广东省惠州市2021届高三上学期第一次调研考试化学试题 Word版含解析

广东省惠州市2021届高三上学期第一次调研考试化学试题 Word版含解析

- 1 - 惠州市 2021 届高三第一次调研考试试题 化学 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Na-23 Cr-52 Cu-64 一、选择题：本题共 18 小题，每小题 3 分，共 54 分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 化学与环境、工农业生产等密切相关，下列说法不正确的是 A. 用灼烧的方法能区分蚕丝和棉花 B. 混凝法、中和法和沉淀法是常用的工业污水处理方法 C. 新型冠状病毒是一种蛋白质，其由 C、H、O 三种元素组成 D. 我国华为公司自主研发的 5G 芯片巴龙 5000 的主要材料是 Si 【答案】C 【解析】 【详解】A.蚕丝的主要成分是蛋白质，灼烧会有烧焦羽毛的气味，棉花的主要成分是纤维素， 灼烧没有什么特殊气味，故 A 正确，但不符合题意； B.混凝法、中和法和沉淀法都是工业污水的常见处理方法，故 B 正确，但不符合题意； C.蛋白质是由 C、H、O、N、P、S 等元素组成的，故 C 错误，符合题意； D.半导体材料主要是硅单质，故 D 正确，但不符合题意； 故选：C。 2. 下列事实不能用元素周期律解释的是 A. 碱性：KOH＞NaOH B. 非金属性：S＜Cl C. 金属性：Mg＞Al D. 热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3 【答案】D 【解析】 【详解】A. 金属元素的金属性越强，则最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，由于金属性 K>Na，故碱性 KOH>NaOH，故可以解释，故 A 不选； B. 同一周期的元素，从左到右，非金属性逐渐减弱，故非金属性：S＜Cl，故可以用元素周 期律来解释，故 B 不选； C. 同一周期的元素，从左到右，金属性逐渐减弱，故金属性：Mg>Al，故可以用元素周期律 来解释，故 C 不选； - 2 - D.碳酸氢钠受热易分解，碳酸钠受热不分解，碳酸钠比碳酸氢钠稳定，是化学性质的比较， 不能用元素周期律解释，故 D 选； 故选：D。 3. 下列物质转化关系，在给定条件下都能实现的是 ① 2 2 2 O O 2 3H ON NO HNO 放电或高温 ② 2 2O CO 2 2 2 3Na Na O Na CO  ③ 2Cu CuCl (aq) Cu 浓盐酸 电解 ④ 2l 3 3Fe FeCl Fe(OH)C 氨水 点燃 A. ①②④ B. ①③ C. ②③ D. ②③④ 【答案】A 【解析】 【详解】①根据 N2 的性质，氮气和氧气在放电条件下生成 NO，NO 和氧气和水反应生成硝酸， 故① 2 2 2 O O 2 3H ON NO HNO 放电或高温 能实现； ②钠燃烧生成过氧化钠，过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，故②能实现； ③铜属于不活泼金属，与浓盐酸不反应，故③中铜→氯化铜不能实现； ④铁和氯气生成氯化铁，氯化铁能和氨水反应生成氢氧化铁，故 ④ 2l 3 3Fe FeCl Fe(OH)C 氨水 点燃 能实现； 故答案：A。 4. 下列表示物质结构的化学用语或模型图正确的是 A. 在潮湿的中性环境中，钢铁吸氧腐蚀的负极反应为：Fe－3e－＝Fe3＋ B. Cl−的结构示意图： C. 硅酸盐 Ca2Mg5Si8O22(OH)2 可用氧化物形式表示为：2CaO•5MgO·8SiO2•H2O D. 氯化镁的电子式： 【答案】C 【解析】 【详解】A.在潮湿的中性环境中，钢铁吸氧腐蚀的负极反应为：Fe－2e－＝Fe2＋，故 A 错误； - 3 - B. 氯原子核外电子数为 17，原子结构示意图为 ，故 B 错误； C. 硅酸盐 Ca2Mg5Si8O22(OH)2 可用氧化物形式表示为：2CaO•5MgO·8SiO2•H2O，故 C 正确； D. 氯化镁的电子式为 ，故 D 错误； 故选：C。 5. 在某无色透明的酸性溶液中，能共存的离子组是 A. Na+、K+、SO 2 4  、HCO 3  B. Cu2+、K+、SO 2 4  、NO 3  C. Na+、K+、Cl－、NO 3  D. Na+、K+、SO 2 3  、NO 3  【答案】C 【解析】 【详解】无色溶液就是溶液中不含有颜色的离子，酸性溶液中含有大量氢离子， A. 酸性溶液中不能大量存在 HCO 3  ，氢离子与 HCO 3  反应生成二氧化碳和水，故不能大量共存， 故 A 不符合题意； B. 含 Cu2+的溶液为蓝色，与无色不符，故 B 不符合题意； C. 酸性溶液中该组离子之间不反应，可大量共存，且离子均为无色，故 C 符合题意； D. 酸性溶液中，NO 3  具有强氧化性，能氧化 SO 2 3  ，故不能大量共存，故 D 不符合题意； 故选 C。 6. 为防止废弃的硒单质(Se)造成环境污染，通常用浓硫酸将其转化成二氧化硒(SeO2)，再用 KI 溶液处理后回收 Se。发生的反应为：①Se＋2H2SO4(浓)＝2SO2↑＋SeO2＋2H2O；②SeO2＋4KI ＋4HNO3＝4KNO3＋Se＋2I2＋2H2O，下列说法错误的是 A. ①中 SO2 是还原产物，SeO2 是氧化产物 B. ②中 KI 是还原剂，HNO3 是氧化剂 C. ②中每生成 0.2molI2 共转移 0.4mol 电子 D. 氧化性由强到弱的顺序是：H2SO4(浓)＞SeO2＞I2 【答案】B 【解析】 【详解】A. 反应①中，硒元素化合价升高被氧化，硒是还原剂，SeO2 为氧化产物，硫元素化 - 4 - 合价降低被还原，浓硫酸是氧化剂，SO2 是还原产物，故 A 正确； B. 反应②中，硒元素化合价降低被还原，二氧化硒为氧化剂，碘元素化合价升高被氧化，碘 化钾是还原剂，氮元素化合价没有变化，硝酸既不是氧化剂也不是还原剂，故 B 错误； C. 反应②中，生成 2mol 碘单质，转移 4mol 电子，则每生成 0.2molI2 共转移 0.4mol 电子， 故 C 正确； D. 在同一反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，反应①中硫酸为氧化剂，二氧化硒 为氧化产物，氧化性 H2SO4(浓)＞SeO2；反应②中 SeO2 为氧化剂，I2 为氧化产物，氧化性 SeO2 ＞I2，则氧化性由强到弱的顺序是：H2SO4(浓)＞SeO2＞I2，故 D 正确； 故选 B。 7. 下列实验现象预测正确的是 ①实验Ⅰ：振荡后静置，上层溶液颜色保持不变 ②实验Ⅱ：酸性 KMnO4 溶液中出现气泡，溶液的颜色没有变化 ③实验Ⅲ：微热稀 HNO3 片刻，溶液中有气泡产生，广口瓶内始终保持无色 ④实验Ⅳ：继续煮沸溶液至红褐色，停止加热，当光束通过体系时可产生丁达尔效应 A. ① B. ② C. ③ D. ④ 【答案】D 【解析】 【详解】①实验Ⅰ：振荡后静置，由于上层苯中溶解的溴不断与 NaOH 溶液反应，所以上层溶 液的颜色最终变为无色，①不正确； ②实验Ⅱ：浓硫酸使蔗糖先碳化，后将碳氧化生成 CO2、SO2 等，CO2 在酸性 KMnO4 溶液中溶解度 不大而以气泡逸出，SO2 与酸性 KMnO4 发生氧化还原反应，将其还原，从而使溶液颜色逐渐褪 去，②不正确； ③实验Ⅲ：微热稀 HNO3 片刻，与 Cu 发生反应生成 NO 等，溶液中有气泡产生，广口瓶内 NO 与 O2 反应生成 NO2，气体为红棕色，③不正确； ④实验Ⅳ：继续煮沸溶液至红褐色，停止加热，此时得到氢氧化铁胶体，当光束通过体系时， - 5 - 可看到一条光亮的通路，产生丁达尔效应，④正确； 综合以上分析，只有④正确，故 D 符合； 故选 D。 8. 下列实验操作或实验仪器使用正确的是 A. 将高锰酸钾溶液盛装在碱式滴定管中 B. 用 CCl4 萃取溴水中的溴时，应将溴的 CCl4 溶液从分液漏斗上口倒出 C. 取用金属钠或钾时，没用完的钠或钾要放回原瓶，不能随便丢弃 D. 用容量瓶配溶液时，若加水超过刻度线，立即用滴管吸出多余液体 【答案】C 【解析】 【详解】A.高锰酸钾溶液具有强氧化性，橡胶的主要成分是聚异戊二烯，烯类因含碳碳双键 具有还原性，高锰酸钾溶液会与橡胶中的碳碳双键反应，所以高锰酸钾溶液不可以盛装在碱 性滴定管中，故 A 错误； B. 用 CCl4 萃取溴水中的溴时，CCl4 的密度比水大，位于下层，因此溴的 CCl4 溶液应从分液漏 斗下口倒出，故 B 错误； C.金属钠或钾能与空气中的水或氧气反应，没用完的钠或钾要放回原瓶，避免一些安全隐患， 故 C 正确； D.用容量瓶配溶液时，若加水超过刻度线， 应重新配制，故 D 错误； 故选：C。 9. 设 NA 为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是 A. 1mol 氢氧根离子中含有的电子数为 9NA B. 将 1molN2 与足量 H2 充分反应，生成 NH3 的分子数为 2NA C. 标准状况下，2.24L 乙烯中含有 C-H 键的数目为 0.4NA D. 常温下，1L 0.2mol/LAlCl3 溶液中含 Al3+数为 0.2NA 【答案】C 【解析】 【详解】A. 一个 OH-离子含有 10 个电子，则 1mol 氢氧根离子中含有的电子数为 10NA，故 A 错误； B. 该反应 2 2 3N +3H 2NH 是可逆反应，则将 1molN2 与足量 H2 充分反应，生成 NH3 的分子 - 6 - 数小于 2NA，故 B 错误； C. 标准状况下，2.24L 乙烯的物质的量为 0.1mol，一个乙烯分子中含有 4 个 C-H 键，则 0.1mol 乙烯含有 C-H 键的数目为 0.4NA，故 C 正确； D. 由于 Al3+会发生水解，则 1L 0.2mol/LAlCl3 溶液中含 Al3+数小于 0.2NA，故 D 错误； 故选 C。 10. 下列反应的离子方程式表达正确的是 A. 向 FeBr2 溶液中通入过量 Cl2：2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl- B. Cu 溶于足量浓硝酸：Cu＋2NO 3  ＋4H＋=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O C. 氯水具有漂白性：Cl2＋H2O═2H+＋Cl-＋ClO- D. 向硫酸铵溶液中加入氢氧化钡溶液：Ba2+＋SO 2 4  ＝BaSO4↓ 【答案】B 【解析】 【详解】A. 向 FeBr2 溶液中通入少量 Cl2：2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl-，过量的氯气可同时氧化 亚 铁离子与溴离子生成相应的铁离子与溴单质，故 A 错误； B. Cu 溶于足量浓硝酸：Cu＋2NO 3  ＋4H＋=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O，符合客观事实，电荷守恒，电 子守恒，故 B 正确； C. 氯水具有漂白性：次氯酸是弱酸，不能拆成离子的形式，正确的离子方程式是 Cl2＋H2O  H+＋Cl-＋HClO，故 C 错误； D. 向硫酸铵溶液中加入氢氧化钡溶液：Ba2+＋SO 2 4  ＝BaSO4↓，不符合客观事实，正确的离子 方程式是 2NH4 ++2OH-+Ba2+＋SO 2 4  ＝BaSO4↓+2NH3↑+2H2O，故 D 错误； 故选：B。 11. 根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是 选 项 实验操作和现象 实验结论 A 将湿润的 KI 淀粉试纸靠近气体 X，试纸变蓝 X 一定是 Cl2 B 将氧化铁加入到足量的 HI 溶液中，充分溶解后，滴加四氯化碳， Fe3+氧化性强于 I2 - 7 - 振荡静置，下层呈紫红色 C 向蛋白质溶液中加入硫酸钠溶液，有沉淀出现 蛋白质发生变性 D 某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成 溶液中一定含 SO 2 4  或 Ag＋ A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A. 氧气也可以氧化 I-生成碘单质，使试纸变蓝，故 A 错误； B. 将氧化铁加入到足量的 HI 溶液中，发生反应生成的 Fe3+具有强氧化性，又可以把 I-离子氧 化为 I2，证明 Fe3+氧化性强于 I2，故 B 正确； C. 向蛋白质溶液中加入硫酸钠溶液，有沉淀出现是盐析现象，不是蛋白质变性，故 C 错误； D. 某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成，该溶液可能含有 3HSO 、 2 3SO  、 2 4SO  或 Ag+，故 D 错误； 故选 B。 12. 有机物 W 在工业上常用作溶剂和香料，其合成方法如图： 下列说法正确的是 A. M 的一氯代物有 3 种 B. N、W 组成上相差一个 CH2 原子团，所以互为同系物 C. M、N、W 均能发生加成反应和取代反应 D. W 属于酯类，能发生皂化反应 【答案】C 【解析】 - 8 - 【详解】A. M 的等效氢原子有 4 种，如图 ，故其一氯代物有 4 种，故 A 错误； B. N 含有官能团为羧基，属于羧酸类，W 含有官能团为酯基，属于酯类，不是同系物，故 B 错误； C. M、N、W 三种有机物结构中均含有苯环，均能与氢气发生加成反应，M 能够与溴单质在溴 化铁的催化作用下发生取代反应，与氯气在光照条件下发生取代反应，N 能与醇发生酯化反应， W 能够在酸性或碱性环境下发生水解反应，酯化反应和水解反应均属于取代反应，故 C 正确； D. 高级脂肪酸甘油酯在碱性环境下的水解为皂化反应，W 不属于高级脂肪酸甘油酯，能够与 碱反应，但不是皂化反应，故 D 错误； 故选 C。 13. MnO2 在电池、玻璃、有机合成等工业生产中应用广泛。利用粗 MnO2(含有杂质 MnO 和 MnCO3) 制取纯 MnO2 的流程如图： 下列说法错误的是 A. 酸浸过程中可以用浓盐酸代替稀硫酸 B. 操作 X 的名称是过滤 C. 氧化过程发生反应的离子方程式为：5Mn2+＋2ClO 3  ＋4H2O＝5MnO2↓＋Cl2↑＋8H+ D. Cl2 与 NaOH 溶液加热反应得到的 NaClO3 可以循环使用 【答案】A 【解析】 【分析】 粗 MnO2(含有杂质 MnO 和 MnCO3)样品加入稀硫酸，MnO2 不溶于硫酸，所以加稀硫酸时样品中的 MnO 和 MnCO3 分别和硫酸反应生成可溶性的 MnSO4，同时产生二氧化碳，过滤后得到二氧化锰固 体及含有硫酸锰的滤液，向滤液中加入氯酸钠，氯酸钠将 Mn2+氧化为 MnO2，生成的氯气与氢氧 化钠反应得到氯酸钠溶液，将反应后的溶液过滤得到固体二氧化锰。 【详解】A. 由分析可知，MnO2 不溶于硫酸，浓盐酸能与 MnO2 反应，所以在酸浸过程中不能用 - 9 - 浓盐酸代替稀硫酸，故 A 错误； B. 粗 MnO2 样品加入稀硫酸，MnO2 不溶于硫酸，所以加稀硫酸时样品中的 MnO 和 MnCO3 分别和 硫酸反应生成可溶性的 MnSO4，同时产生二氧化碳，过滤后得到二氧化锰固体及含有硫酸锰的 滤液，操作 X 为过滤，故 B 正确； C. 过渡后向滤液中加入氯酸钠，将 Mn2+氧化生成 MnO2 沉淀，根据得失电子守恒和电荷守恒、 元素守恒配平该反应的离子方程式为 5Mn2+＋2ClO 3  ＋4H2O＝5MnO2↓＋Cl2↑＋8H+，故 C 正确； D. 由流程可知，Cl2 与 NaOH 溶液加热反应得到的 NaClO3 可以在“氧化”步骤循环使用，故 D 正确； 故选 A。 14. 锂－空气电池是一种可充放电池，电池反应为 2Li＋O2＝Li2O2，某锂－空气电池的构 造原理图如图。下列说法正确的是 A. 可选用有机电解液或水性电解液 B. 含催化剂的多孔电极为电池的负极 C. 放电时负极的电极反应式为 Li-e－＝Li+ D. 充电时锂电极应连接外接电源的正极 【答案】C 【解析】 【分析】 在锂－空气电池中，锂失电子作负极，负极反应式为：Li-e-=Li+，以空气中的氧气作为正极 反应物，氧气得电子生成 Li2O2，正极反应为：O2+2Li++2e－=Li2O2，总反应为：2Li+O2=Li2O2， 据此解答。 【详解】A. 应选用有机电解液，水性电解液会与 Li 直接反应，故 A 错误； B. 含催化剂的多孔电极为电池的正极，故 B 错误； C. 放电时负极的电极反应式为 Li-e－＝Li+，故 C 正确； D. 充电时锂电极应连接外接电源的负极，发生电极反应：Li++e-=Li，故 D 错误； - 10 - 故选 C。 15. X、Y、W、Z 是四种常见短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图所示。已知 W 的一 种核素的质量数为 18，中子数为 10，X 原子的核外电子总数比 Ne 原子多 1 个；Y 的单质常用 于制作半导体材料；Z 的非金属性在同周期主族元素中最强。下列说法正确的是 A. 最高化合价：X＞Y＞Z B. 简单气态氢化物的稳定性：Y＞W C. Y 的氧化物与 X、Z 的最高价氧化物对应的水化物均能反应 D. 由 X、Z、W 三种元素形成的化合物一定既含有离子键又含有共价键 【答案】D 【解析】 【分析】 W 的一种核素的质量数为 18，中子数为 10，则 W 的质子数为 8，W 为 O 元素；X 原子的核外电 子总数比 Ne 原子多 1 个，则 X 为 Na 元素；Y 的单质常用于制作半导体材料，则 Y 为 Si 元素； Z 的非金属性在同周期主族元素中最强，再参照 Z 的原子半径和原子序数，则 Z 为 Cl 元素， 据此分析解答。 【详解】由以上分析可知，W、X、Y、Z 分别为 O、Na、Si、Cl 元素， A. X(Na)的最高化合价为+1 价，Y(Si)的最高化合价为+4 价，Z(Cl)的最高化合价为+7 价，则 最高化合价：Z＞Y＞X，故 A 错误； B. 非金属性 Si＜O，则简单气态氢化物的稳定性：SiH4＜H2O，故 B 错误； C. Y 的氧化物为 SiO2，与 Na 的最高价氧化物对应的水化物 NaOH 能反应，但与 HClO4 不能反应， 故 C 错误； D. 由 X、Z、W 三种元素形成的化合物可能为 NaClO、NaClO2、NaClO3、NaClO4，都含有离子键 和有共价键，故 D 正确； 故选 D。 16. 25℃时，向 10mL0.01mol/LNaCN 溶液中逐滴滴加 10mL0.01mol/L 的盐酸，其 pH 变化曲线 - 11 - 如图所示。下列溶液中的关系一定正确的是(忽略体积微小变化) A. a 点溶液的 pH  12 B. b 点的溶液：c(CN－)＞c(HCN) C. c 点的溶液：c(CN－)＋c(HCN)＋c(Cl－)＝0.01mol/L D. pH＝7 的溶液：c(Na+)＋c(H+)＝c(Cl－)＋c(CN－) 【答案】C 【解析】 【详解】A. NaCN 属于强碱弱酸盐，在溶液中存在水解平衡：CN-+H2O⇌ HCN+OH-，则 0.01mol/LNaCN 溶液中 c(OH-)＜0.01mol/L，则 c(H+)>10-12mol/L，a 点溶液的 pH＜12，故 A 错误； B. b 点的溶液，发生反应 HCl+NaCN=NaCl+HCN，反应后得到的溶液中含等物质的量浓度的 NaCl、 HCN 和 NaCN，由于溶液呈碱性，NaCN 的水解程度大于 HCN 的电离程度，则溶液中 c(HCN)＞ c(CN-)，故 B 错误； C. c 点的溶液，NaCN 与盐酸恰好完全反应得到物质的量浓度均为 0.005mol/L 的 HCN 和 NaCl 的混合液，依据物料守恒：c(CN-)+c(HCN)=0.005mol/L，c(Cl-)=0.005mol/L，所以 c(CN-)+c(HCN ) +c(Cl-)=0.01 mol/L，故 C 正确； D. 所得溶液中电荷守恒：c(Na+)+c(H+) =c(Cl-)+c(CN-)+c(OH-)，pH =7 时，c(H+)=c(OH-)，所 以 c(Na+)=c(Cl-)+c(CN-)，故 D 错误； 故选 C。 17. 常温下，下列溶液的离子浓度关系式正确的是 A. pH＝5 的 H2S 溶液中，c(H+)＝c(HS－)＝1×10－5mol·L－1 B. pH＝a 的 CH3COOH 溶液，稀释 10 倍后，其 pH＝b，则 b＝a＋1 C. 室温下，将 pH＝2的盐酸与 pH＝12 的氨水等体积混合，溶液显酸性 D. 在 0.1mol·L－1Na2CO3 溶液中：c(Na+)＞c(CO 2 3  )＞c(OH－)＞c(HCO 3  ) 【答案】D - 12 - 【解析】 【 详 解 】 A. 溶 液 中 存 在 电 荷 守 恒 ， 根 据 电 荷 守 恒 得 c(H+)=c(HS−)+2c(S2−)+c(OH−)=1×10−5mol⋅ L−1，故 A 错误； B. CH3COOH 是弱电解质，加水稀释促进 CH3COOH 电离，导致稀释 10 倍后溶液中 c(H+)大于原来 的 1 10 ，则 pH=a 的 CH3COOH 溶液，稀释 10 倍后，其 pH=b＜a＋1，故 B 错误； C. 常温下，将 pH=2 的盐酸和 pH=12 的氨水等体积混合，氨水为弱碱，则氨水过量的多，混 合液呈碱性，故 C 错误； D. 在 0.1mol·L－1Na2CO3 溶液中，存在水解平衡 2- - - 3 2 3CO +H O HCO +OH 、 - - 3 2 2 3HCO +H O H CO +OH 和水的电离 + - 2H O H +OH ，碳酸根离子的第一步水解程度 远大于第二步的水解程度，故存在 c(Na+)＞c(CO 2 3  )＞c(OH－)＞c(HCO 3  )，故 D 正确； 故选 D。 18. 自然界中时刻存在着氮的转化。实现氮气按照一定方向转化一直是科学领域研究的重要 课题，如图为 N2 分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图。下列叙述正确的是（ ） A. 使用催化剂 a、b 均可以提高单位时间内生成物的产量 B. 在催化剂 b 作用下，O2 发生了氧化反应 C. 催化剂 a、b 表面均发生了极性共价键的断裂 D. N2→NH3，NH3→NO 均属于氮的固定 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．催化剂能提高反应速率，可以提高单位时间内生成物的产量，故 A 正确； B．由示意图可知，在催化剂 b 作用下，氧气和氨气生成了 NO，氧元素的化合价降低，氧气发 生了还原反应，故 B 错误； - 13 - C．由示意图可知，在催化剂 a 表面，氮气和氢气只发生了非极性共价键的断裂，故 C 错误； D．氮的固定是把氮由游离态转变为化合态的过程，N2→NH3 属于氮的固定，NH3→NO 不属于氮 的固定，故 D 错误； 故选 A。 【点睛】 二、非选择题：包括必考题和选做题两部分，共 46 分。第 19～20 题为必考题。第 21～22 题 为选做题。 (一)必考题：共 31 分) 19. 甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。 (1)已知：①CH3OH(l)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) △H＝－638.5kJ·mol－1 ②CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g) △H＝－283.0kJ·mol－1 ③H2O(l)＝H2O(g) △H＝＋44.0kJ·mol－1 则反应 CH3OH(l)＋O2(g)＝CO(g)＋2H2O(l)的△H＝____kJ·mol-1。 (2)工业上利用合成气(主要成分为 CO、CO2 和 H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反 应如下： Ⅰ.CO(g)＋2H2(g)⇌ CH3OH(g) △H1 Ⅱ.CO2(g)＋3H2(g)⇌ CH3OH(g)＋H2O(g) △H2＜0 Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)⇌ CO(g)＋H2O(g) △H3＞0 ①已知升高温度，反应Ⅰ的平衡常数 K 减小，则该反应的△H1____0(填“＞”或“＜”) ②对反应Ⅱ而言，下列叙述中，能说明该反应达到平衡状态的是____。 a.单位时间内消耗 1molCO2 的同时生成 3molH2 b.反应过程中 c(CO2)：c(CH3OH)＝1：1 c.恒温恒容时，混合气体的密度保持不变 d.绝热恒容时，反应的平衡常数不再变化 ③上述反应体系中，当合成气的组成 n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.50 时，体系中 CO 的平衡转化率(α) 与温度和压强的关系如图所示。则图中压强由大到小的顺序为____，α(CO)值随温度升高而 减小的原因是____。 - 14 - (3)用甲醇、二氧化碳可以在一定条件下合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3，简称 DMC)，其反应的化 学方程式为：2CH3OH(g)＋CO2(g)⇌ CH3OCOOCH3(g)＋H2O(g)。在体积为 2L 的密闭容器中投入 4molCH3OH 和 2molCO2 合成 DMC，一定条件下 CO2 的平衡转化率(α)与温度、压强的变化关系如 图所示。则： ①A 点时该反应的平衡常数 K＝____(mol·L-1)-1。 ②A、B、C 三点的速率 v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为____。 (4)写出以 KOH 溶液为电解质溶液，甲醇燃料电池的负极反应式：____。 【答案】 (1). -443.5 kJ·mol－1 (2). < (3). ad (4). P3>P2>P1 (5). 升 高温度时，反应Ⅰ是放热反应，平衡向逆反应方向移动，使得平衡体系中 CO 的量增大；反应 Ⅲ是吸热反应，温度升高，平衡向正反应方向移动，又使平衡体系中 CO 的量增大，总结果， 随 温 度 升 高 CO 的 转 化 率 减 小 (6). 0.5 (7). v(C)>v(B)>v(A) (8). CH3OH-6e-+8OH-=CO3 2-+6H2O 【解析】 【详解】（1）根据盖斯定律，①-②-2×③可得 CH3OH(l)＋O2(g)＝CO(g)＋2H2O(l)，因此该反 应的△H＝[(-638.5 kJ·mol－1)-(-283.5 kJ·mol－1)-2×44 kJ·mol－1]=-443.5 kJ·mol－1， 故答案为：-443.5 kJ·mol－1； （2）①已知升高温度，反应Ⅰ的平衡常数 K 减小，则该反应是放热反应，该反应的的△H1＜0， 故答案为：<； - 15 - ②a.二氧化碳和氢气都是反应物，其化学计量数之比是 1:3，单位时间内生成 3mol 氢气 的同 时消耗 1mol 二氧化碳也就消耗 3mol 氢气，即氢气的生成速率和消耗速率相等，可以说明该 反应达到平衡状态，故 a 正确； b.反应过程中 c(CO2):c(CH3OH)=1：1，只能说明某一时刻二者的浓度比，不能说明达到平衡状 态，故 b 错误； c.恒温恒容时，混合气体的体积不变，该反应中反应物、生成物都是气体，根据质量守恒， 混合气体的质量不变，混合气体的密度=混合气体的质量÷混合气体的体积，因此混合气体的 密度始终保持不变，因此不能说明达到平衡状态，故 c 错误； d.绝热恒容时，随着反应进行，该体系的温度不断发生变化直到平衡，反应的平衡常数与温 度有关，反应的平衡常数不再变化，也就说明体系温度不变，说明反应达到平衡状态，故 d 正确； 故答案为：ad； ③相同温度下，反应Ⅲ前后气体分子数不变，压强改变不影响其平衡移动，反应Ⅰ正反应为 气体分子数减小的反应，增大压强，有利于平衡向正反应方向移动，CO 的转化率增大，故压 强增大有利于 CO 的转化率升高，故压强：P3>P2>P1；由图可知，压强一定时，随温度的升高， CO 的转化率减小，反应Ⅰ正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡体系 中 CO 的量增大，反应Ⅲ是吸热反应，温度升高，平衡向正反应方向移动，又使平衡体系中 CO 的量增大，总结果，随温度升高 CO 的转化率减小， 故答案为：P3>P2>P1；升高温度时，反应Ⅰ是放热反应，平衡向逆反应方向移动，使得平衡体 系中 CO 的量增大；反应Ⅲ是吸热反应，温度升高，平衡向正反应方向移动，又使平衡体系中 CO 的量增大，总结果，随温度升高 CO 的转化率减小； （3）①A 点的转化率为 50%，列三段式： 则 A 点的平衡常数为 K=         c CH3OCOOCH3 c H2O c2 CH3OH c CO2   = 0.5 0.5 12 0.5   =0.5， 故答案为：0.5； ②温度越高，压强越大，反应速率越快；该反应为气体分子数减小的反应，压强越大转化率 越高，故 P2>P1，A、B 两点温度相同，C 点温度最高，故 v(C)>v(B)>v(A)， - 16 - 故答案为：v(C)>v(B)>v(A)； （4）甲醇燃烧的化学方程式为：2CH3OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(g)，甲醇燃料电池负极 发生氧化反应，电解质溶液为碱性，因此其负极反应式为 CH3OH-6e-+8OH-=CO3 2-+6H2O， 故答案为：CH3OH-6e-+8OH-=CO3 2-+6H2O。 20. 工业上用低品铜矿(主要含 CuS、FeO 等)制备氯化亚铜(CuCl)的一种工艺流程如图： 已知：①CuCl 微溶于水，不溶于乙醇，露置于潮湿的空气中易被氧化。 ②“氧化”时，NO 3  中 N 元素主要被还原为最低价态，少部分被还原为 NO。 (1)①“氧化”阶段的温度需控制在 65℃，其适宜的加热方式为____； ②该步骤中 FeO 被 NH4NO3 氧化，其主要反应的离子方程式：____。 (2)在实验室进行实验时，“氧化”阶段反应可在如图所示装置中进行： ①实验开始时，温度计显示反应液温度低于室温，主要原因是____。 ②通入氧气的目的是____。 ③为便于观察和控制产生 O2 的速率，制备氧气的装置最好选用_______(填字母)。 (3)已知常温下 CuCl 在水溶液中 Ksp＝1.2×10－6，工艺流程最后一步析出 CuCl 晶体后的溶液 中，如果 c(Cl－)＝4.0mol·L－1，则 c(Cu＋)＝____。 (4)已知 pH 对 CuCl 沉淀率的影响如图所示，请设计从“过滤 II”所得的滤液中获取 CuCl 的 实验方案：____。(实验中必须使用的试剂有：NaCl 溶液、Na2SO3 溶液、NaOH 溶液、95%乙醇)。 - 17 - 【答案】 (1). 水浴加热 (2). 8FeO+NO3−+26H+=8Fe3++NH4 ++11H2O (3). 硝酸铵溶于 水吸热 (4). 将三颈瓶中的NO、NO2转化为 HNO3 (5). B (6). 3.0×10−7mol/L (7). 边搅拌边向滤液中滴加稍过量的 Na2SO3 溶液和 NaCl 溶液，然后缓慢滴加 NaOH 溶液至溶液 pH 为 3.5，过滤，用 95%乙醇洗涤，干燥，密封保存 【解析】 【分析】 低品铜矿（主要含 CuS、FeO 等）溶解于硫酸、硝酸铵溶液发生氧化还原反应，S、Fe 元素分 别被氧化为 SO4 2-、Fe3+，过滤 I 分离出滤渣Ⅰ为不溶性杂质，再加 CuO 促进铁离子水解，过滤 II 分离出滤渣 II 为氢氧化铁，滤液中含 Cu2+ 再加入过量的 Na2SO3 溶液和 NaCl 溶液发生 SO3 2-+2Cu2++2Cl-+H2O═2CuCl↓+SO4 2-+2H+，生成 CuCl 沉淀，加 NaOH 调节 pH 为 3.5，过滤、醇 洗最后烘干得到 CuCl，以此来解答。 【详解】(1)“氧化”阶段的温度需控制在 65℃，其适宜的加热方式为水浴加热，可控制温度； 该步骤中 FeO 被 NH4NO3 氧化，主要反应的离子方程式为 8FeO+NO3−+26H+=8Fe3++NH4 ++11H2O， 故答案为：水浴加热；8FeO+NO3−+26H+=8Fe3++NH4 ++11H2O； (2)①实验开始时，温度计显示反应液温度低于室温，主要原因是硝酸铵溶于水吸热， 故答案为：硝酸铵溶于水吸热； ②通入氧气的目的是将三颈瓶中的 NO、NO2 转化为 HNO3；为便于观察和控制产生 O2 的速率，制 备氧气的装置最好选用 B，分液漏斗控制液体的加入，且 C 中过氧化钠为粉末，与水接触后发 生反应至反应结束，不能控制氧气的生成， 故答案为：将三颈瓶中的 NO、NO2 转化为 HNO3；B； (3)Ksp[CuCl]=c(Cl−)⋅ c(Cu+)=1.2×10−6，所以如果 c(Cl−)=4.0 mol⋅ L−1，则 c(Cu+)=1.2 10 6 4.0mol / L   =3.0×10−7mol/L， 故答案为：3.0×10−7mol/L； (4)由图可知，从“过滤Ⅱ”所得的滤液中获取 CuCl 的实验方案为边搅拌边向滤液中滴加稍 过量的 Na2SO3 溶液和 NaCl 溶液，然后缓慢滴加 NaOH 溶液至溶液 pH 为 3.5，过滤，用 95%乙醇 - 18 - 洗涤，干燥，密封保存； 故答案为：边搅拌边向滤液中滴加稍过量的 Na2SO3 溶液和 NaCl 溶液，然后缓慢滴加 NaOH 溶液 至溶液 pH 为 3.5，过滤，用 95%乙醇洗涤，干燥，密封保存。 (二)选做题：共 15 分。请考生从 21-22 题中任选一题作答。如果多做或未涂所选题目的信息 点，则按第一题计分。 21. 目前半导体生产正在进行一场“铜芯片”革命：在硅芯片上用铜代替铝布线。古老的金 属铜在现代科技应用上取得了突破。用黄铜矿(主要成分为 CuFeS2)生产粗铜，其反应原理如 图： (1)基态铜原子的价电子排布式为______，硫、氧元素相比，第一电离能较大的元素是_____(填 元素符号)。 (2)反应①、②中均有 SO2 气体生成，SO2 分子的中心原子杂化类型是____，其立体结构是____。 (3)某学生用硫酸铜溶液与氨水做了一组实验：CuSO4 溶液 氨水 蓝色沉淀 氨水 沉淀溶 解，得到深蓝色透明溶液。生成蓝色沉淀溶于氨水的离子方程式为____； (4)铜是第四周期最重要的过渡元素之一，其单质及化合物具有广泛用途。铜晶体中铜原子堆 积方式为________；铜的某种氧化物晶胞结构如图所示，若该晶体的密度为 dg/cm3，阿伏加 德罗常数的值为 NA，则该晶胞中铜原子与氧原子之间的最近距离为________pm。(用含 d 和 NA 的式子表示) 【答案】 (1). 3d104s1 (2). O (3). sp2 (4). V 型 (5). Cu(OH)2＋4NH3·H2O ＝[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O 或 Cu(OH)2＋4NH3＝[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－ (6). 面心立方最密堆 积 (7). 3 3 288 4 AdN   1010pm 【解析】 【详解】（1）铜位于第四周期 IB 族，价电子包括最外层电子和次外层电子的d 能级，即铜原 - 19 - 子的价电子为 3d104s1，同主族从上到下第一电离能减小，即 O 的第一电离能最大； （2）产生的气体为 SO2，中心原子 S 的含有 2 个σ键，孤电子对数 6 2 2 2 － =1，杂化轨道数 为 3，即类型是 sp2，立体结构是 V 型； （3）形成络合物，其离子反应方程式为：Cu(OH)2＋4NH3·H2O＝[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O 或 Cu(OH)2＋4NH3＝[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－； （4）铜晶体的是面心立方最密堆积，O 的个数为 8× 1 8 ＋1=2，铜位于体心，化学式为 Cu2O， 晶胞的质量为 2 144 AN  g，根据晶胞的密度定义，晶胞的边长是 3 288 AdN cm，铜和氧原子最近的 原子之间距离是体对角线的 1 4 ，因此距离是 3 3 288 4 AdN   1010pm。 22. 新泽茉莉醛是一种名贵的香料，其合成路线如图： 已知： Ⅰ.RCHO+ +H  +H2O Ⅱ.RCHO+R′CH2CHO NaOH溶液 Δ +H2O (1)A 的化学名称是____。 (2)D 中含氧官能团的名称是____。 (3)反应①的反应类型是______，由 F 制取新泽茉莉醛的反应类型是____。 (4)写出反应②的化学方程式：____。 (5)芳香族化合物 G 与 D 互为同分异构体，1molG 能与足量 NaHCO3 溶液反应产生 1mol 气体，且 G 遇三氯化铁溶液呈紫色，则 G 的结构有____种。其中一种结构苯环上的一氯代物只有两种， 其结构简式为：____。 - 20 - (6)结合已知Ⅱ，设计以乙醇和苯甲醛 为原料(无机试剂任选)制备 的合成路线(用结构简式表示有机物，用箭头表示转化关系，箭头 上注明试剂和反应条件)：____。 【答案】 (1). 溴苯 (2). 醛基、(酚)羟基 (3). 取代反应 (4). 加成反应 (5). (6). 3 (7). (8). 【解析】 【分析】 苯与液溴发生取代反应生成 A 为溴苯 ，结合 B 的分子式可知，A 发生水解反应生成 B 为 ，结合 C 的分子式与 D 的结构简式可知 C 为 ，对比 D 与新泽茉莉醛 的结构简式，结合 D→E、E→F 的反应条件及信息反应 I、Ⅱ，可知 D→E 发生信息 I 中的反应， E 为 ，E→F 发生信息Ⅱ中的反应，F 为 ， F 与氢气发生加成反应生成新泽茉莉醛，据此分析解答。 【详解】(1)A 为 ，化学名称是溴苯； (2)D 中含氧官能团的名称是醛基、(酚)羟基； (3)由以上分析知，反应①的反应类型是取代反应；由 F 制取新泽茉莉醛的反应类型是加成反 应； - 21 - (4)根据信息反应 I 可知，反应②的化学方程式为 ； (5)D 为 ，芳香族化合物 G 与 D 互为同分异构体，1molG 能与足量 NaHCO3 溶液反应产生 1mol 气体，则 G 分子结构中含有一个羧基，又 G 遇三氯化铁溶液呈紫色，则 G 还应含有一个 羟基，则 G 中苯环上有一个羧基和一个羟基，可以是邻、间、对的位置关系，则 G 的结构有 3 种；其中一种结构苯环上的一氯代物只有两种，其结构简式为 ； (6)结合已知反应Ⅱ，乙醇催化氧化生成乙醛，乙醛与苯甲醛反应得到 ， 再进一步氧化生成 ，最后与乙醇发生酯化反应得到目标物，合成路线流程 图为 。 - 22 -