1、全国百校联盟 2021 年高考联合调研考试 考试范围:高中全部内容考试范围:高中全部内容 第卷(共 44 分) 一、选择题一、选择题(本题包括本题包括 18 小题,第小题,第 1-10 小题每题小题每题 2 分,第分,第 11-18 小题每题小题每题 3 分,共分,共 44 分分) 12020 年 1 月武汉爆发新冠肺炎,湖北省采取封城封镇的措施阻止了冠状病毒蔓延。新冠病毒主要传 播方式是经飞沫传播、 接触传播(包括手污染)以及不同大小的呼吸道气溶胶近距离传播。 冠状病毒对热敏感, 5630 分钟、75%酒精、含氯消毒剂、过氧乙酸、乙醚和氯仿等脂溶剂均可有效灭活病毒。下列有关说法 正确的是(
2、) A因为过氧乙酸能灭活病毒,所以在家每天进行醋熏能杀死家里的新冠肺炎病毒 B电解食盐水制取次氯酸钠喷洒房间能杀死新冠肺炎病毒 C在空气质量检测中的 PM2.5,属于气溶胶 D含氯消毒剂、过氧乙酸、乙醚和氯仿等都属于有机物 2中华民族历史悠久,有着优秀的传统文化。下列有关说法不正确的是( ) A 梦溪笔谈中“以剂钢为刃,柔铁为茎干,不尔则多断折”中的剂钢为铁的合金 B“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”,蚕丝属于高分子化合物 C“日照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川”中的烟是弥漫在空气中的 PM2.5 固体颗粒 D“榆荚只能随柳絮,等闲撩乱走空园”中的柳絮和棉花的成分均含纤维素 3下列各组中的两种有机
3、物属于同分异构体的是( ) A乙醇和 CH3OCH3 BCH3COOH 和乙酸乙酯 CO2和 O3 D淀粉和纤维素 4下列物质的名称正确的是( ) A(NH4)2SO4:硫氨 BAg(NH3)2+:银氨离子 C 17352 | 1735 | 17352 C H COOCH C H COOCH C H COOCH :硬酯酸甘油酯 D:2-甲基-1-丙醇 5从海带中提取碘单质的工艺流程如下。下列关于海水制碘的说法,不正确的是( ) A在碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色 B实验室在蒸发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌 C含 I的滤液中加入稀硫酸和双氧水后,碘元素发生氧化反应 D碘水加入 CCl4得
4、到 I2的 CCl4溶液,该操作为“萃取” 6我国“神舟七号”载人飞船的火箭燃料主要是偏二甲肼(用 R 表示)和四氧化二氮,在火箭发射时,两 者剧烈反应产生大量气体并释放出大量的热,该反应的化学方程式为:R+2N2O43N2+4H2O+2CO2,下列叙 述错误的是( ) A此反应是氧化还原反应 BR 的分子式为 C2H8N2 C在反应中 N2O4做还原剂 D生成 3mol N2时电子转移数为 16mol 7下列说法正确的是( ) A在合成氨工业中,移走 NH3可增大正反应速率,提高原料转化率 B恒温下进行的反应 2NO2(g) N2O4(g)达平衡时,缩小容器体积再达平衡时,气体的颜色比第 一
5、次平衡时的深,NO2的体积分数比原平衡大 C常温下,MgO(s)C(s)Mg(s)CO(g)不能自发进行,则其 H0 D常温下 pH=2 的盐酸中由 H2O 电离出的 c(H)1.0 102mol L1 8下列说法正确的是( ) A花生油的主要成分是高级脂肪酸甘油酯,属于高分子化合物 B植物秸杆的主要成分是纤维素,纤维素在催化剂作用下经水解可得葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用 下能转化为酒精 C向鸡蛋清的溶液中加入饱和硫酸钠溶液产生沉淀,加水后沉淀不溶解 D向淀粉溶液中加入硫酸溶液,加热后滴入几滴氢氧化铜悬浊液,再加热至沸腾,未出现红色物质, 说明淀粉未水解 9下列除去括号内杂质所用的试剂和方法都
6、正确的是 选项 物质 所用试剂 方法 A 甲烷(乙烯) 酸性高锰酸钾溶液 洗气 B 乙醇(水) 生石灰 分液 C 乙醇(乙酸) 氢氧化钠溶液 分液 D 乙酸乙酯(乙酸) 饱和碳酸钠溶液 分液 10化学平衡常数(K) 、电离常数(Ka、Kb) 、溶度积常数(Ksp) 等是表示、判断物质性质的重要常数。 下列关于这些常数的说法中,正确的是( ) AKa (H2CO3) a (CH3COOH) 说明相同物质的量浓度时,碳酸的酸性比醋酸的强 B在 AgCl 的沉淀溶解平衡体系中,加入蒸馏水,Ksp (AgCl) 增大 C一般情况下,当温度 升高 时,弱酸、弱碱的电离 常数(Ka、Kb ) 均变 大 D
7、化学平衡常数的大小与温度、浓度、压强有关,与催化剂无关 11已知 A、B、C、X 均为中学化学常见物质,一定条件下它们有如右图所示转化关系(其它产物已略 去),下列说法错误的是( ) A若 A 为 AlCl3,则 X 可能为 KOH 溶液 B若 X 为 O2,A 可能是 C C若 A 是强碱,则 C 可能是酸式盐 DA 也有可能是 Mg 12下列实验方案不能达到实验目的是( ) 选项 实验操作 现象 结论 A 向含有AgCl和AgNO3的悬浊液 中滴加 NaBr 溶液 出现黄色沉淀 可说明 Ksp(AgBr)0 时该 反应不能自发进行,该反应的熵变S0,且该反应不能自发进行,所以其H0,故 C
8、 正确;D 项,常温 下,pH=2 的盐酸中氢离子浓度为 0.01mol/L,盐酸溶液中氢氧根离子为水电离的,所以由 H2O 电离出的 c(H+)=1.0 10-12molL-1,故 D 错误。 8下列说法正确的是( ) A花生油的主要成分是高级脂肪酸甘油酯,属于高分子化合物 B植物秸杆的主要成分是纤维素,纤维素在催化剂作用下经水解可得葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用 下能转化为酒精 C向鸡蛋清的溶液中加入饱和硫酸钠溶液产生沉淀,加水后沉淀不溶解 D向淀粉溶液中加入硫酸溶液,加热后滴入几滴氢氧化铜悬浊液,再加热至沸腾,未出现红色物质, 说明淀粉未水解 【答案】B 【解析】A 项,油脂的相对分子质量
9、较小,不是高分子化合物,A 错误;B 项,植物秸秆的主要成分是 纤维素,纤维素水解生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下生成酒精,B 正确;C 项,鸡蛋清溶液中加入饱 和硫酸钠溶液,发生盐析,为可逆过程,则生成的沉淀物加水后能再溶解,C 错误;D 项,在淀粉溶液中加 入硫酸溶液,加热后发生水解生成葡萄糖,检验葡萄糖应在碱性溶液中,则加热后先加碱至碱性,再加入 少量新制的氢氧化铜悬浊液,加热至沸腾,观察是否有砖红色沉淀生成,D 错误。 9下列除去括号内杂质所用的试剂和方法都正确的是 选项 物质 所用试剂 方法 A 甲烷(乙烯) 酸性高锰酸钾溶液 洗气 B 乙醇(水) 生石灰 分液 C 乙醇(乙酸)
10、氢氧化钠溶液 分液 D 乙酸乙酯(乙酸) 饱和碳酸钠溶液 分液 【答案】D 【解析】A 项,乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化为 CO2,会引入新的杂质,错误;B 项,除去乙醇中的 少量水应采用加入生石灰、蒸馏的方法,错误;C 项,除去乙醇中的少量乙酸应采用加入氢氧化钠溶液、 蒸馏的方法,错误;D 项,除去乙酸乙酯中的少量乙酸,采用加入饱和碳酸钠溶液、分液的方法,正确。 10化学平衡常数(K) 、电离常数(Ka、Kb) 、溶度积常数(Ksp) 等是表示、判断物质性质的重要常数。 下列关于这些常数的说法中,正确的是( ) AKa (H2CO3) a (CH3COOH) 说明相同物质的量浓度时,碳酸的酸
11、性比醋酸的强 B在 AgCl 的沉淀溶解平衡体系中,加入蒸馏水,Ksp (AgCl) 增大 C一般情况下,当温度 升高 时,弱酸、弱碱的电离 常数(Ka、Kb ) 均变 大 D化学平衡常数的大小与温度、浓度、压强有关,与催化剂无关 【答案】C 【解析】 A 项, 相同温度时, 酸的电离平衡常数越小, 则酸的电离程度越小, 因为 Ka (H2CO3) a (CH3COOH), 说明相同浓度时碳酸的酸性比醋酸弱,A 错误;B 项,在 AgCl 的沉淀溶解平衡体系中,加入蒸馏水,促进 氯化银电离,但溶液温度不变,所以 Ksp (AgCl)不变,B 错误;C 项,弱酸、弱碱的电离都是吸热过程,故 一般
12、情况下,当温度 升高 时,弱酸、弱碱的电离 常数(Ka、Kb ) 均变 大,C 正确;D 项,化学平衡常数 的大小与温度有关,与浓度、压强、催化剂无关,D 错误。故选 C。 11已知 A、B、C、X 均为中学化学常见物质,一定条件下它们有如右图所示转化关系(其它产物已略 去),下列说法错误的是( ) A若 A 为 AlCl3,则 X 可能为 KOH 溶液 B若 X 为 O2,A 可能是 C C若 A 是强碱,则 C 可能是酸式盐 DA 也有可能是 Mg 【答案】D 【解析】A 项,氯化铝和少量氢氧化钾溶液反应生成氢氧化铝沉淀,和过量氢氧化钾溶液反应生成可 溶性的偏铝酸钾,所以 A 反应生成 B
13、 还是 C 与氢氧化钾的量有关,则符合转化关系,A 正确;B 项,碳和 少量氧气反应生成 CO,和过量氧气反应生成 CO2,所以 A 反应生成 B 还是 C 与氧气的量有关,则符合转 化关系, B 正确; C 项, 若 A 是强碱, X 可以是 CO2, B 可以是碳酸盐, C 可能是酸式盐, 则符合转化关系, C 正确;D 项,镁在反应中只能失去 2 个电子,不可能符合转化关系,D 错误;故选 D。 12下列实验方案不能达到实验目的是( ) 选项 实验操作 现象 结论 A 向含有AgCl和AgNO3的悬浊液 中滴加 NaBr 溶液 出现黄色沉淀 可说明 Ksp(AgBr)Ksp(AgBr),
14、A 错误;B 项,对于平衡 2NO2(g) N2O4(g),升高温度,气 体颜色加深,二氧化氮浓度增大,说明反应平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,B 错误;C 项, H2O2溶液与酸化的氯化亚铁溶液发生氧化还原反应, 反应生成的 Fe3+能做催化剂, 催化 H2O2分解产生 O2, 溶液中有气泡出现,C 正确;D 项,向盛有 5mL0.005mol/LFeCl3溶液中加入和 5mL0.01mol/LKSCN 溶液, 存在平衡 Fe3+3SCN-Fe(SCN)3,会出现红色,但再继续加入少量 KCl 固体,对反应平衡无影响,因 此实验方案不正确,D 错误。 13臭氧层中臭氧分解过程如图所
15、示,下列说法正确的是( ) A催化反应均为放热反应 BE1 是催化反应对应的正反应的活化能,(E2+H)是催化反应对应的逆反应的活化能。 C决定 O3分解反应速率的是催化反应。 D温度升高,总反应的正反应速率的增加幅度小于逆反应速率的增加幅度,且平衡常数增大。 【答案】B 【解析】A 项,从图上可知,反应中生成物能够高于反应物,是吸热反应,故 A 错误;B 项,据 图可知 E1为催化反应中反应物断键吸收的能量,即催化反应对应的正反应的活化能,E2+H 为催化反 应生成物成键时释放的能量,即催化反应对应的逆反应的活化能,故 B 正确;C 项,决定总反应速率 的是慢反应,活化能越大反应越慢,据图可
16、知催化反应的正反应活化能更大,反应更慢,所以催化反应 决定臭氧的分解速率,故 C 错误;D 项,据图可知总反应的反应物能量高于生成物的能量,所以总反应 为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,总反应的正反应速率的增加幅度小于逆反应速率的增加幅度,平 衡常数减小,故 D 错误;故选 B。 14已知 X、Y、Z、W 为短周期主族元素,在周期表中的相对位置如图,下列说法正确的是( ) X Y Z W A若四种元素均为金属,则 Z 的最高价氧化物对应的水化物一定为强碱 B若四种元素均为非金属,则 W 的最高价氧化物对应的水化物一定为强酸 C若 HmXOn为强酸,则 X 的氢化物溶于水一定显酸性(m、n 均
17、为正整数) D若四种元素中只有一种为金属,则 Z 与 Y 两者的最高价氧化物对应的水化物能反应 【答案】A 【解析】A 项,若四种元素均为金属,则 X 为 Li、Z 为 Na、Y 为 Be、W 为 Mg,Z 的最高价氧化物对 应的水化物为 NaOH,属于强碱,故 A 正确;B 项,若四种元素均为非金属,则为 X、Z 可能处于A 族、 A 族、A 族,对应的 Y、W 处于A 族、A 族、A 族,若 W 为 P 元素,则磷酸属于中强酸,故 B 错误;C 项,若 HmXOn为强酸,则 X 为氮元素,氨水呈碱性,故 C 错误;D 项,若四种元素中只有一种为 金属,则 X 为 B、Z 为 Al、Y 为
18、C、W 为 Si,Z 与 Y 的最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化铝、碳酸, 氢氧化铝不能与碳酸反应,故 D 错误;故选 A。 15某高聚物的结构如图所示,下列说法正确的是( ) A该高聚物为加聚反应产物 B该高分子的单体中有三种二元羧酸,它们互为同系物 C该高分子的单体有 6 种 D该高分子中含有酯基、羟基、羧基 【答案】D 【解析】该高聚物中含有酯键,为缩聚产物,A 项错误;根据缩聚产物单体的推断方法:羰基和氧原 子断开;羰基连羟基,氧原子连氢, ,从左到右得到的单体依次 为HOCH2CH2OH, ,其中是二元羧酸,互为同系物,与不是同 系物关系,B 项错误;和结构相同,故合成这种高分子
19、化合物的单体至少有 5 种,C 项错误。该高分子 化合物的链端有羟基和羧基,D 项正确。 16设 NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( ) A2.8g14N2与 14C16O 的混合物中,中子数目为 l.4N A B含 0. l molFeCl3的溶液与 0. l mol 锌充分反应,转移电子数为 0.l NA C标准状况下,5.6gC4H8中 C-C 的数目可能为 0.4NA D某温度下,1LpH=9 的 Na2CO3 溶液中,水电离产生的 OH-数目为 10-5 NA 【答案】C 【解析】A 项,14N2的摩尔质量为 28g/mol,一个分子中有 14 个中子,14C16O 的摩
20、尔质量为 30g/mol, 一个分子中有 16 个中子,二者的的摩尔质量和中子数都不同,2.8g 混合物中,中子数目不为 l.4NA,故 A 错误; B 项, 含 0. l molFeCl3的溶液与 0. l mol 锌充分反应, 方程式为 Zn+2Fe3+=Zn2+2Fe2+, 锌过量, 0. l mol FeCl3完全反应转化为 0. l mol FeCl2,消耗 0.05molZn,过量的锌继续与亚铁离子反应,Zn+Fe2+=Zn2+Fe, 剩余 0.05mol 锌只能消耗 0.05mol FeCl2,即氯化亚铁过量,整个过程中,0.1mol 的锌完全反应,转移电子 数为 0.1mol
21、2 NA=0.2NA,故 B 错误;C 项,5.6gC4H8的物质的量为 0.1mol,符合分子式 C4H8的有机物有 多种同分异构体: CH2=CH-CH2CH3、 CH2=C(CH3)2、 、 环丁烷()、 甲基环丙烷(),若有机物的结构为环丁烷、甲基环丙烷时,C-C 的数目为 0.4NA,故 C 正确;D 项, 某温度下,1LpH=9 的 Na2CO3 溶液中氢离子浓度为 10-9mol/L,溶液中的氢氧根离子来自水的电离,但溶 液温度未知,无法使用水的离子积常数计算,故 D 错误;故选 C。 17四甲基氢氧化铵(CH3)4NOH常用作电子工业清洗剂,以四甲基氯化铵(CH3)4NCl为原
22、料,采用电 渗析法合成(CH3)4NOH,其工作原理如图所示(a、b 为石墨电极,c、d、e 为离子交换膜),下列说法不正 确的是( ) AN 为电源正极 Bb 极 电 极 反 应 式 : 4OH4e=O22H2O Cc 为阳离子交换膜,d、e 均为阴离子交换膜 Da、b 两极均有气体生成,同温同压下体积比为 21 【答案】C 【解析】以四丁基溴化铵(CH3)4NCl为原料,采用电渗析法合成(CH3)4NOH的过程中,根据第三个池 中浓度变化得出:钠离子从第四池通过 e 膜,氯离子从第二池通过 d 膜,得到 c、e 均为阳离子交换膜,a 为阴极 b 为阳极,阳极电极反应式为 4OH-4e=O2
23、+2H2O。A 项,a 为阴极 b 为阳极,N 为电源正极,故 A 正确;B 项,b 为阳极,发生氧化反应,b 极 电 极 反 应 式 : 4OH4e=O22H2O,故 B 正确;C 项,钠离子从第四池通过 e 膜,氯离子从第二池通过 d 膜,得到 c、e 均为阳离子交换膜,d 为阴离子交换 膜,故 C 错误;D 项,a 电极为氢离子放电生成氢气,故电极反应方程式为 2H+2e=H2,b 电极为氢氧根 离子放电生成氧气 4OH-4e=O2+2H2O,标况下制备 1mol(CH3)4NOH,转移电子是 1mol,a、b 两极产生 气体物质的量分别为 0.5mol 和 0.25mol, a、 b
24、两极均有气体生成, 同温同压下体积比为 21, 故 D 正确; 故选 C。 18在 100时,容积为 5L 的真空密闭容器中加入一定量的 N2O4,容器内 N2O4和 NO2的物质的量变 化如下表所示: 时间/s 0 2 10 30 60 90 n(N2O4)/mol 0.3 0.25 0.15 0.125 b 0.12 n(NO2)/mol 0 0.1 a 0.35 0.36 0.36 下列说法正确的是( ) A10s 时,以 NO2浓度变化表示的该反应速率为 0.006molL-1s-1 B该温度下反应 2(NO2g)N2O4(g)的平衡常数 K=0.216 C35s 时容器内压强为反应前
25、的 1.6 倍 D其它条件不变,90s 后向容器中再加入 0.3molNO2建立新平衡时,与原平衡时比较,气体平均相对 分子质量增大 【答案】D 【解析】根据表格数据分析,60s 时反应已经达到平衡,则 b=0.12mol,根据反应 N2O4(g) 2NO2(g), 10s 时,N2O4物质的量的变化量=0.3mol-0.15mol=0.15mol,变化的物质的量之比等于化学计量数之比,则 a=0.3mol。A 项,10s 内,以 NO2浓度变化表示的该反应平均速率为 0.006mol L-1 s-1,10s 时为瞬时速率, 小于 0.006mol L-1 s-1,故 A 错误;B 项,根据分
26、析,60s 时反应达到平衡,平衡时,N2O4为 0.12mol,NO2 为 0.36mol,容积为 5L,该温度下反应 2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数 K= 22 24 2 0.12mol c 5L = c 0.36mo N NO l 5L O =4.63, 故 B 错误;C 项,35s 时若反应体系达到平衡状态,根据气体的物质的量之比等于压强之比,则 p0.12mol+0.36mo = 0. l p3mol 平 初 =1.6,但根据题中表格数据,35s 时容器可能不一定平衡,压强不一定是反应前的 1.6 倍,故 C 错误;D 项,其它条件不变,90s 后向容器中再加入 0.3molN
27、O2,因为容器体积不变,充入 NO2 或 N2O4越多,N2O4的体积分数越大,建立新平衡时,与原平衡时比较,气体平均相对分子质量增大,故 D 正确;故选 D。 第第卷卷(共共 56 分分) 二、必做题二、必做题(本题包括本题包括 3 小题,共小题,共 46 分分) 19(15 分)黄血盐亚铁氰化钾,K4Fe(CN)6目前广泛用作食品添加剂(抗结剂),我国卫生部规定实验中 黄血盐的最大使用量为 10mg/kg。一种制备黄血盐的工艺如图: 回答下列问题: (1)步骤制备的 Ca2Fe(CN)6易溶于水吗?_(填“易溶”或“不易溶”)。 (2)步骤的化学方程式为_。 (3)步骤所用的试剂 X 是_
28、(填化学式)。 (4)工艺中用到剧毒的 HCN 溶液,含 CN-的废水必须处理后才能排放。 已知: HCN 是一种具有苦杏仁味的无色剧毒液体, 易挥发, 25时 Ka(HCN)=6.25 10-10; 溶液中 H2CO3、 HCO3-、CO32-的存在与溶液 pH 的关系如图所示: HCN 的电子式为_。 处理含 CN-废水的方法:第一步控制 pH10,用 NaClO 溶液先将 CN-不完全氧化为 OCN-;第二步 控制 pH 为 7.58.5,用 NaClO 溶液完全氧化 OCN-生成 N2和两种盐。第一步控制强碱性的主要目的是 _,第二步反应的离子方程式为 _。 (5)已知蓝色染料普鲁士蓝
29、的合成方法如图: 用硫酸亚铁碱性试纸可以检验食品中是否含有 CN-,方案如图: 若试纸变蓝则证明食品中含有 CN-, 基于普鲁士蓝的合成原理, 请用离子方程式解释检测时试纸变蓝的 原因:_。 【答案】(1)易溶(1 分) (2)Ca2Fe(CN)6+2KCl=K2CaFe(CN)6+CaCl2(3 分) (3)K2CO3(2 分) (4) (2 分) HCN 有剧毒,防止生成 HCN 污染环境(2 分) 2OCN-+3ClO-+H2O=N2+ 3Cl-+2HCO3-(2 分) (5)7Fe2+18HCN+14OH-+O2= Fe4Fe(CN)63+16H2O (3 分) 【解析】(1)根据框图
30、可知,步骤制备的 Ca2Fe(CN)6,经过步骤 II 过滤得到硫酸钙和 Ca2Fe(CN)6,硫 酸钙属于微溶物,所以 Ca2Fe(CN)6易溶于水;(2)由步骤发生的反应为: 6HCN+3Ca(OH)2+FeSO4=Ca2Fe(CN)6+CaSO4+6H2O,经过步骤 II 过滤得到硫酸钙和 Ca2Fe(CN)6,步骤是 往亚铁氰化钙中加入 KCl,发生反应生成 K2CaFe(CN)6和 CaCl2,其的化学方程式为 Ca2Fe(CN)6+2KCl= K2CaFe(CN)6+CaCl2;(3)步骤为脱钙处理,要求所加试剂能够除掉钙离子又不能增加新杂质,所以要选择 的试剂X可为K2CO3;
31、(4)HCN属于共价化合物, 通过共用电子对形成的化合物, 所以电子式为 ; 因为 HCN 有剧毒属于弱酸,为了防止 CN-在溶液中水解生成 HCN,所以要控制溶液为碱性。处理含 CN- 废水的方法是:第一步控制 pH10,用 NaClO 溶液先将 CN-不完全氧化为 OCN-;第二步控制 pH 为 7.5 8.5,用 NaClO 溶液完全氧化 OCN-生成 N2和两种盐。起反应的方程式为:2OCN-+3ClO-+H2O=N2+ 3Cl-+2HCO3-;(5)因为Fe(CN)64-和 Fe3+反应生成 Fe4Fe(CN)63蓝色沉淀,反应的离子方程式为: 3Fe(CN)64-+4Fe3+=Fe
32、4Fe(CN)63,基于普鲁士蓝合成原理可检测食品中 CN-,碱性条件下,Fe2+与 CN-结 合生成Fe(CN)64-,同时 Fe2+被空气中的氧气氧化生成 Fe3+,Fe3+与Fe(CN)64-反应生成蓝色沉淀,而使试纸 显蓝色,故离子方程式为 7Fe2+18HCN+14OH-+O2=Fe4Fe(CN)63+16H2O。 20(15 分)POCl3是重要的化工原料,某兴趣小组准备用三氯化磷、氯气、二氧化硫制备 POCl3,产物 中还有一种遇水强烈水解的物质 SOCl2。 已知:PCl3熔点93.6 、沸点 76.1 ,遇水强烈水解,易与氧气反应;POCl3遇水强烈水解,能溶 于 PCl3。
33、 (1)仪器甲的名称是_。 (2)已知装置 B 制备 POCl3,以上仪器接口连接的顺序为 a_d,装置 B 中发生反应的化学方程式为 _。 (3)B 中反应温度控制在 6065 ,其原因是_。 (4)用佛尔哈德法测定 POCl3含量:准确称取 20.20 g POCl3产品,置于盛有 60.00 mL 蒸馏水的水解瓶中 摇动至完全水解;将水解液配成 100.00 mL 溶液,取 10.00 mL 溶液于锥形瓶中;加入 10.00 mL 3.200 mol L 1AgNO 3标准溶液,并加入少许硝基苯用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖;加入指示剂,用 0.200 0 mol L 1KSCN 溶液
34、滴定过量的 AgNO 3溶液,达到滴定终点时共用去 10.00 mL KSCN 溶液。 已知:Ksp(AgCl)3.2 10 10,K sp(AgSCN)2 10 12 POCl3水解的化学反应方程式为_。 滴定选用的指示剂是_(填字母),滴定终点的现象为_。 aFeCl2 bNH4Fe(SO4)2 c淀粉 d甲基橙 用硝基苯覆盖沉淀的目的是_。 产品中 POCl3的百分含量为_。 【答案】(1)球形冷凝管(1 分) (2)jiefbcgh(2 分) PCl3Cl2SO2POCl3SOCl2(2 分) (3)温度太高,PCl3、SO2会大量挥发,导致产量降低;温度太低,反应速率会变慢(2 分)
35、 (4)POCl33H2O=H3PO43HCl(2 分) b 当最后一滴标准 KSCN 溶液滴入时,溶液变为红色,且半分钟不褪去(2 分) 防止在滴加 KSCN 时将 AgCl 沉淀转化为 AgSCN 沉淀(2 分) 75.99%或 76%(2 分) 【解析】 (2)装置 A 制得的氯气中混有挥发的 HCl 和水蒸气, 需要经过 F 装置内的饱和食盐水除去 HCl、 再利用 D 装置内的浓硫酸干燥,然后才可通入装置 B 中,装置 C 中制得的 SO2,需要通过 E 中 P2O5或硅胶 干燥后再通入装置 B 中制备 POCl3,则以上仪器接口连接的顺序为 ajiefbcghd,装置 B 中生成
36、POCl3时发生反应的化学方程式为 PCl3Cl2SO2POCl3SOCl2。(3)B 中反应温度控制 在 6065 ,其原因是:温度太低,反应速率会太慢;温度太高,PCl3、SO2会大量挥发(PCl3的沸点为 76.1 ),从而导致产量降低。(4)硝基苯是难溶于水且密度大于水的液体,用硝基苯覆盖沉淀的目的是: 使生成的沉淀与溶液隔离,避免滴定过程中 SCN 与 AgCl 沉淀反应转化为 AgSCN 沉淀,n(AgNO 3)过量 n(KSCN)0.200 0 mol L 1 0.01 L0.002 mol, 沉淀 10.00 mL 溶液中的 Cl消耗的 AgNO 3物质的量为 3.200 mo
37、l L 1 0.01 L0.002 mol0.03 mol,根据 AgCl=AgCl和 Cl守恒,样品中 n(POCl 3)0.03 mol/3 100.00 mL/10.00 mL0.1 mol, m(POCl3)0.1 mol 153.5 g/mol15.35 g, 产品中 POCl3的百分含量为 15.35 g/20.20 g100%75.99%。 21(16 分)工业合成氨是解决人类的生存问题。回答下列问题: (1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示, 对图中线间距离窄小的部分,其能量差用的方式表示。由图可知合成氨反应 N2(g)
38、+3H2(g) 2NH3(g)的H=_kJ mol1,反应速率最慢的步骤的化学方程式为_。 (2)工业合成氨反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),当进料体积比 V(N2):V(H2)=1:3 时,平衡气体中 NH3的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示: 则 500时: 平衡常数 KP(30MPa)_KP(100MPa)。(填“”、“=”、“”) 30MPa 时,氢气的平衡转化率为_(结果保留 3 位有效数字)。用平衡分压表示平衡常数 KP=_(列出计算式即可,不必化简)。 (3)科学家利用电解法在常温常压下实现合成氨,工作时阴极区的微观反应过程如图所示,其中电解液 为溶解有
39、三氟甲磺酸锂和乙醇的有机溶液。 阴极区生成 NH3的电极反应式为_。 下列说法正确的是_(填标号)。 A三氟甲磺酸锂的作用是增强导电性 B选择性透过膜可允许 N2和 NH3通过,防止 H2O 进入装置 C保持电流强度不变,升高溶液的温度,可以加快电解反应的速率 【答案】(1)92(3 分) Nad+3HadNHad + 2Had (2 分) (2)=(2 分) 33.3% (2 分) 2 3 30 20% 30 20%30 60% (3 分) (3)N2+6e+6C2H5OH=2NH3+6C2H5O(2 分) AB (2 分) 【解析】(1)由图可知,反应物N2(g)+H2(g)和生成物NH3
40、(g)的能量差为 46 kJ mol-1,合成氨反应 N2(g)+H2(g) NH3(g)的H=46 kJ mol-1,则 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的H=2 (46 kJ mol-1)=92kJ mol-1; 反应的活化能越大, 破坏化学键消耗能量越大, 反应速率越慢, 由图可知, (Nad+3Had) 转化为(NHad + 2Had)时,反应物破坏化学键消耗能量最大,则反应速率最慢,反应的化学方程式为 Nad+3Had NHad + 2Had。(2)化学平衡常数是温度函数,只受温度变化的影响,则 500时,反应平衡常数 Kp(30MPa)=Kp(100MPa);设参加反应 N
41、2的物质的量为 x,由题意建立如下三段式: 由图可知,氨气的物质的量分数为 20%,则由三段式可得,解得 x=,则氢气的平衡转 化率为=33%;由三段式数据可得 N2的体积分数为 1 100% 42 x x =20%,H2的体积分数为 33 100% 42 x x =60%,则用平衡分压表示平衡常数 Kp=。(3)从阴极区的微观 反应过程示意图可知,N2与 C2H5OH 在阴极区得到电子发生还原反应生成 NH3和 C2H5O-,电极反应式为 N2+6e-+6C2H5OH=2NH3+6C2H5O-,故答案为:N2+6e-+6C2H5OH=2NH3+6C2H5O-;A 项,从阴极反应看, 电解液为
42、溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的有机溶液,三氟甲磺酸锂并未参与反应,作用是电离出离子,使溶 液中离子浓度增大,增强溶液导电性,A 正确;B 项,从示意图可知,水在选择性透过膜上方,说明选择性 透过膜可允许 N2和 NH3通过,不允许 H2O 透过,B 正确; C 项,保持电流恒定,升高温度不改变电解反 应速率,C 错误;故选 AB。 三、选做题三、选做题(下列两题中任选下列两题中任选 1 题,共题,共 10 分分) 22 【物质结构与性质】(10 分)铬、钼(Mo)、钨(W)都是B 族元素,且原子序数依次增大,它们的单 质和化合物在生活、生产中有广泛应用。 (1)铬元素的最高化合价为_;基态钼原子的
43、核外电子排布类似于基态铬原子,其原子核外有 _个未成对电子。 (2)钼可作有机合成的催化剂。例如,苯甲醛被还原成环己基甲醇。 环己基甲醇分子中采取 sp3杂化的原子是_(写元素符号)。 环己基甲醇的沸点高于苯甲醛,其原因是_。 (3)铬离子(Cr3+)能形成多种配合物,例如 322222 Cr OH)H OH NCH CH NH 。 已知配合物的中心粒子的配位数指配位原子总数。上述配合物中, 3 Cr 的配位数为_。 上述配合物中的非金属元素按电负性由小到大的顺序排列为_。 (4)铬的一种氧化物的晶胞结构如图所示。 该氧化物的化学式为_。 已知晶胞底面的边长为 acm,晶胞的高为 bcm,NA
44、代表阿伏加德罗常数的值,该铬的氧化物的摩尔 质量为 M g mol -1。该晶体的密度为_ g cm-3 (用含 a、b、NA和 M 的代数式表示)。 【答案】(1)+6(1 分) 6(1 分) (2)C、O(1 分) 环己基甲醇分子间能够形成氢键(1 分) (3)6(1 分) HCNO(1 分) (4)Cr 2O3(1 分) 2 A 4 3M 9Na b (3 分) 【解析】(1)Cr 为 24 号元素,价电子排布式为 3d54s1,最高正价为+6 价;基态钼原子的核外电子排布 类似于基态铬原子,价电子排布式为 3d54s1,其原子核外有 6 个未成对电子;(2)环己基甲醇中 C 均以单 键
45、连接,采取 sp3杂化,O 原子的杂化轨道数为 4,也采取 sp3杂化;环己基甲醇中含有羟基,分子间存 在氢键,沸点较高;(3)H2NCH2CH2NH2中 2 个 N 原子均与 Cr3+形成配位键,配体有 3 个 OH-、1 个 H2O 和 1 个 H2NCH2CH2NH2,故 Cr3+的配位数为 6;同周期从左到右,元素的电负性逐渐增大,氢的电负性 在四种元素中最小,故电负性:HCNO;(4)每个晶胞中含有 Cr3+数目为:4;O2-数目为: 11 12236 62 ,故化学式为 Cr 2O3;每个晶胞的质量 A 2M g N ,晶胞的体积 23 3 3 abcm 2 ,故 晶胞的密度 3
46、A 2 23A 2M g N4 3M g /cm 9N ? a b3 3 a bcm 2 。 23 【有机化学基础】(10 分)瑞德西韦是一种核苷类似物,研究表明它对治疗新冠病毒具有一定的治疗 效果, 其中 K 为合成瑞德西韦过程中重要的中间体,其制备方法如下图所示。请回答: 已知: R-OH 2 SOCl R-Cl (1)下列说法正确的是_。 A化合物 D 能发生加成、取代、氧化反应,不发生还原反应 B化合物 A 能与 FeCl3溶液发生显色反应 C化合物 I 具有两性 DK 的分子式是 C20H22N2PO7 (2)写出化合物 C 的结构简式_。 (3)写出 F+JK 的化学方程式_。 (4)请以苯甲醇为原料合成的流程_。 (5)X 是 C 的同分异构体,写出满足下列条件的 X 的结构简式_ 苯环上含有硝基且苯环上只有一种氢原子; 遇 FeCl3溶液发生显色反应; 1 mol X 与足量金属 Na 反应可生成 2 g H2。 【答案】(1)BC(2 分) (2)(2 分) (3) +HCl(2 分) (4) (2 分) (5)、 (2 分) 【解析】物质反应过程在碳链结构不变,由 D 逆推可知分子式是 C6H6O 的物质 A 结构简式为: ,A 能够与 CH3COCl 发生取代反应产生 B: ,B 与浓硝酸、浓硫
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