2020年江苏高考化学全真模拟试卷08（解析版）

2020 年高考全真模拟试卷 08 化 学 （考试时间：100 分钟 试卷满分：120 分） 注意事项： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．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。写在本试卷上无效。 3．回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Fe 56 选择题(共 40 分) 单项选择题：本题包括 10 小题，每小题 2 分，共计 20 分。每小题只有一个选项符合题意。 1．2020 年 2 月 24 日，华为 Mate Xs 新款 5G 折叠屏手机开启线上预约销售。下列说法不正确的是 A．制造手机芯片的关键材料是硅 B．用铜制作手机线路板利用了铜优良的导电性 C．镁铝合金制成的手机外壳具有轻便抗压的特点 D．手机电池工作时，电池中化学能完全转化为电能 【答案】D 【解析】单晶硅是良好的半导体材料，可以制作芯片，A 正确；铜属于金属，具有良好的导电性，可以做手机线 路板，B 正确；镁铝合金密度小强度高，具有轻便抗压的特点，C 正确；手机电池工作时，电池中化学能主要转 化为电能，但有一部分能量以热能形式会散失，D 错误。 2．反应 Cl2 + 2NaOH == NaCl + NaClO + H2O，可用于工业上制取漂白精。下列表示反应中相关微粒的化学用语 正确的是 A．NaOH 的电子式：Na: :H B．中子数为 18 的 Cl 原子： C．Na 的结构示意图： D．NaClO 水解的方程式：ClO－ + H2O == HClO + OH－ 【答案】C 【解析】NaOH 的电子式：Na +[: :H] －，A 错误；中子数为 18 的 Cl 原子，质子数为 17，核素符号为 ，B 错误；Na 原子的核电荷数为 11，原子核外 K、L、M 层依次排有 2、8、1 个电子，C 正确；NaClO 的水解方程 式：ClO－＋H2O =HClO＋OH－，D 错误。 35 18 Cl 35 17 Cl3．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 A．NH3 具有还原性，可用作制冷剂 B．NaClO 溶液显碱性，可用作杀菌消毒 C．浓硫酸具有吸水性，可用作干燥剂 D．Al2O3 具有两性，可用作耐高温材料 【答案】C 【解析】液氨气化能够吸收大量热，因此可作制冷剂，A 错误；NaClO 溶液具有较强的氧化性，因此可用作杀菌 消毒，B 错误；浓硫酸具有吸水性，因此可用作干燥剂，C 正确；Al2O3 具有很高的熔点，因此可用作耐高温材 料，D 错误。 4．室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 A．pH = 2 的溶液：Na＋、Fe2＋、I－、NO3－ B．c(NaAlO2) = 0.1 mol·L－1 的溶液：K＋、OH－、Cl－、SO42－ C．Kw/c(OH－) = 0.1 mol·L－1 的溶液：Na＋、K＋、SiO32－、ClO－ D．c(Fe3＋) = 0.1 mol·L－1 的溶液：Al3＋、NO3－、MnO4－、SCN－ 【答案】B 【解析】pH＝2 的溶液为酸性溶液，在酸性条件下，NO3－具有强氧化性，能够将 Fe2＋与 I－氧化，离子不能共存， A 错误；NaAlO2 溶液中偏铝酸根离子水解显碱性，其中 K＋、OH－、Cl－、SO42－不反应，能大量共存，B 正确； 根据水的离子积表达式可知，Kw/c(OH－)＝c(H+)，该溶液为酸性溶液，则 SiO32－与 H+反应生成硅酸沉淀，ClO－ 与 H+反应生成 HClO，不能大量共存，C 错误；Fe3＋与 SCN－会形成配合物而不能大量共存，D 错误。 5．下列实验操作能达到实验目的的是 A．用装置甲从碘水中萃取碘 B．用装置乙验证 SO2 的漂白性 C．用装置丙检验溶液中是否有 K＋ D．用装置丁将 FeCl3 溶液蒸干制备 FeCl3 【答案】A 【解析】苯与水不互溶，与碘不反应，且 I2 在苯中的溶解度远大于在水中的溶解度，因此可用苯作萃取剂，萃取 碘水中的 I2，可以达到实验目的，A 项确；SO2 与酸性的高锰酸钾之间因发生氧化还原反应而使高锰酸钾溶液褪 色，因此不能证明 SO2 具有漂白性，不能达到实验目的，B 错误；用焰色反应检验 K+时，观察火焰的颜色时要 透过蓝色的钴玻璃，不能达到实验目的，C 错误；将 FeCl3 溶液蒸干的过程中，Fe3+水解生成 Fe(OH)3，加热后生 成 Fe2O3，因此将 FeCl3 溶液蒸干不能制备纯净的 FeCl3，不能达到实验目的，D 错误。 6．下列有关化学反应的叙述正确的是 A．AlCl3 溶液和过量氨水生成 Al(OH)3 B．Mg 在 CO2 中燃烧生成 MgCO3C．Fe(OH)3 溶于氢碘酸生成 FeI3 D．SiO2 与 H2O 反应生成 H2SiO3 【答案】A 【解析】Al(OH)3 只能溶于强碱，不能溶于弱碱，因此可以用 AlCl3 溶液和过量氨水来制取 Al(OH)3，A 正确；Mg 在 CO2 中燃烧生成 MgO 和单质 C，B 错误；Fe(OH)3 溶于氢碘酸生成 FeI2，C 错误；SiO2 不能与 H2O 发生反应， D 错误。 7．短周期主族元素 X、Y、Z、W、Q 原子序数依次增大，其中 X 是组成有机物的必要元素，元素 Y 的原子最 外层电子数是其电子层数的 3 倍，元素 W 与 X 同主族，Z 与 Q 最外层电子数相差 6。下列说法正确的是 A．原子半径：r(Q)＞r(W)＞r(X)＞r(Y) B．W 的简单气态氢化物的热稳定性比 X 的强 C．Y 与 Z 可形成含共价键的离子化合物 D．元素 Y、Z、Q 组成的化合物水溶液一定呈碱性 【答案】C 【解析】短周期主族元素 X、Y、Z、W、Q 原子序数依次增大，其中 X 是组成有机物的必要元素，X 为 C 元素； 元素 Y 的原子最外层电子数是其电子层数的 3 倍，则 Y 有 2 个电子层，最外层有 6 个电子，为 O 元素；元素 W 与 X 同主族，W 为 Si 元素；Z 与 Q 最外层电子数相差 6，则 Z 为 Na，Q 为 Cl 元素。同一周期，自左而右，原 子半径逐渐减小，同一主族自上而下，原子半径逐渐增大，原子半径：Cl＜Si，A 错误；元素的非金属性越强， 气态氢化物越稳定，W 的简单气态氢化物的热稳定性比 X 的弱，B 错误；过氧化钠是含共价键的离子化合物，C 正确；元素 Y、Z、Q 组成的化合物水溶液不一定呈碱性，如高氯酸钠显中性，D 错误。 8．在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是 A．Cu CuSO4 CuCl2 B．NH3 NO HNO3 C．Cl2 HClO HCl D．Mg(OH)2 MgCl2(aq) Mg 【答案】C 【解析】铜和稀硫酸不反应，A 错误；一氧化氮不溶于水也不与水反应，在氧气存在的条件下可与水反应生成硝 酸，B 错误；氯气和水反应生成次氯酸，次氯酸受热分解生成氯化氢，C 正确；电解熔融氯化镁制取镁单质，不 能使用氯化镁溶液，D 错误。 9．下列指定反应的离子方程式正确的是 A．电解熔融 NaCl：2Cl－ + 2H2O 2OH－ + Cl2↑ + H2↑ B．用氨水溶解 AgCl 沉淀：Ag+ + 2NH3·H2O == [Ag(NH3)2]+ + 2H2O C．Na2CO3 溶液吸收溴蒸气：3CO32－ + Br2 == Br－ + BrO3－ + 3CO2 D．金属钠与水反应：2Na + 2H2O == 2Na+ + 2OH－ + H2↑ 【答案】D 2 4H SO ∆→稀 2BaCl→ 2O ∆→催化剂， 2H O→ 2H O→ →光照 →盐酸 →电解【解析】惰性电极电解熔融 NaCl，体系中没有水，反应产物为钠和氯气，A 错误；AgCl 难溶于水，用氨水溶解 AgCl 沉淀：AgCl＋2NH3·H2O＝[Ag(NH3)2]+＋2H2O+2Cl－，B 错误；3CO32－＋Br2＝Br－＋BrO3－＋3CO2 反应不 遵守电荷守恒，C 错误；金属钠与水反应，离子方程式：2Na+2H2O═2Na++2OH－+H2↑，D 正确。 10．如图是一种电解质溶液可以循环流动的新型电池。下列说法正确的是 A．Cu 电极为正极 B．PbO2 电极反应式为 PbO2＋2e－＋4H＋=Pb2＋＋2H2O C．放电后循环液中 H2SO4 与 CuSO4 物质的量之比变小 D．若将 Cu 换成 Pb，则电路中电子转移方向改变 【答案】C 【解析】Cu 电极上 Cu 失去电子产生 Cu2＋，作为负极，A 错误；PbO2 电极为正极，电极反应式为 PbO2＋2e－＋ 4H＋＋SO42－=PbSO4＋2H2O，B 错误；放电时负极电极反应为 Cu－2e－=Cu2＋，正极电极反应为 PbO2＋2e－＋4H ＋＋SO42－=PbSO4＋2H2O，总反应为 PbO2＋Cu＋4H＋＋SO42－= Cu2＋+PbSO4＋2H2O，H2SO4 减少，CuSO4 增多， 循环液中 H2SO4 与 CuSO4 物质的量之比变小，C 正确；若将 Cu 换成 Pb，Pb 失电子为负极，电路中电子转移方 向不改变，D 错误。 不定项选择题：本题包括 5 小题，每小题 4 分，共计 20 分。每小题只有一个或两个选项符合题意。若正确答案 只包括一个选项，多选时，该小题得 0 分；若正确答案包括两个选项，只选一个且正确的得 2 分，选两个且都 正确的得满分，但只要选错一个，该小题就得 0 分。 11．下列说法正确的是(　　) A．常温下，2NO(g)＋O2(g) == 2NO2(g)能自发进行，则该反应的 ΔH＞0 B．常温下，0.1 mol·L－1 氨水稀释后，溶液中 c(NH4+)/c(NH3·H2O)的值增大 C．2 mol SO2 与 1 mol O2 混合反应生成 SO3，转移电子数为 4×6.02×1023 D．用 pH 均为 11 的 NaOH 溶液和氨水分别中和等体积等物质的量浓度的盐酸，消耗氨水的体积更大 【答案】B 【解析】如果该反应常温下能自发进行，则△G=△H−T△Sc(CO32－)，A 错误； 0.1mol·L－lNaOH 溶液中通入 SO2 气体至 pH=7，溶液中含有亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，根据物料守恒，c(Na+)＞ c(HSO3－)+2 c(SO32－)+ c(H2SO3)，B 错误；根据质子守恒，c(OH－) =c(H+)+c(CH3COOH)，因此 c(OH－)－ c(CH3COOH)=c(H+)=l×10－9mol·L－1，C 正确；20 mL0.1mol·L－1CH3COONa 溶液与 10 mL 0.1mol ·L－1 HCl 溶液混 合后的溶液中含有等物质的量的 CH3COOH、CH3COONa 和 NaCl，氯化钠对醋酸的电离和醋酸钠的水解均无影 响，可以不考虑，根据电荷守恒，c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO－)+c(OH－)，根据物料守恒，2c(Na+)=c(CH3COO－)+ c(CH3COOH)，处理得 c(CH3COOH)+2c(H+)=c(CH3COO－)+2c(OH－)，D 正确。 15．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容积均为1 L 的恒容密闭容器中均投入 1 mol CO2 和 3 mol H2，在不同温度下发生反应：CO2(g) ＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)。反应 10 min，测得各容器内 CO2 的物质的量分别如右图所示。下列说 法正确的是 A．该正反应 ΔH v(正) 【答案】AD 【解析】根据图中信息可知，Ⅰ中反应末达平衡，Ⅱ、Ⅲ反应达平衡，则升高温度，CO2 的物质的量增大，平衡 逆向移动，证明该正反应 ΔHv(正)，D 正确。 非选择题 4 27 1mol 0.3mol 1 10 L min − 3 0.3 0.3 0.01390.7 2.1 × =× 3 0.3 1.3 0.02481.7 2.1 × =+16．（12 分）氧化锂（Li2O）是锂电池工业的重要原料。以粗碳酸锂为原料制备氧化锂的一种工艺流程如下： 注：常温下，碳酸锂微溶于水，氢氧化锂可溶于水。 （1）反应Ⅰ中通入 CO2 需加压的原因是______。 （2）① 反应Ⅱ生成 LiOH 的化学方程式为______。 ② 石灰乳的固液比[ Ca(OH)2 的质量与 H2O 的体积之比 ]对 LiOH 产率和滤液中 LiOH 浓度的影响如下图所 示。实际生产中选择固液比 25 g·L－1，若固液比过低对后续操作的不利影响是______。 （3）浓缩、结晶所得 LiOH·H2O 通过灼烧得到 Li2O。 ① LiOH·H2O 中常含有少量的 Li2CO3，但该物质对所制 Li2O 得纯度无影响，其原因是______。 ② 将 LiOH·H2O 置于不同坩埚内，在空气中充分灼烧，反应后固体产物的 XRD 图谱如下图所示（XRD 图 谱可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同）。欲制得高纯氧化锂最适 宜的坩埚是______。铁坩埚中发生反应的化学方程式为______。 【答案】（12 分）（1）促进 Li2CO3 的转化、加快 Li2CO3 反应的速率（2 分） （2）① LiHCO3＋Ca(OH)2＝CaCO3＋LiOH＋H2O（2 分） ② 所得滤液 LiOH 浓度太低，不利于后期的浓缩结晶（2 分） （3）① Li2CO3 高温分解生成 Li2O（2 分） ② 锂化刚玉坩埚（1 分） 20LiOH·H2O＋4Fe＋3O2 4Li5FeO4＋30H2O（3 分） 【解析】（1）反应Ⅰ中碳酸锂悬浊液与二氧化碳反应生成 LiHCO3，通入 CO2 时，加压可以促进 Li2CO3 的转化、 加快 Li2CO3 反应的速率。（2）① 反应Ⅱ中溶液与石灰乳反应生成 LiOH，反应的化学方程式为 LiHCO3＋Ca(OH)2＝CaCO3＋LiOH＋ H2O。 ② 根据石灰乳的固液比[Ca(OH)2 的质量与 H2O 的体积之比]对 LiOH 产率和滤液中 LiOH 浓度的影响可知，实际 生产中选择固液比 25 g·L－1，若固液比过低，所得滤液 LiOH 浓度太低，不利于后期的浓缩结晶。 (3)① LiOH·H2O 中常含有少量的 Li2CO3，但该物质对所制 Li2O 的纯度无影响，是因为 Li2CO3 高温容易分解生 成 Li2O 和二氧化碳。 ② 将 LiOH·H2O 置于不同坩埚内，在空气中充分灼烧，根据反应后固体产物的 XRD 图谱可知，欲制得高纯氧化 锂最适宜的坩埚是锂化刚玉坩埚，在铁坩埚中 LiOH·H2O 受热反应得到 Li5FeO4，反应的方程式为 20LiOH·H2O＋ 4Fe＋3O2 4Li5FeO4＋30H2O。 17．（15 分）药物阿佐昔芬 G 主要用于防治骨质疏松症和预防乳腺癌。合成路线如下： （1）A 中官能团的名称为_______；B→C 的反应类型是_______。 （2）试剂 M 的分子式为 C7H8OS，写出 M 的结构简式_______。 （3）D 的一种同分异构体 X 同时满足下列条件，写出 X 的结构简式：______。 Ⅰ．能与 FeCl3 溶液发生显色反应，1 mol X 最多可以消耗足量溴水中 1 mol Br2； Ⅱ．核磁共振氢谱上有 4 种不同化学环境的氢原子。 （4） 是合成所需的原料之一，它的一种同分异构体 Y 同时满足下列条件，写出 Y 的结构简式：_______。 Ⅰ．属于 α－氨基酸； Ⅱ．含苯环，核磁共振氢谱上有 6 种不同化学环境的氢原子。 （5）请以 CH2＝CH2 和 为原料制备 的合成路线图____________________。（无机试剂任用， 合成路线图示例见题干） 【答案】（15 分）（1）羧基（1 分） 取代反应（2 分） （2） （2 分） （3） （3 分） （4） （3 分） （5） （4 分） 【解析】（1）A 中官能团的名称为羧基；观察 B、C 的结构简式 B 与溴苯各少了一个氯原子和氢原子，生成了 C 和 HCl，故发生了取代反应。 （2） 中，右边来源于 D，少了 1 个 Br 原子，左边来源于试剂 M，结合 M 的分子式， 故 M 为 。 （3）D 的分子式为 C8H6OBr2，不饱和度是 5，同分异构体 X 能与 FeCl3 溶液发生显色反应，说明有苯环（4 个 不饱和度）、酚-OH，还有 1 个不饱和度为碳碳双键，1 mol X 最多可以消耗足量溴水中 1 mol Br2，碳碳双键被 加成，说明酚-OH 邻对位全被取代基占了，核磁共振氢谱上有 4 种不同化学环境的氢原子，说明结构对称，碳碳 双键在酚-OH 对位，故同分异构体 X 为 。 （4） 有 13 个 C，不饱和度为 5，同分异构体属于 α－氨基酸，有-NH2，-COOH（1 个 不饱和度）， 13 个 C 含苯环（4 个不饱和度），核磁共振氢谱上有 6 种不同化学环境的氢原子，结构对称，故 同分异构体 Y 为 。 （5）观察 和目标产物 ，可以发现这是一个增长碳链的反应，根据题目给出的增长碳链的信息： ，确定思路：由乙烯先制 CH3COCl，再与苯发生类似 B→C 的反应即可制得， 合成路线为 。 18．（12 分）叠氮酸钠（NaN3）是一种应用广泛的无色无味、可溶于水的晶体。已知： 物质 CH3OH N2H4 NaN3 沸点/℃ 64.7 113.5 300 （1）制备 NaN3：30℃时，水合肼(N2H4•H2O)与亚硝酸甲酯（CH3ONO）、NaOH 反应，装置如右图所示。反应后锥形瓶中混 合物经“操作 X”可回收 CH3OH，母液降温结晶，过滤得 NaN3 粗品，重结晶得到 NaN3 产品。 ① 装置中的多孔球泡的作用是______。 ② 写出生成 NaN3 的化学方程式：_________________。 ③ “操作 X”的名称为________________。 （2） 测定 NaN3 产品纯度：①称取 NaN3 产品 5.0000g,用适量稀硫酸溶解后配成 100.00mL 溶液 A；② 取 25.00mL 溶液 A，加入 20.00mL0.2000mol/LKMnO4 溶液，得紫红色溶液 B；③ 向溶液 B 加入足量 KI 溶液消耗过量的 KMnO4 溶液，然后以淀粉作指示剂，用 0.1000mol/LNa2S2O3 标准溶液滴定产生的 I2， 消耗 Na2S2O3 溶液 30.00mL。测定过程中物质的转化关系如下： 10NaN3+2KMnO4+8H2SO4=2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+8H2O+15N2↑ I－ I2 S4O62－ 计算 NaN3 产品的纯度（写出计算过程）。_____________________。 【答案】（12 分）（1）① 增大 CH3ONO 与反应液的接触面积，加快反应速率（2 分） ② N2H4·H2O+CH3ONO+NaOH NaN3+CH3OH+3H2O（3 分） ③ 蒸馏（1 分） （2）I2＋2S2O32－===2I－＋S4O62－， n(I2)＝ = ＝1.500 0×10－3 mol，过量的 n(MnO4-)＝ n(I2)＝6.000×10－4 mol，与 NaN3 反应的 n(MnO4－)＝0.200 0 mol·L－ 1×20.00×10－3 L－6.000×10－4 mol＝3.400 0×10－3 mol，n(NaN3)＝5n(MnO4－)＝1.700 0×10－2 mol，w(NaN3)＝ ×100% ＝88.40%（6 分） 【解析】（1）①装置中用到多孔球泡，多孔球泡能增大 CH3ONO 与反应液的接触面积，加快反应速率（或使 CH3ONO 充分反应）。 ②N2H4·H2O 与 CH3ONO、NaOH 反应生成 NaN3、CH3OH 和 H2O，反应的化学方程式为：N2H4·H2O＋CH3ONO＋ NaOH NaN3＋CH3OH＋3H2O。 ③可用蒸馏的方法从反应后锥形瓶中混合物回收 CH3OH，因此“操作 X”的名称为蒸馏。 （2）由已知条件可知 I2＋2S2O32－===2I－＋S4O62－，n(I2)＝ = ＝1.500 0×10－3 mol，过量的 n(MnO4－)＝ n(I2)＝6.000×10－4 mol，与 NaN3 反应的 n(MnO4－)＝0.200 0 mol·L－1×20.00×10－3 L－6.000×10－4 mol＝3.400 0×10－3 mol，n(NaN3)＝5n(MnO )＝ 1.700 0×10－2 mol，w(NaN3)＝ ×100% ＝88.40%。 19．（15 分）溴化钙晶体（CaBr2·2H2O）为白色固体，易溶于水，可用于制造灭火剂、制冷剂等。一种制备溴 化钙晶体的工艺流程如下： （1）实验室模拟海水提溴的过程中，用苯萃取溶液中的溴，分离溴的苯溶液与水层的操作是(装置如下 图）：使玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔，将活塞拧开，使下面的水层慢慢流下，待有机层和水层界 面与活塞上口相切即关闭活塞，______________。 （2）“合成”的化学方程式为___________________。 “合成”温度控制在 70℃以下，其原因是__________。 投料时控制 n(Br2)∶n(NH3)= 1：0.8，其目的是__________________。 （3）“滤渣”的主要成分为_________________(填化学式）。 （4）“滤液”呈强碱性，其中含有少量 BrO－、BrO3－，请补充从“滤液”中提取 CaBr2·2H2O 的实验操作：加 热驱除多余的氨，______________。[ 实验中须使用的试剂有：氢溴酸、活性炭、乙醇；除常用仪器外 须使用的仪器有：砂芯漏斗，真空干燥箱 ] 【答案】（15 分）（1）将上层液体从上口倒入另一烧杯中（2 分） （2）3CaO+3Br2+2NH3═3CaBr2+N2↑+3H2O（3 分） 温度过高，Br2、NH3 易挥发（2 分） 确保 Br2 被充 分还原（2 分） （3）Ca(OH)2（2 分） （4）用氢溴酸调节滤液呈酸性，加入活性炭脱色，用砂芯漏斗过滤，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、用砂芯漏斗 过滤、用乙醇洗涤干净后，在真空干燥箱中干燥（4 分） 【解析】（1）用苯萃取溶液中的溴，分离溴的苯溶液与水层的操作是：使玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔， 将活塞拧开，使下面的水层慢慢流下，待有机层和水层界面与活塞上口相切即关闭活塞，将上层液体从上口倒入 另一烧杯中。（2）根据流程图，“合成”过程中，氧化钙、液氨、液溴和水反应生成氮气、溴化钙等，反应的化学方程式为 3CaO+3Br2+2NH3═3CaBr2+N2↑+3H2O；液溴和液氨容易挥发， “合成”温度应控制在 70℃以下；投料时控制 n(Br2)∶n(NH3)= 1∶0.8，可以确保 Br2 被充分还原。 （3）氧化钙与水反应生成的氢氧化钙微溶于水，因此“滤渣”的主要成分为 Ca(OH)2。 （4）“滤液”呈强碱性，其中含有少量 BrO－、BrO3－，二者能够在酸性条件下与溴离子反应生成溴，从而可以用 活性炭吸附除去，在洗涤时可以用乙醇洗涤，减少溴化钙晶体的损失，也便与干燥。因此从“滤液”中提取 CaBr2·2H2O 的实验操作：加热驱除多余的氨，用氢溴酸调节滤液呈酸性，加入活性炭脱色，用砂芯漏斗过滤， 将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、用砂芯漏斗过滤、用乙醇洗涤干净后，在真空干燥箱中干燥。 20．（14 分）将甘油（C3H8O3）转化成高附加值产品是当前热点研究方向，甘油和水蒸气经催化重整可制得氢 气，反应主要过程如下： 反应Ⅰ： C3H8O3(l)＋3H2O(g) 3CO2(g)＋7H2(g) 　　ΔH1 反应Ⅱ： 2C3H8O3(l)＋3O2(g) 6CO2(g)＋8H2(g) ΔH2＝a kJ·mol－1 反应Ⅲ： 2H2(g)＋O2(g) 2H2O(g) ΔH3＝b kJ·mol－1 （1）ΔH1＝__________。 （2）酸性条件下，甘油可在纳米 TiO2Pt 复合膜阳极上转化为甘油醛（C3H6O3），该电极方程式为 ________________________________。 （3）硝化甘油(C3H5O9N3)是治疗心绞痛的速效药，也可用作开采矿物的炸药。 ① 硝化甘油能治疗心绞痛的原理是在人体中释放 NO，实验室中也可通过干法制备 NO，方程式为 3KNO2＋ KNO3＋Cr2O3 2K2CrO4＋4NO↑。若有 1 mol NO 生成，则被 KNO3 氧化的 Cr2O3 的物质的量为 ________mol。 ② 硝化甘油爆炸时会彻底分解为 N2、O2、CO2 和 H2O，反应的化学方程式为 __________________________________________。 （4）① 反应Ⅰ制备 H2 时的副产物很多，主要有 CH4、C2H4 等，生产过程中必须采取措施抑制副产物产生， 目的是__________________________________________________________。 ② 为了有效提高反应Ⅰ氢气的产率，研究人员还采用 CaO 吸附增强制氢的方法。如图 1 所示，请分析加入 CaO 提高氢气产率的原因_________________________________________。（5）高效的催化剂是这种制氢方法能大规模应用的重要因素。图 2 为三种不同催化剂在一段时间内与甘油 转化率的关系，则 Ni/SiC 催化剂的优点是 ________________________________________________________________________。 【答案】（14 分）（1）1/2(a－3b)kJ·mol－1（2 分） （2）C3H8O3－2e－===C3H6O3＋2H＋（2 分） （3）① 0.125（2 分） ② 4C3H5O9N3 6N2↑＋O2↑＋12CO2↑＋10H2O（3 分） （4）① 提高氢气的产率或使甘油和水分子中氢原子尽可能转化为氢气（2 分） CaO 消耗 CO2，降低 CO2 的 浓度，促使平衡正向移动，提高 H2 产率（2 分） ② 催化剂效率高，稳定性高或催化剂寿命长（2 分） 【解析】（1）根据盖斯定律，对已知 3 个热化学方程式运算可知，(II－2×I)÷3=III，则有(ΔH2－2ΔH1)÷3=ΔH3， 即(a－2ΔH1)÷3=b，解得 ΔH1= kJ/mol。 （2）甘油（C3H8O3）中碳元素平均价态为－ ，甘油醛（C3H6O3）中碳元素平均价态为 0，因阳极发生氧化反 应，所以 1molC3H8O3 失去 ×3=2mole－，在酸性介质中同时生成 H+，其电极方程式为 C3H8O3－2e－=C3H6O3＋2H ＋。 （3）分析方程式 3KNO2＋KNO3＋Cr2O3 2K2CrO4＋4NO↑中元素化合价的变化知，KNO2 和 KNO3 均作氧化 剂，Cr2O3 作还原剂，1molCr2O3 被氧化时失去 6mole－，其中 3mole－由 KNO3 获得，所以每 1molKNO3 能氧化 mol 的 Cr2O3。另外，每生成 4molNO 中有 1molKNO3 参加反应，即生成 1molNO 时就有 molKNO3 参加反应， 所以若有 1molNO 生成，则 mol KNO3 能氧化 Cr2O3 的物质的量= × mol=0.125mol。 ②硝化甘油爆炸时反应物是 C3H8O3，生成物为 N2、O2、CO2 和 H2O，再根据化合价升降守恒和元素守恒配平： 4C3H5O9N3 6N2↑＋O2↑＋12CO2↑＋10H2O。 （4） ①由反应 I 方程式可知，甘油和水中氢元素全部转化为 H2，而副产物 CH4、C2H4 越多，生成 H2 的产率越 低。所以生产过程中采取措施抑制副产物产生的目的是提高氢气的产率或使甘油和水分子中氢原子尽可能转化为 氢气。 ②由图 1 知，随 CaO 加入量增加，CO2 物质的量直线下降，是因为 CaO 吸收 CO2：CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)， a-3b 2 2 3 2 3 1 2 1 4 1 4 1 4 1 2反应体系中 CO2 浓度降低，平衡向正反应方向移动，H2 产率增大。 （5）由图 2 知，使用 Ni/Al2O3 和 Ni/GeO2 催化剂时，在反应后期甘油转化率反而降低；而使用 Ni/SiC 催化剂时 甘油转化率较高，且转化率长时间稳定在较高水平，所以，Ni/SiC 催化剂的优点是：催化剂效率高，稳定性高或 催化剂寿命长。 21．（12 分）【选做题】本题包括 A、B 两小题，请选定其中一小题，并在相应的答题区域内作答。若多做， 则按 A 小题评分。 A．【物质结构与性质】 乙酸锰可用于制造钠离子电池的负极材料。可用如下反应制得乙酸锰：4Mn（NO3）2•6H2O+26（CH3CO） 2O=4（CH3COO）3Mn+8HNO2+3O2↑+40CH3COOH （1）Mn3+基态核外电子排布式为_____。 （2）NO3－中氮原子轨道的杂化类型是_____。 （3）与 HNO2 互为等电子体的一种阴离子的化学式为_____。 （4）配合物[Mn（CH3OH）6]2+中提供孤对电子的原子是_____。 （5）CH3COOH 能与 H2O 任意比混溶的原因，除它们都是极性分子外还有_____。 （6）镁铝合金经过高温淬火获得一种储钠材料，其晶胞为立方结构（如图所示），图中原子位于顶点或面 心。该晶体中每个铝原子周围距离最近的镁原子数目为_____。 【答案】（12 分）（1）[Ar]3d4 （2 分） （2）sp2（2 分） （3）HCOO－（2 分） （4）O（2 分） （5）CH3COOH 分子与 H2O 分子间可形成氢键（2 分） （6） 8（2 分） 【解析】（1）锰为 25 号元素，核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s2，则 Mn3+基态核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d4 或[Ar]3d4。 （2）NO3－中 N 原子的价层电子对数=3+ =3，氮原子采用 sp2 杂化。 （3）与 HNO2 互为等电子体的一种阴离子为 HCOO－。 （4）配合物[Mn(CH3OH)6]2+中的中心原子为 Mn，配体为 CH3OH，提供孤对电子的原子是羟基中的 O 原子。 （5）CH3COOH 分子与 H2O 分子都是极性分子，另外 CH3COOH 分子与 H2O 分子间可形成氢键，使得 CH3COOH 能与 H2O 任意比混溶。 5 2 1 2 3+ − ×（6）根据镁铝合金的晶胞结构可知，图中原子位于顶点或面心，其中镁原子顶点和其中 2 个面心，铝原子位于 其中 2 个面心，每个铝原子周围距离最近的镁原子有 8 个，包括同一侧面的 4 个顶点和 4 个面心，距离均为晶胞 面对角线长度的一半。 B．【实验化学】 β 硝基苯乙烯是一种黄色针状晶体，熔点 55～58 ℃，沸点 250～260 ℃，不溶于水，易溶于乙酸、二氯甲烷 等有机溶剂。制备原理如下： +CH3NO2 （1）反应装置冷凝管中水应从________（填“a”或“b”）处通入。 （2）制备过程中，需在搅拌下滴加苯甲醛，控制滴加速率反应 6 h，加热温度在 110 ℃左右，那么采用的加 热方法为________，如温度过高时，则可以采取________措施。 （3）反应混合液需加入一定量的水才析出黄色絮状物，加水的作用是________。 （4）过滤后用 95%乙醇重结晶，再进行抽滤可获得黄色棱形晶体。抽滤装置所包含的仪器除减压系统外还 有布氏漏斗和________（填仪器名称）。 （5）实验中使用恒压滴液漏斗的优点是________________。 【答案】（12 分）（1）a（2 分） （2）油浴加热（2 分） 水浴冷却（2 分） （3）降低其溶解度，使其析出（2 分） （4）吸滤瓶（2 分） （5）平衡压强，使液体顺利滴下（2 分） 【解析】（1）冷凝管进出水方向为“下进上出”，因此反应装置冷凝管中水应从 a 处通入。 （2）装置加热的温度较高且要恒温，因此选择油浴加热；温度过高时，可水浴冷却。 （3）β 硝基苯乙烯是一种黄色针状晶体，不溶于水，混合液中加入一定量的水，可降低 β 硝基苯乙烯的溶解度， 利于晶体析出。 （4）抽滤时需要减压系统、布氏漏斗和吸滤瓶，因此抽滤装置所包含的仪器除减压系统外还有布氏漏斗和吸滤 瓶。 （5）恒压滴液漏斗可使压强平衡，能使液体顺利滴下。