■廣東省佛山市高明區(qū)第一中學(xué) 區(qū)燕君 肖 紅 黃天浩

■廣東省佛山市南海中學(xué)分校 李曼玲

[試題部分]

可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量:H1 C12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Cr 52 Fe 56 Cu 64 Ce 140

一、單項(xiàng)選擇題：共13 題,每題3 分,共39分。每題只有一個(gè)選項(xiàng)最符合題意。

1.我國(guó)為人類(lèi)科技發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)。下列成果研究的物質(zhì)屬于蛋白質(zhì)的是( )。

A.陶瓷燒制 B.黑火藥

C.造紙術(shù) D.合成結(jié)晶牛胰島素

2.少量Na2O2與H2O 反應(yīng)生成H2O2和NaOH。下列說(shuō)法正確的是( )。

A.Na2O2的電子式為

B.H2O 的空間構(gòu)型為直線形

C.H2O2中O 元素的化合價(jià)為-1

D.NaOH 僅含離子鍵

3.工業(yè)上電解熔融Al2O3和冰晶石(Na3AlF6) 的混合物可制得鋁。下列說(shuō)法正確的是( )。

A.半徑大小:r(Al3+)＜r(Na+)

B.電負(fù)性大小:χ(F)＜χ(O)

C.電離能大小:I1(O)＜I1(Na)

D.堿性強(qiáng)弱:NaOH＜Al(OH)3

4.實(shí)驗(yàn)室制取少量SO2水溶液并探究其酸性,下列實(shí)驗(yàn)裝置(如圖1)和操作不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? )。

圖1

A.用裝置甲制取SO2氣體

B.用裝置乙制取SO2水溶液

C.用裝置丙吸收尾氣中的SO2

D.用干燥pH 試紙檢驗(yàn)SO2水溶液的酸性

閱讀下列材料,完成5～7題:

周期表中ⅣA 族元素及其化合物應(yīng)用廣泛。甲烷具有較大的燃燒熱(890.3 kJ·mol-1),是常見(jiàn)燃料,Si、Ge是重要的半導(dǎo)體材料,硅晶體表面SiO2能與氫氟酸(HF,弱酸)反應(yīng)生成H2SiF6(H2SiF6在水中完全電離為H+和SiF2-6);1885 年德國(guó)化學(xué)家將硫化鍺(GeS2)與H2共熱制得了門(mén)捷列夫預(yù)言的類(lèi)硅——鍺;我國(guó)古代就掌握了青銅(銅-錫合金)的冶煉、加工技術(shù),制造出許多精美的青銅器;Pb、PbO2是鉛蓄電池的電極材料,不同鉛化合物一般具有不同顏色,歷史上曾廣泛用作顏料。

5.下列說(shuō)法正確的是( )。

A.金剛石與石墨烯中的C—C—C 夾角都為120°

B.SiH4、SiCl4都是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子

C.鍺原子(32Ge)基態(tài)核外電子排布式為4s24p2

D.ⅣA 族元素單質(zhì)的晶體類(lèi)型相同

6.下列化學(xué)反應(yīng)表示正確的是( )。

A.SiO2與HF 溶液反應(yīng):SiO2+6HF＝＝2H++SiF2-6+2H2O

B.高溫下H2還原GeS2:GeS2+H2＝＝Ge+2H2S

C.鉛蓄電池放電時(shí)的正極反應(yīng):Pb-2e-+SO2-4＝＝PbSO4

D.甲烷的燃燒:CH4(g)+2O2(g)＝＝CO2(g)+2H2O(g) ΔH=890.3 kJ·mol-1

7.下列物質(zhì)性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是( )。

A.石墨能導(dǎo)電,可用作潤(rùn)滑劑

B.單晶硅熔點(diǎn)高,可用作半導(dǎo)體材料

C.青銅比純銅熔點(diǎn)低、硬度大,古代用青銅鑄劍

D.含鉛化合物顏色豐富,可用作電極材料

8.氮及其化合物的轉(zhuǎn)化具有重要應(yīng)用。下列說(shuō)法不正確的是( )。

A.自然固氮、人工固氮都是將N2轉(zhuǎn)化為NH3

B.侯氏制堿法以H2O、NH3、CO、NaCl為原料制備N(xiāo)aHCO3和NH4Cl

C.工業(yè)上通過(guò)NH3催化氧化等反應(yīng)過(guò)程生產(chǎn)HNO3

D.多種形態(tài)的氮及其化合物間的轉(zhuǎn)化形成了自然界的氮循環(huán)

9.精細(xì)化學(xué)品Z 是X 與HBr反應(yīng)的主產(chǎn)物,X→Z 的反應(yīng)機(jī)理如下:

下列說(shuō)法不正確的是( )。

D.Z分子中含有2個(gè)手性碳原子

10.用尿素水解生成的NH3催化還原NO,是柴油機(jī)車(chē)輛尾氣凈化的主要方法。反應(yīng)為(g)。下列說(shuō)法正確的是( )。

A.上述反應(yīng)ΔS＜0

B.上 述 反 應(yīng) 平 衡 常 數(shù)K=

C.上述反應(yīng)中消耗1 mol NH3,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為2×6.02×1023

D.實(shí)際應(yīng)用中,加入尿素的量越多,柴油機(jī)車(chē)輛排放的尾氣對(duì)空氣污染程度越小

11.室溫下,下列實(shí)驗(yàn)探究方案不能達(dá)到探究目的的是( )。

選項(xiàng) 探究方案 探究目的____A向盛有FeSO4 溶液的試管中滴加幾滴KSCN 溶液,振蕩,再滴加幾滴新制氯水,觀察溶液顏色______變化Fe2+具有還原性B向盛有SO2 水溶液的試管中滴加幾滴品紅溶液,振蕩,加熱試______管,觀察溶液顏色變化SO2 具有漂白性C向盛有淀粉-KI溶液的試管中滴加幾滴溴水,振蕩,觀察溶液______顏色變化Br2 的氧化性比I2 的強(qiáng)D CH3COOH 是弱電解質(zhì)用pH 計(jì)測(cè)量醋酸、鹽酸的pH,比較溶液pH 大小_______________________________

12.一種捕集煙氣中CO2的過(guò)程如下:

室溫下以0.1 mol·L-1KOH 溶液吸收CO2,若通入CO2所引起的溶液體積變化和H2O 揮發(fā)可忽略,溶液中含碳物種的濃度c總=c(H2CO3)+c(HCO-3)+c(CO2-3)。H2CO3電離常數(shù)分別為Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.4×10-11。

下列說(shuō)法正確的是( )。

A.KOH 吸收CO2所得到的溶液中:c(H2CO3)＞c(HCO-3)

B.KOH 完全轉(zhuǎn)化為K2CO3時(shí),溶液中:c(OH-)=c(H+) +c(HCO-3)+c(H2CO3)

C.KOH 溶液吸收CO2,c總=0.1 mol·L-1溶液中:c(H2CO3)＞c(CO2-3)

D.“吸收”“轉(zhuǎn)化”過(guò)程中,溶液的溫度下降

13.乙醇-水催化重整可獲得H2。其主要反應(yīng)為:

在1.0×105Pa、n始(C2H5OH)∶n始(H2O)=1∶3 時(shí),若僅考慮上述反應(yīng),平衡時(shí)CO2和CO 的選擇性及H2的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖2所示。

圖2

下列說(shuō)法正確的是( )。

A.圖中曲線①表示平衡時(shí)H2產(chǎn)率隨溫度的變化

B.升高溫度,平衡時(shí)CO 的選擇性增大

D.一定溫度下,加入CaO(s)或選用高效催化劑,均能提高平衡時(shí)H2產(chǎn)率

二、非選擇題：共 4 題,共 61 分。

14.(15分)硫鐵化合物(FeS、FeS2等)應(yīng)用廣泛。

(1)納米FeS 可去除水中微量六價(jià)鉻[Cr(Ⅵ)]。在pH=4～7 的水溶液中,納米FeS 顆粒表面帶正電荷,Cr(Ⅵ)主要以HCrO-4、Cr2O2-7、CrO2-4形式存在,納米FeS去除水中Cr(Ⅵ)主要經(jīng)過(guò)“吸附→反應(yīng)→沉淀”的過(guò)程。

已知:Ksp(FeS)=6.5× 10-18,Ksp[Fe(OH)2]=5.0×10-17。

H2S電離常數(shù)分別為Ka1=1.1×10-7、Ka2=1.3×10-13。

①在弱堿性溶液中,FeS 與CrO2-4反應(yīng)生成Fe(OH)3、Cr(OH)3和單質(zhì)S,其離子方程式為_(kāi)___。

②在弱酸性溶液中,反應(yīng)FeS+H+Fe2++HS-的平衡常數(shù)K的數(shù)值為_(kāi)___。

③在pH=4～7 溶液中,pH 越大,FeS去除水中Cr(Ⅵ)的速率越慢,原因是_____。

(2)FeS2具有良好半導(dǎo)體性能。FeS2的一種晶體與NaCl晶體的結(jié)構(gòu)相似,該FeS2晶體的一個(gè)晶胞中S22-的數(shù)目為_(kāi)___,在FeS2晶體中,每個(gè)S 原子與三個(gè)Fe2+緊鄰,且Fe-S間距相等,圖3給出了FeS2晶胞中的Fe2+和位于晶胞體心的中的S—S鍵位于晶胞體對(duì)角線上,晶胞中的其他已省略) 。在圖3中用“-”將其中一個(gè)S原子與緊鄰的Fe2+連接起來(lái)。

圖3

(3)FeS2、FeS 在 空 氣 中 易 被 氧 化,將FeS2在空氣中氧化,測(cè)得氧化過(guò)程中剩余固體的質(zhì)量與起始FeS2的質(zhì)量的比值隨溫度變化的曲線如圖4 所示。800 ℃時(shí),FeS2氧化成含有兩種元素的固體產(chǎn)物為_(kāi)___(填化學(xué)式)。

圖4

15.(15分)化合物G 可用于藥用多肽的結(jié)構(gòu)修飾,其人工合成路線如下。

(1)A 分子中碳原子的雜化軌道類(lèi)型為_(kāi)___。

(2)B→C的反應(yīng)類(lèi)型為_(kāi)____。

(3)D 的一種同分異構(gòu)體同時(shí)滿(mǎn)足下列條件,寫(xiě)出該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:___。

①分子中含有4 種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子。

②堿性條件水解,酸化后得2種產(chǎn)物,其中一種含苯環(huán)且有 2 種含氧官能團(tuán),2 種產(chǎn)物均能被銀氨溶液氧化。

(4)F的分子式為C12H17NO2,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)____。

16.(15分)實(shí)驗(yàn)室以二氧化鈰(CeO2)廢渣為原料制備Cl-含量少的Ce2(CO3)3,其部分實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:

(1)“酸浸”時(shí)CeO2與H2O2反應(yīng)生成Ce3+并放出O2,該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___。

(2)pH 約 為 7 的 CeCl3溶 液 與NH4HCO3溶液反應(yīng)可生成Ce2(CO3)3沉淀,該沉淀中Cl-含量與加料方式有關(guān)。得到含Cl-量較少的Ce2(CO3)3的加料方式為(填序號(hào))_____。

A.將NH4HCO3溶液滴加到CeCl3溶液中

B.將CeCl3溶液滴加到NH4HCO3溶液中

(3)通過(guò)中和、萃取、反萃取、沉淀等過(guò)程,可制備Cl-含量少的Ce2(CO3)3。已知Ce3+能被有機(jī)萃取劑(簡(jiǎn)稱(chēng)HA)萃取,其萃取原理可表示為Ce3+(水層)+3HA(有機(jī)層(有機(jī)層)+3H+(水層)。

①加氨水“中和”去除過(guò)量鹽酸,使溶液接近中性。去除過(guò)量鹽酸的目的是_____。

②反萃取的目的是將有機(jī)層Ce3+轉(zhuǎn)移到水層。為使Ce3+盡可能多地發(fā)生上述轉(zhuǎn)移,應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)條件或采取的實(shí)驗(yàn)操作有_____(填兩項(xiàng))。

③與“反萃取”得到的水溶液比較,濾去Ce2(CO3)3沉淀的濾液中,物質(zhì)的量減小的離子有_____(填化學(xué)式)。

(4)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)定溶液中Ce3+的含量。已知水溶液中Ce4+可用準(zhǔn)確濃度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定,以苯代鄰氨基苯甲酸為指示劑,滴定終點(diǎn)時(shí)溶液由紫紅色變?yōu)榱咙S色,滴定反應(yīng)為Fe2++Ce4+＝＝Fe3++Ce3+。請(qǐng)補(bǔ)充完整實(shí)驗(yàn)方案:①準(zhǔn)確量取25.00 mL Ce3+溶液[c(Ce3+)為0.2 mol·L-1],加氧化劑將 Ce3+完全氧化并去除多余氧化劑后,用稀硫酸酸化,將溶液完全轉(zhuǎn)移到250 mL容量瓶中后定容;②按規(guī)定 操 作 分 別 將0.020 00 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2和待測(cè)Ce4+溶液裝入如圖5 所示的滴定管中;③____。

圖5

17.(16分)氫氣是一種清潔能源,綠色環(huán)保制氫技術(shù)研究具有重要意義。

(1)“CuCl-H2O 熱電循環(huán)制氫”經(jīng)過(guò)溶解、電解、熱水解和熱分解4 個(gè)步驟,其過(guò)程如下。

①電解在質(zhì)子交換膜電解池中進(jìn)行。陽(yáng)極區(qū)為酸性CuCl2-溶液,陰極區(qū)為鹽酸,電解過(guò)程中CuCl2-轉(zhuǎn)化為CuCl24-。電解時(shí)陽(yáng)極發(fā)生的主要電極反應(yīng)為_(kāi)___(用電極反應(yīng)式表示)。

②電解后,經(jīng)熱水解和熱分解的物質(zhì)可循環(huán)使用。在熱水解和熱分解過(guò)程中,發(fā)生化合價(jià)變化的元素有____(填元素符號(hào))。

(2)“Fe-HCO-3-H2O 熱 循 環(huán) 制 氫 和 甲酸”的原理為:在密閉容器中,鐵粉與吸收CO2制得的NaHCO3溶液反應(yīng),生成H2、HCOONa和Fe3O4;Fe3O4再經(jīng)生物柴油副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為Fe。

①實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),在300 ℃時(shí),密閉容器中NaHCO3溶液與鐵粉反應(yīng),反應(yīng)初期有FeCO3生成并放出H2,該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____。

②隨著反應(yīng)進(jìn)行,FeCO3迅速轉(zhuǎn)化為活性Fe3O4-x,活性Fe3O4-x是HCO3-轉(zhuǎn)化為HCOO-的催化劑,其可能反應(yīng)機(jī)理如圖6所示。根據(jù)元素電負(fù)性的變化規(guī)律,圖6 所示的反應(yīng)步驟Ⅰ可描述為_(kāi)____。

圖6

③在其他條件相同時(shí),測(cè)得Fe 的轉(zhuǎn)化率、HCOO-的產(chǎn)率隨c(HCO3-)變化如圖7所示。HCOO-的產(chǎn)率隨c(HCO3-)增加而增大的可能原因是____。

圖7

(3)從物質(zhì)轉(zhuǎn)化與資源綜合利用角度分析,“Fe -HCO3--H2O 熱循環(huán)制氫和甲酸”的優(yōu)點(diǎn)是_____。

[參考答案與解析部分]

1.D

考查目標(biāo)及解析:

本題以我國(guó)取得的科技研究成果為載體,考查考生對(duì)物質(zhì)類(lèi)別和本質(zhì)的理解,激發(fā)科技報(bào)國(guó)的熱誠(chéng)。

選項(xiàng)A 錯(cuò)誤,陶瓷的主要成分是硅酸鹽,屬于硅的化合物。

選項(xiàng)B錯(cuò)誤,黑火藥的主要成分是硫、碳和硝酸鉀,涉及非金屬單質(zhì)及硝酸鹽。

選項(xiàng)C錯(cuò)誤,造紙術(shù)研究的物質(zhì)是紙張,主要成分是纖維素。

選項(xiàng)D 正確,胰島素是一種激素,主要成分是蛋白質(zhì)。

2.C

考查目標(biāo)及解析:

本題以Na2O2與H2O 的反應(yīng)為載體,考查考生對(duì)化學(xué)用語(yǔ)、分子空間結(jié)構(gòu)及化學(xué)鍵的理解和認(rèn)知水平。

選項(xiàng)A 錯(cuò)誤,Na2O2是離子化合物,電子式為

選項(xiàng)B 錯(cuò)誤,H2O 中氧原子的成鍵電子對(duì)個(gè)數(shù)是2,孤電子對(duì)個(gè)數(shù)是2,價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)為4,根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可得其空間構(gòu)型為V 形。

選項(xiàng)C 正確,H2O2中H 的化合價(jià)為+1,因此O 的化合價(jià)為-1。

3.A

考查目標(biāo)及解析:

本題以工業(yè)上電解法制鋁為情境素材,綜合考查了元素周期律的相關(guān)知識(shí)。

選項(xiàng)A 正確,核外電子數(shù)相同時(shí),元素核電荷數(shù)越大,半徑越小,故半徑大小:r(Al3+)＜r(Na+) 。

選項(xiàng)B錯(cuò)誤,同一周期元素核電荷數(shù)越大,電負(fù)性越大,故電負(fù)性大小:χ(F)＞χ(O)。

選項(xiàng)C錯(cuò)誤,同周期從左往右第一電離能呈增大趨勢(shì),同主族從上往下第一電離能呈減小趨勢(shì),故電離能大小:I1(O)＞I1(Na)。

選項(xiàng)D 錯(cuò)誤,元素的金屬性越強(qiáng),其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng),故堿性強(qiáng)弱:NaOH＞Al(OH)3。

4.C

考查目標(biāo)及解析:

本題以實(shí)驗(yàn)室制取SO2及后續(xù)操作為情境素材,考查考生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、試劑選擇及實(shí)驗(yàn)操作的認(rèn)知水平。

選項(xiàng)A 正確,實(shí)驗(yàn)室可用60%的硫酸和NaHSO3(s)反應(yīng)制取SO2,反應(yīng)的方程式為H2SO4(濃)+2NaHSO3＝＝Na2SO4+2SO2↑+2H2O,其為固-液型反應(yīng),因此可用裝置甲制取SO2。

選項(xiàng)B正確,SO2能溶于水,通入水中時(shí)長(zhǎng)進(jìn)短出,因此裝置乙可以制取SO2水溶液。

選項(xiàng)C 錯(cuò)誤,SO2不會(huì)與飽和NaHSO3溶液發(fā)生反應(yīng),應(yīng)該用NaOH 溶液吸收SO2尾氣。

選項(xiàng)D 正確,SO2水溶液顯酸性,因此可用干燥的pH 試紙檢驗(yàn)其酸性。

5.B

考查目標(biāo)及解析:

試題中給出了一段閱讀材料,以此為素材讓考生回答5～7 題。材料主要介紹了第ⅣA 族元素及其化合物的發(fā)現(xiàn)史和重要應(yīng)用,考查了晶體結(jié)構(gòu)、基態(tài)原子的核外電子排布、有關(guān)反應(yīng)的原理及其方程式書(shū)寫(xiě)、物質(zhì)性質(zhì)及其應(yīng)用等相關(guān)知識(shí),靈活性較強(qiáng),要求考生要有信息獲取、信息加工、綜合運(yùn)用以及閱讀理解能力,注重培養(yǎng)考生的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)探究、創(chuàng)新精神等核心素養(yǎng)。第5 題主要考查對(duì)晶體結(jié)構(gòu)、基態(tài)原子的核外電子排布的理解水平。

選項(xiàng)A 錯(cuò)誤,金剛石中每個(gè)碳原子與其他四個(gè)碳原子形成正四面體結(jié)構(gòu),因此金剛石中的C—C—C夾角為109°28' 。

選項(xiàng)B正確,SiH4的化學(xué)鍵為Si—H 極性鍵,硅原子與4個(gè)氫原子形成正四面體,正負(fù)電荷中心重合,為非極性分子;SiCl4與SiH4同理,化學(xué)鍵為Si—Cl極性鍵,結(jié)構(gòu)為正四面體,正負(fù)電荷中心重合,為非極性分子。

選項(xiàng)C 錯(cuò)誤,鍺原子(32Ge)基態(tài)核外電子排布式應(yīng)為[Ar]4s24p2。

選項(xiàng)D 錯(cuò)誤,第ⅣA 族元素形成的單質(zhì)有不同晶體類(lèi)型,例如碳元素形成的石墨為混合晶體,而晶體硅為原子晶體。

6.A

考查目標(biāo)及解析:

本題主要考查相關(guān)反應(yīng)的原理及方程式書(shū)寫(xiě),涉及的反應(yīng)有二氧化硅與氫氟酸溶液反應(yīng)、硫化鍺與氫氣反應(yīng)、鉛蓄電池放電時(shí)正極反應(yīng)、甲烷燃燒熱反應(yīng)。

選項(xiàng)A正確,由材料可知二氧化硅與氫氟酸溶液反應(yīng)生成強(qiáng)酸H2SiF6和水,離子方程式為SiO2+6HF＝＝2H++SiF2-6+2H2O。

選項(xiàng)B錯(cuò)誤,高溫下H2還原GeS2生成鍺和硫化氫,但硫化氫不穩(wěn)定,高溫下分解生成硫和氫氣,總反應(yīng)化學(xué)方程式為Ge+2S。

選項(xiàng)C錯(cuò)誤,鉛蓄電池放電時(shí)二氧化鉛為正極,酸性條件下二氧化鉛得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成硫酸鉛和水,電極反應(yīng)式為 PbO2+2e-+SO2-4+4H+＝＝PbSO4+2H2O。

選項(xiàng)D 錯(cuò)誤,由材料可知1 mol甲烷完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出熱量890.3 kJ,ΔH應(yīng)為負(fù)值,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2O2(g)＝＝CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1。

7.C

考查目標(biāo)及解析:

本題結(jié)合材料考查物質(zhì)性質(zhì)與用途的匹配性。

選項(xiàng)A 錯(cuò)誤,石墨可用作潤(rùn)滑劑是因?yàn)閷儆谶^(guò)渡型晶體,層狀結(jié)構(gòu),質(zhì)軟。

選項(xiàng)B錯(cuò)誤,單晶硅可用作半導(dǎo)體材料與空穴傳遞電子有關(guān),與熔點(diǎn)高無(wú)關(guān)。

選項(xiàng)C正確,青銅是銅-錫合金,比純銅熔點(diǎn)低、硬度大,易于鍛造,古代用青銅鑄劍。

選項(xiàng)D 錯(cuò)誤,含鉛化合物可用作電極材料,是因?yàn)榭稍谡龢O得電子發(fā)生還原反應(yīng),與含鉛化合物顏色豐富無(wú)關(guān)。

8.A

考查目標(biāo)及解析:

本題以氮及其化合物的轉(zhuǎn)化為背景,綜合考查了固氮過(guò)程、侯氏制堿法、氨的工業(yè)催化氧化、氮循環(huán)。

選項(xiàng)A 錯(cuò)誤,自然固氮是將N2轉(zhuǎn)化為氮的化合物,不一定是轉(zhuǎn)化為NH3,例如“雷雨發(fā)莊稼”是將N2轉(zhuǎn)化為NO。

選項(xiàng)B正確,侯氏制堿法以飽和食鹽水、CO2、NH3為原料制備N(xiāo)aHCO3和NH4Cl,反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2O+NH3+CO2+NaCl＝＝NaHCO3↓+NH4Cl 。

選項(xiàng)C正確,工業(yè)上通過(guò)NH3催化氧化等反應(yīng)過(guò)程生產(chǎn)HNO3。

選項(xiàng)D 正確,氮元素在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài),多種形態(tài)的氮及其化合物間的轉(zhuǎn)化形成了自然界的氮循環(huán)。

9.D

考查目標(biāo)及解析:

本題以一種陌生精細(xì)化學(xué)品的合成過(guò)程反應(yīng)機(jī)理為情境素材,考查了對(duì)基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)中順?lè)串悩?gòu)、官能團(tuán)性質(zhì)及反應(yīng)特性、手性碳的掌握水平。

10.B

考查目標(biāo)及解析:

本題以汽車(chē)尾氣處理的原理作為真實(shí)的環(huán)保素材,考查對(duì)熵增原理、化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算、反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)的計(jì)算的掌握程度。

選項(xiàng)A 錯(cuò)誤,該反應(yīng)正方向是一個(gè)氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),即熵增過(guò)程,故ΔS＞0。

選項(xiàng)C錯(cuò)誤,由化學(xué)方程式可知,反應(yīng)每消耗4 mol氨氣,反應(yīng)轉(zhuǎn)移12 mol電子,則反應(yīng)中消耗1 mol 氨氣轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為3×6.02×1023。

選項(xiàng)D 錯(cuò)誤,加入尿素的量越多,水解生成的氨氣越多,對(duì)空氣污染程度越大。

11.D

考查目標(biāo)及解析:

本題以教材實(shí)驗(yàn)為情境素材,以實(shí)驗(yàn)探究方案與目的為主題,考查運(yùn)用化學(xué)知識(shí)辨析實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡哪芰Α?/p>

向盛有FeSO4溶液的試管中滴加幾滴KSCN 溶液,無(wú)現(xiàn)象,振蕩,再滴加幾滴新制氯水,溶液變?yōu)榧t色,亞鐵離子被新制氯水氧化為Fe3+,說(shuō)明Fe2+具有還原性,選項(xiàng)A 能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

向盛有SO2水溶液的試管中滴加幾滴品紅溶液,振蕩,品紅溶液褪色,加熱試管,溶液又恢復(fù)紅色,說(shuō)明SO2具有漂白性,選項(xiàng)B能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

向盛有淀粉-KI溶液的試管中滴加幾滴溴水,振蕩,溶液變?yōu)樗{(lán)色,I-被Br2氧化為I2,說(shuō)明Br2的氧化性比I2的強(qiáng),選項(xiàng)C 能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

通過(guò)pH 計(jì)測(cè)量醋酸、鹽酸的pH 用以證明CH3COOH 是弱電解質(zhì)時(shí),一定要注明醋酸和鹽酸的物質(zhì)的量濃度相同,選項(xiàng)D 不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

12.C

考查目標(biāo)及解析:

本題以利用KOH 溶液捕集煙氣中CO2為情境素材,考查離子濃度大小比較,電離平衡常數(shù)、水解平衡常數(shù)及相關(guān)計(jì)算,水溶液中的離子平衡和化學(xué)反應(yīng)與能量知識(shí)點(diǎn)。

選項(xiàng)A 錯(cuò)誤,KOH 吸收CO2所得到的溶液,若為Na2CO3溶液,則CO2-3主要發(fā)生第一步水解,溶液中c(H2CO3)＜c(HCO-3),若為NaHCO3溶液,則HCO-3發(fā)生水解的程度很小,溶液中c(H2CO3)＜c(HCO-3)。

選項(xiàng)B 錯(cuò)誤,KOH 完全轉(zhuǎn)化為K2CO3時(shí),依據(jù)電荷守恒,溶液中c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO-3)+2c(CO2-3) ,依據(jù)物料守恒,溶液中c(K+)=2[c(CO2-3)+c(HCO-3)+c(H2CO3)] ,則c(OH-)=c(H+)+c(HCO-3)+2c(H2CO3)。

選項(xiàng)D 錯(cuò)誤,“吸收”“轉(zhuǎn)化”過(guò)程中,發(fā)生反 應(yīng) CO2+2KOH ＝＝K2CO3+ H2O,K2CO3+CaO+H2O ＝＝CaCO3↓+2KOH(若生成KHCO3或K2CO3與KHCO3的混合物,則原理相同),兩式相加,得CO2+CaO＝＝CaCO3↓,該反應(yīng)放熱,溶液的溫度升高。

13.D

考查目標(biāo)及解析:

本題以乙醇-水催化重整得H2為載體,考查從圖像中獲取信息的能力,結(jié)合化學(xué)平衡移動(dòng)及其影響因素分析和推斷平衡轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率和選擇性的變化趨勢(shì),在評(píng)價(jià)投料比的過(guò)程中,發(fā)展科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任感。

選 項(xiàng) A 錯(cuò) 誤,根 據(jù) 已 知 反 應(yīng)①C2H5OH(g)+3H2O(g)＝＝2CO2(g)+6H2(g) ΔH=173.3 kJ·mol-1,反應(yīng)②CO2(g)+H2(g)＝＝CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2 kJ·mol-1,分析可知反應(yīng)①的熱效應(yīng)更大,故溫度升高的時(shí)候?qū)Ψ磻?yīng)①影響更大一些,即CO2選擇性增大,同時(shí)CO 的選擇性減小,根據(jù)CO 的選擇性的定義可知曲線③代表CO2的選擇性,曲線①代表CO 的選擇性,曲線②代表H2的產(chǎn)率。

選項(xiàng)B 錯(cuò)誤,由分析可知,升高溫度,平衡時(shí)CO 的選擇性減小。

選項(xiàng)C錯(cuò)誤,兩種物質(zhì)參加反應(yīng),增大一種物質(zhì)的濃度,會(huì)降低該物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率。

選項(xiàng)D 正確,加入的CaO(s)與水反應(yīng)放熱,對(duì)反應(yīng)①影響較大,可以增大H2產(chǎn)率,或者選用對(duì)反應(yīng)①影響較大的高效催化劑,也可以增大H2產(chǎn)率。

14.答案及解析:

本題以硫鐵化合物(FeS、FeS2等)的應(yīng)用為情境素材,分別以FeS 去除水中微量六價(jià)鉻和FeS2的晶體結(jié)構(gòu)及氧化產(chǎn)物分析為主題,考查考生陌生方程式的書(shū)寫(xiě)、平衡常數(shù)的推導(dǎo)、平衡移動(dòng)的判斷、晶體結(jié)構(gòu)的判斷、圖像分析、信息的提取與應(yīng)用和計(jì)算能力。

(1)①FeS + CrO2-4+ 4H2O ＝＝Fe(OH)3+Cr(OH)3+S+2OH-

②5.0×10-5

③c(OH-)越大,FeS 表面吸附的Cr(Ⅵ)的量越少,FeS溶出量越少

本問(wèn)考查考生由題目所給信息書(shū)寫(xiě)陌生方程式及推導(dǎo)陌生反應(yīng)平衡常數(shù)的能力。還考查了平衡移動(dòng)影響因素知識(shí)點(diǎn)。

①根據(jù)題目所給信息寫(xiě)出反應(yīng)物和生成物,注意在弱堿性溶液中c(OH-)＞c(H+),最后將方程式配平即可。

③由題干信息“在pH=4～7 的水溶液中,納米FeS顆粒表面帶正電荷”分析可知,c(OH-)越大,FeS 表面吸附的Cr(Ⅵ)的量越少,由反應(yīng)FeS+H+Fe2++HS-分析,c(OH-)越大,FeS溶出量越少,所以FeS 去除水中Cr(Ⅵ)的速率越慢。

(2)4 如圖8。

圖8

本問(wèn)考查晶體中微粒個(gè)數(shù)及晶體結(jié)構(gòu)的判斷。

因?yàn)镕eS2的晶體與NaCl晶體的結(jié)構(gòu)相似,由NaCl晶體結(jié)構(gòu)可知,一個(gè)NaCl晶胞含有4個(gè)Na+和4 個(gè)Cl-,則該FeS2晶體的一個(gè)晶胞中S2-2的數(shù)目也為4。

FeS2晶體中,每個(gè)S原子與三個(gè)Fe2+緊鄰,且Fe-S 間距相等,根據(jù)FeS2晶胞中的Fe2+和S2-2的位置(S2-2中的S—S 鍵位于晶胞體對(duì)角線上)可知,每個(gè)S原子與S—S鍵所在體對(duì)角線上距離最近的頂點(diǎn)相鄰的三個(gè)面心Fe2+緊鄰且間距相等。

(3)Fe2O3

本問(wèn)考查圖像信息提取能力及確定物質(zhì)氧化產(chǎn)物成分的計(jì)算能力。

由圖可知,800 ℃時(shí),氧化過(guò)程中剩余固體的質(zhì)量與起始FeS2的質(zhì)量的比值為66.7%,設(shè)FeS2氧化成含有兩種元素的固體產(chǎn) 物 化 學(xué) 式 為 FeOx,M(FeS2)=120g·mol-1,則M(FeOx)=120g·mol-1×66.7%=80.04g·mol-1,56+16x=80.04,x=,即固體產(chǎn)物為Fe2O3。

15.答案及解析:

本題以藥用多肽的結(jié)構(gòu)修飾物G 的合成為情境素材,考查雜化軌道類(lèi)型、物質(zhì)推斷、反應(yīng)機(jī)理、同分異構(gòu)體書(shū)寫(xiě)和有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)等知識(shí),考查考生對(duì)有機(jī)物性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化的理解、信息獲取能力、證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力、物質(zhì)轉(zhuǎn)化的應(yīng)用能力。

(1)sp2和sp3

(2)取代反應(yīng)

考查陌生有機(jī)反應(yīng)的類(lèi)型分析,根據(jù)反應(yīng)機(jī)理判斷其反應(yīng)類(lèi)型。B→C 的反應(yīng)中,B中的羥基被氯原子代替,該反應(yīng)為取代反應(yīng)。

考查同分異構(gòu)體的書(shū)寫(xiě),側(cè)重考查信息獲取能力與模型認(rèn)知能力。對(duì)于化合物D,含有苯環(huán),側(cè)鏈C原子數(shù)為6,O 原子數(shù)為3,Ω=2。根據(jù)題干條件可知其同分異構(gòu)體需滿(mǎn)足以下條件:

①含有苯環(huán),即所占C原子數(shù)為6。

②堿性條件水解,酸化后得2種產(chǎn)物,其中一種含苯環(huán)且有2 種含氧官能團(tuán),均能被銀氨溶液氧化,說(shuō)明該同分異構(gòu)體含有甲酸酯基HCOO—,占C原子數(shù)為1,O 原子數(shù)為2,Ω=1,另一側(cè)含—CHO,占C 原子數(shù)為1,O 原子數(shù)為1,Ω=1,則水解產(chǎn)物中,有一種是甲酸,另外一種含有苯環(huán)、羥基和醛基。

③分子中含有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,剩余C 原子數(shù)為4,Ω=0,為2 組對(duì)稱(chēng)的—CH3。

綜上可知,該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

16.答案及解析:

本題以二氧化鈰(CeO2)廢渣為原料制備 Cl—含量少的 Ce2(CO3)3的工藝流程為情境素材,以“變化觀念與平衡思想”的學(xué)科核心素養(yǎng)為考查主題,主要考查考生運(yùn)用化學(xué)原理解決實(shí)際問(wèn)題的能力,且熟悉滴定實(shí)驗(yàn)等實(shí)際操作,廢渣的利用體現(xiàn)綠色化學(xué)。上述工藝流程中Ce元素的流向和存在方式為CeO2→Ce3+(水層)→Ce(A)3(有機(jī)層)→Ce3+(水層)→ Ce2(CO3)3。

(1)2CeO2+H2O2+6H+＝＝2Ce3++O2↑+4H2O

考查從流程圖中獲取信息書(shū)寫(xiě)陌生離子方程式的能力,熟悉氧化還原反應(yīng)的配平。根據(jù)信息,反應(yīng)物為CeO2與H2O2,產(chǎn)物為Ce3+和O2,溶液呈酸性,根據(jù)電荷守恒和元素守恒可知其離子方程式為2CeO2+H2O2+6H+＝＝2Ce3++O2↑+4H2O。

(2)B

通過(guò)實(shí)驗(yàn)試劑的用量選擇,考查控制實(shí)驗(yàn)條件的能力。獲取含 Cl-量較少的Ce2(CO3)3,要求反應(yīng)過(guò)程中CeCl3保持少量,所以選B操作。

(3)①降低溶液中氫離子的濃度,促進(jìn)Ce3+的萃取平衡正向移動(dòng),提高Ce3+萃取率

②適當(dāng)提高稀硝酸濃度,多次萃取

③H+、Ce3+

考查化學(xué)平衡移動(dòng)的原理和離子反應(yīng)的實(shí)質(zhì)等知識(shí)。加入氨水去除過(guò)量的鹽酸,H+濃度減少,促進(jìn)萃取平衡正向移動(dòng),更多Ce3+進(jìn)入有機(jī)層,提高萃取率。

為了提高反萃取的程度,即萃取平衡逆向移動(dòng),應(yīng)增加H+濃度,根據(jù)流程圖可知,反萃取時(shí)加入稀硝酸,故可適當(dāng)增加稀硝酸的濃度;也可采用多次萃取,使更多Ce3+進(jìn)入水層。

反萃取后的水溶液中存在大量的H+、NO-3、Ce3+,沉淀時(shí)加入氨水和NH4HCO3,H+與氨水發(fā)生中和反應(yīng),Ce3+和NH4HCO3發(fā)生反應(yīng)生成Ce2(CO3)3沉淀,過(guò)濾后溶液中H+和Ce3+濃度減少。

(4)從左側(cè)滴定管放出一定體積的待測(cè)Ce4+溶液于錐形瓶中,加入指示劑苯代鄰氨基苯甲酸,用0.020 00 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2來(lái)滴定,當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲螛?biāo)準(zhǔn)液時(shí),溶液由紫紅色變?yōu)榱咙S色,且半分鐘內(nèi)不變色,即達(dá)到滴定終點(diǎn),記錄標(biāo)準(zhǔn)液的體積

考查氧化還原反應(yīng)滴定的實(shí)驗(yàn)原理與操作。應(yīng)該用(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)液滴定待測(cè)Ce4+溶液,用苯代鄰氨基苯甲酸作指示劑,當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲螛?biāo)準(zhǔn)液時(shí),溶液由紫紅色變?yōu)榱咙S色,且半分鐘內(nèi)不變色,即達(dá)到滴定終點(diǎn),記錄標(biāo)準(zhǔn)液的體積。

17.答案及解析:

本題以綠色環(huán)保制氫技術(shù)為情境,融合了工業(yè)流程、反應(yīng)原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、反應(yīng)機(jī)理解釋等內(nèi)容,考查考生的信息獲取加工與應(yīng)用、證據(jù)推理和方案評(píng)價(jià)、根據(jù)題目信息多角度解釋反應(yīng)機(jī)理的能力。

(1)①CuCl-2+2Cl--e-＝＝CuCl2-4

②Cu 、O

考查電極方程式的書(shū)寫(xiě),電解在質(zhì)子交換膜電解池中進(jìn)行,陽(yáng)極區(qū)為酸性CuCl-2溶液,電解過(guò)程中CuCl-2失去1個(gè)電子轉(zhuǎn)化為CuCl2-4,根據(jù)三大守恒寫(xiě)出反應(yīng)式。

第二問(wèn)考查物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、價(jià)態(tài)的變化,考查考生的邏輯推理能力。電解后,經(jīng)熱水解得到的HCl和熱分解得到的CuCl等物質(zhì)可循環(huán)使用,從圖中可知,熱分解產(chǎn)物還有O2,從題目①以及題圖得知,進(jìn)入熱水解的物質(zhì)有CuCl2-4,故發(fā)生化合價(jià)變化的元素有Cu、O。

②H 的電負(fù)性大于Fe,小于O,在活性Fe3O4-x表面,H2斷裂為H 原子,一個(gè)吸附在催化劑的鐵離子上,略帶負(fù)電,一個(gè)吸附在催化劑的氧離子上,略帶正電,前者與HCO-3中略帶正電的碳結(jié)合,后者與HCO-3中略帶負(fù)電的羥基氧結(jié)合生成H2O,HCO-3轉(zhuǎn)化為HCOO-

③隨c(HCO-3)增加,生成FeCO3和H2的速率更快,產(chǎn)量增大,生成HCOO-的速率更快,產(chǎn)率也增大。

第一問(wèn)考查離子反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)。在300 ℃時(shí),密閉容器中NaHCO3溶液與鐵粉反應(yīng),反應(yīng)初期有FeCO3生成并放出H2。該變化中HCO-3的電離受到促進(jìn),鐵粉結(jié)合氫離子產(chǎn)生了氫氣,產(chǎn)生的亞鐵離子結(jié)合碳酸根離子生成FeCO3。

第二問(wèn)考查陌生情境中反應(yīng)機(jī)理的描述,從宏微結(jié)合的角度認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理以及圖像識(shí)別能力。根據(jù)元素電負(fù)性的變化規(guī)律,電負(fù)性O(shè)＞C＞H＞Fe,在活性Fe3O4-x表面,H2斷裂為H 原子,一個(gè)吸附在催化劑的鐵離子上,略帶負(fù)電,一個(gè)吸附在催化劑的氧離子上,略帶正電,前者與HCO-3中略帶正電的碳結(jié)合,后者與HCO-3中略帶負(fù)電的羥基氧結(jié)合生成H2O,HCO-3轉(zhuǎn)化為HCOO-。

第三問(wèn)考查陌生情境下圖像信息獲取能力以及結(jié)合反應(yīng)機(jī)理對(duì)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行相關(guān)分析的能力。在其他條件相同時(shí),隨c(HCO-3)增加,其與鐵粉反應(yīng)加快,從題圖可知Fe的轉(zhuǎn)化率也增大,即生成FeCO3和H2的速率更快,量更大,則得到活性Fe3O4-x的速度更快,量也更多,生成HCOO-的速率更快,產(chǎn)率也更大。

(3)高效、經(jīng)濟(jì)、原子利用率高、無(wú)污染

本問(wèn)考查工業(yè)流程的優(yōu)點(diǎn)評(píng)價(jià)?！癋e-HCO-3-H2O 熱循環(huán)制氫和甲酸”系統(tǒng)將HCO-3轉(zhuǎn)化為HCOO-和生成H2的速率快,原子利用率高,不產(chǎn)生污染物,Fe初期生成FeCO3后迅速轉(zhuǎn)化為活性Fe3O4-x,Fe3O4-x氧化為Fe3O4再經(jīng)生物柴油副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為Fe,可循環(huán)利用。不需要如題(1)CuCl-H2O熱電循環(huán)制氫法中那樣耗電,該原理的優(yōu)點(diǎn)是高效、經(jīng)濟(jì)、原子利用率高、無(wú)污染。