2021年高考理综化学真题试卷(全国乙卷)

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名称 2021年高考理综化学真题试卷(全国乙卷)
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文件大小 725.0KB
资源类型 试卷
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科目 化学
更新时间 2021-06-15 10:04:38

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2021年高考理综化学真题试卷(全国乙卷)
一、选择题:本题共13小题,毎小题6分,共78分.
1.(2021·全国乙卷)我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,这对于改善环境、 实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是(  )
A.将重质油裂解为轻质油作为燃料
B.大规模开采可燃冰作为新能源
C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染
D.研发催化剂将 还原为甲醇
【答案】D
【知识点】含碳化合物的性质和应用
【解析】【解答】A.将重质油裂解为轻质油并不能减少CO2的排放量,达不到碳中和的目的,A不符合题意;
B.大规模开采可燃冰做为清洁燃料,会增大CO2的排放量,不符合碳中和的要求,B不符合题意;
C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染,不能减少CO2的排放量,达不到碳中和的目的,C不符合题意;
D.研发催化剂将二氧化碳还原为甲醇,可以减少CO2的排放量,达到碳中和的目的,D符合题意;
故答案为:D
【分析】 “碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当 ,即减少CO2的排放量。
2.(2021·全国乙卷)在实验室釆用如图装置制备气体,合理的是(  )
  化学试剂 制备的气体
A
B (浓)
C
D (浓)
A.A B.B C.C
【答案】C
【知识点】气体发生装置;气体的收集;常见气体制备原理及装置选择
【解析】【解答】A.氨气的密度比空气小,不能用向上排空法收集,A不符合题意;
B.MnO2与浓盐酸共热制备氯气为固液加热反应,需要选用固液加热装置,不能选用固固加热装置,B不符合题意;
C.MnO2和氯酸钾共热制备氧气为固固加热的反应,能选用固固加热装置,氧气的密度大于空气,可选用向上排空气法收集,C符合题意;
D.氯化钠与浓硫酸共热制备为固液加热反应,需要选用固液加热装置,不能选用固固加热装置,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】由实验装置图可知,制备气体的装置为固固加热装置,收集气体的装置为向上排空气法,说明该气体的密度大于空气的密度。
3.(2021·全国乙卷)下列过程中的化学反应,相应的离子方程式正确的是(  )
A.用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙: CO32- +CaSO4 =CaCO3 + SO42-
B.过量铁粉加入稀硝酸中:Fe + 4H+ + NO3- = Fe3+ +NO↑ +2H2O
C.硫酸铝溶液中滴如少量氢氧化钾溶液: Al3+ +4 OH- =AlO2- + 2H2O
D.氯化铜溶液中通入硫化氢: Cu2+ + S2- =CuS ↓
【答案】A
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;硝酸的化学性质;探究铝与酸、碱溶液的反应;离子方程式的书写
【解析】【解答】A.硫酸钙微溶,用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙转化为难溶的碳酸钙,离子方程式为:CO32-+CaSO4=CaCO3+SO42-,A符合题意;
B.过量的铁粉与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水,离子方程式应为:3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O,B不符合题意;
C.硫酸铝溶液与少量氢氧化钾溶液反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸钾,离子方程式应为:Al3++3OH-=Al(OH)3↓,C不符合题意;
D.硫化氢为弱电解质,书写离子方程式时不能拆,离子方程式应为:Cu2++H2S=CuS↓+2H+,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.根据沉淀的转化分析;
B.Fe过量生成Fe2+;
C.KOH少量生成Al(OH)3;
D.H2S为弱电解质,不能拆;
4.(2021·全国乙卷)一种活性物质的结构简式为 ,下列有关该物质的叙述正确的是(  )
A.能发生取代反应,不能发生加成反应
B.既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物
C.与 互为同分异构体
D.1mol该物质与碳酸钠反应得44 g
【答案】C
【知识点】乙烯的化学性质;乙醇的化学性质;羧酸简介
【解析】【解答】A.该物质含有羟基、羧基、碳碳双键,能发生取代反应和加成反应,A不符合题意;
B.同系物是结构相似,分子式相差1个或n个CH2的有机物,该物质的分子式为C10H18O3,而且与乙醇、乙酸结构不相似,B不符合题意;
C.该物质的分子式为C10H18O3,的分子式为C10H18O3,所以二者的分子式相同,结构式不同,互为同分异构体,C符合题意;
D.该物质只含有一个羧基,1mol该物质与碳酸钠反应,生成0.5mol二氧化碳,质量为22g,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.根据官能团的性质分析;
B.同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物;
C.同分异构体是具有相同分子式而结构不同的化合物;
D.该化合物中只有羧基能与Na2CO3反应;
5.(2021·全国乙卷)我国嫦娥五号探测器带回1.731 kg的月球土壤,经分析发现其构成与地球土壤类似,土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次増大,最外层电子数之和为 15。X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族,下列结论正确的是(  )
A.原子半径大小顺序为W>X>Y>Z
B.化合物XW中的化学健为离子键
C.Y单质的导电性能弱于Z单质的
D.Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
【答案】B
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期表的结构及其应用;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.O原子有两层,Mg、Al、Si均有三层且原子序数依次增大,故原子半径大小顺序为Mg>Al>Si>O,即 W>X>Y>Z ,A不符合题意;
B.化合物XW即MgO为离子化合物,其中的化学键为离子键,B符合题意;
C.Y单质为铝单质,铝属于导体,导电性很强,Z单质为硅,为半导体,半导体导电性介于导体和绝缘体之间,故Y单质的导电性能强于Z单质的,C不符合题意;
D.Z的氧化物的水化物为硅酸,硅酸酸性弱于碳酸,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】由短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15, X、Y、Z为同周期相邻元素,可知W所在主族可能为第ⅢA族或第ⅥA族元素,又因X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族,故W一定不是第ⅢA族元素,即W一定是第ⅥA族元素,进一步结合已知可推知W、X、Y、Z依次为O、Mg、Al、Si。
6.(2021·全国乙卷)沿海电厂采用海水为冷却水,但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排故并 降低冷却效率。为解决这一问题,通常在管道口设置一对情性电极(如图所示),通入一定的电流。
下列叙述错误的是(  )
A.阳极发生将海水中的 氧化生成 的反应
B.管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO
C.阴极生成的 应及时通风稀释安全地排入大气
D.阳极表面形成的Mg 等积垢需要定期清理
【答案】D
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.根据分析可知,阳极区海水中的Cl-会优先失去电子生成Cl2,发生氧化反应,A正确;
B.设置的装置为电解池原理,根据分析知,阳极区生成的Cl2与阴极区生成的OH-在管道中会发生反应生成NaCl、NaClO和H2O,其中NaClO具有强氧化性,可氧化灭杀附着的生物,B正确;
C.因为H2是易燃性气体,所以阳极区生成的H2需及时通风稀释,安全地排入大气,以排除安全隐患,C正确;
D.阴极的电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,会使海水中的Mg2+沉淀积垢,所以阴极表面会形成Mg(OH)2等积垢需定期清理,D错误;
故答案为:D
【分析】海水中除了水,还含有大量的Na+、Cl-、Mg2+等,根据题干信息可知,装置的原理是利用惰性电极电解海水,阳极区溶液中的Cl-会优先失电子生成Cl2,阴极区H2O优先得电子生成H2和OH-。
7.(2021·全国乙卷)HA是一元弱酸,难溶盐MA的饱和溶液中 而变化, 不发生水解。实验发现,298K时 ,如下图中实线所示。
下列叙述错误的是(  )
A.溶液pH = 4 时.
B.MA 的溶度积
C.溶液 pH = 7 时,
D.HA 的电离常数
【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的原理;盐类水解的应用;离子浓度大小的比较;电离平衡常数
【解析】【解答】A.由图可知pH=4,即c(H+)=10×10-5mol/L时,c2(M+)=7.5×10-8mol2/L2,c(M+)=mol/L<3.0×10-4mol/L,A正确;
B.由图可知,c(H+)=0时,可看作溶液中有较大浓度的OH-,此时A-的水解极大地被抑制,溶液中c(M+)=c(A-),Ksp(MA)=c(M+)c(A-)=c2(M+)=5×10-8,B正确;
C.MA饱和溶液中,M+不水解,A-水解显碱性,若pH=7,说明加入了酸,但该酸不一定是HA,设调pH所用的酸为HnX,则结合电荷守恒可知c(M+)+c(H+)=c(OH-)+ nc(Xn-),题给等式右边缺阴离子部分nc(Xn-),C错误;
D.Ka(HA)=,当c(A-)=c(HA)时,由物料守恒可知,c(A-)+c(HA)=c(M+),c(A-)=,Ksp(MA)=c(M+)c(A-)==5×10-8,c2(M+)=10×10-8,对应图得此时溶液中c(H+)=2.0×10-4mol/L,Ka(HA)==c(H+)2.0×10-4,D正确;
故答案为:C
【分析】根据电荷守恒和物料守恒结合图像计算。
二、必考题:共129分
8.(2021·全国乙卷)磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有 、 、 、MgO、CaO以及少量的 ,为节约和充分利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
该工艺下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表:
金属离子
开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4
沉淀完全(c=1.0×10*mol-L')的pH 3.2 4.7 11.1 13.8
回答下列问题:
(1)“焙烧”中, 、 几乎不发生反应, 、MgO、CaO、 转化为相应的硫酸盐,写出 转化为 的化学方程式   。
(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0,在“分步沉淀”氨水逐步调节pH至11.6,依次析出的金属离子是   。
(3)“母液①”中 浓度为   mol·
(4)”水浸渣”在160℃“酸溶”,最适合的酸是   。“酸溶渣”的成分是   、   。
(5)“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热, 水解析出 沉淀,该反应的离子方程式是   。
(6)将“母液①”和“母液②”混合,吸收尾气,经处理得   ,循环利用。
【答案】(1)Al2O3+4(NH4)SO4=2NH4Al(SO4)2+3H2O+6NH3↑
(2)Fe3+ 、Al3+ 、Mg2+
(3)10-6
(4)H2SO4;SiO2;CaSO4
(5)TiO2++(x+1)H2O TiO2·xH2O+2H+
(6)(NH4)2SO4
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;pH的简单计算;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;物质的分离与提纯
【解析】【解答】(1)氧化铝转化为硫酸铝铵发生的反应为氧化铝、硫酸铵在高温条件下反应生成硫酸铝铵、氨气和水,反应的化学方程式为 Al2O3+4(NH4)SO4=2NH4Al(SO4)2+3H2O+6NH3↑ ;
(2)由题给开始沉淀和完全沉淀的pH可知,将pH约为2.0的滤液加入氨水调节溶液pH为11.6时,Fe3+首先沉淀、然后是Al3+、Mg2+,Ca2+没有沉淀;
(3)由镁离子完全沉淀时,溶液pH为11.1可知,氢氧化镁的溶度积为1×10-5×(1×10-2.9)2=1×10-10.8,当溶液pH为11.6时,溶液中镁离子的浓度为=1×10-6mol/L
(4)增大溶液中硫酸根离子浓度,有利于使微溶的硫酸钙转化为沉淀,为了使微溶的硫酸钙完全沉淀,减少TiOSO4溶液中含有硫酸钙的量,应加入浓硫酸加热到160℃酸溶;由分析可知,二氧化硅和硫酸钙与浓硫酸不反应,则酸溶渣的主要成分为二氧化硅和硫酸钙;
(5)酸溶后将TiOSO4溶液加入热水稀释并适当加热,能使TiOSO4完全水解生成TiO2·x H2O沉淀和硫酸,反应的离子方程式为 TiO2++(x+1)H2O TiO2·xH2O+2H+ ;
(6)由分析可知,尾气为氨气,母液①为硫酸铵、母液②为硫酸,将母液①和母液②混合后吸收氨气得到硫酸铵溶液,可以循环使用。
【分析】由题给流程可知,高钛炉渣与硫酸铵混合后焙烧时,二氧化钛和二氧化硅不反应,氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化铁转化为相应的硫酸盐,尾气为氨气;将焙烧后物质加入热水水浸,二氧化钛、二氧化硅不溶于水,微溶的硫酸钙部分溶于水,硫酸铁、硫酸镁和硫酸铝铵溶于水,过滤得到含有二氧化钛、二氧化硅、硫酸钙的水浸渣和含有硫酸铁、硫酸镁、硫酸铝铵和硫酸钙的滤液;向pH约为2.0的滤液中加入氨水至11.6,溶液中铁离子、铝离子和镁离子依次沉淀,过滤得到含有硫酸铵、硫酸钙的母液①和氢氧化物沉淀;向水浸渣中加入浓硫酸加热到160℃酸溶,二氧化硅和硫酸钙与浓硫酸不反应,二氧化钛与稀硫酸反应得到TiOSO4,过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙的酸溶渣和TiOSO4溶液;将TiOSO4溶液加入热水稀释并适当加热,使TiOSO4完全水解生成TiO2·x H2O沉淀和硫酸,过滤得到含有硫酸的母液②和TiO2·x H2O
9.(2021·全国乙卷)氧化石墨烯具有稳定的网状结构,在能源、材料等领域有着重要的应用前景,通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(装置如图所示):
I.将浓H2SO4、NaNO3、石墨粉末在c中混合,置于冰水浴中。剧烈搅拌下,分批缓慢加入KMnO4粉末,塞好瓶口。
II.转至油浴中,35℃搅拌1小时,缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至98℃并保持1小时。
III.转移至大烧杯中,静置冷却至室温。加入大量蒸馏水,而后滴加H2O2至悬浊液由紫色变为土黄色。
IV.离心分离,稀盐酸洗涤沉淀。
V.蒸馏水洗涤沉淀。
VI.冷冻干燥,得到土黄色的氧化石墨烯。
回答下列问题:
(1)装置图中,仪器a、c的名称分别是   、   ,仪器b的进水口是(填字母)。
(2)步骤I中,需分批缓慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴,原因是   .
(3)步骤II中的加热方式采用油浴,不使用热水浴,原因是_   .
(4)步骤III中,H2O2的作用是   (以离子方程式表示).
(5)步骤IV中,洗涤是否完成,可通过检测洗出液中是否存在SO42-来判断。检测的方法是   .
(6)步骤V可用pH试纸检测来判断Cl-是否洗净,其理由是   .
【答案】(1)滴液漏斗;三颈烧瓶/三口烧瓶
(2)反应放热,为防止体系温度急剧增加而反应过快
(3)反应温度98℃接近水的沸点100℃,而油浴更易提温
(4)2MnO4- +5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O
(5)取洗涤液,加入BaCl2溶液,看是否有白色沉淀生成,若无,说明洗涤干净
(6)洗涤液含有的离子主要有H +和Cl-,根据电荷守恒,当洗涤液接近中性时,可认为Cl-洗净
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;常用仪器及其使用;性质实验方案的设计;物质检验实验方案的设计
【解析】【解答】(1)由图中仪器构造可知,a的仪器名称为滴液漏斗,c的仪器名称为三颈烧瓶;仪器b为球形冷凝管,起冷凝回流作用,为了是冷凝效果更好,冷却水要从d口进,a口出;
(2)反应为放热反应,为控制反应速率,避免反应过于剧烈,需分批缓慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴;
(3)油浴和水浴相比,由于油的比热容较水小,油浴控制温度更加灵敏和精确,该实验反应温度接近水的沸点,故不采用热水浴,而采用油浴;
(4)由滴加H2O2后发生的现象可知,加入的目的是除去过量的KMnO4,则反应的离子方程式为:2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O;
(5)该实验中为判断洗涤是否完成,可通过检测洗出液中是否存在SO42-来判断,检测方法是:取最后一次洗涤液,滴加BaCl2溶液,若没有沉淀说明洗涤完成;
(6)步骤IV用稀盐酸洗涤沉淀,步骤V洗涤过量的盐酸,H+与Cl-电荷守恒,洗出液接近中性时,可认为洗净。
【分析】(1)根据装置中的仪器分析;
(2)根据反应放热分析;
(3)根据加热温度选择加热方式;
(4)根据转移电子守恒配平方程式;
(5)用Ba2+检验SO42-;
(6)根据电荷守恒分析;
10.(2021·全国乙卷)一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物,具有强氧化性,可与金属直接反应,也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题:
(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体,由于性质相似,Liebig误认为是ICl,从而错过了一种新元素的发现。该元素是   .
(2)氯铂酸钡(BaPtCl6)固体加热时部分分解为BaCl2、Pt和Cl2,376.8℃时平衡常数K‘p=1.0x104Pa2。在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl6,抽真空后,通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)。在376.8℃,碘蒸气初始压强为20.0kPa.376.8℃平衡时,测得烧瓶中压强为32.5kPa,则PICl=   kPa,反应2ICl(g)=Cl2(g)+I2(g)的平衡常数K=   (列出计算式即可).
(3)McMorris 测定和计算了在136-180℃范围内下列反应的平衡常数KP :
2NO(g)+2ICl(g) 2NOCl(g)+I2(g) KP1
2NOCl(g) 2NO(g)+Cl2(g) KP2
得到lgKP1 和lgKP2 均为线性关系,如下图所示:
①由图可知,NOCl分解为NO和Cl2反应的ΔH   0(填“大于”或“小于”).
②反应2ICl(g)=Cl2(g)+I2(g)的K=   (用KP1、KP2表示):该反应的ΔH   0(填“大于”或“小于”),写出推理过程   .
(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化学分解反应,在一定频率(v)光的照射下机理为:
NOCl+hv→NOC*
NOCl+NOCl*→2NO+Cl2
其中hv表示一个光子能量,NOCl*表示NOCl的激发态。可知,分解1mol的NOCl需要吸收   mol的光子。
【答案】(1)溴(或Br)
(2)2.=4.8;
(3)大于;KP1·KP2;△H>0;当 时, 当 时, 即降温,K减小,平衡逆移,说明△H>0
(4)
【知识点】反应热和焓变;化学反应速率;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)红棕色液体,推测为溴单质,因此错过发现的元素是溴(或Br);
(2)由题意376.8℃时玻璃烧瓶中发生两个反应: BaPtCl6 (s)BaCl2(s)+Pt(s)+2Cl2(g)、Cl2(g)+I2(g)2ICl(g),BaPtCl6 (s)BaCl2(s)+Pt(s)+2Cl2(g)的平衡常数Kp=1.0×104Pa2,则平衡时p2(Cl2)=1.0×104Pa2,平衡时p(Cl2)=100Pa,设到达平衡时I2(g)的分压减小pkPa,则376.8℃平衡时,测得烧瓶中压强为32.5kPa,则
0.1+20.0+p=32.5,解得p=12.4,则平衡时p(ICl)=2p kPa=2×12.4kPa=24.8kPa;则平衡时,I2(g)的分压为(20.0-p)kPa=7.6kPa=7.6×103Pa,p(ICl)=24.8kPa=24.8×103Pa,p(Cl2)=0.1kPa=100Pa,因此反应 2ICl(g)Cl2(g)+I2(g)的平衡常数K=;
(3)①结合图可知,温度越高,越小,lgKp2越大,即Kp2越大,说明升高温度平衡2NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g)正向移动,则NOCl分解为NO和Cl2反应的大于0;
②Ⅰ.2NO+2ICl2NOCl Kp1
Ⅱ. 2NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g) Kp2
Ⅰ+Ⅱ得2ICl(g)Cl2(g)+I2(g),故K= Kp1 Kp2;
该反应的ΔH 大于0,根据图像可知, 当 时, 当 时, 即降温,K减小,平衡逆移,说明△H>0 ;
(4)Ⅰ. NOCl+hv→NOCl*
Ⅱ. NOCl+NOCl*→2NO+Cl2
Ⅰ+Ⅱ得总反应为2NOCl+hv=2NO+Cl2,因此2molNOCl分解需要吸收1mol光子能量,则分解1mol的NOCl需要吸收0.5mol光子。
【分析】(1)根据红棕色液体推断;
(2)根据三段式及平衡常数公式计算;
(3)根据图像中曲线的趋势和所对应的数据进行估算;
(4)根据物质的量之比等于化学计量数之比计算;
三、选考题
11.(2021·全国乙卷)[化学——选修3:物质结构与性质]
过渡金属元素铬(Cr)是不锈钢的重要成分,在工农业生产和国防建设中有着广泛应用,回答下列问题:
(1)对于基态Cr原子,下列叙述正确的是   (填标号)。
A.轨道处于半充满时体系总能量低,核外电子排布应为[Ar]
3d54s1
B.4s电子能量较高,总是在比3s电子离核更远的地方运动
C.电负性比钾高,原子对键合电子的吸引力比钾大
(2)三价铬离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中提供电子对形成配位键的原子是   ,中心离子的配位数为   。
(3)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中配体分子NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和相应的键角如下图所示。
PH3中P的杂化类型是   , NH3的沸点比PH3的   ,原因是   。H2O的键角小于NH3的,分析原因   。
(4)在金属材料中添加AlCr2颗粒,可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AlCr2具有体心四方结构,如图所示。处于顶角位置的是   原子。设Cr和Al原子半径分别为 和 ,则金属原子空间占有率为   %(列出计算表达式)。
【答案】(1)A C
(2)N O Cl;6
(3);高;NH3分子间形成氢键增大分子间作用力;H2O分子有两对孤对电子,而NH3分子有一对孤对电子,所以H2O中孤对电子对键的斥力比NH3大,键角小
(4)Al;
【知识点】原子核外电子排布;判断简单分子或离子的构型;配合物的成键情况;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】(1) A. 基态原子满足能量最低原理,Cr有24个核外电子,轨道处于半充满时体系总能量低,核外电子排布应为[Ar]3d54s1,A正确;
B. Cr核外电子排布为[Ar]3d54s1,由于能级交错,3d轨道能量高于4s轨道的能量,即3d电子能量较高,B错误;
C. 电负性为原子对键合电子的吸引力,同周期除零族原子序数越大电负性越强,钾与铬位于同周期,铬原子序数大于钾,故铬电负性比钾高,原子对键合电子的吸引力比钾大,C正确;
故答案为AC;
(2) [Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中三价铬离子提供空轨道,N、O、Cl提供孤对电子与三价铬离子形成配位键,中心离子的配位数为N、O、Cl三种原子的个数和即3+2+1=6;
(3) PH3的价层电子对为3+1=4,故PH3中P的杂化类型是sp3; N原子电负性较强,NH3分子之间存在分子间氢键,因此NH3的沸点比PH3的高;H2O的键角小于NH3的,原因是:NH3含有一对孤对电子,而H2O含有两对孤对电子,H2O中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大;
(4)已知AlCr2具有体心四方结构,如图所示,黑球个数为8×+1=2,白球个数为8×+2=4,结合化学式AlCr2可知,白球为Cr,黑球为Al,即处于顶角位置的是Al原子。设Cr和Al原子半径分别为rCr和rAl,则金属原子的体积为,故金属原子空间占有率=%。
【分析】(1)根据Cr的核外电子排布分析;
(2)根据配位键形成的原理分析;
(3)根据价层电子对互斥理论分析;
(4)根据晶胞的均摊及空间占有率的计算方法分析;
12.(2021·全国乙卷)卤沙唑仑W是一种抗失眠药物,在医药工业中的一种合成方法如下
回答下列问题:
(1)A的化学名称是   。
(2)写出反应③的化学方程式   。
(3)D具有的官能团名称是   。(不考虑苯环)
(4)反应④中,Y的结构简式为   。
(5)反应⑤的反应类型是   。
(6)C的同分异构体中,含有苯环并能发生银镜反应的化合物共有   种。
(7)写出W的结构简式   。
【答案】(1)2-氟甲苯(或邻氟甲苯)
(2) + +NaOH +NaCl+H2O
(3)氨基、碳溴键、酮羰基、碳氟键
(4)
(5)取代反应
(6)10
(7)
【知识点】有机化合物的命名;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;有机化学反应的综合应用;醛的化学性质;取代反应
【解析】【解答】(1)由A()的结构可知,名称为:2-氟甲苯(或邻氟甲苯);
(2)反应③为与在氯化锌和氢氧化钠的作用下,发生取代反应生成;
(3)根据分析,含有的官能团为碳溴键,碳氟键,氨基,羰基(或酮基);
(4) 根据分析,D为,E为,根据结构特点,及反应特征,可推出Y为;
(5)根据分析,E为,F为,根据结构特点,可知与发生取代反应生成F;
(6)C为,含有苯环且能发生银镜反应的同分异构体含有醛基、碳氟键、碳氯键,结构有共10种;
(7)根据已知及分析可知,与乙酸、乙醇反应生成。
【分析】A()在酸性高锰酸钾的氧化下生成B(),与SOCl2反应生成C(),与在氯化锌和氢氧化钠的作用下,发生取代反应生成,与Y()发生取代反应生成,与发生取代反应生成F(),F与乙酸、乙醇反应生成W()
1 / 12021年高考理综化学真题试卷(全国乙卷)
一、选择题:本题共13小题,毎小题6分,共78分.
1.(2021·全国乙卷)我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,这对于改善环境、 实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是(  )
A.将重质油裂解为轻质油作为燃料
B.大规模开采可燃冰作为新能源
C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染
D.研发催化剂将 还原为甲醇
2.(2021·全国乙卷)在实验室釆用如图装置制备气体,合理的是(  )
  化学试剂 制备的气体
A
B (浓)
C
D (浓)
A.A B.B C.C
3.(2021·全国乙卷)下列过程中的化学反应,相应的离子方程式正确的是(  )
A.用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙: CO32- +CaSO4 =CaCO3 + SO42-
B.过量铁粉加入稀硝酸中:Fe + 4H+ + NO3- = Fe3+ +NO↑ +2H2O
C.硫酸铝溶液中滴如少量氢氧化钾溶液: Al3+ +4 OH- =AlO2- + 2H2O
D.氯化铜溶液中通入硫化氢: Cu2+ + S2- =CuS ↓
4.(2021·全国乙卷)一种活性物质的结构简式为 ,下列有关该物质的叙述正确的是(  )
A.能发生取代反应,不能发生加成反应
B.既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物
C.与 互为同分异构体
D.1mol该物质与碳酸钠反应得44 g
5.(2021·全国乙卷)我国嫦娥五号探测器带回1.731 kg的月球土壤,经分析发现其构成与地球土壤类似,土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次増大,最外层电子数之和为 15。X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族,下列结论正确的是(  )
A.原子半径大小顺序为W>X>Y>Z
B.化合物XW中的化学健为离子键
C.Y单质的导电性能弱于Z单质的
D.Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
6.(2021·全国乙卷)沿海电厂采用海水为冷却水,但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排故并 降低冷却效率。为解决这一问题,通常在管道口设置一对情性电极(如图所示),通入一定的电流。
下列叙述错误的是(  )
A.阳极发生将海水中的 氧化生成 的反应
B.管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO
C.阴极生成的 应及时通风稀释安全地排入大气
D.阳极表面形成的Mg 等积垢需要定期清理
7.(2021·全国乙卷)HA是一元弱酸,难溶盐MA的饱和溶液中 而变化, 不发生水解。实验发现,298K时 ,如下图中实线所示。
下列叙述错误的是(  )
A.溶液pH = 4 时.
B.MA 的溶度积
C.溶液 pH = 7 时,
D.HA 的电离常数
二、必考题:共129分
8.(2021·全国乙卷)磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有 、 、 、MgO、CaO以及少量的 ,为节约和充分利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
该工艺下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表:
金属离子
开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4
沉淀完全(c=1.0×10*mol-L')的pH 3.2 4.7 11.1 13.8
回答下列问题:
(1)“焙烧”中, 、 几乎不发生反应, 、MgO、CaO、 转化为相应的硫酸盐,写出 转化为 的化学方程式   。
(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0,在“分步沉淀”氨水逐步调节pH至11.6,依次析出的金属离子是   。
(3)“母液①”中 浓度为   mol·
(4)”水浸渣”在160℃“酸溶”,最适合的酸是   。“酸溶渣”的成分是   、   。
(5)“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热, 水解析出 沉淀,该反应的离子方程式是   。
(6)将“母液①”和“母液②”混合,吸收尾气,经处理得   ,循环利用。
9.(2021·全国乙卷)氧化石墨烯具有稳定的网状结构,在能源、材料等领域有着重要的应用前景,通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(装置如图所示):
I.将浓H2SO4、NaNO3、石墨粉末在c中混合,置于冰水浴中。剧烈搅拌下,分批缓慢加入KMnO4粉末,塞好瓶口。
II.转至油浴中,35℃搅拌1小时,缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至98℃并保持1小时。
III.转移至大烧杯中,静置冷却至室温。加入大量蒸馏水,而后滴加H2O2至悬浊液由紫色变为土黄色。
IV.离心分离,稀盐酸洗涤沉淀。
V.蒸馏水洗涤沉淀。
VI.冷冻干燥,得到土黄色的氧化石墨烯。
回答下列问题:
(1)装置图中,仪器a、c的名称分别是   、   ,仪器b的进水口是(填字母)。
(2)步骤I中,需分批缓慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴,原因是   .
(3)步骤II中的加热方式采用油浴,不使用热水浴,原因是_   .
(4)步骤III中,H2O2的作用是   (以离子方程式表示).
(5)步骤IV中,洗涤是否完成,可通过检测洗出液中是否存在SO42-来判断。检测的方法是   .
(6)步骤V可用pH试纸检测来判断Cl-是否洗净,其理由是   .
10.(2021·全国乙卷)一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物,具有强氧化性,可与金属直接反应,也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题:
(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体,由于性质相似,Liebig误认为是ICl,从而错过了一种新元素的发现。该元素是   .
(2)氯铂酸钡(BaPtCl6)固体加热时部分分解为BaCl2、Pt和Cl2,376.8℃时平衡常数K‘p=1.0x104Pa2。在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl6,抽真空后,通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)。在376.8℃,碘蒸气初始压强为20.0kPa.376.8℃平衡时,测得烧瓶中压强为32.5kPa,则PICl=   kPa,反应2ICl(g)=Cl2(g)+I2(g)的平衡常数K=   (列出计算式即可).
(3)McMorris 测定和计算了在136-180℃范围内下列反应的平衡常数KP :
2NO(g)+2ICl(g) 2NOCl(g)+I2(g) KP1
2NOCl(g) 2NO(g)+Cl2(g) KP2
得到lgKP1 和lgKP2 均为线性关系,如下图所示:
①由图可知,NOCl分解为NO和Cl2反应的ΔH   0(填“大于”或“小于”).
②反应2ICl(g)=Cl2(g)+I2(g)的K=   (用KP1、KP2表示):该反应的ΔH   0(填“大于”或“小于”),写出推理过程   .
(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化学分解反应,在一定频率(v)光的照射下机理为:
NOCl+hv→NOC*
NOCl+NOCl*→2NO+Cl2
其中hv表示一个光子能量,NOCl*表示NOCl的激发态。可知,分解1mol的NOCl需要吸收   mol的光子。
三、选考题
11.(2021·全国乙卷)[化学——选修3:物质结构与性质]
过渡金属元素铬(Cr)是不锈钢的重要成分,在工农业生产和国防建设中有着广泛应用,回答下列问题:
(1)对于基态Cr原子,下列叙述正确的是   (填标号)。
A.轨道处于半充满时体系总能量低,核外电子排布应为[Ar]
3d54s1
B.4s电子能量较高,总是在比3s电子离核更远的地方运动
C.电负性比钾高,原子对键合电子的吸引力比钾大
(2)三价铬离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中提供电子对形成配位键的原子是   ,中心离子的配位数为   。
(3)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中配体分子NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和相应的键角如下图所示。
PH3中P的杂化类型是   , NH3的沸点比PH3的   ,原因是   。H2O的键角小于NH3的,分析原因   。
(4)在金属材料中添加AlCr2颗粒,可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AlCr2具有体心四方结构,如图所示。处于顶角位置的是   原子。设Cr和Al原子半径分别为 和 ,则金属原子空间占有率为   %(列出计算表达式)。
12.(2021·全国乙卷)卤沙唑仑W是一种抗失眠药物,在医药工业中的一种合成方法如下
回答下列问题:
(1)A的化学名称是   。
(2)写出反应③的化学方程式   。
(3)D具有的官能团名称是   。(不考虑苯环)
(4)反应④中,Y的结构简式为   。
(5)反应⑤的反应类型是   。
(6)C的同分异构体中,含有苯环并能发生银镜反应的化合物共有   种。
(7)写出W的结构简式   。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】含碳化合物的性质和应用
【解析】【解答】A.将重质油裂解为轻质油并不能减少CO2的排放量,达不到碳中和的目的,A不符合题意;
B.大规模开采可燃冰做为清洁燃料,会增大CO2的排放量,不符合碳中和的要求,B不符合题意;
C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染,不能减少CO2的排放量,达不到碳中和的目的,C不符合题意;
D.研发催化剂将二氧化碳还原为甲醇,可以减少CO2的排放量,达到碳中和的目的,D符合题意;
故答案为:D
【分析】 “碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当 ,即减少CO2的排放量。
2.【答案】C
【知识点】气体发生装置;气体的收集;常见气体制备原理及装置选择
【解析】【解答】A.氨气的密度比空气小,不能用向上排空法收集,A不符合题意;
B.MnO2与浓盐酸共热制备氯气为固液加热反应,需要选用固液加热装置,不能选用固固加热装置,B不符合题意;
C.MnO2和氯酸钾共热制备氧气为固固加热的反应,能选用固固加热装置,氧气的密度大于空气,可选用向上排空气法收集,C符合题意;
D.氯化钠与浓硫酸共热制备为固液加热反应,需要选用固液加热装置,不能选用固固加热装置,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】由实验装置图可知,制备气体的装置为固固加热装置,收集气体的装置为向上排空气法,说明该气体的密度大于空气的密度。
3.【答案】A
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;硝酸的化学性质;探究铝与酸、碱溶液的反应;离子方程式的书写
【解析】【解答】A.硫酸钙微溶,用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙转化为难溶的碳酸钙,离子方程式为:CO32-+CaSO4=CaCO3+SO42-,A符合题意;
B.过量的铁粉与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水,离子方程式应为:3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O,B不符合题意;
C.硫酸铝溶液与少量氢氧化钾溶液反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸钾,离子方程式应为:Al3++3OH-=Al(OH)3↓,C不符合题意;
D.硫化氢为弱电解质,书写离子方程式时不能拆,离子方程式应为:Cu2++H2S=CuS↓+2H+,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.根据沉淀的转化分析;
B.Fe过量生成Fe2+;
C.KOH少量生成Al(OH)3;
D.H2S为弱电解质,不能拆;
4.【答案】C
【知识点】乙烯的化学性质;乙醇的化学性质;羧酸简介
【解析】【解答】A.该物质含有羟基、羧基、碳碳双键,能发生取代反应和加成反应,A不符合题意;
B.同系物是结构相似,分子式相差1个或n个CH2的有机物,该物质的分子式为C10H18O3,而且与乙醇、乙酸结构不相似,B不符合题意;
C.该物质的分子式为C10H18O3,的分子式为C10H18O3,所以二者的分子式相同,结构式不同,互为同分异构体,C符合题意;
D.该物质只含有一个羧基,1mol该物质与碳酸钠反应,生成0.5mol二氧化碳,质量为22g,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.根据官能团的性质分析;
B.同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物;
C.同分异构体是具有相同分子式而结构不同的化合物;
D.该化合物中只有羧基能与Na2CO3反应;
5.【答案】B
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期表的结构及其应用;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.O原子有两层,Mg、Al、Si均有三层且原子序数依次增大,故原子半径大小顺序为Mg>Al>Si>O,即 W>X>Y>Z ,A不符合题意;
B.化合物XW即MgO为离子化合物,其中的化学键为离子键,B符合题意;
C.Y单质为铝单质,铝属于导体,导电性很强,Z单质为硅,为半导体,半导体导电性介于导体和绝缘体之间,故Y单质的导电性能强于Z单质的,C不符合题意;
D.Z的氧化物的水化物为硅酸,硅酸酸性弱于碳酸,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】由短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15, X、Y、Z为同周期相邻元素,可知W所在主族可能为第ⅢA族或第ⅥA族元素,又因X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族,故W一定不是第ⅢA族元素,即W一定是第ⅥA族元素,进一步结合已知可推知W、X、Y、Z依次为O、Mg、Al、Si。
6.【答案】D
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.根据分析可知,阳极区海水中的Cl-会优先失去电子生成Cl2,发生氧化反应,A正确;
B.设置的装置为电解池原理,根据分析知,阳极区生成的Cl2与阴极区生成的OH-在管道中会发生反应生成NaCl、NaClO和H2O,其中NaClO具有强氧化性,可氧化灭杀附着的生物,B正确;
C.因为H2是易燃性气体,所以阳极区生成的H2需及时通风稀释,安全地排入大气,以排除安全隐患,C正确;
D.阴极的电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,会使海水中的Mg2+沉淀积垢,所以阴极表面会形成Mg(OH)2等积垢需定期清理,D错误;
故答案为:D
【分析】海水中除了水,还含有大量的Na+、Cl-、Mg2+等,根据题干信息可知,装置的原理是利用惰性电极电解海水,阳极区溶液中的Cl-会优先失电子生成Cl2,阴极区H2O优先得电子生成H2和OH-。
7.【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的原理;盐类水解的应用;离子浓度大小的比较;电离平衡常数
【解析】【解答】A.由图可知pH=4,即c(H+)=10×10-5mol/L时,c2(M+)=7.5×10-8mol2/L2,c(M+)=mol/L<3.0×10-4mol/L,A正确;
B.由图可知,c(H+)=0时,可看作溶液中有较大浓度的OH-,此时A-的水解极大地被抑制,溶液中c(M+)=c(A-),Ksp(MA)=c(M+)c(A-)=c2(M+)=5×10-8,B正确;
C.MA饱和溶液中,M+不水解,A-水解显碱性,若pH=7,说明加入了酸,但该酸不一定是HA,设调pH所用的酸为HnX,则结合电荷守恒可知c(M+)+c(H+)=c(OH-)+ nc(Xn-),题给等式右边缺阴离子部分nc(Xn-),C错误;
D.Ka(HA)=,当c(A-)=c(HA)时,由物料守恒可知,c(A-)+c(HA)=c(M+),c(A-)=,Ksp(MA)=c(M+)c(A-)==5×10-8,c2(M+)=10×10-8,对应图得此时溶液中c(H+)=2.0×10-4mol/L,Ka(HA)==c(H+)2.0×10-4,D正确;
故答案为:C
【分析】根据电荷守恒和物料守恒结合图像计算。
8.【答案】(1)Al2O3+4(NH4)SO4=2NH4Al(SO4)2+3H2O+6NH3↑
(2)Fe3+ 、Al3+ 、Mg2+
(3)10-6
(4)H2SO4;SiO2;CaSO4
(5)TiO2++(x+1)H2O TiO2·xH2O+2H+
(6)(NH4)2SO4
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;pH的简单计算;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;物质的分离与提纯
【解析】【解答】(1)氧化铝转化为硫酸铝铵发生的反应为氧化铝、硫酸铵在高温条件下反应生成硫酸铝铵、氨气和水,反应的化学方程式为 Al2O3+4(NH4)SO4=2NH4Al(SO4)2+3H2O+6NH3↑ ;
(2)由题给开始沉淀和完全沉淀的pH可知,将pH约为2.0的滤液加入氨水调节溶液pH为11.6时,Fe3+首先沉淀、然后是Al3+、Mg2+,Ca2+没有沉淀;
(3)由镁离子完全沉淀时,溶液pH为11.1可知,氢氧化镁的溶度积为1×10-5×(1×10-2.9)2=1×10-10.8,当溶液pH为11.6时,溶液中镁离子的浓度为=1×10-6mol/L
(4)增大溶液中硫酸根离子浓度,有利于使微溶的硫酸钙转化为沉淀,为了使微溶的硫酸钙完全沉淀,减少TiOSO4溶液中含有硫酸钙的量,应加入浓硫酸加热到160℃酸溶;由分析可知,二氧化硅和硫酸钙与浓硫酸不反应,则酸溶渣的主要成分为二氧化硅和硫酸钙;
(5)酸溶后将TiOSO4溶液加入热水稀释并适当加热,能使TiOSO4完全水解生成TiO2·x H2O沉淀和硫酸,反应的离子方程式为 TiO2++(x+1)H2O TiO2·xH2O+2H+ ;
(6)由分析可知,尾气为氨气,母液①为硫酸铵、母液②为硫酸,将母液①和母液②混合后吸收氨气得到硫酸铵溶液,可以循环使用。
【分析】由题给流程可知,高钛炉渣与硫酸铵混合后焙烧时,二氧化钛和二氧化硅不反应,氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化铁转化为相应的硫酸盐,尾气为氨气;将焙烧后物质加入热水水浸,二氧化钛、二氧化硅不溶于水,微溶的硫酸钙部分溶于水,硫酸铁、硫酸镁和硫酸铝铵溶于水,过滤得到含有二氧化钛、二氧化硅、硫酸钙的水浸渣和含有硫酸铁、硫酸镁、硫酸铝铵和硫酸钙的滤液;向pH约为2.0的滤液中加入氨水至11.6,溶液中铁离子、铝离子和镁离子依次沉淀,过滤得到含有硫酸铵、硫酸钙的母液①和氢氧化物沉淀;向水浸渣中加入浓硫酸加热到160℃酸溶,二氧化硅和硫酸钙与浓硫酸不反应,二氧化钛与稀硫酸反应得到TiOSO4,过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙的酸溶渣和TiOSO4溶液;将TiOSO4溶液加入热水稀释并适当加热,使TiOSO4完全水解生成TiO2·x H2O沉淀和硫酸,过滤得到含有硫酸的母液②和TiO2·x H2O
9.【答案】(1)滴液漏斗;三颈烧瓶/三口烧瓶
(2)反应放热,为防止体系温度急剧增加而反应过快
(3)反应温度98℃接近水的沸点100℃,而油浴更易提温
(4)2MnO4- +5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O
(5)取洗涤液,加入BaCl2溶液,看是否有白色沉淀生成,若无,说明洗涤干净
(6)洗涤液含有的离子主要有H +和Cl-,根据电荷守恒,当洗涤液接近中性时,可认为Cl-洗净
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;常用仪器及其使用;性质实验方案的设计;物质检验实验方案的设计
【解析】【解答】(1)由图中仪器构造可知,a的仪器名称为滴液漏斗,c的仪器名称为三颈烧瓶;仪器b为球形冷凝管,起冷凝回流作用,为了是冷凝效果更好,冷却水要从d口进,a口出;
(2)反应为放热反应,为控制反应速率,避免反应过于剧烈,需分批缓慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴;
(3)油浴和水浴相比,由于油的比热容较水小,油浴控制温度更加灵敏和精确,该实验反应温度接近水的沸点,故不采用热水浴,而采用油浴;
(4)由滴加H2O2后发生的现象可知,加入的目的是除去过量的KMnO4,则反应的离子方程式为:2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O;
(5)该实验中为判断洗涤是否完成,可通过检测洗出液中是否存在SO42-来判断,检测方法是:取最后一次洗涤液,滴加BaCl2溶液,若没有沉淀说明洗涤完成;
(6)步骤IV用稀盐酸洗涤沉淀,步骤V洗涤过量的盐酸,H+与Cl-电荷守恒,洗出液接近中性时,可认为洗净。
【分析】(1)根据装置中的仪器分析;
(2)根据反应放热分析;
(3)根据加热温度选择加热方式;
(4)根据转移电子守恒配平方程式;
(5)用Ba2+检验SO42-;
(6)根据电荷守恒分析;
10.【答案】(1)溴(或Br)
(2)2.=4.8;
(3)大于;KP1·KP2;△H>0;当 时, 当 时, 即降温,K减小,平衡逆移,说明△H>0
(4)
【知识点】反应热和焓变;化学反应速率;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)红棕色液体,推测为溴单质,因此错过发现的元素是溴(或Br);
(2)由题意376.8℃时玻璃烧瓶中发生两个反应: BaPtCl6 (s)BaCl2(s)+Pt(s)+2Cl2(g)、Cl2(g)+I2(g)2ICl(g),BaPtCl6 (s)BaCl2(s)+Pt(s)+2Cl2(g)的平衡常数Kp=1.0×104Pa2,则平衡时p2(Cl2)=1.0×104Pa2,平衡时p(Cl2)=100Pa,设到达平衡时I2(g)的分压减小pkPa,则376.8℃平衡时,测得烧瓶中压强为32.5kPa,则
0.1+20.0+p=32.5,解得p=12.4,则平衡时p(ICl)=2p kPa=2×12.4kPa=24.8kPa;则平衡时,I2(g)的分压为(20.0-p)kPa=7.6kPa=7.6×103Pa,p(ICl)=24.8kPa=24.8×103Pa,p(Cl2)=0.1kPa=100Pa,因此反应 2ICl(g)Cl2(g)+I2(g)的平衡常数K=;
(3)①结合图可知,温度越高,越小,lgKp2越大,即Kp2越大,说明升高温度平衡2NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g)正向移动,则NOCl分解为NO和Cl2反应的大于0;
②Ⅰ.2NO+2ICl2NOCl Kp1
Ⅱ. 2NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g) Kp2
Ⅰ+Ⅱ得2ICl(g)Cl2(g)+I2(g),故K= Kp1 Kp2;
该反应的ΔH 大于0,根据图像可知, 当 时, 当 时, 即降温,K减小,平衡逆移,说明△H>0 ;
(4)Ⅰ. NOCl+hv→NOCl*
Ⅱ. NOCl+NOCl*→2NO+Cl2
Ⅰ+Ⅱ得总反应为2NOCl+hv=2NO+Cl2,因此2molNOCl分解需要吸收1mol光子能量,则分解1mol的NOCl需要吸收0.5mol光子。
【分析】(1)根据红棕色液体推断;
(2)根据三段式及平衡常数公式计算;
(3)根据图像中曲线的趋势和所对应的数据进行估算;
(4)根据物质的量之比等于化学计量数之比计算;
11.【答案】(1)A C
(2)N O Cl;6
(3);高;NH3分子间形成氢键增大分子间作用力;H2O分子有两对孤对电子,而NH3分子有一对孤对电子,所以H2O中孤对电子对键的斥力比NH3大,键角小
(4)Al;
【知识点】原子核外电子排布;判断简单分子或离子的构型;配合物的成键情况;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】(1) A. 基态原子满足能量最低原理,Cr有24个核外电子,轨道处于半充满时体系总能量低,核外电子排布应为[Ar]3d54s1,A正确;
B. Cr核外电子排布为[Ar]3d54s1,由于能级交错,3d轨道能量高于4s轨道的能量,即3d电子能量较高,B错误;
C. 电负性为原子对键合电子的吸引力,同周期除零族原子序数越大电负性越强,钾与铬位于同周期,铬原子序数大于钾,故铬电负性比钾高,原子对键合电子的吸引力比钾大,C正确;
故答案为AC;
(2) [Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中三价铬离子提供空轨道,N、O、Cl提供孤对电子与三价铬离子形成配位键,中心离子的配位数为N、O、Cl三种原子的个数和即3+2+1=6;
(3) PH3的价层电子对为3+1=4,故PH3中P的杂化类型是sp3; N原子电负性较强,NH3分子之间存在分子间氢键,因此NH3的沸点比PH3的高;H2O的键角小于NH3的,原因是:NH3含有一对孤对电子,而H2O含有两对孤对电子,H2O中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大;
(4)已知AlCr2具有体心四方结构,如图所示,黑球个数为8×+1=2,白球个数为8×+2=4,结合化学式AlCr2可知,白球为Cr,黑球为Al,即处于顶角位置的是Al原子。设Cr和Al原子半径分别为rCr和rAl,则金属原子的体积为,故金属原子空间占有率=%。
【分析】(1)根据Cr的核外电子排布分析;
(2)根据配位键形成的原理分析;
(3)根据价层电子对互斥理论分析;
(4)根据晶胞的均摊及空间占有率的计算方法分析;
12.【答案】(1)2-氟甲苯(或邻氟甲苯)
(2) + +NaOH +NaCl+H2O
(3)氨基、碳溴键、酮羰基、碳氟键
(4)
(5)取代反应
(6)10
(7)
【知识点】有机化合物的命名;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;有机化学反应的综合应用;醛的化学性质;取代反应
【解析】【解答】(1)由A()的结构可知,名称为:2-氟甲苯(或邻氟甲苯);
(2)反应③为与在氯化锌和氢氧化钠的作用下,发生取代反应生成;
(3)根据分析,含有的官能团为碳溴键,碳氟键,氨基,羰基(或酮基);
(4) 根据分析,D为,E为,根据结构特点,及反应特征,可推出Y为;
(5)根据分析,E为,F为,根据结构特点,可知与发生取代反应生成F;
(6)C为,含有苯环且能发生银镜反应的同分异构体含有醛基、碳氟键、碳氯键,结构有共10种;
(7)根据已知及分析可知,与乙酸、乙醇反应生成。
【分析】A()在酸性高锰酸钾的氧化下生成B(),与SOCl2反应生成C(),与在氯化锌和氢氧化钠的作用下,发生取代反应生成,与Y()发生取代反应生成,与发生取代反应生成F(),F与乙酸、乙醇反应生成W()
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