山西省大同市2021届高三上学期学情调研测试化学试题（解析版）

大同市 2021 届高三学情调研测试试题(卷) 化学 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置。 2.全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效。 3.回答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需 改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案用 0.5mm 黑色笔迹 签字笔写在答题卡上。 4.考试结束后，将本试题和答题卡一并交回。 5.本试卷分第 I 卷(选择题)和第 II 卷(非选择题)两部分，共 100 分，考试时间 90 分钟。 可能用到的相对原子质量：H1 C12 O16 N14 P31 Cl35.5 Fe 56 Cu64 Zn 65 第 I 卷 (选择题) 一、选择题：本题包括 15 小题，每小题 3 分，共 45 分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 以下是中华民族为人类文明进步做出巨大贡献的几个事例，运用化学知识对其进行的分析不合理的是 A. 宋代《千里江山图》卷中的绿色颜料铜绿的主要成分是碱式碳酸铜，该颜料耐酸耐碱 B. 《本草纲月》中有如下记载：“火药乃焰硝(KNO3)、硫黄、杉木炭所合，以为烽燧铳机诸药者”，其中 利用了 KNO3 的氧化性 C. 商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎，该鼎属于铜合金制品 D. 屠呦呦用乙醚从青蒿中提取出对治疗疟疾有特效的青蒿素，该过程包括萃取操作 【答案】A 【解析】 【详解】A.碱式碳酸铜能与酸反应，该颜料不耐酸，A 错误； B.火药爆炸时生成氮气，KNO3 中的氮元素化合价降低，被还原，作氧化剂，体现了 KNO3 的氧化性，B 正确； C.后(司)母戊鼎属于铜合金制品，C 正确； D.用乙醚从青蒿中提取出对治疗疟疾有特效的青蒿素，与有机物易溶于有机物有关，该过程为萃取操作，D 正确； 答案选 A。 2. 下列表示正确的是 A. N2 分子的电子式： B. 甲酸甲酯的结构简式：C2H4O2C. CO2 的比例模型： D. 质子数为 35、中子数为 45 的溴原子： Br 【答案】D 【解析】 【详解】A. N2 分子的电子式应该为： ，A 错误； B. 甲酸甲酯的结构简式为：HCOOCH3，C2H4O2 为分子式，B 错误； C. 碳原子半径大于氧原子半径，CO2 的比例模型为： ，C 错误； D. 质子数为 35、中子数为 45 的溴原子的质量数为 35+45＝80，可表示为： Br，D 正确；答案选 D。 3. NA 是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 22.4L(标准状况)氮气中含有 7NA 个中子 B. 1L 浓度为 0.100mol/L 的 Na2CO3 溶液中，阴离子数为 0.100NA C. 12g 石墨烯和 12g 金刚石均含有 NA 个碳原子 D. 0.1molFe 在足量氧气中燃烧，转移电子数为 0.3NA 【答案】C 【解析】 【详解】A．标况下，22.4L 氮气物质的量为 1mol，1molN2 含有 14NA 个中子，A 错误； B．1L 浓度为 0.100mol/L Na2CO3 溶液，Na2CO3 的物质的量为 1mol，溶液中的阴离子除碳酸根、碳酸氢 根还有氢氧根离子，故阴离子数大于 0.100NA，B 错误； C．12g 石墨烯和 12g 金刚石均含 1molC，故含有 NA 个碳原子，C 正确； D．铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，故 0.1molFe 在足量氧气中燃烧，转移电子数为 NA，D 错误； 答案选 C。 4. 化学与生产、生活密切相关。下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 A. SO2 具有氧化性，可用于漂白纸浆 B. BaCO3 不溶于水，可用作医疗上检查肠胃的钡餐 C. 石墨具有导电性，可用于制铅笔芯 D. 明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水 【答案】D 【解析】 【详解】A. SO2 具有漂白性，可用于漂白纸浆，与氧化性没有关系，A 错误； 的 80 35 80 35 4 15B. BaCO3 不溶于水，但可溶于盐酸，不能用作医疗上检查肠胃的钡餐，应该用硫酸钡，B 错误； C. 石墨可用于制铅笔芯，与具有导电性没有关系，C 错误； D. 明矾溶于水，铝离子水解形成氢氧化铝胶体，可用于净水，D 正确；答案选 D。 5. 下列说法不正确 是 A. 根据纤维在火焰上燃烧产生的气味，可以鉴别蚕丝与棉花 B. 氨基酸是组成蛋白质的基本结构单元 C. 涤纶、合成橡胶和有机玻璃均属于合成高分子化合物 D. 煤的干馏和石油的分馏均属于化学变化 【答案】D 【解析】 【详解】A. 蛋白质灼烧产生烧焦羽毛的气味，根据纤维在火焰上燃烧产生的气味，可以鉴别蚕丝与棉花， A 正确； B. 氨基酸是组成蛋白质的基本结构单元，B 正确； C. 涤纶、合成橡胶和有机玻璃均属于合成高分子化合物，C 正确； D. 煤的干馏过程中产生新物质，属于化学变化，石油的分馏属于物理变化，D 错误；答案选 D。 6. 下列所示的物质间转化在给定条件下均能实现的是 A. NaBr(aq) Br2(aq) I2(aq) B. NaCl(aq) Cl2(g) 漂白粉(s) C. FeS2 SO2 H2SO4 D. SiO2 H2SiO3 Na2SiO3 【答案】A 【解析】 【详解】A. 非金属性 Cl＞Br＞I，则 NaBr(aq) Br2(aq) I2(aq)均能实现，A 正确； B. 应该用氯气和石灰乳制备漂白粉，石灰水的浓度太低，B 错误； C. 二氧化硫溶于水生成亚硫酸，三氧化硫溶于水才能生成硫酸，C 错误； D. 二氧化硅是酸性氧化物，但不溶于水，不能直接转化为硅酸，D 错误； 答案选 A。 7. 根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是 的 2Cl ( g)→ NaI ( aq)→ 电解→ 石灰水→ 2O 煅烧 → 2H O→ 2H O Δ → NaOH溶液→ 2Cl ( g)→ NaI ( aq)→选 项 实验操作和现象 结论 A 向蛋白质溶液中加入醋酸铅溶液，产生白色沉淀 蛋白质发生了盐析 B 将数滴 0.1mol·L-1 MgSO4 溶液滴入 2mL 0.1mol·L-1 NaOH 溶液中充分 反应，再滴加 0.1mol·L-1 CuSO4 溶液，出现蓝色沉淀 Ksp[Cu(OH)2]＜ Ksp[Mg(OH)2] C 室温下，向 0.1mol·L-1 HCl 溶液中加入少量镁粉，产生大量气泡，测得 溶液温度上升 镁与盐酸反应放热 D 向淀粉溶液中加适量的 20% H2SO4 溶液，加热，冷却后加 NaOH 溶液至中 性，再滴加少量碘水，溶液变蓝 淀粉未水解 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A. 向蛋白质溶液中加入醋酸铅溶液，产生白色沉淀，蛋白质发生了变性，A 错误； B. 将数滴 0.1mol·L-1 MgSO4 溶液滴入 2mL 0.1mol·L-1 NaOH 溶液中充分反应，再滴加 0.1mol·L-1CuSO4 溶液，出现蓝色沉淀，由于反应中氢氧化钠过量，则不能说明 Ksp[Cu(OH)2]＜ Ksp[Mg(OH)2]，B 错误； C. 室温下，向0.1mol·L-1 HCl 溶液中加入少量镁粉，产生大量气泡，测得溶液温度上升，这说明镁与盐 酸反应放热，C 正确； D. 向淀粉溶液中加适量的 20% H2SO4 溶液，加热，冷却后加 NaOH 溶液至中性，再滴加少量碘水，溶液 变蓝，只能说明有淀粉剩余，但不能说明淀粉未水解，D 错误； 答案选 C。 8. 对于下列实验，能正确描述其反应的离子方程式是 A. 0.1mo/LNaAlO2 溶液中通入过量 CO2：AlO +CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO B 向 CaCl2 溶液中通入 CO2：Ca2++H2O+CO2=CaCO3↓+2H+ C. 向 H2O2 溶液中滴加少量 FeCl3 溶液：2Fe3++H2O2=O2↑+2H++2Fe2+ D. 电解 MgCl2 水溶液：2Cl-+2H2O=2OH-+H2↑+Cl2↑ . 2 − 3 −【答案】A 【解析】 【 详 解 】 A. 0.1mo/LNaAlO2 溶 液 中 通 入 过 量 CO2 生 成 氢 氧 化 铝 和 碳 酸 氢 钠 ： AlO +CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO ，A 正确； B. 向 CaCl2 溶液中通入 CO2 不反应，B 错误； C. 向 H2O2 溶液中滴加少量 FeCl3 溶液双氧水分解：2H2O2 O2↑+2H2O，C 错误； D. 电解 MgCl2 水溶液生成氢氧化镁：2Cl-+Mg2＋+2H2O Mg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑，D 错误；答案选 A。 9. 短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大，X 原子核外电子总数与 Y 原子次外层的电子数相同， Y 是短周期中金属性最强的元素，Z 所在周期数与族序数相同，W 与 X 属于同一主族。下列说法正确的是 A. 由 X、Y 组成的化合物中一定不含共价键 B. X 单质的氧化性比 W 单质的氧化性强 C. Z 的氧化物的水化物是强碱 D. 原子半径：r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X) 【答案】B 【解析】 【分析】 Y 是短周期中金属性最强的元素，则 Y 为 Na 元素；X 原子核外电子总数与 Y 原子次外层的电子数相同， 则 X 为 O 元素；Z 所在周期数与族序数相同，Z 为 Al 元素；W 与 X 属于同一主族，且为短周期元素，所 以 W 为 S 元素。 【详解】A．O 元素和 Na 元素可以形成 Na2O2，其含有非极性共价键，故 A 错误； B．同主族元素自上而下非金属性减弱，所以非金属性 O>S，则单质的氧化性 O2>S，故 B 正确； C．Al 的氧化物的水化物为 Al(OH)3，属于弱碱，故 C 错误； D．电子层越多，原子半径越大，同周期从左向右原子半径减小，则原子半径：Y＞Z＞W＞X，故 D 错误； 综上所述答案为 B。 10. 科研人员提出 CeO2 催化合成碳酸二甲酯(DMC)需经历三步反应，示意图如图： 2 − 3 − 催化剂 电解下列说法正确的是 A. ①、②、③中均有 O－H 的断裂 B. 合成 DMC 的总反应为：2CH3OH+CO2→CH3OCOOCH3+H2O C. 该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 D. DMC 在碱性条件下完全水解消耗 NaOH 的物质的量为 1mol 【答案】B 【解析】 【详解】A．①中 CH3OH 生成 CH3O-，CH3OH 中的 O-H 键断裂；②中没有 O-H 键断裂；③CH3OH 生成 CH3OCOOCH3，CH3OH 中的 O-H 键断裂，故 A 错误； B．根据示意图可判断合成 DMC 的总反应为：2CH3OH+CO2→CH3OCOOCH3+H2O，故 B 正确； C．催化剂只影响化学反应速率，不影响平衡；平衡移动才会改变转化率，所以催化剂不能提高反应物的平 衡转化率，故 C 错误； D．DMC 为 CH3OCOOCH3，属于酯类，酯在碱性条件下可发生水解： CH3OCOOCH3+2NaOH→2CH3OH+Na2CO3，DMC 在碱性条件下完全水解消耗 NaOH 的物质的量为 2mol， 故 D 错误；故答案选 B。 11. 分枝酸可用于生化研究，在微生物、植物的芳香族氨基酸的生物合成系统中作为中间体，是重要的化合 物，其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述正确的是 A. 分枝酸的分子式为 C10H8O6 B. 该物质最多可与 2mol 氢气加成C. 可与乙醇、乙酸反应，且反应类型相同 D. 1mol 分枝酸最多可与 3molNaOH 发生中和反应 【答案】C 【解析】 【详解】A. 根据结构简式可知分枝酸的分子式为 C10H10O6，A 错误； B. 分子中只有碳碳双键和氢气发生加成反应，该物质最多可与 3mol 氢气加成，B 错误； C. 含有羧基和羟基，可与乙醇、乙酸反应，且反应类型相同，均是取代反应，C 正确； D. 分子中只有羧基和氢氧化钠反应，1mol 分枝酸最多可与 2molNaOH 发生中和反应，D 错误；答案选 C。 12. 利用下列装置(夹持装置略)进行实验，能达到实验目的的是 选 项 A B C D 实 验 实 验 目 的 将乙二醇 (HOCH2CH2OH)转化 为乙二酸(H2C2O4) 除去 SO2 的少量 HCl 比较氯化铁和二 氧化锰对 H2O2 分 解反应的催化效 果 配制 0.10mol/L 的 NaOH 溶液 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．乙二酸(H2C2O4)也会被酸性高锰酸钾氧化，故 A 错误； B．SO2 难溶于 NaHSO3 溶液，而 HCl 可以和 NaHSO3 溶液反应生成 SO2，故 B 正确； C．两组实验所用双氧水的浓度不同，变量不唯一，无法比较催化剂的效果，故 C 错误； D．向容量瓶中移液时要用玻璃杯引流，故 D 错误； 综上所述答案为 B。 13. 锌—空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，可作为新能源汽车的电源。总反应式为： 2Zn+O2+2H2O=2Zn(OH)2。有关该电池的说法正确的是A. 电池可以用稀硫酸做电解质溶液 B. 电池工作时，电子由 a 电极沿导线流向 b 电极 C. 空气扩散电极上的电极反应：O2+2H2O+4e-=4OH- D. 电池工作时，电路中通过 2mol 电子，标准状况下消耗氧气 22.4L 【答案】C 【解析】 【详解】A. 氢氧化锌能溶于稀硫酸，因此该电池不可以用稀硫酸做电解质溶液，A 错误； B. 锌是负极，电池工作时，电子由 b 电极沿导线流向 a 电极，B 错误； C. 空气扩散电极是正极，氧气得到电子，电极上的电极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-，C 正确； D. 电池工作时，电路中通过 2mol 电子，根据电子得失守恒可知消耗 0.5mol 氧气，则标准状况下消耗氧气 11.2L，D 错误；答案选 C。 14. 已知反应 S2O (aq)+2I-(aq)⇌2SO (aq)+I2(aq)，若向该溶液中加入含 Fe3+的某溶液，反应机理如图所示。 下列有关该反应的说法不正确的是 ①2Fe3+(aq)+2I-(aq)⇌I2(aq)+2Fe2+(aq) ②2Fe2+(aq)+S2O (aq)=2Fe3+(aq)+2SO (aq) A. Fe3+是该反应的催化剂，加入 Fe3+后降低了该反应的活化能 B. 反应①比反应②所需活化能大 2 6 − 2 4 − 2 6 − 2 4 −C. 向该溶液中滴加淀粉溶液，溶液变蓝，适当升温，蓝色加深 D. 该反应可设计成原电池 【答案】C 【解析】 【详解】A．Fe3+参与反应①的反应，但在反应②中又生成 Fe3+，说明 Fe3+是该反应的催化剂；催化剂能降 低反应所需的活化能；故 A 正确； B．由图可知，反应①比反应②所需活化能大，故 B 正确； C．由题意可知：S2O82− (aq)+2I−(aq)⇌2SO42− (aq)+I2(aq)是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，c(I2)减小， 蓝色变浅，故 C 错误； D．该反应是氧化还原反应，涉及到电子的转移，故可设计成原电池，D 正确； 答案选 C。 15. 25℃时，某混合溶液中 c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol·L-1，1gc(CH3COOH)、1gc(CH3COO-)、 lgc(H+)和 1gc(OH-)随 pH 变化的关系如图所示。Ka 为 CH3COOH 的电离常数，下列说法错误的是 A. O 点时，c(H+)=c(OH-) B. N 点时，pH=-lgKa C. pH 由 7 到 14 的变化过程中，CH3COO-的水解程度始终增大 D. 该体系中，c(CH3COOH)= mol·L-1 【答案】C 【解析】 【分析】 根据图像分析可知，随着 pH 的升高，氢氧根离子和醋酸根离子浓度增大，氢离子和醋酸离子浓度减小， 又 pH=7 的 时 候 ， 氢 氧 根 离 子 浓 度 等 于 氢 离 子 浓 度 ， 故 可 推 知 ， 图 中 各 曲 线 + + a 0.1c(H ) K +c(H )代表的浓度分别是：曲线 1 为 lgc(CH3COO-)随 pH 的变化曲线，曲 线 2 为 lgc(H+)随 pH 的变化曲线，曲线 3 为 lgc(OH-)随 pH 的变化曲线，曲线 4 为 lgc(CH3COOH)随 pH 的变化曲线，据此结合水溶液的平衡分析作答。 【详解】A. 根据上述分析可知，O 点为曲线 2 和曲线 3 的交点，对应的 pH=7，应该得出的结论为： c(H+)=c(OH-)，故 A 正确； B. N 点为曲线 1 和曲线 4 的交点，lgc(CH3COO-)=lgc(CH3COOH)，即 c(CH3COO-)=c(CH3COOH)，因 Ka= ，代入等量关系并变形可知 pH=-lgKa，故 B 正确； C. 醋酸根离子的水解平衡为：CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-，pH 由 7 到 14 的变化过程中，碱性不断 增强，c(OH-)不断增大，则不利于醋酸根离子的水解平衡，会使其水解程度减小，故 C 错误； D. c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1mol/L，则 c(CH3COO-)=0.1mol/L-c(CH3COOH)，又 Ka= ，联立两式消去 c(CH3COO-)并化简整理可得出，c(CH3COOH)= mol/L，故 D 正确；答案选 C。 第Ⅱ卷 (非选择题) 二、非选择题：本题包括必考题和选考题两部分，第 16-18 题为必考题，每个题考生都必须做 答；第 19、20 为选考题，考生根据要求做答。 (一)必考题：共 3 题，共 40 分。 16. 铁氧体一般是指铁族的和其他一种或多种适当的金属元素的复合氧化物。锰锌铁氧体具有高的起始导磁 率。可制作电感器、变压器的磁芯、磁头及天线棒。一种以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体的主要流 程如图，请回答下列问题： 已知：锰元素在溶液中以 Mn2+的形式稳定存在。 ( ) ( ) ( ) - + 3 3 CH COO H CH COOH c c c ⋅  ( ) ( ) ( ) - + 3 3 CH COO H CH COOH c c c ⋅ + + 0.1 (H ) (H )a c K c+(1)废旧电池中仍残留有二氧化锰。酸浸时，提高酸速率的方法有________(写出一种)，H2O2 的作用是 ________，二氧化锰发生反应的化学方程式________。 (2)除汞是以氮气为载气吹入滤液带出汞蒸汽经 KMnO4 溶液进行吸收而实现的。如图是 KMnO4 溶液处于不 同 pH 值时对应的 Hg 去除率变化图，图中物质为 Hg 与 MnO 在该 pH 范围内的主要产物。试猜想在强酸 性环境下汞的单位时间去除率高的可能原因：①________；②________。 (3)测定锰锌铁氧体(MnxZn1-xFe2O4)中 ZnO 含量的实验步骤如图： ①配制溶液 A 用的玻璃仪器有________烧杯、玻璃棒及胶头滴管。 ②准确量取 25.00mL 溶液 A，二甲酚橙作指示剂，用 0.01000mol·L-1 的 EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其 中的 Zn2+(反应原理为 Zn2++H2Y2-=ZnY2-+2H+)，至滴定终点时消耗 EDTA 标准溶液 20.00mL。通过计算确 定该铁氧体中 ZnO 的质量分数为________。 【 答 案 】 (1). 加 热 或 研 碎 或 搅 拌 (2). 作 还 原 剂 ， 将 二 氧 化 锰 还 原 为 Mn2+ (3). MnO2+H2O2+H2SO4=MnSO4+O2↑+2H2O (4). 高锰酸钾在酸性环境中氧化性最强 (5). Mn2+具有催化作 用 (6). 250mL 容量瓶 (7). 16.20% 【解析】 【详解】(1)根据外界条件对反应速率的影响可知酸浸时，提高酸速率的方法有加热或研碎或搅拌等；由于 锰元素在溶液中以 Mn2+的形式稳定存在，则 H2O2 的作用是作还原剂，将二氧化锰还原为 Mn2+，反应中双 氧 水 被 氧 化 为 氧 气 ， 则 根 据 原 子 守 恒 可 知 二 氧 化 锰 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 MnO2+H2O2+H2SO4=MnSO4+O2↑+2H2O。 (2)由于在中性或碱性条件下 KMnO4 氧化性较低，而酸性条件下氧化性较强，且还原产物是 Mn2+，因此在 4 −强酸性环境下汞的单位时间去除率高的可能原因为：高锰酸钾在酸性环境中氧化性最强，Mn2+具有催化作 用。 (3)①配制 250mL 溶液 A 用的玻璃仪器有 250mL 容量瓶、烧杯、玻璃棒及胶头滴管等。 ②至滴定终点时消耗 EDTA 标准溶液 20.00mL，则根据方程式 Zn2++H2Y2-=ZnY2-+2H+可知溶液中 Zn2+物质 量是 2.0×10－4mol，所以该铁氧体中 ZnO 的质量分数为 ＝ 16.20%。 17. ClO2 气体的氧化性与 Cl2 的氧化性相近，是安全、无毒的绿色消毒剂和保鲜剂。某兴趣小组对其制备、 吸收、释放和应用进行了研究，如图。 (1)安装 F 中导管时，应选用图中的________(填字母)。 (2)A 装置用于制备 ClO2，在制备过程中会生成 Cl2，则发生反应的化学方程式为：________。C 装置用于 吸收 Cl2，ClO2 在 D 中会被稳定剂完全吸收生成 NaClO2，整个过程中，F 溶液的颜色不变。 (3)已知在酸性条件下 NaClO2 可发生反应生成 NaCl 并释放出 ClO2，该反应的离子方程式为________。在 ClO2 释放实验中，打开装置________(填字母)的活塞，使反应发生，则装置 F 的作用是________。 (4)已吸收 ClO2 气体的稳定剂 I 和稳定剂 II，加酸后释放 ClO2 的浓度随时间的变化如图所示。若将其用于 水果保鲜，你认为效果较好的稳定剂是________。 的 4 2502.0 10 81 /25 100%1.0 mLmol g molmL g −× × × ×(5)ClO2 和 Cl2 在消毒时自身均被还原为 Cl-，则常温常压下，等体积的 ClO2 的消毒能力是 Cl2 的________ 倍。 【答案】 (1). b (2). 2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O (3). 4H＋+5ClO =Cl－+4ClO2↑+2H2O (4). E (5). 验证是否有 ClO2 生成 (6). 稳定剂Ⅱ (7). 2.5 【解析】 【分析】 装 置 A 中 盛 放 NaClO3 溶 液 ， 装 置 B 盛 放 稀 盐 酸 ， 两 者 发 生 反 应 ： 2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O，装置 C 的作用是吸收 Cl2，除去氯气，ClO2 在装置 D 中被稳 定剂完全吸收生成 NaClO2，在酸性条件下 NaClO2 可发生反应 4H＋+5ClO =Cl－+4ClO2↑+2H2O 生成 NaCl 并释放出 ClO2，装置 F 检验 D 中生成的二氧化氯，据此解答。 【详解】(1)F 装置应是 Cl2 和 KI 反应，还需要连接尾气处理装置，所以应长管进气，短管出气，故选 b； (2)A 装置用于制备 ClO2，在制备过程中会生成 Cl2，则发生反应的化学方程式为： 2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O； (3)在酸性条件下 NaClO2 可发生反应生成 NaCl 并释放出 ClO2，根据元素守恒可知应还有水生成，该反应 的离子方程式为：4H＋+5ClO =Cl－+4ClO2↑+2H2O；在 ClO2 释放实验中，需打开 E 的活塞，D 中发生反应 生成 ClO2，则装置 F 的作用是验证是否有 ClO2 生成； (4)由图可知，稳定剂Ⅱ可以缓慢释放 ClO2，能较长时间维持保鲜所需的浓度，所以稳定剂Ⅱ好； (5)ClO2 和 Cl2 在消毒时自身均被还原为 Cl-，其中 ClO2 和 Cl2 得到电子的个数分别是 5 和 2 个，则常温常 压下，等体积的 ClO2 的消毒能力是 Cl2 的 5÷2＝2.5 倍。 18. 维持大气中 CO2 的平衡对生态环境保护有着重要意义。 (1)CO2 催化加氢合成低碳烯烃技术能有效利用大气中的 CO2。 以合成 C2H4 为例，该转化分为两步进行： 2 − 2 − 2 −第一步：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH1= +41.3kJ/mol 第二步：2CO(g)+4H2(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2= -210.5kJ/mol CO2 加氢合成乙烯的热化学方程式为________。 (2)CO2 催化加氢在一定条件下还可以合成 CH4。已知反应 CO2(g) +4H2(g)⇌CH4(g) + 2H2O(g)。在体积为 1L 的密闭刚性容器中，充入 4mol H2 和 1mol CO2，测得温度对 CO2 的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如 图所示。 ①已知 M 点总压为 1MPa，该反应在此温度下的平衡常数 Kp=________MPa-2。(Kp 是用平衡分压代替平衡 浓度表示的化学平衡常数，气体分压=气体总压×物质的量分数。) ②欲增加二氧化碳的平衡转化率，可采取的措施有________(填字母)。 A.通入惰性气体 B.提高温度 C.增加二氧化碳浓度 D.增加氢气浓度 (3)利用铜基配合物 l，10-phenanthroline -Cu 催化剂电催化 CO2 还原制备碳基燃料(包括 CO、烷烃和酸等)是 减少 CO2 在大气中累积和实现可再生能源有效利用的关键手段之一，其装置原理如图所示。 电池工作过程中，图中 Pt 电极附近溶液的 pH________(填 “变大”或“变小”)，阴极的电极反应式为 ________，每转移 2mol 电子，阴极室溶液质量增加________g。 【答案】 (1). 2CO2(g)+6H2(g)= C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=-127.9 kJ/mol (2). 1 (3). D (4). 变小 (5). CO2+2H++2e−=HCOOH (6). 46 【解析】 【详解】(1)根据已知方程可知，CO2 加氢合成乙烯可由反应一乘 2 加反应二得到，焓变为：2ΔH1+ΔH2，则 反应的热化学方程式为：2CO2(g)+6H2(g)= C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=-127.9 kJ/mol； (2)①CO2 的平衡转化率为 50%，有三段式： ，所以平衡时： ， ， ， ，则 ； ②增加二氧化碳的平衡转化率，即促使平衡正向移动， A．通入惰性气体，在密闭刚性容器中，不改变各组分的平衡浓度，不影响化学平衡，故 A 不选； B．提高温度，反应为放热反应，升高温度不利于反应正向进行，导致 CO2 平衡转化率降低，故 B 不选； C．增加 CO2 浓度导致自身转化率降低，故 C 不选； D．增加氢气浓度可促使平衡正向移动，CO2 平衡转化率增加，故 D 选， 故答案为：D； (3)电池工作过程中， Pt 电极为阳极，发生的电极反应为： ，则附近溶液的 pH 减 小；阴极发生还原反应，电极反应式为：CO2+2H++2e−=HCOOH；每转移 2mol 电子，由阴极电极反应式 CO2+2H++2e−=HCOOH 可知，生成 1molHCOOH，质量为 46g，即阴极室溶液质量增加 46g。 (二)选考题：共 15 分。请考生从给出的 19、20 两道试题中任选一题做答，并用 2B 铅笔填涂 所选题目题号后的方框。注意所做题目的题号必须与所选题目的题号一致。如果多做，则按 所做的第一题计分。 19. X、Y、Z、E、F 五种元素的原子序数依次递增。已知：①F 位于周期表中第四周期 IB 族，其余的均为 短周期主族元素；②E 的氧化物是光导纤维的主要成分；③Y 原子核外 L 层电子数为奇数；④X 是形成化 合物种类最多的元素；⑤Z 原子 P 轨道的电子数为 4。请回答下列问题： (1)Y 原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为____。 (2)X、Y、E 三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为_____(填元素符号)。 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 4 2CO g + 4H g CH g +2H O mol 1 4 0 0 mol 0 . g .5 2 0 5 1 起 平  ( )2 0.5 1p CO = 1MPa= MPa0.5+2+0.5+1 8 × ( )2 1p H = MPa2 ( )4 1p CH = MPa8 ( )2 1p H O = MPa4 ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 4 2 -2 4 4 2 2 1 1MPa MPap CH p H O 8 4Kp= = =1MPa p CO p H 1 1MPa MPa8 2  ×     ×    - + 2 22H O-4e =O +4H↑(3)常温下 X、Z 和氢元素按原子数目 1：1：2 形成气态的常见物质，该物质分子中 X 原子轨道的杂化类型 为_____。 (4)F2+与 NH3 反应能生成[F(NH3)4]2+离子，[F(NH3)4]2+中的配位原子为_____(填元素符号)。在 [F(NH3)4]2+离子中 2 个 NH3 被 2 个 Cl-替代可以得到 2 种不同结构，则它的立体构型是_____。 (5)1 个 F2Z 晶胞中(结构如图所示)，所包含的 F 原子数月为____个。F2Z 晶胞中阳离子和阴离子的配位数 之比为_____。若晶胞边长为 apm，密度为 ρg/cm3，NA 为阿伏伽德罗常数，请列出 NA 的代数式_________(用 a、ρ 表示，列式即可，不需化简)。 【答案】 (1). (2). Si＜C＜N (3). sp2 杂化 (4). N (5). 平面正方形 (6). 4 (7). 1∶2 (8). 或 【解析】 【分析】 X、Y、Z、E、F 五种元素的原子序数依次递增。已知：①F 位于周期表中第四周期 IB 族，则 F 为 Cu；其 余的均为短周期主族元素；②E 的氧化物是光导纤维的主要成分，则 E 为 Si；④X 是形成化合物种类最多 的元素，则 X 为 C；⑤Z 原子 p 轨道的电子数为 4，其原子序数小于 Si，则 Z 为 O；③Y 原子核外 L 层电 子数为奇数，介于 C、O 之间，则 Y 为 N 元素，据此解答。 【详解】根据以上分析可知 X、Y、Z、E、F 分别是 C、N、O、Si、Cu。则 (1)N 原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为 。 (2)一般来讲，非金属性越强，第一电离能越大，则 C、N、Si 三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序 为：Si＜C＜N。 (3)常温下 X（C）、Z（O）和氢元素按原子数目 1：1：2 形成的气态常见物质是的分子式为 CH2O 的甲醛， 甲醛分子中 C 原子形成 1 个碳氧双键和 2 个碳氢键，即每个甲醛分子中含有 3 个 σ 键，轨道的杂化类型为 sp2。 (4)Cu2+与 NH3 反应能生成[Cu(NH3)4]2+离子，[Cu(NH3)4]2+中的配位原子为 N。在[Cu(NH3)4]2+离子中 2 个 NH3 被 2 个 Cl-替代可以得到 2 种不同结构，这说明不是正四面体形，则它的立体构型是平面正方形。 ( )3-10 64 4+16 2 a 10 ρ × × × ( )3-10 288 a 10 ρ×(5)1 个 Cu2O 晶胞中(结构如图所示)，所包含的 O 原子数月为 ＝2 个，铜原子数目是 4 个。Cu2O 晶胞中阳离子和阴离子的配位数之比为 2：4＝1：2。若晶胞边长为 apm，密度为 ρg/cm3，NA 为阿伏加德罗 常数，则 ，则 NA 的代数式 。 20. 某药物 H 的一种合成路线如图： 回答下列问题： (1)C 的名称是______，E 中所含官能团的名称为_____。 (2)F→H 的反应类型为________。B→C 的试剂和条件是_____。 (3)H 有多种同分异构体，在下列哪种仪器中可以显示物质中化学键和官能团类型____(填字母)。 A.质谱仪 B.元素分析仪 C.红外光谱仪 D.核磁共振氢谱仪 (4)写出 D→E 的化学方程式_____。 (5)在 E 的同分异构体中，同时满足下列条件的结构有____种；其中核磁共振氢谱有六组峰，且峰面积之比 为 3：3：2：2：1：1 的是____。 ①既能发生银镜反应，又能发生水解反应 ②属于芳香族化合物 ③苯环上只有 2 个取代基 【答案】 (1). 苯甲醇 (2). 羟基、羰基 (3). 加成反应 (4). 氢氧化钠水溶液，加热 (5). C (6). +CH3COCH3 (7). 15 (8). 【解析】 18 18 × + 30 3 A 2 144 10N a ρ ×= × ( )3-10 288 a 10 ρ× 5%NaOH溶液→【分析】 A 的分子式为 C7H8，由 D 的结构可知 A 中含有苯环，故 A 为 ，光照条件下 A 与氯气发生取代反应生 成 B 为 ，B 发生水解反应生成 C 为 ，C 发生催化氧化生成 D，D 发生加成反应 生成 E，根据 F 分子式、H 的结构，可知 E 发生消去反应生成 F 为 ，F 和 G 发生加成反应 生成 H。据此解答。 【详解】(1)由分析可知，C 的结构简式为 ，名称为：苯甲醇；根据 E 的结构简式可知分子中 官能团的名称为羟基、羰基； (2)F→H 的反应类型为加成反应，B→C 为卤代烃的水解反应，该反应的试剂和条件是 NaOH 水溶液、加热； (3)质谱仪确定相对分子质量，元素分析仪测定元素种类，核磁共振氢谱仪确定 H 原子种类，均不能说明化 学键和官能团类型，而红外光谱仪测定化学键和官能团，故答案选：C； (4)D→E 的化学方程式为： +CH3COCH3 ； (5)E 同分异构体符合下列条件：①既能发生银镜反应，又能发生水解反应，说明含有 HOOC-；②属于芳 香族化合物，说明含有苯环；③苯环上只有 2 个取代基，取代基为 HCOO-、CH3CH2CH2-，或者为 HCOO-、（CH3）2CH-，或者为 HCOOCH2-、CH3CH2-，或者为 HCOOCH2CH2-、CH3-，或者为 HCOOCH （CH3）-，CH3-，均有邻、间、对 3 种，故符合条件的有 15 种，其中核磁共振氢谱有六组峰，且峰面积 之比为 3：3：2：2：1：1 的是 。 的 5%NaOH溶液→