿3~5mm的水，这样方便生成的有机物回流到反应器中，若分水器带旋塞一侧加水不足，会导致的后果是：反应物不能完全回流，导致乙酸正丁酯的产率减小。
【小问4详解】
乙酸与正丁醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应制备乙酸正丁酯，化学方程式为：CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O。
【小问5详解】
该反应过程中有水生成，判断反应停止时的现象为：分水器水层高度不再变化，证明酯化反应已完成，不再产生酯了。
【小问6详解】
步骤IV中先用饱和 Na2CO3溶液洗涤除去乙酸正丁酯上乙酸杂质，再用水洗去饱和Na2CO3溶液，然后用无水硫酸镁干燥后常压蒸馏，收集124℃~126℃的馏分，故答案为：bdac。
【小问7详解】
乙酸比甲酸多一个甲基，甲基是斥电基团，会使得羧基氧上的电子云增加，氢离子更难失去，则甲酸酸性强于乙酸。
17. 艾氟康唑(化合物K)是一种抗真菌药物，其合成路线如下。
已知：i
ii．
回答下列问题：
（1）A→B的化学方程式为___________。
（2）D的名称为___________。
（3）E→F实现了___________到___________的转化(填官能团的名称)。
（4）F→G的反应类型为___________；该反应中另一种与G互为同分异构体的副产物的结构简式为___________。
（5）F的同分异构体能同时满足以下三个条件的有___________种(不考虑立体异构)。
①苯环上含有两个取代基
②与FeCl3溶液显紫色
③分子中含-CF2Cl
写出一种核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积比为1：2：2：6的结构简式：___________。
【答案】（1）+Br2+HBr
（2）一氯乙酸 （3） ①. 酮羰基 ②. 羟基
（4） ①. 消去反应 ②.
（5） ①. 15 ②.
【解析】
【分析】由题干合成路线图可知，根据E的结构简式和A的分子式可知，A的结构简式为：，由A到B的转化条件和B的分子式并结合E的结构简式可知，B的结构简式为：，由B到C的转化条件并结合C的分子式可知，C的结构简式为：，由E的结构简式和D的分子式可知，D的结构简式为：ClCH2COOH，由F的分子式和E到F的转化条件，并结合已知信息i可知，F的结构简式为：，据此分析解题。
【小问1详解】
由分析可知，A的结构简式为：， B的结构简式为：，则A→B的化学方程式为+Br2+HBr，故答案为：+Br2+HBr；
【小问2详解】
由分析可知，D的结构简式为：ClCH2COOH ，故D的名称为一氯乙酸，故答案为：一氯乙酸；
【小问3详解】
由分析可知，F的结构简式为：，结合题干流程图中E的结构简式可知，E→F实现了酮羰基到羟基的转化，故答案为：酮羰基；羟基；
【小问4详解】
由分析可知，F的结构简式为：，结合题干流程图中G的结构简式：，则F→G的反应类型为消去反应，结合消去反应的机理可知，该反应中另一种与G互为同分异构体的副产物的结构简式为，故答案为：消去反应；；
【小问5详解】
由题干中F的分子式为：C10H11OF2Cl ，不饱和度为4，故F的同分异构体能同时满足以下三个条件①苯环上含有两个取代基，②与FeCl3溶液显紫色即含有酚羟基，③分子中含-CF2Cl则另一个取代基为：-CH2CH2CH2CF2Cl、-CH2CH(CH3)CF2Cl、-CH(CF2Cl)CH2CH3、-CH(CH3)2CF2Cl、-CH(CH3)CH2CF2Cl等物质，每一组又有邻间对三种位置异构，即一共有5×3=15种，其核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积比为1：2：2：6即含有两个甲基的结构简式为：，故答案为：15；。
18. 废旧铅蓄电池具有较高的回收利用价值。由废铅膏(含、、和以及少量的铁和铝的氧化物)制备的流程如下：
已知：；
②，
请回答下列问题：
（1）“浸取”时为增大浸取速率，可以采取的措施有___________(请写一点)。
（2）“浸取”时发生的主要反应的化学方程式为___________。
（3）“浸取”时将换成溶液效果会更好，除作还原剂外，还有的作用为___________。
（4）“脱硫”的目的是___________。
（5）“脱硫”时转化反应的离子方程式为___________；用沉淀溶解平衡原理解释选择的原因___________。
（6）“焙烧”时会有中间产物生成，固体残留率与温度的关系如图所示，则358℃时对应固体的成分为___________(填化学式)。
【答案】（1）粉碎废铅膏或者适当提高温度或者适当增加硫酸浓度等
（2）
（3）作氧化剂，促进金属Pb在硫酸中转化为硫酸铅
（4）降低能源消耗 （5） ①. ②. 该反应的，反应正向进行的程度很大，可以进行到底
（6）7PbCO3·15PbO
【解析】
【分析】废铅膏与硫酸、浸取时，铅元素全部转化为硫酸铅，铁和铝的氧化物转化为相应离子进入滤液，硫酸铅与碳酸铵反应转化为碳酸铅，焙烧得到氧化铅。
【小问1详解】
“浸取”时为增大浸取速率，可以采取的措施有粉碎废铅膏或者适当提高温度或者适当增加硫酸浓度等；
【小问2详解】
“浸取”时主要与发生氧化还原反应，根据得失电子守恒以及原子守恒，化学方程式为；
【小问3详解】
“浸取”时将换成溶液效果会更好，除作还原剂外，还可以作氧化剂，促进金属Pb在硫酸中转化为硫酸铅；
【小问4详解】
在时分解，在时分解，则 “脱硫”的目的是降低能源消耗；
【小问5详解】
“脱硫”时转化为，反应的离子方程式为；选择的原因是：该反应的，反应正向进行的程度很大，可以进行到底；
【小问6详解】
根据铅元素守恒，(x+y)PbCO3 xPbCO3·yPbO，固体残留率88.76%，可得，解得，则358℃时对应固体的成分为7PbCO3·15PbO。
19. 氢能源是最具应用前景的能源之一，甲烷—水蒸气催化重整制氢(SMR)是一种制高纯氢的方法，体系中发生如下反应：
I．
Ⅱ．
总反应：Ⅲ．
（1）相关的化学键键能数据如下表所示：
反应Ⅱ的=___________。
（2）反应Ⅱ的速率，其中分别为正、逆反应速率常数。升高温度时___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（3）用可以去除。体积分数和消耗率随时间变化关系如下图所示。当单位时间消耗率开始降低，则体积分数开始___________(填“升高”、“降低”或“不变”)。当消耗率约为35%时，对催化重整制氢的促进作用减弱，结合化学方程式解释原因为___________。
（4）在567K，8MPa条件下，甲烷水蒸气重整反应达到平衡时体系中各组分摩尔分数(物质i的摩尔分数)与投料水碳比的计算结果如图所示。
和随水碳比的变化曲线分别是___________、___________。当时，反应Ⅲ的压强平衡常数___________(以分压表示，分压=总压×物质的量分数，结果保留3位有效数字)。
【答案】（1）-51.8 kJ/ml
（2）减小 （3） ①. 降低 ②. 碳酸钙覆盖在氧化钙表面上，减少了二氧化碳与氧化钙的接触面积
（4） ①. ② ②. ③ ③. 4.67
【解析】
【小问1详解】
由∆H=反应物的总键能－生成物的总键能，反应Ⅲ的=4×413+2×2×463-2×803-4×436=+154kJ/ml，由盖斯定律，反应Ⅲ-反应I可得反应Ⅱ，=+154-205.8=-51.8 kJ/ml；
【小问2详解】
反应达到平衡时，正逆反应速率相等，则，反应Ⅱ的平衡常数，lgK=，反应Ⅱ是放热反应，升高温度时平衡逆向移动，lgK减小，则减小；
【小问3详解】
曲线从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率的变曲线斜率明显减小，故单位时间CaO消耗率降低；氧化钙和二氧化碳结合成碳酸钙，碳酸钙覆盖在氧化钙表面上，减少了二氧化碳与氧化钙的接触面积；故答案为：降低；碳酸钙覆盖在氧化钙表面上，减少了二氧化碳与氧化钙的接触面积；
小问4详解】
投料水碳比增加，水的量增加，可以提高甲烷转化率，但水的转化率下降，所以随着水碳比增加，水的物质的量分数升高，甲烷的物质的量分数明显下降，则②为CH4，由于水的量增加，又使CO与水反应生成氢气和CO2，所以CO物质的量分数降低，二氧化碳物质的量分数升高，则③为CO，④为CO2，故答案为：②；③；投料水碳比时，根据图中信息可知，x(H2)=36%，x(H2O)=48%，则x(CH4)=x(CO2)=x(CO)=≈5.33%，。选择
性质差异
结构因素
A
键角：
杂化方式
B
熔点：
晶体类型
C
沸点：邻二甲苯>对二甲苯
分子间作用力
D
水中溶解度：
分子极性
化合物
乙酸
正丁醇
乙酸正丁酯
沸点/℃
117.9
117.3
1266
共沸物
正丁醇—水
乙酸正丁酯—水
乙酸正丁酯—正丁醇—水
沸点/℃
92.7
90.7
90.7
化学键
H-H
H-O
C-H
C=O
436
463
413
803