1、1 20212021 年高考（湖北省普通高中学业水平选择性考试）化学试题年高考（湖北省普通高中学业水平选择性考试）化学试题 可能用到的相对原子质量：H1C12N14O16F19S32 Cl35.5K39Ga70In115Sb122 一、选择题：本题共 15 小题，每小题 3 分，共 45 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。 1“碳中和”有利于全球气候改善。下列有关 CO的说法错误的是 ACO2是 V 形的极性分子 BCO2可催化还原为甲酸 CCO2晶体可用于人工增雨 DCO2是侯氏制碱法的原料之一 【答案】A 【解析】CO2中 C 采用 sp 杂化，空间构型为直线形分子
2、；CO2是非极性分子，A 项错误； CO2在电催化下与氢气反应可以降低碳的化合价，生成一系列化合物，如 CH4、CH2CH2、 CH3OH、HCOOH 等，B 项正确；干冰汽化时在吸收大量热量，使水蒸气液化而增雨，C 项 正确；侯氏制碱法的化学反应原理是 NaClNH3CO2H2ONaHCO3NH4Cl， 2NaHCO3 加热 Na2CO3CO2H2O，D 项正确。 .“乌铜走银”是我国非物质文化遗产之一。该工艺将部分氧化的银丝镶嵌于铜器表面， 艺人用手边捂边揉搓铜器，铜表面逐渐变黑，银丝变得银光闪闪。下列叙述错误的是 A铜的金属活动性大于银 B通过揉搓可提供电解质溶液 C银丝可长时间保持光亮
3、 D用铝丝代替银丝铜也会变黑 【答案】D 【解析】根据金属活动顺序表，铜的金属活动性大于银，A 项正确；通过揉搓，手上的汗水 可提供电解质溶液（氯化钠等水溶液） ，B 项正确；银丝发生还原反应，氧化银转化为单质 银，单质银活动性较弱，可长时间保持光亮，C 项正确；铜的活动性比铝弱，氧化铝不能被 铜还原为单质铝，因此铜不会变黑，D 项错误。 提示：乌铜走银的过程实质是运用电化学（原电池）工作原理。 .氢化可的松乙酸酯是一种糖皮质激素，具有抗炎、抗病毒作用，其结构简式如图所示。 有关该化合物叙述正确的是 A.分子式为 C23H33O6 B能使溴水褪色 C不能发生水解反应 D不能发生消去反应 【答案
4、】B 【解析】由图可知，每个碳原子形成 4 个共价键（视双键为 2 个共价键） ，补齐氢原子，该 化合物的分子式为 C23H32O6，A 项错误；该化合物含有碳碳双键，能与溴单质发生加成反应 2 而使溴水褪色，B 项正确；该化合物含有酯基，能发生水解反应，C 项错误；该化合物含有 羟基，且与羟基相连碳原子的邻位碳原子上连有氢原子，故能发生消去反应，D 项错误。 .对于下列实验，不能正确描述其反应的离子方程式是 A向氢氧化钡溶液中加入盐酸：HOHH2O B向硝酸银溶液中滴加少量碘化钾溶液：AgIAgI C向烧碱溶液中加入一小段铝片：2Al2OH6H2O2Al(OH)43H2 D向次氯酸钙溶液中通
5、入少量二氧化碳气体：ClOCO2H2OHClOHCO3 【答案】D 【解析】氢氧化钡和氯化氢都是强酸且氯化钡可溶， A 项正确； 碘化银难溶于水， B 项正确； 铝与氢氧化钠溶液反应生成盐的另一种表示方法是四羟基铝钠，化学式为 NaAl(OH)4，C 项正确；向次氯酸钙溶液中通入少量的 CO2，产物是 CaCO3和 HClO。离子方程式为 Ca2+2ClOH2OCO2CaCO32HClO，D 项错误。 .下列实验现象与实验操作不相匹配的是 实验操作实验现象 A将盛有 Fe(OH)3胶体的烧杯置于暗处， 用红色激光笔照射烧杯中液体 在与不束垂直的方向看到 一条光亮的“通路” B向盛有少量 Mg(
6、OH)2沉淀的试管中 加入适量饱和 NH4Cl 溶液，振荡 白色沉淀溶解 C向盛有 3.0 mL 无水乙醇的试管中 加入一小块金属钠 有气泡产生 D向盛有 2.0 mL 甲苯的试管中 加入 3 滴酸性 KMnO4溶液，用力振荡 紫色不变 【答案】D 【解析】氢氧化铁胶体能发生丁达尔现象，A 项正确；饱和氯化铵溶液呈酸性，NH4 + H2ONH3H2OH，Mg(OH)22HMg2+H2O，B 项正确；乙醇中羟基上活泼氢与钠 发生置换反应，产生 H2，2CH3CH2OH2Na2CH3CH2ONaH2，钠的密度小于乙醇， 可观察到乙醇中产生气泡，C 项正确；甲苯中苯环使甲基上氢变活泼，能被酸性高锰酸
7、钾溶 液氧化，溶液由紫色变为无色，D 项错误。 .NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A23 g C2H5OH 中 sp3杂化的原子数为 NA B0.5 mol XeF4中氙的价层电子对数为 3NA C1 mol Cu(H2O)42+中配位键的个数为 4NA D标准状况下，11.2 L CO 和 H2的混合气体中分子数为 0.5NA 【答案】A 【解析】n(CH3CH2OH)0.5 mol，乙醇分子中 C、O 原子都是采取 sp3杂化，0.5 mol 乙醇 含 1 mol 碳原子、0.5 mol 氧原子，故 0.5 mol CH3CH2OH 共含 sp3杂化的原子为 1.5 mol，A
8、 项错误； Xe 原子价层有 8 个电子， XeF4中 Xe 原子价层电子对数为84 2 6， 故 0.5 mol XeF4 中 Xe 的价层电子对为 3 mol，B 项正确；H2O 中 O 原子是配位原子，1 个氧原子只提供 1 个孤电子对形成配位键，故 1mol Cu(H2O)42+含 4 mol 配位键。标准状况下，11.2 L 气体相 当于 0.5 mol，D 项正确。 3 某兴趣小组为制备 1-氯-2-甲基丙烷 （沸点 69 ） ， 将 2-甲基-1-丙醇和 POCl3溶于 CH2Cl2 中，加热回流（伴有 HCl 气体产生） 。反应完全后倒入冰水中分解残余的 POCl3，分液收集
9、CH2Cl2层，MgSO4无水干燥，过滤、蒸馏后得到目标产物。上述过程中涉及的装置或操作 错误的是（夹持及加热装置略） 【答案】B 【解析】依题意，制备产品需要“搅拌、加热回流” ，A 项正确；副产物氯化氢极易溶于水， 极易溶于氢氧化钠溶液，不能直接将尾气通入氢氧化钠溶液中，这样易发生倒吸现象，B 项 错误；分液收集二氯甲烷层需用到分液漏斗，振摇时需将分液漏斗倒转过来放气，避免分液 漏斗气压过大，发生危险，C 项正确；蒸馏时需要用温度计指示温度，冷凝水从下口进、上 口出，提高水的冷凝效率，D 项正确。 某离子液体的阴离子的结构如图所示，其中 W、X、Y、Z、M 为原子序数依次增大的 短周期非金
10、属元素，W 是有机分子的骨架元素。下列说法正确的是 AZ 元素的最高价态为7 B基态原子未成对电子数：WY C该阴离子中 X 不满足 8 电子稳定结构 D最简单氢化物水溶液的 pH：XM 【答案】D 【解析】推断元素：W 为有机物骨架元素，故 W 为碳元素；由图可知，Y 形成 1 个双键， 则其最外层有 6 个电子，结合原子序数关系知，Y 为氧元素，则 X 为氮元素；Z 形成 1 个 单键，则 Z 为氟元素；M 的成键总数为 6，则 M 为硫元素。氟元素没有正化合价，A 项错 误；碳原子的电子排布式为 1s22s22p2，未成对电子数也为 2，B 项错误；1 价阴离子得到 1 个电子，故该阴离
11、子中 N 形成 2 个单键，有 2 对孤对电子，满足 8 电子稳定结构，C 项错 误；NH3的水溶液呈碱性，H2S 的水溶液呈酸性，故水溶液的 pH：NH3H2S，D 项正确。 下列有关 N、P 及其化合物的说法错误的是 AN 的电负性比 P 的大，可推断 NCl3分子的极性比 PCl3的大 BN 与 N 的键比 P 与 P 的强，可推断 NN 的稳定性比 PP 的高 CNH3的成键电子对间排斥力较大，可推断 NH3的键角比 PH3的大 DHNO3的分子间作用力较小，可推断 HNO3的熔点比 H3PO4的低 4 【答案】A 【解析】Cl、P 的电负性差值大于 Cl、N 的电负性差值，三氯化氮、
12、三氯化磷的空间结构都 是三角锥形，故三氯化氮的分子极性小于三氯化磷，A 项错误；分子的稳定性与键能、键数 目有关，N 与 N 的键比 P 与 P 的强，可推断 NN 的稳定性比 PP 的高，B 项正确； NH3、 PH3分子空间结构都是三角锥形， N、 P 原子价层孤电子对数都为 1， 杂化类型都是 sp3， 但是 N 原子半径小于 P，N 的电负性大于 P，NH3分子中成键电子对之间排斥力大于 PH3， 故 NH键角大于 PH，C 项正确；晶体熔点高低由构成晶体的微粒之间作用力大小决定， 它们都是分子晶体，硝酸的相对分子质量小于磷酸，HNO3分子间作用力小于 H3PO4， 磷酸的熔点高于硝酸
13、，D 项正确。 10.某立方晶系的锑钾（SbK）合金可作为钾离子电池的电极材料，图 a 为该合金的晶胞结 构图，图 b 表示晶胞的一部分。下列说法正确的是 A该晶胞的体积为 3363 10acm BK 和 Sb 原子数之比为 3:1 C与 Sb 最邻近的 K 原子数为 4 DK 和 Sb 之间的最短距离为 1 2 apm 【答案】B 【解析】该晶胞的边长为 a1010cm，故晶胞的体积为(a1010cm)3a 31030 cm3，A 项 错误；该晶胞中 K 的个数为 121 4912，Sb 的个数为 8 1 86 1 24，故 K 和 Sb 原子 个数之比为 3:1，B 项正确；以面心处 Sb
14、 为研究对象，与 Sb 最邻近的 K 原子数为 8，C 项 错误；K 和 Sb 的最短距离为晶胞体对角线长度的1 4，即 3 4 apm，D 项错误。 11.聚醚砜是一种性能优异的高分子材料。它由对苯二酚和 4，4 -二氯二苯砜在碱性条件下 反应，经酸化处理后得到。下列说法正确的是 A聚醚砜易溶于水 B聚醚砜可通过缩聚反应制备 5 C对苯二酚的核磁共振氢谱有 3 组峰 D对苯二酚不能与 FeCl3溶液发生显色反应 【答案】B 【解析】聚醚砜是缩聚反应得到的高分子化合物，不溶于水，A 项错误；B 项正确；对苯二 酚为对称结构，含有 2 种类型氢原子，在核磁共振氢谱有 2 组峰，C 项错误；对苯二
15、酚含有 酚羟基，遇氯化铁溶液显紫色，D 项错误。 12.甲烷单加氧酶（s-mmo）含有双核铁活性中心，是 O2氧化 CH4生成 CH3OH 的催化剂， 反应过程如图所示。下列叙述错误的是 A基态 Fe 原子的电子排布式为Ar3d64s2 B步骤有非极性键的断裂和极性键的形成 C每一步骤都存在铁和氧元素之间的电子转移 D图中的总过程可表示为： CH4 +O2 +2H+2e- s-mmo CH3OH+ H2O 【答案】C 【解析】基态 Fe 原子核外有 26 个电子，其核外电子排布式为Ar3d64s2，A 项正确；步骤 中断裂 OO 非极性键，形成 OFe()极性键，B 项正确；步骤中电子转移发生
16、在 Fe 和 C 元素之间，C 项错误；根据图示，总过程的反应物为 CH4、O2、H、e，产物为 CH3OH、 H2O，D 项正确。 13.金属 Na 溶解于液氨中形成氨合钠离子和氨合电子，向该溶液中加入穴醚类配体 L，得到 首个含碱金属阴离子的金黄色化合物NaL Na。下列说法错误的是 ANa的半径比 F的大 BNa的还原性比 Na 的强 CNa的第一电离能比 H的大 D该事实说明 Na 也可表现非金属性 【答案】C 【解析】Na核外有 3 个电子层，而 F核外有 2 个电子层，故 Na的半径比 F的大，A 项正 确； Na的半径比 Na 的大， Na中的原子核对最外层电子的吸引力小， 易失
17、去电子， 故 Na的 还原性比 Na 的强，B 项正确；H的 1s 上有 2 个电子，为全充满稳定结构，不易失去电子， 而 Na最外层有 2 个电子，很活泼，故 Na的第一电离能比 H的小，C 项错误；该事实说明 6 可以形成 Na，Na 表现出非金属性，D 项正确。 14.常温下，已知 H3PO3溶液中含磷物料的浓度之和为 0.1 molL 1 ，溶液中各含磷物种的 pc-pOH 关系如图所示。图中 pc 表示各含磷物种的浓度负对数（pclgc） ，pOH 表示 OH 的浓度负对数pOHlgc(OH)；x、y、z 三点的坐标：x(7.3，1.3)、y(10.0，3.6)、z(12.6， 1.
18、3)。下列说法正确的是 A曲线表示 pc(H3PO3)随 pOH 的变化 BH3PO3的结构简式为 HOPOH OH CpH4 的溶液中：c(H2PO2 )0.1 molL 1 2c(HPO3 2 ) DH3PO3HPO3 2 2H2PO3 的平衡常数 K1.0105 【答案】D 【解析】图像中含 P 的微粒只有 3 种，说明 H3PO3是二元弱酸，随着 c(OH)增大，pOH 减 小，依次发生反应：H3PO3OHH2PO3 H2O，H2PO3H2OHPO3 2 H2O，c(H3PO3)逐 渐减小，c(H2PO3 )先增大，后减小；c(HPO3 2 )逐渐增大，即 p(H3PO3)逐渐增大，p
19、(H2PO3 )先 减小，后增大；p(HPO3 2 )减小。观察图像知，横坐标代表 pOH，从左至右，pOH 增大；纵 坐标代表 pc，从下至上减小。pOH0 时，pc(H3PO3)最大，pc(HPO3 2 )最小，pc(H2PO3 )居中。 所以，曲线代表 pc(HPO3 2 )，曲线代表 pc(H2PO3 )，曲线代表 pc(H3PO3)，A 项错误； 依题意，亚磷酸是二元弱酸，羟基上氢能电离出氢离子，则其分子中含有两个羟基，亚磷酸 的结构简式为， B项错误； pH4， pOH10， pc(H3PO3)pc(HPO3 2 )， 推知c(H3PO3) c(HPO3 2 )，根据物料守恒知，c
20、(H3PO3)c(H2PO3 )c(HPO3 2 )0.1 molL 1 ，得：c(H2PO3 ) 0.1molL 1 2c(HPO3 2 )，C 项错误；x 点表示 c(H2PO3 )c(HPO3 2 )，pOH7.3， 2 6.7 3 2 23 (H )(HPO ) (H )10 (H PO )(OH ) a ccKw Kc cc 。 z 点表示 c(H3PO3)c(H2PO3 )，pOH12.6， 1.4 23w 1 33 (H )(H PO ) (H )10 (H PO )(OH ) a ccK Kc cc 。 x y z pc pOH 02468101214 0 5 10 20 15
21、 7 H3PO3HPO3 2 2H2PO3 的平衡常数 21.4 5.35 231 26.7 3332 (H PO )1.0 10 1.0 1010 (H PO )(HPO )1.0 10 a a cK K ccK ，D 项正确。 15.Na2Cr2O7的酸性水溶液随着 H浓度的增大会转化为 CrO3。电解法制备 CrO3的原理如图 所示。下列说法错误的是 A电解时只允许 H通过离子交换膜 B生成 O2和 H2的质量比为 8:1 C电解一段时间后阴极区溶液 OH的浓度增大 DCrO3的生成反应为：Cr2O7 2 2H2CrO3H2O 【答案】A 【解析】左侧电极上产生 O2，右侧电极上产生 H
22、2，说明左极为阳极，电极反应式为 2H2O 4e4HO2，左侧制备三氧化铬：Cr2O7 2 2H2CrO3H2O；右极为阴极，电极反应 式为 4H2O4e4OH2H2。在阳极区参与反应制备三氧化铬，故不通过离子交换膜， 通过交换膜向阴极区迁移，A 项错误；根据电子守恒，产生 O2、H2的质量之比为 32:48:1， B 项正确；由阴极反应式知，阴极产生 OH；如果阴极通过交换膜向左侧迁移，OH必然会 中和 H，与题意相矛盾，所以，钠离子由左侧向右侧迁移，阴极区氢氧化钠溶液浓度增大， C 项正确；根据原料和产物组成知，Cr2O7 2 2H2CrO3H2O；D 项正确。 二、非选择题：本题共 4
23、小题，共 55 分。 16. （14 分）废旧太阳能电池 CIGS 具有较高的回收利用价值，其主要组成为 CuIn0.5Ga0.5Se2。 某探究小组回收处理流程如下： 回答下列问题： （1）硒（Se）与硫为同族元素，Se 的最外层电子数为；镓（Ga）和铟（In） 位于元素周期表第A 族，CuIn0.5Ga0.5Se2中 Cu 的化合价为。 （2）“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应的化学方程式为。 （3）25 时，已知： 5 32 (NHH O)2.0 10 b K ， 35 3 Ga(OH) 1.0 10 sp K ， 33 3 In(OH) 1.0 10 sp K ， 20 2 Cu(OH
24、) 1.0 10 sp K ，“浸出液”中 c(Cu2)0.01 8 molL1。当金属阳离子浓度小于 1.0105molL1时沉淀完全，In3+恰好完全沉淀时溶液 的 pH 约为（保留一位小数） ；若继续加入 6.0 molL1氨水至过量，观察到的 实验现象是先有蓝色沉淀，然后；为探究 Ga(OH)3在氨水中能否溶解，计 算反应 Ga(OH)3NH3H2OGa(OH)4NH4 +的平衡常数 K 。 （已知：Ga3+4OHGa(OH)4 34 4 1 34 (Ga(OH) ) 1.0 10 (Ga)(OH ) c K cc ） （4）“滤渣”与 SOCl2混合前需要洗涤、干燥，检验滤渣中 SO
25、4 2 是否洗净的试剂 是；“回流过滤”中 SOCl2的作用是将氢氧化物转化为氯化物和。 （5）“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为。 16.【答案】 （除标明外，每空 1 分） （1）61 （2）Cu2OH2O22H2SO42CuSO43H2O（2 分） （3）4.7（2 分）蓝色沉淀溶解，溶液变成深蓝色（2 分）2.010 6 （2 分） （4）HCl 溶液、BaCl2溶液作溶剂 （5）GaCl3NH3 高温 GaN3HCl（2 分） 【解析】 （1）硒与硫同为第A 族元素，最外层有 6 个电子。硒最低化合价为2；镓和铟同为A 族元素，化合价均为3，根据化合物中正、负化合价代数和为
26、 0，设 CuIn0.5Ga0.5Se2中铜的 化合价为 x，则有 x30.530.522，解得 x1。 （2）CuIn0.5Ga0.5Se2在“焙烧”时硒转 化成二氧化硒，镓、铟元素化合价均为最高价，保持不变化。则酸浸氧化时双氧水氧化1 价铜元素，高温焙烧时铜元素转化成氧化亚铜（在 1000 以上氧化铜分解生成氧化亚铜） ， 故酸浸氧化时发生的主要氧化还原反应为 Cu2OH2O22H2SO42CuSO43H2O。 （3） 33 p31 3 3 35 In(OH) 1.0 1028 (OH )mol L ,pOH9.3 (In )1.0 103 s K c c ， pH14pOH149.34.
27、7。Cu(OH)24NH3H2OCu(NH3)42+（深蓝色）2OH 4H2O；向氢氧化铜中滴加过量浓氨水，蓝色沉淀溶解得到深蓝色溶液。 +-+-34 4444 34 3232 (NH )Ga(OH) (NH )Ga(OH) (Ga )(OH ) (NHH O)(NHH O)(Ga )(OH ) cccccc K cccc 345356 1bsp3 Ga(OH) 1.0 102.0 101.0 102.0 10KKK ，由此推知，氢氧 化镓不溶于浓氨水。 （4） 检验的试剂是氯化钡溶液和盐酸。 回流时发生一系列反应可以理解为 2Ga(OH)3Ga2O3 3H2O， 2In(OH)In2O33H
28、2O， SOCl2H2OSO22HCl， Ga2O36HCl2GaCl33H2O， In2O36HCl2InCl33H2O，随着水增多、GaCl3和 InCl3会水解，产生的氯化氢会抑制氯 化物水解。滤渣溶于氯化亚砜（SOCl2） ，回流过滤，说明氯化亚砜作用之一是溶剂。 （5）氯 化镓与氨气在高温下生成氮化镓和氯化氢。 17.（13 分）甲基苄啶（G）是磺酸胺类抗菌药物的增效剂，其合成路线如下： 9 回答下列问题： （1）E 中的官能团名称是、。 （2）BC 的反应类型为；试剂 X 的结构简式为。 （3）若每分子 F 的碳碳双键加上了一分子 Br2，产物中手性碳原子个数为。 （4）B 的同分
29、异构体中能同时满足以下三个条件的有种（不考虑立体异构） 。 属于 A 的同系物；苯环上有 4 个取代基；苯环上一氯代物只有一种。 （5）以异烟醛（）和乙醇为原料，制备抗结核杆菌药异烟肼的合成路线如下： 写出生成 Y 的化学方程式；异烟肼的结构简式为。 【答案】 17.（除标明外，每空 2 分） （1）醛基（1 分）醚键（1 分） （2）酯化反应（或取代反应） （1 分）CH3OH（3）2（4）10 （5） 10 【解析】 （2）根据 B、C 的结构简式及 BC 的反应条件，可推知该反应为 和CH3OH的酯化反应。（3） 每分子F的碳碳双键加上一分子， 产物为， 与溴原子相连的两个碳原子为手性碳
30、。 （4）B 的结构简式为，根据属于 A 的同系物，推 知含有 3 个酚羟基、1 个羧基；根据苯环上有 4 个取代基，知 4 个取代基分别为OH、 OH、OH、C3H6COOH，又因为苯环上一氯代物只有 1 种，说明它高度对称，结构有 2 种：；C3H6COOH 有 5 种结构，故符合条件的同分异构 体 有 10 种 。（ 5 ） 根 据 转 化 关 系 知 ， 异 烟 醛 催 化 氧 化 生 成 异 烟 酸 ， 。异烟酸与甲醇发生酯化反应；借用结合流程图中 BC 转 化关系，异烟肼的结构简式为。 18.（14 分）超酸是一类比纯硫酸更强的酸，石油重整中用作高效催化剂。某实验小组对超 酸 HS
31、bF6的制备及性质进行了探究。由三氯化锑（SbCl3）制备 HSbF6的反应如下： SbCl3Cl2 80 SbCl5SbCl55HFHSbF65HCl 制备 SbCl5的初始实验装置如图（毛细管连通大气，减压时可吸入极少量空气，防止液体暴 沸；夹持、加热及搅拌装置略） 。 相关性质如下表： 物质熔点沸点性质 SbCl373.4 220.3 极易水解 11 SbCl53.5 140 分解，79 /2.9kPa极易水解 回答下列问题： （1）实验装置中两个冷凝管（填“能”或“不能”）交换使用。 （2）试剂 X 的作用为、。 （3）反应完成后，关闭活塞 a、打开活塞 b，减压转移（填仪器名称）中生
32、 成的至双口烧瓶中。用真空泵抽气减压蒸馏前，必须关闭的活塞是（填“a”或“b”） ；用减压 蒸馏而不用常压蒸馏的主要原因是。 （4）实验小组在由 SbCl5制备 HSbF6时，没有选择玻璃仪器，其原因为。 （写化学反应方程式） （5）为更好地理解超酸的强酸性，实验小组查阅相关资料了解得：弱酸在强酸性溶剂中表 现出碱的性质，如冰醋酸与纯硫酸之间的化学反应方程式为 CH3COOHH2SO4CH3C(OH)2HSO4 以此类推，H2SO4与 HSbF6之间的化学反应方程式为。 （6）实验小组在探究实验中发现蜡烛可以溶解于中，同时放出氢气。已知烷烃分子中碳氢 键的活性大小顺序为：甲基（CH3）亚甲基（
33、CH2）次甲基（ CH ） 。写出 2- 甲基丙烷与反应的离子方程式。 【答案】 18.（除标明外，每空 2 分） （1）不能（1 分） （2）吸收氯气，防止污染空气（1 分）防止空气中的水蒸气进入三口烧瓶使 SbCl3、SbCl5 水解（1 分） （3）三口烧瓶（1 分）b防止 SbCl5分解 （4）SiO24HFSiF42H2O （5）H2SO4HSbF6H3SO4SbF6 （6） H3CCCH3 CH3 H + HSbF6H3CCCH3 CH3 + + SbF6 - + H2 【解析】 （1）与直形冷凝管相比，球形冷凝管的冷却面积大，冷却效果好；但是，由于球形冷凝管 的内芯管为球泡状，容
34、易在球部积留蒸馏液，故不适宜用于倾斜式蒸馏装置（不用于冷凝蒸 12 馏的蒸气） ， 多用于垂直冷凝回馏装置 （制备物质） ， 故实验装置中两个冷凝管不能交换使用。 （2）根据表中提供信息，SbCl3，SbCl5极易水解，知试剂 X 的作用是防止空中水蒸气进入 三口烧瓶，同时吸收氯气，防止污染空气。 （3）由实验装置知，反应完成后，关闭活塞 a， 打开活塞 b，减压转移三口烧瓶中生成的 SbCl5至双口烧瓶中。减压蒸馏前，必须关闭活塞 b，以保证装置密封，便于后续抽真空。根据表中提供信息知， SbCl5容易分解，用减压蒸馏而不用常压蒸馏，可以防止温度过高，而使 SbCl5分解。 （4） 由 Sb
35、Cl5制备 HSbF6时，需要用到 HF，而 HF 可与玻璃中二氧化硅反应，故不能选择玻璃 仪器。 （5）硫酸与超强酸反应时，表现出碱的性质，即结合氢离子，即 H2SO4HSbF6 H3SO4SbF6。 （6）2-甲基丙烷的结构简式为(CH3)3CH，根据题目信息知，CH 上氢容易 参与反应，电离出氢阴离子，与超强酸电离的阳离子结合生成氢气。主要离子方程式为 H3CCCH3 CH3 H + HSbF6H3CCCH3 CH3 + + SbF6 - + H2 。 19.（14 分）丙烯是一种重要化工原料，可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢 制备。反应（直接脱氢） ：C3H8(g)C3H6
36、(g)H2(g)H1125 kJmol 1 反应（氧化脱氢） ：C3H8(g)1 2O 2(g)C3H6(g)H2O(g)H2118 kJmol 1 （1）已知键能：E(CH)416 kJmol 1 ，E(HH)436 kJmol 1 ，由此计算生成 1 mol 碳 碳键放出的能量为kJ。 （2）对于反应，总压恒定为 100 kPa，在密闭容器中通入 C3H8和 N2的混合气体（N2不 参与反应） ，从平衡移动的角度判断，达到平衡后“通入 N2”的作用是；在 温度为 T1时，C3H8的平衡转化率与通入气体中 C3H8的物质的量分数的关系如图 a 所示，计 算时反应的平衡常数 KpkPa（以分压
37、表示，分压总压物质的量分数， 保留一位小数） 。 （3）在温度为 T2时，通入气体分压比为 p(C3H8)：p(O2)：p(N2)10：5：85 的混合气体， 各组分气体的分压随时间的变化关系如图 b 所示。 01.2s 生成 C3H6的平均速率为kPas 1 ；在反应一段时间后，C3H8和 O2的消 耗速率比小于 2:1 的原因为。 （4）恒温刚性密闭容器中通入气体分压比为 p(C3H8)：p(O2)：p(N2)2：13：85 的混合气 体，已知某反应条件下只发生如下反应（k,k,为速率常数） ： 反应：2C3H8(g)O2(g)2C3H6(g)2H2O(g)k 反应：2C3H8(g)9O2
38、(g)6CO2(g)6H2O(g)k, 13 实验测得丙烯的净生成速率方程为 , 363836 C H )(C H )(C H )kpk p（，可推测丙烯的浓度 随时间的变化趋势为，其理由是。 【答案】 19.（每空 2 分） （1）271 （2）减小气体浓度，使平衡右移，提高 C3H8(g)转化率16.7 （3）2H2和 C3H6都消耗 O2 （4）先增大后减小反应开始时，体系中主要发生反应，c(C3H6)逐渐增大；随着反应进 行，p(C3H8)减小，p(C3H6)增大，(C3H6)减小，体系中主要发生反应，c(C3H6)逐渐减小 【解析】 (1)反应中断裂 2 mol CH 键、形成 1
39、mol 碳碳键和 1 mol HH 键， 故 416 kJmol12E(碳碳键)436 kJmol1125 kJmol1，解得 E(碳碳键)271 kJmol 1 。 （2）达到平衡后，通入 N2，由于总压恒定为 100 kPa，则容器体积增大，平衡向 气体体积增大的方向移动，即正反应方向移动，C3H8(g)的转化率增大。根据 图 a，C3H8的物质的量分数为 0.4 时，其平衡转化率为 50%。假设混合气体为 1 mol，则起 始时 C3H8为 0.4 mol，N2为 0.6 mol，运用三段式计算： C3H8(g)C3H6(g)H2(g) 起始量/mol0.400 转化量/mol0.20.
40、20.2 平衡量/mol0.20.20.2 由于总压恒定为 100 kPa，平衡时 C3H8为 0.2 mol，C3H6为 0.2 mol，H2为 0.2 mol，N2为 0.6 mol，则 C3H8(g)、C3H6(g)、H2(g)的分压均为 100 kPa0.2 mol 1.2 mol 100 6 kPa，故 T1时反应的 平衡常数 100100 66 16.7 100 6 p kPakPa KkPa kPa 。 （3） 01.2s内C3H6的分压由0增大为2.4 kPa， 则生成C3H6的平均速率为2.4 kPa 1.2s 2 kPas 1 ； 若只发生反应、，C3H6的分压应大于 H2和 H2O 的分压，但由图 b 知，随着反应进行， 分压：p(H2O)p(C3H6)p(H2)，且有 CO2生成，H2分压降低，故体系中还发生反应：C3H6 9 2O 23CO23H2O，H21 2O 2H2O，消耗 O2，因此 C3H8和 O的消耗速率之比小于: 。 （4）反应开始时，反应向右进行，c(C3H6)逐渐增大，且体系中以反应为主，随着反应 进行，p(C3H8)减小，p(C3H6)增大，使得(C3H6)减小，体系中以反应为主，因此丙烯的浓 度随时间变化趋势为先增大后减小。
