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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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2021年高考化学真题试卷(广东卷)
一、单选题(共16题;共44分)
1.今年五一假期,人文考古游持续成为热点。很多珍贵文物都记载着中华文明的灿烂成就,具有深邃的文化寓意和极高的学术价值。下列国宝级文物主要由合金材料制成的是(
??)
选项
A
B
C
D
文物
名称
铸客大铜鼎
河姆渡出土陶灶
兽首玛瑙杯
角形玉杯
A.?A???????????????????????????????????????????B.?B???????????????????????????????????????????C.?C???????????????????????????????????????????D.?D
2.广东有众多国家级非物质文化遗产,如广东剪纸、粤绣、潮汕工夫茶艺和香云纱染整技艺等。下列说法不正确的是(
??)
A.?广东剪纸的裁剪过程不涉及化学变化
B.?冲泡工夫茶时茶香四溢,体现了分子是运动的
C.?制作粤绣所用的植物纤维布含有天然高分子化合物
D.?染整技艺中去除丝胶所用的纯碱水溶液属于纯净物
3.“天问一号”着陆火星,“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学,长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是(
??)
A.?煤油是可再生能源
B.?
燃烧过程中热能转化为化学能
C.?火星陨石中的
质量数为20
D.?月壤中的
与地球上的
互为同位素
4.化学创造美好生活。下列生产活动中,没有运用相应化学原理的是(
??)
选项
生产活动
化学原理
A
用聚乙烯塑料制作食品保鲜膜
聚乙烯燃烧生成
和
B
利用海水制取溴和镁单质
可被氧化、
可被还原
C
利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品
氢氟酸可与
反应
D
公园的钢铁护栏涂刷多彩防锈漆
钢铁与潮湿空气隔绝可防止腐蚀
A.?A???????????????????????????????????????????B.?B???????????????????????????????????????????C.?C???????????????????????????????????????????D.?D
5.昆虫信息素是昆虫之间传递信号的化学物质。人工合成信息素可用于诱捕害虫、测报虫情等。一种信息素的分子结构简式如图所示,关于该化合物说法不正确的是(
??)
A.?属于烷烃????????????????B.?可发生水解反应????????????????C.?可发生加聚反应????????????????D.?具有一定的挥发性
6.劳动成就梦想。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是(
??)
选项
劳动项目
化学知识
A
社区服务:用84消毒液对图书馆桌椅消毒
含氯消毒剂具有氧化性
B
学农活动:用厨余垃圾制肥料
厨余垃圾含
、
、
等元素
C
家务劳动:用白醋清洗水壶中的水垢
乙酸可由乙醇氧化制备
D
自主探究:以油脂为原料制肥皂
油脂可发生皂化反应
A.?A???????????????????????????????????????????B.?B???????????????????????????????????????????C.?C??????????????????????????????????????????D.?D
7.测定浓硫酸试剂中
含量的主要操作包括:①量取一定量的浓硫酸,稀释;②转移定容得待测液;③移取
待测液,用
的
溶液滴定。上述操作中,不需要用到的仪器为(
??)
A.???????????????????????????B.???????????????????????????C.???????????????????????????D.?
8.鸟嘌呤(
)是一种有机弱碱,可与盐酸反应生成盐酸盐(用
表示)。已知
水溶液呈酸性,下列叙述正确的是(
??)
A.?
水溶液的
B.?
水溶液加水稀释,
升高
C.?
在水中的电离方程式为:
D.?
水溶液中:
9.火星大气中含有大量
,一种有
参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极,碳纳米管为正极,放电时(
??)
A.?负极上发生还原反应
B.?
在正极上得电子
C.?阳离子由正极移向负极
D.?将电能转化为化学能
10.部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(
??)
A.?
可与
反应生成
B.?
既可被氧化,也可被还原
C.?可将
加入浓碱液中制得
的胶体
D.?可存在
的循环转化关系
11.设
为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(
??)
A.?
含有
键的数目为
B.?
的盐酸含有阴离子总数为
C.?
与
混合后的分子数目为
D.?
与足量
反应生成的
分子数目为
12.化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是(
??)
选项
操作或做法
目的
A
将铜丝插入浓硝酸中
制备
B
将密闭烧瓶中的
降温
探究温度对平衡移动的影响
C
将溴水滴入
溶液中,加入乙醇并振荡
萃取溶液中生成的碘
D
实验结束,将剩余
固体放回原试剂瓶
节约试剂
A.?A???????????????????????????????????????????B.?B???????????????????????????????????????????C.?C???????????????????????????????????????????D.?D
13.一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中,
的原子核只有1个质子;元素
、
、
原子序数依次增大,且均位于
的下一周期;元素
的原子比
原子多8个电子。下列说法不正确的是(
??)
A.?
是一种强酸
B.?非金属性:
C.?原子半径:
D.?
中,
的化合价为+2价
14.反应
经历两步:①
;②
。反应体系中
、
、
的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是(
??)
A.?a为
随t的变化曲线
B.?
时,
C.?
时,
的消耗速率大于生成速率
D.?
后,
15.宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列物质性质实验对应的反应方程式书写正确的是(
??)
A.?
放入水中:
B.?
通过灼热铁粉:
C.?铜丝插入热的浓硫酸中:
D.?
通入酸性
溶液中:
16.钴(
)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是(
??)
A.?工作时,Ⅰ室和Ⅱ室溶液的
均增大
B.?生成
,Ⅰ室溶液质量理论上减少
C.?移除两交换膜后,石墨电极上发生的反应不变
D.?电解总反应:
二、非选择题-必考题(共3题;共42分)
17.含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是
)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制取
的化学方程式为________。
(2)实验室制取干燥
时,净化与收集
所需装置的接口连接顺序为________。
(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中________已分解。检验此久置氯水中
存在的操作及现象是________。
(4)某合作学习小组进行以下实验探究。
①实验任务。通过测定溶液电导率,探究温度对
溶解度的影响。
②查阅资料。电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时,强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大;离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时,
。
③提出猜想。
猜想a:较高温度的
饱和溶液的电导率较大。
猜想b:
在水中的溶解度
。
④设计实验、验证猜想。取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的
饱和溶液),在设定的测试温度下,进行表中实验1~3,记录数据。
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/
1
Ⅰ:25℃的
饱和溶液
25
2
Ⅱ:35℃的
饱和溶液
35
3
Ⅲ:45℃的
饱和溶液
45
⑤数据分析、交流讨论。25℃的
饱和溶液中,
________
。
实验结果为
。小组同学认为,此结果可以证明③中的猜想
成立,但不足以证明猜想
成立。结合②中信息,猜想
不足以成立的理由有________。
⑥优化实验。小组同学为进一步验证猜想
,在实验1~3的基础上完善方案,进行实验4和5。请在答题卡上完成表中内容。
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/
4
Ⅰ
________
5
________
________
⑦实验总结。根据实验1~5的结果,并结合②中信息,小组同学认为猜想
也成立。猜想
成立的判断依据是________。
18.对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝(
)、钼(
)、镍(
)等元素的氧化物,一种回收利用工艺的部分流程如下:
已知:25℃时,
的
,
;
;
;该工艺中,
时,溶液中
元素以
的形态存在。
(1)“焙烧”中,有
生成,其中
元素的化合价为________。
(2)“沉铝”中,生成的沉淀
为________。
(3)“沉钼”中,
为7.0。
①生成
的离子方程式为________。
②若条件控制不当,
也会沉淀。为避免
中混入
沉淀,溶液中
________(列出算式)时,应停止加入
溶液。
(4)①滤液Ⅲ中,主要存在的钠盐有
和
,
为________。
②往滤液Ⅲ中添加适量
固体后,通入足量________(填化学式)气体,再通入足量
,可析出
。
(5)高纯
(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示,图中所示致密保护膜为一种氧化物,可阻止
刻蚀液与下层
(砷化镓)反应。
①该氧化物为________。
②已知:
和
同族,
和
同族。在
与上层
的反应中,
元素的化合价变为+5价,则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为________。
19.我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应:
a)CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)
?H1
b)CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)
?H2
c)CH4(g)
C(s)+2H2(g)
?H3
d)2CO(g)
CO2(g)+C(s)
?H4
e)CO(g)+H2(g)
H2O(g)+C(s)
?H5
(1)根据盖斯定律,反应a的?H1=________(写出一个代数式即可)。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_______。
A.增大CO2与CH4的浓度,反应a、b、c的正反应速率都增加
B.移去部分C(s),反应c、d、e的平衡均向右移动
C.加入反应a的催化剂,可提高CH4的平衡转化率
D.降低反应温度,反应a~e的正、逆反应速率都减小
(3)一定条件下,CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分________步进行,其中,第________步的正反应活化能最大。
(4)设K
为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0=100kPa)。反应a、c、e的ln
K
随
(温度的倒数)的变化如图所示。
①反应a、c、e中,属于吸热反应的有________(填字母)。
②反应c的相对压力平衡常数表达式为K
=________。
③在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO2):n(CH4)=1:1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时H2的分压为40kPa。计算CH4的平衡转化率,写出计算过程________。
(5)CO2用途广泛,写出基于其物理性质的一种用途:________。
三、非选择题-选考题(共2题;共28分)
20.[选修3:物质结构与性质]
很多含巯基(-SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如,解毒剂化合物I可与氧化汞生成化合物Ⅱ。
(1)基态硫原子价电子排布式为________。
(2)H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为________。
(3)汞的原子序数为80,位于元素周期表第________周期第ⅡB族。
(4)化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ是一种强酸。下列说法正确的有________。
A.在I中S原子采取sp3杂化
B.在Ⅱ中S元素的电负性最大
C.在Ⅲ中C-C-C键角是180°
D.在Ⅲ中存在离子键与共价键
E.在Ⅳ中硫氧键的键能均相等
(5)汞解毒剂的水溶性好,有利于体内
重金属元素汞的解毒。化合物I与化合物Ⅲ相比,水溶性较好的是________。
(6)理论计算预测,由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体(晶胞如图9a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。
①图9b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构,它不是晶胞单元,理由是________。
②图9c为X的晶胞,X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为________;该晶胞中粒子个数比Hg:Ge:Sb
=
________。
③设X的最简式的式量为Mr
,
则X晶体的密度为________g/cm3(列出算式)。
21.[选修5:有机化学基础]
天然产物Ⅴ具有抗疟活性,某研究小组以化合物Ⅰ为原料合成Ⅴ及其衍生物Ⅵ的路线如下(部分反应条件省略,Ph表示-C6H5):
已知:
(1)化合物Ⅰ中含氧官能团有________(写名称)。
(2)反应①的方程式可表示为:I+II=III+Z,化合物Z的分子式为________。
(3)化合物IV能发生银镜反应,其结构简式为________。
(4)反应②③④中属于还原反应的有________,属于加成反应的有________。
(5)化合物Ⅵ的芳香族同分异构体中,同时满足如下条件的有________种,写出其中任意一种的结构简式:________。
条件:a.能与NaHCO3反应;b.
最多能与2倍物质的量的NaOH反应;c.
能与3倍物质的量的Na发生放出H2的反应;d.核磁共振氢谱确定分子中有6个化学环境相同的氢原子;e.不含手性碳原子(手性碳原子是指连有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子)。
(6)根据上述信息,写出以苯酚的一种同系物及HOCH2CH2Cl为原料合成
的路线________(不需注明反应条件)。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
A
【考点】无机非金属材料
【解析】【解答】A.铜鼎主要是由铜和其他金属融合而成的,属于合金材料制成的,A符合题意;
B.陶灶的主要成分是陶瓷,陶瓷不属于合金材料,B不符合题意;
C.玛瑙的主要成分是二氧化硅,不属于合金材料,C不符合题意;
D.玉杯是由玉石制成的,不属于合金材料,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】合金是指由金属与金属(或非金属)融合而成的具有金属特性的混合物;据此结合选项文物的组成成分进行分析即可。
2.【答案】
D
【考点】物理变化与化学变化的区别与联系,高分子材料,物质的简单分类
【解析】【解答】A.剪纸过程中没有新物质生成,属于物理变化,A不符合题意;
B.茶香四溢,说明分子在不停的做无规则运动,B不符合题意;
C.植物纤维属于高分子化合物,C不符合题意;
D.纯碱水溶液中含有多种物质,属于混合物,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.剪纸过程中没有新物质生成;
B.能够闻到茶香,是由于分子的运动引起的;
C.植物纤维含有高分子化合物;
D.含有多种物质的为混合物;
3.【答案】
C
【考点】原子中的数量关系,化学反应中能量的转化,同位素及其应用
【解析】【解答】A.煤、石油、天然气属于不可再生能源,A不符合题意;
B.H2燃烧过程中,化学能转化为热能,B不符合题意;
C.20Ne中,20表示的是Ne的相对原子质量为20,C符合题意;
D.3He和3H中质子数不同,不属于同位素,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.煤油属于不可再生能源;
B.燃烧是将化学能转化为热能;
C.标在元素符号左上角的数字表示原子的相对原子质量;
D.同位素是指质子数相同,中子数不同的一类原子;
4.【答案】
A
【考点】海水资源及其综合利用,硅和二氧化硅,金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.聚乙烯燃烧产物与其用作食品保鲜膜无联系,A符合题意;
B.海水中溴元素和镁元素都是离子形式存在,制取溴单质时,Br-被氧化,制取镁单质时,Mg2+被还原,B不符合题意;
C.石英中含有SiO2
,
能与HF反应,应可利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品,C不符合题意;
D.钢铁护栏喷漆,可使得金属与空气和水蒸气隔绝,防止钢铁生锈腐蚀,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.聚乙烯燃烧产物与其用作食品保鲜膜无联系;
B.结合制取过程中元素化合价的变化分析;
C.石英的主要成分为SiO2;
D.喷漆可隔绝金属与空气和水蒸气的接触;
5.【答案】
A
【考点】有机物的结构和性质,水解反应,烷烃
【解析】【解答】A.该有机物中含有氧元素,属于烃的含氧衍生物,A符合题意;
B.该有机物结构中含有酯基,可发生水解反应,B不符合题意;
C.该有机物结构中含有C=C,可发生加聚反应,C不符合题意;
D.该有机物可用于诱捕害虫,说明具有一定的挥发性,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.烷烃是指只含C、H两种元素的有机物;
B.可发生水解反应的官能团有卤素原子、酯基、肽键;
C.可发生加聚反应的官能团有碳碳双键;
D.可用于诱捕害虫,说明该物质具有挥发性;
6.【答案】
C
【考点】氯气的化学性质,乙酸的化学性质,油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A.84消毒液的主要成分为NaClO,NaClO具有氧化性,可用于杀菌消毒,A不符合题意;
B.厨余垃圾中含有丰富的N、P、K等营养元素,可用于制肥料,B不符合题意;
C.白醋的成分为CH3COOH,水垢的成分为CaCO3、Mg(OH)2
,
CH3COOH能与CaCO3、Mg(OH)2反应,因此可用白醋除去水壶中的水垢,白醋除水垢与乙酸由乙醇氧化制备无关,C符合题意;
D.油脂是高级脂肪酸的甘油酯,可与碱性溶液发生水解,称为皂化反应,可用于制取肥皂,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.84消毒液的主要成分为NaClO;
B.厨余垃圾中含有丰富的N、P、K营养元素;
C.白醋的主要成分为醋酸,水垢的主要成分为CaCO3和Mg(OH)2;
D.油脂的皂化反应可制得肥皂;
7.【答案】
B
【考点】配制一定物质的量浓度的溶液,中和滴定
【解析】【解答】A.配制一定物质的量浓度的溶液,需用到容量瓶,该实验要配制250mL溶液,因此需用到250mL容量瓶,A不符合题意;
B.分液漏斗常用于分液操作,该实验中不需用到分液漏斗,B符合题意;
C.进行酸碱中和滴定时,待测液应盛装在锥形瓶内,因此该实验需用到锥形瓶,C不符合题意;
D.移取NaOH溶液时,需用到碱性滴定管,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】此题是对一定物质的量浓度溶液配制和中和滴定的考查,解答此类题型时,应结合溶液配制过程和中和滴定实验过程进行分析。
8.【答案】
B
【考点】盐类水解的原理,盐类水解的应用,离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.G是一种弱碱,其盐溶液中,GH+水解,使得盐溶液显酸性,0.001mol/L的GHCl溶液,由GH+水解产生的H+浓度远小于0.001mol/L,因此溶液的pH>3,A不符合题意;
B.加水稀释,溶液中c(H+)减小,pH增大,B符合题意;
C.GHCl为可溶性盐溶液,在水中完全电离,其电离方程式为:GHCl=GH++Cl-
,
C不符合题意;
D.GHCl水溶液中存在GH+、H+、OH-和Cl-
,
结合电荷守恒可得c(OH-)+c(Cl-)=c(GH+)+c(H+),D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.GHCl水溶液由于GH+的水解使得溶液显酸性;
B.加水稀释溶液中c(H+)减小;
C.GHCl在水中完全电离产生GH+和Cl-;
D.结合电荷守恒分析;
9.【答案】
B
【考点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.在原电池中,负极上发生失电子的氧化反应,A不符合题意;
B.在该原电池中,CO2在正极发生得电子的还原反应,生成碳单质,B符合题意;
C.在原电池中,阳离子移向正极,C不符合题意;
D.原电池是一种将化学能转化为电能的装置,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.在原电池中,负极发生失电子的氧化反应;
B.结合CO2转化为C的过程分析;
C.在原电池中阳离子移向正极;
D.原电池是将化学能转化为电能的装置;
10.【答案】
C
【考点】铁的氧化物和氢氧化物,铁盐和亚铁盐的相互转变
【解析】【解答】A.由分析可知,a为Fe,e为FeCl3(或Fe2(SO4)3),b为FeCl2(或FeCl3),FeCl3能与Fe反应生成FeCl2
,
Fe2(SO4)3能与Fe反应生成FeSO4
,
A不符合题意;
B.b中铁元素为+2价,可发生氧化反应生成Fe3+
,
也可发生还原反应,生成Fe,B不符合题意;
C.欲制得Fe(OH)3胶体,应往沸水中滴加饱和FeCl3溶液,继续煮沸至红褐色,停止加热,即可得到Fe(OH)3胶体,若直接将FeCl3溶液加入浓碱溶液中,则得到的是Fe(OH)3沉淀,C符合题意;
D.Fe2+能与OH-反应生成Fe(OH)2
,
Fe(OH)2能被空气中的O2氧化成Fe(OH)3
,
Fe(OH)3能与H+反应生成Fe3+
,
Fe3+能与Fe反应生成Fe2+
,
D不符合题意;
故答案为:C
【分析】a、b、c、d、e为含铁元素的物质,由物质类别和铁元素的价态可知,
a为Fe,b为FeCl2(或FeSO4),c为Fe(OH)2
,
d为Fe(OH)3
,
E为FeCl3(或Fe2(SO4)3)。据此结合选项进行分析。
11.【答案】
A
【考点】气体摩尔体积,物质结构中的化学键数目计算,物质的量的相关计算
【解析】【解答】A.一个CHCl3中含有3个C-Cl化学键,因此1molCHCl3中含有C-Cl化学键的数目为3NA
,
A符合题意;
B.1L
1.0mol/L的盐酸中所含阴离子Cl-的数量为:1.0mol/L×1L=1.0mol,由于溶液中还存在水电离产生的OH-
,
因此溶液中所含阴离子的总数大于1.0NA
,
但达不到2NA
,
B不符合题意;
C.未给出气体所处的状态,无法根据气体摩尔体积进行计算,C不符合题意;
D.23gNa的物质的量为1mol,Na与H2O反应的化学方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,因此1molNa反应生成0.5molH2
,
则生成H2的分子数为0.5NA
,
D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.结合CHCl3的结构进行分析即可;
B.盐酸溶液中的阴离子有OH-、Cl-;
C.未给出气体所处状态,无法应用气体摩尔体积进行计算;
D.结合Na与H2O反应的化学方程式进行计算;
12.【答案】
B
【考点】化学平衡移动原理,硝酸的化学性质,化学试剂的存放,分液和萃取
【解析】【解答】A.铜与浓硝酸反应生成NO2
,
与稀硝酸反应生成NO,A不符合题意;
B.烧瓶中发生反应2NO2(g)=N2O4(g),其中NO2为红棕色气体,N2O4为无色气体,通过观察降温后烧瓶内气体颜色的变化,结合温度对平衡移动的影响可得出结论,B符合题意;
C.溴水中的Br2能将I-氧化成I2
,
由于乙醇能与水互溶,因此不能用乙醇作萃取剂,C不符合题意;
D.实验用剩的药品NaCl不能直接放回原试剂瓶内,防止瓶内试剂被污染,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.铜与浓硝酸反应生成NO2;
B.NO2可发生自聚反应2NO2(g)?N2O4(g),其中N2O4为无色气体;
C.乙醇能与水互溶,不做萃取剂;
D.NaCl不能直接放回原试剂瓶;
13.【答案】
C
【考点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律,元素周期律和元素周期表的综合应用,微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.XEZ4的化学式为HClO4
,
为一种强酸,A不符合题意;
B.W、Z、Y位于同一周期,同周期元素,核电荷数越大,非金属性越强,
因此非金属性:W>Z>Y,B不符合题意;
C.E位于第三周期,Y、W位于第二周期,因此E原子半径最大,Y、W位于同一周期,核电荷数越大,原子半径越小,因此原子半径大小:E>Y>W,C符合题意;
D.ZW2的化学式为OF2
,
其中F为-1价,因此O为+2价,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】X的原子核只有一个质子,则X为H;Y、Z、W位于X的下一周期,因此三种元素位于周期表的第二周期。由麻醉剂的结构简式可知,Y周围形成四个共价键,则Y的最外层电子数为4,因此Y为C;同理可得Z为O,W为F。元素E的原子比W原子多8个电子,因此E为Cl。据此结合元素周期表的性质第变规律分析选项。
14.【答案】
D
【考点】化学反应速率的影响因素,化学平衡的计算
【解析】【解答】A.由上述分析可知,曲线a为c(X)随t变化的曲线,A不符合题意;
B.由曲线图可知,t1时,c(X)=c(Y)=c(Z),B不符合题意;
C.由图可知,t2时,物质Y的浓度在逐渐减少,说明此时Y的消耗速率大于生成速率,C不符合题意;
D.由图可知,参与反应的c(X)=c0mol/L,则反应①生成c(Y)=c0mol/L,由于t3时,还有Y剩余,因此反应②中参与反应的物质Y的浓度为[c0-c(Y)]mol/L,所以反应②生成Z的浓度c(Z)=2[c0-c(Y)]mol/L,D符合题意;
故答案为:D
【分析】曲线a表示物质的浓度在不断减少,题干反应中反应物只有X一种,因此曲线a表示的X的浓度变化;一直增大的曲线表示的是物质Z的浓度变化;先增大后减少的曲线表示的物质Y的浓度变化。据此结合选项进行分析。
15.【答案】
D
【考点】二氧化硫的性质,浓硫酸的性质,铁的化学性质,钠的氧化物
【解析】【解答】A.Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2
,
其反应的化学方程式为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,A不符合题意;
B.高温下,
铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和H2
,
反应的化学方程式为:3Fe+3H2O(g)Fe3O4+4H2
,
B不符合题意;
C.浓硫酸具有氧化性,在加热的条件下,能与铜反应生成CuSO4、H2O和SO2
,
该反应的化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,C不符合题意;
D.SO2具有还原性,酸性KMnO4溶液具有氧化性,能将SO2氧化成SO42-
,
自身还原为Fe2+
,
该反应的离子方程式为:5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+
,
D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.根据原子守恒分析;
B.根据铁与水蒸气的反应分析;
C.根据铜与浓硫酸的反应分析;
D.根据SO2与酸性KMnO4溶液的反应分析
16.【答案】
D
【考点】电极反应和电池反应方程式,电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由分析可知,工作时,Ⅰ室内c(H+)减小,溶液的pH增大,Ⅱ室内的c(H+)增大,pH减小,A不符合题意;
B.反应生成1molCo,则转移2mol电子,则Ⅰ室内反应生成O2的物质的量为0.5mol,其质量为0.5mol×32g/mol=16g,此时有2molH+通过阳离子交换膜进入Ⅱ室内,其质量为2mol×1g/mol=2g,因此Ⅰ室内溶液减少的质量为16g+2g=18g,B不符合题意;
C.移除交换膜后,由于Cl-失电子能力强于OH-
,
因此石墨电极上主要有Cl-失电子,其电极反应式为2Cl--2E=Cl2↑,C不符合题意;
D.由分析可知,该电解池中阳极的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑,阴极的电极反应式为Co2++2e-=Co,因此电解总反应为:2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+
,
D符合题意;
故答案为:D
【分析】在该电解池中,石墨电极与电源的正极相连,为阳极,H2O电离产生的OH-发生失电子的氧化反应,生成O2
,
其电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑,此时Ⅰ室内的H+通过阳离子交换膜进入Ⅱ室内。Co电极与电源的负极相连,为阴极,溶液中的Co2+发生得电子的还原反应,其电极反应式为:Co2++2e-=Co;此时Ⅲ室内的Cl-通过阴离子交换膜进入Ⅱ室内。据此结合选项进行分析。
二、非选择题-必考题
17.【答案】
(1)MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)c-d-b-a-e
(3)HClO;向溶液中加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C
、HC
等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-
(4)1.34
10-5;测试温度不同,根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度;45℃;II;45℃;A3>B2>B1
【考点】氯气的化学性质,氯气的实验室制法,化学实验方案的评价
【解析】【解答】(1)实验室用MnO2和浓盐酸共热制取Cl2
,
反应过程中生成MnCl2、Cl2和H2O,该反应的化学方程式为;MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)由于浓盐酸具有挥发性,会使得反应生成的Cl2中含有HCl,除去Cl2中混有的HCl,可用饱和食盐水;同时由于Cl2通过溶液产生,含有水蒸气,因此需用浓硫酸干燥;在洗气过程中,气流都是长导管一端进入,短导管一端出,因此装置的连接顺序为:c-d-b-a-e。
(3)氯水中能使品红溶液褪色的成分为HClO,HClO不稳定,易分解。因此氯水久置后不能使品红溶液褪色,主要是由于氯水中的HClO分解。
检验Cl-
,
可通过检验AgCl的生成,检验过程中需排除CO32-、HCO3-的干扰,因此检验的操作和现象为:向溶液中加入过量的稀硝酸,防止溶液中含有CO32-、HCO3-等,再加入AgNO3溶液,若有白色沉淀产生,则证明原溶液中含有Cl-。
(4)⑤25℃时AgCl的溶度积Ksp=c(Ag+)×c(Cl-)=1.8×10-10
,
因此25℃时AgCl饱和溶液中,;
⑥若要判断AgCl在水中的溶解度随温度的变化情况,则可设计不同温度下的饱和溶液在相同温度下测试,如果温度较高下的饱和溶液电导率比温度较低的饱和溶液电导率高,则可说明温度升高饱和溶液中离子浓度高。故可以设计试样Ⅰ在45℃下测试与实验3比较;设计试样Ⅱ在45℃下测试与实验3比较。
⑦猜想b成立的判断依据是A3>B2>B1。
【分析】(1)实验室用MnO2和浓盐酸共热制取Cl2
,
据此写出反应的化学方程式。
(2)结合浓盐酸的挥发性和除杂规律分析。
(3)氯水中能使品红溶液褪色的成分为HClO;结合Cl-的检验分析。
(4)⑤根据AgCl的溶度积进行计算;根据测试温度和电导率进行分析;
⑥如果要判断AgCl在水中的溶解度随温度的变化,则需设计不同温度下的饱和溶液在相同温度下测试,据此作答。
⑦根据实验的设计分析。
18.【答案】
(1)+6
(2)
(3)
+
=
↓;
(4);
(5);
【考点】纯碱工业(侯氏制碱法),化学平衡常数,常见金属元素的单质及其化合物的综合应用,离子方程式的书写,氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】(1)Na2MoO4中Na为+1价,O为-2价,根据化合物中化合价代数和为0可得,Mo的化合价为+6价。
(2)废催化剂中加入NaOH焙烧、水浸后,所得滤液Ⅰ中含有NaAlO2
,
通入过量CO2后,发生反应的离子方程式为:AlO2-+CO2+H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
,
因此“沉铝”过程中,生成沉淀X的化学式为Al(OH)3。
(3)①滤液Ⅰ中溶液碱性,因此溶液的pH>6.0,溶液中Mo元素以MoO42-的形成存在,加入BaCl2溶液后反应生成BaMoO4沉淀,该反应的离子方程式为:Ba2++MoO42-=BaMoO4↓;
②若开始生成BaCO3沉淀,则溶液中存在反应:HCO3-+BaMoO4?BaCO3+MoO42-+H+
,
该反应的平衡常数。要避免BaMoO4沉淀中混有BaCO3沉淀,则必须满足
,
由于“沉钼”过程中溶液的pH=7.0,即溶液中c(H+)=1.0×107mol/L,所以当溶液中时,开始生成BaCO3沉淀,此时时,应停止加入BaCl2溶液。
(4)①由于“沉铝”过程中加入过量的CO2
,
反应生成NaHCO3
,
因此滤液Ⅲ中所含溶质为NaCl、NaHCO3
,
因此Y为NaHCO3;
②若要将NaCl转化为NaHCO3析出,则可先往溶液中通入足量的NH3
,
再通入足量的CO2
,
发生反应的化学方程式为NaCl+H2O+NH3+CO2=NaHCO3↓。
(5)①该致密的氧化物为Al2O3;
②GaAs中As的化合价为-3价,转化为+5的过程中,失去8个电子,因此GaAs为还原剂,则H2O2为氧化剂,反应过程中H2O2中氧元素由-1价变为-2价。在氧化还原反应中,得失电子守恒,故H2O2得到电子数为8。因此参与反应的H2O2和GaAs的比为4:1,即氧化剂和还原剂的比为4:1。
【分析】(1)根据化合物中化合价代数和为0进行计算。
(2)根据沉铝过程中发生的反应分析。
(3)①根据溶液中所含离子书写反应的离子方程式;
②根据形成沉淀的反应和相关化学平衡常数进行计算。
(4)①结合沉铝过程中加入过量CO2的过程分析溶液的溶质;
②根据Y的成分,确定析出Y的过程中发生的反应,从而确定通入气体的成分。
(5)①该致密氧化膜为Al2O3;
②根据反应过程中化合价的变化,结合得失电子守恒进行计算。
19.【答案】
(1)?H2+?H3-?H5或?H3-?H4
(2)A,D
(3)4;4
(4)ac;;68%
(5)做冷冻剂
【考点】盖斯定律及其应用,活化能及其对化学反应速率的影响,化学平衡常数,化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】(1)根据盖斯定律可得,反应a的反应热ΔH1=?H2+?H3-?H5或?H3-?H4。
(2)A、CO2、CH4都为反应a、b、c的反应物,增大反应物浓度,反应速率增大,A符合题意;
B、C为固体,固体的浓度视为常数,因此减少C的含量,平衡不移动,B不符合题意;
C、催化剂只能改变反应速率,不影响平衡移动,因此反应a加入催化剂后,平衡不移动,CH4的平衡转化率不变,C不符合题意;
D、温度降低,反应速率减小,因此降低反应温度,反应a~e的正逆反应速率都减小,D符合题意;
故答案为:AD
(3)由反应能量图可知,反应过程中出现四个最高能量,则出现四个活化能,因此该历程分四步进行;其中第四步反应所需的活化能最大。
(4)①属于吸热反应,则温度升高,K增大,lnKPT增大。由图可知,反应a和反应c中,温度升高时,lnKPT升高;反应b中温度升高,KPT降低;因此反应a和反应c为吸热反应,反应b为放热反应;
②气体的相对分压等于其分压除以p0
,
因此相对压力平衡常数;
③由于物质的量之比等于压强之比,因此可用压强计算平衡转化率。由图可知,A点对应温度下,反应c的KPT=0,即
,
所以p(CH4)=p(H2)=40kPa,初始状态时,
,
所以CH4的平衡转化率为:。
(5)干冰为固态的CO2
,
可用于人工降雨或作冷冻剂。
【分析】(1)根据盖斯定律分析。
(2)结合反应速率和平衡移动的影响因素分析。
(3)根据反应过程中所需的活化能,确定历程中所需的反应;结合图像分析活化能的大小。
(4)①结合温度对平衡常数和平衡移动的影响分析;
②根据相对压力的表达式分析;
③结合A点时反应c的平衡常数进行计算。
(5)结合CO2的用途分析。
三、非选择题-选考题
20.【答案】
(1)3s23p4
(2)H2O>H2S>CH4
(3)六
(4)D
(5)化合物III
(6)由图9c可知,图9b中Sb、Hg原子取代位置除图9b外还有其它形式;4;1:1:2;
【考点】原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,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)硫的原子序数为16,其原子核外有三个电子层,最外层电子数为6,因此基态硫原子的价电子排布式为3s23p4。
(2)H2S、CH4和H2O都是分子晶体,其中H2O分子间存在氢键,因此H2O的沸点最高;而H2S、CH4中,由于H2S的相对分子质量大于CH4
,
则H2S分子间范德华力大于CH4分子间范德华力,因此沸点H2S>CH4;故三者的沸点大小关系:H2O>H2S>CH4。
(3)第六周期零族元素的原子序数为86,因此第80号元素Hg位于第六周期第ⅢB族。
(4)A、化合物Ⅰ中硫原子的价层电子对数为
,
因此化合物Ⅰ中硫原子采用sp3杂化,A符合题意;
B、化合物Ⅱ中所含元素为H、C、O、S、Hg,同周期元素,核电荷数越大,电负性越大,同主族元素,核电荷数越大,电负性越小,因此五种元素中,电负性最大的为O元素,B不符合题意;
C、化合物Ⅲ中,碳元素都以单键的形式连接,构成四面体结构,因此C-C-C的键角为109°18′,C不符合题意;
D、化合物Ⅲ是一种钠盐,存在离子键,同时C、H和C、S之间存在共价键,D符合题意;
E、化合物Ⅳ中硫氧元素之间形成S-O、S=O两种化学键,二者的键能不同,E不符合题意;
故答案为:AD
(5)化合物Ⅰ中存在氢键,可溶于水,化合物Ⅲ是一种钠盐,可溶于水;由于化合物Ⅲ溶于水后电离产生阴离子中三个氧原子都能形成氢键,因此等物质的量的两种物质溶于水后,化合物Ⅲ新田城的氢键更多,因此化合物Ⅲ更易溶于水。
(6)①
对比图9b和图9c可得X晶体的晶胞中上下两个单元内的原子位置不完全相同,不符合晶胞是晶体最小重复单元的要求,因此不属于晶胞结构。
②以晶胞上方立方体中右侧面心中Hg原子为例,同一晶胞中与Hg距离最近的Sb的数目为2,右侧晶胞中有2个Sb原子与Hg原子距离最近,因此X的晶体中与Hg距离最近的Sb原子的个数为4;
该晶胞中Sb原子均位于晶胞内,因此1个晶胞中含有Sb原子的个数为8;Ge原子位于警告顶点、面心和体心,因此一个晶胞中含有Ge原子的个数为:;Hg原子位于棱边、面心,因此一个晶胞中含有Hg原子的个数为:。因此该晶胞中原子个数比Hg:Ge:Sb=1:1:2。
③一个晶胞的质量为
,
一个晶胞的体积为(x×10-7cm)?×(y×10-7cm)?=x?y×10-21cm?,因此晶体的密度。
【分析】(1)根据基态硫原子的原子结构和最外层电子数确定其价电子排布式。
(2)毫根据分子晶体沸点的影响分析。
(3)根据零族元素的原子序数分析。
(4)A、结合化合物Ⅰ中硫原子的价层电子对数分析;
B、结合电负性的递变规律分析;
C、根据化合物Ⅲ中C的成键情况确定其键角;
D、根据化合物Ⅲ的结构确定其所含的化学键;
E、根据化合物Ⅳ种所含的硫氧化学键分析。
(5)根据二者的结构,结合氢键分析。
(6)①结合所给结构分析;
②根据晶胞结构和均摊法分析;
③根据晶胞结构和密度公式进行计算。
21.【答案】
(1)(酚)羟基、醛基
(2)C18H15OP
(3)
(4)②④;②
(5)10;
(6)
【考点】有机物的推断,有机物的合成,有机物的结构和性质,芳香烃,同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)化合物Ⅰ的结构简式为,
其结构中所含的含氧官能团为羟基和醛基。
(2)反应①中反应物为和Ph3P=CHOCH2CH3
,
生成物为和Z,由于反应前后原子个数保持不变,因此Z的分子式为C18H15OP。
(3)化合物Ⅳ能发生银镜反应,则其结构中含有-CHO,由于Ⅳ是由反应生成,且Ⅳ的分子式为C8H8O2
,
因此Ⅳ的结构简式为。
(4)反应②中-CHO与H2反应生成-CH2OH,该反应为加成反应,也为还原反应;反应③中酚羟基转化为羰基,为氧化反应;反应④中碳碳双键和羟基参与反应,形成醚键,为还原反应。因此三个反应中属于还原反应的为②④,属于加成反应的为②。
(5)能与NaHCO3反应,则结构中含有-COOH;能与2倍物质的量的NaOH反应,则分子结构中还含有一个酚羟基;能与3倍物质的量的Na反应放出H2
,
则分子结构中还含有一个醇羟基;核磁共振氢谱确定分子中含有6个化学环境相同的氢原子,则分子结构中含有2个-CH3
,
且2个-CH3位于同一个碳原子上(或位于对称位置上);不含有手性碳原子,结合分子中所含碳原子数可知,该同分异构体分子结构中含有。因此该同分异构体中苯环上所含的取代基为-OH、-COOH、。苯环上三个取代基都不同的同分异构体共有10种,其中任意一种的结构简式为或等。
(6)欲合成,
则可由反应④得,反应物为。而由合成的过程中,可先由与HOCH2CH2Cl反应合成,
该合成路线设计如下:
?
【分析】(1)根据化合物Ⅰ和官能团的结构分析。
(2)根据原子个数守恒分析。
(3)化合物Ⅳ能发生银镜反应,则其分子结构中含有-CHO,结合分子式和Ⅲ的结构确定Ⅳ的结构简式。
(4)根据反应②③④中反应物和生成物的结构,确定其反应类型。
(5)根据限定条件,确定同分异构体中所含的结构单元,再结合结构苯环中取代基的位置异构确定同分异构体数。
(6)欲合成,
则可由反应④得,反应物为。而由合成的过程中,可先由与HOCH2CH2Cl反应合成。据此设计合成路线图。
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2021年高考化学真题试卷(广东卷)
一、单选题(共16题;共44分)
1.今年五一假期,人文考古游持续成为热点。很多珍贵文物都记载着中华文明的灿烂成就,具有深邃的文化寓意和极高的学术价值。下列国宝级文物主要由合金材料制成的是(
??)
选项
A
B
C
D
文物
名称
铸客大铜鼎
河姆渡出土陶灶
兽首玛瑙杯
角形玉杯
A.?A???????????????????????????????????????????B.?B???????????????????????????????????????????C.?C???????????????????????????????????????????D.?D
【答案】
A
【考点】无机非金属材料
【解析】【解答】A.铜鼎主要是由铜和其他金属融合而成的,属于合金材料制成的,A符合题意;
B.陶灶的主要成分是陶瓷,陶瓷不属于合金材料,B不符合题意;
C.玛瑙的主要成分是二氧化硅,不属于合金材料,C不符合题意;
D.玉杯是由玉石制成的,不属于合金材料,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】合金是指由金属与金属(或非金属)融合而成的具有金属特性的混合物;据此结合选项文物的组成成分进行分析即可。
2.广东有众多国家级非物质文化遗产,如广东剪纸、粤绣、潮汕工夫茶艺和香云纱染整技艺等。下列说法不正确的是(
??)
A.?广东剪纸的裁剪过程不涉及化学变化
B.?冲泡工夫茶时茶香四溢,体现了分子是运动的
C.?制作粤绣所用的植物纤维布含有天然高分子化合物
D.?染整技艺中去除丝胶所用的纯碱水溶液属于纯净物
【答案】
D
【考点】物理变化与化学变化的区别与联系,高分子材料,物质的简单分类
【解析】【解答】A.剪纸过程中没有新物质生成,属于物理变化,A不符合题意;
B.茶香四溢,说明分子在不停的做无规则运动,B不符合题意;
C.植物纤维属于高分子化合物,C不符合题意;
D.纯碱水溶液中含有多种物质,属于混合物,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.剪纸过程中没有新物质生成;
B.能够闻到茶香,是由于分子的运动引起的;
C.植物纤维含有高分子化合物;
D.含有多种物质的为混合物;
3.“天问一号”着陆火星,“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学,长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是(
??)
A.?煤油是可再生能源
B.?
燃烧过程中热能转化为化学能
C.?火星陨石中的
质量数为20
D.?月壤中的
与地球上的
互为同位素
【答案】
C
【考点】原子中的数量关系,化学反应中能量的转化,同位素及其应用
【解析】【解答】A.煤、石油、天然气属于不可再生能源,A不符合题意;
B.H2燃烧过程中,化学能转化为热能,B不符合题意;
C.20Ne中,20表示的是Ne的相对原子质量为20,C符合题意;
D.3He和3H中质子数不同,不属于同位素,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.煤油属于不可再生能源;
B.燃烧是将化学能转化为热能;
C.标在元素符号左上角的数字表示原子的相对原子质量;
D.同位素是指质子数相同,中子数不同的一类原子;
4.化学创造美好生活。下列生产活动中,没有运用相应化学原理的是(
??)
选项
生产活动
化学原理
A
用聚乙烯塑料制作食品保鲜膜
聚乙烯燃烧生成
和
B
利用海水制取溴和镁单质
可被氧化、
可被还原
C
利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品
氢氟酸可与
反应
D
公园的钢铁护栏涂刷多彩防锈漆
钢铁与潮湿空气隔绝可防止腐蚀
A.?A???????????????????????????????????????????B.?B???????????????????????????????????????????C.?C???????????????????????????????????????????D.?D
【答案】
A
【考点】海水资源及其综合利用,硅和二氧化硅,金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.聚乙烯燃烧产物与其用作食品保鲜膜无联系,A符合题意;
B.海水中溴元素和镁元素都是离子形式存在,制取溴单质时,Br-被氧化,制取镁单质时,Mg2+被还原,B不符合题意;
C.石英中含有SiO2
,
能与HF反应,应可利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品,C不符合题意;
D.钢铁护栏喷漆,可使得金属与空气和水蒸气隔绝,防止钢铁生锈腐蚀,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.聚乙烯燃烧产物与其用作食品保鲜膜无联系;
B.结合制取过程中元素化合价的变化分析;
C.石英的主要成分为SiO2;
D.喷漆可隔绝金属与空气和水蒸气的接触;
5.昆虫信息素是昆虫之间传递信号的化学物质。人工合成信息素可用于诱捕害虫、测报虫情等。一种信息素的分子结构简式如图所示,关于该化合物说法不正确的是(
??)
A.?属于烷烃????????????????B.?可发生水解反应????????????????C.?可发生加聚反应????????????????D.?具有一定的挥发性
【答案】
A
【考点】有机物的结构和性质,水解反应,烷烃
【解析】【解答】A.该有机物中含有氧元素,属于烃的含氧衍生物,A符合题意;
B.该有机物结构中含有酯基,可发生水解反应,B不符合题意;
C.该有机物结构中含有C=C,可发生加聚反应,C不符合题意;
D.该有机物可用于诱捕害虫,说明具有一定的挥发性,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.烷烃是指只含C、H两种元素的有机物;
B.可发生水解反应的官能团有卤素原子、酯基、肽键;
C.可发生加聚反应的官能团有碳碳双键;
D.可用于诱捕害虫,说明该物质具有挥发性;
6.劳动成就梦想。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是(
??)
选项
劳动项目
化学知识
A
社区服务:用84消毒液对图书馆桌椅消毒
含氯消毒剂具有氧化性
B
学农活动:用厨余垃圾制肥料
厨余垃圾含
、
、
等元素
C
家务劳动:用白醋清洗水壶中的水垢
乙酸可由乙醇氧化制备
D
自主探究:以油脂为原料制肥皂
油脂可发生皂化反应
A.?A???????????????????????????????????????????B.?B???????????????????????????????????????????C.?C??????????????????????????????????????????D.?D
【答案】
C
【考点】氯气的化学性质,乙酸的化学性质,油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A.84消毒液的主要成分为NaClO,NaClO具有氧化性,可用于杀菌消毒,A不符合题意;
B.厨余垃圾中含有丰富的N、P、K等营养元素,可用于制肥料,B不符合题意;
C.白醋的成分为CH3COOH,水垢的成分为CaCO3、Mg(OH)2
,
CH3COOH能与CaCO3、Mg(OH)2反应,因此可用白醋除去水壶中的水垢,白醋除水垢与乙酸由乙醇氧化制备无关,C符合题意;
D.油脂是高级脂肪酸的甘油酯,可与碱性溶液发生水解,称为皂化反应,可用于制取肥皂,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.84消毒液的主要成分为NaClO;
B.厨余垃圾中含有丰富的N、P、K营养元素;
C.白醋的主要成分为醋酸,水垢的主要成分为CaCO3和Mg(OH)2;
D.油脂的皂化反应可制得肥皂;
7.测定浓硫酸试剂中
含量的主要操作包括:①量取一定量的浓硫酸,稀释;②转移定容得待测液;③移取
待测液,用
的
溶液滴定。上述操作中,不需要用到的仪器为(
??)
A.???????????????????????????B.???????????????????????????C.???????????????????????????D.?
【答案】
B
【考点】配制一定物质的量浓度的溶液,中和滴定
【解析】【解答】A.配制一定物质的量浓度的溶液,需用到容量瓶,该实验要配制250mL溶液,因此需用到250mL容量瓶,A不符合题意;
B.分液漏斗常用于分液操作,该实验中不需用到分液漏斗,B符合题意;
C.进行酸碱中和滴定时,待测液应盛装在锥形瓶内,因此该实验需用到锥形瓶,C不符合题意;
D.移取NaOH溶液时,需用到碱性滴定管,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】此题是对一定物质的量浓度溶液配制和中和滴定的考查,解答此类题型时,应结合溶液配制过程和中和滴定实验过程进行分析。
8.鸟嘌呤(
)是一种有机弱碱,可与盐酸反应生成盐酸盐(用
表示)。已知
水溶液呈酸性,下列叙述正确的是(
??)
A.?
水溶液的
B.?
水溶液加水稀释,
升高
C.?
在水中的电离方程式为:
D.?
水溶液中:
【答案】
B
【考点】盐类水解的原理,盐类水解的应用,离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.G是一种弱碱,其盐溶液中,GH+水解,使得盐溶液显酸性,0.001mol/L的GHCl溶液,由GH+水解产生的H+浓度远小于0.001mol/L,因此溶液的pH>3,A不符合题意;
B.加水稀释,溶液中c(H+)减小,pH增大,B符合题意;
C.GHCl为可溶性盐溶液,在水中完全电离,其电离方程式为:GHCl=GH++Cl-
,
C不符合题意;
D.GHCl水溶液中存在GH+、H+、OH-和Cl-
,
结合电荷守恒可得c(OH-)+c(Cl-)=c(GH+)+c(H+),D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.GHCl水溶液由于GH+的水解使得溶液显酸性;
B.加水稀释溶液中c(H+)减小;
C.GHCl在水中完全电离产生GH+和Cl-;
D.结合电荷守恒分析;
9.火星大气中含有大量
,一种有
参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极,碳纳米管为正极,放电时(
??)
A.?负极上发生还原反应
B.?
在正极上得电子
C.?阳离子由正极移向负极
D.?将电能转化为化学能
【答案】
B
【考点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.在原电池中,负极上发生失电子的氧化反应,A不符合题意;
B.在该原电池中,CO2在正极发生得电子的还原反应,生成碳单质,B符合题意;
C.在原电池中,阳离子移向正极,C不符合题意;
D.原电池是一种将化学能转化为电能的装置,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.在原电池中,负极发生失电子的氧化反应;
B.结合CO2转化为C的过程分析;
C.在原电池中阳离子移向正极;
D.原电池是将化学能转化为电能的装置;
10.部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(
??)
A.?
可与
反应生成
B.?
既可被氧化,也可被还原
C.?可将
加入浓碱液中制得
的胶体
D.?可存在
的循环转化关系
【答案】
C
【考点】铁的氧化物和氢氧化物,铁盐和亚铁盐的相互转变
【解析】【解答】A.由分析可知,a为Fe,e为FeCl3(或Fe2(SO4)3),b为FeCl2(或FeCl3),FeCl3能与Fe反应生成FeCl2
,
Fe2(SO4)3能与Fe反应生成FeSO4
,
A不符合题意;
B.b中铁元素为+2价,可发生氧化反应生成Fe3+
,
也可发生还原反应,生成Fe,B不符合题意;
C.欲制得Fe(OH)3胶体,应往沸水中滴加饱和FeCl3溶液,继续煮沸至红褐色,停止加热,即可得到Fe(OH)3胶体,若直接将FeCl3溶液加入浓碱溶液中,则得到的是Fe(OH)3沉淀,C符合题意;
D.Fe2+能与OH-反应生成Fe(OH)2
,
Fe(OH)2能被空气中的O2氧化成Fe(OH)3
,
Fe(OH)3能与H+反应生成Fe3+
,
Fe3+能与Fe反应生成Fe2+
,
D不符合题意;
故答案为:C
【分析】a、b、c、d、e为含铁元素的物质,由物质类别和铁元素的价态可知,
a为Fe,b为FeCl2(或FeSO4),c为Fe(OH)2
,
d为Fe(OH)3
,
E为FeCl3(或Fe2(SO4)3)。据此结合选项进行分析。
11.设
为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(
??)
A.?
含有
键的数目为
B.?
的盐酸含有阴离子总数为
C.?
与
混合后的分子数目为
D.?
与足量
反应生成的
分子数目为
【答案】
A
【考点】气体摩尔体积,物质结构中的化学键数目计算,物质的量的相关计算
【解析】【解答】A.一个CHCl3中含有3个C-Cl化学键,因此1molCHCl3中含有C-Cl化学键的数目为3NA
,
A符合题意;
B.1L
1.0mol/L的盐酸中所含阴离子Cl-的数量为:1.0mol/L×1L=1.0mol,由于溶液中还存在水电离产生的OH-
,
因此溶液中所含阴离子的总数大于1.0NA
,
但达不到2NA
,
B不符合题意;
C.未给出气体所处的状态,无法根据气体摩尔体积进行计算,C不符合题意;
D.23gNa的物质的量为1mol,Na与H2O反应的化学方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,因此1molNa反应生成0.5molH2
,
则生成H2的分子数为0.5NA
,
D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.结合CHCl3的结构进行分析即可;
B.盐酸溶液中的阴离子有OH-、Cl-;
C.未给出气体所处状态,无法应用气体摩尔体积进行计算;
D.结合Na与H2O反应的化学方程式进行计算;
12.化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是(
??)
选项
操作或做法
目的
A
将铜丝插入浓硝酸中
制备
B
将密闭烧瓶中的
降温
探究温度对平衡移动的影响
C
将溴水滴入
溶液中,加入乙醇并振荡
萃取溶液中生成的碘
D
实验结束,将剩余
固体放回原试剂瓶
节约试剂
A.?A???????????????????????????????????????????B.?B???????????????????????????????????????????C.?C???????????????????????????????????????????D.?D
【答案】
B
【考点】化学平衡移动原理,硝酸的化学性质,化学试剂的存放,分液和萃取
【解析】【解答】A.铜与浓硝酸反应生成NO2
,
与稀硝酸反应生成NO,A不符合题意;
B.烧瓶中发生反应2NO2(g)=N2O4(g),其中NO2为红棕色气体,N2O4为无色气体,通过观察降温后烧瓶内气体颜色的变化,结合温度对平衡移动的影响可得出结论,B符合题意;
C.溴水中的Br2能将I-氧化成I2
,
由于乙醇能与水互溶,因此不能用乙醇作萃取剂,C不符合题意;
D.实验用剩的药品NaCl不能直接放回原试剂瓶内,防止瓶内试剂被污染,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.铜与浓硝酸反应生成NO2;
B.NO2可发生自聚反应2NO2(g)?N2O4(g),其中N2O4为无色气体;
C.乙醇能与水互溶,不做萃取剂;
D.NaCl不能直接放回原试剂瓶;
13.一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中,
的原子核只有1个质子;元素
、
、
原子序数依次增大,且均位于
的下一周期;元素
的原子比
原子多8个电子。下列说法不正确的是(
??)
A.?
是一种强酸
B.?非金属性:
C.?原子半径:
D.?
中,
的化合价为+2价
【答案】
C
【考点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律,元素周期律和元素周期表的综合应用,微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.XEZ4的化学式为HClO4
,
为一种强酸,A不符合题意;
B.W、Z、Y位于同一周期,同周期元素,核电荷数越大,非金属性越强,
因此非金属性:W>Z>Y,B不符合题意;
C.E位于第三周期,Y、W位于第二周期,因此E原子半径最大,Y、W位于同一周期,核电荷数越大,原子半径越小,因此原子半径大小:E>Y>W,C符合题意;
D.ZW2的化学式为OF2
,
其中F为-1价,因此O为+2价,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】X的原子核只有一个质子,则X为H;Y、Z、W位于X的下一周期,因此三种元素位于周期表的第二周期。由麻醉剂的结构简式可知,Y周围形成四个共价键,则Y的最外层电子数为4,因此Y为C;同理可得Z为O,W为F。元素E的原子比W原子多8个电子,因此E为Cl。据此结合元素周期表的性质第变规律分析选项。
14.反应
经历两步:①
;②
。反应体系中
、
、
的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是(
??)
A.?a为
随t的变化曲线
B.?
时,
C.?
时,
的消耗速率大于生成速率
D.?
后,
【答案】
D
【考点】化学反应速率的影响因素,化学平衡的计算
【解析】【解答】A.由上述分析可知,曲线a为c(X)随t变化的曲线,A不符合题意;
B.由曲线图可知,t1时,c(X)=c(Y)=c(Z),B不符合题意;
C.由图可知,t2时,物质Y的浓度在逐渐减少,说明此时Y的消耗速率大于生成速率,C不符合题意;
D.由图可知,参与反应的c(X)=c0mol/L,则反应①生成c(Y)=c0mol/L,由于t3时,还有Y剩余,因此反应②中参与反应的物质Y的浓度为[c0-c(Y)]mol/L,所以反应②生成Z的浓度c(Z)=2[c0-c(Y)]mol/L,D符合题意;
故答案为:D
【分析】曲线a表示物质的浓度在不断减少,题干反应中反应物只有X一种,因此曲线a表示的X的浓度变化;一直增大的曲线表示的是物质Z的浓度变化;先增大后减少的曲线表示的物质Y的浓度变化。据此结合选项进行分析。
15.宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列物质性质实验对应的反应方程式书写正确的是(
??)
A.?
放入水中:
B.?
通过灼热铁粉:
C.?铜丝插入热的浓硫酸中:
D.?
通入酸性
溶液中:
【答案】
D
【考点】二氧化硫的性质,浓硫酸的性质,铁的化学性质,钠的氧化物
【解析】【解答】A.Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2
,
其反应的化学方程式为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,A不符合题意;
B.高温下,
铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和H2
,
反应的化学方程式为:3Fe+3H2O(g)Fe3O4+4H2
,
B不符合题意;
C.浓硫酸具有氧化性,在加热的条件下,能与铜反应生成CuSO4、H2O和SO2
,
该反应的化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,C不符合题意;
D.SO2具有还原性,酸性KMnO4溶液具有氧化性,能将SO2氧化成SO42-
,
自身还原为Fe2+
,
该反应的离子方程式为:5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+
,
D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.根据原子守恒分析;
B.根据铁与水蒸气的反应分析;
C.根据铜与浓硫酸的反应分析;
D.根据SO2与酸性KMnO4溶液的反应分析
16.钴(
)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是(
??)
A.?工作时,Ⅰ室和Ⅱ室溶液的
均增大
B.?生成
,Ⅰ室溶液质量理论上减少
C.?移除两交换膜后,石墨电极上发生的反应不变
D.?电解总反应:
【答案】
D
【考点】电极反应和电池反应方程式,电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由分析可知,工作时,Ⅰ室内c(H+)减小,溶液的pH增大,Ⅱ室内的c(H+)增大,pH减小,A不符合题意;
B.反应生成1molCo,则转移2mol电子,则Ⅰ室内反应生成O2的物质的量为0.5mol,其质量为0.5mol×32g/mol=16g,此时有2molH+通过阳离子交换膜进入Ⅱ室内,其质量为2mol×1g/mol=2g,因此Ⅰ室内溶液减少的质量为16g+2g=18g,B不符合题意;
C.移除交换膜后,由于Cl-失电子能力强于OH-
,
因此石墨电极上主要有Cl-失电子,其电极反应式为2Cl--2E=Cl2↑,C不符合题意;
D.由分析可知,该电解池中阳极的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑,阴极的电极反应式为Co2++2e-=Co,因此电解总反应为:2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+
,
D符合题意;
故答案为:D
【分析】在该电解池中,石墨电极与电源的正极相连,为阳极,H2O电离产生的OH-发生失电子的氧化反应,生成O2
,
其电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑,此时Ⅰ室内的H+通过阳离子交换膜进入Ⅱ室内。Co电极与电源的负极相连,为阴极,溶液中的Co2+发生得电子的还原反应,其电极反应式为:Co2++2e-=Co;此时Ⅲ室内的Cl-通过阴离子交换膜进入Ⅱ室内。据此结合选项进行分析。
二、非选择题-必考题(共3题;共42分)
17.含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是
)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制取
的化学方程式为________。
(2)实验室制取干燥
时,净化与收集
所需装置的接口连接顺序为________。
(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中________已分解。检验此久置氯水中
存在的操作及现象是________。
(4)某合作学习小组进行以下实验探究。
①实验任务。通过测定溶液电导率,探究温度对
溶解度的影响。
②查阅资料。电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时,强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大;离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时,
。
③提出猜想。
猜想a:较高温度的
饱和溶液的电导率较大。
猜想b:
在水中的溶解度
。
④设计实验、验证猜想。取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的
饱和溶液),在设定的测试温度下,进行表中实验1~3,记录数据。
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/
1
Ⅰ:25℃的
饱和溶液
25
2
Ⅱ:35℃的
饱和溶液
35
3
Ⅲ:45℃的
饱和溶液
45
⑤数据分析、交流讨论。25℃的
饱和溶液中,
________
。
实验结果为
。小组同学认为,此结果可以证明③中的猜想
成立,但不足以证明猜想
成立。结合②中信息,猜想
不足以成立的理由有________。
⑥优化实验。小组同学为进一步验证猜想
,在实验1~3的基础上完善方案,进行实验4和5。请在答题卡上完成表中内容。
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/
4
Ⅰ
________
5
________
________
⑦实验总结。根据实验1~5的结果,并结合②中信息,小组同学认为猜想
也成立。猜想
成立的判断依据是________。
【答案】
(1)MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)c-d-b-a-e
(3)HClO;向溶液中加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C
、HC
等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-
(4)1.34
10-5;测试温度不同,根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度;45℃;II;45℃;A3>B2>B1
【考点】氯气的化学性质,氯气的实验室制法,化学实验方案的评价
【解析】【解答】(1)实验室用MnO2和浓盐酸共热制取Cl2
,
反应过程中生成MnCl2、Cl2和H2O,该反应的化学方程式为;MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)由于浓盐酸具有挥发性,会使得反应生成的Cl2中含有HCl,除去Cl2中混有的HCl,可用饱和食盐水;同时由于Cl2通过溶液产生,含有水蒸气,因此需用浓硫酸干燥;在洗气过程中,气流都是长导管一端进入,短导管一端出,因此装置的连接顺序为:c-d-b-a-e。
(3)氯水中能使品红溶液褪色的成分为HClO,HClO不稳定,易分解。因此氯水久置后不能使品红溶液褪色,主要是由于氯水中的HClO分解。
检验Cl-
,
可通过检验AgCl的生成,检验过程中需排除CO32-、HCO3-的干扰,因此检验的操作和现象为:向溶液中加入过量的稀硝酸,防止溶液中含有CO32-、HCO3-等,再加入AgNO3溶液,若有白色沉淀产生,则证明原溶液中含有Cl-。
(4)⑤25℃时AgCl的溶度积Ksp=c(Ag+)×c(Cl-)=1.8×10-10
,
因此25℃时AgCl饱和溶液中,;
⑥若要判断AgCl在水中的溶解度随温度的变化情况,则可设计不同温度下的饱和溶液在相同温度下测试,如果温度较高下的饱和溶液电导率比温度较低的饱和溶液电导率高,则可说明温度升高饱和溶液中离子浓度高。故可以设计试样Ⅰ在45℃下测试与实验3比较;设计试样Ⅱ在45℃下测试与实验3比较。
⑦猜想b成立的判断依据是A3>B2>B1。
【分析】(1)实验室用MnO2和浓盐酸共热制取Cl2
,
据此写出反应的化学方程式。
(2)结合浓盐酸的挥发性和除杂规律分析。
(3)氯水中能使品红溶液褪色的成分为HClO;结合Cl-的检验分析。
(4)⑤根据AgCl的溶度积进行计算;根据测试温度和电导率进行分析;
⑥如果要判断AgCl在水中的溶解度随温度的变化,则需设计不同温度下的饱和溶液在相同温度下测试,据此作答。
⑦根据实验的设计分析。
18.对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝(
)、钼(
)、镍(
)等元素的氧化物,一种回收利用工艺的部分流程如下:
已知:25℃时,
的
,
;
;
;该工艺中,
时,溶液中
元素以
的形态存在。
(1)“焙烧”中,有
生成,其中
元素的化合价为________。
(2)“沉铝”中,生成的沉淀
为________。
(3)“沉钼”中,
为7.0。
①生成
的离子方程式为________。
②若条件控制不当,
也会沉淀。为避免
中混入
沉淀,溶液中
________(列出算式)时,应停止加入
溶液。
(4)①滤液Ⅲ中,主要存在的钠盐有
和
,
为________。
②往滤液Ⅲ中添加适量
固体后,通入足量________(填化学式)气体,再通入足量
,可析出
。
(5)高纯
(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示,图中所示致密保护膜为一种氧化物,可阻止
刻蚀液与下层
(砷化镓)反应。
①该氧化物为________。
②已知:
和
同族,
和
同族。在
与上层
的反应中,
元素的化合价变为+5价,则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为________。
【答案】
(1)+6
(2)
(3)
+
=
↓;
(4);
(5);
【考点】纯碱工业(侯氏制碱法),化学平衡常数,常见金属元素的单质及其化合物的综合应用,离子方程式的书写,氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】(1)Na2MoO4中Na为+1价,O为-2价,根据化合物中化合价代数和为0可得,Mo的化合价为+6价。
(2)废催化剂中加入NaOH焙烧、水浸后,所得滤液Ⅰ中含有NaAlO2
,
通入过量CO2后,发生反应的离子方程式为:AlO2-+CO2+H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
,
因此“沉铝”过程中,生成沉淀X的化学式为Al(OH)3。
(3)①滤液Ⅰ中溶液碱性,因此溶液的pH>6.0,溶液中Mo元素以MoO42-的形成存在,加入BaCl2溶液后反应生成BaMoO4沉淀,该反应的离子方程式为:Ba2++MoO42-=BaMoO4↓;
②若开始生成BaCO3沉淀,则溶液中存在反应:HCO3-+BaMoO4?BaCO3+MoO42-+H+
,
该反应的平衡常数。要避免BaMoO4沉淀中混有BaCO3沉淀,则必须满足
,
由于“沉钼”过程中溶液的pH=7.0,即溶液中c(H+)=1.0×107mol/L,所以当溶液中时,开始生成BaCO3沉淀,此时时,应停止加入BaCl2溶液。
(4)①由于“沉铝”过程中加入过量的CO2
,
反应生成NaHCO3
,
因此滤液Ⅲ中所含溶质为NaCl、NaHCO3
,
因此Y为NaHCO3;
②若要将NaCl转化为NaHCO3析出,则可先往溶液中通入足量的NH3
,
再通入足量的CO2
,
发生反应的化学方程式为NaCl+H2O+NH3+CO2=NaHCO3↓。
(5)①该致密的氧化物为Al2O3;
②GaAs中As的化合价为-3价,转化为+5的过程中,失去8个电子,因此GaAs为还原剂,则H2O2为氧化剂,反应过程中H2O2中氧元素由-1价变为-2价。在氧化还原反应中,得失电子守恒,故H2O2得到电子数为8。因此参与反应的H2O2和GaAs的比为4:1,即氧化剂和还原剂的比为4:1。
【分析】(1)根据化合物中化合价代数和为0进行计算。
(2)根据沉铝过程中发生的反应分析。
(3)①根据溶液中所含离子书写反应的离子方程式;
②根据形成沉淀的反应和相关化学平衡常数进行计算。
(4)①结合沉铝过程中加入过量CO2的过程分析溶液的溶质;
②根据Y的成分,确定析出Y的过程中发生的反应,从而确定通入气体的成分。
(5)①该致密氧化膜为Al2O3;
②根据反应过程中化合价的变化,结合得失电子守恒进行计算。
19.我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应:
a)CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)
?H1
b)CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)
?H2
c)CH4(g)
C(s)+2H2(g)
?H3
d)2CO(g)
CO2(g)+C(s)
?H4
e)CO(g)+H2(g)
H2O(g)+C(s)
?H5
(1)根据盖斯定律,反应a的?H1=________(写出一个代数式即可)。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_______。
A.增大CO2与CH4的浓度,反应a、b、c的正反应速率都增加
B.移去部分C(s),反应c、d、e的平衡均向右移动
C.加入反应a的催化剂,可提高CH4的平衡转化率
D.降低反应温度,反应a~e的正、逆反应速率都减小
(3)一定条件下,CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分________步进行,其中,第________步的正反应活化能最大。
(4)设K
为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0=100kPa)。反应a、c、e的ln
K
随
(温度的倒数)的变化如图所示。
①反应a、c、e中,属于吸热反应的有________(填字母)。
②反应c的相对压力平衡常数表达式为K
=________。
③在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO2):n(CH4)=1:1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时H2的分压为40kPa。计算CH4的平衡转化率,写出计算过程________。
(5)CO2用途广泛,写出基于其物理性质的一种用途:________。
【答案】
(1)?H2+?H3-?H5或?H3-?H4
(2)A,D
(3)4;4
(4)ac;;68%
(5)做冷冻剂
【考点】盖斯定律及其应用,活化能及其对化学反应速率的影响,化学平衡常数,化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】(1)根据盖斯定律可得,反应a的反应热ΔH1=?H2+?H3-?H5或?H3-?H4。
(2)A、CO2、CH4都为反应a、b、c的反应物,增大反应物浓度,反应速率增大,A符合题意;
B、C为固体,固体的浓度视为常数,因此减少C的含量,平衡不移动,B不符合题意;
C、催化剂只能改变反应速率,不影响平衡移动,因此反应a加入催化剂后,平衡不移动,CH4的平衡转化率不变,C不符合题意;
D、温度降低,反应速率减小,因此降低反应温度,反应a~e的正逆反应速率都减小,D符合题意;
故答案为:AD
(3)由反应能量图可知,反应过程中出现四个最高能量,则出现四个活化能,因此该历程分四步进行;其中第四步反应所需的活化能最大。
(4)①属于吸热反应,则温度升高,K增大,lnKPT增大。由图可知,反应a和反应c中,温度升高时,lnKPT升高;反应b中温度升高,KPT降低;因此反应a和反应c为吸热反应,反应b为放热反应;
②气体的相对分压等于其分压除以p0
,
因此相对压力平衡常数;
③由于物质的量之比等于压强之比,因此可用压强计算平衡转化率。由图可知,A点对应温度下,反应c的KPT=0,即
,
所以p(CH4)=p(H2)=40kPa,初始状态时,
,
所以CH4的平衡转化率为:。
(5)干冰为固态的CO2
,
可用于人工降雨或作冷冻剂。
【分析】(1)根据盖斯定律分析。
(2)结合反应速率和平衡移动的影响因素分析。
(3)根据反应过程中所需的活化能,确定历程中所需的反应;结合图像分析活化能的大小。
(4)①结合温度对平衡常数和平衡移动的影响分析;
②根据相对压力的表达式分析;
③结合A点时反应c的平衡常数进行计算。
(5)结合CO2的用途分析。
三、非选择题-选考题(共2题;共28分)
20.[选修3:物质结构与性质]
很多含巯基(-SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如,解毒剂化合物I可与氧化汞生成化合物Ⅱ。
(1)基态硫原子价电子排布式为________。
(2)H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为________。
(3)汞的原子序数为80,位于元素周期表第________周期第ⅡB族。
(4)化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ是一种强酸。下列说法正确的有________。
A.在I中S原子采取sp3杂化
B.在Ⅱ中S元素的电负性最大
C.在Ⅲ中C-C-C键角是180°
D.在Ⅲ中存在离子键与共价键
E.在Ⅳ中硫氧键的键能均相等
(5)汞解毒剂的水溶性好,有利于体内
重金属元素汞的解毒。化合物I与化合物Ⅲ相比,水溶性较好的是________。
(6)理论计算预测,由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体(晶胞如图9a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。
①图9b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构,它不是晶胞单元,理由是________。
②图9c为X的晶胞,X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为________;该晶胞中粒子个数比Hg:Ge:Sb
=
________。
③设X的最简式的式量为Mr
,
则X晶体的密度为________g/cm3(列出算式)。
【答案】
(1)3s23p4
(2)H2O>H2S>CH4
(3)六
(4)D
(5)化合物III
(6)由图9c可知,图9b中Sb、Hg原子取代位置除图9b外还有其它形式;4;1:1:2;
【考点】原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,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)硫的原子序数为16,其原子核外有三个电子层,最外层电子数为6,因此基态硫原子的价电子排布式为3s23p4。
(2)H2S、CH4和H2O都是分子晶体,其中H2O分子间存在氢键,因此H2O的沸点最高;而H2S、CH4中,由于H2S的相对分子质量大于CH4
,
则H2S分子间范德华力大于CH4分子间范德华力,因此沸点H2S>CH4;故三者的沸点大小关系:H2O>H2S>CH4。
(3)第六周期零族元素的原子序数为86,因此第80号元素Hg位于第六周期第ⅢB族。
(4)A、化合物Ⅰ中硫原子的价层电子对数为
,
因此化合物Ⅰ中硫原子采用sp3杂化,A符合题意;
B、化合物Ⅱ中所含元素为H、C、O、S、Hg,同周期元素,核电荷数越大,电负性越大,同主族元素,核电荷数越大,电负性越小,因此五种元素中,电负性最大的为O元素,B不符合题意;
C、化合物Ⅲ中,碳元素都以单键的形式连接,构成四面体结构,因此C-C-C的键角为109°18′,C不符合题意;
D、化合物Ⅲ是一种钠盐,存在离子键,同时C、H和C、S之间存在共价键,D符合题意;
E、化合物Ⅳ中硫氧元素之间形成S-O、S=O两种化学键,二者的键能不同,E不符合题意;
故答案为:AD
(5)化合物Ⅰ中存在氢键,可溶于水,化合物Ⅲ是一种钠盐,可溶于水;由于化合物Ⅲ溶于水后电离产生阴离子中三个氧原子都能形成氢键,因此等物质的量的两种物质溶于水后,化合物Ⅲ新田城的氢键更多,因此化合物Ⅲ更易溶于水。
(6)①
对比图9b和图9c可得X晶体的晶胞中上下两个单元内的原子位置不完全相同,不符合晶胞是晶体最小重复单元的要求,因此不属于晶胞结构。
②以晶胞上方立方体中右侧面心中Hg原子为例,同一晶胞中与Hg距离最近的Sb的数目为2,右侧晶胞中有2个Sb原子与Hg原子距离最近,因此X的晶体中与Hg距离最近的Sb原子的个数为4;
该晶胞中Sb原子均位于晶胞内,因此1个晶胞中含有Sb原子的个数为8;Ge原子位于警告顶点、面心和体心,因此一个晶胞中含有Ge原子的个数为:;Hg原子位于棱边、面心,因此一个晶胞中含有Hg原子的个数为:。因此该晶胞中原子个数比Hg:Ge:Sb=1:1:2。
③一个晶胞的质量为
,
一个晶胞的体积为(x×10-7cm)?×(y×10-7cm)?=x?y×10-21cm?,因此晶体的密度。
【分析】(1)根据基态硫原子的原子结构和最外层电子数确定其价电子排布式。
(2)毫根据分子晶体沸点的影响分析。
(3)根据零族元素的原子序数分析。
(4)A、结合化合物Ⅰ中硫原子的价层电子对数分析;
B、结合电负性的递变规律分析;
C、根据化合物Ⅲ中C的成键情况确定其键角;
D、根据化合物Ⅲ的结构确定其所含的化学键;
E、根据化合物Ⅳ种所含的硫氧化学键分析。
(5)根据二者的结构,结合氢键分析。
(6)①结合所给结构分析;
②根据晶胞结构和均摊法分析;
③根据晶胞结构和密度公式进行计算。
21.[选修5:有机化学基础]
天然产物Ⅴ具有抗疟活性,某研究小组以化合物Ⅰ为原料合成Ⅴ及其衍生物Ⅵ的路线如下(部分反应条件省略,Ph表示-C6H5):
已知:
(1)化合物Ⅰ中含氧官能团有________(写名称)。
(2)反应①的方程式可表示为:I+II=III+Z,化合物Z的分子式为________。
(3)化合物IV能发生银镜反应,其结构简式为________。
(4)反应②③④中属于还原反应的有________,属于加成反应的有________。
(5)化合物Ⅵ的芳香族同分异构体中,同时满足如下条件的有________种,写出其中任意一种的结构简式:________。
条件:a.能与NaHCO3反应;b.
最多能与2倍物质的量的NaOH反应;c.
能与3倍物质的量的Na发生放出H2的反应;d.核磁共振氢谱确定分子中有6个化学环境相同的氢原子;e.不含手性碳原子(手性碳原子是指连有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子)。
(6)根据上述信息,写出以苯酚的一种同系物及HOCH2CH2Cl为原料合成
的路线________(不需注明反应条件)。
【答案】
(1)(酚)羟基、醛基
(2)C18H15OP
(3)
(4)②④;②
(5)10;
(6)
【考点】有机物的推断,有机物的合成,有机物的结构和性质,芳香烃,同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)化合物Ⅰ的结构简式为,
其结构中所含的含氧官能团为羟基和醛基。
(2)反应①中反应物为和Ph3P=CHOCH2CH3
,
生成物为和Z,由于反应前后原子个数保持不变,因此Z的分子式为C18H15OP。
(3)化合物Ⅳ能发生银镜反应,则其结构中含有-CHO,由于Ⅳ是由反应生成,且Ⅳ的分子式为C8H8O2
,
因此Ⅳ的结构简式为。
(4)反应②中-CHO与H2反应生成-CH2OH,该反应为加成反应,也为还原反应;反应③中酚羟基转化为羰基,为氧化反应;反应④中碳碳双键和羟基参与反应,形成醚键,为还原反应。因此三个反应中属于还原反应的为②④,属于加成反应的为②。
(5)能与NaHCO3反应,则结构中含有-COOH;能与2倍物质的量的NaOH反应,则分子结构中还含有一个酚羟基;能与3倍物质的量的Na反应放出H2
,
则分子结构中还含有一个醇羟基;核磁共振氢谱确定分子中含有6个化学环境相同的氢原子,则分子结构中含有2个-CH3
,
且2个-CH3位于同一个碳原子上(或位于对称位置上);不含有手性碳原子,结合分子中所含碳原子数可知,该同分异构体分子结构中含有。因此该同分异构体中苯环上所含的取代基为-OH、-COOH、。苯环上三个取代基都不同的同分异构体共有10种,其中任意一种的结构简式为或等。
(6)欲合成,
则可由反应④得,反应物为。而由合成的过程中,可先由与HOCH2CH2Cl反应合成,
该合成路线设计如下:
?
【分析】(1)根据化合物Ⅰ和官能团的结构分析。
(2)根据原子个数守恒分析。
(3)化合物Ⅳ能发生银镜反应,则其分子结构中含有-CHO,结合分子式和Ⅲ的结构确定Ⅳ的结构简式。
(4)根据反应②③④中反应物和生成物的结构,确定其反应类型。
(5)根据限定条件,确定同分异构体中所含的结构单元,再结合结构苯环中取代基的位置异构确定同分异构体数。
(6)欲合成,
则可由反应④得,反应物为。而由合成的过程中,可先由与HOCH2CH2Cl反应合成。据此设计合成路线图。
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