1、四川省成都实验中学2021届高三化学上学期12月月考试题(含解析)(化学部分)(解析)本试卷分选择题和非选择题两部分,共 40 题,满分 300 分,考试时间 150 分钟。可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 第卷(选择题 共 126 分)一、选择题(每小题 6 分,本大题共 13 小题。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)7中国传统文化对人类文明贡献巨大,古代文献中充分记载了古代化学研究成果。下列关于 KNO3的古代文献,对其说明不合理的是()选项 目的 古代文献 说明 A 使用“凡研消(KNO3)不以铁碾入石臼,相激火生,则祸不可测”天
2、工开物 KNO3能自燃 B 鉴别 区分硝石(KNO3)和朴消(Na2SO4):“强烧之,紫青烟起,云是硝石也”本草经集注 利用焰色反应 C 提纯“(KNO3)所在山泽,冬月地上有霜,扫取以水淋汁后,乃煎炼而成”开宝本草 溶解,蒸发结晶 D 性质“(火药)乃焰消(KNO3)、硫黄、杉木炭所合,以为烽燧铳机诸药者”本草纲目 利用 KNO3 的氧化性 8设 NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A14 g 聚丙烯中含有的碳原子数为 3NA B23 g Na 缓慢氧化和在空气中燃烧转移电子数均为 NA C11.2 L(标准状况)H2含有的中子数为 NA D常温下,pH13 的 NaOH 溶液中
3、含有的 OH数目为 0.1NA 9W、X、Y、Z 四种短周期元素,它们在周期表中位置如表所示,下列说法不正确的是()AW、Y、X 三种元素的原子半径依次减小 BZ 元素的气态氢化物的热稳定性比 Y 的强 CW 元素与氢元素可能会形成 W2H6 DY 元素的单质能从 NaZ 溶液中置换出 Z 元素的单质 10实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置),下列选项中正确的是()选项 a 中的物质 b 中的物质 c 中收集的气体 d 中的物质 A 浓氨水 CaO NH3 H2O B 浓硫酸 Na2SO3 SO2 NaOH 溶液 C 浓硝酸 Cu NO2 H2O D 浓盐酸
4、 MnO2 Cl2 NaOH 溶液 11某防晒产品中含水杨酸乙基己酯(结构简式如图)、丙烯酸(CH2=CHCOOH)、甘油(丙三醇)、水等物质。下列说法错误的是()A甘油具有保湿作用 B水杨酸乙基己酯苯环上的一氯代物有四种 C水杨酸乙基己酯结构中所有的碳原子均可共面 D丙烯酸可发生加成、取代和氧化反应 12下列有关电解质溶液的说法正确的是()A25,pH2 的 CH3COOH 溶液中,由水电离的 OH浓度为 102 molL1 B向 1 L 1 molL1的 KOH 热溶液中通入一定量 Cl2,恰好完全反应生成氯化钾、次氯酸钾和氯酸钾(氯酸为强酸)的混合溶液:c(K)c(H)6c(ClO3)2
5、c(ClO)c(HClO)c(OH)C向 AgCl、AgBr 的溶液中加入少量 AgNO3溶液,溶液中cClcBr一定不变 D向 0.1 molL1 CH3COOH 溶液中加入少量水,溶液中cHcCH3COOH减小 13如图是新型镁锂双离子二次电池,下列关于该电池的说法不正确的是()A放电时,Li由左向右移动 B放电时,正极的电极反应式为 Li1xFePO4xLixe=LiFePO4 C充电时,外加电源的正极与 Y 相连 D充电时,导线上每通过 1 mol 电子,左室溶液质量减轻 12 g 第 II 卷(非选择题共 174 分)三、非选择题:本卷包括必考题和选考题两部分。第 2232 题为必考
6、题,每个试题考生都必须做答。第 3340 题为选考题,考生根据要求做答。(一)必考题(共 129 分)26(15 分)二氯化二硫(S2Cl2)在工业上有着广泛的用途。已知 S2Cl2的熔点为80,沸点为 138。S2Cl2遇水剧烈反应会生成黄色单质、一种能使品红溶液褪色的气体化合物及酸雾,在工业中可由硫和氯气在 100110直接化合而成。某小组在实验室用以下装置制备 S2Cl2并对尾气进行回收利用。回答下列问题:(1)S2Cl2的结构式是_。S2Cl2与水反应时氧化剂与还原剂的物质的量之比是_。(2)A 装置中发生反应的离子方程式是_。B 中所装试剂为_。(3)通入 N2的目的是_。(4)D
7、装置需要油浴加热,为什么不采用水浴加热?原因是_。搅拌器搅拌的作用是_。(5)装置 E 的作用是_。(6)上述装置制得的二氯化二硫可能不纯,其原因是_,改进的措施是_。27(14 分)研究 CO、CO2的回收利用既可变废为宝,又可减少碳的排放。回答下列问题:(1)二甲醚(CH3OCH3)被誉为“21 世纪的清洁燃料”,由 CO 和 H2制备二甲醚的反应原理如下:CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H90.1 kJ/mol 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H24.5 kJ/mol 已知:CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41.0 kJ/mol 则 2CO2(g)6
8、H2(g)CH3OCH3(g)3H2O(g)的 H_,有利于提高该反应中CO2平衡转化率的条件是_(填标号)。A高温低压 B高温高压 C低温低压 D低温高压(2)T1K 时,将 1 mol 二甲醚引入一个抽空的 150 L 恒容容器中,发生分解反应:CH3OCH3(g)CH4(g)H2(g)CO(g),在不同时间测定容器内的总压,所得数据见下表:反应时间 t/min 0 6.5 13.0 26.5 52.6 气体总压 p 总/kPa 50.0 55.0 65.0 83.2 103.8 125.0 由表中数据计算:06.5 min 内的平均反应速率 v(CH3OCH3)_,反应达平衡时,二甲醚的
9、分解率为_,该温度下平衡常数 K_。若升高温度,CH3OCH3 的浓度增大,则该反应为_反应(填“放热”或“吸热”),要缩短达到平衡的时间,可采取的措施有_、_。(3)在 T2K、1.0104 kPa(恒温、恒压)下,等物质的量的 CO 与 CH4混合气体发生如下反应:CO(g)CH4(g)CH3CHO(g),反应速率 vv 正v 逆k 正p(CO)p(CH4)k 逆p(CH3CHO),k 正、k 逆分别为正、逆向反应速率常数,p 为气体的分压(气体分压 p气体总压 p 总体积分数)。用气体分压表示的平衡常数 Kp4.5105(kPa)1,则 CO 转化率为 20%时v正v逆_。28(14 分
10、)NiSO46H2O 是一种绿色易溶于水的晶体,可由电镀废渣(除镍外,还含有铜、锌、铁等元素的化合物杂质)为原料获得。操作步骤如下:(1)向滤液中加入 FeS 固体是为了生成更难溶于水的硫化物沉淀而除去 Cu2、Zn2等杂质,则除去 Cu2的离子方程式为_。(2)根据对滤液的操作作答:向滤液中加 H2O2发生反应的离子方程式为_。调滤液pH 的作用是_。滤液中杂质金属离子是否除尽的操作和现象是_ _。(3)滤液溶质的主要成分是 NiSO4,加 Na2CO3过滤后得到 NiCO3固体,再加适量稀硫酸溶解又生成 NiSO4,这两步操作的目的是_。(4)得到的 NiSO4溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过
11、滤等一系列操作可得到 NiSO46H2O 晶体。为了提高产率,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到的母液要循环使用,则应该回流到流程中的_位置。(填 a、b、c、d)如果得到产品的纯度不够,则应该进行_操作(填序号)。A蒸馏 B分液 C重结晶 D过滤(二)选考题:共 45 分.请考生从给出的 3 道物理题、3 道化学题、2 道生物题中每科任选一题做答,并用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑.注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题.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)钛被称为继铁、铝之后的第三金属,回答下列问
12、题:(1)基态钛原子的价电子排布图为_,金属钛晶胞如图 1 所示,为_(填堆积方式)堆积。(2)已知 TiCl4在通常情况下是无色液体,熔点为24,沸点为 136,可知 TiCl4为_晶体。图 1(3)纳米 TiO2是一种应用广泛的催化剂,其催化的一个实例如图 2。化合物乙的沸点明显高于化合物甲,主要原因是_。化合物乙中采取 sp3杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为_。(4)硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子,结构如图 3 所示,其化学式为_。(5)钙钛矿晶体的结构如图 4 所示。钛原子位于立方晶胞的顶角,被_个氧原子包围成配位八面体;钙原子位于立方晶胞的体心,被_个氧原子包围,钙钛
13、矿晶体的化学式为_。36.【化学选修 5:有机化学基础】(15 分)由 A 和 C 为原料合成治疗多发性硬化症药物 H 的路线如下:已知:A 能与 NaHCO3溶液反应放出 CO2,其核磁共振氢谱显示有三组峰,峰面积比为 2:2:1。NaBH4能选择性还原醛、酮,而不还原NO2。回答下列问题:(1)A 的化学名称为_,D 的结构简式为_。(2)H 的分子式为_,E 中官能团的名称为_。(3)BD、EF 的反应类型分别为_。(4)FG 的化学方程式为_。(5)与 C 互为同分异构体的有机物的结构简式为_(核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为 6:3:1:1)。(6)设计由 B 和为原料制备具有抗肿瘤
14、活性药物的合成路线_。成都实验中学 2020-2021 学年度 2021 届 12 月月考试题 理科综合能力测试(化学部分)(解析)本试卷分选择题和非选择题两部分,共 40 题,满分 300 分,考试时间 150 分钟。可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 第卷(选择题 共 126 分)一、选择题(每小题 6 分,本大题共 13 小题。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)7中国传统文化对人类文明贡献巨大,古代文献中充分记载了古代化学研究成果。下列关于 KNO3的古代文献,对其说明不合理的是()选项 目的 古代文献 说明 A 使用“凡研消(KN
15、O3)不以铁碾入石臼,相激火生,则祸不可测”天工开物 KNO3能自燃 B 鉴别 区分硝石(KNO3)和朴消(Na2SO4):“强烧之,紫青烟起,云是硝石也”本草经集注 利用焰色反应 C 提纯“(KNO3)所在山泽,冬月地上有霜,扫取以水淋汁后,乃煎炼而成”开宝本草 溶解,蒸发结晶 D 性质“(火药)乃焰消(KNO3)、硫黄、杉木炭所合,以为烽燧铳机诸药者”本草纲目 利用 KNO3 的氧化性 解析 A A 选项,KNO3加热后会发生分解反应产生氧气,物质不能自燃,错误;B 选项,鉴别 KNO3和 Na2SO4两种物质可根据物质组成中含有的钾元素和钠元素的焰色反应进行鉴别,若灼烧使火焰呈黄色,就证
16、明是 Na2SO4,若灼烧,通过蓝色钴玻璃观察,火焰呈紫色,就证明是 KNO3,正确;C 选项,KNO3的提纯方法是溶解后,煎炼得之(主要利用蒸发结晶的方法),正确;D 选项,火药与硫黄、木炭发生化学反应时,KNO3中氮元素的化合价降低,被还原为N2,体现氧化性,正确。8设 NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A14 g 聚丙烯中含有的碳原子数为 3NA B23 g Na 缓慢氧化和在空气中燃烧转移电子数均为 NA C11.2 L(标准状况)H2含有的中子数为 NA D常温下,pH13 的 NaOH 溶液中含有的 OH数目为 0.1NA 答案 B 解析 聚丙烯最简式为 CH2,14
17、g 聚丙烯中 CH2的物质的量为 1 mol,含有的碳原子数为NA,故 A 错误;Na 缓慢氧化生成氧化钠,在空气中燃烧生成过氧化钠,23 g Na 的物质的量是 1 mol,无论与氧气反应生成氧化钠还是过氧化钠,Na 完全反应均生成 Na,转移电子的物质的量始终是 1 mol,转移电子数均为 NA,故 B 正确;H2分子中不含有中子,故 C 错误;没有明确 pH13 的 NaOH 溶液体积,无法计算溶液中氢氧根离子的物质的量及数目,故 D错误。9W、X、Y、Z 四种短周期元素,它们在周期表中位置如表所示,下列说法不正确的是()AW、Y、X 三种元素的原子半径依次减小 BZ 元素的气态氢化物的
18、热稳定性比 Y 的强 CW 元素与氢元素可能会形成 W2H6 DY 元素的单质能从 NaZ 溶液中置换出 Z 元素的单质 答案 D 解析 根据元素在周期表中的位置,可以推断,X 为 O,Y 为 S,Z 为 Cl,W 为 Si。A 项,同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下,随电子层数增多,原子半径增大;B 项,热稳定性 HClH2S;C 项,由于 C 可形成 C2H6,Si 和 C 是同主族元素,所以 Si 也可能形成 Si2H6;D 项,Cl2Na2S=S2NaCl,反过来不能进行。10实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置),下列选项中正
19、确的是()选项 a 中的物质 b 中的物质 c 中收集的气体 d 中的物质 A 浓氨水 CaO NH3 H2O B 浓硫酸 Na2SO3 SO2 NaOH 溶液 C 浓硝酸 Cu NO2 H2O D 浓盐酸 MnO2 Cl2 NaOH 溶液 答案 B 解析 该装置分别为固液不加热制气体,向上排空气法收集气体以及采用防倒吸的方法进行尾气处理。氨气不能使用向上排空气法,A 错误;浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫,二氧化硫密度大于空气,可用向上排空气法收集,尾气必须用氢氧化钠溶液吸收且应防倒吸,B 正确;铜与浓硝酸反应生成二氧化氮,用水吸收二氧化氮会产生一氧化氮无法完全吸收尾气,会引起污染,C 错误
20、;浓盐酸与 MnO2制取氯气需要加热,D 错误。11某防晒产品中含水杨酸乙基己酯(结构简式如图)、丙烯酸(CH2=CHCOOH)、甘油(丙三醇)、水等物质。下列说法错误的是()A甘油具有保湿作用 B水杨酸乙基己酯苯环上的一氯代物有四种 C水杨酸乙基己酯结构中所有的碳原子均可共面 D丙烯酸可发生加成、取代和氧化反应 答案 C 解析 甘油中羟基是亲水基团,易吸水,甘油具有保湿作用,故 A 正确;水杨酸乙基己酯苯环上有四种氢原子,能形成四种苯环上的一氯代物,故 B 正确;水杨酸乙基己酯结构中有采用 sp3杂化的碳原子,呈四面体结构,水杨酸乙基己酯结构中所有的碳不可能共面,故C 错误;丙烯酸中含碳碳双
21、键,能发生加成反应、氧化反应,含羧基能发生取代反应,故 D正确。12下列有关电解质溶液的说法正确的是()A25,pH2 的 CH3COOH 溶液中,由水电离的 OH浓度为 102 molL1 B向 1 L 1 molL1的 KOH 热溶液中通入一定量 Cl2,恰好完全反应生成氯化钾、次氯酸钾和氯酸钾(氯酸为强酸)的混合溶液:c(K)c(H)6c(ClO3)2c(ClO)c(HClO)c(OH)C向 AgCl、AgBr 的溶液中加入少量 AgNO3溶液,溶液中cClcBr一定不变 D向 0.1 molL1 CH3COOH 溶液中加入少量水,溶液中cHcCH3COOH减小 答案 B 解析 25,p
22、H2 的 CH3COOH 溶液中,c(H)102 molL1,则由水电离的 c(OH)KwcH1012 molL1,A 错误;反应后的溶液中,根据电荷守恒和得失电子守恒分别有c(K)c(H)c(Cl)c(ClO)c(ClO3)c(OH)和 c(Cl)5c(ClO3)c(ClO)c(HClO),两式联立,得 c(K)c(H)6c(ClO3)2c(ClO)c(HClO)c(OH),B 正确;若向 AgCl、AgBr 的饱和溶液中加入少量 AgNO3溶液,则溶液中cClcBrKspAgClKspAgBr保持不变,但若向AgCl、AgBr的不饱和溶液中加入少量AgNO3溶液,则cClcBr发生改变,C
23、错误;向CH3COOH溶液中加入少量水,能促进 CH3COOH 的电离,溶液中 n(H)增大,n(CH3COOH)减小,结合cHcCH3COOHnHnCH3COOH可知,cHcCH3COOH增大,D 错误。13如图是新型镁锂双离子二次电池,下列关于该电池的说法不正确的是()A放电时,Li由左向右移动 B放电时,正极的电极反应式为 Li1xFePO4xLixe=LiFePO4 C充电时,外加电源的正极与 Y 相连 D充电时,导线上每通过 1 mol 电子,左室溶液质量减轻 12 g 答案 D 解析 放电时,左侧镁单质失电子作负极,右侧含 Li化合物作正极,则负极电极反应式为 Mg2e=Mg2,L
24、i在溶液中向右移动,在正极与 Li1xFePO4结合生成 LiFePO4。A 项,放电时,溶液中(内电路)的阳离子移向正极,则 Li由左向右移动,正确;B 项,放电时,正极电极反应式为 Li1xFePO4xLixe=LiFePO4,正确;C 项,充电时,外加电源的正极与 Y 相连,正确;D 项,充电时,导线上每通过 1 mol 电子,左室溶液中减少 0.5 mol Mg2(生成 Mg),同时,有 1 mol Li由右室移向左室,即左室溶液质量减轻 0.5 mol24 g/mol1 mol7 g/mol5 g,错误。第 II 卷(非选择题共 174 分)三、非选择题:本卷包括必考题和选考题两部分
25、。第 2232 题为必考题,每个试题考生都必须做答。第 3340 题为选考题,考生根据要求做答。(一)必考题(共 129 分)26(15 分)二氯化二硫(S2Cl2)在工业上有着广泛的用途。已知 S2Cl2的熔点为80,沸点为 138。S2Cl2遇水剧烈反应会生成黄色单质、一种能使品红溶液褪色的气体化合物及酸雾,在工业中可由硫和氯气在 100110直接化合而成。某小组在实验室用以下装置制备 S2Cl2并对尾气进行回收利用。回答下列问题:(1)S2Cl2的结构式是_。S2Cl2与水反应时氧化剂与还原剂的物质的量之比是_。(2)A 装置中发生反应的离子方程式是_。B 中所装试剂为_。(3)通入 N
26、2的目的是_。(4)D 装置需要油浴加热,为什么不采用水浴加热?原因是_。搅拌器搅拌的作用是_。(5)装置 E 的作用是_。(6)上述装置制得的二氯化二硫可能不纯,其原因是_,改进的措施是_。解析(1)S2Cl2的结构式是 ClSSCl,S2Cl2与水反应会生成黄色单质 S、一种能使品红溶液褪色的气体 SO2及 HCl,结合得失电子守恒、原子守恒可得此反应的化学方程式为2S2Cl22H2O=SO23S4HCl,由此可判断出 S2Cl2 既是氧化剂又是还原剂,且氧化剂与还原剂的物质的量之比是 31。(2)A 装置中制备氯气的反应的离子方程式是 MnO24H2ClMn2Cl22H2O。所制得的氯气
27、中含有水蒸气,利用 B 中所装浓硫酸干燥氯气,防止 S2Cl2水解。(3)装置内空气中有氧气,加热时硫可被 O2氧化,故通入 N2的目的是排尽装置中的空气,防止加热时硫与氧气反应。(4)水浴加热最高温度为 100,而该反应要求的温度大于 100。搅拌的作用是使硫与氯气充分接触,加快化学反应速率。(5)氯气及 HCl 尾气对环境有污染,利用石灰乳吸收多余的氯气及氯化氢气体并获得漂白粉。(6)E中的水蒸气可能会进入 D 中,导致 D 中 S2Cl2遇水反应,使制得的二氯化二硫不纯,改进的措施是在 D 与 E 之间添加盛放无水氯化钙或五氧化二磷或硅胶的干燥装置。答案(1)ClSSCl 31(2)Mn
28、O24H2ClMn2Cl22H2O 浓硫酸(3)排尽装置中的空气,防止加热时硫与氧气反应(4)水浴加热不能满足该反应所需的温度 100110 使硫与氯气充分接触,加快化学反应速率(5)吸收多余的氯气及氯化氢气体并获得漂白粉(6)E 中的水蒸气可能会进入 D 中,导致 D 中 S2Cl2遇水反应 在 D 与 E 之间连接一个干燥装置 27(14 分)研究 CO、CO2的回收利用既可变废为宝,又可减少碳的排放。回答下列问题:(1)二甲醚(CH3OCH3)被誉为“21 世纪的清洁燃料”,由 CO 和 H2制备二甲醚的反应原理如下:CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H90.1 kJ/mol 2CH
29、3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H24.5 kJ/mol 已知:CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41.0 kJ/mol 则 2CO2(g)6H2(g)CH3OCH3(g)3H2O(g)的 H_,有利于提高该反应中CO2平衡转化率的条件是_(填标号)。A高温低压 B高温高压 C低温低压 D低温高压(2)T1K 时,将 1 mol 二甲醚引入一个抽空的 150 L 恒容容器中,发生分解反应:CH3OCH3(g)CH4(g)H2(g)CO(g),在不同时间测定容器内的总压,所得数据见下表:反应时间 t/min 0 6.5 13.0 26.5 52.6 气体总压 p 总/kP
30、a 50.0 55.0 65.0 83.2 103.8 125.0 由表中数据计算:06.5 min 内的平均反应速率 v(CH3OCH3)_,反应达平衡时,二甲醚的分解率为_,该温度下平衡常数 K_。若升高温度,CH3OCH3 的浓度增大,则该反应为_反应(填“放热”或“吸热”),要缩短达到平衡的时间,可采取的措施有_、_。(3)在 T2K、1.0104 kPa(恒温、恒压)下,等物质的量的 CO 与 CH4混合气体发生如下反应:CO(g)CH4(g)CH3CHO(g),反应速率 vv 正v 逆k 正p(CO)p(CH4)k 逆p(CH3CHO),k 正、k 逆分别为正、逆向反应速率常数,p
31、 为气体的分压(气体分压 p气体总压 p 总体积分数)。用气体分压表示的平衡常数 Kp4.5105(kPa)1,则 CO 转化率为 20%时v正v逆_。解析(1)CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H90.1 kJ/mol 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H24.5 kJ/mol CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41.0 kJ/mol 由盖斯定律 22有 2CO2(g)6H2(g)CH3OCH3(g)3H2O(g)的H2(90.1 kJ/mol)(24.5 kJ/mol)2(41.0 kJ/mol)122.7 kJ/mol,即正向反应是体积减小的放热反应,增大
32、压强、降低温度均可提高 CO2平衡转化率,所以选 D。(2)06.5 min 内反应的三段式 CH3OCH3(g)CH4(g)H2(g)CO(g)起始量 mol 1 0 0 0 变化量 mol x x x x 最终量 mol 1x x x x 恒温恒容条件下,气体的物质的量之比等于压强之比,即(12x)155.0 kPa50 kPa,解得 x0.05 mol,06.5 min 内的平均反应速率 v(CH3OCH3)0.05 mol150 L6.5 min 5.13105mol/(Lmin)平衡时反应的三段式 CH3OCH3(g)CH4(g)H2(g)CO(g)起始量 mol 1 0 0 0 变
33、化量 mol y y y y 最终量 mol 1y y y y 在恒温恒容条件下,气体的物质的量之比等于压强之比,即(12y)1125.0 kPa50 kPa,y0.75 mol,反应达平衡时,二甲醚的分解率0.75 mol1 mol 100%75%,c(CH3OCH3)1 mol0.75 mol150 L 1600 mol/L;c(CH4)c(H2)c(CO)0.75 mol150 L 1200 mol/L;平衡常数KcCH4cH2cCOcCH3OCH31200 1200 120016007.5105。以该反应的正反应是放热反应。缩短达到平衡的时间,即加快反应速率,方法有:改进催化剂,增大反
34、应物浓度、增大压强、升高温度等。(3)当反应达到平衡时 v 正v 逆,则k正k逆 pCH3OCH3pCH4pCOKp4.5105(kPa)1;T2K、1.0104 kPa 时,设起始时 n(CH4)n(CO)1 mol,则反应的三段式为 CO(g)CH4(g)CH3CHO(g)起始量(mol)1 1 0 变化量(mol)0.2 0.2 0.2 最终量(mol)0.8 0.8 0.2 所以 p(CH4)p(CO)0.81.81.0104 kPa491.0104 kPa,p(CH3CHO)0.21.81.0104 kPa191.0104 kPa,所以 v 正k 正p(CH4)p(CO),v 逆k
35、逆p(CH3CHO),v正v逆k正k逆pCH4pCOpCH3OCH3 4.5105(kPa)149104 kPa 49104 kPa19104 kPa45。升高温度,CH3OCH3的浓度增大,说明升高温度,化学平衡向逆反应方向移动,所 答案(1)122.7 kJ/mol D(2)5.13105 mol/(Lmin)75%7.5105(mol/L)2 放热 改进催化剂 增大反应物浓度(答案合理即可)(3)45 28(14 分)NiSO46H2O 是一种绿色易溶于水的晶体,可由电镀废渣(除镍外,还含有铜、锌、铁等元素的化合物杂质)为原料获得。操作步骤如下:(1)向滤液中加入 FeS 固体是为了生成
36、更难溶于水的硫化物沉淀而除去 Cu2、Zn2等杂质,则除去 Cu2的离子方程式为_。(2)根据对滤液的操作作答:向滤液中加 H2O2发生反应的离子方程式为_。调滤液pH 的作用是_。滤液中杂质金属离子是否除尽的操作和现象是_ _。(3)滤液溶质的主要成分是 NiSO4,加 Na2CO3过滤后得到 NiCO3固体,再加适量稀硫酸溶解又生成 NiSO4,这两步操作的目的是_。(4)得到的 NiSO4溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等一系列操作可得到 NiSO46H2O 晶体。为了提高产率,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到的母液要循环使用,则应该回流到流程中的_位置。(填 a、b、c、d)如果得到产品的
37、纯度不够,则应该进行_操作(填序号)。A蒸馏 B分液 C重结晶 D过滤 解析 废渣(除含镍外,还含有 Cu、Zn、Fe 等元素的化合物杂质),在硫酸溶解后过滤后除去不溶性物质,滤液含有 Fe2、Ni2、Zn2、Cu2等,加入 FeS 可除去 Cu2、Zn2,然后加 H2O2是将 Fe2氧化成 Fe3,调节溶液 pH 使 Fe3形成 Fe(OH)3沉淀而除去,滤液含有可溶性硫酸盐,为 Na2SO4、NiSO4再加 Na2CO3沉淀 Ni2,过滤、洗涤,然后与硫酸反应生成 NiSO4晶体。(1)FeS 除去 Cu2的反应是沉淀的转化,发生反应的离子方程式为 FeSCu2=CuSFe2。(2)向滤液
38、中加 H2O2的目的是将 Fe2氧化 Fe3,反应的离子方程式为 2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。调滤液pH 的目的是除去 Fe3。检验 Fe3是否除尽时,用试管取少量滤液,滴加几滴 KSCN 溶液,若无颜色变化,则 Fe3已除净。(3)NiSO4与 Na2CO3反应生成 NiCO3沉淀,然后过滤,再加适量稀硫酸溶解又生成 NiSO4,这样可提高 NiSO4的浓度,有利于蒸发结晶(或富集 NiSO4)。(4)为了提高产率,过滤后得到的母液要循环使用,应该回流到流程中 d 中循环使用;产品的纯度不够需要重新溶解、浓缩、结晶析出得到较纯净的晶体,实验操作为重结晶。答案 (1)FeSCu2=
39、CuSFe2(2)2Fe2H2O22H=2Fe32H2O 除去 Fe3 用试管取少量滤液,滴加几滴 KSCN 溶液,若溶液不变红色,则 Fe3已除尽(3)增大 NiSO4的浓度,利于蒸发结晶(或富集 NiSO4)(4)d C(二)选考题:共 45 分.请考生从给出的 3 道物理题、3 道化学题、2 道生物题中每科任选一题做答,并用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑.注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题.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)钛被称为继铁、铝之后的第三金属,回答下列问题:(1)基态钛原子
40、的价电子排布图为_,金属钛晶胞如图 1 所示,为_(填堆积方式)堆积。(2)已知 TiCl4在通常情况下是无色液体,熔点为24,沸点为 136,可知 TiCl4为_晶体。图 1(3)纳米 TiO2是一种应用广泛的催化剂,其催化的一个实例如图 2。化合物乙的沸点明显高于化合物甲,主要原因是_。化合物乙中采取 sp3杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为_。(4)硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子,结构如图 3 所示,其化学式为_。(5)钙钛矿晶体的结构如图 4 所示。钛原子位于立方晶胞的顶角,被_个氧原子包围成配位八面体;钙原子位于立方晶胞的体心,被_个氧原子包围,钙钛矿晶体的化学式为_。
41、解析(1)Ti 为 22 号元素,由构造原理可知基态 Ti 原子的 3d 能级和 4s 能级上各有 2个电子,则其价电子排布图为;由题图 1 可知,钛晶体的堆积方式为六方最密堆积。(2)根据 TiCl4 在通常情况下呈液态,且熔沸点较低,可知 TiCl4为分子晶体。(3)化合物乙能形成分子间氢键,而化合物甲不能形成分子间氢键,故化合物乙的沸点明显高于化合物甲。化合物乙中采取 sp3杂化的原子有 C、N、O,第一电离能 NOC。(4)如题图 3 所示,每个 O 原子被 2 个 Ti 原子共用,每个 Ti 原子被 2 个 O 原子共用,由均摊法可知该阳离子中 Ti、O 原子个数之比为 11,结合
42、Ti 为4 价,O 为2 价,故该阳离子的化学式为 TiO2(或TiO2nn)。(5)钛原子位于立方晶胞的顶角,被 6 个氧原子包围成配位八面体;钙原子位于立方晶胞的体心,被 12 个氧原子包围;每个晶胞中含有的钛原子和钙原子均为 1 个,晶胞的 12 个边上各有一个氧原子,根据均摊法可知每个晶胞实际占有的氧原子数为 12143,故该钙钛矿晶体的化学式为 CaTiO3。答案(1)六方最密(2)分子(3)化合物乙分子间形成氢键 NOC(4)TiO2(或TiO2nn)(5)6 12 CaTiO3 36.【化学选修 5:有机化学基础】(15 分)由 A 和 C 为原料合成治疗多发性硬化症药物 H 的
43、路线如下:已知:A 能与 NaHCO3溶液反应放出 CO2,其核磁共振氢谱显示有三组峰,峰面积比为 2:2:1。NaBH4能选择性还原醛、酮,而不还原NO2。回答下列问题:(1)A 的化学名称为_,D 的结构简式为_。(2)H 的分子式为_,E 中官能团的名称为_。(3)BD、EF 的反应类型分别为_。(4)FG 的化学方程式为_。(5)与 C 互为同分异构体的有机物的结构简式为_(核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为 6:3:1:1)。(6)设计由 B 和为原料制备具有抗肿瘤活性药物的合成路线_。解析 根据上述分析可知 A 是 BrCH2CH2COOH,B 是 BrCH2CH2COCl,C 是,
44、D 是,E 是,F 是,G 是,H 是。(1)根据上述分析可知 A 是 BrCH2CH2COOH,A 的化学名称为 3-溴丙酸;D 的结构简式为;(2)根据 H 的结构简式,可知 H 的分子式为C19H33NO2,E 结构简式是,E 中官能团的名称为羰基、硝基;(3)B 与 C发生烃基对位的取代反应产生 D,所以 BD 的反应类型为取代反应;E 与 NaBH4发生羰基的还原反应产生 F,所以 EF 的反应类型为还原反应;(4)FG 的化学方程式为;(5)C 是,与 C 互为同分异构体,核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为 6:3:1:1 的有机物的结构简式为;(6)B与发生取代反应产生,与 NaNO2发生取代反应产生,该物质与 NaBH4发生羰基的还原反应产生,然后与 HCHO 在三乙胺存在时发生信息反应产生,然后在 H2、Cd/C 条件下发生还原反应产生,故合成路线为:答案 (1)3-溴丙酸(1 分)(1 分)(2)C19H33NO2(2 分)羰基、硝基 (2 分)(3)取代、还原(2 分)(4)(2 分)(5)(2 分)(6)(3 分)