山西省2020届高三考前适应性测试（二）A卷理综化学试题 Word版含解析

山西省2020届高三考前适应性测试（二）A卷理综化学试题 Word版含解析

- 1 - 理科综合化学部分 可能用到的相对原子质量：H1 C12 O16 C135.5 Si28 S32 K39 Ti48 Mn55 第 I 卷 一、选择题：每小题只有一个正确选项 1.化学在生产生活中有非常广泛的应用。下列说法正确的是 A. 生产合成橡胶和合成纤维均以石油、煤、天然气为主要原料 B. 应该推广“废旧塑料充分焚烧”以有效治理“白色污染” C. 蛋白质除了做食物外主要用来生产葡萄糖和酒精 D. 生活中可将高锰酸钾消毒剂与酒精混合进行消毒 【答案】A 【解析】 【详解】A．合成纤维和合成橡胶等高分子合成材料都是以煤、石油和天然气为主要原料生产 的，故 A 正确； B．加强废旧塑料的回收与利用，可以减少白色污染，废旧塑料焚烧过程中会造成空气污染， 故 B 错误； C．蛋白质的水解产物是氨基酸，不可以用来生产葡萄糖和酒精，故 C 错误； D．高锰酸钾能够与酒精发生氧化还原反应，不能将高锰酸钾消毒剂与酒精混合进行使用，故 D 错误； 故选 A。 【点睛】本题的易错点为 D，要注意酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液能够将乙醇氧化生 成乙酸，混合使用，消毒效果会减弱。 2.研究表明，中药血必净注射液对冠状病毒导致的炎症反应有抑制作用，其主要成分为红花 等中药材提取物。红花中含有的一种物质结构如图，下列有关该物质的说法不正确的是 A. 其分子式为C27H32O16 B. 其分子中含有 5 种官能团 C. 能发生酯化反应和加成反应 D. 其分子中 1～7 号碳原子不在同一平 - 2 - 面内 【答案】B 【解析】 【详解】A. 根据该物质的结构可知，其分子式为 C27H32O16 ，故 A 正确； B. 该分子中含有羟基、醚键、碳碳双键、羰基，共 4 种官能团，故 B 错误； C. 该分子中含有羟基，能与羧酸发生酯化反应，含有碳碳双键，能够发生加成反应，故 C 正 确； D. 1 号碳原子为饱和碳原子，是四面体结构，因此分子中 1、2、6、7 四个碳原子不在同一平 面内，故 D 正确； 故选 B。 3.短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大，W、Y 同主族，Y 是地壳中含量最多的金 属元素，Z 原子最外层电子数是其内层电子数的 1 2 。若自然界存在游离态的 X，则下列说法正 确的是 A. 元素非金属性的顺序为 W>X>Z B. X 的氢化物分子中可能含有非极性键 C. 工业上通常采用热分解法冶炼 Y的单质 D. Z 的最高价氧化物的水化物属于强酸 【答案】B 【解析】 【详解】短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大， Y 是地壳中含量最多的金属元素 则 Y 为铝元素，W、Y 同主族，则 W 为 B 元素；Z 为第三周期元素，Z 原子最外层电子数是其内 层电子数的 1 2 ，则 Z 为 P 元素。若自然界存在游离态的 X，且 X 原子序数介于 5 至 13 之间， 可能为 C、N、O 元素； A．元素非金属性的顺序为 X>W，选项 A 错误； B．X 的氢化物可为 C2H6、N2H4、H2O2 等，它们的分子中含有非极性键，选项 B 正确； C．工业上通常采用电解法冶炼单质铝，选项 C 错误； D．Z 的最高价氧化物的水化物为 H3PO4，属于中强酸，选项 D 错误。 答案选 B。 4.石墨烯是单层碳原子排列成的蜂窝状六角平面晶体，具有重要的应用前景。中科院科学家 研发出一条以碳化硅为原料制备高品质石墨烯材料的途径，过程如图。下列相关认识正确的 是 - 3 - A. 石墨烯属于新型高分子化合物 B. 碳化硅是一种硬度很高的合金 C. 上述制备途径属于物理剥离过程 D. 石墨烯与 C60 互为同素异形体 【答案】D 【解析】 【详解】A．石墨烯属于单质而不是新型高分子化合物，选项 A 错误； B．碳化硅属于非金属材料，不属于合金，选项 B 错误； C．由碳化硅生产石墨有新物质产生，属于化学反应，选项 C 错误； D．石墨烯与 C60 是由碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，选项 D 正确。 答案选 D。 5.有关下图所示实验的预测现象不正确的是 选项 操作 预测现象 A 通入一段时间的氧气后点燃酒精灯 铜网会逐渐变黑 B 通入氧气并加热一段时间后通入乙醇蒸气 铜网将逐渐变成红色 C 预先通入氧气排净装置中的空气后再进行实验 集气瓶 b 中不会收集到气体 D 观察试管 a 中收集到的溶液 溶液无色有刺激性气味 A. A B. B C. C D. D - 4 - 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．分析实验装置图，通入一段时间氧气后点燃酒精灯，会发生反应：2Cu+O2  2CuO， 有黑色的 CuO 生成，预计可看到铜网逐渐变黑，A 项正确； B．通入氧气并加热一段时间，有 CuO 生成，再通入乙醇蒸汽，则在 CuO、加热条件下，乙醇 被氧化为乙醛，CuO 被还原为 Cu，可看到铜网逐渐变成红色，B 项正确； C．分析题中实验装置图，预先通入氧气排净装置中的空气后再进行实验，实验中未反应完的 氧气经导气管进入集气瓶 b 中，故集气瓶 b 中会收集到气体，C 项错误； D．试管 a 中为反应生成的乙醛溶液，乙醛无色且具有刺激性气味，故 D 项正确； 答案选 C。 6.某新型电池比传统电池有更长的循环寿命和功率密度，其工作原理如图所示。下列有关该 电池的说法正确的是 A. 充电时 N 电极上发生氧化反应 B. 放电时 M 极的电极反应式为 3I--2e-=I3 - C. 充电时 Li+通过离子交换膜从 M 池进入 N 池 D. 放电时每当有 2 mole-转移时生成 1 mol 【答案】C 【解析】 - 5 - 【分析】 分析工作原理图和题给信息，可知：放电时，N 极物质失去电子，发生氧化反应，则 N 极为负 极，M 极为正极，充电时，N 极物质得到电子，发生还原反应，N 极为阴极，则 M 极为阳极， 据此进行分析。 【详解】A．由题中 N 极物质充放电时的物质转化可知，充电时，N 极发生还原反应，A 项错 误； B．放电时，M 极为正极，得到电子，发生还原反应，电极反应方程式为：I3 -+2e-=3I-，B 项错 误； C．由分析可知，充电时 N 极为阴极，M 极为阳极，则根据电解池原理，阳离子向阴极移动， 可知 Li+通过离子交换膜从 M 池进入 N 池，C 项正确； D．由题可知，放电时每当有 2mole-转移时生成 1 n mol ，D 项错误； 答案选 C。 7.已知 25° C 时，二元酸 H2X 的电离平衡常数 K1=5.0×10-2，K2=5.4×10-5。此温度下用 AgNO3 溶液分别滴定浓度均为 0.01mol·L-1 的 KY 和 K2X 溶液，所得的沉淀（AgY 和 Ag2X）溶解平衡图 像如图所示。下列叙述正确的是 A. 25°C 时，KHX 的溶液 pH>7 B. 反应 Ag2X+2Y- ⇌ 2AgY+ X2-的平衡常数为 103.29 C. a 点既可以表示 AgY 的不饱和溶液也可以表示 Ag2X 的过饱和溶液 D. 向 c(Y-)=c(X2-)=0.01 mol·L-1 的混合液中滴入 AgNO3 溶液时，先生成 AgY 沉淀 【答案】D 【解析】 【分析】 分析题中溶解平衡图像可知，纵坐标为 Ag+浓度的负对数，则纵坐标的值越大，Ag+的浓度越小， - 6 - 横坐标为 Y- 或 X2- 的浓度的对数值，则横坐标越大，Y- 或 X2- 的浓度越大。由图可知：当 +lg (Ag )=4c 时 ， Ksp(AgY)=      2+ - -4 -1 -5.75 -1 9.75 -1Ag Y 10 mol L 10 mol L 10 mol Lc c       ，同理，可得 Ksp(Ag2X)=  3-10.46 -110 mol L 。据此进行分析。 【详解】A、由 HX-+H2O  H2X+OH-，可知，其水解常数 Kh= 14 13W 2 1 10 2 105.0 10 K K      ＜K2， 说明 KHX 以电离为主，则 25°C 时，KHX 的溶液 pH＜7，A 项错误； B、由分析可知，反应 Ag2X+2Y-  2AgY+X2-的平衡常数为 K=                   2- 2- 2 + 10.46 9.042 222 - 2 - 2 + 9.75 X X Ag sp Ag X 10= 10sp AgYY Y Ag 10 c c c K Kc c c        ，B 项错误； C、由图可知，a 点时的 Q(AgY)＞Ksp(AgY)，则 a 点表示 AgY 的过饱和溶液。同理，a 点时的 Q(Ag2X)＜Ksp(Ag2X)，则 a 点表示 Ag2X 的不饱和溶液。C 项错误； D、当 c(Y-)=c(X2-)=0.01 mol·L-1 时，若生成 AgY 沉淀，则 c(Ag+)=    2-9.75 -1 -7.75 -1 - -1 10 mol Lsp AgY =10 mol L(Y ) 0.01mol L K c    ；若生成 Ag2X 沉淀，则 c(Ag+)=    3-10.46 -1 2.91 -12 2- -1 10 mol Lsp Ag X =10 mol L(X ) 0.01mol L K c    ， 10-2.91mol·L-1>10-7.75mol·L-1。由此可知，向 c(Y-)=c(X2-)=0.01 mol·L-1 的混合液中滴入 AgNO3 溶液时，先生成 AgY 沉淀，D 项正确； 答案选 D。 【点睛】本题考查了沉淀的溶解平衡以及 Qc 和 Ksp 的相关计算，应注意的是混合溶液中沉淀生 成的先后顺序，即所需离子浓度越小的越先沉淀。 第 II 卷 二、必做题 8.资源回收利用意义重大，镀锌废铁屑（表面附有锌皮、少量铁锈及油污）有很多用途，某 工厂综合利用镀锌废铁屑的工艺如下图。请回答： - 7 - （1）用氢氧化钠溶液浸泡废铁屑的目的是_________。 （2）下列物质中最适合充当氧化剂 A 的是_______（填标号）。 A． KMnO4 B． Cl2 C．H2O2 D． HNO3 （3）聚合硫酸铁 2 4 3-2 Fe (OH) (SO )n n m       是水处理中重要的絮凝剂，聚合釜中主要发生“水 解”和“聚合”两个过程，“水解”时反应的化学方程式为__。聚合釜中溶液的 pH 必须控制 在一定的范围内，pH 偏小 Fe3+水解程度弱，pH 偏大则__；相对于常压蒸发，减压蒸发的优点 是__。 （4）纳米 Fe3O4，可用于改善石墨烯材料的性能。制得溶液 B 时加入的氧化剂 A 需适量，原因 是_____。 （5）废铁屑也能用来生产纳米铁粉，纳米铁粉能够去除地下水中的 NO3 -，反应的离子方程式 为 4Fe+NO3 -+10H+=4Fe2++NH4 ++3H2O，研究发现，若 pH 偏低将会导致 NO3 -的去除率下降，其原因 是__。相同条件下，纳米铁粉去除不同水样中 NO3 -的速率有较大差异（见下图），产生该差异 的可能原因是___。 【 答 案 】 (1). 除 去 铁 屑 表 面 的 油 污 、 溶 解 锌 皮 (2). C (3). Fe2(SO4)3+nH2O⇌ 2 4 3-2 Fe (OH) (SO )n n + 2 n H2SO4 (4). 形成氢氧化铁沉淀 (5). 降低蒸发 温度防止产物分解 (6). 使溶液 B 中的 Fe2+和 Fe3+保持一定比例 (7). 纳米铁粉与 H+反 - 8 - 应生成 H2 (8). Cu 或 Cu2+催化纳米铁粉去除 NO3 -的反应（或形成的 Fe-Cu 原电池增大纳米 铁粉去除 NO3 -的反应速率） 【解析】 【分析】 分析流程图，废铁屑粉碎、过筛后用 NaOH 进行碱浸，其中废铁屑表面的油污在碱性条件下水 解，锌的化学性质和铝相似，也能和 NaOH 反应，故锌皮溶解。过滤后得到的溶液中主要成分 为偏锌酸钠，调节溶液 pH 值，生成 Zn(OH)2 沉淀，经一系列变化，最终得到 ZnO。 过滤所得的不溶物中包括铁屑、铁锈等物质，用硫酸进行酸浸，可得到 FeSO4 和 Fe2(SO4)3 的混 合溶液。将混合溶液分为 2 份，一份加入过量的氧化剂，在反应釜中将 Fe2+完全氧化为 Fe3+。 再在聚合釜中加入水和硫酸，然后进行减压蒸发得到聚合硫酸铁。另一份中加入适量氧化剂， 将溶液中部分 Fe2+氧化为 Fe3+，调节溶液 pH，由题可知，溶液 B 中含 Fe2+、Fe3+。向溶液 B 中 加入 NaOH，然后通入 N2，加热条件下，得到纳米 Fe3O4。据此分析。 【详解】（1）废铁屑表面附有锌皮、少量铁锈及油污，油污在碱性条件下水解，锌可以与 NaOH 反应，故用 NaOH 溶液浸泡可除去废铁屑表面的油污、溶解锌皮，答案为：除去铁屑表面的油 污、溶解锌皮； （2）由流程可知，氧化剂 A 氧化后没有引入新的杂质，则只有 H2O2 作氧化剂符合条件，答案 为：C； （3）根据 Fe3+的水解，可得水解反应方程式为：Fe2(SO4)3+nH2O⇌ 2 4 3-2 Fe (OH) (SO )n n + 2 n H2SO4； 若 pH 偏大，则发生反应：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，生成 Fe(OH)3 沉淀。相对于常压蒸发，减压蒸 发时可降低物质的沸点，从而降低蒸发温度，能防止或减少热敏物质的分解。答案为： Fe2(SO4)3+nH2O⇌ 2 4 3-2 Fe (OH) (SO )n n + 2 n H2SO4；形成氢氧化铁沉淀；降低蒸发温度防止产物分 解； （4）Fe3O4 中 Fe2+和 Fe3+的比约为 1:2，加适量氧化剂 A，能使溶液 B 中的 Fe2+和 Fe3+保持一定 比例；答案为：使溶液 B 中的 Fe2+和 Fe3+保持一定比例； （5）pH 偏低，则溶液中 H+浓度较大，纳米铁粉会和 H+反应生成 H2，从而导致 NO3 -的去除率下 降；分析题给浓度-时间图可知，含 Cu2+的水样，其反应时间较短，在 30min 时，NO3 -的浓度二 者相等，则可知 Cu 或 Cu2+在其中起催化作用，也可能是形成的 Fe-Cu 原电池增大纳米铁粉去 除 NO3 -的反应速率；答案为：纳米铁粉与 H+反应生成 H2；Cu 或 Cu2+催化纳米铁粉去除 NO3 -的反 应（或形成的 Fe-Cu 原电池增大纳米铁粉去除 NO3 -的反应速率）。 - 9 - 【点睛】解题中灵活运用类比、迁移方法： 根据 Zn 元素在元素周期表中位置，可知 Zn 的性质类似 Al，由此可知 Zn 可与酸、碱反应。 9.苯甲酸（ ）广泛应用于制药和化工行业。某小组同学尝试利用甲苯 ( )的氧化反应制备苯甲酸，反应原理为： +2KMnO4 +KOH+2MnO2↓+H2O +HCl +KCl 相关物质的部分信息如下表： 名称 相对 分子 质量 性状 熔点/℃ 沸点/℃ 密度 /g•mL-1 溶解度 4℃冷水 75℃热水 甲苯 92 无色液体易 燃易挥发 -95 110.6 0.87 不溶 不溶 苯甲 酸 122 白色片状或 针状晶体 122.4 248 1.27 0.18 2.20 实验装置（部分夹持装置已略去）和流程如下： - 10 - 请回答： （1）装置一中 A 的名称为___，在本实验中，下列规格的 A 中最合适的是___（填字母）。 A．50 mL B．100mL C．150 mL D．250 mL （2）相对于用酒精灯直接加热，用热水浴加热的优点是_____。 （3）判断甲苯被氧化完全的实验现象是_____。 （4）抽滤可利用装置二完成，抽滤的优点是____。抽滤 1 后洗涤固体应选___（填序号，下 同），抽滤 2 后洗涤固体应选_____。 A．4 °C 冷水 B．75 °C 热水 C．A 和 B 均可 （5）混合液 A 中加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是_____，若不加入，产生的主要问题 是____。 （6）纯化固体时可采用的物理方法的名称是___。 （7）若加入 1.4 mL 甲苯，纯化后所得产品的质量为 1.0 g，则苯甲酸的产率为___。 【答案】 (1). 三颈烧瓶 (2). D (3). 便于控制温度且受热均匀 (4). 三颈烧 瓶内液体不分层、回流液不再出现油珠 (5). 得到的沉淀较干燥且过滤速度快 (6). B (7). A (8). 除去过量的高锰酸钾 (9). 盐酸酸化时会产生氯气 (10). 重结晶法 (11). 61.7% 【解析】 【分析】 由反应原理可知，1mol 甲苯与 2molKMnO4 反应，生成 1mol 苯甲酸钾。由题给数据可知，1.2g 甲苯消耗 4.1g 高锰酸钾，题中高锰酸钾过量。 分析实验流程，可知甲苯、水和高锰酸钾反应回流后，所得混合液 A 为苯甲酸钾、甲苯、水、 高锰酸钾和二氧化锰的混合液，加入饱和的亚硫酸氢钠，可除去过量的高锰酸钾，之后可得 混合液 B，可知混合液 B 的成分为：苯甲酸钾、二氧化锰、硫酸钠、硫酸钾、硫酸锰和水。将 混合液 B 趁热抽滤，用少量热水洗涤滤渣，除去 MnO2，得到的混合液 C 为：苯甲酸钾、硫酸 - 11 - 钠、硫酸钾、硫酸锰和水的混合物。合并滤液和洗涤液。于冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸 化，至苯甲酸析出完全，将析出的苯甲酸减压过滤，用少量冷水洗涤，挤压去水分，将制得 的固体提纯可到到较为纯净的苯甲酸。据此进行分析。 【详解】（1）由实验装置图可知，A 装置为三颈烧瓶。根据加热时，蒸馏烧瓶内的液体不得超 过烧瓶容积的 2 3 ，可知实验中规格为 250mL 的三颈烧瓶最合适，答案为：三颈烧瓶；D； （2）相比酒精灯直接加热，水浴加热物质受热均匀且便于控制温度。答案为：便于控制温度 且受热均匀； （3）甲苯不溶于水，密度比水小，当其完全被氧化时，溶液中有机层消失，可看到三颈烧瓶 中没有分层现象，且回流液没有油珠。故答案为：三颈烧瓶内液体不分层、回流液不再出现 油珠； （4）抽滤是利用真空泵或抽气泵将吸滤瓶瓶中的空气抽走而产生负压，使过滤速度加快，并 能使沉淀抽得较干燥；抽滤 1 后所得的固体为 MnO2，为减少苯甲酸钾的损失，可用 75℃洗涤 MnO2 固体，抽滤 2 后的固体用 4℃的冷水洗涤，促进苯甲酸的析出。答案为：得到的沉淀较干 燥且过滤速度快；B；A； （5）混合液 A 中加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是除去过量的高锰酸钾，若不加入，在 浓盐酸酸化步骤中，高锰酸钾会与盐酸发生氧化反应，生成氯气。答案为：除去过量的高锰 酸钾；盐酸酸化时会产生氯气； （6）由题给信息可知，要得到纯净的苯甲酸，可在水中进行重结晶。答案为：重结晶； （7）根据题给信息，1.4mL 甲苯，其质量为 -11.4mL 0.87g mL 1.22g  ，根据反应方程式， 有： ～ 则： 6 5 -1 -1 m(C H COOH)1.22g =92g mol 122 gmol  ，可得 m( )=1.62g， 苯甲酸的产率为 1.0g 100% 61.7%1.62g   。答案为：61.7%。 【点睛】题中高锰酸钾过量，加入亚硫酸氢钠可使高锰酸钾还原为二价的无色锰盐。否则， 用盐酸酸化时会发生盐酸被高锰酸钾所氧化，产生氯气；同时产生的二氧化锰会混杂在析出 的苯甲酸中，不易除去，影响苯甲酸的纯度。 10.燃煤烟气中含有一定量的二氧化硫，会造成大气污染。一定条件下，通过下列反应可以实 - 12 - 现燃煤烟气中硫的回收：2CO（g）+SO2（g） 2CO2（g）+S（l） ∆H， 请回答： ⑴已知 CO（g）+ 1 2 O2（g）=CO2（g） △H1=-a kJ·mol-1 S（s）+O2（g）=SO2（g） ∆H2=-b kJ·mol-1 S（l）=S（s） ∆H3=-c kJ·mol-1 则△H=_______kJ·mol-1。 ⑵一定温度下，向 2L 恒容密闭容器中通入 2molCO 和 1molSO2，在不同条件下进行反应：2CO （g）+SO2（g）  2CO2（g）+S（l），反应体系总压强随时间的变化如图所示： ①图中三组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率 v（CO）由大到小的次序为___（ 填实验 序号）； 与 a 组相比，c 组改变的实验条件可能是___。 ②若 b 组反应进行到 40min 时达到平衡状态，此时测得容器中气体的密度比反应前减少了 12.8 g·L-1，则 CO 的物质的量浓度 c（CO）=___，反应在此条件下的化学平衡常数 K=___ ⑶其他条件相同、催化剂不同时，SO，的转化率随反应温度的变化如下图，260°C 时，______ （填 Fe2O3、NiO 或 Cr2O3）作催化剂反应速率最快；Fe2O3 和 NiO 作催化剂均使 SO2 的转化率达 到最高，不考虑价格因素，选择 Fe2O3 的主要优点是_______。 ⑷SO2—O2 质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三项目标，此电池的负极反应式为 ____________。 【答案】 (1). b+c-2a (2). b>c>a (3). 升高温度 (4). 0.2mol·L-1 (5). 160 (6). Cr2O3 (7). 在相对较低的温度下可获得较高的 SO2 的转化率，从而节约大量 能源 (8). SO2+2H2O-2e-=SO4 2-+4H+ - 13 - 【解析】 【分析】 根据盖斯定律可知，△H 可以通过△H1×=2-∆H2-∆H3 得到；2CO（g）+SO2（g）  2CO2（g）+S （l）为反应前后气体分子数减小的反应，由题（2）图中曲线拐点可知，b 组先达到平衡，最 后为 a 组；SO2—O2 质子交换膜燃料电池中 SO2 通入负极，O2 通入正极。 【详解】（1）将 CO（g）+ 1 2 O2（g）=CO2（g）标记为①，S（s）+O2（g）=SO2（g）标记为②， S（l）=S（s）标记为③，反应 2CO（g）+SO2（g） 2CO2（g）+S（l）可由①×2-②-③ 得到，根据盖斯定律，△H=2×△H1-∆H2-∆H3==（-2a +b+c）kJ·mol-1。 （2）①由题（2）图中曲线拐点可知，b 组先达到平衡，最后为 a 组，故反应速率 v（CO）由 大到小的次序为 b>c>a。 ②反应达到平衡状态，此时测得容器中气体的密度比反应前减少了 12.8 g·L-1，减少的气体 质量即为 S（l）的质量，m=12.8 g·L-1×2L=25.6g，n= 25.6g =0.8mol32g/mol ，根据反应方程式 可知，参与反应的一氧化碳的物质的量为 n(CO)=1.6mol，剩余的一氧化碳的物质的量为 0.4mol，则 CO 的物质的量浓度 c（CO）=0.2mol·L-1，c(CO2)=0.8 mol·L-1，n(SO2)=0.1 mol·L-1， 化学平衡常数 K= 2 2 2 2 2 2 [ ] 0.8 160[ ] [ ] 0.2 0.1 CO CO SO   。 （3）260°C 时，相同时间内加入 Cr2O3 后 SO2 转化率最高，因为温度相同，催化剂不影响平衡， 所以加入 Cr2O3 最快达到平衡；从折线图中可知 Fe2O3 作催化剂时，在相对较低温度可获得较高 的 SO2 的转化率，从而节约大量能源。 （4）SO2 在负极失电子反应氧化反应生成硫酸，电极反应式为 SO2+2H2O-2e-=SO4 2-+4H+。 【点睛】盖斯定律：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无 关。 三、选做题 [化学—选修 3：物质结构与性质] 11.钛是一种银白色的过渡金属，有良好的抗腐蚀性，是强度重量比最高的金属。请回答下列 问题： ⑴基态钛原子核外共有_____个填充了电子的原子轨道，其外围电子的轨道表达式为_____。 ⑵金属钛有两种同素异形体。 - 14 - ①在较高温度时具有体心立方晶胞，其空间利用率为_______（用含π的式子表示）。 ②在较低温度时，采用面心立方最密堆积，其晶胞中有若干个正四面体空隙（如下图中 a、b、 c、d 四个钛原子形成一个正四面体，其内部为正四面体空隙），可以填充其他原子。若晶胞中 所有的正四面体空隙中都填充 1 个氢原子，则形成的氢化钛的化学式为________。 ⑶金属钛的熔点、硬度均比铝大，可能的原因是_______。 ⑷TiCl4 是氯化法制取钛的中间产物。TiCl4 和 SiCl4 在常温下都是液体，分子结构相同。采用 蒸馏的方法分离 TiCl4 和 SiCl4 的混合物，先获得的馏分是_______（填化学式）。 ⑸有机合成中某种含钛催化剂的结构如图所示。 ①组成该催化剂的元素中，电负性最大的是____（填元素名称）。 ②该催化剂中碳原子的杂化方式为_____。 ⑹配合物［TiCl（H2O）5]Cl2 的配位数是__， 向含 1 mol 该配合物的水溶液中加入足量 AgNO3 溶液，可生成 AgCl 沉淀的物质的量为__。 ⑺腈化钛（TiCN）可用于制备空气净化材料，已知氰气分子［（CN）2]中所有原子均满足最外 层 8 电子稳定结构，则氰气分子中σ键和π键的个数比为____。 【答案】 (1). 12 (2). (3). 3 π8 ×100% (4). TiH２ (5). Ti 原子的价电子比 Al 多，金属键更强 (6). SiCl4 (7). 氧 (8). sp3 和 sp2 (9). 6 (10). 2mol (11). 3：4 【解析】 【详解】（1）钛为 22 号元素，原子的核外电子数为 22，基态钛原子的核外电子排布为 1s22s22p63s23p63d24s2，s 能级有 1 个轨道，p 能级有 3 个轨道，则基态钛原子核外共有 12 个填 充了电子的原子轨道，其外围电子的轨道表达式为 。 - 15 - （2）①体心晶胞中 Ti 原子个数=1+8× 1 8 =2，空间利用率= Ti 100%晶胞中 原子总体积 晶胞体积 ， 设钛原子的半径为 r cm，则晶胞的体对角线为 4r cm，根据勾股定理可以求出晶胞的边长， 晶胞中钛原子总体积为 3 342 ( )3 r cm ，晶胞的体积为 3 34 3( )3 r cm ，则空间利用率为 3 34 3( )3 42 33 100% 8r r     ×100%。 ②金属钛的晶胞中 Ti 原子数目为 1 18 6 =48 2    ，若 a、b、c、d 四个钛原子形成的正四面体 其内部空隙中可以填充其它原子，根据图示可知 1 个 Ti 晶胞中可以形成 8 个正四面体，可以 填充 8 个氢原子，所以该晶体中 Ti、H 原子个数比为 4：8=1：2，形成的氢化钛的化学式为 TiH2。 （3）Ti 原子的价电子比 Al 多，金属键更强，故金属钛的熔点、硬度均比铝大。 (4)由于 TiCl4 和 SiCl4 在常温下都是液体，两者均为分子晶体且分子结构相同，分子间作用力 是影响晶体物理性质的主要因素，相对分子质量越大，分子间作用力越大，故 TiCl4 比 SiCl4 沸点高，故先获得的馏分是 SiCl4。 （5）①组成该催化剂的元素有 C、H、O、Ti、Cl，非金属性越强电负性越大，电负性大小顺 序为 O＞Cl＞C＞H＞Ti，故电负性最大的是氧。 ②由催化剂的结构示意图可知，苯环中的碳原子和碳碳双键的碳原子的杂化方式为 sp2，饱和 碳原子的杂化方式为 sp3。 （6）配合物［TiCl（H2O）5]Cl2 中，配体为 H2O、Cl，配位数为 6，配合物中配位离子 Cl-不与 Ag+反应，外界离子 Cl-离子与 Ag+反应，配合物中内界配体 Cl-为 1，外界 Cl-为 2，故向含 1 mol 该配合物的水溶液中加入足量 AgNO3 溶液，可生成 AgCl 沉淀的物质的量为 2mol。 （7）（CN）2 分中所有原子均满足最外层 8 电子稳定结构，据此推断分子中含有一个碳碳单键 与两个碳氮叁键，一个叁键中含有 1 个σ键和 2 个π键，一个单键中只有 1 个σ键，故氰气 分子中σ键和π键的个数比为 3：4。 [化学一选修 5：有机化学基础] 12.丙烯是一种重要的化工原料。下图是涉及丙烯的部分转化关系（A～D 为有机物，部分物质 和条件已略去），已知 B、C 分子中所含碳原子数相等。请回答： - 16 - ⑴A 分子中的含氧官能团的名称为_______，反应①的化学方程式为___________ ⑵已知吡啶环与苯环的性质相似，据此判断，下列有关认识正确的是_________（填序号）。 A．吡啶的分子式为 C5H6N B．吡啶能发生还原反应 C．3-甲基吡啶和吡啶 互为同系物 D．3-甲基吡啶分子中所有原子共平面 E．3-甲基吡啶不能使酸性高锰酸 钾溶液褪色 ⑶反应②的化学方程式为___， 此反应属于___（填有机反应类型），有机产物分子中有____ 种不同化学环境的氢原子。 ⑷化合物 D 的结构简式为____。 反应③属于________（填有机反应类型）。 ⑸化合物 A 有多种同分异构体，写出其中三种同分异构体的结构简式_____。 【答案】 (1). 醛基 (2). CH2=CH—CH3+O2 CH2=CH—CHO+H2O (3). BC (4). CH2=CH—COOH+CH3CH2CH2OH CH2=CH—COOCH2CH2CH3+H2O (5). 酯化反应（取 代反应） (6). 5 (7). CH2=CH—CN (8). 加聚反应 (9). 、 CH≡C—CH2—OH、 、 、 、 【解析】 【分析】 A 与银氨溶液反应，经酸化得到 B，推知 B 分子中含有羧基，B 与 C 反应生成 ，该分子结构存在酯基，推知 B 与 C 为酯化反应，B 的结构简式为 CH2=CH—COOH， C 的结构简式为 CH3CH2CH2OH，则 A 的结构简式为 CH2=CH—CHO。 【详解】⑴综上分析，A 的结构简式为 CH2=CH—CHO，其中含氧官能团的名称为醛基，丙烯与 - 17 - 氧气反应生成 A，则反应①的化学方程式为 CH2=CH-CH3+O2 CH2=CH-CHO+H2O。 ⑵A．根据吡啶的结构简式 可知，吡啶的分子式为 C5H5N，A 错误； B．吡啶能与氢气发生加成反应，为还原反应，B 正确； C．3-甲基吡啶和吡啶都含有吡啶环，组成上相差一个“CH2”故互为同系物，C 正确； D．3-甲基吡啶分子中含有甲基结构，故所有原子不可能共平面，D 错误； E．3-甲基吡啶中含吡啶环，吡啶环与苯环性质相似，受吡啶环影响甲基易被氧化，故能使酸 性高锰酸钾溶液褪色，E 错误； 答案选 BC。 ⑶B 与 C 为酯化反应，B 的结构简式为 CH2=CH—COOH，C 的结构简式为 CH3CH2CH2OH，则反应② 的化学方程式为 CH2=CH—COOH+CH3CH2CH2OH CH2=CH—COOCH2CH2CH3+H2O， 此反应属 于酯化反应（取代反应），有机产物为 CH2=CH—COOCH2CH2CH3 分子，该分子中有 5 种不同化学环 境的氢原子。 ⑷D 经过加聚反应生成人造羊毛，则化合物 D 的结构简式为 CH2=CH—CN，反应③属于加聚反应。 ⑸A 的结构简式为 CH2=CH—CHO，不饱和度为 2，同分异构体中可能成环并含有双键或含有叁 键，则其同分异构的结构简式有 、CH≡C—CH2—OH、 、 、 、 。 - 18 -