天津市静海区第一中学2020届高三化学3月学业能力调研试题（Word版附解析）

静海一中 2019-2020 第二学期高三化学 学生学业能力调研考试试卷 可能用到的相对原子质量为：H：1 O：16 Na：23 S：32 Ba：137 第Ⅰ卷 基础题 一、选择题：（每小题 3 分，共 36 分。每小题只有一个正确选项。） 1.2019 年 9 月 25 日，全世界几大空之一―—北京大兴国际机场，正式投运。下列相关说法不 正确的是( ) A. 机杨航站楼所用钢铁属于合金材料 B. 航站楼使用的玻璃是无机非金属材料 C. 航站楼采用的隔震支座由橡胶和钢板相互叠加粘结而成，属于新型无机材料 D. 机场高速应用自融冰雪路面技术，减少了常规融雪剂使用对环境和桥梁结构造成的破坏 【答案】C 【解析】 【详解】A．机杨航站楼所用钢铁是合金，属于金属材料，故 A 正确； B．玻璃是硅酸盐材料，属于无机非金属材料，故 B 正确； C．橡胶隔震支座，成分为有机高分子材料，钢板是金属材料，故 C 错误； D．常用的融雪剂为工业食盐，而盐溶液会加速铁的生锈，应尽量减小使用，故 D 正确； 故答案为 C。 2.下列关于自然界中氮循环的说法错误的是 A. 氮肥均含有 NH4+ B. 雷电作用固氮中氮元素被氧化 C. 碳、氢、氧三种元素参与了自然界中氮循环 D. 合成氨工业的产品可用于侯氏制碱法制备纯碱 【答案】A 【解析】 【详解】A 项，除了含有铵根的铵态氮肥以外，还有硝态氮肥（以硝酸根 NO3-为主）、铵态硝 态氮肥（同时含有硝酸根和铵根）、酰胺态氮肥（尿素），故 A 项错误； B 项，在闪电（高能）作用下，生成氮氧化合物，氮元素化合价升高，所以雷电作用固氮中氮 元素被氧化，故 B 项正确；C 项，碳、氢、氧三种元素参加了氮循环，如蛋白质的制造需要碳元素，又如氮气在放电条件 下，与氧气直接化合生成一氧化氮气体，二氧化氮易与水反应生成硝酸和一氧化氮等，故 C 项正确； D 项，侯氏制碱法制备纯碱涉及的反应为：NH3+CO2+H2O+NaCl＝NaHCO3↓+NH4Cl，碳酸氢 钠加热分解生成碳酸钠，该制备中用到了氨气，所以合成氨工业的产品可用于侯氏制碱法制 备纯碱，故 D 项正确。 故选 A。 3.下列说法中正确的有几项 ①钠在空气中燃烧生成淡黄色的 Na2O2 ②配制 480mL0.5mol/L 的 NaOH 溶液，需要用托盘天平称量氢氧化钠固体 9.6g ③盐酸既有氧化性又有还原性 ④Fe(OH)3、FeCl2、H2SiO3 都不直接用化合反应制备 ⑤SO2 能使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以它具有漂白性 ⑥将质量分数为 5%和 25%的氨水等体积混合后，所得溶液中溶质的质量分数大于 15% ⑦干燥的 Cl2 和氯水均能使鲜花褪色 ⑧中和热测定实验中需要用到的玻璃仪器只有烧杯、温度计和环形玻璃搅拌棒三种 ⑨纯银器在空气中久置变黑是因为发生了化学腐蚀 A. 3 项 B. 4 项 C. 5 项 D. 6 项 【答案】B 【解析】 【详解】①钠在空气中燃烧生成淡黄色的 Na2O2，正确；②配制 480mL0.5mol/L 的 NaOH 溶 液，因容量瓶是 500mL，需要用托盘天平称量氢氧化钠固体 10.0g，错误；③盐酸中 H 为+1 价是最高价，Cl 为-1 价为最低价，既有氧化性又有还原性，正确；④Fe(OH)3 可用 Fe(OH)2、 氧气和水化合制备，FeCl2 可用铁和氯化铁化合制备，错误；⑤SO2 能使酸性高锰酸钾溶液褪 色，所以它具有还原性，错误；⑥将质量分数为 5%和 25%的氨水等体积混合后，所得溶液中 溶质的质量分数小于 15%，错误；⑦因鲜花里有水份，干燥的 Cl2 和氯水均能使鲜花褪色，正 确；⑧中和热测定实验中需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、温度计和环形玻璃搅拌棒四种， 错误；⑨纯银器在空气中久置变黑是因为发生了化学腐蚀，正确；答案为 B。 4.分析生产生活中的下列过程，不涉及氧化还原反应的是（　　） A. 铜制品、铁制品在潮湿的空气中生锈B 缺铁性贫血服用补铁剂时，需与维生维 C 同时服用 C. 将氯气通入冷的消石灰中制漂白粉 D. 从海水中提取氯化镁 【答案】D 【解析】 A. 铜制品、铁制品在潮湿的空气中生锈，单质转化为化合物，是氧化还原反应；B. 缺铁性贫 血服用补铁剂时，需与维生维 C 同时服用，维 C 是强还原剂，可以把氧化性较强的+3 价铁还 原为+2 价铁；C. 将氯气通入冷的消石灰中制漂白粉，氯气转化为化合物，是氧化还原反应； D. 从海水中提取氯化镁的方法是先用碱把海水中的镁离子沉淀富集镁，再用盐酸溶解沉淀得 氯化镁溶液，然后蒸发浓缩、降温结晶得氯化镁晶体，接着在氯化氢气流中脱水得无水氯化 镁，这个过程中没有氧化还原反应。综上所述，本题选 D。 5.NA 是阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是 A. 4g 甲烷完全燃烧转移的电子数为 2NA B. 11.2L（标准状况）CCl4 中含有的共价键数为 2NA C. 3 mol SO2 和 1mol O2 于密闭容器中催化反应后分子总数为 3NA D. 1L 0.1mol·L－1 的 Na2S 溶液中 HS－和 S2－离子数之和为 0.1 NA 【答案】A 【解析】 【详解】A. 甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，碳元素化合价由-4 价升高到+4 价，所以 4g 甲 烷完全燃烧转移的电子数为 8NA/mol =2NA，故 A 正确； B. CCl4 在标况下为非气态，无法计算 11.2LCCl4 的物质的量，故 B 错误； C. SO2 和 O2 反应为可逆反应，反应不能进行完全，SO2 和 O2 都有剩余，所以 3 mol SO2 和 1mol O2 于密闭容器中催化反应后分子总数大于 3NA，故 C 错误； D.Na2S 溶液中分两步水解，生成 HS－和 H2S，根据物料守恒关系：HS－、H2S 和 S2－离子数之和 为 0.1NA，故 D 错误。 故选 A。 【点睛】本题为“NA”应用试题，解答此类题要注意题设陷阱，本题 B 选项，CCl4 在标况下 非气态，C 选项，二氧化硫和氧气反应为可逆反应，D 选项，要注意物料守恒的正确使用，考 4 16 / g g mol ×生只有在平时多总结，才能做到考试时慧眼识别。 6.下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是（ ） 选项 目的 分离方法 原理 A 分离氢氧化铁胶体与 FeCl3 溶液 过滤 胶体粒子不能通过滤纸 B 用乙醇提取碘水中的碘 萃取 碘在乙醇中的溶解度较大 C 用 MgCl2 溶液制备无水 MgCl2 固体 蒸发 MgCl2 受热不分解 D 除去丁醇中的乙醚 蒸馏 丁醇与乙醚的沸点相差较大 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A 项，胶体粒子可以通过滤纸，但不能通过半透膜，所以分离胶体与溶液的方法是渗 析，故 A 项错误； B 项，乙醇与水互溶，致使碘、水、乙醇三者混溶，不能用乙醇萃取的方法进行分离，故 B 项错误； C 项，用 MgCl2 溶液制备无水 MgCl2 固体，要先升温蒸发，然后降温结晶获得六水合氯化镁， 然后通过干燥氯化氢气流加热得到 MgCl2，故 C 项错误； D 项，丁醇和乙醚的沸点相差大，可以用蒸馏的方法分离，故 D 项正确。 综上所述，本题的正确答案为 D。 7.下列说法不正确的是( ) A. 金属汞一旦活落在实验室地面或桌面时，必须尽可能收集，并深理处理 B. 氨氮废水(含 NH4+及 NH3 ) 可用化学氧化法或电化学氧化法处理 C. 做蒸馏实验时，在蒸馏烧瓶中应加人沸石，以防暴沸。如果在沸腾前发现忘记加沸石，应 立即停止加热，冷却后补加 D. 用 pH 计、电导率仅(一种测量溶渡导电能力的仪器)均可检测乙酸乙酯的水解程度 【答案】A【解析】 【详解】A．金属汞一旦洒落在实验室地面或桌面，加硫磺粉处理，且金属汞不能深埋处理， 易污染土壤和地下水，故 A 错误； B．氨氮废水中 N 为-3 价，可利用氧化还原反应原理发生氧化反应转化为无毒物质，所以可用 化学氧化法或电化学氧化法处理，故 B 正确； C．做蒸馏实验时，蒸馏烧瓶中忘记加人沸石，需要停止加热，冷却后补加，故 C 正确； D．乙酸乙酯水解生成乙酸和乙醇，只有乙酸为电解质，且乙酸电离显酸性，则乙酸浓度越大， 酸性越强，导电能力也越强，所以用 pH 计、电导率仪(一种测量溶液导电能力的仪器)均可监 测乙酸乙酯的水解程度，故 D 正确； 故答案为 A。 8.下列方程式不能正确表示某沉淀溶解过程的是 A. 热的浓盐酸洗涤试管内壁的 MnO2：MnO2＋4H＋＋2Cl－ Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O B. 热的 NaOH 溶液洗涤试管内壁的 S：3S＋6NaOH 2Na2S＋Na2SO3＋3H2O C. 向石灰石粉的悬浊液中持续通 CO2：Ca(OH)2＋2CO2＝Ca(HCO3)2 D. 稀硫酸可除去铁锈：Fe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2O 【答案】C 【解析】 【详解】A. 热的浓盐酸洗涤试管内壁的 MnO2，发生反应为 MnO2＋4H＋＋2Cl－ Mn2＋＋ Cl2↑＋2H2O，A 正确； B. 热的 NaOH 溶液洗涤试管内壁的 S，发生反应为 3S＋6NaOH 2Na2S＋Na2SO3＋3H2O， B 正确； C. 向石灰石粉的悬浊液中持续通 CO2，发生反应为 CaCO3+CO2+H2O＝Ca(HCO3)2，C 不正确； D. 稀硫酸可除去铁锈，发生反应为 Fe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2O，D 正确； 答案为 C。 9.X、Y、Z、W、M 五种元素的原子序数依次增大。已知 X、Y、Z、W 是短周期元素中的四 种非金属元素，X 元素的原子形成的离子就是一个质子，Z、W 在元素周期表中处于相邻的位 置，它们的单质在常温下均为无色气体，Y 原子的最外层电子数是内层电子数的 2 倍，M 是 地壳中含量最高的金属元素。下列说法正确的是（ ） Δ Δ Δ ΔA. 五种元素的原子半径从大到小的顺序是：M＞W＞Z＞Y＞X B. X、Z 两元素能形成原子个数比(X：Z)为 3：1 和 4：2 的化合物 C. 化合物 YW2、ZW2 都是酸性氧化物 D. 用 M 单质作阳极，石墨作阴极电解 NaHCO3 溶液，电解一段时间后，在阴极区会出现白色 沉淀 【答案】B 【解析】 【分析】 X 元素的原子形成的离子就是一个质子，应为 H 元素，Y 原子的最外层电子数是内层电子数 的 2 倍，应为 C 元素；Z、W 在元素周期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色 气体，则 Z 为 N 元素、W 为 O 元素；M 是地壳中含量最高的金属元素，应为 Al 元素。 【详解】A．H 原子半径最小，同周期随原子序数增大原子半径减小，同主族自上而下原子半 径增大，故原子半径 Al＞C＞N＞O＞H，即 M＞Y＞Z＞W＞X，故 A 错误； B．N、H 两元素能形成 NH3、N2H4，故 B 正确； C．化合物 CO2 是酸性氧化物，NO2 与水反应生成硝酸和 NO，不是酸性氧化物，故 C 错误； D．用 Al 单质作阳极，石墨作阴极电解 NaHCO3 溶液，阴极生成氢气，不会生成沉淀，故 D 错误。 综上所述，答案为 B。 【点睛】同周期随原子序数增大原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大。 10.R 是合成某高分子材料的单体，其结构简式如图所示。下列说法错误的是（ ） A. R 能发生加成反应和取代反应 B. 用 NaHCO3 溶液可检验 R 中是否含有羧基 C. R 与 HOCH2COOH 分子中所含官能团完全相同 D. R 苯环上的一溴代物有 4 种 【答案】C 【解析】 详解】A.分子中含有醇羟基，能发生取代反应，含有苯环，能与氢气发生加成反应，故 A 正【确； B. 该分子的羧基可以与 NaHCO3 溶液反应生成二氧化碳，故 B 正确； C. 该分子中含有三种官能团：氨基、羟基、羧基；HOCH2COOH 分子中所含官能团为羟基、 羧基，故 C 错误； D. R 苯环上有四种环境的氢，故其一溴代物有 4 种，故 D 正确； 故答案选 C。 11.一种钌（Ru）基配合物光敏染料敏化太阳能电池的示意图如下。 电池工作时发生的反应为： RuII RuII *(激发态) RuII *→ RuIII+e- I3-+ 2e-→3I- RuIII+3I-→RuII++ I3- 下列关于该电池叙述错误的是 ( ) A. 电池中镀 Pt 导电玻璃 正极 B. 电池工作时，I－离子在镀 Pt 导电玻璃电极上放电 C. 电池工作时，电解质中 I－和 I3－浓度不会减少 D. 电池工作时，是将太阳能转化为电能 【答案】B 【解析】 【分析】 由图电子的移动方向可知，半导材料 TiO2 为原电池的负极，镀 Pt 导电玻璃为原电池的正极， 电解质为 I3-和 I-的混合物，I3-在正极上得电子被还原，正极反应为 I3-+2e-=3I-，由此分析解答。 【详解】根据上述分析，结合图示信息得， 为A. 由图可知，镀 Pt 导电玻璃极为电子流入的一极，所以为正极，A 项正确； B. 原电池中阴离子在负极周围，所以 I-离子不在镀 Pt 导电玻璃电极上放电，B 项错误； C. 电池的电解质溶液中 I-的浓度和 I3-的浓度不变，C 项正确； D. 由图可知该电池是将太阳能转化为电能的装置，D 项正确。 答案选 B。 12.25℃时，向某 Na2CO3 溶液中加入稀盐酸，溶液中含碳微粒的物质的量分数(φ)随溶液 pH 变 化的部分情况如图所示。下列说法中正确的是 A. pH=7 时， c(Na+)=(Cl－ )+c(HCO3－)+2c(CO32－) B. pH=8 时，c(Na+)=c(C1－) C. pH=12 时， c(Na+ )>c(OH－ )>c(CO32－)>c(HCO3－)>c(H+) D. 25℃时，CO32－+H2O HCO3－+OH－的水解平衡常数 Kh=10－10mol·L－1 【答案】A 【解析】 【详解】A、由电荷守恒可知，c(Na+)+c(H+)=(OH－ )+Cl－ )+c(HCO3－)+2c(CO32－), pH=7 时， c(H+)=(OH－ )，则 c(Na+)=(Cl－ )+c(HCO3－)+2c(CO32－)，故 A 正确； B、据图可知，pH=8 时溶液中溶质为碳酸氢钠和氯化钠，则溶液中 c（Cl－）＜c（Na＋），故 B 错误； C、pH=12 时，溶液为 Na2CO3 溶液，碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子，碳酸 氢根离子水解生成碳酸和氢氧根离子， 则 c(Na+ )>c(CO32－)>c(OH－ )>c(HCO3－)>c(H+)，故 C 错误； D、CO32－的水解常数 Kh=c(HCO3－)c(OH－)/c(CO32－)，据图可知，当溶液中 c（HCO3－）:c （CO32－）=1:1 时，溶液的 pH=10，c（H＋）=10-10mol·L－1，由 Kw 可知 c（OH－）=10-4mol·L －1，则 Kh=c(HCO3－)c(OH－)/c(CO32－)=c（OH－）=10-4mol·L－1，故 D 错误； 故选 A。【点睛】本题考查盐类的水解、平衡常数计算、弱电解质的电离等，难点为 D，注意利用溶液 中 c（HCO3－）:c（CO32－）=1:1 时，溶液的 pH=10 这个条件。 二、填空题 13.形形色色的物质，构成了我们这个五彩缤纷的世界。世上万物，神奇莫测，常常超乎人们 按“常理"的想象。学习物质结构和性质的知识，能使你想象的翅膀变得更加有力。 （1）基态 Ga 原子的核外电子排布式是[Ar]__，基态 Ga 原子核外电子占据最高能级的电子云 轮廓图为___。 （2）HC≡CNa(乙炔钠)广泛用于有机合成，乙炔钠中 C 原子的杂化类型为__。乙炔钠中存在 ___(填字母)。 A.金属键 B.σ 键 C.π 键 D.氢键 E.配位键 F.离子键 G.范德华力 （3）NaN3 是汽车安全气囊中的主要化学成分，其阴离子的立体构型为___。写出和该阴离子 互为等电子体的一种分子的结构式___。 （4）配体中配位原子提供孤电子对的能力与元素的电负性有关，SCN-的结构式可以表示为 [S=C=N]-或[S-C≡N]-，SCN-与 Fe3+、Au+和 Hg2+等离子能形成配离子，N、C、S 的电负性依次 为 3.0、2.5 和 2.5。SCN-中提供孤电子对的原子可能是___。 （5）某离子晶体的晶胞结构如图所示。 ①晶体中在每个 X 周围与它最近且距离相等的 X 共有___个。 ②设该晶体的摩尔质量为 Mg·mol-1，晶胞的密度为 ρg·cm-3，阿伏加德罗常数为 NA，则晶 体中两个最近的 X 间的距离为___cm。 【答案】 (1). 3d104s24p1 (2). 哑铃形 (3). sp (4). BCF (5). 直线形 (6). N=N=O 或 O=C=O (7). S (8). 12 (9). 【解析】 【分析】 ⑴Ga 为 31 号元素，基态 Ga 原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p1，基态 Ga 原 子核外电子占据最高能级为 4p。 3 A 2 4M 2 ρN ×⑵HC≡CNa(乙炔钠)广泛用于有机合成，乙炔钠中 C 原子 2 个 σ 键，无孤对电子；乙炔钠中存 在 Na+与 HC≡C－形成离子键，碳碳三键里有 1 个 σ 键，2 个 π 键。 ⑶阴离子 N3－的中心 N 价层电子对数为 ；由于价电子 N－= O，因此可 以得等电子体。 ⑷根据结构可以得出 C 无孤对电子，S、N 都有孤对电子，又根据电负性越大，吸引电子能力 越强，形成配位键能力越弱。 ⑸①以顶点 X 分子，与它最近的 X 在面心上，通过空间想象每个平面有 4 个 X，共有三个平 面。 ②根据晶胞得到 X 个数和 Y 个数，因此得到化学式，先计算体积，再计算边长，晶体中两个 最近的 X 间的距离为面对角线的一半，再算晶体中两个最近的 X 间的距离。 【详解】⑴Ga 为 31 号元素，基态 Ga 原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p1，因 此核外电子排布式是[Ar]3d104s24p1，基态 Ga 原子核外电子占据最高能级为 4p，其电子云轮廓 图为哑铃形；故答案为：3d104s24p1；哑铃形。 ⑵HC≡CNa(乙炔钠)广泛用于有机合成，乙炔钠中 C 原子 2 个 σ 键，无孤对电子，因此 C 的杂 化类型为 sp 杂化；A. HC≡CNa 是离子化合物，不存在金属键，故 A 不符合题意；B. 碳碳三 键里有 1 个 σ 键，故 B 符合题意；C. 碳碳三键里有 1 个 σ 键，2 个 π 键，故 C 符合题意；D. 电负性大的原子与氢形成的共价键，这个分子的氢与另外一个分子中电负性大的原子形成氢 键，HC≡CNa 不满足这个条件，故 D 不符合题意；E. HC≡CNa 没有中心原子，也无孤对电子， 因此无配位键，故 E 不符合题意；F. HC≡CNa 是离子化合物，含有离子键，故 F 符合题意； G. HC≡CNa 是离子化合物，不是分子，不存在范德华力，故 G 不符合题意；故答案为：sp； BCF。 ⑶NaN3 是汽车安全气囊中的主要化学成分，其阴离子 N3－的中心 N 价层电子对数为 ，为 sp 杂化，其立体构型为直线形；由于价电子 N－= O，因此和该阴 离子互为等电子体的一种分子的结构式 N=N=O 或 O=C=O； ⑷配体中配位原子提供孤电子对的能力与元素的电负性有关，SCN－的结构式可以表示为 [S=C=N]－或[S−C≡N]－，SCN－与 Fe3+、Au+和 Hg2+等离子能形成配离子，根据结构可以得出 C 无孤对电子，S、N 都有孤对电子，又根据 N、C、S 的电负性依次为 3.0、2.5 和 2.5，电负性 越大，吸引电子能力越强，形成配位键能力越弱，因此 SCN－中提供孤电子对的原子可能是 12+ (5 1 3 2) 22 + − × = 12+ (5 1 3 2) 22 + − × =S；故答案为：S。 ⑸①以顶点 X 分子，与它最近的 X 在面心上，通过空间想象每个平面有 4 个 X，共有三个平 面，因此晶体中在每个 X 周围与它最近且距离相等的 X 共有 12 个；故答案为：12。 ②根据晶胞得到 X 个数有 ，Y 个数有 8 个，因此该离子化合物化学式为 XY2，设该晶体的摩尔质量为 Mg·mol−1，晶胞的密度为 ρg·cm−3，阿伏加德罗常数为 NA， ，晶胞边长为 ，由于晶体中两个最近的 X 间的 距离为面对角线的一半，因此晶体中两个最近的 X 间的距离为 ；故答案为： 。 14.扎来普隆是一种短期治疗失眠症的药物，其合成路线如下： 回答下列问题： （1）A 中 官能团名称是________________。 （2） 所需的试剂和条件分别为________________。 （3） 、 的反应类型依次为________、________。 （4）扎来普隆的分子式为________________。 （5） 的化学方程式为________________________。 （6）属于芳香化合物，且含有硝基，并能发生银镜反应的 B 的同分异构体有________种（不 考虑立体异构），其中核磁共振氢谱有 4 组峰的结构简式有________________。 （7）已知： 有碱性且易被氧化。设计由 和乙醇制备 的合成路线（无 机试剂任选）。________ 的 1 18 + 6 48 2 × × = 1 1 3A 3 A mol mol M 4m 4MV= = cmρ ρg cm ρN g N − − − × =⋅ ⋅ 3 A 4M cmρN 3 A 2 4M cm2 ρN × 3 A 2 4M 2 ρN × A B→ B C→ E F→ C D→ 2NH−【答案】 (1). 羰基（或酮基） (2). 浓 ，浓 (3). 还原反应 (4). 取代反应 (5). (6). (7). 17 (8). 、 (9). 【解析】 【分析】 (7)因 有碱性且易被氧化，则由 和乙醇制备 时，应先将-CH3 氧化为 -COOH，再与乙醇发生酯化反应，最后再将-NO2 还原为-NH2，即可得到目标产物。 【详解】(1)A 的结构简式为 ，含有的官能团名称是羰基； (2)A 的结构简式为 ，B 的结构简式为 ，则 发生取代反应，所需的 试剂和条件分别为浓 ，浓 ； (3)由 B 的结构简式为 、C 的结构简式为 、E 的结构简式为 、F 的结构简式为 可知， 是-NO2 转化为-NH2，发 生了还原反应，而 的反应类型为取代反应； (4)扎来普隆的结构简式为 ，其分子式为 ； (5)C 的结构简式为 、D 的结构简式为 ，则 发生取代反应的 3HNO 2 4H SO / ∆ 17 15 5C H ON 2NH− A B→ 3HNO 2 4H SO / ∆ B C→ E F→ 17 15 5C H ON C D→化学方程式为 ； (6)B 的结构简式为 ，其属于芳香化合物，且含有硝基，并能发生银镜反应的同分 异构体满足：①含有苯环和硝基；②含有-CH2CHO 或一个甲基和一个-CHO；若为-NO2 和 -CH2CHO，则有 4 种结构，其中有一种为苯环上连接-CH(NO2)CHO；若为-NO2、-CH3 和 -CHO，则有 4+4+2=10 种，另外还有-CH2NO2 和-CHO 共有 3 种，共有 4+10+3=17 种，其中 核磁共振氢谱有 4 组峰的结构简式有 、 ； (7)因 有碱性且易被氧化，则由 和乙醇制备 时，应先将-CH3 氧化为 -COOH，再与乙醇发生酯化反应，最后再将-NO2 还原为-NH2，具体合成路线为 。 【点睛】本题题干给出了较多的信息，学生需要将题目给信息与已有知识进行重组并综合运 用是解答本题的关键，需要学生具备准确、快速获取新信息的能力和接受、吸收、整合化学 信息的能力，采用正推和逆推相结合的方法，逐步分析有机合成路线，可推出各有机物的结 构简式，然后分析官能团推断各步反应及反应类型。本题需要学生根据双安妥明的结构特点 分析合成的原料，再结合正推与逆推相结合进行推断，充分利用反应过程 C 原子数目，对学 生的逻辑推理有较高的要求。难点是同分异构体判断，注意题给条件，结合官能团的性质分 析解答。 第Ⅱ卷 提高题 15.二氯化二硫(S2Cl2)是一种重要的化工原料，常用作橡胶硫化剂，改变生橡胶受热发黏、遇 冷变硬的性质。查阅资料可知 S2Cl2 具有下列性质： 2NH−（1）制取少量 S2Cl2 实验室可利用硫与少量氯气在 110～140℃反应制得 S2Cl2 粗品，氯气过量则会生成 SCl2。 ①仪器 m 的名称为___，装置 F 中试剂的作用是___。 ②装置连接顺序：A→___→___→___→E→D。 ③实验前打开 K1，通入一段时间的氮气排尽装置内空气。实验结束停止加热后，再通入一段 时间的氮气，其目的是___。 ④为了提高 S2Cl2 的纯度，实验的关键是控制好温度和___。 （2）少量 S2Cl2 泄漏时应喷水雾减慢其挥发(或扩散)，并产生酸性悬浊液。但不要对泄漏物或 泄漏点直接喷水，其原因是___。 （3）S2Cl2 遇水会生成 SO2、HCl 两种气体，某同学设计了如下实验方案来测定该混合气体 SO2 的体积分数。 ①W 溶液可以是___ (填标号)。 a.H2O2 溶液 b.KMnO4 溶液(硫酸酸化) c.氯水 ②该混合气体中二氧化硫的体积分数为___(用含 V、m 的式子表示)。 【答案】 (1). 直形冷凝管(或冷凝管) (2). 除去 Cl2 中混有 HCl 杂质 (3). F (4). C (5). B (6). 将装置内的氯气排入 D 内吸收以免污染空气，并将 B 中残留的 S2Cl2 排入 E 中收集 (7). 滴入浓盐酸的速率(或 B 中通入氯气的量) (8). S2Cl2 遇水会分解放热， 放出腐蚀性烟气 (9). ac (10). ×100%或 %或 %或 % 【解析】 的 22.4m 233V 2240m 233V 9.6m V 9.61m V【分析】 (1)实验室可利用硫与少量氯气在 110～140℃反应制得 S2Cl2 粗品，氯气过量则会生成 SCl2， 利用装置 A 制备氯气，氯气中含氯化氢气体和水蒸气，通过装置 F 除去氯化氢，通过装置 C 除去水蒸气，通过装置 B 和硫磺反应在 110～140℃反应制得 S2Cl2 粗品，通过装置 E 冷凝得 到二氯化二硫(S2Cl2)，连接装置 D 是防止空气中水蒸气进入； (2)S2Cl2 受热或遇水分解放热，放出腐蚀性烟气； (3)S2Cl2 遇水会生成 SO2、HCl 两种气体，某同学设计了如下实验方案来测定该混合气体中 SO2 的体积分数，混合气体通过溶液 W 溶液吸收二氧化硫气体得到溶液中加入加入过量氢氧化钡 溶液反应得到硫酸钡沉淀，过滤洗涤干燥称量得到硫酸钡沉淀质量 mg，元素守恒计算二氧化 硫体积分数。 【详解】(1)实验室可利用硫与少量氯气在 110～140℃反应制得 S2Cl2 粗品，氯气过量则会生 成 SCl2，利用装置 A 制备氯气，氯气中含氯化氢气体和水蒸气，通过装置 F 除去氯化氢，通 过装置 C 除去水蒸气，通过装置 B 和硫磺反应在 110～140℃反应制得 S2Cl2 粗品，通过装置 E 冷凝得到二氯化二硫(S2Cl2)，连接装置 D 是防止空气中水蒸气进入； ①仪器 m 的名称为直形冷凝管(或冷凝管)，装置 F 中试剂的作用是：除去 Cl2 中混有的 HCl 杂质； ②利用装置 A 制备氯气，氯气中含氯化氢气体和水蒸气，通过装置 F 除去氯化氢，通过装置 C 除去水蒸气，通过装置 B 和硫磺反应在 110～140℃反应制得 S2Cl2 粗品，通过装置 E 冷凝得 到二氯化二硫(S2Cl2)，连接装置 D 是防止空气中水蒸气进入，依据上述分析可知装置连接顺 序为：A→F→C→B→E→D； ③实验前打开 K1，通入一段时间的氮气排尽装置内空气。实验结束停止加热后，再通入一段 时间的氮气，其目的是：将装置内的氯气排入 D 内吸收以免污染空气；并将 B 中残留的 S2Cl2 排入 E 中收集； ④反应生成 S2Cl2 中因氯气过量则会有少量生成 SCl2，温度过高 S2Cl2 会分解，为了提高 S2Cl2 的纯度，实验的关键是控制好温度和滴入浓盐酸的速率或 B 中通入氯气的量； (2)少量 S2Cl2 泄漏时应喷水雾减慢其挥发(或扩散)，并产生酸性悬独液，但不要对泄漏物或泄 漏点直接喷水，其原因是：防止 S2Cl2 遇水分解放热，放出腐蚀性烟气； (3)S2Cl2 遇水会生成 SO2、HCl 两种气体，某同学设计了如下实验方案来测定该混合气体中 SO2 的体积分数，混合气体通过溶液 W 溶液吸收二氧化硫气体得到溶液中加入加入过量氢氧化钡 溶液反应得到硫酸钡沉淀，过滤洗涤干燥称量得到硫酸钡沉淀质量 mg，元素守恒计算二氧化硫体积分数； ①W 溶液是吸收氧化二氧化硫的溶液，可以是 a.H2O2 溶液，c．氯水，但不能是 b.KMnO4 溶 液(硫酸酸化)，因为高锰酸钾溶液能氧化氯化氢生成氯气，故答案为：ac； ②过程分析可知生成沉淀为硫酸钡沉淀，硫元素守恒得到二氧化硫物质的量 n(SO2)=n(BaSO4)= = mol，该混合气体中二氧化硫的体积分数为气体物质的量 分数，二氧化硫体积分数= 。 【点睛】考查性质实验方案设计，侧重考查学生知识综合应用、根据实验目的及物质的性质 进行排列顺、数据处理能力，综合性较强，注意把握物质性质以及对题目信息的获取于使用， 难度中等。 16.燃煤烟气的脱硫脱硝是目前研究的热点。 （1）用 CH4 催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知: ①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574 kJ•mol-1 ②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160 kJ•mol-1 ③H2O(g)=H2O(l) △H=-44 kJ•mol-1 写出 CH4(g)与 NO2(g)反应生成 N2(g)、CO2(g)和 H2O(l) 的热化学方程式______________。 （2）某科研小组研究臭氧氧化--碱吸收法同时脱除 SO2 和 NO 工艺,氧化过程反应原理及反应 热、活化能数据如下: 反应Ⅰ:NO(g)+ O3(g) NO2(g)+O2(g) △H1 = -200.9 kJ•mol-1 Ea1 = 3.2 kJ•mol-1 反应Ⅱ:SO2(g)+ O3(g) SO3(g)+O2(g) △H2 = -241.6 kJ•mol-1 Ea2 = 58 kJ•mol-1 已知该体系中臭氧发生分解反应:2O3(g) 3O2(g)。请回答: 其它条件不变,每次向容积为 2L 的反应器中充入含 1.0 mol NO、1.0 mol SO2 的模拟烟气和 2.0 mol O3,改变温度,反应相同时间 t 后体系中 NO 和 SO2 的转化率如图所示: mg 233g / mol m 233 1 22.4233 100% 100%233 22.4 / 1 m mo m VL V L mo × = ×   ①由图可知相同温度下 NO 的转化率远高于 SO2,结合题中数据分析其可能原因_______。 ②下列说法正确的是 ____________ 。 A P 点一定为平衡状态点 B 温度高于 200℃后,NO 和 SO2 的转化率随温度升高显著下降、最后几乎为零 C 其它条件不变,若缩小反应器的容积可提高 NO 和 SO2 的转化率 ③假设 100℃时 P、Q 均为平衡点,此时反应时间为 10 分钟,发生分解反应的臭氧占充入臭氧总 量的 10%,则体系中剩余 O3 的物质的量是_______mol;NO 的平均反应速率为_______;反应Ⅱ 在此时的平衡常数为______ 。 （3）用电化学法模拟工业处理 SO2。将硫酸工业尾气中的 SO2 通入如图装置(电极均为惰性材 料)进行实验,可用于制备硫酸,同时获得电能: ①M 极发生的电极反应式为 ____________。 ②当外电路通过 0.2 mol 电子时,质子交换膜左侧的溶液质量_______(填“增大”或“减小”)_______ 克。 【答案】 (1). CH4(g)+2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H=-955 kJ/mol (2). 反应Ⅰ的 活化能小于反应Ⅱ，相同条件下更易发生反应 (3). BC (4). 0.65 (5). 0.0425mol/(L·min) (6). 0.96 (7). SO2+2H2O-2e- =SO42- +4H+ (8). 增大 (9). 6.2 【解析】 【 详 解 】 (1)①CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574 kJ•mol-1 ， ②CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160 kJ•mol-1 ， ③H2O(g)═H2O(l)△H=-44.0 kJ•mol-1，根据盖斯定律，将 ×(①+②+③×4)得：CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H=1 2×[(-574 kJ•mol-1)+(-1160 kJ•mol-1)+(-44.0 kJ•mol-1)×4]=-955kJ•mol-1 ， 故 答 案 为 CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H=-955kJ•mol-1； (2)①反应Ⅰ：NO(g)+ O3(g) NO2(g)+O2(g) △H1 = -200.9 kJ•mol-1 Ea1 = 3.2 kJ•mol-1 反应Ⅱ：SO2(g)+ O3(g) SO3(g)+O2(g) △H2 = -241.6 kJ•mol-1 Ea2 = 58 kJ•mol-1，反应Ⅰ的 活化能小于反应Ⅱ，相同条件下更易发生反应，因此相同温度下 NO 的转化率远高于 SO2，故 答案为反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ，相同条件下更易发生反应； ②A．图中曲线属于描点法所得图像，P 点不一定为图像的最高点，即不一定为平衡状态点， 可能是建立平衡过程中的一点，故 A 错误；B．根据图像，温度高于 200℃后，2O3(g) 3O2(g) 反应进行程度加大，体系中的臭氧浓度减小，NO 和 SO2 的转化率随温度升高显著下降、当臭 氧完全分解，则二者转化率几乎为零，故 B 正确；C．其它条件不变，若缩小反应器的容积， 使得 2O3(g) 3O2(g)平衡逆向移动，臭氧浓度增大，反应Ⅰ：NO(g)+ O3(g) NO2(g)+O2(g) 和反应Ⅱ：SO2(g)+ O3(g) SO3(g)+O2(g)平衡正向移动， NO 和 SO2 的转化 率提高，故 C 正确；故选 BC； CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（l）△H=-955kJ•mol-1 ③反应Ⅰ：NO(g)+ O3(g) NO2(g)+O2(g)中 NO 的转化率为 85%，则反应的 NO 为 0.85mol， O3 为 0.85mol；反应Ⅱ：SO2(g)+ O3(g) SO3(g)+O2(g)中 SO2 的转化率为 30%，反应的 SO2 为 0.3mol，O3 为 0.3mol，2O3(g) 3O2(g)中发生分解反应的臭氧占充入臭氧总量的 10%， 为 0.2mol，则体系中剩余 O3 的物质的量=2.0mol-0.85mol-0.3mol-0.2mol=0.65mol；NO 的平均 反应速率= =0.0425mol/(L·min)；平衡是为 0.85mol+0.30mol+0.3mol=1.45mol，反 应Ⅱ的平衡常数= =0.96，故答案为 0.65；0.0425mol/(L·min)；0.96； (3)①本质是二氧化硫、氧气与水反应生成硫酸，M 电极为负极，N 电极为正极，M 电极上二 氧化硫失去电子氧化生成 SO42-，根据原子守恒会电荷守恒可知，有水参加反应，有氢离子生 成，电极反应式为：SO2+2H2O-2e -═SO42-+4H+，故答案为 SO2+2H2O-2e -═SO42-+4H+； ②负极反应式为：SO2+2H2O-2e -═SO42-+4H+，正极反应式为 O2 + 4e-- + 4H+ == 2H2O，当外电 路通过 0.2 mol 电子时，负极反应的二氧化硫为 0.1mol，质量为 6.4g，同时有 0.2mol 氢离子通 过质子交换膜进入右侧，左侧溶液质量增大 6.4g-0.2g=6.2g，故答案为增大；6.2。 【点睛】本题综合考查了化学反应原理。本题的易错点为(3)，要注意根据原电池的总反应判 1 2 0.85 2 10min mol L× 1.45 0.3 2 2 0.7 0.65 2 2 × ×断电极反应方程式的书写，②中要注意氢离子的移动对溶液质量的影响。