1、2021-2022学年高三下学期高考模拟考试试题(一)化学第卷(选择题 共126分)一、选择题:本题共13个小题,每小题6分。共78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下列说法正确的是A中国天眼FAST用到的碳化硅是一种新型的有机高分子材料B脱脂棉、滤纸、蚕丝的主要成分均为纤维素,完全水解能得到葡萄糖C汽油车在行驶过程中,热能首先转化为化学能,化学能再转化为动能D嫦娥5号上携带的“高科技国旗”是以高性能芳纶纤维材料为主的复合材料8根据下列各图曲线表征的信息,得出的结论错误的是A图1表示常温下向体积为10 mL 0.1 molL-1的NaOH溶液中逐滴加入0.1 molL-
2、1 CH3COOH溶液后溶液的pH变化曲线,则c点处有:c(CH3COOH)2c(H)=2c(OH-)c(CH3COO-)B图2表示用水稀释pH相同的盐酸和醋酸时溶液的pH变化曲线,其中表示醋酸,表示盐酸,且溶液导电性:cbaC图3表示H2与O2发生反应过程中的能量变化,表示1mol H2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ的热量D图4表示反应A2(g)3B2(g) 2AB3(g),达到平衡时A2的转化率大小为:abc9科学家研制出多种新型杀虫剂代替DDT,其中一种的结构如图。下列关于该有机物的说法正确的是 ()A该有机物既能发生氧化反应,又能发生酯化反应B与FeCl3溶液发生反应后溶液显紫
3、色C1 mol 该有机物最多可以与2 mol Cu(OH)2反应D1 mol 该有机物最多与1 mol H2加成10.A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种常见的短周期主族元素,其中A、B、C、D四种元素的原子序数之和为E元素原子序数的2倍。E是短周期中原子半径最大的元素。A、B、C、D四种元素形成的化合物有多种用途,可用来合成纳米管,还可作杀虫剂、催化剂、助熔剂、阻燃剂等,其结构如图所示。下列说法正确的是A元素A、C能形成含有非极性键的18电子化合物B最简单氢化物的稳定性:CDC元素A、E形成的化合物不能与水发生氧化还原反应D化合物中各原子均满足8电子稳定结构11.无水四氯化锡(SnCl
4、4)可用于制作FTO导电玻璃。实验室可用熔融的锡与氯气反应制备SnCl4,装置如图已知:Sn、SnCl2、SnCl4有关的物理性质如下表所示:物质熔点/沸点/颜色、状态Sn2322260银白色固体246623无色晶体114无色液体Sn的性质与Fe相似;SnCl4在空气中极易水解;Cl2易溶于SnCl4。下列关于上述实验说法错误的是A.A装置不能换成启普发生器,C中盛放浓硫酸,F中盛放浓NaOH溶液B收集器中收集到的液体略显黄色,是因为有部分Cl2溶解在了SnCl4中,可加入饱和Na2SO3溶液萃取提纯SnCl4C当观察到装置F上方出现黄绿色气体现象时才开始点燃酒精灯,待锡熔化后适当增大氯气流量
5、,目的是加快反应速率D本实验装置有缺陷,需要改进,应在装置E、F之间添加一个装浓硫酸的洗气瓶12边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液,水溶液中H2SO3、HSO3-、SO的分布系数随pH的变化关系如图所示。比如H2SO3的分布系数:(H2SO3) =,下列有关叙述错误的是A当溶液pH范围为45时,停止通入SO2B根据曲线数据计算可知Ka2(H2SO3)的数量级为10-7Ca点的溶液中c(H+)+c(Na+)=c(OH)+c( HSO3-)+2c(SO)+c( HCO3-) +2c(CO)DpH=3的溶液中,c(Na+)c(HSO3-)+c(H2SO3)13图中是利用垃圾假
6、单胞菌株分解有机物的电化学原理图。下列说法正确的是A电子流向:B电极用电器电极A,该过程将化学能转化为电能BA电极上发生氧化反应,电极反应式为:X-4e- =Y+4H+C若有机物为麦芽糖,处理0.25mol有机物,12molH+透过质子交换膜移动到右室D若B电极上消耗标准状况下氧气56mL,则电极A上生成1.64gY第II卷(非选择题 共174分)三、非选择题:共174分。第2232题为必考题,每个试题考生都必须作答。第3338题为选考题,考生根据要求作答。(一)必考题:共129分。26(14分)CoCO3可用作选矿剂、催化剂及涂料的颜料。以含钴废渣(主要成分为CoO、Co2O3,还含有Al2
7、O3、ZnO等杂质)为原料制备CoCO3的一种工艺流程如下:已知:碱性条件下,Co2+会转变为Co(OH)2沉淀。(1)“酸浸”时需控制温度在左右,原因是_。(2)写出通人SO2时发生反应的化学方程式为_。(3)上述“萃取”过程可表示为ZnSO4(水层)+2HX(有机层)ZnX2(有机层)+H2SO4(水层)。下列说法正确的是_。A可将废渣粉碎以提高酸浸效率 B“除铝”时,应加人过量的Na2CO3溶液C可选择CCl4作为萃取剂 D往萃取后的有机层中加水可获得ZnSO4溶液(4)“沉钴”时,溶液滴加过快会导致产品不纯,请解释可能原因_。(5)在空气中煅烧CoCO3生成钴氧化物和CO2,测得充分煅
8、烧后固体质量为2.41g,CO2的体积为0.672L(标准状况),则该钴氧化物的化学式为_。27(14分)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂。某化学实验小组模拟工业生产路线,在实验室中制备高铁酸钾,其实验装置如下:已知:)K2FeO4易溶于水,水溶液为紫色,微溶于浓KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在05、强碱性溶液中较稳定(1)仪器a的名称是_。(2)装置A中发生反应的离子方程式为_。(3)装置B中试剂为_。(4)装置C中观察到溶液的颜色变化为_,发生主要反应的化学方程式为_,加入过量浓KOH溶液的原因是_。(5)有同学提出,装置C在制备)K2F
9、eO4时存在一定缺陷,改进的措施是_。(6)取C中洗涤并干燥后样品10g,加入稀硫酸,收集到0.672L气体(标准状况下)。则样品中高铁酸钾的质量分数约为_。(计算结果精确到0.1%)28(15分)我国提出2060年前实现碳中和,降低大气中CO2含量是当今世界重要科研课题之一,以CO2为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。问答下列问题:(1)CO2在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:主反应:CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g) H1=-156.9kJmol-1副反应:CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g) H2=+41.1kJmol-1已知2
10、H2(g)O2(g)=2H2O(g) H3=-395.6kJmol-1,则CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=_加氢合成甲烷时,通常控制温度为500左右,其原因为该温度下有较高的化学反应速率和_500时,向1L恒容密闭容器中充入4molCO2和12molH2,初始压强为p,20min时主、副反应都达到平衡状态,测得c(H2O)=5molL-1,体系压强为,则020min内v(CH4)=_molL-lmin-1,平衡时CH4选择性=_(CH4选择性=)。(2)我国科研人员将CO2和H2在Na-Fe3O4HZSM-5催化下转变为汽油(C5C11的烃
11、),反应过程如下图所示。若CO2在该条件下转化为戊烷(C5H12),则该反应的化学方程式为_。催化剂中的Fe3O4可用电解法制备。电解时以Fe做电极,电解质溶液为稀硫酸,其阳极反应式为_。(3)甲醇催化制取乙烯的过程中发生如下反应:反应1:3CH3OHC3H6(g)+H2O(g);反应2:2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)反应I的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示,已知Arhenius经验公式Rlnk=(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。则该反应的活化能(10K)Ea=_kJmol-1。当改变外界条件时,实验数据如图中的曲线b所示,则实验可能改变的外界
12、条件是_(二)选考题:共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做,则每学科按所做的第一题计分。35化学选修3:物质结构与性质(15分)LiBH4-MgH2-AlH3是一种具有良好释氢性能的三元复合储氢材料。回答下列问题:(1)下列说法正确的是_(填标号)。A该材料中,五种元素的基态原子都没有成对的p电子B该材料中,五种元素的电负性最大的是HCLi已无电子可发生跃迁,故Li灼烧时火焰为无色 DMgH2熔点高于AlH3,原因是Mg2+半径比Al3+小,与H-形成的化学键更强(2)BH4-的空间构型为_,其中B原子的轨道杂化方式为_。(3)LiBH4晶体中含有的
13、微粒间作用力有 _(填标号)。A离子键 B键 C氢键 D配位键(4)氢化镁(h-MgH2)是一种单层的二维材料,二维晶胞俯视图如图1。 h-MgH2中,Mg的配位数为_。331的h-MgH2晶胞中,涂黑处的Mg被Mn替换,形成掺杂h-MgH2(晶胞如图2所示,H已省略)的化学式为_。36化学选修5:有机化学基础(15分)卡托普利(E)是一种血管紧张素转化酶抑制剂,被应用于治疗高血压和某些类型的充血性心力衰竭。合成路线如图:(1)确定A中官能团的方法是_。a现代元素分析仪 b质谱法 c红外光谱 d核磁共振氢谱(2)D的分子中有_个手性碳原子(与四个不同原子或基团相连的碳原子)。(3)1 mol
14、D与NaOH溶液反应,最多消耗_NaOH。(4)下列关于E说法不正确的是_。AE属于酮类B在氧气中充分燃烧的产物中含有SO2C卡托普利E的水溶液呈酸性DE存在属于芳香族化合物的同分异构体(5)A与浓硫酸、甲醇反应生成M,M的同分异构体在核磁共振氢谱图中出现两种信号峰、且只有一种官能团,写出一种该同分异构体结构简式_。M加聚反应生成高分子化合物N的方程式为_。2021-2022学年高三下学期第七周周考试题理科综合(化学部分)(解析版)第卷(选择题 共126分)一、选择题:本题共13个小题,每小题6分。共78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下列说法正确的是A中国天眼FAS
15、T用到的碳化硅是一种新型的有机高分子材料B脱脂棉、滤纸、蚕丝的主要成分均为纤维素,完全水解能得到葡萄糖C汽油车在行驶过程中,热能首先转化为化学能,化学能再转化为动能D嫦娥5号上携带的“高科技国旗”是以高性能芳纶纤维材料为主的复合材料【答案】D【解析】A碳化硅属于无机物,不是有机高分子,A错误;B蚕丝的主要成分为蛋白质,B错误;C汽油车在行驶过程中,化学能首先转化为热能再转化为动能,C错误;D月球表面没有大气层,昼夜温差极大,因此国旗材料要求具有耐高低温、防静电等多种特性,是以高性能芳纶纤维材料为主的复合材料,D正确;综上所述答案为D。8根据下列各图曲线表征的信息,得出的结论错误的是A图1表示常
16、温下向体积为10 mL 0.1 molL-1的NaOH溶液中逐滴加入0.1 molL-1 CH3COOH溶液后溶液的pH变化曲线,则c点处有:c(CH3COOH)2c(H)=2c(OH-)c(CH3COO-)B图2表示用水稀释pH相同的盐酸和醋酸时溶液的pH变化曲线,其中表示醋酸,表示盐酸,且溶液导电性:cbaC图3表示H2与O2发生反应过程中的能量变化,表示1mol H2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ的热量D图4表示反应A2(g)3B2(g) 2AB3(g),达到平衡时A2的转化率大小为:abc【答案】B【解析】Ac点为物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,电
17、荷关系为c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),物料关系为2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),消去c(Na+),得质子关系为c(CH3COOH)+2c(H+)=2c(OH-)+c(CH3COO-),故A正确;B用水稀释pH相同的盐酸和醋酸,盐酸的pH变化较大,醋酸的pH变化小,溶液的导电能力取决于自由移动离子的浓度的大小,即其中表示盐酸,表示醋酸,且溶液导电性:abc;故B错误;C该反应物的总能量比生成物的总能量高,则氢气在氧气中燃烧的反应是放热的,表示1mol H2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ的热量,故C正确;D图中a、b、c三点中,n
18、(B)大小:cba,增大B的浓度平衡正向移动,A的平衡转化率增大,即达到平衡时A2的转化率大小为:abc,故D正确;故选:B。9科学家研制出多种新型杀虫剂代替DDT,其中一种的结构如图。下列关于该有机物的说法正确的是 ()A该有机物既能发生氧化反应,又能发生酯化反应B与FeCl3溶液发生反应后溶液显紫色C1 mol 该有机物最多可以与2 mol Cu(OH)2反应D1 mol 该有机物最多与1 mol H2加成【答案】A【解析】该有机物的醛基可发生氧化反应,醇羟基可发生酯化反应,A正确;该有机物中无苯环,没有酚羟基,B不正确;1 mol 该有机物中含2 mol CHO、1 mol,则最多可与4
19、 mol Cu(OH)2反应,可与3 mol H2发生加成反应,C、D不正确。10.A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种常见的短周期主族元素,其中A、B、C、D四种元素的原子序数之和为E元素原子序数的2倍。E是短周期中原子半径最大的元素。A、B、C、D四种元素形成的化合物有多种用途,可用来合成纳米管,还可作杀虫剂、催化剂、助熔剂、阻燃剂等,其结构如图所示。下列说法正确的是A元素A、C能形成含有非极性键的18电子化合物B最简单氢化物的稳定性:CDC元素A、E形成的化合物不能与水发生氧化还原反应D化合物中各原子均满足8电子稳定结构【答案】A【解析】短周期原子半径最大的元素E是Na,根据的结构
20、、价键规则和原子序数的关系推知A、B、C、D四种元素分别为H、B、N、F。A元素H和N可形成化合物与,其中中含有非极性键,且为18电子分子,故A正确;B因为非金属性C(N)D(F),故最简单氢化物的稳定性:C(N)D(F),故B错误;C元素H和Na形成的化合物NaH与发生氧化还原反应:,故C错误;D 化合物中,A(H)原子未满足8电子稳定结构,故D错误;答案选A。11.无水四氯化锡(SnCl4)可用于制作FTO导电玻璃。实验室可用熔融的锡与氯气反应制备SnCl4,装置如图已知:Sn、SnCl2、SnCl4有关的物理性质如下表所示:物质熔点/沸点/颜色、状态Sn2322260银白色固体24662
21、3无色晶体114无色液体Sn的性质与Fe相似;SnCl4在空气中极易水解;Cl2易溶于SnCl4。下列关于上述实验说法错误的是A.A装置不能换成启普发生器,C中盛放浓硫酸,F中盛放浓NaOH溶液B收集器中收集到的液体略显黄色,是因为有部分Cl2溶解在了SnCl4中,可加入饱和Na2SO3溶液萃取提纯SnCl4C当观察到装置F上方出现黄绿色气体现象时才开始点燃酒精灯,待锡熔化后适当增大氯气流量,目的是加快反应速率D本实验装置有缺陷,需要改进,应在装置E、F之间添加一个装浓硫酸的洗气瓶【答案】B【解析】AKClO3晶体不是块状固体,它和浓盐酸反应的发生装置不能使用启普发生器,B中盛放饱和食盐水,除
22、去中的氯化氢气体;C中盛放浓硫酸,除去中的水蒸气;F中盛放浓NaOH溶液,用于尾气的吸收,A正确;B极易水解,故除去中的部分应选择蒸馏操作,B错误;C当观察到装置F上方出现黄绿色气体现象时,此时装置中的空气被排空,才开始点燃酒精灯,则可防止锡被O2氧化,待锡熔化后适当增大氯气流量,目的是加快反应速率,C正确;D为防止F装置中的水蒸气进入收集器,使水解,产品变质,在装置E、F之间添加一个装浓硫酸的洗气瓶,D正确;故答案为:B。12边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液,水溶液中H2SO3、HSO3-、SO的分布系数随pH的变化关系如图所示。比如H2SO3的分布系数:(H2SO
23、3) =,下列有关叙述错误的是A当溶液pH范围为45时,停止通入SO2B根据曲线数据计算可知Ka2(H2SO3)的数量级为10-7Ca点的溶液中c(H+)+c(Na+)=c(OH)+c( HSO3-)+2c(SO)+c( HCO3-) +2c(CO)DpH=3的溶液中,c(Na+)c(HSO3-)+c(H2SO3)【答案】B【解析】A由图可知,当溶液pH范围为45时,二氧化硫与碳酸钠恰好反应生成亚硫酸氢钠,则当溶液pH范围为45时,停止通入二氧化硫,故A正确;B由图可知,当溶液中c(HSO3-)=c(SO)时,溶液pH为7.2,则Ka2(H2SO3)= = c(H+)=107.2,则Ka2(H
24、2SO3)的数量级为10-8,故B错误;C由图可知,a点为亚硫酸氢钠、亚硫酸和碳酸的混合溶液,溶液中存在电荷守恒关系c(H+)+c(Na+)=c(OH)+c(HSO3-)+2c(SO)+c(HCO3-) +2c(CO),故C正确;D由图可知,pH=3的溶液为亚硫酸氢钠、亚硫酸和碳酸的混合溶液,由物料守恒可知,溶液中c(Na+)c(HSO3-)+c(H2SO3),故D正确;故选B。13图中是利用垃圾假单胞菌株分解有机物的电化学原理图。下列说法正确的是A电子流向:B电极用电器电极A,该过程将化学能转化为电能BA电极上发生氧化反应,电极反应式为:X-4e- =Y+4H+C若有机物为麦芽糖,处理0.2
25、5mol有机物,12molH+透过质子交换膜移动到右室D若B电极上消耗标准状况下氧气56mL,则电极A上生成1.64gY【答案】C【解析】A由图可知,氧气生成水发生还原反应,B电极为电源正极,则电子流向:A电极用电器电极B,该过程将化学能转化为电能,A错误;BA电极为电源负极,发生氧化反应,由图可知,X失去两个H,则电极反应式为:X-2e- =Y+2H+,B错误;C麦芽糖化学式为C12H22O11,则反应为,处理0.25mol有机物,480.25=12molH+透过质子交换膜移动到右室,C正确; D若B电极上消耗标准状况下氧气56mL=0.056L,O2的物质的量为0.0025mol,转移电子
26、的物质的量为0.01mol,则电极A上生成0.005molY,Y化学式为C13H8O2N2,则Y质量为0.005mol 224g/mol=1.12g,D错误; 故选C。第II卷(非选择题 共174分)三、非选择题:共174分。第2232题为必考题,每个试题考生都必须作答。第3338题为选考题,考生根据要求作答。(一)必考题:共129分。26(14分)CoCO3可用作选矿剂、催化剂及涂料的颜料。以含钴废渣(主要成分为CoO、Co2O3,还含有Al2O3、ZnO等杂质)为原料制备CoCO3的一种工艺流程如下:已知:碱性条件下,Co2+会转变为Co(OH)2沉淀。(1)“酸浸”时需控制温度在左右,原
27、因是_。(2)写出通人SO2时发生反应的化学方程式为_。(3)上述“萃取”过程可表示为ZnSO4(水层)+2HX(有机层)ZnX2(有机层)+H2SO4(水层)。下列说法正确的是_。A可将废渣粉碎以提高酸浸效率 B“除铝”时,应加人过量的Na2CO3溶液C可选择CCl4作为萃取剂 D往萃取后的有机层中加水可获得ZnSO4溶液(4)“沉钴”时,溶液滴加过快会导致产品不纯,请解释可能原因_。(5)在空气中煅烧CoCO3生成钴氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为2.41g,CO2的体积为0.672L(标准状况),则该钴氧化物的化学式为_。【答案】(1)温度过低反应速率减慢;温度过高,SO2溶解度
28、降低(2)(3)A(4)溶液滴加过快,会导致局部碱性过强而产生(5)【解析】以含钴废渣(主要成分为,还含有等杂质),“酸浸”时由于二氧化硫具有还原性溶液中得到CO2+,硫酸铝、硫酸锌等,加入碳酸钠调节pH值,生成氢氧化铝除去铝离子,加入萃取剂,萃取锌离子,在有机层加入稀硫酸得到硫酸锌,在水相中加入碳酸钠,可生成CoCO3固体,据此分析解题。(1)“酸浸”时温度过高,二氧化硫溶解度降低,温度过低化学反应速率减慢,故答案为:温度过低反应速率减慢;温度过高,溶解度降低;(2)加入硫酸酸浸并通入二氧化硫可发生,故答案为:;(3)A将废渣粉碎可以增大反应的接触面积加快反应速率,以提高单位时间内的酸浸效率
29、,故A正确;B“除铝”时,入过量的溶液会让会转变为沉淀,故溶液不能过量,故B错误;C根据方程(水层)+2HX(有机层)(有机层)可知,不可选用四氯化碳作为萃取剂,故C错误;D由(水层)+2HX(有机层)(有机层)可知,往萃取后的有机层中加水不可获得溶液,故D错误;答案选A;(4)“沉钴”时,溶液滴加过快,会导致局部碱性过强而产生导致产品不纯,故答案为:溶液滴加过快,会导致局部碱性过强而产生;(5)的体积为0.627L(标准状况),由化学式可知,则氧化物中,则,所以钴氧化物的化学式为:,故答案为:。27(14分)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂。某化学实验小组模拟工业生产
30、路线,在实验室中制备高铁酸钾,其实验装置如下:已知:)K2FeO4易溶于水,水溶液为紫色,微溶于浓KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在05、强碱性溶液中较稳定(1)仪器a的名称是_。(2)装置A中发生反应的离子方程式为_。(3)装置B中试剂为_。(4)装置C中观察到溶液的颜色变化为_,发生主要反应的化学方程式为_,加入过量浓KOH溶液的原因是_。(5)有同学提出,装置C在制备)K2FeO4时存在一定缺陷,改进的措施是_。(6)取C中洗涤并干燥后样品10g,加入稀硫酸,收集到0.672L气体(标准状况下)。则样品中高铁酸钾的质量分数约为_。(计算结果精确到0.1%)【答案
31、】(1)三颈烧瓶(2)(3)饱和食盐水(4)无色变为紫色 )K2FeO4微溶于KOH溶液,1在碱性溶液中较稳定(或有利于生成K2FeO4)(5)将装置C置于冰水浴中(6)79.2%【解析】由图可知,A中高锰酸钾与浓盐酸反应制氯气,B中盛放饱和食盐水,除去氯气中的HCl,C中Cl2、Fe(OH)3、KOH反应制取K2FeO4,D为尾气处理装置;(1)仪器a的名称是三颈烧瓶;(2)装置A中高锰酸钾与浓盐酸反应制氯气,发生反应的离子方程式为;(3)浓盐酸易挥发,氯气中含杂质HCl气体,可用饱和食盐水除去,装置B中试剂为饱和食盐水;(4)装置C中Cl2、Fe(OH)3、KOH反应制取K2FeO4,由电
32、子守恒和原子守恒可得反应方程式为,生成水溶液为紫色,溶液的颜色无色变为紫色;已知在强碱性溶液中较稳定,加入过量浓KOH溶液的原因是微溶于KOH溶液,1在碱性溶液中较稳定;(5)在05较稳定,为了防止其分解,可将装置C置于冰水浴中;(6)K2FeO4在硫酸溶液中,发生氧化还原反应,Fe元素的化合价由+6价降低为+3价,O元素的化合价由-2价升高为0,由电子、电荷及原子守恒可知,离子反应为4FeO42-+20H+3O2+4Fe3+10H2O,取C中洗涤并干燥后样品的质量10g,加入稀硫酸,收集到0.672L气体,氧气的物质的量为,由反应可知高铁酸钾的物质的量为0.04mol,则样品中高铁酸钾的质量
33、分数约为100%=79.2%。28(15分)我国提出2060年前实现碳中和,降低大气中CO2含量是当今世界重要科研课题之一,以CO2为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。问答下列问题:(1)CO2在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:主反应:CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g) H1=-156.9kJmol-1副反应:CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g) H2=+41.1kJmol-1已知2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H3=-395.6kJmol-1,则CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)
34、 H=_加氢合成甲烷时,通常控制温度为500左右,其原因为该温度下有较高的化学反应速率和_500时,向1L恒容密闭容器中充入4molCO2和12molH2,初始压强为p,20min时主、副反应都达到平衡状态,测得c(H2O)=5molL-1,体系压强为,则020min内v(CH4)=_molL-lmin-1,平衡时CH4选择性=_(CH4选择性=)。(2)我国科研人员将CO2和H2在Na-Fe3O4HZSM-5催化下转变为汽油(C5C11的烃),反应过程如下图所示。若CO2在该条件下转化为戊烷(C5H12),则该反应的化学方程式为_。催化剂中的Fe3O4可用电解法制备。电解时以Fe做电极,电解
35、质溶液为稀硫酸,其阳极反应式为_。(3)甲醇催化制取乙烯的过程中发生如下反应:反应1:3CH3OHC3H6(g)+H2O(g);反应2:2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)反应I的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示,已知Arhenius经验公式Rlnk=(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。则该反应的活化能(10K)Ea=_kJmol-1。当改变外界条件时,实验数据如图中的曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是_【答案】(1) -634.3kJmol-1 催化剂活性最高 0.1 66.7%(2) 5CO2+12H2C5H12+10H2O 3Fe-4H2O-
36、8e=Fe3O4+8H+(3) 64 使用更高效的催化剂(或增大催化剂比表面积) 【解析】(1)已知反应I CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g) H1=-156.9kJmol-1;反应II CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g) H2=+41.1kJmol-1;反应III 2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H3=-395.6kJmol-1;根据盖斯定律,2III-I得CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=;故答案为634.3kJmol1;加氢合成甲烷时,通常控制温度为500左右,其原因为该温度下有较高的化学反应速率和催化剂活性最高;故答案为催化
37、剂活性最高;令主要反应消耗CO2的物质的量为amol,消耗H2物质的量为4amol,生成CH4的物质的量为amol,生成水蒸气物质的量为2amol,根据题意,达到平衡时生成水蒸气总物质的量为1L5molL1=5mol,副反应中生成水蒸气的物质的量为(52a)mol,n(CO)=(52a)mol,消耗CO2和H2的物质的量均为(52a)mol,相同条件下,气体压强之比等于物质的量之比,即有,解得a=2,则v(CH4)=0.1mol/(Lmin);根据选择性的定义,平衡时CH4选择性=100%=66.7%;故答案为0.1mol/(Lmin);66.7%;(2)根据机理图,CO2与H2反应生成C5H
38、12和H2O,该反应化学方程式为5CO2+12H2C5H12+10H2O;故答案为5CO2+12H2C5H12+10H2O;根据电解原理,阳极失去电子,化合价升高,因此铁作阳极,电极反应式为3Fe8e4H2O=Fe3O48H,故答案为3Fe8e4H2O=Fe3O48H;(3)将(3.2,8.0)、(3.3,1.6),代入Arhenius经验公式,1.6103=3.3103EaC,8.0103=3.2103EaC,推出Ea=64kJmol1;将(3.2,8.0)、(3.4,1.0)代入经验式,求出Ea=35kJmol1,催化剂降低活化能,使反应速率加快,因此曲线b所示,实验改变外界条件是使用更高
39、效的催化剂或增大催化剂比表面积;故答案为64;使用更高效的催化剂或增大催化剂比表面积。(二)选考题:共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做,则每学科按所做的第一题计分。35化学选修3:物质结构与性质(15分)LiBH4-MgH2-AlH3是一种具有良好释氢性能的三元复合储氢材料。回答下列问题:(1)下列说法正确的是_(填标号)。A该材料中,五种元素的基态原子都没有成对的p电子B该材料中,五种元素的电负性最大的是HCLi已无电子可发生跃迁,故Li灼烧时火焰为无色 DMgH2熔点高于AlH3,原因是Mg2+半径比Al3+小,与H-形成的化学键更强(2)BH
40、4-的空间构型为_,其中B原子的轨道杂化方式为_。(3)LiBH4晶体中含有的微粒间作用力有 _(填标号)。A离子键 B键 C氢键 D配位键(4)氢化镁(h-MgH2)是一种单层的二维材料,二维晶胞俯视图如图1。 h-MgH2中,Mg的配位数为_。331的h-MgH2晶胞中,涂黑处的Mg被Mn替换,形成掺杂h-MgH2(晶胞如图2所示,H已省略)的化学式为_。【答案】(1)B (2)正四面体 sp3 (3)AD (4)6 Mg8MnH18【解析】 (1)A镁的基态电子排布式为:1s22s22p63s2、铝的基态电子排布式为:1s22s22p63s23p1,均存在成对的p电子,故错误;B该材料中
41、锂、镁、铝均为活泼金属电负性较弱,在LiBH4中B为+3价,H为-1价,可知B的电负性比H弱,电负性最强的是H,故正确;CLi原子外有3个电子,可以发生跃迁,灼烧时会出现焰色,故错误;DMg2+半径比Al3+大,与H-形成的化学键弱于Al3+,故错误;故选:B。(2)BH4-的中心原子B的价电子数为:,无孤对电子,为正四面体构型,B采用杂化,故答案为:正四面体;sp3;(3)LiBH4晶体中Li+和BH4-间存在离子键,B-H之间有三个共价键和一个配位键,故答案为:AD;(4)由h-MgH2晶胞俯视图可知,在一个平行四边形结构中,处于锐角顶点的Mg与一个H相连,处于钝角顶点的Mg与两个H相连,
42、而每个镁同时为两个四边形的锐角顶点也为两个四边形的钝角顶点,则每个顶点的Mg与周围6个H相连,配位数为6,故答案为:6;在图2晶胞中4个Mn为于顶点个数为,4个Mg位于面内,8个Mg位于棱上,个数为:,18个H位于面内。则化学式为:Mg8MnH18,故答案为:Mg8MnH18;36化学选修5:有机化学基础(15分)卡托普利(E)是一种血管紧张素转化酶抑制剂,被应用于治疗高血压和某些类型的充血性心力衰竭。合成路线如图:(1)确定A中官能团的方法是_。a现代元素分析仪 b质谱法 c红外光谱 d核磁共振氢谱(2)D的分子中有_个手性碳原子(与四个不同原子或基团相连的碳原子)。(3)1 mol D与NaOH溶液反应,最多消耗_NaOH。(4)下列关于E说法不正确的是_。AE属于酮类B在氧气中充分燃烧的产物中含有SO2C卡托普利E的水溶液呈酸性DE存在属于芳香族化合物的同分异构体(5)A与浓硫酸、甲醇反应生成M,M的同分异构体在核磁共振氢谱图中出现两种信号峰、且只有一种官能团,写出一种该同分异构体结构简式_。M加聚反应生成高分子化合物N的方程式为_