广西南宁市2021 届高三12月特训班统一测试理科综合化学试卷 Word版含解析

广西南宁市2021 届高三12月特训班统一测试理科综合化学试卷 Word版含解析

- 1 - 广西南宁市 2021 届高三特训班统一测试 理科综合化学试题 1. 化学与人类社会的生产、生活有着密切联系，下列叙述正确的是 A. “嫦娥五号”的太阳能电池帆板的材料是二氧化硅 B. 食品包装袋中常用保鲜剂的组成为铁粉、炭粉和氯化钠，其中炭粉作还原剂 C. 医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜，其单体属于烃的衍生物 D. “自古书契多编以竹简，其用缣帛者(丝织品)谓之为纸”，文中“纸”的主要成分是纤维素 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．“嫦娥五号”的太阳能电池帆板的材料是晶体硅，A 错误； B．食品包装袋中常用保鲜剂的组成为铁粉、炭粉和氯化钠构成原电池。类似吸氧腐蚀，其中 Fe 作还原剂，B 错误； C．医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜，其单体 CF2=CF2 可看作是乙烯分子中的 4 个 H 原子被 F 原子取代产生的，因此属于烃的衍生物，C 正确； D．“自古书契多编以竹简，其用缣帛者(丝织品)谓之为纸”，文中“纸”的主要成分属于蛋白质， D 错误； 故合理选项是 C。 2. 从某中草药提取的有机物 X 结构如图所示，下列有关化合物 X 说法正确的是 A. 该有机物分子式为 C14H16O6 B. 环上氢原子的一氯取代物有 4 种 C. 化合物 X 能发生加成、取代和氧化反应 D. 1 mol 化合物 X 最多可与 4 mol NaOH 发生反应 【答案】C 【解析】 【分析】 - 2 - 【详解】A．根据物质结构简式，结合 C 原子价电子数目的 4，可知该物质分子式是 C14H18O6， A 错误； B．该物质分子高度对称，根据物质结构简式可知：在环上有 5 种不同位置的 H 原子，因此环 上氢原子的一氯取代物有 5 种，B 错误； C．化合物 X 分子中含有碳碳双键，能发生加成反应；含有羟基、羧基，能够发生取代反应； 由于含有碳碳双键，且羟基连接的 C 原子上含有 H 原子，因此能够发生催化氧化反应，C 正 确； D．物质分子中只有 2 个羧基可以与 NaOH 发生反应，因此 1 mol 化合物 X 最多可与 2 mol NaOH 发生反应，D 错误； 故合理选项是 C。 3. 设 NA 为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. pH=2 的硫酸溶液中含有的氢离子数目为 0.01NA B. 15.6 g 的 Na2S 和 Na2O2 固体混合物中，阴离子数为 0.2NA C. 1 mol 碳正离子( + 3CH )中所含的电子总数为 9NA D. 密闭容器中 2 mol NO 与 1 mol O2 充分反应，产物的分子数为 2NA 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．pH=2 的硫酸溶液中 c(H+)=0.01 mol/L，但溶液中只有离子浓度，没有溶液体积， 因此不能计算离子数目，A 错误； B．Na2S 和 Na2O2 的式量都是 78，15.6 g 的 Na2S 和 Na2O2 固体混合物中含有物质的物质的量 是 0.2 mol，由于这两种物质中阳离子与阴离子个数比都是 2：1，则 0.2 mol 固体混合物中含 有阴离子的物质的量是 0.2 mol，阴离子数为 0.2NA，B 正确； C．1 个 + 3CH 中含有 8 个电子，1 mol 碳正离子( + 3CH )中所含的电子总数为 8NA，C 错误； D．NO 与 O2 反应产生 NO2，2 mol NO 与 1 mol O2 充分反应，产生 2 mol NO2，NO2 会有一部 分发生反应产生 N2O4，反应方程式为：2NO2  N2O4，则反应后气体的物质的量小于 2 mol， 故最终产物的分子数小于 2NA，D 错误； 故合理选项是 B。 4. 下列有关物质的实验操作、现象及结论描述正确的是 - 3 - 选项 实验操作及现象 结论 A 向 2.0 mL 浓度均为 0.1 mol/L 的 KCl 和 KI 混合溶 液中滴加 1～2 滴 0.01 mol/LAgNO3 溶液，出现黄 色沉淀 Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl) B 在少量浓硝酸中加入大量铁屑，充分反应后滴加 KSCN 溶液，溶液无血红色 Fe 被氧化为 Fe2+ C 向品红溶液中通入某气体后，溶液褪色 该气体一定是 SO2 D 用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在 酒精灯上加热，无液态铝滴落下来 金属铝的熔点较高 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．向 2.0 mL 浓度均为 0.1 mol/L 的 KCl 和 KI 混合溶液中滴加 1～2 滴 0.01 mol/LAgNO3 溶液，出现黄色沉淀，说明 I-、Ag+发生反应产生 AgI 沉淀，则溶液中 c(Ag+)·c(I-)＞Ksp(AgI)， 而 c(Ag+)·c(Cl-)＜Ksp(AgCl)，故物质的溶度积常数：Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)，A 正确； B．在少量浓硝酸中加入大量铁屑，充分反应后滴加 KSCN 溶液，溶液无血红色，是由于在室 温下浓硝酸具有强氧化性，将 Fe 粉氧化而在金属表面产生一层致密的氧化物保护膜，阻止内 部金属的进一步被氧化，即发生钝化现象，B 错误； C．向品红溶液中通入某气体后，溶液褪色，证明气体具有漂白性，该气体可能是 SO2，也可 能是 Cl2 等，C 错误； D．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，无液态铝滴落下来，是由 于在加热时表面的 Al 与 O2 反应产生高熔点的 Al2O3，将熔化的 Al 包裹，因此铝熔化但不滴 落，D 错误； 故合理选项是 A。 5. 一种利用 LiCl、Li2CO3 制备金属锂的装置如图所示。下列说法正确的是 - 4 - A. 电子流向：电极 N→电源→电极 M B. 每有 2molLi+通过隔膜，将产生 22.4LCl2 C. N 极的电极反应方程式为：LiCl+e−=Li+Cl− D. 隔膜右电极室每转移 0.2mol 电子，消耗 7.4gLi2CO3 【答案】D 【解析】 【分析】 据图可知，有外接电源，所以该装置为电解池，在该电解池中，根据 Li+由左向右移动可知， M 为阳极，电极反应：2Cl-—2e-=Cl2，N 为阴极，电极反应：Li++e-=Li。 【详解】A.由分析可知，M 为阳极失电子发生氧化反应，N 为阴极得电子发生还原反应，电 子由电极 M→电源→电极 N，故 A 错误； B.根据电荷守恒，当有 2mol Li+通过隔膜，左侧电极室消耗 2molCl-则电路中转移 2mol 电子， 产生 1mol Cl2，但没有说明温度和压强，故不能确定氯气体积，故 B 错误； C.根据上述分析可知，N 极的电极反应方程式为：Li++e-=Li ，故 C 错误； D.根据电极反应式，阴极产生 1.4g Li，即 0.2mol Li，转移 0.2mol 电子，产生 0.1mol Cl2，电 解池左侧的反应为 2Cl2+2Li2CO3=4LiCl+2CO2+O2，消耗 0.1mol Li2CO3，即 7.4g Li2CO3，故 D 正确。 故答案选 D。 6. 常温下，用 0.100mol/L 的 HCl 分别滴定 10.00mL 浓度均为 0.100mol/L 的 NaOH 和二甲胺 [(CH3)2NH]溶液(Kb[(CH3)2NH·H2O]=1.6×10−4)。已知以数字表示的溶液传导电流的能力称为 电导率，现测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。下列说法正确的是 - 5 - A. a、b、c 三点的溶液，水的电离程度 cc(Cl-)>c( + 3 2 2(CH ) NH )>c(H+)>c(OH-) C. e 点溶液：c(H+)+c( + 3 2 2(CH ) NH )=c(OH-)+c(Cl-) D. d 点溶液：c(H+)+c( + 3 2 2(CH ) NH )>c[(CH3)2NH·H2O]+c(Cl-) 【答案】C 【解析】 【分析】 氢氧化钠是强碱，二甲胺是弱碱，相同浓度的氢氧化钠溶液的导电率强于二甲胺，则曲线① 为氢氧化钠溶液的滴定曲线，曲线②为二甲胺溶液的滴定曲线。 【详解】A.a 点为等浓度的氢氧化钠和氯化钠混合溶液，溶液中氢氧根离子抑制水的电离，b 点为等浓度的二甲胺和(CH3)2NH2Cl 的混合溶液，由二甲胺的电离常数可知(CH3)2NH2Cl 的水 解 常 数 为  3 22 wK [ · ]bK CH NH H O = -14 -4 1 10 1.6 10   =6.25×10—11 ＜ Kb[(CH3)2NH·H2O] ， 溶 液 中 CH3)2NH·H2O 的电离大于 + 3 2 2CH ) NH（ 的水解，溶液呈碱性，抑制水的电离，a 点溶液中氢氧 根离子浓度大于 b 点，a 点抑制水的电离程度大于 b 点，c 点为氯化钠溶液，不影响水的电离， 则水的电离程度 a c(Cl-)> c[(CH3)2NH·H2O]>c(OH-)>c(H+)，故 B 错误； - 6 - C.e 点为等浓度的等浓度的盐酸和(CH3)2NH2Cl 的混合溶液，溶液中的电荷守恒关系为 c(H+)+c( + 3 2 2(CH ) NH )=c(OH-)+c(Cl-)，故 C 正确； D.d 点为(CH3)2NH2Cl 溶液，(CH3)2NH2Cl 在溶液中水解使溶液呈酸性，溶液中的电荷守恒关 系为 c(H+)+c( + 3 2 2(CH ) NH )=c(OH-)+c(Cl-)，溶液中 c[(CH3)2NH·H2O]> c(OH-)，则 c(H+)+c( + 3 2 2(CH ) NH )=c(OH-)+c(Cl-)＜c[(CH3)2NH·H2O]+c(Cl-)，故 D 错误； 故选 C。 7. 由四种短周期主族元素 X、Y、Z 和 W 构成的物质结构如图所示，其中 Z 与 W 同周期且 Z 的原子半径在四种原子中半径最大，Y 的核外电子总数等于 W 的核外最外层电子数，下列说 法正确的是 A. Y 的氢化物能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 B. 气态氢化物的稳定性：X＞Z C. 原子半径 r：r(X)＜r(Y)＜r(Z) D. W 氧化物对应水化物的酸性一定比 Y 氧化物对应水化物的酸性强 【答案】B 【解析】 【分析】 由物质的结构可知：X、Z 最外层电子数都是 4，其中 Z 与 W 同周期且 Z 的原子半径在四种 原子中半径最大，则 X 是 C 元素，Z 是 Si 元素，W 是第三周期元素，能够与 Si 形成 1 个共 用电子对，则 W 原子最外层有 7 个电子，核外电子排布是 2、8、7，该元素是 Cl 元素；Y 的 核外电子总数等于 W 的核外最外层电子数，则 Y 是 7 号 N 元素，然后根据元素周期律及物质 性质分析解答。 【详解】综上所述，X 是 C，Y 是 N，Z 是 Si，W 是 Cl 元素。 A．Y 是 N，N 元素的氢化物 NH3 水溶液显碱性，能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝，A 错误； - 7 - B．元素的非金属性越强，其相应的简单氢化物的稳定性就越强。X 是 C，Z 是 Si，元素的非 金属性：C＞Si，则稳定性：CH4＞SiH4，即气态氢化物的稳定性：X＞Z ，B 正确； C．C、N 是第二周期元素，Si 是第三周期元素。不同周期元素，元素周期数越多，原子半径 越大；同一周期元素，原子序数越大，原子半径越小，则原子半径由大到小的顺序为：Si＞C ＞N，所以原子半径由小到大关系为：r(Y)＜r(X)＜r(Z)，C 错误； D．Cl、N 元素的氧化物对应水化物有多种，由于题干未指明是元素最高价氧化物对应的水化 物，因此不能比较物质的酸性强弱，D 错误； 故合理选项是 B。 8. 碳酸亚铁(FeCO3)是一种重要的工业盐，可用于制备补血剂，也是炼铁所用铁矿的主要成分， 其外观为白色固体，难溶于水。某研究小组制备了 FeCO3，并对 FeCO3 的性质和应用进行了 探究。 已知： 2+ - 4- 6Fe +6SCN Fe(SCN)ˆˆ†‡ˆˆ (无色) 用如图装置制备 FeCO3(夹持装置略)： (1)装置 c 的名称为___________。 (2)打开 a 中 K1、K3，关闭 K2，一段时间后，关闭 K3，打开 K2.在装置___________(填装置序 号)中制得碳酸亚铁沉淀。该操作过程中产生的气体的作用是：___________。 (3)用以上方法制得的碳酸亚铁纯度不高，可能含有的主要杂质是___________(写化学式)。若 用 NaHCO3 溶液代替 Na2CO3 溶液制备碳酸亚铁，获得的产品纯度更高，该反应的离子方程式 为___________。 (4)研究小组为了探究 FeCO3 的性质，将制得的产品过滤、洗涤、干燥后在空气中煅烧，发现 有红棕色固体生成，请写出相应的化学反应方程式___________。 (5)通过以下两个实验进一步探究 FeCO3 的性质： - 8 - 实验 i： 实验 ii： 对比实验 i 和ⅱ，得出的实验结论是___________。 【答案】 (1). 三颈烧瓶 (2). c (3). 排出装置内空气，防止生成的 FeCO3 被氧化；将 b 中 溶 液 压 入 c 中 (4). Fe(OH)2 (5). 2 - 3HCO +Fe2+=FeCO3↓+CO2↑+H2O (6). 4FeCO3+O2=2Fe2O3+4CO2 (7). Fe2+与 SCN-的络合(或结合)会促进 FeCO3 固体的溶解(或 FeCO3 固体在 KSCN 溶液中的溶解性比 KCl 溶液中大) 【解析】 【分析】 该实验主要是利用硫酸亚铁与碳酸钠反应生成碳酸亚铁，打开 a 中 K1、K3，关闭 K2 ，a 与 b 装置反应生成氢气排尽装置内空气，一段时间后，关闭 K3，打开 K2，硫酸亚铁压入到碳酸钠 溶液当中反应生成碳酸亚铁，后用 Fe2+与 SCN-的络合反应验证 FeCO3 的溶解性，据此分析回 答相关实验问题。 【详解】(1)根据实验装置可知装置 C 的名称是三颈烧瓶； (2)打开 a 中 K1、K3，关闭 K2，主要是铁屑与稀硫酸反应生成氢气用来排出装置内的空气，防 止生成的碳酸亚铁被氧化，关闭 K3，打开 K2，主要让 b 装置中反应生成的硫酸亚铁压入到 c 反应装置中生成碳酸亚铁，所以在装置 c 中制得碳酸亚铁沉淀；产生的气体的作用是排出装 置内空气，防止生成的 FeCO3 被氧化； (3)碳酸钠溶液显碱性，溶液中存在氢氧根与二价铁离子反应生成氢氧化亚铁，所以可能含有 的主要杂质是 Fe(OH)2；碳酸氢钠溶液水解程度较小，溶液中存在的氢氧根较少，获得的产品 纯度更高，反应的离子方程式为 2HCO - 3 +Fe2+=FeCO3↓+CO2↑+H2O； (4)根据已知的题干，FeCO3 过滤、洗涤、干燥后在空气中煅烧，发现有红棕色固体生成，红 - 9 - 棕色固体是 Fe2O3，所有化学反应方程式 4FeCO3+O2=2Fe2O3+4CO2； (5)通过对比实验 i 和 ii，可知 Fe2+与 SCN-络合生成可溶于水的 Fe(SCN) 4- 6 ，会促进 FeCO3 固 体的溶解，所以得出的实验结论是 Fe2+与 SCN-的络合(或结合)会促进 FeCO3 固体的溶解(或 FeCO3 固体在 KSCN 溶液中的溶解性比 KCl 溶液中大)。 9. 某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属 Ni、Al、Fe 及其氧化物，还有少量其他不溶 性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备氯化镍晶体(NiCl2•6H2O)： 已知：常温下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的 pH 如下表所示： 氢氧化物 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Ni(OH)2 Al(OH)3 开始沉淀时 (c=0.01mol/L)的 pH 7.5 2.2 7.2 3.7 沉淀完全的 pH 9.0 3.2 8.7 4.7 回答下列问题： (1)“碱浸”中 NaOH 的两个作用分别是___________。 (2)加入 H2O2 氧化时发生反应的离子方程式为___________。 (3)利用上述表格数据，计算 Ni(OH)的 Ksp=___________。如果“氧化”后的溶液中的 Ni2+浓 度为 1.0mol·L−1，则“调 pH”应控制的 pH 范围是___________。 (4)操作 2 采用的纯化方法是___________。 (5)氯化镍在强碱溶液中用 NaClO 氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的 NiOOH。写出该 反应的离子方程式___________。 (6)通过佛尔哈德法可以测定氯化镍晶体(NiCl2•6H2O)中氯元素的含量从而确定该产品的纯度， 实验步骤如下： A．准确称取 2.38g 产品，配制成 250mL 溶液。 - 10 - B．取待测溶液 25.00mL 于锥形瓶中，向其中加入 25.00mL0.1000mol·L−1AgNO3 溶液(过量)， 使 Cl−完全转化为 AgCl 沉淀。 C．向其中加入 2mL 硝基苯，用力摇动，使沉淀表面被有机物完全覆盖。 D．加入指示剂。用 0.1000mol·L−1NH4SCN 溶液滴定过量的 Ag+至终点，消耗 10.00mLNH4SCN 标准溶液。 已知：Ksp(AgCl)=3.2×10−10，Ksp(AgSCN)=2×10−12 ①滴定选用的指示剂是___________(填标号)。 a．酚酞溶液 b．甲基橙 c．NH4Fe(SO4)2 ②氯化镍晶体的纯度为___________。 ③在步骤 c 中，若无加入硝基苯的操作，所测产品纯度将会___________(填“偏大”“偏小” 或“不变”)。 【答案】 (1). 除去油脂，溶解铝及其氧化物 (2). 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (3). 10-15.6 (4). 3.2≤pH＜6.2 (5). 重结晶 (6). 2Ni2++ClO−+4OH−=2NiOOH↓+Cl−+H2O (7). c (8). 75% (9). 偏小 【解析】 【分析】 废镍催化剂加 NaOH 溶液碱浸，可以除去油脂和铝及其氧化物，滤渣酸浸，使铁、镍及其氧化 物溶解进入溶液中，用 H2O2 将 Fe2+氧化为 Fe3+，用 Na2CO3 调节溶液的pH 使 Fe3+转化为 Fe(OH)3 沉淀，和其他不溶性物质一起过滤除去。滤液中加 Na2CO3 沉镍，得到的 NiCO3 用盐酸溶解， 经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到粗晶体，再经重结晶得到更纯的产品。 【详解】(1)废镍催化剂是油脂厂的，所以上面粘有油脂，油脂可以溶于 NaOH 溶液，所以“碱 浸”中 NaOH 溶液除了能溶解铝及其氧化物外，还可以除去油脂。 (2)加入 H2O2 将 Fe2+氧化为 Fe3+，在酸性溶液中发生反应的离子方程式为： 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。 (3)当 Ni2+浓度为 0.01mol/L 时，在 pH=7.2 时开始沉淀，此时溶液中的 c(H+)=10-7.2，溶液中的 c(OH-)=10-6.8，Ni(OH)的 Ksp=c(Ni2+) c2(OH-)=0.01×(10-6.8)2=1.0×10-15.6。“氧化”后的溶液中的 Ni2+浓 度为 1.0mol·L−1，根据 Ni(OH)的 Ksp 可以计算出 Ni2+刚刚沉淀时溶液中的 c(OH-)=     15.6 2 2 1.0 10 1.0 spK Ni OH c Ni        =1.0×10-7.8mol/L， c(H+)=10-6.2mol/L，pH=6.2。根据表格中 的数据，可知使 Fe3+沉淀完全需控制的 pH 为 3.2，所以“调 pH”应控制的 pH 范围是 3.2≤pH＜ - 11 - 6.2。 (4)操作 2 是将得到的粗晶体进行重结晶得到更纯的晶体。 (5)氯化镍在强碱溶液中用 NaClO 氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的 NiOOH，NaClO 被还原为 Cl−，该反应的离子方程式为：2Ni2++ClO−+4OH−=2NiOOH↓+Cl−+H2O。 (6)①Fe3+遇 SCN-会显红色，所以应选择含有 Fe3+的指示剂，故选 c。 ②25.00mL 0.1000mol·L−1AgNO3 溶液(过量)中 Ag+的物质的量为 2.5×10-3mol，剩余的 Ag+用 10.00mL 0.1000mol·L−1 NH4SCN 溶液滴定，则剩余的 Ag+的物质的量为 1.0×10-3mol，则和 Cl-反应 的 Ag+的物质的量为 2.5×10-3mol-1.0×10-3mol=1.5×10-3mol，Cl-的物质的量即为 1.5×10-3mol，则 NiCl2•6H2O 的物质的量为 7.5×10-4mol，在 250mL 溶液中 NiCl2•6H2O 的物质的量为 7.5×10-3mol， 质量为 7.5×10-3mol×238g/mol，纯度为 37.5 10 238g / 2.38g mol mol  ×100%=75%。 ③在步骤 c 中，若无加入硝基苯的操作，则 AgCl 在水中存在溶解平衡： AgCl(s)  Ag+(aq)+Cl-(aq)，由 AgCl 溶解并电离产生的 Ag+也会消耗加入的 NH4SCN，导致消耗更 多的 NH4SCN，最后导致所测产品纯度偏小。 10. 氮氧化物是形成酸雨、雾霾、光化学烟雾的主要物质，主要来源于汽车尾气。氮氧化物) 的处理已成为科学研究的重要内容。请回答下列问题： (1)用 O3 氧化可脱除氮氧化物。 已知：①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)ΔH1=-113kJ/mol ②6NO2(g)+O3(g)=3N2O5(g) ΔH2=-227kJ/mol ③4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g) ΔH3=-57kJ/mol 用 O3 氧化脱除 NO 的总反应是：NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) ΔH4=___________，该反应在热力 学上趋势大，其原因是___________。 (2)还可以用活性炭还原法处理氮氧化物。 在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的 NO 气体，发生如下反应： C(s)+2NO(g)  N2(g)+CO2(g) ΔH=bkJ/mol，测得 NO 的转化率α(NO)随温度的变化如图甲所 示： - 12 - ①由图可知，1050K 前反应中 NO 的转化率随温度升高而增大，原因是：___________； ②在 1100K 时，CO2 的体积分数为___________。 (3)用 CO 还原法可处理氮氧化物。 在 1L 的密闭容器中充入 1molCO 和 1molNO，在一定条件下发生反应： 2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)，测得 NO 的平衡转化率与温度及压强的关系如图乙所示： 实验测得，v 正=k 正 c2(NO)∙c2(CO)，v 逆=k 逆 c(N2)∙c2(CO2)(k 正、k 逆为速率常数，只与温度有关。) ①比较 P1、P2、P3 的大小关系：___________。 ②达到平衡后，仅升高温度，k 正增大的倍数___________填“＞”“=”或“＜”)k 逆增大的倍数。 ③求 a 点 k k 正 逆 时=___________。 【答案】 (1). -198kJ·mol-1 (2). 该反应为放热反应 (3). 1050K 前反应未达到平衡状 态，随着温度升高，反应速率加快，NO 转化率增大 (4). 20% (5). P1＞P2＞P3 (6). ＜ (7). 160 【解析】 【分析】 【详解】(1)已知：①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)ΔH1=-113kJ/mol ②6NO2(g)+O3(g)=3N2O5(g) ΔH2=-227kJ/mol ③4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g) ΔH3=-57kJ/mol 根据盖斯定律， 1 2 (①+②×2+③×3)，得到反应是 NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)的 - 13 - ΔH4= 1 2 (-113kJ/mol-227kJ/mol×2-57kJ/mol×3)=-198kJ∙mol-1；该反应为放热反应，放热反应一般 容易自发进行，在热力学上趋势大； (2)在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的 NO 气体，发生如下反应： C(s)+2NO(g)  N2(g)+CO2(g) ΔH=bkJ/mol，①1050K 前反应未达到平衡状态，随着温度升 高，反应速率加快，NO 转化率增大，由图可知，1050K 前反应中 NO 的转化率随温度升高而 增大； ②设一氧化氮的初始物质的量为 2mol，在 1100K 时，NO 的转化率α(NO)=40%，列出三段式； 2 2 (mol) 2 0 0 (mol) C(s) + 2NO(g) N ( 0.8 0.4 0.4 (mol) 1.2 0.4 0 g) + CO (g) .4 开始 变化 平衡  CO2 的体积分数为 0.4mol 1.2mol+0.4mol+0.4mol =20%； (3)①2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)，由 NO 的平衡转化率与温度及压强的关系，在相同的温 度下，压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，正向移动，NO 的平衡转化率增大，故 P1＞P2＞P3； ②由图像可知，温度升高，NO 的平衡转化率减小，平衡逆向移动，逆反应方向为吸热的反应， 达到平衡后，仅升高温度，有利于平衡逆向移动，k 正增大的倍数＜k 逆增大的倍数； ③在 1L 的密闭容器中充入 1molCO 和 1molNO，在一定温度下达到平衡，a 点的 NO 的平衡转 化率为 80%，列出三段式； 2 2 (mol) 1 1 0 0 (mol) 0.8 0.8 0.4 0.8 (mol) 0.2 0.2 0.4 0.8 2CO(g) + 2NO(g) N (g) + 2CO (g) 开始 变化 平衡  平衡时，v 正=v 逆，k 正 c2(NO)∙c2(CO)=k 逆 c(N2)∙c2(CO2)， k k 正 逆 =         2 2 2 2 2 c N c CO c NO c CO   = 2 2 2 (0.8) (0 0.4 .2) (0.2)   =160。 【点睛】计算 k k 正 逆 时，利用平衡时的正逆反应速率相等这个信息，为易错点。 11. 元素周期表中第四周期中的某些元素在生产、生活中有着广泛的应用。 (1)基态铬原子的价电子排布式为___________。 - 14 - (2)Cr 与 K 位于同一周期且最外层电子数相同，两种元素原子第一电离能的大小关系为 K___________Cr(填“＞”或“＜”)。 (3)实验室常用 KSCN 溶液检验 Fe3+的存在，KSCN 中非金属元素的电负性由小到大的顺序为 ___________(用元素符号表示)，SCN−的几何构型为___________，中心原子的杂化类型为 ___________。 (4)GaN、GaP、GaAs 的熔点如下表，它们的晶体类型与硅类似，都是良好的半导体材料。解 释它们熔点变化的原因___________。 晶体 GaN GaP GaAs 熔点/℃ 1700 1480 1238 (5)某铁镁合金的晶胞如图所示，镁原子的配位数为___________，晶胞有两种基本要素：一种 是原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，其中原子坐标参数 A 为(0，0，0)，B 为( 1 4 ， 1 4 ， 1 4 )，C 为( 1 2 ， 1 2 ，0)，则 D 点坐标参数为___________；另外一种是晶胞参数，已知铁 镁合金的晶胞参数为 a pm，则铁镁之间的最短距离为___________，该合金的密度为 ___________g·cm-3(只列出计算式即可)。 【答案】 (1). 3d54s1 (2). ＜ (3). C＜S＜N (4). 直线形 (5). sp (6). 原子半 径 N＜P＜Ga，键长 Ga-N＜Ga-P＜Ga-As，键能 Ga-N＞Ga-P＞Ga-As，所以 GaN、GaP、GaAs 熔点逐渐降低 (7). 4 (8). ( 3 4 ， 1 4 ， 3 4 ) (9). 3 4 a pm (10). -30 3 A 416 10 a N 【解析】 【分析】 【详解】(1)Cr 是 24 号元素，根据构造原理，可知基态铬原子的价电子排布式为 3d54s1； (2)Cr 与 K 位于同一周期且原子最外层电子数相同，原子序数：K＜Cr。同一周期元素原子序 数越大，原子半径越小，元素的金属性越弱，原子失去电子的能力就越弱，元素的第一电离 - 15 - 能就越大，则这两种元素原子第一电离能的大小关系为：K＜Cr； (3)实验室常用 KSCN 溶液检验 Fe3+的存在，在 KSCN 中的非金属元素有 S、C、N，由于元素 的非金属性越强，其电负性就越大，这三种元素的非金属性：C＜S＜N，所以它们的电负性由 小到大的顺序为：C＜S＜N；SCN−与 CO2 互为等电子体，等电子体结构相似，CO2 是直线形 分子，所以 SCN−的几何构型为直线形；中心 C 原子形成 2 个共价双键，则 C 原子杂化类型为 sp 杂化； (4)GaN、GaP、GaAs 的晶体类型与硅类似，都属于共价晶体，物质熔点由共价键的键能大小 决定，键能越大，物质的熔点就越高。由于原子半径 N＜P＜Ga，键长 Ga-N＜Ga-P＜Ga-As， 则键能 Ga-N＞Ga-P＞Ga-As，所以 GaN、GaP、GaAs 熔点逐渐降低； (5)由某铁镁合金的晶胞结构示意图可知：镁原子处于 4 个 Fe 原子构成的正四面体的几何中心 上，故 Mg 原子的配位数为 4； 根据已知三个点的坐标，结合它们的位置关系可知：D 点坐标参数为( 3 4 ， 1 4 ， 3 4 )； 在该铁镁合金中，铁镁之间的最短距离为晶胞体对角线长度的 1 4 ，由于该晶胞参数是 a pm， 则晶胞体对角线长度为 3 a pm，所以铁镁之间的最短距离为 3 4 a pm； 在一个晶胞中含有 Fe 原子个数为 1 1×8+ ×6=48 2 ，含有的 Mg 原子个数是 8，则根据晶体密度 公式可得其密度ρ= -10 3 3 -30 3 A A m (4×56+8×24)g 416= =V N ×(a×10 ) cm 10 N a g/cm3。 12. 缓释布洛芬 M 为非甾体类抗炎药，有解热、镇痛及抗炎作用，是常用的解热镇痛药物。 其结构简式为 合成路线如下： - 16 - 已知：① ②R1COOR2＋R3OH Δ催化剂 R1COOR3＋R2OH 请回答下列问题 (1)化合物 A 的化学名称___________。 (2)反应①的化学方程式是___________。 (3)D 中含氧官能团的名称___________。 (4)由 H→J 反应的化学方程式___________。 (5)反应②的反应类型___________。 (6)F 的同系物 X 比 F 的相对分子质量少 14，X 的同分异构体同时满足下列条件：①能发生银 镜反应，②芳香族化合物，共有___________种(不考虑立体异构)，其中核磁共振为 4 组峰， 且峰面积之比为 6：2：1：1 的结构简式是___________(任写一种)。 (7)结合题中信息，以 1，4－丁二酸和苯为起始原料制备 ，请写出合成路线(无 机试剂任选)_______________ 【 答 案 】 (1). 2 － 甲 基 丙 酸 (2). +2NaOH Δ醇 +NaBr+2H2O (3). 酯基、羟基 (4). - 17 - Δ浓硫酸 +H2O (5). 取 代 反 应 (6). 14 种 (7). 或 (8). 【解析】 【分析】 由 A 的分子式及 A 与 Br2 反应产物(CH3)2 CBrCOOH，可知 A 为(CH3)2CHCOOH．E 发生信息 ①中反应生成 F，纵观整个过程，结合缓释布洛芬结构可知 E→F 引入苯环，故 X 为 、E 为 、 F 为 、 G 为 、 H 为 ． H 发 生 消 去 反 应 生 成 J 为 ， J 与 氢 气 发 生 加 成 反 应 生 成 K 为 ． 根 据 缓 释 布 洛 芬 结 构 简 式 知 L 为 ，则 K 与 D 信息②中交换反应生成 L，故 D 为 CH2=C(CH3)COOCH2CH2OH，则 C 为 CH2=C(CH3)COOH、B 为 CH2=C(CH3)COONa。 【详解】(1)A 为(CH3)2CHCOOH，A 的化学名称为：2-甲基丙酸； (2)B 为 CH2=C(CH3)COONa，反应①发生羧基与 NaOH 的反应、和溴原子的消去反应，化学 - 18 - 方程式是： +2NaOH Δ醇 +NaBr+2H2O； (3)D 为 CH2=C(CH3)COOCH2CH2OH，含氧官能团的名称：酯基、羟基； (4)H→J 是醇的消去反应，化学方程式： Δ浓硫酸 +H2O； (5)反应②是根据信息②反应的，反应类型：取代反应； (6)F 为 ，同系物 X 比 F 的相对分子质量少 14，即少‘-CH2’，X 的同分异 构体同时满足下列条件：①能发生银镜反应，②芳香族化合物，则 X 有：①只有一个取代基 时： 、 共 2 种；②有 2 个取代基时： 、 共 6 种；③有 3 个取代基时： 、 、 共 6 种；总共 14 种；其中核磁共振为 4 组峰，且峰面积之比为 6：2：1： 1 的结构简式是： 或 ； (7)以 1，4－丁二酸和苯为起始原料制备 ，请写出合成路线为： 。