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江苏省2020届高考化学二轮复习仿真冲刺练（四）
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仿真冲刺练(四)
(时间：100分钟，满分：120分)
可能用到的相对原子质量：H—1 C—12 N—14
O—16 K—39 Cu—64 I—127
一、单项选择题(本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1．研究表明，燃料燃烧产生的氮氧化物、二氧化硫等气体物也与雾霾的形成有关(如图所示)。下列措施不利于减少雾霾形成的是( )
A．减少煤炭供热 B．增加植被面积
C．推广燃料电池 D．露天焚烧秸秆
2．用化学用语表示2Mg＋CO22MgO＋C中的相关微粒，其中不正确的是( )
A．中子数为12的镁原子：Mg
B．MgO的电子式：Mg
C．CO2的结构式：O===C===O
D．碳原子的结构示意图：
3.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( )
A.FeSO4具有氧化性，可用作食品抗氧化剂
B.SiO2熔点高、硬度大，可用于制光学仪器
C.Al（OH）3具有弱碱性，可用于制胃酸中和剂
D.NH3具有还原性，可用作制冷剂
4.常温下，取铝土矿（含有Al2O3、FeO、Fe2O3、SiO2等物质）用硫酸浸出后的溶液，分别向其中加入指定物质，反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是( )
A.加入过量NaOH 溶液：Na＋、AlO、OH－、SO
B.加入过量氨水：NH、Al3＋、OH－、SO
C.通入过量SO2：Fe2＋、H＋、SO、SO
D.加入过量NaClO溶液：Fe2＋、Na＋、ClO－、SO
5.下列实验方案或措施不合理的是( )
A.用标准HCl溶液滴定NaHCO3溶液来测定其纯度，选择甲基橙做指示剂
B.常压蒸馏时，加入液体的体积不超过圆底烧瓶的三分之二
C.用湿润的红色石蕊试纸检验混合气体中是否含NH3
D.用稀盐酸和硝酸钡溶液检验亚硫酸钠固体是否变质
6.下列叙述正确的是( )
A.金属钠着火时，可用泡沫灭火器灭火
B.常温下，Al、Fe遇浓硫酸或浓硝酸发生钝化
C.蔗糖与银氨溶液在水浴加热条件下可发生银镜反应
D.电解精炼铜过程中，若阳极质量减少32 g，则电路中转移电子数目为NA
7.下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.用氨水溶解氢氧化铜沉淀：Cu2＋＋4NH3·H2O===[Cu（NH3）4]2＋＋4H2O
B.用稀硝酸除去试管内壁的银：3Ag＋4H＋＋NO===3Ag＋＋NO↑＋2H2O
C.向次氯酸钠溶液中通入足量SO2气体：ClO－＋SO2＋H2O===HClO＋HSO
D.向NaHCO3溶液中加入少量的Ba（OH）2溶液：Ba2＋＋OH－＋HCO===BaCO3↓＋2H2O
8. X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，这些元素形成的常见二元化合物或单质存在如图所示的转化关系(部分反应物或生成物已省略)，其中只有乙为单质，丁为淡黄色固体，己为红棕色气体，则下列说法正确的是( )
A．简单离子半径大小：W>Y>Z>X
B．丁是含有共价键的离子化合物
C．最简单气态氢化物的热稳定性：Y>Z
D．W的最高价氧化物对应的水化物能促进水的电离
9．在给定条件下，下列选项所示物质间转化均能实现的是( )
A．CaCl2(aq)CaCO3(s)CaO(s)
B．MgO(s)MgCl2(aq)Mg(s)
C．FeS2(s)Fe2O3(s)Fe(s)
D．CH3CH2BrCH2===CH2CH2 —CH2
10．下列说法正确的是( )
A．反应CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)在一定条件下能自发进行，该反应一定为放热反应
B．可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法延缓钢铁水闸的腐蚀
C．Na2O2与水反应产生1 mol O2，理论上转移的电子数目约为4×6.02×1023
D．保持温度不变，向稀氨水中缓慢通入CO2，溶液中的值增大
二、不定项选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题只有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项，多选时，该小题得0分；若正确答案包括两个选项，只选一个且正确的得2分，选两个且都正确的得满分，但只要选错一个，该小题就得0分)
11．有机物a()和b()属于含氮杂环化合物。下列说法正确的是( )
A．b的一氯代物有3种
B．a和b均能发生取代反应和加成反应
C．a中所有碳原子一定共平面
D．a和b互为同分异构体
12．下列实验操作能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验操作
A
制备Fe(OH)3胶体
将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中
B
用CCl4萃取碘水中的I2
先从分液漏斗下口放出有机层，后从上口倒出水层
C
验证蛋白质变性
向鸡蛋清溶液中加入饱和Na2SO4溶液
D
比较ZnS和CuS的Ksp的大小
向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液
13.根据下列图示所得出的结论不正确的是( )
A．图甲表示2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH<0速率与时间关系曲线，说明t1时改变的条件是增大体系的压强
B．图乙是常温下碳钢浸没在NaCl溶液中腐蚀速率与NaCl浓度的关系曲线，说明在NaCl浓度较高时溶液中O2的浓度减小，正极反应减慢导致腐蚀速率降低
C．图丙是金刚石与石墨分别氧化生成CO2的能量关系曲线，说明石墨转化为金刚石的反应的ΔH<0
D．图丁是常温下AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线，说明阴影区域只有Ag2CrO4沉淀
14．一定浓度的柠檬酸(用H3R表示)溶液中H3R、H2R－、HR2－、R3－的含量随pH的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．Na3R溶液中存在的阴离子是HR2－、R3－
B．pH＝4.8时，c(H2R－)＝c(HR2－)>c(OH－)>c(H＋)
C．H3R的第三步电离常数Ka3(H3R)的数量级为10－6
D．Na2HR溶液中HR2－的水解程度小于电离程度
15．在恒容密闭容器中发生反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)。在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。下列说法正确的是( )
A．323 K时，缩小容器体积可提高SiHCl3的转化率
B．a、b点对应的反应速率大小关系：v(a)
D．2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)的正反应为吸热反应
三、非选择题(本题共6小题，共80分)
16．(12分)亚铁氰化钾{K4[Fe(CN)6]·3H2O}俗称黄血盐，常用于检验Fe3＋，也是食盐防结剂。以生产电石的副产物氰熔体[Ca(CN)2和NaCN的混合物]为原料，制备亚铁氰化钾的流程如下：
回答下列问题：
(1)“浸取”需控制在80 ℃以下进行，原因是_________________________________
________________________________________________________________________。
(2)用硫酸亚铁晶体配制FeSO4溶液时还需加入________________________________。
(3)对“滤液”处理可获得一种实验室常用干燥剂，它的化学式是________。
(4)“加热”使HCN气体逸出发生“反应Ⅲ”，生成K4[Fe(CN)6]、二氧化碳和氢气，该反应的化学方程式为___________________________________________________________。
(5)“反应Ⅲ”后的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、________、________、干燥即得产品。
(6)工业上，以石墨为电极，电解亚铁氰化钾溶液可以制备铁氰化钾{K3[Fe(CN)6]，可用于检验Fe2＋}，阳极的电极反应式为________________________________________________。
(7)设计如图实验探究牺牲阳极的阴极保护法原理。
操作
现象
(i)取铁极附近的溶液于试管中，滴加铁氰化钾溶液
无明显现象
(ii)在U形管铁极附近滴加铁氰化钾溶液
产生蓝色沉淀
得出结论：①锌能保护铁；②________________________________________________。
17．(15分)利用蒈烯(A)为原料可制得杀虫剂菊酯(H)，其合成路线可表示如下：
已知：R1CHO＋R2CH2CHO
(1)化合物B中的含氧官能团名称为________。
(2)A→B的反应类型为________。
(3)A的分子式为________。
(4)写出一分子F通过酯化反应生成环酯的结构简式：____________________。
(5)写出G→H反应的化学方程式：__________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)写出满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式：________________。
①能与FeCl3溶液发生显色反应；②分子中有4种不同化学环境的氢。
(7)写出以和CH3CH2OH为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)：________________________________________________________________。
18．(12分)某学习小组欲在实验室探究制备碱式碳酸铜的最佳实验条件，并测定所制得产品的化学式。已知：xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O为绿色或暗绿色固体，Cu4SO4(OH)6·2H2O为蓝色固体。
Ⅰ.探究制备碱式碳酸铜的最佳实验条件
(1)实验需要0.50 mol·L－1 Na2CO3溶液和0.50 mol·L－1 CuSO4溶液各500 mL，配制上述溶液所使用的玻璃仪器除烧杯和胶头滴管外，还有_________________________________。
(2)实验中测得反应物配比及温度对产物的影响分别如表1、表2所示：
表1 反应物配比对产物的影响
n(CuSO4)∶
n(Na2CO3)
1∶1.0
1∶1.1
1∶1.2
1∶1.3
产物生成速率
较慢
慢
快
较快
沉淀量/g
0.428 1
0.533 2
0.549 0
0.537 1
沉淀颜色
蓝色
浅蓝绿
绿色
绿色
表2 温度对产物的影响
温度/℃
室温
65
75
85
95
产物生成速率
－
较慢
快
较快
快
沉淀量/g
无
1.303 3
1.451 2
1.279 9
0.915 9
沉淀颜色
－
绿色
绿色
绿色稍显黑色
黑色
①由此得出制备碱式碳酸铜的最佳实验条件为________________________________
________________________________________________________________________。
②95 ℃时，观察到先有绿色沉淀生成，随后变为黑色。沉淀由绿色变为黑色的原因为___________________________________________________________(用化学方程式表示)。
③根据最佳实验条件，甲同学采用先混合溶液再加热的方法，成功制得绿色产品；乙同学采用先分别加热溶液再混合的方法，得到的产品却是蓝色的。试分析乙同学实验结果的原因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.测定产品碱式碳酸铜[xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O]的化学式
按照Ⅰ的方案，小组同学制得了碱式碳酸铜，并采用如下装置测定其化学式(可重复使用)。
(3)按气流方向，装置的连接顺序为a→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→尾气处理。
(4)根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：先检查装置的气密性，再装入药品，________(请按正确的顺序填入步骤的标号)。
①停止加热，充分冷却 ②加热C装置一段时间
③打开A装置中的活塞通氢气 ④收集气体并检验纯度 ⑤关闭A装置中的活塞
(5)称取9.55 g xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O产品，充分反应后，硬质玻璃管中得到4.8 g残留物，同时生成2.2 g二氧化碳和2.7 g水。则该产品的化学式为
________________________。
19．(15分)KI可用于分析试剂、感光材料、制药和食品添加剂等。制备原理如下：
反应① 3I2＋6KOH===KIO3＋5KI＋3H2O；
反应② 3H2S＋KIO3===3S↓＋KI＋3H2O。
按照下列实验过程，请回答有关问题。
(1)启普发生器中发生反应的化学方程式为______________________________________，用该装置还可以制备________(填一种气体化学式)。
(2)关闭启普发生器活塞，打开滴液漏斗的活塞，滴入30%的KOH溶液，待观察到_________________(填现象)时，停止滴入KOH溶液；然后_______________________(填操作)，待KIO3混合液和NaOH溶液中气泡速率接近相同时停止通气。
(3)打开滴液漏斗的活塞，滴入硫酸溶液，并对KI混合液水浴加热，其目的是________________________________________________________________________。
(4)把KI混合液倒入烧杯，加入碳酸钡，在过滤器中过滤，过滤得到的沉淀中除含有过量碳酸钡外，还有硫酸钡和________，其中加入碳酸钡的作用是__________________。合并滤液和洗液，蒸发至析出结晶，滤出经干燥得成品。
(5)如果得到3.2 g硫单质，则理论上制得的KI为________g。
20．(14分)甲烷催化裂解是工业上制备乙炔的方法之一。回答下列问题：
(1)已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－890 kJ·mol－1
C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH2＝－1 300 kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH3＝－572 kJ·mol－1
则2CH4(g)C2H2(g)＋3H2(g) ΔH＝________kJ·mol－1。
(2)某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行CH4的裂解。
①若用和分别表示CH4、C2H2、H2和固体催化剂，在固体催化剂表面CH4的裂解过程如图1所示。从吸附到解吸的过程中，能量状态最低的是________(填字母)，其理由是____________________________________________________。
②在恒容密闭容器中充入a mol甲烷，测得单位时间内在固体催化剂表面CH4的转化率[α(CH4)]与温度(t)的关系如图2所示，t0 ℃后CH4的转化率突减的原因可能是________________________________________________________________________。
(3)甲烷分解体系中几种气体的平衡分压(p，单位为Pa)与温度(t，单位为℃)的关系如图3所示。
①t1 ℃时，向V L恒容密闭容器中充入0.12 mol CH4，只发生反应2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)，达到平衡时，测得p(C2H4)＝p(CH4)，CH4的平衡转化率为________，在上述平衡状态某一时刻，改变温度至t2 ℃，CH4以0.01 mol·L－1·s－1的平均速率增多，则t1________t2(填“>”“＝”或“<”)。
②在图3中，t3 ℃时，化学反应2CH4(g)C2H2(g)＋3H2(g)的压强平衡常数Kp＝________。
21．(12分)[选做题]本题包括A、B两小题，请选定其中的一小题作答，若多做，则按A小题评分。
A．[物质结构与性质]
石墨是一种混合型晶体，具有多种晶体结构，其一种晶胞的结构如图所示。回答下列问题：
(1)基态碳原子的核外电子排布图为__________________________________________。
(2)碳、氮、氧三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。
(3)CH是有机反应中重要的中间体，其立体构型为__________________。
(4)石墨晶体中碳原子的杂化形式为________，晶体中微粒间的作用力有________(填字母)，石墨熔点高于金刚石是因为石墨中存在________(填字母)。
A．离子键 B．σ键 C．π键 D．氢键 E．范德华力 F．金属键
B．[实验化学]
邻硝基苯酚()、对硝基苯酚()是两种用途广泛的有机合成中间体，实验室可用苯酚进行硝化制得。实验步骤如下：
步骤1：向圆底烧瓶中加入20 mL水、7 mL浓硫酸、7.7 g NaNO3。将4.7 g苯酚用适量的温水溶解后，逐滴加入烧瓶中，控制温度15～20 ℃，搅拌30 min。
步骤2：将所得到黑色焦油状物用冰水冷却成固体，倾去酸液，并洗涤数次。
步骤3：用水蒸气蒸馏上述黑色焦油状物(如图)，将馏出液冷却得黄色固体。
步骤4：向蒸馏后的残液中加入30 mL水、3.3 mL浓盐酸、适量活性炭，加热煮沸，趁热过滤。将滤液冷却，使粗品析出，抽滤收集。
(1)步骤1中需“搅拌30 min”的目的是_______________________________________。
(2)控制温度15～20 ℃的目的是_____________________________________________。
(3)用水蒸气蒸馏时，邻硝基苯酚蒸馏分离完全的标志为______________，如果发生邻硝基苯酚堵塞冷凝器，需采取的措施是_____________________________________________。
(4)步骤4中趁热过滤的目的是___________________________________________，抽滤装置中的主要仪器包括布氏漏斗、抽滤瓶、_______________________________________。
参考答案与解析
1．解析：选D。D项，焚烧秸秆会产生颗粒物，促使雾霾的形成，符合题意。
2．解析：选B。B项，MgO为离子化合物，电子式为Mg2＋[]2－，B错误。
3．解析：选C。A项，FeSO4可以吸收O2，自身表现还原性，故可用作食品抗氧化剂，错误；B项，SiO2具有光传导能力，因而可用于制光学仪器，错误；C项，Al(OH)3可以中和胃酸，表现为弱碱性，正确；D项，液氨汽化时需要吸热，故可用作制冷剂，并不是因为其具有还原性，错误。
4．解析：选A。铝土矿用硫酸浸出后的溶液中含有Al3＋、Fe2＋、Fe3＋、SO和H＋。A项，溶液中加入过量的NaOH溶液后发生反应：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O、Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓、Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓、H＋＋OH－===H2O，反应后的溶液中主要存在Na＋、AlO、OH－、SO，正确；B项，加入过量的氨水发生反应：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH、Fe2＋＋2NH3·H2O===Fe(OH)2↓＋2NH、Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH、H＋＋NH3·H2O===NH＋H2O，反应后的溶液中不存在Al3＋，错误；C项，通入过量的SO2发生反应：SO2＋2Fe3＋＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋，不存在SO，错误；D项，NaClO具有强氧化性，会将Fe2＋氧化成Fe3＋，ClO－会与Al3＋、Fe3＋发生相互促进的水解反应，将Al3＋、Fe3＋转化成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，反应后的溶液中不含Fe2＋，错误。
5．解析：选D。当盐酸与NaHCO3溶液恰好反应时所得溶液因溶有CO2而显酸性，故滴定时可用甲基橙做指示剂，A正确；能使湿润红色石蕊试纸变蓝色的气体只有NH3，C正确；即使亚硫酸钠没有变质，在酸性条件下硝酸根离子也能将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，从而形成难溶于酸的硫酸钡沉淀，D错误。
6．解析：选B。A项，泡沫灭火器使用过程中会产生CO2，CO2与Na燃烧产生的Na2O2反应生成O2，O2助燃，使火势更旺，错误；C项，蔗糖不能发生银镜反应，错误；D项，阳极不仅仅是Cu溶解，Fe、Zn和Ni等也会溶解，错误。
7．解析：选B。A项，Cu(OH)2难溶于水，所以化学式保留，正确的离子方程式为Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O，错误；B项，稀硝酸被还原成NO，Ag被氧化成Ag＋，正确；C项，SO2具有还原性，NaClO具有氧化性，应发生氧化还原反应，正确的离子方程式为ClO－＋SO2＋H2O===Cl－＋SO＋2H＋，错误；D项，加入少量的Ba(OH)2溶液，OH－完全参加反应，正确的离子方程式为 2HCO＋Ba2＋＋2OH－===BaCO3↓＋CO＋2H2O，错误。
8．解析：选B。丁为淡黄色固体，且为二元化合物，故丁是Na2O2；己是红棕色气体，故己是NO2；丙与单质乙反应得到NO2，故乙是O2，丙是NO，甲是NH3，戊是H2O。由以上分析及X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素可知，X、Y、Z、W依次为H、N、O、Na。Na＋半径比O2－、N3－的半径小，A错误；Na2O2中Na＋与O是通过离子键结合在一起的，O内氧原子间是靠共价键结合在一起的，B正确；非金属性：O>N，则热稳定性：H2O(g)>NH3，C错误；NaOH抑制水的电离，D错误。
9．解析：选C。A项，CaCl2与CO2不能反应，错误；B项，电解熔融MgCl2生成Mg，电解MgCl2溶液生成Mg(OH)2沉淀，错误；D项，CH3CH2Br与NaOH水溶液发生取代反应生成CH3CH2OH，CH3CH2Br在NaOH醇溶液中发生消去反应生成CH2===CH2，错误。
10．解析：选B。A项，该反应的ΔS＞0，若反应放热，任何条件下都能自发进行；若反应吸热，则高温下能自发进行，A错误；B项，为了延缓钢铁水闸的腐蚀，可将钢铁做原电池的正极或做电解池的阴极，B正确；C项，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂，每产生1 mol O2，理论上转移2×6.02×1023个电子，C错误；D项，＝，向氨水中通入CO2，CO2与OH－反应，促进NH3·H2O电离，c(NH)增大，减小，则减小，D错误。
11．解析：选A。以氮原子为起点，有邻位、间位、对位三个位置，即其一氯代物有3种，A正确；b没有不饱和键，不能发生加成反应，B错误；氮原子及所连的3个原子为四面体结构，不共面，C错误；a为C7H11N，b为C7H13N，两者分子式不相同，不互为同分异构体，D错误。
12．解析：选B。将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中，二者反应生成Fe(OH)3沉淀，无法获得氢氧化铁胶体，A项不符合题意；用CCl4萃取碘水中的I2时，由于CCl4的密度比水大，混合液分层后，先从分液漏斗下口放出有机层，后从上口倒出水层，B项符合题意；饱和硫酸钠溶液能使蛋白质发生盐析，不能使蛋白质发生变性，重金属盐、强酸、强碱、甲醛、酒精等才能使蛋白质发生变性，C项不符合题意；当滴加CuSO4溶液时，Na2S电离出的S2－与Cu2＋反应生成黑色的CuS沉淀，因此不能说明CuS沉淀是由ZnS转化而来的，故不能比较二者Ksp的大小，D项不符合题意。
13．解析：选AC。A项，t1时改变条件后正反应速率瞬间增大后逐渐减小，逆反应速率瞬间不变后逐渐增大，改变的条件是增大反应物浓度，A错误；B项，碳钢在NaCl溶液中发生吸氧腐蚀，由图像可知NaCl浓度较高时，腐蚀速率降低，原因是溶液中O2的浓度减小，正极反应减慢，B正确；C项，由图像可知，金刚石的能量高于石墨，所以石墨转化为金刚石需要吸收能量，C错误；D项，AgCl曲线下方有AgCl沉淀，Ag2CrO4曲线下方有Ag2CrO4沉淀，阴影区域只有Ag2CrO4沉淀，D正确。
14．解析：选CD。分析各微粒含量随pH的变化图像可知，a代表H3R，b代表H2R－，c代表HR2－，d代表R3－。A项，Na3R溶液中R3－可以进行三步水解，所以溶液中还存在H2R－、OH－，故A错误；B项，pH＝4.8时显酸性，即c(H＋)>c(OH－)，故B错误；C项，H3R的第三步电离常数Ka3＝，当pH＝6时，c(HR2－)＝c(R3－)，则有Ka3＝c(H＋)＝10－6，故C正确；D项，根据图示知Na2HR溶液显酸性，故D正确。
15．解析：选CD。A项，该反应为等体积变化，缩小容器体积即为增大压强，平衡不移动，错误；B项，温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短，即a点所在曲线对应的温度高，且两点反应物的转化率相同，所以v(a)>v(b)，错误；C项，a点所在曲线对应的温度为343 K，平衡时SiHCl3(g)的转化率为22%，假设起始加入的SiHCl3为1 mol/L，列三段式有：
2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)
起始/(mol/L) 1 0 0
转化/(mol/L) 0.22 0.11 0.11
平衡/(mol/L) 0.78 0.11 0.11
K＝≈0.02，正确；D项，温度升高，SiHCl3的转化率增大，平衡正向移动，故正反应为吸热反应，正确。
16．解析：(1)温度过低，浸取效率低；温度过高，会促进CN－水解，生成有毒的HCN，污染环境，故需控制温度低于80 ℃。(2)为防止硫酸亚铁氧化变质，应加入铁粉，为防止其水解，应加入稀硫酸。(3)分析流程图可知，可获得的常用干燥剂是CaCl2。(4)根据题给条件可知，“反应Ⅲ”的反应物为HCN、K2CO3、Fe，生成物为K4[Fe(CN)6]、CO2、H2，结合原子守恒和得失电子守恒可得反应的化学方程式为6HCN＋2K2CO3＋Fe===K4[Fe(CN)6]＋2CO2↑＋H2↑＋2H2O。(5)从溶液中得到带结晶水的晶体一般需经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥操作。(6)阳极发生氧化反应，Fe元素由＋2价变为＋3价，电极反应式为[Fe(CN)6]4－－e－===[Fe(CN)6]3－。(7)由操作(i)及实验现象可知，在该原电池中Zn被腐蚀，铁被保护，电解质溶液中无Fe2＋，在U形管铁极附近滴加铁氰化钾溶液后产生了蓝色沉淀，则说明有二价铁生成，即铁被铁氰化钾氧化生成了Fe2＋。
答案：(1)温度过低，浸取效率低；温度过高，促进CN－水解，生成有毒的HCN，污染环境 (2)稀硫酸和铁屑 (3)CaCl2
(4)2K2CO3＋6HCN＋Fe===K4[Fe(CN)6]＋2CO2↑＋H2↑＋2H2O (5)过滤 洗涤 (6)[Fe(CN)6]4－－e－===[Fe(CN)6]3－ (7)铁能被铁氰化钾氧化生成Fe2＋
17．解析：(1)由B的结构简式可知，B含有的官能团为醛基和羰基。(2)有机化学中加氧去氢的反应为氧化反应，根据A和B的结构简式可知，A→B为氧化反应。(3)由A的结构简式可确定其分子式为C10H16。(4)F中同时含有羟基和羧基，可发生酯化反应生成环酯，其结构简式为。(6)根据题中限定条件可知，C的同分异构体中含有酚羟基，且含有4种氢原子，则符合条件的同分异构体的结构简式为CCH3CH3CH3OH、H3CCH3OHCH3H3C。(7)结合逆推法可知要合成该目标化合物，需先合成，其可由氧化得到，结合题中信息可利用CHO与CH3CHO制备，而CH3CHO可由CH3CH2OH催化氧化得到，据此可完成合成路线设计。
答案：(1)醛基、羰基
(2)氧化反应
(3)C10H16
(4)
(5)
(6) (或)
18．解析： Ⅰ .(1)配制500 mL一定物质的量浓度溶液所需玻璃仪器除烧杯、胶头滴管外，还有500 mL容量瓶、玻璃棒。(2)①根据题表1可知，n(CuSO4)∶n(Na2CO3)＝1∶1.2时，产物生成速率快，沉淀量最大；根据题表2可知，温度为75 ℃时，产物生成速率快，沉淀量最大，故最佳实验条件为n(CuSO4)∶n(Na2CO3)＝1∶1.2，温度为75 ℃。②温度为95 ℃时，沉淀由绿色变为黑色，说明碱式碳酸铜发生分解生成CuO，化学方程式为xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O(x＋y)CuO＋xCO2↑＋(y＋z)H2O。③乙同学得到的产品为蓝色，说明生成了Cu4SO4(OH)6·2H2O，其原因可能是加热促进了CO水解，使Na2CO3溶液中OH－浓度增大，CO浓度减小，故混合时生成了Cu4SO4(OH)6·2H2O。
Ⅱ.(3)欲测定碱式碳酸铜的化学式，需测定碱式碳酸铜加热分解生成的水蒸气和CO2的量，同时还需测定C装置中残留固体的量；利用A装置中产生的氢气排尽装置中的空气并将C装置中产生的CO2和H2O全部赶入吸收装置中；A装置产生的氢气中混有水蒸气和HCl，故氢气需用B装置进行除杂、干燥；将纯净的氢气通入C装置中，验纯后点燃C装置处酒精灯，将所得气体先通过浓硫酸吸收水，后通过碱石灰吸收CO2，同时要防止外界中的水蒸气和CO2进入，据此连接装置。(4)根据测定原理，实验时应先通氢气，不纯的氢气加热时会发生爆炸，故应验纯氢气后再点燃C装置处酒精灯，待反应完成后，为防止C装置中生成的Cu被氧化，应先停止加热，再停止通入氢气。(5)n(C)＝n(CO2)＝ mol＝0.05 mol，n(Cu)＝ mol＝0.075 mol，n(O)＝n(H2O)＋2n(CO2)＝(＋×2) mol＝0.25 mol，则n(Cu)∶n(C)∶n(O)＝0.075∶0.05∶0.25＝3∶2∶10，即(x＋y)∶x∶(3x＋2y＋z)＝3∶2∶10，解得x∶y∶z＝2∶1∶2，故该产品的化学式为2CuCO3·Cu(OH)2·2H2O。
答案： Ⅰ .(1)500 mL容量瓶、玻璃棒
(2)①n(CuSO4)∶n(Na2CO3)＝1∶1.2，反应温度为75 ℃
②xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O(x＋y)CuO＋xCO2↑＋(y＋z)H2O ③加热促进CO水解，溶液中的CO浓度减小，OH－浓度增大，生成大量的Cu4SO4(OH)6·2H2O(答案合理即可)
Ⅱ.(3)b c d e(或e d) g f b c b c
(4)③④②①⑤ (5)2CuCO3·Cu(OH)2·2H2O
19．解析：先打开滴液漏斗的活塞，滴入30%的KOH溶液，I2与KOH溶液反应生成KIO3和KI的混合溶液，当溶液由棕黄色变为无色时，停止滴入KOH溶液。混合溶液中的KIO3用启普发生器中产生的H2S除去，再通过加入硫酸酸化和水浴加热，使多余的H2S逸出。而多余的硫酸用难溶物碳酸钡转化为硫酸钡，最后经过过滤、蒸发等操作，得到纯净的KI。这样得到的KI来源于两部分，一部分是I2与KOH反应生成的KI，另一部分是KIO3与H2S反应生成的KI。
(1)启普发生器中用硫酸和硫化锌制取H2S，反应的化学方程式为ZnS＋H2SO4===H2S↑＋ ZnSO4。用启普发生器还可制取的气体有H2、CO2。
(2)滴入的30%的KOH溶液与I2反应，当棕黄色溶液变为无色时，停止滴入KOH溶液；然后打开启普发生器活塞，通入气体，待KIO3混合液和NaOH溶液气泡速率接近相同时停止通气。
(3)滴入硫酸使溶液酸化并对混合液水浴加热，有利于H2S逸出，从而除去H2S。
(4)向KIO3混合液通入H2S，发生反应的化学方程式为3H2S＋KIO3===3S↓＋KI＋3H2O，向KI混合液中滴入硫酸溶液，水浴加热，然后加入碳酸钡，则得到的沉淀中除含有过量的碳酸钡外，还有硫酸钡和硫单质。因KI混合液中加入了硫酸，故加入碳酸钡可将其除去。
(5)3.2 g S的物质的量为0.1 mol，由反应①可得KIO3～5KI，由反应②可得KIO3～3S～KI，则S与KI对应数量关系为3S～6KI，即S～2KI，所以理论上制得的KI为0.2 mol，质量为33.2 g。
答案：(1)ZnS＋H2SO4===H2S↑＋ZnSO4 H2(或CO2)
(2)棕黄色溶液变为无色 打开启普发生器活塞，通入气体
(3)使溶液酸化并加热，有利于H2S逸出，从而除去H2S
(4)硫单质 除去多余的硫酸
(5)33.2
20．解析：(1)将已知反应依次编号为①②③，根据盖斯定律，由①×2－②－③×可得：2CH4(g)C2H2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋378 kJ·mol－1。(2)①甲烷的裂解反应为吸热反应，则反应物总能量小于生成物总能量，且反应物中化学键断裂需吸收能量，故能量状态最低的是A。②温度过高，催化剂活性降低(或催化剂失活)，则单位时间内甲烷的转化率减小。(3)①设平衡时甲烷转化x mol，根据三段式法有：
2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)
初始/mol 0.12 0 0
反应/mol x x
平衡/mol 0.12－x x
结合题意知存在0.12－x＝，解得x＝0.08，故CH4的平衡转化率为×100%＝66.7%。根据题图3可知，2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)为吸热反应，改变温度，甲烷的浓度增大，即平衡左移，则温度降低，即t1>t2。②将气体的平衡浓度换为平衡分压，则t3 ℃时，该反应的压强平衡常数Kp＝＝＝104.7。
答案：(1)＋378 (2)①A CH4的裂解为吸热反应，CH4分子活化需吸收能量 ②温度过高，催化剂活性降低(或催化剂失活) (3)①66.7% > ②104.7
21．A.解析：(1)碳原子核外有6个电子，其电子排布式为1s22s22p2，电子排布图为。(2)同周期元素，从左向右第一电离能总体上呈增大趋势，但第ⅤA族因p轨道处于半充满的较稳定状态，故其第一电离能比相邻的第ⅥA族元素大，故第一电离能的大小顺序是N>O>C。(3)CH的中心C原子的价层电子对数为3＋×(4＋1－3×1)＝4，有1对孤电子对和3对成键电子对，故其立体构型为三角锥形。(4)结合题图可知，该石墨晶体中C原子采用sp2杂化，石墨晶体中除存在σ键外，还存在大π键、金属键，石墨晶体层与层之间存在范德华力。石墨晶体中存在π键，而金刚石晶体中只存在σ键，故石墨的熔点比金刚石高。
答案：(1) (2)N>O>C (3)三角锥形
(4)sp2 BCEF C
B．解析：(1)步骤1将反应物搅拌30 min，目的是使反应物充分接触，保证反应充分进行。(2)反应温度低于15 ℃，邻硝基苯酚的比例减少，若高于20 ℃，硝基苯酚将继续硝化或氧化。故控制温度15～20 ℃的目的是防止发生副反应。(3)用水蒸气蒸馏时，邻硝基苯酚蒸馏分离完全的标志为冷凝器中无黄色油状液滴馏出；如果发生邻硝基苯酚堵塞冷凝器，这时必须注意调节冷凝水流的大小，让热的蒸气使晶体熔化成液体流下。(4)步骤4中趁热过滤的目的是防止对硝基苯酚析出；抽滤装置中的主要仪器包括布氏漏斗、抽滤瓶、抽气泵。
答案：(1)使反应物充分接触，保证反应充分进行
(2)防止发生副反应
(3)冷凝器中无黄色馏出液 关掉冷凝水，让热的蒸气使晶体熔化成液体流下
(4)防止对硝基苯酚析出(或提高对硝基苯酚的产率) 抽气泵
(时间：100分钟，满分：120分)
可能用到的相对原子质量：H—1 C—12 N—14
O—16 K—39 Cu—64 I—127
一、单项选择题(本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1．研究表明，燃料燃烧产生的氮氧化物、二氧化硫等气体物也与雾霾的形成有关(如图所示)。下列措施不利于减少雾霾形成的是( )
A．减少煤炭供热 B．增加植被面积
C．推广燃料电池 D．露天焚烧秸秆
2．用化学用语表示2Mg＋CO22MgO＋C中的相关微粒，其中不正确的是( )
A．中子数为12的镁原子：Mg
B．MgO的电子式：Mg
C．CO2的结构式：O===C===O
D．碳原子的结构示意图：
3.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( )
A.FeSO4具有氧化性，可用作食品抗氧化剂
B.SiO2熔点高、硬度大，可用于制光学仪器
C.Al（OH）3具有弱碱性，可用于制胃酸中和剂
D.NH3具有还原性，可用作制冷剂
4.常温下，取铝土矿（含有Al2O3、FeO、Fe2O3、SiO2等物质）用硫酸浸出后的溶液，分别向其中加入指定物质，反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是( )
A.加入过量NaOH 溶液：Na＋、AlO、OH－、SO
B.加入过量氨水：NH、Al3＋、OH－、SO
C.通入过量SO2：Fe2＋、H＋、SO、SO
D.加入过量NaClO溶液：Fe2＋、Na＋、ClO－、SO
5.下列实验方案或措施不合理的是( )
A.用标准HCl溶液滴定NaHCO3溶液来测定其纯度，选择甲基橙做指示剂
B.常压蒸馏时，加入液体的体积不超过圆底烧瓶的三分之二
C.用湿润的红色石蕊试纸检验混合气体中是否含NH3
D.用稀盐酸和硝酸钡溶液检验亚硫酸钠固体是否变质
6.下列叙述正确的是( )
A.金属钠着火时，可用泡沫灭火器灭火
B.常温下，Al、Fe遇浓硫酸或浓硝酸发生钝化
C.蔗糖与银氨溶液在水浴加热条件下可发生银镜反应
D.电解精炼铜过程中，若阳极质量减少32 g，则电路中转移电子数目为NA
7.下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.用氨水溶解氢氧化铜沉淀：Cu2＋＋4NH3·H2O===[Cu（NH3）4]2＋＋4H2O
B.用稀硝酸除去试管内壁的银：3Ag＋4H＋＋NO===3Ag＋＋NO↑＋2H2O
C.向次氯酸钠溶液中通入足量SO2气体：ClO－＋SO2＋H2O===HClO＋HSO
D.向NaHCO3溶液中加入少量的Ba（OH）2溶液：Ba2＋＋OH－＋HCO===BaCO3↓＋2H2O
8. X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，这些元素形成的常见二元化合物或单质存在如图所示的转化关系(部分反应物或生成物已省略)，其中只有乙为单质，丁为淡黄色固体，己为红棕色气体，则下列说法正确的是( )
A．简单离子半径大小：W>Y>Z>X
B．丁是含有共价键的离子化合物
C．最简单气态氢化物的热稳定性：Y>Z
D．W的最高价氧化物对应的水化物能促进水的电离
9．在给定条件下，下列选项所示物质间转化均能实现的是( )
A．CaCl2(aq)CaCO3(s)CaO(s)
B．MgO(s)MgCl2(aq)Mg(s)
C．FeS2(s)Fe2O3(s)Fe(s)
D．CH3CH2BrCH2===CH2CH2 —CH2
10．下列说法正确的是( )
A．反应CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)在一定条件下能自发进行，该反应一定为放热反应
B．可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法延缓钢铁水闸的腐蚀
C．Na2O2与水反应产生1 mol O2，理论上转移的电子数目约为4×6.02×1023
D．保持温度不变，向稀氨水中缓慢通入CO2，溶液中的值增大
二、不定项选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题只有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项，多选时，该小题得0分；若正确答案包括两个选项，只选一个且正确的得2分，选两个且都正确的得满分，但只要选错一个，该小题就得0分)
11．有机物a()和b()属于含氮杂环化合物。下列说法正确的是( )
A．b的一氯代物有3种
B．a和b均能发生取代反应和加成反应
C．a中所有碳原子一定共平面
D．a和b互为同分异构体
12．下列实验操作能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验操作
A
制备Fe(OH)3胶体
将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中
B
用CCl4萃取碘水中的I2
先从分液漏斗下口放出有机层，后从上口倒出水层
C
验证蛋白质变性
向鸡蛋清溶液中加入饱和Na2SO4溶液
D
比较ZnS和CuS的Ksp的大小
向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液
13.根据下列图示所得出的结论不正确的是( )
A．图甲表示2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH<0速率与时间关系曲线，说明t1时改变的条件是增大体系的压强
B．图乙是常温下碳钢浸没在NaCl溶液中腐蚀速率与NaCl浓度的关系曲线，说明在NaCl浓度较高时溶液中O2的浓度减小，正极反应减慢导致腐蚀速率降低
C．图丙是金刚石与石墨分别氧化生成CO2的能量关系曲线，说明石墨转化为金刚石的反应的ΔH<0
D．图丁是常温下AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线，说明阴影区域只有Ag2CrO4沉淀
14．一定浓度的柠檬酸(用H3R表示)溶液中H3R、H2R－、HR2－、R3－的含量随pH的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．Na3R溶液中存在的阴离子是HR2－、R3－
B．pH＝4.8时，c(H2R－)＝c(HR2－)>c(OH－)>c(H＋)
C．H3R的第三步电离常数Ka3(H3R)的数量级为10－6
D．Na2HR溶液中HR2－的水解程度小于电离程度
15．在恒容密闭容器中发生反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)。在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。下列说法正确的是( )
A．323 K时，缩小容器体积可提高SiHCl3的转化率
B．a、b点对应的反应速率大小关系：v(a)
D．2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)的正反应为吸热反应
三、非选择题(本题共6小题，共80分)
16．(12分)亚铁氰化钾{K4[Fe(CN)6]·3H2O}俗称黄血盐，常用于检验Fe3＋，也是食盐防结剂。以生产电石的副产物氰熔体[Ca(CN)2和NaCN的混合物]为原料，制备亚铁氰化钾的流程如下：
回答下列问题：
(1)“浸取”需控制在80 ℃以下进行，原因是_________________________________
________________________________________________________________________。
(2)用硫酸亚铁晶体配制FeSO4溶液时还需加入________________________________。
(3)对“滤液”处理可获得一种实验室常用干燥剂，它的化学式是________。
(4)“加热”使HCN气体逸出发生“反应Ⅲ”，生成K4[Fe(CN)6]、二氧化碳和氢气，该反应的化学方程式为___________________________________________________________。
(5)“反应Ⅲ”后的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、________、________、干燥即得产品。
(6)工业上，以石墨为电极，电解亚铁氰化钾溶液可以制备铁氰化钾{K3[Fe(CN)6]，可用于检验Fe2＋}，阳极的电极反应式为________________________________________________。
(7)设计如图实验探究牺牲阳极的阴极保护法原理。
操作
现象
(i)取铁极附近的溶液于试管中，滴加铁氰化钾溶液
无明显现象
(ii)在U形管铁极附近滴加铁氰化钾溶液
产生蓝色沉淀
得出结论：①锌能保护铁；②________________________________________________。
17．(15分)利用蒈烯(A)为原料可制得杀虫剂菊酯(H)，其合成路线可表示如下：
已知：R1CHO＋R2CH2CHO
(1)化合物B中的含氧官能团名称为________。
(2)A→B的反应类型为________。
(3)A的分子式为________。
(4)写出一分子F通过酯化反应生成环酯的结构简式：____________________。
(5)写出G→H反应的化学方程式：__________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)写出满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式：________________。
①能与FeCl3溶液发生显色反应；②分子中有4种不同化学环境的氢。
(7)写出以和CH3CH2OH为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)：________________________________________________________________。
18．(12分)某学习小组欲在实验室探究制备碱式碳酸铜的最佳实验条件，并测定所制得产品的化学式。已知：xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O为绿色或暗绿色固体，Cu4SO4(OH)6·2H2O为蓝色固体。
Ⅰ.探究制备碱式碳酸铜的最佳实验条件
(1)实验需要0.50 mol·L－1 Na2CO3溶液和0.50 mol·L－1 CuSO4溶液各500 mL，配制上述溶液所使用的玻璃仪器除烧杯和胶头滴管外，还有_________________________________。
(2)实验中测得反应物配比及温度对产物的影响分别如表1、表2所示：
表1 反应物配比对产物的影响
n(CuSO4)∶
n(Na2CO3)
1∶1.0
1∶1.1
1∶1.2
1∶1.3
产物生成速率
较慢
慢
快
较快
沉淀量/g
0.428 1
0.533 2
0.549 0
0.537 1
沉淀颜色
蓝色
浅蓝绿
绿色
绿色
表2 温度对产物的影响
温度/℃
室温
65
75
85
95
产物生成速率
－
较慢
快
较快
快
沉淀量/g
无
1.303 3
1.451 2
1.279 9
0.915 9
沉淀颜色
－
绿色
绿色
绿色稍显黑色
黑色
①由此得出制备碱式碳酸铜的最佳实验条件为________________________________
________________________________________________________________________。
②95 ℃时，观察到先有绿色沉淀生成，随后变为黑色。沉淀由绿色变为黑色的原因为___________________________________________________________(用化学方程式表示)。
③根据最佳实验条件，甲同学采用先混合溶液再加热的方法，成功制得绿色产品；乙同学采用先分别加热溶液再混合的方法，得到的产品却是蓝色的。试分析乙同学实验结果的原因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.测定产品碱式碳酸铜[xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O]的化学式
按照Ⅰ的方案，小组同学制得了碱式碳酸铜，并采用如下装置测定其化学式(可重复使用)。
(3)按气流方向，装置的连接顺序为a→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→尾气处理。
(4)根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：先检查装置的气密性，再装入药品，________(请按正确的顺序填入步骤的标号)。
①停止加热，充分冷却 ②加热C装置一段时间
③打开A装置中的活塞通氢气 ④收集气体并检验纯度 ⑤关闭A装置中的活塞
(5)称取9.55 g xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O产品，充分反应后，硬质玻璃管中得到4.8 g残留物，同时生成2.2 g二氧化碳和2.7 g水。则该产品的化学式为
________________________。
19．(15分)KI可用于分析试剂、感光材料、制药和食品添加剂等。制备原理如下：
反应① 3I2＋6KOH===KIO3＋5KI＋3H2O；
反应② 3H2S＋KIO3===3S↓＋KI＋3H2O。
按照下列实验过程，请回答有关问题。
(1)启普发生器中发生反应的化学方程式为______________________________________，用该装置还可以制备________(填一种气体化学式)。
(2)关闭启普发生器活塞，打开滴液漏斗的活塞，滴入30%的KOH溶液，待观察到_________________(填现象)时，停止滴入KOH溶液；然后_______________________(填操作)，待KIO3混合液和NaOH溶液中气泡速率接近相同时停止通气。
(3)打开滴液漏斗的活塞，滴入硫酸溶液，并对KI混合液水浴加热，其目的是________________________________________________________________________。
(4)把KI混合液倒入烧杯，加入碳酸钡，在过滤器中过滤，过滤得到的沉淀中除含有过量碳酸钡外，还有硫酸钡和________，其中加入碳酸钡的作用是__________________。合并滤液和洗液，蒸发至析出结晶，滤出经干燥得成品。
(5)如果得到3.2 g硫单质，则理论上制得的KI为________g。
20．(14分)甲烷催化裂解是工业上制备乙炔的方法之一。回答下列问题：
(1)已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－890 kJ·mol－1
C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH2＝－1 300 kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH3＝－572 kJ·mol－1
则2CH4(g)C2H2(g)＋3H2(g) ΔH＝________kJ·mol－1。
(2)某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行CH4的裂解。
①若用和分别表示CH4、C2H2、H2和固体催化剂，在固体催化剂表面CH4的裂解过程如图1所示。从吸附到解吸的过程中，能量状态最低的是________(填字母)，其理由是____________________________________________________。
②在恒容密闭容器中充入a mol甲烷，测得单位时间内在固体催化剂表面CH4的转化率[α(CH4)]与温度(t)的关系如图2所示，t0 ℃后CH4的转化率突减的原因可能是________________________________________________________________________。
(3)甲烷分解体系中几种气体的平衡分压(p，单位为Pa)与温度(t，单位为℃)的关系如图3所示。
①t1 ℃时，向V L恒容密闭容器中充入0.12 mol CH4，只发生反应2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)，达到平衡时，测得p(C2H4)＝p(CH4)，CH4的平衡转化率为________，在上述平衡状态某一时刻，改变温度至t2 ℃，CH4以0.01 mol·L－1·s－1的平均速率增多，则t1________t2(填“>”“＝”或“<”)。
②在图3中，t3 ℃时，化学反应2CH4(g)C2H2(g)＋3H2(g)的压强平衡常数Kp＝________。
21．(12分)[选做题]本题包括A、B两小题，请选定其中的一小题作答，若多做，则按A小题评分。
A．[物质结构与性质]
石墨是一种混合型晶体，具有多种晶体结构，其一种晶胞的结构如图所示。回答下列问题：
(1)基态碳原子的核外电子排布图为__________________________________________。
(2)碳、氮、氧三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。
(3)CH是有机反应中重要的中间体，其立体构型为__________________。
(4)石墨晶体中碳原子的杂化形式为________，晶体中微粒间的作用力有________(填字母)，石墨熔点高于金刚石是因为石墨中存在________(填字母)。
A．离子键 B．σ键 C．π键 D．氢键 E．范德华力 F．金属键
B．[实验化学]
邻硝基苯酚()、对硝基苯酚()是两种用途广泛的有机合成中间体，实验室可用苯酚进行硝化制得。实验步骤如下：
步骤1：向圆底烧瓶中加入20 mL水、7 mL浓硫酸、7.7 g NaNO3。将4.7 g苯酚用适量的温水溶解后，逐滴加入烧瓶中，控制温度15～20 ℃，搅拌30 min。
步骤2：将所得到黑色焦油状物用冰水冷却成固体，倾去酸液，并洗涤数次。
步骤3：用水蒸气蒸馏上述黑色焦油状物(如图)，将馏出液冷却得黄色固体。
步骤4：向蒸馏后的残液中加入30 mL水、3.3 mL浓盐酸、适量活性炭，加热煮沸，趁热过滤。将滤液冷却，使粗品析出，抽滤收集。
(1)步骤1中需“搅拌30 min”的目的是_______________________________________。
(2)控制温度15～20 ℃的目的是_____________________________________________。
(3)用水蒸气蒸馏时，邻硝基苯酚蒸馏分离完全的标志为______________，如果发生邻硝基苯酚堵塞冷凝器，需采取的措施是_____________________________________________。
(4)步骤4中趁热过滤的目的是___________________________________________，抽滤装置中的主要仪器包括布氏漏斗、抽滤瓶、_______________________________________。
参考答案与解析
1．解析：选D。D项，焚烧秸秆会产生颗粒物，促使雾霾的形成，符合题意。
2．解析：选B。B项，MgO为离子化合物，电子式为Mg2＋[]2－，B错误。
3．解析：选C。A项，FeSO4可以吸收O2，自身表现还原性，故可用作食品抗氧化剂，错误；B项，SiO2具有光传导能力，因而可用于制光学仪器，错误；C项，Al(OH)3可以中和胃酸，表现为弱碱性，正确；D项，液氨汽化时需要吸热，故可用作制冷剂，并不是因为其具有还原性，错误。
4．解析：选A。铝土矿用硫酸浸出后的溶液中含有Al3＋、Fe2＋、Fe3＋、SO和H＋。A项，溶液中加入过量的NaOH溶液后发生反应：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O、Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓、Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓、H＋＋OH－===H2O，反应后的溶液中主要存在Na＋、AlO、OH－、SO，正确；B项，加入过量的氨水发生反应：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH、Fe2＋＋2NH3·H2O===Fe(OH)2↓＋2NH、Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH、H＋＋NH3·H2O===NH＋H2O，反应后的溶液中不存在Al3＋，错误；C项，通入过量的SO2发生反应：SO2＋2Fe3＋＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋，不存在SO，错误；D项，NaClO具有强氧化性，会将Fe2＋氧化成Fe3＋，ClO－会与Al3＋、Fe3＋发生相互促进的水解反应，将Al3＋、Fe3＋转化成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，反应后的溶液中不含Fe2＋，错误。
5．解析：选D。当盐酸与NaHCO3溶液恰好反应时所得溶液因溶有CO2而显酸性，故滴定时可用甲基橙做指示剂，A正确；能使湿润红色石蕊试纸变蓝色的气体只有NH3，C正确；即使亚硫酸钠没有变质，在酸性条件下硝酸根离子也能将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，从而形成难溶于酸的硫酸钡沉淀，D错误。
6．解析：选B。A项，泡沫灭火器使用过程中会产生CO2，CO2与Na燃烧产生的Na2O2反应生成O2，O2助燃，使火势更旺，错误；C项，蔗糖不能发生银镜反应，错误；D项，阳极不仅仅是Cu溶解，Fe、Zn和Ni等也会溶解，错误。
7．解析：选B。A项，Cu(OH)2难溶于水，所以化学式保留，正确的离子方程式为Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O，错误；B项，稀硝酸被还原成NO，Ag被氧化成Ag＋，正确；C项，SO2具有还原性，NaClO具有氧化性，应发生氧化还原反应，正确的离子方程式为ClO－＋SO2＋H2O===Cl－＋SO＋2H＋，错误；D项，加入少量的Ba(OH)2溶液，OH－完全参加反应，正确的离子方程式为 2HCO＋Ba2＋＋2OH－===BaCO3↓＋CO＋2H2O，错误。
8．解析：选B。丁为淡黄色固体，且为二元化合物，故丁是Na2O2；己是红棕色气体，故己是NO2；丙与单质乙反应得到NO2，故乙是O2，丙是NO，甲是NH3，戊是H2O。由以上分析及X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素可知，X、Y、Z、W依次为H、N、O、Na。Na＋半径比O2－、N3－的半径小，A错误；Na2O2中Na＋与O是通过离子键结合在一起的，O内氧原子间是靠共价键结合在一起的，B正确；非金属性：O>N，则热稳定性：H2O(g)>NH3，C错误；NaOH抑制水的电离，D错误。
9．解析：选C。A项，CaCl2与CO2不能反应，错误；B项，电解熔融MgCl2生成Mg，电解MgCl2溶液生成Mg(OH)2沉淀，错误；D项，CH3CH2Br与NaOH水溶液发生取代反应生成CH3CH2OH，CH3CH2Br在NaOH醇溶液中发生消去反应生成CH2===CH2，错误。
10．解析：选B。A项，该反应的ΔS＞0，若反应放热，任何条件下都能自发进行；若反应吸热，则高温下能自发进行，A错误；B项，为了延缓钢铁水闸的腐蚀，可将钢铁做原电池的正极或做电解池的阴极，B正确；C项，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂，每产生1 mol O2，理论上转移2×6.02×1023个电子，C错误；D项，＝，向氨水中通入CO2，CO2与OH－反应，促进NH3·H2O电离，c(NH)增大，减小，则减小，D错误。
11．解析：选A。以氮原子为起点，有邻位、间位、对位三个位置，即其一氯代物有3种，A正确；b没有不饱和键，不能发生加成反应，B错误；氮原子及所连的3个原子为四面体结构，不共面，C错误；a为C7H11N，b为C7H13N，两者分子式不相同，不互为同分异构体，D错误。
12．解析：选B。将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中，二者反应生成Fe(OH)3沉淀，无法获得氢氧化铁胶体，A项不符合题意；用CCl4萃取碘水中的I2时，由于CCl4的密度比水大，混合液分层后，先从分液漏斗下口放出有机层，后从上口倒出水层，B项符合题意；饱和硫酸钠溶液能使蛋白质发生盐析，不能使蛋白质发生变性，重金属盐、强酸、强碱、甲醛、酒精等才能使蛋白质发生变性，C项不符合题意；当滴加CuSO4溶液时，Na2S电离出的S2－与Cu2＋反应生成黑色的CuS沉淀，因此不能说明CuS沉淀是由ZnS转化而来的，故不能比较二者Ksp的大小，D项不符合题意。
13．解析：选AC。A项，t1时改变条件后正反应速率瞬间增大后逐渐减小，逆反应速率瞬间不变后逐渐增大，改变的条件是增大反应物浓度，A错误；B项，碳钢在NaCl溶液中发生吸氧腐蚀，由图像可知NaCl浓度较高时，腐蚀速率降低，原因是溶液中O2的浓度减小，正极反应减慢，B正确；C项，由图像可知，金刚石的能量高于石墨，所以石墨转化为金刚石需要吸收能量，C错误；D项，AgCl曲线下方有AgCl沉淀，Ag2CrO4曲线下方有Ag2CrO4沉淀，阴影区域只有Ag2CrO4沉淀，D正确。
14．解析：选CD。分析各微粒含量随pH的变化图像可知，a代表H3R，b代表H2R－，c代表HR2－，d代表R3－。A项，Na3R溶液中R3－可以进行三步水解，所以溶液中还存在H2R－、OH－，故A错误；B项，pH＝4.8时显酸性，即c(H＋)>c(OH－)，故B错误；C项，H3R的第三步电离常数Ka3＝，当pH＝6时，c(HR2－)＝c(R3－)，则有Ka3＝c(H＋)＝10－6，故C正确；D项，根据图示知Na2HR溶液显酸性，故D正确。
15．解析：选CD。A项，该反应为等体积变化，缩小容器体积即为增大压强，平衡不移动，错误；B项，温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短，即a点所在曲线对应的温度高，且两点反应物的转化率相同，所以v(a)>v(b)，错误；C项，a点所在曲线对应的温度为343 K，平衡时SiHCl3(g)的转化率为22%，假设起始加入的SiHCl3为1 mol/L，列三段式有：
2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)
起始/(mol/L) 1 0 0
转化/(mol/L) 0.22 0.11 0.11
平衡/(mol/L) 0.78 0.11 0.11
K＝≈0.02，正确；D项，温度升高，SiHCl3的转化率增大，平衡正向移动，故正反应为吸热反应，正确。
16．解析：(1)温度过低，浸取效率低；温度过高，会促进CN－水解，生成有毒的HCN，污染环境，故需控制温度低于80 ℃。(2)为防止硫酸亚铁氧化变质，应加入铁粉，为防止其水解，应加入稀硫酸。(3)分析流程图可知，可获得的常用干燥剂是CaCl2。(4)根据题给条件可知，“反应Ⅲ”的反应物为HCN、K2CO3、Fe，生成物为K4[Fe(CN)6]、CO2、H2，结合原子守恒和得失电子守恒可得反应的化学方程式为6HCN＋2K2CO3＋Fe===K4[Fe(CN)6]＋2CO2↑＋H2↑＋2H2O。(5)从溶液中得到带结晶水的晶体一般需经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥操作。(6)阳极发生氧化反应，Fe元素由＋2价变为＋3价，电极反应式为[Fe(CN)6]4－－e－===[Fe(CN)6]3－。(7)由操作(i)及实验现象可知，在该原电池中Zn被腐蚀，铁被保护，电解质溶液中无Fe2＋，在U形管铁极附近滴加铁氰化钾溶液后产生了蓝色沉淀，则说明有二价铁生成，即铁被铁氰化钾氧化生成了Fe2＋。
答案：(1)温度过低，浸取效率低；温度过高，促进CN－水解，生成有毒的HCN，污染环境 (2)稀硫酸和铁屑 (3)CaCl2
(4)2K2CO3＋6HCN＋Fe===K4[Fe(CN)6]＋2CO2↑＋H2↑＋2H2O (5)过滤 洗涤 (6)[Fe(CN)6]4－－e－===[Fe(CN)6]3－ (7)铁能被铁氰化钾氧化生成Fe2＋
17．解析：(1)由B的结构简式可知，B含有的官能团为醛基和羰基。(2)有机化学中加氧去氢的反应为氧化反应，根据A和B的结构简式可知，A→B为氧化反应。(3)由A的结构简式可确定其分子式为C10H16。(4)F中同时含有羟基和羧基，可发生酯化反应生成环酯，其结构简式为。(6)根据题中限定条件可知，C的同分异构体中含有酚羟基，且含有4种氢原子，则符合条件的同分异构体的结构简式为CCH3CH3CH3OH、H3CCH3OHCH3H3C。(7)结合逆推法可知要合成该目标化合物，需先合成，其可由氧化得到，结合题中信息可利用CHO与CH3CHO制备，而CH3CHO可由CH3CH2OH催化氧化得到，据此可完成合成路线设计。
答案：(1)醛基、羰基
(2)氧化反应
(3)C10H16
(4)
(5)
(6) (或)
18．解析： Ⅰ .(1)配制500 mL一定物质的量浓度溶液所需玻璃仪器除烧杯、胶头滴管外，还有500 mL容量瓶、玻璃棒。(2)①根据题表1可知，n(CuSO4)∶n(Na2CO3)＝1∶1.2时，产物生成速率快，沉淀量最大；根据题表2可知，温度为75 ℃时，产物生成速率快，沉淀量最大，故最佳实验条件为n(CuSO4)∶n(Na2CO3)＝1∶1.2，温度为75 ℃。②温度为95 ℃时，沉淀由绿色变为黑色，说明碱式碳酸铜发生分解生成CuO，化学方程式为xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O(x＋y)CuO＋xCO2↑＋(y＋z)H2O。③乙同学得到的产品为蓝色，说明生成了Cu4SO4(OH)6·2H2O，其原因可能是加热促进了CO水解，使Na2CO3溶液中OH－浓度增大，CO浓度减小，故混合时生成了Cu4SO4(OH)6·2H2O。
Ⅱ.(3)欲测定碱式碳酸铜的化学式，需测定碱式碳酸铜加热分解生成的水蒸气和CO2的量，同时还需测定C装置中残留固体的量；利用A装置中产生的氢气排尽装置中的空气并将C装置中产生的CO2和H2O全部赶入吸收装置中；A装置产生的氢气中混有水蒸气和HCl，故氢气需用B装置进行除杂、干燥；将纯净的氢气通入C装置中，验纯后点燃C装置处酒精灯，将所得气体先通过浓硫酸吸收水，后通过碱石灰吸收CO2，同时要防止外界中的水蒸气和CO2进入，据此连接装置。(4)根据测定原理，实验时应先通氢气，不纯的氢气加热时会发生爆炸，故应验纯氢气后再点燃C装置处酒精灯，待反应完成后，为防止C装置中生成的Cu被氧化，应先停止加热，再停止通入氢气。(5)n(C)＝n(CO2)＝ mol＝0.05 mol，n(Cu)＝ mol＝0.075 mol，n(O)＝n(H2O)＋2n(CO2)＝(＋×2) mol＝0.25 mol，则n(Cu)∶n(C)∶n(O)＝0.075∶0.05∶0.25＝3∶2∶10，即(x＋y)∶x∶(3x＋2y＋z)＝3∶2∶10，解得x∶y∶z＝2∶1∶2，故该产品的化学式为2CuCO3·Cu(OH)2·2H2O。
答案： Ⅰ .(1)500 mL容量瓶、玻璃棒
(2)①n(CuSO4)∶n(Na2CO3)＝1∶1.2，反应温度为75 ℃
②xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O(x＋y)CuO＋xCO2↑＋(y＋z)H2O ③加热促进CO水解，溶液中的CO浓度减小，OH－浓度增大，生成大量的Cu4SO4(OH)6·2H2O(答案合理即可)
Ⅱ.(3)b c d e(或e d) g f b c b c
(4)③④②①⑤ (5)2CuCO3·Cu(OH)2·2H2O
19．解析：先打开滴液漏斗的活塞，滴入30%的KOH溶液，I2与KOH溶液反应生成KIO3和KI的混合溶液，当溶液由棕黄色变为无色时，停止滴入KOH溶液。混合溶液中的KIO3用启普发生器中产生的H2S除去，再通过加入硫酸酸化和水浴加热，使多余的H2S逸出。而多余的硫酸用难溶物碳酸钡转化为硫酸钡，最后经过过滤、蒸发等操作，得到纯净的KI。这样得到的KI来源于两部分，一部分是I2与KOH反应生成的KI，另一部分是KIO3与H2S反应生成的KI。
(1)启普发生器中用硫酸和硫化锌制取H2S，反应的化学方程式为ZnS＋H2SO4===H2S↑＋ ZnSO4。用启普发生器还可制取的气体有H2、CO2。
(2)滴入的30%的KOH溶液与I2反应，当棕黄色溶液变为无色时，停止滴入KOH溶液；然后打开启普发生器活塞，通入气体，待KIO3混合液和NaOH溶液气泡速率接近相同时停止通气。
(3)滴入硫酸使溶液酸化并对混合液水浴加热，有利于H2S逸出，从而除去H2S。
(4)向KIO3混合液通入H2S，发生反应的化学方程式为3H2S＋KIO3===3S↓＋KI＋3H2O，向KI混合液中滴入硫酸溶液，水浴加热，然后加入碳酸钡，则得到的沉淀中除含有过量的碳酸钡外，还有硫酸钡和硫单质。因KI混合液中加入了硫酸，故加入碳酸钡可将其除去。
(5)3.2 g S的物质的量为0.1 mol，由反应①可得KIO3～5KI，由反应②可得KIO3～3S～KI，则S与KI对应数量关系为3S～6KI，即S～2KI，所以理论上制得的KI为0.2 mol，质量为33.2 g。
答案：(1)ZnS＋H2SO4===H2S↑＋ZnSO4 H2(或CO2)
(2)棕黄色溶液变为无色 打开启普发生器活塞，通入气体
(3)使溶液酸化并加热，有利于H2S逸出，从而除去H2S
(4)硫单质 除去多余的硫酸
(5)33.2
20．解析：(1)将已知反应依次编号为①②③，根据盖斯定律，由①×2－②－③×可得：2CH4(g)C2H2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋378 kJ·mol－1。(2)①甲烷的裂解反应为吸热反应，则反应物总能量小于生成物总能量，且反应物中化学键断裂需吸收能量，故能量状态最低的是A。②温度过高，催化剂活性降低(或催化剂失活)，则单位时间内甲烷的转化率减小。(3)①设平衡时甲烷转化x mol，根据三段式法有：
2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)
初始/mol 0.12 0 0
反应/mol x x
平衡/mol 0.12－x x
结合题意知存在0.12－x＝，解得x＝0.08，故CH4的平衡转化率为×100%＝66.7%。根据题图3可知，2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)为吸热反应，改变温度，甲烷的浓度增大，即平衡左移，则温度降低，即t1>t2。②将气体的平衡浓度换为平衡分压，则t3 ℃时，该反应的压强平衡常数Kp＝＝＝104.7。
答案：(1)＋378 (2)①A CH4的裂解为吸热反应，CH4分子活化需吸收能量 ②温度过高，催化剂活性降低(或催化剂失活) (3)①66.7% > ②104.7
21．A.解析：(1)碳原子核外有6个电子，其电子排布式为1s22s22p2，电子排布图为。(2)同周期元素，从左向右第一电离能总体上呈增大趋势，但第ⅤA族因p轨道处于半充满的较稳定状态，故其第一电离能比相邻的第ⅥA族元素大，故第一电离能的大小顺序是N>O>C。(3)CH的中心C原子的价层电子对数为3＋×(4＋1－3×1)＝4，有1对孤电子对和3对成键电子对，故其立体构型为三角锥形。(4)结合题图可知，该石墨晶体中C原子采用sp2杂化，石墨晶体中除存在σ键外，还存在大π键、金属键，石墨晶体层与层之间存在范德华力。石墨晶体中存在π键，而金刚石晶体中只存在σ键，故石墨的熔点比金刚石高。
答案：(1) (2)N>O>C (3)三角锥形
(4)sp2 BCEF C
B．解析：(1)步骤1将反应物搅拌30 min，目的是使反应物充分接触，保证反应充分进行。(2)反应温度低于15 ℃，邻硝基苯酚的比例减少，若高于20 ℃，硝基苯酚将继续硝化或氧化。故控制温度15～20 ℃的目的是防止发生副反应。(3)用水蒸气蒸馏时，邻硝基苯酚蒸馏分离完全的标志为冷凝器中无黄色油状液滴馏出；如果发生邻硝基苯酚堵塞冷凝器，这时必须注意调节冷凝水流的大小，让热的蒸气使晶体熔化成液体流下。(4)步骤4中趁热过滤的目的是防止对硝基苯酚析出；抽滤装置中的主要仪器包括布氏漏斗、抽滤瓶、抽气泵。
答案：(1)使反应物充分接触，保证反应充分进行
(2)防止发生副反应
(3)冷凝器中无黄色馏出液 关掉冷凝水，让热的蒸气使晶体熔化成液体流下
(4)防止对硝基苯酚析出(或提高对硝基苯酚的产率) 抽气泵
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