登录二一教育在线组卷平台 助您教考全无忧
【高考真题】2022年高考理综化学真题试卷(全国乙卷)
一、选择题
1.(2022·全国乙卷)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
【答案】B
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;合金及其应用;焰色反应
【解析】【解答】A.铅笔芯的主要成分为石墨,A不符合题意;
B.碳酸氢钠受热易分解生成CO2,能使面团疏松,可做食品膨松剂,B符合题意;
C.青铜是铜锡合金,黄铜是铜锌合金,均属于混合物,C不符合题意;
D.钠元素的焰色呈黄色,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A. 铅笔芯的主要成分为石墨。
B.根据碳酸氢钠的性质进行分析。
C.熟悉常见合金,注意合金属于混合物。
D.熟悉常见元素的焰色反应。
2.(2022·全国乙卷)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
【答案】D
【知识点】有机物中的官能团;有机分子中基团之间的关系;有机物的结构和性质;同系物
【解析】【解答】A.根据化合物1的结构简式可知,分子中含有-CH2-,碳原子含有4对电子对,采用sp3杂化,所有原子不可能共平面,A不符合题意;
B.化合物1是环氧乙烷(C2H4O),属于醚类,而乙醇(C2H6O)属于醇类,两者分子式不是相差n个CH2且结构不相似,不属于同系物,B不符合题意;
C.根据化合物2的结构简式,其含有的官能团是酯基,C不符合题意;
D.化合物2分子可发生开环聚合形成高分子化合物,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据有机物中碳原子的杂化方式进行分析。
B. 同系物是指结构相似,分子上相差n个CH2的有机物,据此分析。
C.熟悉有机物中常见官能团的形式。
D.根据聚合反应的特点及有机物的结构进行分析。
3.(2022·全国乙卷)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
【知识点】几组未知物的检验;物质的检验和鉴别
【解析】【解答】由题干信息可知,①取少量样品溶于水得到无色透明溶液,说明这四种物质均能溶于水且相互不反应,都能得到无色透明溶液,无法确定样品成分;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,说明样品中一定含有Na2S2O4,因为加入稀盐酸,Na2SO4不反应,Na2SO3参与反应生成SO2(有刺激性气味)、NaCl、H2O,Na2S2O4参与反应生成S(黄色沉淀)、SO2(有刺激性气味)、NaCl、H2O,Na2CO3参与反应生成CO2(无味)、NaCl、H2O;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,说明样品中一定含有Na2SO4。
故答案为:A。
【分析】实验①无法确定样品成分;实验②可确定样品中一定含有Na2S2O4,涉及反应是S2O32-+2H+=S↓+H2O+SO2↑,注意Na2SO3与过量盐酸反应生成SO2,Na2CO3与过量盐酸反应生成CO2,这些现象都可以被Na2S2O3与过量盐酸反应的现象覆盖掉;实验③可确定样品中一定含有Na2SO4,涉及反应是SO42-+Ba2+= BaSO4↓,注意②中过量盐酸可排除碳酸盐的干扰。
4.(2022·全国乙卷)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 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 氯乙烯加聚是可逆反应
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.向NaBr溶液中滴加过量氯水,发生反应2Br-+Cl2=Br2+ 2Cl-,但氯水过量,再加入淀粉KI溶液,过量的氯水可以将I-氧化为I2,无法证明Br2的氧化性强于I2,A不符合题意;
B.向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热后,应加入适量碱性溶液中和硫酸并使体系呈碱性,否则未反应的稀硫酸会和新制Cu(OH)2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不符合题意;
C.石蜡油加强热,产生的气体能使Br2的CCl4溶液褪色,说明气体中含有不饱和烃,与Br2发生加成反应使Br2的CCl4溶液褪色,C符合题意;
D.根据题干信息,聚氯乙烯加热产生酸性气体,结合聚氯乙烯的结构简式可知产生的酸性气体是HCl,不能说明氯乙烯加聚是可逆反应,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物。
B.蔗糖中不含醛基,蔗糖在酸性条件下水解得到的葡萄糖中含有醛基,注意碱性环境下的新制Cu(OH)2悬浊液可检验醛基,据此分析。
C. 石蜡油加强热产生的不饱和烃气体能与Br2发生加成反应。
D. 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,注意氯乙烯加聚和聚氯乙烯加强热分解条件不同。
5.(2022·全国乙卷)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的酸性:
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
【知识点】原子中的数量关系;原子核外电子排布;质量守恒定律;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】A.由分析可知,W、X、Y、Z的单质分别是H2、B、N2、O2,常温下B为粉末,其他均为气体,A不符合题意;
B.由分析可知,X是B,Y是N,同周期元素的最高价含氧酸的酸性从左到右依次增强,所以应是X<Y,B不符合题意;
C.假设100~200℃阶段热分解失去H2O的分子数为x,则,解得x≈3,说明失去3个水分子,C不符合题意;
D.假设500℃热分解生成固体B2O3,根据反应前后原子个数守恒,则得到2NH4B5O8·4H2O~5B2O3,此时B2O3的质量分数为,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】W、X、Y、Z为短周期元素,根据化合物的分子式(YW4X5Z8·4W2Z)及该化合物在200℃以下热分解时无刺激性气体逸出,则说明失去的是水,即W2Z为H2O,所以W为氢元素,Z为氧元素;根据YZ2分子的总电子数为奇数且常温下为气体,可推出YZ2是NO2,则Y是氮元素;而W、X、Y、Z的电子数之和为21,可推出X是硼元素。
6.(2022·全国乙卷)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( )
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,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
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由分析可知,充电时阴、阳极的电极反应式,将两电极反应式相加即可得电池总反应为Li2O2=2Li+O2,A不符合题意;
B.根据题干信息可知,充电时,光照会使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,即充电效率与光照产生的电子和空穴量有关,B不符合题意;
C.由分析可知,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符合题意;
D.由分析可知放电时正极反应是O2+2e-+2Li+= Li2O2,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】该装置放电时为原电池,金属锂作负极,电极反应式为Li-e-=Li+;光催化电极作正极,电极反应式为O2+2e-+2Li+= Li2O2。充电时为电解池,金属锂作阴极,电极反应式为Li++e-=Li;光催化电极作阳极,电极反应式为Li2O2- 2e-= O2+2 Li+。
7.(2022·全国乙卷)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
【答案】B
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较;电离平衡常数
【解析】【解答】A.由图可知常温下溶液I的pH=7.0,说明该溶液中c(H+)=c(OH-),所以c(H+)<c(OH-)+c(A-),A不符合题意;
B.根据题干信息可知,常温下溶液II的pH=1.0,即c(H+)=0.1mol/L,又Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),则=1.0×10-3,解得=,B符合题意;
C.根据题干信息,未电离的可自由穿过隔膜,则溶液I和II中的c(HA)相等,C不符合题意;
D.由题干信息可知,常温下溶液I的c(H+)=1×10-7mol/L,溶液II中c(H+)=0.1mol/L,根据Ka=和c总(HA)=c(HA)+c(A-),可得到溶液I中c总(HA)=(104+1)c(HA),溶液II中c总(HA)=1.01c(HA),而两溶液中c(HA)相等,则溶液I和II中c总(HA)之比为,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.注意常温下pH=7.0的溶液呈中性,即c(H+)=c(OH-),据此分析。
B.根据电离平衡常数表达式Ka=和c总(HA)=c(HA)+c(A-)进行解答。
C.物质的浓度不随体积多少而改变。
D. 根据电离平衡常数表达式Ka=和c总(HA)=c(HA)+c(A-)进行解答,注意两溶液中c(HA)相等。
二、非选择题
8.(2022·全国乙卷)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 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉淀的 3.2 8.3 4.6 9.1
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 。
【答案】(1)PbSO4(s)+CO(aq)= PbCO3(s)+SO(aq);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)Fe2+;Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O;作还原剂
(4)Fe(OH)3、Al(OH)3
(5)Ba2+、Na+
【知识点】化学平衡常数;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;制备实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)“脱硫”过程中,Na2CO3溶液与PbSO4反应生成PbCO3和Na2SO4,反应的离子方程式为:PbSO4+CO32-= PbCO3+SO42-;结合第一个表格信息可知该反应的平衡常数K=,说明该反应正向进行程度很大,几乎完全转化,且生成的PbCO3可通过“酸浸”进入溶液中,减少铅的损失。
(2)反应BaSO4+CO32-= BaCO3(s)+SO42-的平衡常数K=,远小于105,说明该反应正向进行程度很小,因此加入Na2CO3不能使铅膏中的BaSO4完全转化。
(3)(i)H2O2有氧化性,二价铁有还原性,能被H2O2氧化为三价铁。
(ii)根据题干信息可知,该反应属于氧化还原反应,其中Pb作还原剂,H2O2作氧化剂,氧化产物是Pb(Ac)2,还原产物是H2O,结合电子守恒、原子守恒进行配平可得Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O。
(iii)PbO2→Pb(Ac)2的过程中Pb元素化合价由+4降为+2,说明PbO2是氧化剂,则H2O2是还原剂。
(4)由分析可知,“酸浸”后的滤渣主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3。
(5)由(2)可知,“脱硫”时加入Na2CO3不能使铅膏中的BaSO4完全转化,“酸浸”时Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀,“沉铅”时Pb2+转化为Pb(OH)2沉淀,最终得到PbO,所以“沉铅”的滤液中,金属离子有Ba2+和Na+[加Na2CO3、NaOH时引入的]。
【分析】根据题干信息及流程图可知,加入Na2CO3“脱硫”时,铅膏中的PbSO4转化为PbCO3;过滤后,向滤渣中加入HAc、H2O2进行“酸浸”,由于H2O2具有氧化性,可将二价铁氧化为三价铁,“酸浸”后溶液的pH约为4.9,结合第二个表格信息可知,此时所得滤渣主要是Fe(OH)3和Al(OH)3;过滤后,向滤液中加入NaOH进行“沉铅”,得到Pb(OH)2沉淀,经一系列操作可得到PbO。
9.(2022·全国乙卷)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。
(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
【知识点】常用仪器及其使用;蒸发和结晶、重结晶;制备实验方案的设计;化学方程式的有关计算
【解析】【解答】(1)由CuSO4·5H2O固体配制硫酸铜溶液,需用天平称量一定质量的CuSO4·5H2O固体,将称好的固体放入烧杯中,用量筒量取一定体积的水溶解固体,所以不需要分液漏斗和球形冷凝管。
(2)CuSO4·5H2O是含结晶水的蓝色固体,长期放置会发生风化失去结晶水而生成白色的CuSO4固体。
(3)CuSO4溶液与NaOH溶液反应生成蓝色的Cu(OH)2沉淀,Cu(OH)2在加热的条件下会分解生成黑色的CuO固体。
(4)该反应是非氧化还原反应,若H2C2O4和K2CO3以物质的量之比为1.5:1发生反应,产物为KHC2O4、K2C2O4、CO2和H2O,根据原子守恒进行配平可得化学方程式为:
3H2C2O4+2K2CO3=2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑。
(5)为防止H2C2O4和K2CO3反应时反应剧烈,造成液体喷溅,可减小反应速率,将K2CO3进行分批加入并搅拌。
(6)Ⅲ中加热温度在80-85℃,可采取水浴加热。
(7)从溶液中得到晶体的一般方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
【分析】根据题干信息,第Ⅰ步是制备CuO黑色固体,涉及反应关系式是CuSO4+NaOH→Cu(OH)2 CuO;第Ⅱ步用H2C2O4和K2CO3按一定比例反应得到KHC2O4、K2C2O4;第Ⅲ步将KHC2O4溶液、K2C2O4溶液和第Ⅰ步所制的CuO混合加热反应;第Ⅳ步经一系列操作得到K2[Cu(C2O4)2]晶体。
10.(2022·全国乙卷)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:
①
②
③
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 。
【答案】(1)170
(2)副产物氢气可作燃料;耗能高
(3)50%;4.76
(4)越高;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;d;24.9
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡转化过程中的变化曲线;化学平衡的计算;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)根据盖斯定律(①+②)-③即得到反应④,所以ΔH4=(-1036+94)kJ/mol×+484kJ/mol=+170kJ/mol。
(2)根据题干信息,结合盖斯定律可知克劳斯工艺的总反应为2H2S(g)+O2(g)=S2(g)+2H2O(g) ΔH=(-1036+94)kJ/mol×=-314kJ/mol,高温热分解法与之相比,在生成S的同时还有燃料H2生成,但耗能高,成本较高。
(3)根据题干信息,假设反应前n(H2S)=1mol,n(Ar)=4mol,根据三段式可知:
2H2S(g) S2(g) + 2H2(g)
起始(mol) 1 0 0
转化(mol) x 0.5x x
平衡(mol) 1-x 0.5x x
平衡时H2S和H2的分压相等,则其物质的量相等,即1-x=x,解得x=0.5,所以H2S的平衡转化率为,平衡常数Kp=。
(4)①该反应过程中气体体积分数增大,n(H2S):n(Ar)的值越小,则H2S的分压越小,相当于减压,平衡将向正反应方向移动,所以H2S平衡转化率越高。
②根据①分析可知n(H2S):n(Ar)=1:9对应的曲线是d,在0.1s时H2S转化率为24%。假设反应前n(H2S)=1mol,n(Ar)=9mol,则根据三段式可知
2H2S(g) S2(g) + 2H2(g)
起始(mol) 1 0 0
转化(mol) 0.24 0.12 0.24
平衡(mol) 0.76 0.12 0.24
平衡时H2S的压强为,H2S的起始压强为,所以H2S分压的平均变化率为。
【分析】(1)根据盖斯定律进行求解,注意几点:①若化学计量数成倍增加或减少,则△H也要成倍的增加或减少;②当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,正负号相反;③△H的计算一定要带上正负号。
(2)可从反应条件、产物,结合成本、效益等角度进行分析。
(3)通过列化学平衡三段式,结合转化率和平衡常数的表达式进行分析,注意单位统一。
(4)①根据勒夏特烈原理进行分析,注意惰性气体对反应中压强的影响。
②气体分压的平均变化率=,注意气体的物质的量与压强之间的关系。
11.(2022·全国乙卷)[化学——选修3:物质结构与性质]
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。
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)ad;d
(2)sp2;σ;一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔;Cl参与形成的大π键越多,形成的C-Cl键的键长越短
(3)CsCl;CsCl为离子晶体,ICl为分子晶体
(4)电解质;
【知识点】原子核外电子排布;原子核外电子的跃迁及应用;晶体熔沸点的比较;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)F为第9号元素,其基态原子电子排布式为1s22s22p5,其激发态是基态原子2p能级上的几个电子跃迁到3p能级上。
a.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符合题意;
b.核外共10个电子,不是氟原子,b不符合题意;
c.核外共8个电子,不是氟原子,c不符合题意;
d.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符合题意;
故答案为:ad。
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,故答案为:d。
(2)①一氯乙烯的结构式为,其中碳原子有3对共用电子对,采用sp2杂化,因此C的一个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C-Cl σ键。
②一氯乙烷中碳采用sp3杂化,一氯乙烯中碳采用sp2杂化,一氯乙炔中碳采用sp杂化。sp杂化时p成分少,sp3杂化时p成分多,p成分越多,形成的C-Cl键越弱,则其键长越长;同时Cl参与形成的大π键越多,形成的C-Cl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(Π34 ),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(Π34 ),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。
(3)非氧化还原反应中各元素化合价不变,根据反应前后元素的种类不变,CsICl2反应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。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。
(4)在电场作用下,Ag+不需要克服太大阻力即可发生迁移,则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I-的个数为8×+1=2,则Ag+个数也为2,所以晶胞的物质的量n=mol=mol,晶胞体积V=a3pm3=(504×10-12)3m3,则α-AgI晶体的摩尔体积Vm=。
【分析】(1)注意氟原子的激发态是指基态原子2p能级上的几个电子跃迁到3p能级上。氟原子3p能级的能量比3s能级的能量高。
(2)C的杂化轨道中s成分越多,形成的C-Cl键越强,则其键长越短;Cl参与形成的大π键越多,形成的C-Cl键长越短。据此分析。
(3)非氧化还原反应前后元素的化合价不变,结合产物的特点和质量守恒定律进行分析。离子晶体的熔点比分子晶体高,据此分析。
(4)运用均摊法算出该晶胞的个数和体积,结合N=n·NA和V=n·Vm进行解答。
12.(2022·全国乙卷)[化学——选修5:有机化学基础]
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。
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)0;、
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;芳香烃;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)A的结构简式为CH2=CHCH2Cl,其化学名称为3-氯-1-丙烯。
(2)由分析可知,C的结构简式为。
(3)由分析可知F的结构简式为,且E→F是分子内的酯化反应,化学方程式为+H2O。
(4)E的结构简式为,其中含氧官能团为(醇)羟基、羧基。
(5)由分析可知,H的结构简式为,G→H是取代反应,其中羟基被氯原子取代。
(6)根据分析,I的结构简式为。
(7)E的分子式和结构简式分别为C11H12O3、,其不饱和度为6。根据第二个条件可知其同分异构体中含有1个羧基;根据第三个条件可知其同分异构体中含有醛基,且没有酯基。综合可知符合条件的E的同分异构体中含有1个苯环、3个甲基、1个醛基、1个羧基。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,所以共有10种同分异构体。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,其中“6”表示含有的2个甲基对称,“3”表示1个甲基,“2”表示含有的2个羧基对称,“1”表示苯环上剩余的1个氢原子,则可推出结构简式为、。
【分析】对比B、D的结构简式,并结合C的分子式可推出C的结构简式是,且B→D是取代反应;根据已知信息,F不能与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2,说明F中不含羧基,结合E的结构简式、F的分子式可推出E→F是分子内的酯化反应,则F的结构简式是;根据G、J的结构简式,以及H的分子式可推出G→H是取代反应,其中羟基被氯原子取代,所以H的结构简式是,再根据I的分子式及I是一种有机物形成的盐,则可推出I的结构简式是。
二一教育在线组卷平台(zujuan.21cnjy.com)自动生成 1 / 1登录二一教育在线组卷平台 助您教考全无忧
【高考真题】2022年高考理综化学真题试卷(全国乙卷)
一、选择题
1.(2022·全国乙卷)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
2.(2022·全国乙卷)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
3.(2022·全国乙卷)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.
4.(2022·全国乙卷)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 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 氯乙烯加聚是可逆反应
A.A B.B C.C D.D
5.(2022·全国乙卷)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的酸性:
C.阶段热分解失去4个
D.热分解后生成固体化合物
6.(2022·全国乙卷)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( )
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,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
7.(2022·全国乙卷)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
二、非选择题
8.(2022·全国乙卷)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 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉淀的 3.2 8.3 4.6 9.1
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 。
9.(2022·全国乙卷)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。
(7)Ⅳ中“一系列操作”包括 。
10.(2022·全国乙卷)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:
①
②
③
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 。
11.(2022·全国乙卷)[化学——选修3:物质结构与性质]
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。
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)。
12.(2022·全国乙卷)[化学——选修5:有机化学基础]
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。
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 。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;合金及其应用;焰色反应
【解析】【解答】A.铅笔芯的主要成分为石墨,A不符合题意;
B.碳酸氢钠受热易分解生成CO2,能使面团疏松,可做食品膨松剂,B符合题意;
C.青铜是铜锡合金,黄铜是铜锌合金,均属于混合物,C不符合题意;
D.钠元素的焰色呈黄色,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A. 铅笔芯的主要成分为石墨。
B.根据碳酸氢钠的性质进行分析。
C.熟悉常见合金,注意合金属于混合物。
D.熟悉常见元素的焰色反应。
2.【答案】D
【知识点】有机物中的官能团;有机分子中基团之间的关系;有机物的结构和性质;同系物
【解析】【解答】A.根据化合物1的结构简式可知,分子中含有-CH2-,碳原子含有4对电子对,采用sp3杂化,所有原子不可能共平面,A不符合题意;
B.化合物1是环氧乙烷(C2H4O),属于醚类,而乙醇(C2H6O)属于醇类,两者分子式不是相差n个CH2且结构不相似,不属于同系物,B不符合题意;
C.根据化合物2的结构简式,其含有的官能团是酯基,C不符合题意;
D.化合物2分子可发生开环聚合形成高分子化合物,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据有机物中碳原子的杂化方式进行分析。
B. 同系物是指结构相似,分子上相差n个CH2的有机物,据此分析。
C.熟悉有机物中常见官能团的形式。
D.根据聚合反应的特点及有机物的结构进行分析。
3.【答案】A
【知识点】几组未知物的检验;物质的检验和鉴别
【解析】【解答】由题干信息可知,①取少量样品溶于水得到无色透明溶液,说明这四种物质均能溶于水且相互不反应,都能得到无色透明溶液,无法确定样品成分;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,说明样品中一定含有Na2S2O4,因为加入稀盐酸,Na2SO4不反应,Na2SO3参与反应生成SO2(有刺激性气味)、NaCl、H2O,Na2S2O4参与反应生成S(黄色沉淀)、SO2(有刺激性气味)、NaCl、H2O,Na2CO3参与反应生成CO2(无味)、NaCl、H2O;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,说明样品中一定含有Na2SO4。
故答案为:A。
【分析】实验①无法确定样品成分;实验②可确定样品中一定含有Na2S2O4,涉及反应是S2O32-+2H+=S↓+H2O+SO2↑,注意Na2SO3与过量盐酸反应生成SO2,Na2CO3与过量盐酸反应生成CO2,这些现象都可以被Na2S2O3与过量盐酸反应的现象覆盖掉;实验③可确定样品中一定含有Na2SO4,涉及反应是SO42-+Ba2+= BaSO4↓,注意②中过量盐酸可排除碳酸盐的干扰。
4.【答案】C
【知识点】化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.向NaBr溶液中滴加过量氯水,发生反应2Br-+Cl2=Br2+ 2Cl-,但氯水过量,再加入淀粉KI溶液,过量的氯水可以将I-氧化为I2,无法证明Br2的氧化性强于I2,A不符合题意;
B.向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热后,应加入适量碱性溶液中和硫酸并使体系呈碱性,否则未反应的稀硫酸会和新制Cu(OH)2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不符合题意;
C.石蜡油加强热,产生的气体能使Br2的CCl4溶液褪色,说明气体中含有不饱和烃,与Br2发生加成反应使Br2的CCl4溶液褪色,C符合题意;
D.根据题干信息,聚氯乙烯加热产生酸性气体,结合聚氯乙烯的结构简式可知产生的酸性气体是HCl,不能说明氯乙烯加聚是可逆反应,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物。
B.蔗糖中不含醛基,蔗糖在酸性条件下水解得到的葡萄糖中含有醛基,注意碱性环境下的新制Cu(OH)2悬浊液可检验醛基,据此分析。
C. 石蜡油加强热产生的不饱和烃气体能与Br2发生加成反应。
D. 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,注意氯乙烯加聚和聚氯乙烯加强热分解条件不同。
5.【答案】D
【知识点】原子中的数量关系;原子核外电子排布;质量守恒定律;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】A.由分析可知,W、X、Y、Z的单质分别是H2、B、N2、O2,常温下B为粉末,其他均为气体,A不符合题意;
B.由分析可知,X是B,Y是N,同周期元素的最高价含氧酸的酸性从左到右依次增强,所以应是X<Y,B不符合题意;
C.假设100~200℃阶段热分解失去H2O的分子数为x,则,解得x≈3,说明失去3个水分子,C不符合题意;
D.假设500℃热分解生成固体B2O3,根据反应前后原子个数守恒,则得到2NH4B5O8·4H2O~5B2O3,此时B2O3的质量分数为,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】W、X、Y、Z为短周期元素,根据化合物的分子式(YW4X5Z8·4W2Z)及该化合物在200℃以下热分解时无刺激性气体逸出,则说明失去的是水,即W2Z为H2O,所以W为氢元素,Z为氧元素;根据YZ2分子的总电子数为奇数且常温下为气体,可推出YZ2是NO2,则Y是氮元素;而W、X、Y、Z的电子数之和为21,可推出X是硼元素。
6.【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由分析可知,充电时阴、阳极的电极反应式,将两电极反应式相加即可得电池总反应为Li2O2=2Li+O2,A不符合题意;
B.根据题干信息可知,充电时,光照会使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,即充电效率与光照产生的电子和空穴量有关,B不符合题意;
C.由分析可知,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符合题意;
D.由分析可知放电时正极反应是O2+2e-+2Li+= Li2O2,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】该装置放电时为原电池,金属锂作负极,电极反应式为Li-e-=Li+;光催化电极作正极,电极反应式为O2+2e-+2Li+= Li2O2。充电时为电解池,金属锂作阴极,电极反应式为Li++e-=Li;光催化电极作阳极,电极反应式为Li2O2- 2e-= O2+2 Li+。
7.【答案】B
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较;电离平衡常数
【解析】【解答】A.由图可知常温下溶液I的pH=7.0,说明该溶液中c(H+)=c(OH-),所以c(H+)<c(OH-)+c(A-),A不符合题意;
B.根据题干信息可知,常温下溶液II的pH=1.0,即c(H+)=0.1mol/L,又Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),则=1.0×10-3,解得=,B符合题意;
C.根据题干信息,未电离的可自由穿过隔膜,则溶液I和II中的c(HA)相等,C不符合题意;
D.由题干信息可知,常温下溶液I的c(H+)=1×10-7mol/L,溶液II中c(H+)=0.1mol/L,根据Ka=和c总(HA)=c(HA)+c(A-),可得到溶液I中c总(HA)=(104+1)c(HA),溶液II中c总(HA)=1.01c(HA),而两溶液中c(HA)相等,则溶液I和II中c总(HA)之比为,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.注意常温下pH=7.0的溶液呈中性,即c(H+)=c(OH-),据此分析。
B.根据电离平衡常数表达式Ka=和c总(HA)=c(HA)+c(A-)进行解答。
C.物质的浓度不随体积多少而改变。
D. 根据电离平衡常数表达式Ka=和c总(HA)=c(HA)+c(A-)进行解答,注意两溶液中c(HA)相等。
8.【答案】(1)PbSO4(s)+CO(aq)= PbCO3(s)+SO(aq);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)Fe2+;Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O;作还原剂
(4)Fe(OH)3、Al(OH)3
(5)Ba2+、Na+
【知识点】化学平衡常数;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;制备实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)“脱硫”过程中,Na2CO3溶液与PbSO4反应生成PbCO3和Na2SO4,反应的离子方程式为:PbSO4+CO32-= PbCO3+SO42-;结合第一个表格信息可知该反应的平衡常数K=,说明该反应正向进行程度很大,几乎完全转化,且生成的PbCO3可通过“酸浸”进入溶液中,减少铅的损失。
(2)反应BaSO4+CO32-= BaCO3(s)+SO42-的平衡常数K=,远小于105,说明该反应正向进行程度很小,因此加入Na2CO3不能使铅膏中的BaSO4完全转化。
(3)(i)H2O2有氧化性,二价铁有还原性,能被H2O2氧化为三价铁。
(ii)根据题干信息可知,该反应属于氧化还原反应,其中Pb作还原剂,H2O2作氧化剂,氧化产物是Pb(Ac)2,还原产物是H2O,结合电子守恒、原子守恒进行配平可得Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O。
(iii)PbO2→Pb(Ac)2的过程中Pb元素化合价由+4降为+2,说明PbO2是氧化剂,则H2O2是还原剂。
(4)由分析可知,“酸浸”后的滤渣主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3。
(5)由(2)可知,“脱硫”时加入Na2CO3不能使铅膏中的BaSO4完全转化,“酸浸”时Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀,“沉铅”时Pb2+转化为Pb(OH)2沉淀,最终得到PbO,所以“沉铅”的滤液中,金属离子有Ba2+和Na+[加Na2CO3、NaOH时引入的]。
【分析】根据题干信息及流程图可知,加入Na2CO3“脱硫”时,铅膏中的PbSO4转化为PbCO3;过滤后,向滤渣中加入HAc、H2O2进行“酸浸”,由于H2O2具有氧化性,可将二价铁氧化为三价铁,“酸浸”后溶液的pH约为4.9,结合第二个表格信息可知,此时所得滤渣主要是Fe(OH)3和Al(OH)3;过滤后,向滤液中加入NaOH进行“沉铅”,得到Pb(OH)2沉淀,经一系列操作可得到PbO。
9.【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
【知识点】常用仪器及其使用;蒸发和结晶、重结晶;制备实验方案的设计;化学方程式的有关计算
【解析】【解答】(1)由CuSO4·5H2O固体配制硫酸铜溶液,需用天平称量一定质量的CuSO4·5H2O固体,将称好的固体放入烧杯中,用量筒量取一定体积的水溶解固体,所以不需要分液漏斗和球形冷凝管。
(2)CuSO4·5H2O是含结晶水的蓝色固体,长期放置会发生风化失去结晶水而生成白色的CuSO4固体。
(3)CuSO4溶液与NaOH溶液反应生成蓝色的Cu(OH)2沉淀,Cu(OH)2在加热的条件下会分解生成黑色的CuO固体。
(4)该反应是非氧化还原反应,若H2C2O4和K2CO3以物质的量之比为1.5:1发生反应,产物为KHC2O4、K2C2O4、CO2和H2O,根据原子守恒进行配平可得化学方程式为:
3H2C2O4+2K2CO3=2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑。
(5)为防止H2C2O4和K2CO3反应时反应剧烈,造成液体喷溅,可减小反应速率,将K2CO3进行分批加入并搅拌。
(6)Ⅲ中加热温度在80-85℃,可采取水浴加热。
(7)从溶液中得到晶体的一般方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
【分析】根据题干信息,第Ⅰ步是制备CuO黑色固体,涉及反应关系式是CuSO4+NaOH→Cu(OH)2 CuO;第Ⅱ步用H2C2O4和K2CO3按一定比例反应得到KHC2O4、K2C2O4;第Ⅲ步将KHC2O4溶液、K2C2O4溶液和第Ⅰ步所制的CuO混合加热反应;第Ⅳ步经一系列操作得到K2[Cu(C2O4)2]晶体。
10.【答案】(1)170
(2)副产物氢气可作燃料;耗能高
(3)50%;4.76
(4)越高;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;d;24.9
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡转化过程中的变化曲线;化学平衡的计算;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)根据盖斯定律(①+②)-③即得到反应④,所以ΔH4=(-1036+94)kJ/mol×+484kJ/mol=+170kJ/mol。
(2)根据题干信息,结合盖斯定律可知克劳斯工艺的总反应为2H2S(g)+O2(g)=S2(g)+2H2O(g) ΔH=(-1036+94)kJ/mol×=-314kJ/mol,高温热分解法与之相比,在生成S的同时还有燃料H2生成,但耗能高,成本较高。
(3)根据题干信息,假设反应前n(H2S)=1mol,n(Ar)=4mol,根据三段式可知:
2H2S(g) S2(g) + 2H2(g)
起始(mol) 1 0 0
转化(mol) x 0.5x x
平衡(mol) 1-x 0.5x x
平衡时H2S和H2的分压相等,则其物质的量相等,即1-x=x,解得x=0.5,所以H2S的平衡转化率为,平衡常数Kp=。
(4)①该反应过程中气体体积分数增大,n(H2S):n(Ar)的值越小,则H2S的分压越小,相当于减压,平衡将向正反应方向移动,所以H2S平衡转化率越高。
②根据①分析可知n(H2S):n(Ar)=1:9对应的曲线是d,在0.1s时H2S转化率为24%。假设反应前n(H2S)=1mol,n(Ar)=9mol,则根据三段式可知
2H2S(g) S2(g) + 2H2(g)
起始(mol) 1 0 0
转化(mol) 0.24 0.12 0.24
平衡(mol) 0.76 0.12 0.24
平衡时H2S的压强为,H2S的起始压强为,所以H2S分压的平均变化率为。
【分析】(1)根据盖斯定律进行求解,注意几点:①若化学计量数成倍增加或减少,则△H也要成倍的增加或减少;②当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,正负号相反;③△H的计算一定要带上正负号。
(2)可从反应条件、产物,结合成本、效益等角度进行分析。
(3)通过列化学平衡三段式,结合转化率和平衡常数的表达式进行分析,注意单位统一。
(4)①根据勒夏特烈原理进行分析,注意惰性气体对反应中压强的影响。
②气体分压的平均变化率=,注意气体的物质的量与压强之间的关系。
11.【答案】(1)ad;d
(2)sp2;σ;一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔;Cl参与形成的大π键越多,形成的C-Cl键的键长越短
(3)CsCl;CsCl为离子晶体,ICl为分子晶体
(4)电解质;
【知识点】原子核外电子排布;原子核外电子的跃迁及应用;晶体熔沸点的比较;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)F为第9号元素,其基态原子电子排布式为1s22s22p5,其激发态是基态原子2p能级上的几个电子跃迁到3p能级上。
a.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符合题意;
b.核外共10个电子,不是氟原子,b不符合题意;
c.核外共8个电子,不是氟原子,c不符合题意;
d.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符合题意;
故答案为:ad。
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,故答案为:d。
(2)①一氯乙烯的结构式为,其中碳原子有3对共用电子对,采用sp2杂化,因此C的一个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C-Cl σ键。
②一氯乙烷中碳采用sp3杂化,一氯乙烯中碳采用sp2杂化,一氯乙炔中碳采用sp杂化。sp杂化时p成分少,sp3杂化时p成分多,p成分越多,形成的C-Cl键越弱,则其键长越长;同时Cl参与形成的大π键越多,形成的C-Cl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(Π34 ),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(Π34 ),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。
(3)非氧化还原反应中各元素化合价不变,根据反应前后元素的种类不变,CsICl2反应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。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。
(4)在电场作用下,Ag+不需要克服太大阻力即可发生迁移,则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I-的个数为8×+1=2,则Ag+个数也为2,所以晶胞的物质的量n=mol=mol,晶胞体积V=a3pm3=(504×10-12)3m3,则α-AgI晶体的摩尔体积Vm=。
【分析】(1)注意氟原子的激发态是指基态原子2p能级上的几个电子跃迁到3p能级上。氟原子3p能级的能量比3s能级的能量高。
(2)C的杂化轨道中s成分越多,形成的C-Cl键越强,则其键长越短;Cl参与形成的大π键越多,形成的C-Cl键长越短。据此分析。
(3)非氧化还原反应前后元素的化合价不变,结合产物的特点和质量守恒定律进行分析。离子晶体的熔点比分子晶体高,据此分析。
(4)运用均摊法算出该晶胞的个数和体积,结合N=n·NA和V=n·Vm进行解答。
12.【答案】(1)3-氯-1-丙烯
(2)
(3)+H2O
(4)羟基、羧基
(5)取代反应
(6)
(7)0;、
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;芳香烃;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)A的结构简式为CH2=CHCH2Cl,其化学名称为3-氯-1-丙烯。
(2)由分析可知,C的结构简式为。
(3)由分析可知F的结构简式为,且E→F是分子内的酯化反应,化学方程式为+H2O。
(4)E的结构简式为,其中含氧官能团为(醇)羟基、羧基。
(5)由分析可知,H的结构简式为,G→H是取代反应,其中羟基被氯原子取代。
(6)根据分析,I的结构简式为。
(7)E的分子式和结构简式分别为C11H12O3、,其不饱和度为6。根据第二个条件可知其同分异构体中含有1个羧基;根据第三个条件可知其同分异构体中含有醛基,且没有酯基。综合可知符合条件的E的同分异构体中含有1个苯环、3个甲基、1个醛基、1个羧基。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,所以共有10种同分异构体。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,其中“6”表示含有的2个甲基对称,“3”表示1个甲基,“2”表示含有的2个羧基对称,“1”表示苯环上剩余的1个氢原子,则可推出结构简式为、。
【分析】对比B、D的结构简式,并结合C的分子式可推出C的结构简式是,且B→D是取代反应;根据已知信息,F不能与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2,说明F中不含羧基,结合E的结构简式、F的分子式可推出E→F是分子内的酯化反应,则F的结构简式是;根据G、J的结构简式,以及H的分子式可推出G→H是取代反应,其中羟基被氯原子取代,所以H的结构简式是,再根据I的分子式及I是一种有机物形成的盐,则可推出I的结构简式是。
二一教育在线组卷平台(zujuan.21cnjy.com)自动生成 1 / 1