湖南省衡阳市2020届高三下学期第二次联考（二模考试）理综化学试题 Word版含解析

湖南省衡阳市2020届高三下学期第二次联考（二模考试）理综化学试题 Word版含解析

- 1 - 湖南省衡阳市 2020 届高三下学期第二次联考（二模） 理科综合能力测试化学试题 1.化学与生产、生活和社会发展密切相关，下列叙述正确的是 A. “秉烛夜游”中的“烛”为高级脂肪酸酯，属于天然高分子化合物 B. “九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”描写的是越窑青瓷，青瓷的显色成分为氧化铁 C. 现代科技已经能够拍到氢键的“照片”，从而可直观地证实乙醇分子间存在氢键 D. 二氧化氯泡腾片和酒精均可杀灭新型冠状病毒，二者消毒时均表现为强氧化性 【答案】C 【解析】 【详解】A．高级脂肪酸酯属于油脂，不属于天然高分子化合物，A 错误； B．氧化铁是红褐色的，青瓷的显色成分为四氧化三铁，B 错误； C．氧元素非金属性强，因此乙醇分子间存在氢键，C 正确； D．二氧化氯泡腾片消毒时表现为强氧化性，酒精没有强氧化性，D 错误；答案选 C。 2.下列关于环丁烷羧酸( )的叙述正确的是 A. 烃基上的六氯代物为 3 种(不考虑立体异构) B. 可以发生加聚、取代、中和反应 C. 所有的碳原子在同一平面内 D. 与 2－甲基环丙烷羧酸互为同系物 【答案】A 【解析】 【详解】A．环丁烷羧酸中的烃基为 ，该烃基上有 3 种氢原子（如图 ），则该烃 基上的一氯代物有 3 种，该烃基的化学式为 C4H7—，故该烃基的六氯代物与一氯代物的种类相 等，也为 3 种，故 A 正确； B．该有机物含有羧基，具有羧酸的性质，可以发生中和反应和酯化反应，酯化反应属于取代 反应，但不能发生加聚反应，故 B 错误； C．该有机物烃基上的碳原子都采取 sp3 杂化，为四面体结构，所有的碳原子不在同一平面内， 故 C 错误； D．结构相似，类别相同，在分子组成上相差一个或多个“CH2”原子团的有机物互为同系物， 环丁烷羧酸与 2-甲基环丙烷羧酸的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故 D 错误； 答案选 A。 3.下列关于中学化学教材中实验的说明正确的是 - 2 - 实验 说明 A 石蜡油分解 产生的气体通入溴水，溴水褪色， 证明气体产物是乙烯 B 蔗糖水解 加入新制氢氧化铜没有砖红色沉 淀，说明蔗糖水解产物不含葡萄 糖 C 制取乙酸乙酯 加入浓硫酸的作用是为了提高转 化率 D 甲烷与氯气的取代反应 实验所需的甲烷与氯气都可用排 饱和食盐水法收集 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．含有碳碳不饱和键的有机物都能和溴发生加成反应而使溴的四氯化碳溶液褪色， 该实验中溴的四氯化碳溶液褪色说明含有不饱和烃，但不能说明含有乙烯，故 A 错误； B．在加入新制氢氧化铜悬浊液之前必须加入 NaOH 溶液中和未反应的硫酸，否则加入的氢氧 化铜悬浊液和硫酸反应而影响葡萄糖的检验，则不能实现实验目的，故 B 错误； C．制取乙酸乙酯实验中，加入浓硫酸的作用是作催化剂和吸水剂，催化乙醇与乙酸的反应， 吸收乙醇与乙酸反应后生成的水，故 C 错误； D．甲烷极难溶于水，氯气难溶于饱和食盐水，则二者都可用排饱和食盐水法收集，故 D 正确； 答案选 D。 4.25℃下，用 pH 传感器进行数字化实验，将 VlmL0.1mol/L 的 AOH 溶液与 V2mL0.1mol/L 的 HB 溶液按 V1＋V2＝100mL 混合，测得 V1、V2 与混合液 pH 关系如图(生成的 AB 可溶于水)。下列叙 述正确的是 - 3 - A. 曲线 I 表示强酸 HB B. K 点溶液中存在 2c(A+)＋c(H+)＝2c(B-)＋c(OH-) C. 电离平衡常数 Ka(HB)＞Kb(AOH) D. 从 L 点到 M 点，水的电离程度不断增大 【答案】B 【解析】 【分析】 由图所示，等浓度的 AOH 溶液与 HB 溶液混合，L 点时，V1=V2=50mL，二者恰好完全反应，此时 溶液中的溶质为 AB，溶液的 pH 值大于 7，溶液显碱性，由此可知，HB 为弱酸，两溶液按照 V1＋V2＝100mL 混合，当曲线 I 中体积为 0mL，曲线Ⅱ体积为 100mL 时，pH 值大于 7，溶液显 碱性，则曲线Ⅱ代表 AOH，曲线 I 代表 HB，据此分析解答。 【详解】A．根据分析可知，曲线 I 代表 HB，HB 为弱酸，故 A 错误； B．K 点时，pH=7，则 c(H＋)=c(OH－)，溶液中存在电荷守恒：c(A＋)＋c(H＋)＝c(B－)＋c(OH－)， 则 c(A＋)=c(B－)，该式与电荷守恒式相加可得 2c(A＋)＋c(H＋)＝2c(B－)＋c(OH－)，故 B 正确； C．根据图示，二者等体积混合时，此时溶液中的溶质为 AB，溶液的 pH 值大于 7，溶液显碱 性，说明 A+的水解程度小于 B-的水解程度，即 Kh(A+)＜Kh(B-)，根据 K 电离= w h K K ，则相同条件下， 盐的水解平衡常数越大，其对应酸或碱电离平衡常数越小，电离平衡常数 Ka(HB)＜Kb(AOH)， 故 C 错误； D．L 点时，溶液中的溶质为 AB，AB 在溶液中水解使溶液显碱性，促进水的电离；M 点，溶液 中的溶质为 AB 和 HB，HB 抑制水的电离，则从 L 点到 M 点，水的电离程度不断减小，故 D 错 误； 答案选 B。 5.一种如图所示的三室微生物燃料电池用来处理废水(废水中高浓度有机物用 C6H12O6 表示)，下 - 4 - 列叙述不正确的是 A. a 电极反应式为：C6H12O6+6H2O-24e-＝6CO2↑+24H＋ B. b 电极附近的溶液 pH 增大 C. 温度越高，处理废水的效率越高 D. 若反应中转移的电子数为 NA，则生成标准状况下 N2 的体积为 2.24L 【答案】C 【解析】 【分析】 该原电池中，硝酸根离子得电子发生还原反应，则右边装置中电极是正极，电极反应式为 2 - 3NO +6H2O+10e-＝N2↑+12OH-，左边装置电极是负极，负极上有机物失电子发生氧化反应，有 机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳，据此分析解答。 【详解】A．a 电极是负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为 C6H12O6+6H2O-24e-＝ 6CO2↑+24H＋，A 正确； B．b 电极是正极，电极反应式为 2 - 3NO +6H2O+10e-＝N2↑+12OH-，因此 b 电极附近的溶液 pH 增 大，B 正确； C．高温下能使厌氧菌和反硝化菌等蛋白质变性，所以温度越高，处理废水的效率不一定越高， C 错误； D．根据 2 - 3NO +6H2O+10e-＝N2↑+12OH-可知若反应中转移的电子数为 NA，则生成标准状况下 N2 的物质的量是 0.1mol，其体积为 2.24L，D 正确； 答案选 C。 6.乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。下列叙述正确 的是 - 5 - A. ①、②、③三步均属于加成反应 B. 总反应速率由第①步反应决定 C. 第①步反应的中间体比第②步反应的中间体稳定 D. 总反应不需要加热就能发生 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理可知只有第①步属于加成反应，A 错 误； B．活化能越大，反应速率越慢，决定这总反应的反应速率，由图可知，第①步反应的活化能 最大，总反应速率由第①步反应决定，故 B 正确； C．由图可知，第①步反应的中间体比第②步反应的中间体的能量高，所以第②步反应的中间 体稳定，故 C 错误； D．总反应是否需要加热与反应的能量变化没有关系，故 D 错误； 故答案选 B。 7.原子序数依次递增的短周期元素 W、X、Y、Z 组成的化合物 a、b、c、d、e、f，其中 b、c 与人的呼吸活动息息相关，m 为单质，它们的转化关系如图所示。下列叙述不正确的是 A. 原子半径：W＜Y＜X＜Z B. 由 W、X、Y、Z 构成的化合物中可能含有离子键、极性共价键和非极性共价键 C. X 的氢化物沸点可能比 Y 的氢化物沸点高 D. Z2Y2 中阴阳离子个数比为 1：1 【答案】D 【解析】 【分析】 - 6 - 原子序数依次递增的短周期元素 W、X、Y、Z 组成的化合物 a、b、c、d、e、f，其中 b、c 与 人的呼吸活动息息相关，m 为单质，结合物质转化关系图，a 应为由 C、H 或 C、H、O 组成的 有机物，m 为 O2，b、c 为 CO2 和 H2O，d 为 Na2O2，e、f 为 Na2CO3、NaOH，由此分析可知 W 为 H 元素，X 为 C 元素，Y 为 O 元素，Z 为 Na 元素，据此分析结合元素及其化合物性质解答。 【详解】A．W 为 H 元素，X 为 C 元素，Y 为 O 元素，Z 为 Na 元素，电子层数越多，原子半径 越大，同周期元素核电荷数越大，原子半径越小，则原子半径：W＜Y＜X＜Z，故 A 正确； B．由 H、C、O、Na 构成的化合物可为醋酸钠(CH3COONa)，CH3COONa 是离子化合物，由钠离子 和醋酸根离子构成，含有离子键；醋酸根离子(CH3COO-)内部，C-H、C=O、C-O 键为极性共价键， C-C 键为非极性共价键，故 B 正确； C．X 为 C 元素，Y 为 O 元素，O 的氢化物为水或双氧水，C、H 元素可形成多种烃，一般随着 碳原子数的增加，其熔沸点越高，则 C 的氢化物沸点可能比 O 的氢化物沸点高，故 C 正确； D．Y 为 O 元素，Z 为 Na 元素，Z2Y2 为 Na2O2，属于离子化合物，由 Na+和 O2 2-构成，阴阳离子个 数比为 1：2，故 D 错误； 答案选 D。 8.H·C·Brown 和 Schlesinger 于 1942 年在芝加哥大学发现的硼氢化钠(NaBH4)是最常用的还 原剂之一，反应常生成偏硼酸钠(NaBO2)。有关实验流程如图所示： I.氢化钠的制备： 已知 NaH 能在潮湿的空气中自燃。甲同学用如图所示装置(每种装置只选一次)来制取 NaH。 (1)装置的连接顺序是 C→____________→D→__________，X、Y 分别是__________、 __________。 (2)通入 H2，点燃装置 D 处酒精灯之前的实验操作是__________。若省略该操作，可能导致的 后果是__________。 Ⅱ.硼氢化钠的制备及纯度测定： 将硼硅酸钠与氢化钠在 450～500℃温度和(3.04～5.07)×105Pa 压力下反应，生成硼氢化钠和 硅酸钠。 - 7 - (3)乙同学欲通过测定硼氢化钠与稀硫酸反应生成氢气的体积来确定硼氢化钠样品的纯度(杂 质只有氢化钠)，设计了以下 4 种装置，从易操作性、准确性角度考虑，宜选装置。__________ (4)称取 4.04g 样品(杂质只有氢化钠)，重复实验操作三次，测得生成气体的平均体积为 9.184L(已折算为标准状况)，则样品中硼氢化钠的纯度为__________%(结果保留两位有效数 字)。 Ⅲ.碉氢化钠的性质检验： (5)碱性条件下，丙同学将 NaBH4 与 CuSO4 溶液反应可得到纳米铜和 NaBO2，其离子方程式为 __________。 【答案】 (1). A (2). B (3). 碱石灰(或生石灰等) (4). 浓硫酸 (5). 验 纯(或将装置中空气排尽) (6). 爆炸(或仪器炸裂等) (7). 丁 (8). 94 (9). BH4 -＋4Cu2＋＋8OH－=4Cu↓＋BO2 -＋6H2O 【解析】 【分析】 I．C 装置由锌粒与稀盐酸反应制取氢气，制得的氢气中混有 HCl 和水蒸气，先通过碱性干燥 剂除去水蒸气和氯化氢气体，经过处理的氢气再进入 D 与钠反应，反应之前先将氢气验纯， NaH 易与水蒸气反应生成氢气，故 D 装置需要隔离水，所以还需要在 D 装置之后连接一个干燥 装置，据此分析； Ⅱ．(3)硼氢化钠与稀硫酸反应生成氢气的体积，首先要保证分液漏斗内液体顺利流下，量筒 的精确度较低，量取气体的体积准确度不高，据此分析解答； (4)设样品中 NaH 的物质的量为 x，NaBH4 的物质的量为 y，则有 24x+38y＝4.04g，样品与稀硫 酸反应，反应方程式为：2NaH+H2SO4＝2H2↑+Na2SO4、2NaBH4+H2SO4+6H2O＝8H2↑+2H3BO3+Na2SO4， 生成气体的平均体积为 9.184L，气体为氢气，故生成的 n(H2)= 9.184L 22.4L/mol =0.41mol，有 x+4y ＝0.41，解得 x、y，可得其纯度； Ⅲ．(5)硼氢化钠是一种强还原剂，碱性条件下，NaBH4 与 CuSO4 溶液发生氧化还原反应生成铜、 NaBO2 和水，据此书写离子反应方程式。 - 8 - 【详解】I．(1)根据分析，C 装置中制取的氢气需要除杂和干燥，即除去水蒸气和氯化氢气体， 应选择碱石灰(或生石灰等)既可以吸收氯化氢也可以吸收水分，D 装置制得的 NaH 能在潮湿的 空气中自燃，还需要在 D 装置之后连接一个干燥装置，则实验装置的连接顺序为 C→A→D→B， A 的盛装的试剂 X 为碱石灰(或生石灰等)，B 中盛装的试剂 Y 为浓硫酸； (2)通入 H2，点燃装置 D 处酒精灯之前的实验操作是验纯(或将装置中空气排尽)；若省略该操 作，氢气中混有空气，可能导致的后果是爆炸(或仪器炸裂等)； Ⅱ．(3)由于量筒的精确度不高，不属于精密的测量仪器，则收集的气体的体积准确度较低， 硼氢化钠与稀硫酸反应时要确保反应装置内外压强相同，能使分液漏斗内的反应液顺利流下， 综上分析应选择装置丁； (4)设样品中 NaH 的物质的量为 x，NaBH4 的物质的量为 y，则有 24x+38y＝4.04g，样品与稀硫 酸反应，反应方程式为：2NaH+H2SO4＝2H2↑+Na2SO4、2NaBH4+H2SO4+6H2O＝8H2↑+2H3BO3+Na2SO4， 生成气体的平均体积为 9.184L，气体为氢气，故生成的 n(H2)= 9.184L 22.4L/mol =0.41mol，有 x+4y ＝0.41，解得 y=0.1mol，x=0.01mol，则样品中硼氢化钠的纯度为 0.1mol 38g/mol 4.04g  ×100%≈94%； Ⅲ．(5)硼氢化钠是一种强还原剂，碱性条件下，NaBH4 与 CuSO4 溶液发生氧化还原反应生成铜、 NaBO2 和水，其离子方程式为 BH4 -＋4Cu2＋＋8OH－=4Cu↓＋BO2 -＋6H2O。 【点睛】本题难点为(4)，样品纯度计算时，需要注意样品中杂质为氢化钠，NaBH4 与 NaH 都与 稀硫酸反应释放氢气。 9.碱式碳酸铋片[主要成分(BiO)2CO3]可用于治疗慢性胃炎及缓解胃酸过多引起的胃病。由菱 铋矿(主要成分为 nBi2O3·mCO2·H2O，含杂质 SiO2、CuS 等)制备(BiO)2CO3 的一种工艺如图： 试回答下列问题： (1)为提高①的“酸溶”速率，可以采取的措施是__________(任写一种)。 (2)①中酸溶解率与接触时间及溶液的 pH 之间的关系如图，据此分析，“酸溶”的最佳条件 为__________；滤渣的主要成分是__________。 - 9 - (3)“酸溶”后溶液必须保持强酸性，以防止铋元素流失，原理是__________。 (4)②中得到“海绵铋”的离子方程式为__________。 (5)④中反应的化学反应方程式为__________。 (6)25℃时，向浓度均为 0.1mol·L－1 的 Fe2＋、Cu2＋、Bi3＋的混合溶液中滴加 Na2S 溶液，当 Fe2 ＋恰好沉淀完全时，所得溶液 c(Cu2＋)：c(Bi3＋)＝__________。(忽略 Na2S 溶液所带来的体积 变化)。 资料：①有关溶度积数据见表： 难溶物质 FeS CuS Bi2S3 Ksp(25℃) 6.3×10-18 6.3×10-36 1.6×10-20 ②溶液中的离子浓度小于等于 10－5mol·L－1 时，认为该离子沉淀完全。 【答案】 (1). 搅拌(适当升温或粉碎原料等合理) (2). pH=0.34、接触时间 60min (3). CuS、SiO2 (4). 防止铋离子水解 (5). 2Bi3＋＋3Fe=3Fe2＋＋2Bi (6). Bi(NO3)3 ＋2NH3·H2O=BiONO3↓＋2NH4NO3＋H2O (7). 1.0×10－22 【解析】 【分析】 菱铋矿的主要成分为 nBi2O3·mCO2·H2O，含杂质 SiO2、CuS 等，酸溶时 SiO2、CuS 不溶转化为 滤渣，过滤后向滤液中加入铁还原 Bi3＋得到海绵铋，然后加入硝酸氧化得到硝酸铋，加入氨 水生成碱式硝酸铋，最后加入碳酸氢铵溶液、脱水得到碱式碳酸铋，据此解答。 【详解】(1)根据外界条件对反应速率的影响可知为提高①的“酸溶”速率，可以采取的措施 是搅拌或适当升温或粉碎原料等合理。 (2)根据图像可知 60min 时溶解率不再发生变化，pH 为 0.34 时溶解率达到最高，所以①中“酸 溶”的最佳条件为 pH=0.34、接触时间 60min；根据以上分析可知滤渣的主要成分是 CuS、SiO2。 (3)为防止铋离子水解，因此“酸溶”后溶液必须保持强酸性，以防止铋元素流失。 (4)根据以上分析可知②中得到“海绵铋”的离子方程式为 2Bi3＋＋3Fe=3Fe2＋＋2Bi。 - 10 - (5)④中加入氨水得到碱式硝酸铋，反应的化学反应方程式为 Bi(NO3)3＋2NH3·H2O=BiONO3↓＋ 2NH4NO3＋H2O。 (6)25℃时，向浓度均为 0.1mol·L－1 的 Fe2＋、Cu2＋、Bi3＋的混合溶液中滴加 Na2S 溶液，当 Fe2 ＋恰好沉淀完全时溶液中 c(S2－)＝ 18 5 6.3 10 10    mol/L＝6.3×10－13mol/L，则所得溶液 c(Cu2＋)＝ 36 13 6.3 10 6.3 10     mol/L＝1.0×10－23mol/L，由于 c2(Bi3＋)·c3(S2－)＜1.6×10-20，所以 Bi3＋不沉淀， 则 c(Cu2＋)：c(Bi3＋)＝1.0×10－23：0.1＝1.0×10－22。 10.某空间站中宇航员的呼吸保障系统原理如图所示。 Sabatier 系统中发生反应为： 反应 I：CO2(g)＋4H2(g)  CH4(g)＋2H2O(g)△H1 反应 II：CO2(g)＋H2(g)  CO(g)＋H2O(g)△H2＝＋41.2kJ/mol (1)常温常压下，已知： ①H2 和 CH4 的燃烧热(△H)分别为－285.5kJ·mol－1 和－890.0kJ·mol－1； ②H2O(l)＝H2O(g)△H3＝＋44.0kJ·mol－1。则△H1＝__________kJ·mol－1。 (2)按 2 2 n(H ) n(CO ) ＝4 的混合气体充入 Sabatier 系统，当气体总压强为 0.1MPa，平衡时各物质 的物质的量分数如图所示；不同压强时，CO2 的平衡转化率如图所示： ①Sabatier 系统中应选择适宜的温度是__________。 ②200～550℃时，CO2 的物质的量分数随温度升高而增大的原因是__________。 ③当温度一定时，随压强升高，CO2 的平衡转化率增大，其原因是__________。 - 11 - (3)一种新的循环利用方案是用 Bosch 反应[CO2(g)＋2H2(g)  C(s)＋2H2O(g)]代替 Sabatier 系统。 ①分析 Bosch 反应的熵值变化为：△S__________0(选填“>”或“<”)。 ②温度一定时，在 2L 密闭容器中按 2 2 n(H ) n(CO ) ＝2 投料进行 Bosch 反应，达到平衡时体系的压 强为原来压强 p0 的 0.7 倍，该温度下反应平衡常数 Kp 为__________(用含 p0 的表达式表示，用 平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。 ③下列措施能提高 Bosch 反应中 CO2 转化率的是_________(填标号)。 A.加快反应器中气体的流速 B.提高原料气中 CO2 所占比例 C.增大催化剂的表面积 D.反应器前段加热，后段冷却 【答案】 (1). －164.0 (2). 200℃ (3). △H1＜0、△H2＞0，温度升高时，反应 I 向左移动 CO2 增加的量比反应 II 向右移动 CO2 减少的量多 (4). 反应 II 增压平衡不移动， 反应 I 增压平衡向右移动，故 CO2 的平衡转化率增大 (5). ＜ (6). 0 2430 P (7). D 【解析】 【分析】 (1)已知：H2 和 CH4 的燃烧热(△H)分别为－285.5kJ·mol－1 和－890.0kJ·mol－1；H2O(l)＝ H2O(g)△H3＝＋44.0kJ·mol－1，根据盖斯定律计算解答； (2)①产物的物质的量分数越大，反应物的转化率越高，该条件下温度最适宜； ②反应 I△H1＜0、反应Ⅱ△H2＞0，恒压条件下，结合升高温度对反应Ⅱ、反应 I 的影响分析 解答； ③相同温度下，反应 II 正向是前后气体分子数不变，压强改变不影响其平衡移动，反应 I 正 向为气体分子数缩小的反应，增大压强，反应 I 的平衡向正反应方向移动，CO 转化率增大； (3)①由 Bosch 反应为 CO2(g)＋2H2(g)  C(s)＋2H2O(g)，为气体分子数目减少的体系，即平 衡体系混乱度减小； ②已知温度一定时，在 2L 密闭容器中按 2 2 n(H ) n(CO ) ＝2，设氢气与二氧化碳初始投料分别为 2mol 和 1mol，根据物质的量之比等于压强之比，列三段式计算解答； ③改变条件能使平衡正向移动但不能是通过增大二氧化碳浓度实现的都能提高二氧化碳转化 率。 - 12 - 【详解】(1)已知：H2 和 CH4 的燃烧热分别为−285.5kJ∙mol−1 和−890.0kJ∙mol−1，可知热化学方 程式： a．H2(g)+ 1 2 O2(g)=H2O(1)△H=−285.5kJ∙mol−1， b．CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)△H=−890.0kJ∙mol−1， c．H2O(1)═H2O(g)△H3=44.0kJ∙mol−1，根据盖斯定律，4a+2c−b 得， CO2(g)+4H2(g)  CH4(g)+2H2O(g)△H1=−164.0kJ∙mol−1； (2)①产物的物质的量分数越大，反应物的转化率越高，Sabatier 系统中 CO2 和 H2 为反应物， H2O、CH4、CO 为产物，由图所示，200℃时 CO2 转化率最高，H2O、CH4 的物质的量分数最大，Sabatier 系统中应选择适宜的温度 200℃； ②反应 I△H1＜0、反应Ⅱ△H2＞0，恒压条件下，升高温度时反应 I 的平衡向逆向移动使 CO2 的量增加，反应 II 的平衡正向移动使 CO2 的量减少，但反应Ⅰ向左移动增加的 CO2 的量大于反 应Ⅱ向右移动减少的 CO2 的量，所以 CO2 的物质的量分数随温度升高而增大； ③相同温度下，反应 II 正向是前后气体分子数不变，反应 I 正向为气体分子数缩小的反应， 压强改变不影响其平衡移动，反应 I 正向为气体分子数缩小的反应，增大压强，反应 I 的平 衡向正反应方向移动、反应 II 的平衡，所以相同温度时，压强越大，CO2 的平衡转化率越大； (3)①Bosch 反应为 CO2(g)＋2H2(g)  C(s)＋2H2O(g)，由反应可知正反应为气体分子数目减少 的体系，平衡体系混乱度减小，则△S＜0； ②温度一定时，在 2L 密闭容器中按 2 2 n(H ) n(CO ) ＝2 投料进行 Bosch 反应，设设氢气与二氧化碳 初始投料分别为 2mol 和 1mol，二氧化碳的转化物质的量为 xmol，列三段式：        2 2 2 (mol) 1 2 0 (mol) x 2x 2 CO g 2H g x (m C o s 2 l) H O 1- 2 2x g x -2x 始 变 平 ＋ ＋ 达到平衡时体系的压强为原来压强 p0 的 0.7 倍，即1-x+2-2x+2x =0.71+2 ，解得 x=0.9，则平衡 时体系中 CO2、H2、2H2O(g)的物质的量分别为 0.1mol、0.2mol、1.8mol，混合气体的总物质的 量=0.1+0.2+1.8=2.1mol，p(CO2)= 0 0.1 0.72.1 p = 00.1p 3 ，p(H2)= 0 0.2 0.72.1 p = 00.2p 3 ， p(H2O)= 0 1.8 0.72.1 p =0.6p0，该温度下反应平衡常数 - 13 - Kp=      2 2 0 2 2 2 0 0 2 2 =( ) 0.1 0.2 3 p H O 0.6p p C H 3 O p p p     = 0 2430 p ； ③A．加快反应器中气体的流速，相当于减小浓度，平衡逆向移动，二氧化碳转化率减小，故 A 不符合题意； B．提高原料气中 CO2 所占比例，平衡正向移动，但二氧化碳转化率减小，故 B 不符合题意； C．增大催化剂的表面积，反应速率加快，但平衡不移动，二氧化碳转化率不变，故 C 不符合 题意； D．反应器前段加热，后段冷却，平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，故 D 符合题意； 答案选 D。 【点睛】本题的难度不大，在进行平衡常数 Kp 的计算时，需要注意，平衡时的压强为初始压 强的 0.7 倍，即计算分压时，平衡时的体系总压强为 0.7p0 进行计算。 11.历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。试回答下列问题： (1)Ag 在元素周期表中的位置_________，Ag＋的价电子排布式为_________。 (2)冶金工业上，提取金的原理是 2[Au(CN)2]－＋Zn＝2Au＋[Zn(CN)4]2－。与 CN－互为等电子体 的分子有________(任写一种)，HCN 分子中σ键和π键数目之比为_________。 (3)已知基态铜的部分电离能如表所示： 电离能/kJ/mol I1 I2 I3 Cu 746 1958 2058 由表格数据知，I2(Cu)远远大于 I1(Cu)，其原因是_________。 (4)已知：硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠(H2N－CH2－COONa)即可得到结构如图所示配合物。 ①配合物中碳原子的轨道杂化类型为_________。 ②1mol 氨基乙酸钠(H2N－CH2－COONa)含有σ键的数目为_________mol。 (5)某Q原子的外围电子排布式为3s23p5，铜与Q形成化合物的晶胞如图所示(白球代表Q 原子)。 每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为_________个；该晶体的化学式为_________。已知 - 14 - 该晶体的密度为ρg·cm－3，晶体的摩尔质量为 Mg/mol，阿伏伽德罗常数的值为 NA，则该晶体 中铜原子和 Q 原子之问的最短距离为_________pm(1pm＝10－12m，只写计算式)。 【答案】 (1). 第五周期 IB 族 (2). 4d10 (3). CO(或 N2 等合理答案) (4). 1： 1 (5). Cu＋的 3d 电子处于全充满状态，稳定性强 (6). sp2、sp3 (7). 8 (8). 12 (9). CuCl (10). 103 A 3 4M 104 N ρ  【解析】 【详解】(1)Ag 的原子序数是 47，位于铜的下一周期，在元素周期表中的位置是第五周期 IB 族，Ag＋的价电子排布式为 4d10。 (2)原子数和价电子数分别都相等的互为等电子体，则与 CN－互为等电子体的分子有 CO 或 N2 等，HCN 的结构式为 H－C≡N，因此分子中σ键和π键数目之比为 2：2＝1：1。 (3)由于 I1 是失去 4s 电子，I2 是失去 3d 电子，Cu＋的 3d 电子处于全充满状态，稳定性强，因 此 I2(Cu)远远大于 I1(Cu)。 (4)①配合物中饱和碳原子全部形成单键，为 sp3 杂化，酯基中的碳原子含有碳氧双键，其轨 道杂化类型为 sp2。 ②单键都是σ键，双键中含有 1 个σ键，则 1mol 氨基乙酸钠(H2N－CH2－COONa)含有σ键的数 目为 8mol。 (5)某 Q 原子的外围电子排布式为 3s23p5，Q 是 Cl。铜与 Cl 形成化合物的晶胞如图所示 (白球代表 Q 原子)，根据晶胞结构可知每个铜原子周围距离最近的铜原子位 于面心处，其数目为 12 个；晶胞中含有 4 个 Cl，Cu 个数是 1 18 6 48 2     ，该晶体的化学 式为 CuCl。已知该晶体的密度为ρg·cm－3，晶体的摩尔质量为 Mg/mol，阿伏伽德罗常数的值 为 NA，则该晶体的边长是 3 4 A M N cm＝ 3 4 A M N ×1010pm，晶胞中铜原子和 Q 原子之问的最短距 - 15 - 离为体对角线的 1 4 ，即为 103 A 3 4M 104 N ρ  pm。 12.中医研究表明，中药姜黄对治疗新型冠状病毒性肺炎具有良好效果，姜黄的主要活性成分 为姜黄素(C21H20O6)，一种合成姜黄素 H 的路线如图所示： 已知：i) +CO2 ii)CH3CHO+ +H2O(R 为 H 或烃基) 试回答 F 列问题： (1)生成 A 的反应类型是_________；试剂 X 为_________。 (2)反应 C→D 中第①步反应的化学方程式为_________。 (3)E 中含有的官能团为羟基、_________(写名称)。 (4)姜黄素 H 的结构简式为_________。 (5)C(C8H8O3)的同分异构体中，同时符合下列条件的结构简式为_________(任写一种，不考虑 立体异构)。 ①苯环上的一取代物只有 2 种； ②核磁共振氢谱中有 5 组吸收峰； ③lmol 该物质与烧碱溶液反应，最多消耗 2molNaOH。 (6)参照上述合成信息，设计由丙烯制备 CH3CH＝CHCHO 的合成路线(无机试剂任选) _________。 【答案】 (1). 加成 (2). NaOH 水溶液 (3). OHCCHO＋2[Ag(NH3)2]OH→2Ag↓＋ OHCCOONH4 ＋ 3NH3 ＋ H2O (4). 醚 键 、 羧 基 (5). - 16 - (6). 或 或 等 (7). CH3CH=CH2 2Br CH3CHBrCH2Br Δ氢氧化钠溶液 CH3CHOHCH2OH /Δ氧气 催化剂 CH3COCHO H 银氨溶液/ 加热 CH3COCOOH 一定条件 CH3CHO 氢氧化钠溶液 加热 CH3CH=CHCHO 【解析】 【分析】 乙烯和溴加成生成 A 是 CH2BrCH2Br，由 D→E 转化及 D 分子式、E 结构简式可知，D 中含有羧基， C 氧化得到 D，则 C 中含有-CHO，A 经过系列反应得到 C，则 A 在氢氧化钠水溶液、加热条件 下发生水解反应生成 B 为 HOCH2CH2OH，C 为 OHC-CHO，D 为 OHC-COOH，F 发生信息中氧化反应 生 成 G 为 ， G 发 生 已 知 信 息 中 的 反 应 生 成 H 为 ，以此解答该题。 【详解】(1)生成 A 是乙烯的加成反应，即反应类型是加成反应；A 生成 B 是卤代烃的水解反 应，则试剂 X 为氢氧化钠溶液。 (2)反应 C→D 中第①步反应是银镜反应，化学方程式为 OHCCHO＋2[Ag(NH3)2]OH→2Ag↓＋ OHCCOONH4＋3NH3＋H2O。 (3)根据 E 的结构简式可知 E 中含有的官能团为羟基、醚键、羧基。 (4)根据以上分析可知姜黄素 H 的结构简式为 。 (5)C(C8H8O3)的同分异构体中，同时符合下列条件①苯环上的一取代物只有 2 种；②核磁共振 氢谱中有 5 组吸收峰；③lmol 该物质与烧碱溶液反应，最多消耗 2molNaOH，说明含有羧基、 酚羟基或酚羟基形成的酯基，则满足条件的结构简式为 或 或 等。 (6)参照上述合成信息结合逆推法可知由丙烯制备 CH3CH＝CHCHO 的合成路线为 - 17 - CH3CH=CH2 2Br CH3CHBrCH2Br Δ氢氧化钠溶液 CH3CHOHCH2OH /Δ氧气 催化剂 CH3COCHO H 银氨溶液/ 加热 CH3COCOOH 一定条件 CH3CHO 氢氧化钠溶液 加热 CH3CH=CHCHO。 - 18 -