2022年普通高等学校招生全国统一考试(乙卷)理科综合化学试题及考查目标分析

2022-03-15广东省佛山市南海区第一中学谭德鸿

中学生数理化(高中版.高考理化) 2022年10期

关键词：小题选项考查

■广东省佛山市南海区第一中学谭德鸿

■广东省佛山市顺德区华侨中学郑灷

■广东省佛山市实验中学关小华

■广东省佛山市第四中学张景波

【试题部分】(以原试卷题号为序)

可能用到的相对原子质量:H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5

一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。

7.生活中处处有化学。下列叙述正确的是( )。

A.HB铅笔芯的成分为二氧化铅

B.碳酸氢钠可用作食品膨松剂

C.青铜和黄铜是不同结构的单质铜

D.焰火中红色来源于钠盐灼烧

8.一种实现二氧化碳固定及再利用的反应如下:

下列叙述正确的是( )。

A.化合物1分子中所有原子共平面

B.化合物1与乙醇互为同系物

C.化合物2分子中含有羟基和酯基

D.化合物2可发生开环聚合反应

9.某白色粉末样品,可能含有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3和Na2CO3。取少量样品进行如下实验:

①溶于水,得到无色透明溶液。

②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体逸出。离心分离。

③ 取②的上层清液,向其中滴加BaCl2溶液,有沉淀产生。

该样品中确定存在的是( )。

A.Na2SO4、Na2S2O3

B.Na2SO3、Na2S2O3

C.Na2SO4、Na2CO3

D.Na2SO3、Na2CO3

10.由实验操作和现象,可得出相应正确结论的是( )。

实验操作现象结论A向NaBr溶液中滴加过量氯水,再加入淀粉KI溶液先变橙色,后变蓝色氧化性:Cl2＞Br2＞I2 B向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热,加入少量新制的氢氧化铜悬浊液无砖红色沉淀蔗糖未发生水解C石蜡油加强热,将产生的气体通入Br2/CCl4溶液溶液红棕色变无色气体中含有不饱和烃D加热试管中的聚氯乙烯薄膜碎片试管口润湿的蓝色石蕊试纸变红氯乙烯加聚是可逆反应

11.化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。YZ2分子的总电子数为奇数,常温下为气体。该化合物的热重曲线如图1所示,在200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是( )。

图1

A.W、X、Y、Z的单质常温下均为气体

B.最高价氧化物的水化物的酸性:Y＜X

C.100～200 ℃阶段热分解失去4个W2Z

D.500 ℃热分解后生成固体化合物X2Z3

12.Li-O2电池比能量高,在汽车、航天等领域具有良好应用前景。近年来,科学家研究了一种光照充电Li-O2电池(如图2所示)。光照时,光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+),驱动阴极反应(Li++ e-＝＝Li)和阳极反应(Li2O2+2h+＝＝2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是( )。

图2

A.充电时,电池的总反应为Li2O2＝＝2Li+O2

B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关

C.放电时,Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移

D.放电时,正极发生反应O2+2Li++2e-＝＝Li2O2

13.常温下,一元酸HA的Ka(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-离子不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过该膜(如图3所示)。设溶液中c总(HA) = c(HA)+ c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是( )。

图3

A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)

C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等

D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为10-4

二、非选择题:共58分。第26～28题为必考题,每个试题考生都必须作答。第35～36为选考题,考生根据要求作答。

(一)必考题:共43分

26.(14分)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb,还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境,充分利用铅资源,通过如下流程实现铅的回收。

一些难溶电解质的溶度积常数如表1所示。

表1

一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如表2所示。

表2

回答下列问题:

(1)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为____,用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因:____。

(2)在“脱硫”中,加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化,原因是____。

(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(HAc),还要加入H2O2。

(ⅰ)能被H2O2氧化的离子是_____;

(ⅱ)H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2,其化学方程式为____;

(ⅲ)H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2,H2O2的作用是____。

(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9,滤渣的主要成分是_____。

(5)“沉铅”的滤液中,金属离子有____。

27.(14分)二草酸合铜(Ⅱ)酸钾(K2[Cu(C2O4)2])可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾可采用如下步骤:

Ⅰ.取已知浓度的CuSO4溶液,搅拌下滴加足量NaOH溶液,产生浅蓝色沉淀。加热,沉淀转变成黑色,过滤。

Ⅱ.向草酸(H2C2O4)溶液中加入适量K2CO3固体,制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液。

Ⅲ.将Ⅱ的混合溶液加热至80～85 ℃,加入Ⅰ中的黑色沉淀,全部溶解后,趁热过滤。

Ⅳ.将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩,经一系列操作后,干燥,得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体,进行表征和分析。

回答下列问题:

(1)由CuSO4·5H2O配制Ⅰ中的CuSO4溶液,下列仪器(如图4所示)中不需要的是____(填仪器名称)。

图4

(2)长期存放的CuSO4·5H2O中,会出现少量白色固体,原因是____。

(3)Ⅰ中的黑色沉淀是____(写化学式)。

(4)Ⅱ中原料配比为 n(H2C2O4)∶n(K2CO3)=1.5∶1,写出反应的化学方程式:_____。

(5)Ⅱ中,为防止反应过于剧烈而引起喷溅,加入K2CO3应采取____的方法。

(6)Ⅲ中应采用____进行加热。

(7)Ⅳ中“一系列操作”包括_____。

28.(15分)油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢需要回收处理并加以利用。回答下列问题:

(1)已知下列反应的热化学方程式:

①2H2S(g)+3O2(g)＝＝2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-1 036 kJ·mol-1

②4H2S(g)+2SO2(g)＝＝3S2(g)+4H2O(g) ΔH2=+94 kJ·mol-1

③2H2(g)+O2(g)＝＝2H2O(g)ΔH3=-484 kJ·mol-1

计算H2S热分解反应④2H2S(g)＝＝2H2(g)+S2(g)的ΔH4=____kJ·mol-1。

(2)较普遍采用的H2S处理方法是克劳斯工艺,即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是利用反应④高温热分解H2S。相比克劳斯工艺,高温热分解方法的优点是____,缺点是____。

(3)在1 470 K、100 kPa反应条件下,将n(H2S)∶n(Ar)=1∶4的混合气进行H2S热分解反应。平衡时混合气中H2S与H2的分压相等,H2S平衡转化率为____,平衡常数Kp=____kPa。

(4)在1 373 K、100 kPa反应条件下,对于n(H2S)∶n(Ar)分别为4∶1、1∶1、1∶4、1∶9、1∶19的H2S-Ar混合气,热分解反应过程中H2S转化率随时间的变化如图5所示。

图5

①n(H2S)∶n(Ar)越小,H2S平衡转化率_____,理由是____。

②n(H2S)∶n(Ar)=1∶9对应图中曲线____,计算其在0～0.1 s,H2S分压的平均变化率为_____kPa·s-1。

(二)选考题:共15分。请考生从给出的2道化学题中任选一题作答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目题号后的方框涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,并且在解答过程中写清每问的小题号,在答题卡指定位置答题。如果多做则按所做的第一题计分。

35.(15分)[选修3:物质结构与性质]

卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题:

(1)氟原子激发态的电子排布式有_____,其中能量较高的是_____。(填标号)

a.1s22s22p43s1b. 1s22s22p43d2

c. 1s22s12p5d. 1s22s22p33p2

(2)①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中,C的一个____杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl_____键,并且Cl的3px轨道与C的2px轨道形成3中心4电子的大π键()。

②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中,C—Cl键长的顺序是____,理由:(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多,形成的C—Cl键越强;(ⅱ)____。

(3)卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应,生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为____。解释X的熔点比Y高的原因:_____。

(4)α-AgI 晶体中I-作体心立方堆积(如图6所示),Ag+主要分布在由I-构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下,Ag+不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此,α-AgI晶体在电池中可作为_____。

图6

已知阿伏加德罗常数为NA,则α-AgI晶体的摩尔体积Vm=____m3·mol-1(列出算式)。

36.(15分)[选修5:有机化学基础]

左旋米那普伦是治疗成人重度抑郁症的药物之一,以下是其盐酸盐(化合物K)的一种合成路线(部分反应条件已简化,忽略立体化学):

已知:化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳。

回答下列问题:

(1)A的化学名称是____。

(2)C的结构简式为_____。

(3)写出由E生成F反应的化学方程式:___。

(4)E中含氧官能团的名称为_____。

(5)由G生成H的反应类型为____。

(6)I是一种有机物形成的盐,结构简式为____。

(7)在E的同分异构体中,同时满足下列条件的总数为_____种。

a.含有一个苯环和三个甲基;

b.与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳;

c.能发生银镜反应,不能发生水解反应。

上述同分异构体经银镜反应后酸化,所得产物中,核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6∶3∶2∶1)的结构简式为_____。

【参考答案与解析部分】

一、选择题

7.B

考查目标及解析:

本题以化学与生活为主题,考查物质的组成、性质及用途等知识。

选项A错误,铅笔芯的主要成分为石墨。

选项B正确,NaHCO3不稳定,受热易分解产生CO2,能使面团松软,可用作食品膨松剂。

选项C错误,青铜是在纯铜(紫铜)中加入锡或铅的合金,黄铜是由铜和锌所组成的合金,两者均为混合物。

选项D错误,钠元素燃烧呈黄色。

8.D

考查目标及解析:

本题以二氧化碳固定及再利用为情境素材,考查有机物共线共面问题、官能团类型及其可能发生反应判定等知识。

选项A错误,化合物1分子中含有饱和碳原子,采取sp3杂化,因此所有原子不可能共平面。

选项B错误,结构相似,分子组成上相差n个CH2的有机物互称为同系物,化合物1为环氧乙烷,属于醚类,分子式为C2H4O,乙醇属于醇类,分子式为C2H6O,因此两者不是同系物。

选项C错误,化合物2分子中含有酯基,不含羟基。

选项D正确,化合物2中含有酯基,可发生开环聚合反应形成高分子化合物。

9.A

考查目标及解析:

本题以离子检验为主题,考查常见离子反应及其现象等知识。

选项A正确,由题意可知,向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体逸出,发生反应2H++S2＝＝S↓+SO2↑+H2O,因此样品中一定存在Na2S2O3,取②的上层清液,向其中滴加BaCl2溶液有沉淀产生,则沉淀为BaSO4,因此样品中一定存在Na2SO4;Na2SO3与稀盐酸反应产生SO2,Na2CO3与稀盐酸反应产生CO2,两者的反应现象均有可能被Na2S2O3与稀盐酸的反应现象掩盖掉,因此不能确定样品中是否存在Na2SO3和Na2CO3。

10.C

考查目标及解析:

本题以教材实验为情境素材,以实验操作、现象与结论为主题,考查运用化学知识解决问题的能力,考查科学探究学科素养。

选项A错误,向NaBr溶液中滴加过量氯水,溶液变橙色,即Br-被氧化为Br2,可证明氧化性:Cl2＞Br2,但由于氯水过量,加入淀粉KI溶液,过量氯水可将I-氧化为I2,虽然溶液变蓝色,但无法证明氧化性:Br2＞I2。

选项B错误,向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热后,应先加入NaOH溶液调节溶液呈碱性,否则过量稀硫酸与新制的氢氧化铜悬浊液发生中和反应,则不会产生砖红色沉淀,无法证明蔗糖未发生水解。

选项C正确,石蜡油加强热,将产生的气体通入Br2/CCl4溶液,溶液红棕色变无色,则气体中含有不饱和烃,不饱和烃与Br2发生加成反应,使Br2/CCl4溶液褪色。

选项D错误,加热试管中的聚氯乙烯薄膜碎片,试管口润湿的蓝色石蕊试纸变红,则产生了HCl气体,可逆反应是指在同一反应条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,而氯乙烯加聚和聚氯乙烯加热分解的反应条件不同,因此无法证明氯乙烯加聚是可逆反应。

11.D

考查目标及解析:

本题以元素周期律、热重曲线分析为主题,考查短周期元素推断、元素周期律的应用、热重曲线的相关计算等知识,考查考生的证据推理能力。

化合物(YW4X5Z8·4W2Z)在200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出,则失去的是水,即W为H元素,Z为O元素。YZ2分子的总电子数为奇数,常温下为气体,且Y的原子序数小于Z,则Y为N元素。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21,则X为B元素。

选项A错误,单质硼常温下为固体。

选项B错误,元素非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,非金属性:N ＞B,则最高价氧化物的水化物酸性:HNO3＞H3BO3。

选项C错误,化合物(NH4B5O8·4H2O)在200 ℃以下热分解时失去的是水,由热重曲线可知,失去的结晶水个数为≈3。

选项D正确,若化合物(NH4B5O8·4H2O)在500 ℃热分解后生成固体化合物B2O3,根据B元素守恒,得到关系式2NH4B5O8·4H2O～5B2O3,则B2O3的质量分数为×100%≈64.1%,由热重曲线可知,该假设正确。

12.C

考查目标及解析:

本题以光照充电Li-O2电池为情境素材,以电化学应用为主题,考查电极判断、电极方程式书写、离子迁移方向等知识,考查考生对题干图示中有效信息的提取及分析能力。

光照时,光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+),驱动阴极反应(Li++e-＝＝Li)和阳极反应(Li2O2+2h+＝＝2Li++O2)对电池进行充电,结合Li-O2电池图示,充电时金属锂为阴极,光催化电极为阳极,则放电时金属锂为负极,光催化电极为正极。

选项A正确,由充电时阴极反应(Li++e-＝＝Li)和阳极反应(Li2O2+2h+＝＝2Li++O2)可知,充电时电池的总反应为Li2O2＝＝2Li+O2。

选项B正确,光照时,光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+),驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电,阴极反应与电子有关,阳极反应与空穴量有关,因此充电效率与光照产生的电子和空穴量有关。

选项C错误,放电时金属锂为负极,光催化电极为正极,Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移。

选项D正确,放电时电池的总反应为2Li+O2＝＝Li2O2,负极反应为Li-e-＝＝Li+,则正极反应为O2+2Li++2e-＝＝Li2O2。

13.B

考查目标及解析:

本题以水溶液中的离子平衡为主题,考查离子浓度大小比较、电离平衡常数及电离度相关计算等知识。

选项A错误,常温下溶液Ⅰ的pH=7.0,即c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol·L-1,因此c(H+)＜c(OH-)+c(A-)。

选项B正确,常温下溶液Ⅱ的pH=1.0,即c(H+)=0.1 mol·L-1,由于①Ka(HA)==1.0×10-3,即c(A-) = 0.01c(HA),②c总(HA)=c(HA)+c(A-),结合①②可得HA的电离度为=。

选项C错误,未电离的HA可自由穿过该膜,因此溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等。

选项D错误,常温下溶液Ⅰ的pH=7.0,即c(H+)=1×10-7mol·L-1,Ka(HA)=1.0×10-3,即c(A-)=1×104c(HA);常温下溶液Ⅱ的pH=1.0,即c(H+)=0.1 mol·L-1,=1.0×10-3,即c(A-) = 0.01c(HA);由c总(HA)=c(HA)+c(A-),且溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等可知,溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为=≈104。

二、非选择题

(一)必考题

26.答案及解析:

本题以铅蓄电池铅膏回收铅的工艺流程为情境素材,以流程简图、表格数据结合题干文字提供解题必要信息,聚焦各类物质的转化行为,辨识应用元素化合物的性质及其差异性,突显物质的分离与提纯,考查考生综合运用化学知识解决实际问题的能力,促进考生知识与技能提升的同时,体现绿色化学和环境保护的核心理念。

结合流程简图、表格Ksp数据和第(1)(2)问题干可知,“脱硫”时加入Na2CO3,可使PbSO4完全转化为PbCO3,此外有部分的BaSO4也转化为BaCO3。“酸浸”时可使PbCO3、PbO2、PbO、Pb都转化为Pb(Ac)2,此外Ba、Fe、Al元素在“酸浸”溶液中的存在形式为Ba2+、Fe3+、Al3+。当“酸浸”后溶液pH约为4.9时,结合表格pH数据可知,Fe3+和Al3+可完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀,即“酸浸”后滤渣的主要成分。“沉铅”时加入了NaOH可使Pb(Ac)2转化为Pb(OH)2,故“沉铅”后滤液的金属离子主要有Na+和Ba2+。

(1)PbSO4(s)+(aq)PbCO3(s)+(aq) 反应PbSO4(s)+(aq)PbCO3(s)+(aq)的平衡常数K==3.4×105＞105,说明Na2CO3能使PbSO4完全转化为PbCO3

本问考查沉淀转化的离子方程式书写、化学平衡常数K的计算和反应程度分析。根据表格Ksp数据可知,Ksp(PbSO4)＞Ksp(PbCO3),所以加入Na2CO3可以使PbSO4沉淀转化为溶解度更小的PbCO3沉淀,故离子方程式为PbSO4(s)+aq)PbCO3(s)+(aq)。该反应的平衡常数≈3.4×105＞105,说明Na2CO3能使PbSO4完全转化为PbCO3。

(2)反应BaSO4(s)+(aq)BaCO3(s)+(aq)的平衡常数K=≈0.042＜105,说明Na2CO3不能使BaSO4完全转化为BaCO3

本问考查沉淀转化、化学平衡常数K的计算和反应程度分析。BaSO4沉淀与Na2CO3反应的离子方程式为BaSO4(s)+(aq)BaCO3(s)+(aq),结合表格Ksp数据,该反应的平衡常数K=≈0.042＜105,说明Na2CO3不能使BaSO4完全转化为BaCO3。

(3)(ⅰ)Fe2+

本问考查氧化还原反应的分析。“酸浸”时溶液中的Fe2+具有还原性,可被H2O2氧化。

(ⅱ)Pb+H2O2+2HAc＝＝Pb(Ac)2+2H2O

本问考查氧化还原反应的分析及化学方程式的书写。Pb转化为Pb(Ac)2,Pb元素化合价升高,体现还原性,则H2O2应转化为H2O,O元素化合价降低,体现氧化性。根据化合价升降值守恒与原子守恒,可写出该化学方程式。

(ⅲ)作为还原剂

本问考查氧化还原反应的分析。PbO2转化为Pb(Ac)2,Pb元素化合价降低,体现氧化性,则H2O2应转化为O2,O元素化合价升高,体现还原性。

(4)Fe(OH)3、Al(OH)3

本问考查金属氢氧化物的沉淀pH控制分析。根据表格pH数据可知,当溶液的pH约为4.9时,已大于Fe3+和Al3+的完全沉淀pH,因此Fe3+和Al3+可完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀,即“酸浸”后滤渣的主要成分。

(5)Na+、Ba2+

本问考查化工流程图中的物质成分去向分析。“酸浸”时有BaCO3溶于HAc转化为Ba2+,而“沉铅”时加入了NaOH使Pb(Ac)2转化为Pb(OH)2,故“沉铅”后滤液的金属离子主要有Na+和Ba2+。

27.答案及解析:

本题以实验室制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾为载体,考查配制溶液、加热、结晶法等基本实验操作,综合考查考生获取关键信息,分析问题和运用所学物质性质与转化、基本实验等相关知识解决问题的能力,从定性判断到定量表征的科学思维水平。

(1)分液漏斗和球形冷凝管

本问考查配制一定浓度的溶液所需的实验仪器以及基本实验仪器的识别。配制一定浓度的CuSO4溶液需要的仪器包括天平、烧杯、量筒和玻璃棒,因此不需用到的是分液漏斗和球形冷凝管。

(2)CuSO4·5H2O风化失去结晶水生成无水硫酸铜

本问考查物质的性质与转化。在教材中介绍了“碳酸钠晶体在干燥空气里逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末”,结合无水硫酸铜为白色,推断颜色变化的原因是CuSO4·5H2O风化失去结晶水生成无水硫酸铜。

(3)CuO

本问考查考生获取关键信息、分析问题的能力。由题中CuSO4与NaOH混合生成蓝色沉淀,推断该蓝色沉淀为Cu(OH)2。“加热,沉淀转变成黑色”,结合元素守恒和沉淀颜色的变化,可推断该黑色沉淀为CuO。

(4)3H2C2O4+2K2CO3＝＝2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑

本问考查考生获取关键信息“原料配比为 n(H2C2O4)∶n(K2CO3)=1.5∶1”“制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液”,结合复分解反应知识,用化学方程式表征反应的能力。由题目信息可确定反应物为H2C2O4和K2CO3,生成物有KHC2O4和K2C2O4。H2C2O4及其酸根中C元素均为+3价,K2CO3中C元素为+4价,该反应为复分解反应,说明生成物中必有H2O和CO2,结合n(H2C2O4)∶n(K2CO3)=1.5∶1即可将方程式配平。

(5)分批加入并搅拌

本问考查考生结合(4)中反应方程式以及题目信息“防止反应过于剧烈而引起喷溅”,需减慢反应速率,因此可分批加入并搅拌。

(6)热水浴

本问考查考生获取关键信息“混合溶液加热至80～85 ℃”,选择合适的加热方式。由加热温度为80～85 ℃,可知应选热水浴。

(7)冷却结晶、过滤、洗涤

本问考查从溶液中获取晶体的方法,结合所学知识知应为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体。

28.答案及解析:

本题以废气硫化氢的回收处理并加以利用为载体,综合考查盖斯定律、化学平衡移动及其影响因素、平衡的定量表征以及化学反应速率等核心知识,进行简单数学运算、阅读图像获取信息、分析和推断等能力,在评价工艺的过程中,发展科学态度与社会责任感。

(1)+170

本问考查考生从能量角度认识反应,根据盖斯定律进行计算。根据题目所给方程式可知- ΔH3,代入数据得ΔH4=+170 kJ·mol-1。

(2)步骤简单;副产物氢气可作燃料,产物易分离能耗高

本问考查考生获取信息、对比分析的能力。根据题目可知克劳斯法步骤多,需控制氧气和硫化氢的比例,从热效应角度来看是放热反应;热分解法步骤简单,生成的产物为氢气和硫蒸气,冷凝后易分离出硫单质,从热效应角度来看是吸热反应。

本问考查化学平衡转化率和平衡常数Kp相关计算。

设初始时加入2a mol H2S,8a mol Ar,转化2x mol H2S,根据题意有

2H2S(g)＝＝2H2(g)+S2(g)

起始量/mol 2a 0 0

转化量/mol 2x 2x x

剩余量/mol 2a-2x 2x x

根据平衡时H2S与H2的分压相等,可知n(H2S)=n(H2),即2a-2x=2x,得x=0.5a,因此,H2S平衡转化率α(H2S)=100%=50%。

平衡时,由以上分析知n(H2S)=a mol,n(H2)=a mol,n(S2)=0.5a mol,n(Ar)=8a mol。总气体物质的量n总=10.5a mol。由分压公式知,p(B)=×p总,因此代入知Kp=由n(H2S)=n(H2)=a mol可知,Kp=p(S2)=kPa。

(4)①越大恒温恒容条件下,充惰性气体会造成分压减小,促使平衡2H2S(g)＝＝2H2(g)+S2(g) 正向移动。n(H2S)∶n(Ar)越小,即H2S的分压越小,平衡正向移动程度越大,H2S平衡转化率越大

本问考查影响化学平衡移动的因素及原理分析。结合勒夏特列原理,压强减小,平衡将向气体分子系数之和增大的方向移动,因此,恒温恒容条件下充惰性气体会造成分压减小,促使平衡2H2S(g)＝＝2H2(g)+ S2(g)正向移动。n(H2S)∶n(Ar)越小,即H2S的分压越小,平衡正向移动程度越大,H2S平衡转化率越大。

②d 24.9

本问考查通过阅读图像获取信息,分析和解决问题的能力,以及结合化学反应速率进行简单计算的能力。结合①中结论可知,恒温恒容条件下,n(H2S)∶n(Ar)越小,H2S平衡转化率越大。因此a、b、c、d、e依次对应n(H2S)∶n(Ar)为4∶1、1∶1、1∶4、1∶9、1∶19的H2S-Ar混合气。

0～0.1s,α(H2S)=24%,设初始投入a mol H2S和9a mol Ar,根据题意有:

2H2S(g)＝＝2H2(g)+S2(g)

起始量/mol a 0 0

转化量/mol 0.24a 0.24a 0.12a

剩余量/mol 0.76a 0.24a 0.12a

0.1 s时气体的总物质的量n总=(0.76a+0.24a+0.12a+9a) mol=10.12a mol。

0 s时,p(H2S)=×100 kPa=10 kPa;0.1 s时,p(H2S)=×100 kPa=7.51 kPa。因此0～0.1 s,H2S分压的平均变化率为=24.9 kPa·s-1。

(二)选考题:

35.答案及解析:

本题以卤素单质及其化合物为载体,考查考生对原子、分子、晶体的结构及其性质等必备知识的掌握情况,其中应用性的考查占多数,侧重考查考生信息获取与应用、证据推理与模型认知以及空间计算思维的能力水平。

(1)a、d d

本小题考查F原子的核外电子排布式、激发态排布式以及不同能级能量高低的比较。F原子核外电子数为9,故其核外电子排布式为1s22s22p5。选项a、d所代表的原子核外电子数为9,且2p轨道上的电子皆跃迁至第三能层,即F原子的激发态;而选项b、c对应的原子核外电子数分别为11和8,不是F原子。故F原子激发态的电子排布式应选a、d。由于同一原子3p能级的能量高于3s能级,故电子排布式为1s22s22p33p2的激发态原子能量较高,应选d。

(2)① sp2σ

本小题以较为新颖的形式呈现问题,考查考生对分子杂化轨道理论的理解与辨析能力。

一氯乙烯的结构简式为CH2＝C HCl ,其中碳碳双键为平面结构,因此中心C原子采用sp2杂化。由分子结构中C—Cl单键可知C原子中一条sp2杂化轨道与Cl的3px轨道“头碰头”形成了C—Cl σ键。

②C2H5Cl＞C2H3Cl＞C2HCl(一氯乙烷＞一氯乙烯＞一氯乙炔) Cl参与形成的大π键越多,形成的C—Cl键的键长越短

本小题通过键参数的比较与原因阐释设问,着重考查考生信息获取与应用、证据推理与模型认知的能力。

由题干理由第ⅰ点得知“C的杂化轨道中s成分越多,形成的C—Cl键越强”,一氯乙炔(CH≡C Cl )中C原子为sp杂化,一氯乙烯(CH2＝C HCl )中C原子为sp2杂化,一氯乙烷(CH3CH2Cl)中C原子为sp3杂化,杂化轨道中s成分由多到少的分子顺序为一氯乙炔＞一氯乙烯＞一氯乙烷,形成的C—Cl键越来越弱,键长越来越长,因此C—Cl键键长顺序为C2H5Cl＞C2H3Cl＞C2HCl。由第①小题题干中关于“大π键”的描述可猜测键长顺序排列原因与离域大π键有关。由于一氯乙炔(CH≡C Cl )中Cl的2个3p轨道与C的2个2p轨道形成2个3中心4电子的大π键(),一氯乙烯(CH2＝C HCl )中Cl的3px轨道与C的2px轨道形成1个3中心4电子的大π键(),而一氯乙烷(CH3CH2Cl)中无大π键,即Cl参与形成的大π键越来越少,共轭程度越来越低,C—Cl键键能越来越低,键长越来越长。故C—Cl键键长顺序C2H5Cl＞C2H3Cl＞C2HCl的另一理由为Cl参与形成的大π键越多,形成的C—Cl键的键长越短。

(3)CsCl CsCl为离子晶体,ICl为分子晶体,离子晶体的熔点高于分子晶体

本小题考查考生信息提取与“结构决定性质”思想迁移的应用能力。

卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应,即产物对应元素的价态保持不变,其中Cs为+1价,I为+1价,Cl为-1价,根据“无色晶体”和“红棕色液体”可推知X为CsCl,Y为ICl。 CsCl为离子晶体,ICl为分子晶体,由于离子晶体的熔点高于分子晶体,因此X的熔点比Y的高。

(4)电解质

本小题考查晶体的用途与晶胞中摩尔体积的计算。

由题意可知,在电场作用下,Ag+不需要克服太大阻力即可发生迁移,因此α-AgI 晶体是优良的离子导体,在电池中可作为电解质。题图为α-AgI晶体中I-的体心立方堆积图,故一个晶胞中I-的个数为+1=2,根据Ag+与I-个数比为1∶1可知晶胞中AgI个数为2,因此晶胞的物质的量为n=由图示键长a=504pm可知,该晶胞的体积V为(504×10-12)3m3,则m3·mol-1。

36.答案及解析:

本题以治疗成人重度抑郁症的药物盐酸盐的合成为情境素材,考查有机物命名、物质推断、反应机理、同分异构体数目判断及其书写,考查考生对有机物性质及其转化的掌握和理解、信息获取能力、证据推理与模型认知能力等。

(1)3-氯-1-丙烯

本小题考查有机物的命名。

本小题考查陌生有机反应的断键成键机理分析,以及有机合成路线中产物的推断。

本小题考查有机反应化学方程式的书写,侧重于考查考生根据题设信息推断有机化学反应中断键成键方式的能力。

物质E的分子式为C11H12O3,比F的分子式C11H10O2多了一个水分子,由反应条件“浓硫酸”可推知F可能发生分子内酯化反应或者羟基的消去反应,结合题目已知信息“化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳”可知F中不含羧基,因此发生的是分子内酯化反应,故可写出对应的有机化学反应方程式。

(4)羧基、羟基

本小题考查考生对常见官能团名称的掌握程度。由E的结构简式()可知其官能团名称为羧基、羟基。

(5)取代反应

本小题考查有机反应类型的判断,侧重考查考生根据有机物结构推导碳骨架变化和有机反应断键成键方式的能力。

G的分子式为C15H21NO,对比分子G与J的结构简式,可知由H与I反应生成J的成键位点(),即分子H与G的碳骨架相似,羟基上的H被Cl原子取代,发生取代反应,得到分子 H:。