《2022年高中化学全国卷甲卷乙卷(卷一卷二)合集》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
2022年高中化学全国卷甲卷乙卷(卷一卷二)合集2022年高中化学全国卷甲卷试卷与答案2022年高中化学全国卷乙卷试卷与答案2022年普通高等学校招生全国统一考试(全国甲卷)化学7.化学与生活密切相关.下列叙述正确的是()A.漂白粉与盐酸可混合使用以提高消毒效果B.温室气体是形成酸雨的主要物质C.棉花、麻和蚕丝均为碳水化合物D.干冰可用在舞台上制造“云雾”8.辅酶具有预防动脉硬化的功效,其结构简式如下.下列有关辅酶的说法正确的是()A.分子式为B.分子中含有14个甲基C.分子中的四个氧原子不在同一平面D.可发生加成反应,不能发生取代反应9.能正确表示下列反应的离子方程式为()A.硫化钠溶液和硝酸混合:B.明矾溶液与过量氨水湿合:C.硅酸钠溶液中通入二氧化碳:D.将等物质的量浓度的和溶液以体积比1∶2混合:
110.一种水性电解液离子选泽双隔膜电池如图所示(溶液中,以存在).电池放电时,下列叙述错误的是()A.Ⅱ区的通过隔膜向Ⅲ区迁移B.Ⅰ区的通过隔膜向Ⅱ区迁移C.电极反应:D.电池总反应:11.为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()A.,下,氢气中质子的数目为B.溶液中,的数目为C.苯甲酸完全燃烧,生成的数目为D.电解熔融,阴极增重,外电路中通过电子的数目为12.Q,X、Y,Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,其最外层电子数之和为19.Q与X、Y、Z位于不同周期,X、Y相邻,Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍。下列说法正确的是()A.非金属性:B.单质的熔点:C.简单氢化物的佛点:D.最高价含氧酸的酸性:13.根据实验目的,下列实验及现象、结论都正确的是()实验目的实验及现象结论
2选项A比较和的水解常数分别测浓度均为的和溶液的,后者大于前者B检验铁锈中是否含有二价铁将铁锈落于浓盐酸,滴入溶液,紫色褪去铁绣中含有二价铁C探究氢离子浓度对、相互转化的影响向溶液中缓慢滴加硫酸,黄色变为橙红色增大氢离子浓度,转化平衡向生成的方向移动D检验乙醇中是否含有水向乙醇中加入一小粒金属钠,产生无色气体乙醇中含有水A.AB.BC.CD.D三、非选择题:(一)必考题:26.(14分)硫酸锌()是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用.硫酸锌可由菱锌矿制备.菱锌矿的主要成分为,杂质为以及、、、等的化合物.其制备流程如下:本题中所涉及离子的氯氧化物溶度积常数如下表:
3离子回答下列问题:(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为____________。(2)为了提高锌的浸取效果,可采取的措施有____________、____________。(3)加入物质X调溶液,最适宜使用的X是____________(填标号)。A.B.C.滤渣①的主要成分是____________、____________、____________。(4)向的滤液①中分批加入适量溶液充分反应后过滤,滤渣②中有,该步反应的离子方程式为____________。(5)滤液②中加入锌粉的目的是____________。(6)滤渣④与浓反应可以释放并循环利用,同时得到的副产物是____________、____________。27.(15分)硫化钠可广泛用于染料、医药行业.工业生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质.硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇。实验室中常用95%乙醇重结晶纯化硫化钠粗品。回答下列向题:(1)工业上常用芒硝()和煤粉在高温下生产硫化钠,同时生成,该反应的化学方程式为____________。(2)溶解回流装置如图所示,回流前无需加入沸石,其原因是____________。回流时,烧瓶内气雾上升高度不宜超过冷凝管高度的1/3。若气雾上升过高,可采取的措施是____________。
4(3)回流时间不宜过长,原因是_____________。回流结束后,需进行的操作有①停止加热②关闭冷凝水③移去水浴,正确的顺序为____________(填标号)。A.①②③B.③①②C.②①③D.①③②(4)该实验热过滤操作时,用锥形瓶而不能用烧杯接收滤液,其原因是____________。过滤除去的杂质为____________。若滤纸上析出大量晶体,则可能的原因是____________。(5)滤液冷却、结晶、过滤,晶体用少量____________洗涤,干燥,得到。28.(14分)金属钛()在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途,目前生产钛的方法之一是将金红石转化为,再进一步还原得到钛。回答下列问题:(1)转化为有直接氯化法和碳氯化法.在时反应的热化学方程式及其平衡常数如下:(ⅰ)直接氯化:(ⅱ)碳氯化:①反应的为____________,____________。②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化,其原因是____________。③对于碳氯化反应:增大压强,平衡____________
5移动(填“向左”“向右”或“不”);温度升高,平衡转化率____________(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)在,将、C、以物质的量比1∶2.2∶2进行反应.体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。①反应的平衡常数____________。②图中显示,在平衡时几乎完全转化为,但实际生产中反应温度却远高于此温度,其原因是____________。(3)碳氯化是一个“气—固—固”反应,有利于“固—固”接触的措施是____________。(二)选考题:共45分.请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答.如果多做,则每科按所做的第一题计分。35.【化学—选修3:物质结构与性质】(15分)2008年北京奥运会的“水立方”,在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”,实现了奥运场馆的再利用,其美丽的透光气囊材料由乙烯()与四氟乙烯()的共聚物()制成。回答下列问题:(1)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为____________。(2)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能Ⅰ变化趋势(纵坐标的标度不同).第一电离能的变化图是____________(填标号),判断的根据是____________;第三电离能的变化图是____________(填标号)。
6(3)固态氟化氢中存在形式,画出的链状结构____________。(4)和分子中C的杂化轨道类型分别为____________和____________;聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯,从化学健的角度解释原因____________。(5)萤石()是自然界中常见的含氟矿物,其晶胞结构如图所示,X代表的离子是____________;若该立方晶胞参数为,正负离子的核间距最小为____________。36.【化学—选修5,有机化学基础】(15分)用杂环卡其碱(NHCbase)作为催化剂,可合成多环化合物.下面是一种多环化合物H的合成路线(无需考虑部分中间体的立体化学)。
7回答下列问题:(1)A的化学名称为____________。(2)反应②涉及两步反应,已知第一步反应类型为加成反应,第二步的反应类型为___________。(3)写出C与/反应产物的结构简式____________。(4)E的结构简式为___________。(5)H中含氧官能团的名称是____________。(6)化合物X是C的同分异构体,可发生银镜反应,与酸性高锰酸钾反应后可以得到对苯二甲酸,写出X的结构简式____________。(7)如果要合成H的类似物(),参照上述合成路线,写出相应的和的结构简式____________、____________。分子中有____________个手性碳(碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳).
82022年普通高等学校招生全国统一考试(全国甲卷)化学答案解析一、选择题1.化学与生活密切相关。下列叙述正确的是A.漂白粉与盐酸可混合使用以提高消毒效果B.温室气体是形成酸雨的主要物质C.棉花、麻和蚕丝均为碳水化合物D.干冰可用在舞台上制造“云雾”【答案】D【解析】【详解】A.漂白粉的有效成分次氯酸钙与盐酸混合,会发生氧化还原反应生成有毒的氯气,两者不能混合使用,A错误;B.温室气体主要是指二氧化碳,二氧化碳不是形成酸雨的主要物质,形成酸雨的主要物质是硫氧化物、氮氧化物等,B错误;C.棉花、麻来源于植物,主要成分均是纤维素,为碳水化合物,但蚕丝来源于动物,主要成分是蛋白质,蛋白质不是碳水化合物,C错误;D.干冰是固态的二氧化碳,干冰升华时,吸收大量的热,使周围温度降低,大量的水蒸气凝结成了小液滴,形成“云雾”效果,D正确;答案选D。2.辅酶具有预防动脉硬化的功效,其结构简式如下。下列有关辅酶的说法正确的是
9A.分子式为B.分子中含有14个甲基C.分子中的四个氧原子不在同一平面D.可发生加成反应,不能发生取代反应【答案】B【解析】【详解】A.由该物质的结构简式可知,其分子式为C59H90O4,A错误;B.由该物质的结构简式可知,键线式端点代表甲基,10个重复基团的最后一个连接H原子的碳是甲基,故分子中含有1+1+1+10+1=14个甲基,B正确;C.双键碳以及与其相连的四个原子共面,羰基碳采取sp2杂化,羰基碳原子和与其相连的氧原子及另外两个原子共面,因此分子中的四个氧原子在同一平面上,C错误;D.分子中有碳碳双键,能发生加成反应,分子中含有甲基,能发生取代反应,D错误;答案选B。3.能正确表示下列反应的离子方程式为A.硫化钠溶液和硝酸混合:S2-+2H+=H2S↑B.明矾溶液与过量氨水湿合:Al3++4NH3+2H2O=AlO+4NHC.硅酸钠溶液中通入二氧化碳:SiO+CO2+H2O=HSiO+HCOD.将等物质的量浓度的Ba(OH)2和NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合:Ba2++2OH-+2H++SO=BaSO4↓+2H2O【答案】D【解析】【详解】A.硝酸具有强氧化性,可以将S2-氧化为S单质,自身根据其浓度大小还原为NO或NO2,反应的离子方程式为4H++2NO+S2-=S↓+2NO2↑+2H2O(浓)或8H++2NO+3S2-=3S↓+2NO+4H2O(稀),A错误;B.明矾在水中可以电离出Al3+,可以与氨水中电离出的OH-发生反应生成Al(OH)3,但由于氨水的碱性较弱,生成的Al(OH)3不能继续与弱碱发生反应,故反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH,B错误;C
10.硅酸的酸性小于碳酸,向硅酸钠溶液中通入二氧化碳时,生成硅酸沉淀,二氧化碳则根据其通入的量的多少反应为碳酸根或碳酸氢根,反应的离子方程式为SiO+H2O+CO2=H2SiO3↓+CO(CO2少量)或SiO+2H2O+2CO2=H2SiO3↓+2HCO(CO2过量),C错误;D.将等物质的量浓度的Ba(OH)2与NH4HSO4溶液以体积比1:2混合,Ba(OH)2电离出的OH-与NH4HSO4电离出的H+反应生成水,Ba(OH)2电离出的Ba2+与NH4HSO4电离出的SO反应生成BaSO4沉淀,反应的离子方程为为Ba2++2OH-+2H++SO=BaSO4↓+2H2O,D正确;故答案选D。4.一种水性电解液Zn-MnO2离子选泽双隔膜电池如图所示(KOH溶液中,Zn2+以Zn(OH)存在)。电池放电时,下列叙述错误的是A.Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移B.Ⅰ区的SO通过隔膜向Ⅱ区迁移C.MnO2电极反应:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2OD.电池总反应:Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O【答案】A【解析】【分析】根据图示的电池结构和题目所给信息可知,Ⅲ区Zn为电池的负极,电极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH),Ⅰ区MnO2为电池的正极,电极反应为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O;电池在工作过程中,由于两个离子选择隔膜没有指明的阳离子隔膜还是阴离子隔膜,故两个离子隔膜均可以通过阴、阳离子,因此可以得到Ⅰ区消耗H+,生成Mn2+,Ⅱ区的K+向Ⅰ区移动或Ⅰ区的SO向Ⅱ区移动,Ⅲ区消耗OH-,生成Zn(OH)
11,Ⅱ区的SO向Ⅲ区移动或Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动。据此分析答题。【详解】A.根据分析,Ⅱ区的K+只能向Ⅰ区移动,A错误;B.根据分析,Ⅰ区的SO向Ⅱ区移动,B正确;C.MnO2电极的电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,C正确;D.电池的总反应为Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O,D正确;故答案选A。5.为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是A.25℃,下,氢气中质子的数目为B.溶液中,的数目为C.苯甲酸完全燃烧,生成的数目为D.电解熔融,阴极增重,外电路中通过电子的数目为【答案】C【解析】【详解】A.25℃、101kPa不是标准状况,不能用标况下的气体摩尔体积计算氢气的物质的量,故A错误;B.Al3+在溶液中会发生水解生成Al(OH)3,因此2.0L1.0mol/L的AlCl3溶液中Al3+数目小于2.0NA,故B错误;C.苯甲酸燃烧的化学方程式为,1mol苯甲酸燃烧生成7molCO2,则0.2mol苯甲酸完全燃烧生成1.4molCO2,数目为1.4NA,故C正确;D.电解熔融CuCl2时,阳极反应为,阴极反应为,阴极增加的重量为Cu的质量,6.4gCu的物质的量为0.1mol,根据阴极反应可知,外电路中通过电子的物质的量为0.2mol,数目为0.2NA,故D错误;答案选C。6.Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,其最外层电子数之和为19。Q与X、Y、Z位于不同周期,X、Y相邻,Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍。下列说法正确的是
12A.非金属性:B.单质的熔点:C.简单氢化物的佛点:D.最高价含氧酸的酸性:【答案】D【解析】【分析】Q、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Q与X、Y、Z不在同一周期,Y原子最外层电子数为Q元原子内层电子数的2倍,则Q应为第二周期元素,X、Y、Z位于第三周期,Y的最外层电子数为4,则Y为Si元素,X、Y相邻,且X的原子序数小于Y,则X为Al元素,Q、X、Y、Z的最外层电子数之和为19,则Q、Z的最外层电子数之和为19-3-4=12,主族元素的最外层电子数最多为7,若Q的最外层电子数为7,为F元素,Z的最外层电子数为5,为P元素,若Q的最外层电子数为6,为O元素,则Z的最外层电子数为6,为S元素,若Q的最外层电子数为5,为N元素,Z的最外层电子数为7,为Cl元素;综上所述,Q为N或O或F,X为Al,Y为Si,Z为Cl或S或P,据此分析解题。【详解】A.X为Al,Q为N或O或F,同一周期从左往右元素非金属性依次增强,同一主族从上往下依次减弱,故非金属性:Q>X,A错误;B.由分析可知,X为Al属于金属晶体,Y为Si属于原子晶体或共价晶体,故单质熔点Si>Al,即Y>X,B错误;C.含有氢键的物质沸点升高,由分析可知Q为N或O或F,其简单氢化物为H2O或NH3或HF,Z为Cl或S或P,其简单氢化物为HCl或H2S或PH3,由于前者物质中存在分子间氢键,而后者物质中不存在,故沸点Q>Z,C错误;D.元素的非金属性越强,其最高价含氧酸的酸性越强,P、S、Cl的非金属性均强于Si,因此最高价含氧酸酸性:Z>Y,D正确;故答案为:D。7.根据实验目的,下列实验及现象、结论都正确的是选项实验目的实验及现象结论A比较和分别测浓度均为的
13的水解常数和溶液的,后者大于前者B检验铁锈中是否含有二价铁将铁锈落于浓盐酸,滴入溶液,紫色褪去铁绣中含有二价铁C探究氢离子浓度对、相互转化的影响向溶液中缓慢滴加硫酸,黄色变为橙红色增大氢离子浓度,转化平衡向生成的方向移动D检验乙醇中是否含有水向乙醇中加入一小粒金属钠,产生无色气体乙醇中含有水A.AB.BC.CD.D【答案】C【解析】【详解】A.CH3COONH4中水解,,会消耗CH3COO-水解生成的OH-,测定相同浓度的CH3COONH4和NaHCO3溶液的pH,后者大于前者,不能说明Kh(CH3COO-)<Kh(),A错误;B.铁锈中含有Fe单质,单质Fe与浓盐酸可反应生成Fe2+,滴入KMnO4溶液,紫色褪去,不能说明铁锈中一定含有二价铁,B错误;C.K2CrO4中存在平衡2(黄色)+2H+(橙红色)+H2O,缓慢滴加硫酸,H+浓度增大,平衡正向移动,故溶液黄色变成橙红色,C正确;D.乙醇和水均会与金属钠发生反应生成氢气,故不能说明乙醇中含有水,D错误;答案选C。二、非选择题8.硫酸锌()是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为,杂质为以及Ca、Mg、Fe、Cu
14等的化合物。其制备流程如下:本题中所涉及离子的氯氧化物溶度积常数如下表:离子回答下列问题:(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为_______。(2)为了提高锌的浸取效果,可采取的措施有_______、_______。(3)加入物质X调溶液,最适宜使用的X是_______(填标号)。A.B.C.滤渣①的主要成分是_______、_______、_______。(4)向的滤液①中分批加入适量溶液充分反应后过滤,滤渣②中有,该步反应的离子方程式为_______。(5)滤液②中加入锌粉的目的是_______。(6)滤渣④与浓反应可以释放HF并循环利用,同时得到的副产物是_______、_______。【答案】(1)ZnCO3ZnO+CO2↑(2)①.增大压强②.将焙烧后的产物碾碎,增大接触面积、增大硫酸的浓度等(3)①.B②.Fe(OH)3③.CaSO4④.SiO2(4)3Fe2+++7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+(5)置换Cu2+为Cu从而除去(6)①.CaSO4②.MgSO4
15【解析】【分析】由题干信息,菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物,结合流程图分析,菱锌矿焙烧,主要发生反应ZnCO3ZnO+CO2↑,再加入H2SO4酸浸,得到含Zn2+、Ca2+、Ma2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+的溶液,加入物质X调节pH=5,结合表格数据,过滤得到Fe(OH)3、CaSO4、SiO2的滤渣①,滤液①中主要含有Zn2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+、Fe2+,再向滤液①中加入KMnO4溶液氧化Fe2+,过滤得到Fe(OH)3和MnO2的滤渣②,滤液②中加入锌粉,发生反应Zn+Cu2+=Zn2+=Cu,过滤后得到滤渣③为Cu,再向滤液③中加入HF脱钙镁,过滤得到滤渣④为CaF2、MgF2,滤液④为ZnSO4溶液,经一系列处理得到ZnSO4·7H2O,据此分析解答。【小问1详解】由分析,焙烧时,生成ZnO的反应为:ZnCO3ZnO+CO2↑;【小问2详解】可采用增大压强、将焙烧后的产物碾碎,增大接触面积、增大硫酸的浓度等方式提高锌的浸取率;小问3详解】A.NH3·H2O易分解产生NH3污染空气,且经济成本较高,故A不适宜;B.Ca(OH)2不会引入新的杂质,且成本较低,故B适宜;C.NaOH会引入杂质Na+,且成本较高,C不适宜;故答案选B;当沉淀完全时(离子浓度小于10-5mol/L),结合表格Ksp计算各离子完全沉淀时pH<5的只有Fe3+,故滤渣①中有Fe(OH)3,又CaSO4是微溶物,SiO2不溶于酸,故滤渣①的主要成分是Fe(OH)3、CaSO4、SiO2;【小问4详解】向80~90℃滤液①中加入KMnO4溶液,可氧化Fe2+,得到Fe(OH)3和MnO2的滤渣②,反应的离子方程式为3Fe2+++7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+;【小问5详解】滤液②中加入锌粉,发生反应Zn+Cu2+=Zn2+=Cu,故加入锌粉的目的为置换Cu2+为Cu
16从而除去;【小问6详解】由分析,滤渣④为CaF2、MgF2,与浓硫酸反应可得到HF,同时得到的副产物为CaSO4、MgSO4。9.硫化钠可广泛用于染料、医药行业。工业生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质。硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇。实验室中常用95%乙醇重结晶纯化硫化钠粗品。回答下列问题:(1)工业上常用芒硝()和煤粉在高温下生产硫化钠,同时生成CO,该反应的化学方程式为_______。(2)溶解回流装置如图所示,回流前无需加入沸石,其原因是_______。回流时,烧瓶内气雾上升高度不宜超过冷凝管高度的1/3.若气雾上升过高,可采取的措施是_______。(3)回流时间不宜过长,原因是_______。回流结束后,需进行的操作有①停止加热②关闭冷凝水③移去水浴,正确的顺序为_______(填标号)。A.①②③B.③①②C.②①③D.①③②
17(4)该实验热过滤操作时,用锥形瓶而不能用烧杯接收滤液,其原因是_______。过滤除去的杂质为_______。若滤纸上析出大量晶体,则可能的原因是_______。(5)滤液冷却、结晶、过滤,晶体用少量_______洗涤,干燥,得到。【答案】(1)Na2SO4·10H2O+4CNa2S+4CO↑+10H2O(2)①.硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质,这些杂质可以直接作沸石②.降低温度(3)①.硫化钠易溶于热乙醇,若回流时间过长,Na2S会直接析出在冷凝管上,使提纯率较低,同时易造成冷凝管下端堵塞,圆底烧瓶内气压过大,发生爆炸②.D(4)①防止滤液冷却②.重金属硫化物③.温度逐渐恢复至室温(5)冷水【解析】【分析】本实验的实验目的为制备硫化钠并用95%乙醇重结晶纯化硫化钠粗品,工业上常用芒硝()和煤粉在高温下生产硫化钠,反应原理为:Na2SO4·10H2O+4CNa2S+4CO↑+10H2O,结合硫化钠的性质解答问题。【小问1详解】工业上常用芒硝()和煤粉在高温下生产硫化钠,同时生产CO,根据得失电子守恒,反应的化学方程式为:Na2SO4·10H2O+4CNa2S+4CO↑+10H2O;【小问2详解】由题干信息,生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质,这些杂质可以直接作沸石,因此回流前无需加入沸石,若气流上升过高,可直接降低降低温度,使气压降低;小问3详解】硫化钠易溶于热乙醇,若回流时间过长,Na2S会直接析出在冷凝管上,使提纯率较低,同时易造成冷凝管下端堵塞,圆底烧瓶内气压过大,发生爆炸;回流结束后,先停止加热,再移去水浴后再关闭冷凝水,故正确的顺序为①③②,答案选D。
18【小问4详解】硫化钠易溶于热乙醇,使用锥形瓶可有效防止滤液冷却,重金属硫化物难溶于乙醇,故过滤除去的杂质为重金属硫化物,由于硫化钠易溶于热乙醇,过滤后温度逐渐恢复至室温,滤纸上便会析出大量晶体;【小问5详解】乙醇与水互溶,硫化钠易溶于热乙醇,因此将滤液冷却、结晶、过滤后,晶体可用少量冷水洗涤,再干燥,即可得到10.金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途,目前生产钛的方法之一是将金红石转化为,再进一步还原得到钛。回答下列问题:(1)转化为有直接氯化法和碳氯化法。在时反应的热化学方程式及其平衡常数如下:(ⅰ)直接氯化:(ⅱ)碳氯化:①反应为_______,_______Pa。②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化,其原因是_______。③对于碳氯化反应:增大压强,平衡_______移动(填“向左”“向右”或“不”);温度升高,平衡转化率_______(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)在,将、C、以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
19①反应的平衡常数_______。②图中显示,在平衡时几乎完全转化为,但实际生产中反应温度却远高于此温度,其原因是_______。(3)碳氯化是一个“气—固—固”反应,有利于“固—固”接触的措施是_______。【答案】(1)①.-223②.1.2×1014③.碳氯化反应气体分子数增加,∆H小于0,是熵增、放热过程,熵判据与焓判据均是自发过程,而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程④.向左⑤.变小(2)①.7.2×105②.为了提高反应速率,在相同时间内得到更多的TiCl4产品,提高效益(3)将两固体粉碎后混合,同时鼓入Cl2,使固体粉末“沸腾”【解析】【小问1详解】①根据盖斯定律,将“反应ⅱ-反应ⅰ”得到反应2C(s)+O2(g)=2CO(g),则∆H=-51kJ/mol-172kJ/mol=-223kJ/mol;则Kp===1.2×1014Pa;②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化,因为碳氯化反应气体分子数增加,∆H小于0
20,是熵增、放热过程,熵判据与焓判据均是自发过程,而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程;③对应碳氯化反应,气体分子数增大,依据勒夏特列原理,增大压强,平衡往气体分子数减少的方向移动,即平衡向左移动;该反应是放热反应,温度升高,平衡往吸热方向移动,即向左移动,则平衡转化率变小。【小问2详解】①从图中可知,1400℃,体系中气体平衡组成比例CO2是0.05,TiCl4是0.35,CO是0.6,反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)==Pa=7.2×105Pa;②实际生产中需要综合考虑反应的速率、产率等,以达到最佳效益,实际反应温度远高于200℃,就是为了提高反应速率,在相同时间内得到更多的TiCl4产品。【小问3详解】固体颗粒越小,比表面积越大,反应接触面积越大。有利于TiO2–C“固-固”接触,可将两者粉碎后混合,同时鼓入Cl2,使固体粉末“沸腾”,增大接触面积。【化学—选修3:物质结构与性质】11.2008年北京奥运会的“水立方”,在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”,实现了奥运场馆的再利用,其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH2=CH2)与四氟乙烯(CF2=CF2)的共聚物(ETFE)制成。回答下列问题:(1)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为_______。(2)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能Ⅰ变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是_______(填标号),判断的根据是_______;第三电离能的变化图是_______(填标号)。(3)固态氟化氢中存在(HF)n形式,画出(HF)3的链状结构_______。(4)CF2=CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为_______和_______;聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯,从化学键的角度解释原因_______。
21(5)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物,其晶胞结构如图所示,X代表的离子是_______;若该立方晶胞参数为apm,正负离子的核间距最小为_______pm。【答案】(1)(2)①.图a②.同一周期第一电离能的总体趋势是依次升高的,但由于N元素的2p能级为半充满状态,因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高③.图b(3)(4)①.sp2②.sp3③.C-F键的键能大于聚乙烯中C-H的键能,键能越大,化学性质越稳定(5)①.Ca2+②.apm【解析】【分析】根据基态原子的电子表示式书写价电子排布式;根据电离能的排布规律分析电离能趋势和原因;根据氢键的表示方法书写(HF)3的结构;根据键能影响物质稳定性的规律分析两种物质的稳定性差异;根据均摊法计算晶胞中各粒子的个数,判断粒子种类。【小问1详解】F为第9号元素其电子排布为1s22s22p5,则其价电子排布图为,故答案为。【小问2详解】C、N、O、F四种元素在同一周期,同一周期第一电离能的总体趋势是依次升高的,但由于
22N元素的2p能级为半充满状态,因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高,因此C、N、O、F四种元素的第一电离能从小到大的顺序为C 23Ca2+、apm。【化学—选修5,有机化学基础】12.用N-杂环卡其碱(NHCbase)作为催化剂,可合成多环化合物。下面是一种多环化合物H的合成路线(无需考虑部分中间体的立体化学)。回答下列问题:(1)A的化学名称为_______。(2)反应②涉及两步反应,已知第一步反应类型为加成反应,第二步的反应类型为_______。(3)写出C与/反应产物的结构简式_______。(4)E的结构简式为_______。(5)H中含氧官能团的名称是_______。(6)化合物X是C的同分异构体,可发生银镜反应,与酸性高锰酸钾反应后可以得到对苯二甲酸,写出X的结构简式_______。(7)如果要合成H的类似物H′(),参照上述合成路线,写出相应的D′和G′的结构简式_______、_______。H′分子中有_______个手性碳(碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳)。【答案】(1)苯甲醇(2)消去反应 24(3)(4)(5)硝基、酯基和羰基(6)(7)①.②.③.5【解析】【分析】由合成路线,A的分子式为C7H8O,在Cu作催化剂的条件下发生催化氧化生成B,B的结构简式为,则A为,B与CH3CHO发生加成反应生成,再发生消去反应反应生成C,C的结构简式为,C与Br2/CCl4发生加成反应得到, 25再在碱性条件下发生消去反应生成D,D为,B与E在强碱的环境下还原得到F,E的分子式为C5H6O2,F的结构简式为,可推知E为,F与生成G,G与D反应生成H,据此分析解答。【小问1详解】由分析可知,A的结构简式为,其化学名称为苯甲醇;【小问2详解】由B、C的结构简式,结合反应条件,可知B()先与CH3CHO发生碳氧双键的加成反应生成,再发生消去反应生成 26C(),故第二步的反应类型为消去反应;【小问3详解】根据分析可知,C与Br2/CCl4发生加成反应得到;【小问4详解】由分析,E的结构简式为;【小问5详解】H的结构简式为,可其分子中含有的含有官能团为硝基、酯基和羰基;【小问6详解】C的结构简式为,分子式为C9H8O,其同分异构体X可发生银镜反应,说明含有醛基,又与酸性高锰酸钾反应后可得到对苯二甲酸,则X 27的取代基处于苯环的对位,满足条件的X的结构简式为:;【小问7详解】G与D反应生成H的反应中,D中碳碳双键断裂与G中HC—NO2和C=O成环,且C=O与—CHO成环,从而得到H,可推知,若要合成H′(),相应的D′为,G′为,手性碳原子为连有4各不同基团的饱和碳原子,则H′()的手性碳原子为,共5个。 282022年普通高等学校招生全国统一考试(全国乙卷)理科化学7.生活中处处有化学,下列叙述正确的是()A.铅笔芯的成分为二氧化铅B.碳酸氢钠可做食品膨松剂C.青铜和黄铜是不同结构的单质铜D.焰火中红色来源于钠盐灼烧8.一种实现二氧化碳固定及再利用的反应如下:下列叙述正确的是()A.化合物1分子中的所有原子共平面B.化合物1与乙醇互为同系物C.化合物2分子中含有羟基和酯基D.化合物2可以发生开环聚合反应9.某白色粉末样品,可能含有、、和.取少量样品进行如下实验:①溶于水,得到无色透明溶液②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体逸出.离心分离.③取②的上层清液,向其中滴加溶液有沉淀生成.该样品中确定存在的是()A.B.C.D.10.由实验操作和现象,可得出相应正确结论的是()实验操作现象结论A向溶液中滴加过量氯水,再加入淀粉溶液先变橙色,后变蓝色氧化性:B向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热,加入新制的悬浊液无砖红色沉淀蔗糖未发生水解C石蜡油加强热,将产生的气体通入的溶液红棕色变无色气体中含有不饱和烃 29溶液D加热试管中的聚氯乙烯薄膜碎片试管口润湿的蓝色石蕊试纸变红氯乙烯加聚是可逆反应A.AB.BC.CD.D11.化合物可用于电讯器材、高级玻璃的制造.W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21.分子的总电子数为奇数常温下为气体.该化合物的热重曲线如图所示,在以下热分解时无刺激性气体逸出.下列序数正确的是()A.W、X、Y、Z的单质常温下均为气体B.最高价氧化物的水化物酸性:C.阶段热分解失去4个D.热分解后生成固体化合物12.电池比能量高,在汽车、航天等领域具有良好的应用前景.近年来科学家研究了一种光照充电电池(如图所示).光照时,光催化电极产生电子和空穴,驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电.下列叙述错误的是() 30A.充电时,电池的总反应B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关C.放电时,从正极穿过离子交换膜向负极迁移D.放电时,正极发生反应13.常温下,一元酸的.在某体系中,与离子不能穿过隔膜,未电离的可自由穿过该膜(如图所示).设溶液中,当达到平衡时,下列叙述正确的是()A.溶液Ⅰ中B.溶液Ⅱ中的的电离度为C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的不相等D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的之比为三、非选择题:(一)必考题: 3126.(14分)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有、、和。还有少量、、的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实现铅的回收。一些难溶电解质的溶度积常数如下表:难溶电解质一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的如下表:金属氢氧化物开始沉淀的2.36.83.57.2完全沉淀的3.28.34.69.1回答下列问题:(1)在“脱硫”中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________。(2)在“脱硫”中,加入不能使铅膏中完全转化,原因是________。(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(),还要加入。(ⅰ)能被氧化的离子是________;(ⅱ)促进了金属在醋酸中转化为,其化学方程式为________;(ⅲ)也能使转化为,的作用是________。(4)“酸浸”后溶液的约为4.9,滤渣的主要成分是________。(5)“沉铅”的滤液中,金属离子有________。27.(14分)二草酸合铜(Ⅱ)酸钾() 32可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾可采用如下步骤:Ⅰ.取已知浓度的溶液,搅拌下滴加足量溶液,产生浅蓝色沉淀。加热,沉淀转变成黑色,过滤。Ⅱ.向草酸()溶液中加入适量固体,制得和混合溶液。Ⅲ.将Ⅱ的混合溶液加热至80-85℃,加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后,趁热过滤。Ⅳ.将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩,经一系列操作后,干燥,得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体,进行表征和分析。回答下列问题:(1)由配制Ⅰ中的溶液,下列仪器中不需要的是________(填仪器名称)。(2)长期存放的中,会出现少量白色固体,原因是________。(3)Ⅰ中的黑色沉淀是________(写化学式)。(4)Ⅱ中原料配比为,写出反应的化学方程式________。(5)Ⅱ中,为防止反应过于剧烈而引起喷溅,加入应采取________的方法。(6)Ⅲ中应采用________进行加热。(7)Ⅳ中“一系列操作”包括________。28.(15分)油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢,需要回收处理并加以利用。回答下列问题:(1)已知下列反应的热化学方程式:①②③ 33计算热分解反应④的________。(2)较普遍采用的处理方法是克劳斯工艺。即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是:利用反应④高温热分解。相比克劳斯工艺,高温热分解方法的优点是________,缺点是________。(3)在、反应条件下,将的混合气进行热分解反应。平衡时混合气中与的分压相等,平衡转化率为________,平衡常数________。(4)在、反应条件下,对于分别为、、、、的混合气,热分解反应过程中转化率随时间的变化如下图所示。①越小,平衡转化率________,理由是________。②对应图中曲线________,计算其在之间,分压的平均变化率为________。(二)选考题35.【化学—选修3:物质结构与性质】(15分)卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题:(1)氟原子激发态的电子排布式有____________,其中能量较高的是_________。(填标号)a.b.c.d.(2)①一氯乙烯分子中,C的一个________杂化轨道与的轨道形成________键,并且的轨道与C的轨道形成3中心4电子的大键. 34②一氯乙烷、一氯乙烯、一氯乙炔分子中,键长的顺序是_________,理由:(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多,形成的键越强:(ⅱ)___________.(3)卤化物受热发生非氧化还原反应,生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为__________.解释X的熔点比Y高的原因____________.(4)晶体中离子作体心立方堆积(如图所示),主要分布在由构成的四面体、八面体等空隙中.在电场作用下,不需要克服太大的阻力即可发生迁移.因此,晶体在电池中可作为________.已知阿伏加德罗常数为,则晶体的摩尔体积________(列出算式).36.[化学-选修5:有机化学基础](15分)左旋米那普伦是治疗成人重度抑郁症的药物之一,以下是其盐酸盐(化合物K)的一种合成路线(部分反应条件已简化,忽略立体化学): 35已知:化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳。回答下列问题:(1)A的化学名称是____________。(2)C的结构简式为____________。(3)写出由E生成F反应的化学方程式____________。(4)E中含氧官能团的名称为____________。(5)由G生成H的反应类型为____________。(6)I是一种有机物形成的盐,结构简式为____________。(7)在E的同分异构体中,同时满足下列条件的总数为____________种。a)含有一个苯环和三个甲基;b)与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳;c)能发生银镜反应,不能发生水解反应。上述同分异构体经银镜反应后酸化,所得产物中,核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6:3:2:1)的结构简式为____________。2022年普通高等学校招生全国统一考试(全国乙卷)化学答案和解析7.生活中处处有化学,下列叙述正确的是A.HB铅笔芯的成分为二氧化铅B.碳酸氢钠可做食品膨松剂C.青铜和黄铜是不同结构的单质铜D.焰火中红色来源于钠盐灼烧【答案】B【解析】【详解】A.铅笔芯的主要成分为石墨,不含二氧化铅,A错误;B.碳酸氢钠不稳定,受热易分解产生二氧化碳,能使面团松软,可做食品膨松剂,B正确;C.青铜是在纯铜(紫铜)中加入锡或铅的合金,黄铜为是由铜和锌所组成的合金,两者均属于混合物,不是铜单质,C错误;D.钠元素灼烧显黄色,D错误;故选B。8.一种实现二氧化碳固定及再利用的反应如下: 36下列叙述正确的是A.化合物1分子中的所有原子共平面B.化合物1与乙醇互为同系物C.化合物2分子中含有羟基和酯基D.化合物2可以发生开环聚合反应【答案】D【解析】【详解】A.化合物1分子中还有亚甲基结构,其中心碳原子采用sp3杂化方式,所以所有原子不可能共平面,A错误;B.结构相似,分子上相差n个CH2的有机物互为同系物,上述化合物1为环氧乙烷,属于醚类,乙醇属于醇类,与乙醇结构不相似,不是同系物,B错误;C.根据上述化合物2的分子结构可知,分子中含酯基,不含羟基,C错误;D.化合物2分子可发生开环聚合形成高分子化合物,D正确;答案选D。9.某白色粉末样品,可能含有、、和。取少量样品进行如下实验:①溶于水,得到无色透明溶液②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体逸出。离心分离。③取②的上层清液,向其中滴加溶液有沉淀生成。该样品中确定存在的是A.B.C.D.【答案】A 37【解析】【详解】由题意可知,①取少量样品溶于水得到无色透明溶液,说明固体溶于水且相互之间能共存,②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体放出,说明固体中存在Na2S2O3,发生反应S2O+2H+=S↓+H2O+SO2↑,离心分离,③取②的上层清液,向其中滴加BaCl2溶液,有沉淀生成,则沉淀为BaSO4,说明固体中存在Na2SO4,不能确定是否有Na2SO3和Na2CO3,Na2SO3与过量盐酸反应生成二氧化硫,Na2CO3与过量盐酸反应生成二氧化碳,而这些现象可以被Na2S2O3与过量盐酸反应的现象覆盖掉,综上分析,该样品中确定存在的是:Na2SO4、Na2S2O3,答案选A。10.由实验操作和现象,可得出相应正确结论的是实验操作现象结论A向NaBr溶液中滴加过量氯水,再加入淀粉KI溶液先变橙色,后变蓝色氧化性:B向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热,加入新制的悬浊液无砖红色沉淀蔗糖未发生水解C石蜡油加强热,将产生的气体通入的溶液溶液红棕色变无色气体中含有不饱和烃D加热试管中的聚氯乙烯薄膜碎片试管口润湿的蓝色石蕊试纸变红氯乙烯加聚可逆反应A.AB.BC.CD.D【答案】C【解析】【详解】A.向NaBr溶液中滴加过量氯水,溴离子被氧化为溴单质,但氯水过量,再加入淀粉KI溶液,过量的氯水可以将碘离子氧化为碘单质,无法证明溴单质的氧化性强于碘单质,A错误; 38B.向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热后,应加入氢氧化钠溶液使体系呈碱性,若不加氢氧化钠,未反应的稀硫酸会和新制氢氧化铜反应,则不会产生砖红色沉淀,不能说明蔗糖没有发生水解,B错误;C.石蜡油加强热,产生的气体能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明气体中含有不饱和烃,与溴发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色,C正确;D.聚氯乙烯加强热产生能使湿润蓝色湿润试纸变红的气体,说明产生了氯化氢,不能说明氯乙烯加聚是可逆反应,可逆反应是指在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应的方向进行的反应,而氯乙烯加聚和聚氯乙烯加强热分解条件不同,D错误;答案选C。11.化合物可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。分子的总电子数为奇数常温下为气体。该化合物的热重曲线如图所示,在以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是A.W、X、Y、Z的单质常温下均为气体B.最高价氧化物的水化物酸性:C.阶段热分解失去4个D.热分解后生成固体化合物【答案】D【解析】【分析】化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。该化合物的热重曲线如图所示,在200℃ 39以下热分解时无刺激性气体逸出,则说明失去的是水,即W为H,Z为O,YZ2分子的总电子数为奇数,常温下为气体,则Y为N,原子序数依次增加,且加和为21,则X为B。【详解】A.X(B)的单质常温下为固体,故A错误;B.根据非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,则最高价氧化物的水化物酸性:X(H3BO3)<Y(HNO3),故B错误;C.根据前面已知200℃以下热分解时无刺激性气体逸出,则说明失去是水,若100~200℃阶段热分解失去4个H2O,则质量分数,则说明不是失去去4个H2O,故C错误;D.化合物(NH4B5O8·4H2O)在500℃热分解后若生成固体化合物X2Z3(B2O3),根据硼元素守恒,则得到关系式2NH4B5O8·4H2O~5B2O3,则固体化合物B2O3质量分数为,说明假设正确,故D正确。综上所述,答案为D。12.电池比能量高,在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电电池(如图所示)。光照时,光催化电极产生电子和空穴,驱动阴极反应和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是A.充电时,电池的总反应B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关C.放电时,Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移 40D.放电时,正极发生反应【答案】C【解析】【分析】充电时光照光催化电极产生电子和空穴,驱动阴极反应(Li++e-=Li+)和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2),则充电时总反应为Li2O2=2Li+O2,结合图示,充电时金属Li电极为阴极,光催化电极为阳极;则放电时金属Li电极为负极,光催化电极为正极;据此作答。【详解】A.光照时,光催化电极产生电子和空穴,驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电,结合阴极反应和阳极反应,充电时电池的总反应为Li2O2=2Li+O2,A正确;B.充电时,光照光催化电极产生电子和空穴,阴极反应与电子有关,阳极反应与空穴有关,故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关,B正确;C.放电时,金属Li电极为负极,光催化电极为正极,Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移,C错误;D.放电时总反应为2Li+O2=Li2O2,正极反应为O2+2Li++2e-=Li2O2,D正确;答案选C。13.常温下,一元酸的。在某体系中,与离子不能穿过隔膜,未电离的可自由穿过该膜(如图所示)。设溶液中,当达到平衡时,下列叙述正确的是A.溶液Ⅰ中B.溶液Ⅱ中的HA的电离度为C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的不相等D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的之比为【答案】B 41【解析】【详解】A.常温下溶液I的pH=7.0,则溶液I中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L,c(H+)<c(OH-)+c(A-),A错误;B.常温下溶液II的pH=1.0,溶液中c(H+)=0.1mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),则=1.0×10-3,解得=,B正确;C.根据题意,未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液I和II中的c(HA)相等,C错误;D.常温下溶液I的pH=7.0,溶液I中c(H+)=1×10-7mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.0×10-3,溶液I中c总(HA)=(104+1)c(HA),溶液II的pH=1.0,溶液II中c(H+)=0.1mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.0×10-3,溶液II中c总(HA)=1.01c(HA),未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液I和II中的c(HA)相等,溶液I和II中c总(HA)之比为[(104+1)c(HA)]:[1.01c(HA)]=(104+1):1.01≈104,D错误;答案选B26.废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有、、和Pb。还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实现铅的回收。一些难溶电解质的溶度积常数如下表:难溶电解质 42一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的如下表:金属氢氧化物开始沉淀的pH2.36.83.57.2完全沉淀的pH3.28.34.69.1回答下列问题:(1)在“脱硫”中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________。(2)在“脱硫”中,加入不能使铅膏中完全转化,原因是________。(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(),还要加入。(ⅰ)能被氧化的离子是________;(ⅱ)促进了金属Pb在醋酸中转化为,其化学方程式为________;(ⅲ)也能使转化为,的作用是________。(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9,滤渣的主要成分是________。(5)“沉铅”的滤液中,金属离子有________。【答案】(1)①.PbSO4(s)+CO(aq)=PbCO3(s)+SO(aq)②.反应PbSO4(s)+CO(aq)=PbCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K==3.4105>105,PbSO4可以比较彻底的转化为PbCO3(2)反应BaSO4(s)+CO(aq)=BaCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K==0.04<<105,反应正向进行的程度有限(3)①.Fe2+②.Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O③.作还原剂(4)Fe(OH)3、Al(OH)3(5)Ba2+、Na+ 43【解析】【分析】铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb,还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等,向铅膏中加入碳酸钠溶液进行脱硫,硫酸铅转化为碳酸铅,过滤,向所得固体中加入醋酸、过氧化氢进行酸浸,过氧化氢可将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,酸浸后溶液的pH约为4.9,依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知,滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁,过滤后,向滤液中加入氢氧化钠溶液进行沉铅,得到氢氧化铅沉淀,滤液中的金属阳离子主要为钠离子和钡离子,氢氧化铅再进行处理得到PbO。【小问1详解】“脱硫”中,碳酸钠溶液与硫酸铅反应生成碳酸铅和硫酸钠,反应的离子方程式为:PbSO4(s)+CO(aq)=PbCO3(s)+SO(aq),由一些难溶电解质的溶度积常数的数据可知,Ksp(PbCO3)=7.410-14,Ksp(PbSO4)=2.510-8,反应PbSO4(s)+CO(aq)=PbCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K====≈3.4105>105,说明可以转化的比较彻底,且转化后生成的碳酸铅可由酸浸进入溶液中,减少铅的损失。【小问2详解】反应BaSO4(s)+CO(aq)=BaCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K====≈0.04<<105,说明该反应正向进行的程度有限,因此加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化。【小问3详解】(i)过氧化氢有氧化性,亚铁离子有还原性,会被过氧化氢氧化为铁离子。(ii)过氧化氢促进金属Pb在醋酸溶液中转化为Pb(Ac)2,过氧化氢与Pb、HAc发生氧还原反应生成Pb(Ac)2和H2O,依据得失电子守恒和原子守恒可知,反应的化学方程式为:Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O。(iii)过氧化氢也能使PbO2转化为Pb(Ac)2,铅元素化合价由+4价降低到了+2价,PbO2是氧化剂,则过氧化氢是还原剂。【小问4详解】酸浸后溶液的pH约为4.9,依据金属氢氧化物沉淀时的pH 44可知,滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁。【小问5详解】依据分析可知,加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化,铁离子、铝离子转化为了氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,铅转化为了氢氧化铅、最终变为了氧化铅,因此沉铅的滤液中,金属离子有Ba2+和加入碳酸钠、氢氧化钠时引入的Na+。27.二草酸合铜(Ⅱ)酸钾()可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾可采用如下步骤:Ⅰ.取已知浓度的溶液,搅拌下滴加足量溶液,产生浅蓝色沉淀。加热,沉淀转变成黑色,过滤。Ⅱ.向草酸()溶液中加入适量固体,制得和混合溶液。Ⅲ.将Ⅱ的混合溶液加热至80-85℃,加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后,趁热过滤。Ⅳ.将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩,经一系列操作后,干燥,得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体,进行表征和分析。回答下列问题:(1)由配制Ⅰ中的溶液,下列仪器中不需要的是________(填仪器名称)。(2)长期存放的中,会出现少量白色固体,原因是________。(3)Ⅰ中的黑色沉淀是________(写化学式)。(4)Ⅱ中原料配比为,写出反应的化学方程式________。(5)Ⅱ中,为防止反应过于剧烈而引起喷溅,加入应采取________的方法。(6)Ⅲ中应采用________进行加热 45(7)Ⅳ中“一系列操作”包括________。【答案】(1)分液漏斗和球形冷凝管(2)风化失去结晶水生成无水硫酸铜(3)CuO(4)3H2C2O4+2K2CO3=2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑(5)分批加入并搅拌(6)水浴(7)冷却结晶、过滤、洗涤【解析】【分析】取已知浓度的溶液,搅拌下滴加足量溶液,产生浅蓝色沉淀氢氧化铜,加热,氢氧化铜分解生成黑色的氧化铜沉淀,过滤,向草酸()溶液中加入适量固体,制得和混合溶液,将和混合溶液加热至80-85℃,加入氧化铜固体,全部溶解后,趁热过滤,将滤液用蒸汽浴加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体。【小问1详解】由固体配制硫酸铜溶液,需用天平称量一定质量的固体,将称量好的固体放入烧杯中,用量筒量取一定体积的水溶解,因此用不到的仪器有分液漏斗和球形冷凝管。【小问2详解】含结晶水,长期放置会风化失去结晶水,生成无水硫酸铜,无水硫酸铜为白色固体。【小问3详解】硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀,加热,氢氧化铜分解生成黑色的氧化铜沉淀。【小问4详解】草酸和碳酸钾以物质的量之比为1.5:1发生非氧化还原反应生成、、CO2和水,依据原子守恒可知,反应的化学方程式为:3H2C2O4+2K2CO3=2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑。【小问5详解】 46为防止草酸和碳酸钾反应时反应剧烈,造成液体喷溅,可减缓反应速率,将碳酸钾进行分批加入并搅拌。【小问6详解】Ⅲ中将混合溶液加热至80-85℃,应采取水浴加热,使液体受热均匀。小问7详解】从溶液获得晶体的一般方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,因此将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体。28.油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢,需要回收处理并加以利用。回答下列问题:(1)已知下列反应的热化学方程式:①②③计算热分解反应④的________。(2)较普遍采用的处理方法是克劳斯工艺。即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是:利用反应④高温热分解。相比克劳斯工艺,高温热分解方法的优点是________,缺点是________。(3)在、反应条件下,将的混合气进行热分解反应。平衡时混合气中与的分压相等,平衡转化率为________,平衡常数________。(4)在、反应条件下,对于分别为、、、、的混合气,热分解反应过程中转化率随时间的变化如下图所示。 47①越小,平衡转化率________,理由是________。②对应图中曲线________,计算其在之间,分压的平均变化率为________。【答案】(1)170(2)①.副产物氢气可作燃料②.耗能高(3)①.50%②.4.76(4)①.越高②.n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分压越小,平衡向正反应方向进行,H2S平衡转化率越高③.d④.24.9【解析】【小问1详解】已知:①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-1036kJ/mol②4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)ΔH2=94kJ/mol③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH3=-484kJ/mol根据盖斯定律(①+②)×-③即得到2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)的ΔH4=(-1036+94)kJ/mol×+484kJ/mol=170kJ/mol;【小问2详解】根据盖斯定律(①+②)×可得2H2S(g)+O2(g)=S2(g)+2H2O(g)ΔH=(-1036+94)kJ/mol×=-314kJ/mol 48,因此,克劳斯工艺的总反应是放热反应;根据硫化氢分解的化学方程式可知,高温热分解方法在生成单质硫的同时还有氢气生成。因此,高温热分解方法的优点是:可以获得氢气作燃料;但由于高温分解H2S会消耗大量能量,所以其缺点是耗能高;【小问3详解】假设在该条件下,硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和4mol,根据三段式可知:平衡时H2S和H2的分压相等,则二者的物质的量相等,即1-x=x,解得x=0.5,所以H2S的平衡转化率为,所以平衡常数Kp==≈4.76kPa;【小问4详解】①由于正反应是体积增大的可逆反应,n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分压越小,相当于降低压强,平衡向正反应方向移动,因此H2S平衡转化率越高;②n(H2S):n(Ar)越小,H2S平衡转化率越高,所以n(H2S):n(Ar)=1:9对应的曲线是d;根据图像可知n(H2S):n(Ar)=1:9反应进行到0.1s时H2S转化率为0.24。假设在该条件下,硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和9mol,则根据三段式可知此时H2S的压强为≈7.51kPa,H2S的起始压强为10kPa,所以H2S分压的平均变化率为=24.9kPa·s-1。(二)选考题:共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做,则每科按所做的第一题计分。35.[化学——选修3:物质结构与性质](15分)卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题:(1)氟原子激发态的电子排布式有_______,其中能量较高的是_______。(填标号) 49a.b.c.d.(2)①一氯乙烯分子中,C的一个_______杂化轨道与Cl的轨道形成_______键,并且Cl的轨道与C的轨道形成3中心4电子的大键。②一氯乙烷、一氯乙烯、一氯乙炔分子中,键长的顺序是_______,理由:(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多,形成的键越强:(ⅱ)_______。(3)卤化物受热发生非氧化还原反应,生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为_______。解释X的熔点比Y高的原因_______。(4)晶体中离子作体心立方堆积(如图所示),主要分布在由构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下,不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此,晶体在电池中可作为_______。已知阿伏加德罗常数为,则晶体的摩尔体积_______(列出算式)。【答案】(1)①.ad②.d(2)①.sp2②.σ③.一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔④.Cl参与形成的大π键越多,形成的C-Cl键的键长越短(3)①.CsCl②.CsCl为离子晶体,ICl为分子晶体(4)①.电解质②.【解析】【小问1详解】F的原子序数为9,其基态原子电子排布式为1s22s22p5, 50a.1s22s22p43s1,基态氟原子2p能级上的1个电子跃迁到3s能级上,属于氟原子的激发态,a正确;b.1s22s22p43d2,核外共10个电子,不是氟原子,b错误;c.1s22s12p5,核外共8个电子,不是氟原子,c错误;d.1s22s22p33p2,基态氟原子2p能级上的2个电子跃迁到3p能级上,属于氟原子的激发态,d正确;答案选ad;而同一原子3p能级的能量比3s能级的能量高,因此能量最高的是1s22s22p33p2,答案选d。【小问2详解】①一氯乙烯的结构式为,碳为双键碳,采取sp2杂化,因此C的一个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C-Clσ键。②C的杂化轨道中s成分越多,形成的C-Cl键越强,C-Cl键的键长越短,一氯乙烷中碳采取sp3杂化,一氯乙烯中碳采取sp2杂化,一氯乙炔中碳采取sp杂化,sp杂化时p成分少,sp3杂化时p成分多,因此三种物质中C-Cl键键长顺序为:一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔,同时Cl参与形成的大π键越多,形成的C-Cl键的键长越短,一氯乙烯中Cl的3px轨道与C的2px轨道形成3中心4电子的大π键(),一氯乙炔中Cl的3px轨道与C的2px轨道形成2套3中心4电子的大π键(),因此三种物质中C-Cl键键长顺序为:一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔。【小问3详解】CsICl2发生非氧化还原反应,各元素化合价不变,生成无色晶体和红棕色液体,则无色晶体为CsCl,红棕色液体为ICl,而CsCl为离子晶体,熔化时,克服的是离子键,ICl为分子晶体,熔化时,克服的是分子间作用力,因此CsCl的熔点比ICl高。【小问4详解】由题意可知,在电场作用下,Ag+不需要克服太大阻力即可发生迁移,因此α-AgI晶体是优良的离子导体,在电池中可作为电解质;每个晶胞中含碘离子的个数为8+1=2个,依据化学式AgI可知,银离子个数也为2个,晶胞的物质的量n=mol=mol,晶胞体积 51V=a3pm3=(50410-12)3m3,则α-AgI晶体的摩尔体积Vm===m3/mol。36.[化学——选修5:有机化学基础](15分)左旋米那普伦是治疗成人重度抑郁症的药物之一,以下是其盐酸盐(化合物K)的一种合成路线(部分反应条件已简化,忽略立体化学):已知:化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳。回答下列问题:(1)A的化学名称是_______。(2)C的结构简式为_______。(3)写出由E生成F反应的化学方程式_______。(4)E中含氧官能团的名称为_______。(5)由G生成H的反应类型为_______。(6)I是一种有机物形成的盐,结构简式为_______。(7)在E的同分异构体中,同时满足下列条件的总数为_______种。a)含有一个苯环和三个甲基;b)与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳;c)能发生银镜反应,不能发生水解反应。 52上述同分异构体经银镜反应后酸化,所得产物中,核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6:3:2:1)的结构简式为_______。【答案】(1)3-氯-1-丙烯(2)(3)+H2O(4)羟基、羧基(5)取代反应(6)(7)①.10②.、【解析】【分析】A发生氧化反应生成B,B与C在NaNH2、甲苯条件下反应生成D,对比B、D的结构简式,结合C的分子式C8H7N,可推知C的结构简式为;D与30%Na2CO3反应后再酸化生成E,E在浓硫酸、甲苯条件下反应生成F,F不能与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2,F中不含羧基,F的分子式为C11H10O2,F在E的基础上脱去1个H2O分子,说明E发生分子内酯化生成F,则F的结构简式为;F与(C2H5)2NH在AlCl3、甲苯条件下反应生成G,G与SOCl2、甲苯反应生成H,H的分子式为C15H20ClNO,H与I反应生成J,结合G、J的结构简式知,H的结构简式为;I的分子式为C8H4KNO2,I是一种有机物形成的盐,则I的结构简式为 53;据此作答。【小问1详解】A的结构简式为CH2=CHCH2Cl,属于氯代烯烃,其化学名称为3-氯-1-丙烯;答案为:3-氯-1-丙烯。【小问2详解】根据分析,C的结构简式为;答案为:。【小问3详解】E的结构简式为,F的结构简式为,E生成F的化学方程式为+H2O;答案为:+H2O。【小问4详解】E的结构简式为,其中含氧官能团的名称为(醇)羟基、羧基;答案为:羟基、羧基。【小问5详解】 54G的结构简式为,H的结构简式为,G与SOCl2发生取代反应生成H;答案为:取代反应。【小问6详解】根据分析,I的结构简式为;答案为:。【小问7详解】E的结构简式为,E的分子式为C11H12O3,不饱和度为6;E的同分异构体与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2,结合分子式中O原子的个数,说明含1个羧基,能发生银镜反应、不能发生水解反应说明还含1个醛基;若3个甲基在苯环上的位置为时,羧基、醛基在苯环上有3种位置;若3个甲基在苯环上的位置为时,羧基、醛基在苯环上有6种位置;若3个甲基在苯环上的位置为时,羧基、醛基在苯环上有1种位置;故符合题意的同分异构体共有3+6+1=10种;上述同分异构体经银镜反应后酸化所得产物中核磁共振氢谱显示有4组氢且氢原子数量比为6:3:2:1的结构简式为、;答案为:10;、。
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