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山东省济南二中2020届高三线上检测化学试题
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济南二中高三线上检测
化学试题
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S- -35.5
一、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.化学现象随处可见，化学制品伴随我们的生活。下列说法错误的是（ ）
A. “霾尘积聚难见路人”，雾霾可能产生丁达尔效应
B. “用浓酒和糟入甑(蒸锅)，蒸令气上……”，其中涉及的操作是蒸馏
C. “世间丝、麻、裘皆具素质……”，其中的“丝、麻”的主要成分都是蛋白质
D. 古剑“沈卢”以“剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”，其中的“剂钢”是铁合金
【答案】C
【解析】
【详解】A．雾霾中可能存在直径1-100nm的粒子，这些粒子分散在空气中形成胶体，可产生丁达尔效应，A项正确；
B．“用浓酒和糟入甑(蒸锅)，蒸令气上……”，通过蒸煮使酒精转化为蒸气，再冷凝收集，是蒸馏操作，B项正确；
C．“丝”是蚕丝，主要成分为蛋白质；“麻”来自植物，主要成分为纤维素，C项错误；
D．钢是铁和碳的合金，D项正确；
答案选C。
2.《学习强国》学习平台说“最基本的生命分子中都有碳原子”。常用于测定文物的年代，作为示踪原子对研究有机化学反应和生物化学反应更为方便。被用来作为阿伏伽德罗常数的标准。关于、、说法正确的是（ ）
A. 质子数与质量数相同 B. 化学性质相似
C. 互为同素异形体 D. 质子数与中子数相等
【答案】B
【解析】
【详解】根据原子符号的表示含义，、、三种原子的质子数都是6个，中子数分别是8、7、6，它们属于同位素，由于原子核外都有6个电子，核外电子排布相同，因此三种同位素原子的化学性质相同，故合理选项是B。
3.氮及其化合物的转化过程如下图所示，其中如图为反应①过程中能量变化的曲线图。
下列分析合理的是
A. 如图中c曲线是加入催化剂a时的能量变化曲线
B. 反应①的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ/mol
C. 在反应②中，若有1.25 mol电子发生转移，则参加反应的NH3的体积为5.6 L
D. 催化剂a、b能提高化学反应①、②的化学反应速率和平衡转化率
【答案】B
【解析】
【详解】A. 使用催化剂能够降低反应的活化能，加快反应速率，所以曲线d是加入催化剂a时的能量变化曲线，A错误；
B. 根据图示可知反应物比生成物的能量高出600 kJ-508 kJ=92 kJ，故反应①的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ/mol，B正确；
C. 未指明气体所处条件，因此不能根据电子转移的物质的量确定气体的体积，C错误；
D. 催化剂能加快化学反应的反应速率，但不能使化学平衡发生移动，因此不能改变物质的平衡转化率，D错误；
故合理选项是B。
4.有机化合物在食品、药物、材料等领域发挥着举足轻重的作用。下列说法正确的是（ ）
A. 甲苯和间二甲苯的一溴代物均有4种
B. 按系统命名法，化合物(CH3)2C(OH)C(CH3)3的名称为2，2，3-三甲基-3-丁醇
C. 2-丁烯分子中的四个碳原子在同一直线上
D. 乙酸甲酯分子核磁共振氢谱中只能出现一组峰
【答案】A
【解析】
【详解】A．甲苯有4种等效氢（），间二甲苯也有4种等效氢（），因此它们的一溴代物均有4种，A项正确；
B．醇的系统命名，选含羟基的最长碳链为主链，从距羟基较近的一端开始编号，，该化合物名称应为：2，3，3-三甲基-2-丁醇，B项错误；
C．2-丁烯的结构为或，分子中的四个碳原子不在一条直线上，C项错误；
D．乙酸甲酯分子中有2种等效氢（），在核磁共振氢谱中会出现2组峰，D项错误；
答案选A。
【点睛】用系统命名法命名的一般原则：
① 选择含官能团的最长碳链为主链；
② 编号时，先考虑使官能团所在碳的编号尽可能小，再考虑使其它支链的编号尽可能小；
③ 写名称时，先写支链名称，再写主链名称，阿拉伯数字与汉字之间以“-”相隔。
5.设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是
A. 1L0.1mol·L-1Fe2(SO4)3溶液中含有的阳离子数目小于0.2NA
B. 0.24g Mg在O2和CO2的混合气体中完全燃烧，转移电子数为0.02NA
C. 3g由CO2和SO2组成的混合气体中含有的质子数为1.5NA
D. 1molNa2O2与SO2完全反应，转移电子数为2NA
【答案】A
【解析】
【详解】A. 铁离子在溶液中水解导致阳离子个数增多，故溶液中阳离子个数多于0.2NA个，故A错误；
B. 0.24g Mg为0.01mol，Mg在O2和CO2的混合气体中完全燃烧生成MgO，失去0.02mol电子，则转移电子数为0.02NA，故B正确；
C. CO2的摩尔质量为44g/mol，含22个质子；SO2的摩尔质量为64g/mol，含32个质子，即两者均是2g中含1mol质子，故3g混合物中含1.5mol质子即1.5NA个质子，故C正确；
D.过氧化钠与二氧化硫反应生成硫酸钠，1mol过氧化钠中的−1价的氧原子变为−2价，故1mol过氧化钠转移2mol电子即2NA个，故D正确；
答案选A。
6.泛酸和乳酸均易溶于水并能参与人体代谢，结构简式如下图所示。下列说法不正确的是
泛酸乳酸
A. 泛酸分子式为C9H17NO5
B. 泛酸在酸性条件下的水解产物之一与乳酸互为同系物
C. 泛酸易溶于水，与其分子内含有多个羟基易与水分子形成氢键有关
D. 乳酸在一定条件下反应，可形成六元环状化合物
【答案】B
【解析】
【详解】A. 根据泛酸的结构简式，可知分子式为C9H17NO5，故A正确；
B. 泛酸在酸性条件下的水解出，与乳酸中羟基个数不同，所以与乳酸不是同系物，故B错误；
C. 泛酸中的羟基与水分子形成氢键，所以泛酸易溶于水，故C正确；
D. 2分子乳酸在一定条件下反应酯化反应，形成六元环状化合物，故D正确；
选B。
【点睛】本题考查有机物的机构和性质，重点是掌握常见官能团的结构和性质，肽键在一定条件下水解，羟基、羧基一定条件下发生酯化反应，正确把握同系物的概念。
7.实验室为探究铁与浓硫酸足量的反应，并验证的性质，设计如图所示装置进行实验，下列说法不正确的是（）
A. 装置B中酸性溶液逐渐褪色，体现了二氧化硫的还原性
B. 实验结束后可向装置A的溶液中滴加KSCN溶液以检验生成的
C. 装置D中品红溶液褪色可以验证的漂白性
D. 实验时将导管a插入浓硫酸中，可防止装置B中的溶液倒吸
【答案】B
【解析】
【详解】A.通入酸性溶液中发生氧化还原反应生成硫酸锰、硫酸钾和硫酸，可使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现的还原性，故A正确；
B.KSCN溶液用于检验三价铁离子，故B错误；
C.能使品红溶液变为无色是二氧化硫生成的亚硫酸结合有机色素形成无色物质，体现了二氧化硫的漂白性，用酒精灯加热，褪色的品红恢复红色，故C正确；
D.B中的溶液发生倒吸，是因为装置A中气体压强减小，实验时A中导管a插入浓硫酸中，A装置试管中气体压强减小时，空气从导管a进入A装置，a导管起平衡气压的作用，故D正确；
故选：B。
【点睛】本题考查学生对实验原理与装置的理解与评价，掌握二氧化硫氧化性、漂白性、还原性等是解题关键，题目难度中等。
8.工业上用发烟HClO4把潮湿的CrCl3氧化为棕色的烟[CrO2(ClO4)2]来除去Cr(Ⅲ)，HClO4中部分氯元素转化为最低价态。下列说法不正确的是（ ）
A. HClO4属于强酸，反应还生成了另一种强酸
B. 该反应中，参加反应的氧化剂与氧化产物的物质的量之比为3∶8
C. CrO2(ClO4)2中Cr元素显+6价
D. 该反应离子方程式为19ClO4-+8Cr3++8OH-=8CrO2(ClO4)2+3Cl-+4H2O
【答案】D
【解析】
【分析】
根据题意，写出该反应的化学方程式：19HClO4+8CrCl3+4H2O = 8CrO2(ClO4)2+27HCl，据此解答。
【详解】A．HClO4属于强酸，反应生成的HCl也是强酸，A项正确；
B．该反应的氧化剂为HClO4，氧化产物为CrO2(ClO4)2，根据方程式，当有19molHClO4参加反应时，其中有3mol作氧化剂，生成的氧化产物[CrO2(ClO4)2]为8mol，因此参加反应的氧化剂与氧化产物的物质的量之比为3∶8，B项正确；
C．CrO2(ClO4)2中O元素显-2价，ClO4-显-1价，所以Cr元素显+6价，C项正确；
D．该反应在酸性条件下发生，离子方程式为19ClO4-+8Cr3++4H2O = 8CrO2(ClO4)2+8H++3Cl-，D项错误；
答案选D。
9.前四周期元素X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大，Y、Z、W位于同一周期，X的最简单氢化物分子的空间结构为正四面体，Y在同周期中电负性最小，二元化合物E中元素Y和W的质量比为23：16；同周期元素简单离子中，元素Z形成的离子半径最小；T元素的价电子排布式为3d104s1。下列说法正确的是（ ）
A. 简单离子的半径Y＞Z＞W
B. 最高价氧化物对应水化物的酸性W＞Z＞X
C. W和T的单质混合加热可得化合物T2W
D. W的单质在足量的氧气中燃烧，所得产物溶于水可得强酸
【答案】C
【解析】
【分析】
X的最简单氢化物分子的空间构型为正四面体，该氢化物为甲烷，即X为C，Y、Z、W位于同一周期，原子序数依次增大，即Y、Z、W位于第三周期，Y的电负性最小，推出Y为Na，二元化合物E中元素Y和W的质量比为23：16，推出该二元化合物为Na2S，即W为S，同周期元素简单离子中，元素Z形成的离子半径最小，即Z为Al，T元素的价电子3d104s1，推出T元素为Cu，据此分析；
【详解】X的最简单氢化物分子的空间构型为正四面体，该氢化物为甲烷，即X为C，Y、Z、W位于同一周期，原子序数依次增大，即Y、Z、W位于第三周期，Y的电负性最小，推出Y为Na，二元化合物E中元素Y和W的质量比为23：16，推出该二元化合物为Na2S，即W为S，同周期元素简单离子中，元素Z形成的离子半径最小，即Z为Al，T元素的价电子3d104s1，推出T元素为Cu，
A. Y、Z、W简单离子分别是Na＋、Al3＋、S2－，因此简单离子半径大小顺序是r(S2－)>r(Na＋)>r(Al3＋)，故A错误；
B. 三种元素最高价氧化物对应水化物分别是H2CO3、Al(OH)3、H2SO4，硫酸酸性最强，氢氧化铝为两性，因此酸性强弱顺序是H2SO4>H2CO3>Al(OH)3，故B错误；
C. Cu与S在加热条件下发生反应，因为S的氧化性较弱，因此将Cu氧化成较高价态，得到产物是Cu2S，反应：2Cu＋S Cu2S，故C正确；
D. S在足量的氧气中燃烧生成SO2，SO2溶于水后生成H2SO3，亚硫酸为中强酸，故D错误；
答案：C。
【点睛】易错点是选项D，学生认为S与足量的O2反应生成SO3，SO3溶于水后生成H2SO4，学生：C与O2反应，如果氧气不足，则生成CO，氧气过量，则生成CO2，S和C不太一样，S与氧气反应，无论氧气过量与否，生成的都是SO2，SO2转化成SO3，需要催化剂、高温条件。
10.下列实验中，能达到相应实验目的的是
A．制备并收集乙酸乙酯
B．证明氯化银溶解度大于硫化银
C．验证溴乙烷的消去产物是乙烯
D．推断S、C、Si的非金属性强弱
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A、制取乙酸乙酯需要用浓硫酸做催化剂，故不选A；
B、1mL0.1mol/L的AgNO3溶液滴加几滴0.1mol/L的NaCl溶液生成白色沉淀AgCl，AgNO3有剩余，再滴加几滴0.1mol/L的Na2S，AgNO3与Na2S反应生成Ag2S沉淀，所以不能证明氯化银溶解度大于硫化银，故不选B；
C、乙烯、乙醇都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以该装置不能验证溴乙烷消去产物是乙烯，故不选C；
D、碳酸钠与稀硫酸反应放出二氧化碳，证明非金属性S>C，二氧化碳与硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀，证明非金属性C>Si，故选D。
二、本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有1个或2个选项符合题意，全都选对得4分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。
11.高纯碳酸锰在电子工业中有重要的应用，湿法浸出软锰矿（主要成分为MnO2，含少量Fe、Al、Mg等杂质元素）制备高纯碳酸锰的实验过程如下：其中除杂过程包括：①向浸出液中加入一定量的X，调节浸出液的pH为3.5~5.5；②再加入一定量的软锰矿和双氧水，过滤；③…下列说法正确的是（ ）
A. 试剂X可以是MnO、MnO2、MnCO3等物质
B. 浸出时加入植物粉的作用是作为还原剂
C. 除杂过程中调节浸出液的pH为3.5~5.5可完全除去Fe、Al、Mg等杂质
D. 为提高沉淀MnCO3步骤的速率可以持续升高温度
【答案】B
【解析】
【分析】
软锰矿（主要成分为MnO2，含少量Fe、Al、Mg等杂质元素）中Mn元素显+4价，浸出并过滤后Mn元素以Mn2+的形式存在于滤液中，浓硫酸无还原性，据此可推知植物粉作还原剂；浸出后的滤液中，除了Mn2+还有Fe2+、Al3+、Mg2+，除杂时可调节pH使其中一些离子转化为沉淀，为了不引入新的杂质，可加入Mn（Ⅱ）的氧化物或碳酸盐；除杂过程中调节浸出液的pH为3.5~5.5，不能将Fe2+、Al3+、Mg2+完全转化为沉淀，之后加入双氧水可将Fe2+氧化为更易沉淀的Fe3+，加入的软锰矿也会再消耗一些H+；NH4HCO3受热易分解，因此加入NH4HCO3沉淀Mn2+时，温度不宜过高。
【详解】A．试剂X用于调节pH，为了不引入新的杂质，可加入Mn（Ⅱ）的氧化物或碳酸盐，不宜加入MnO2，A项错误；
B．浸出时，MnO2转化为Mn2+，植物粉作还原剂，B项正确；
C．除杂过程中调节浸出液的pH为3.5~5.5不能完全除去Fe、Al、Mg等杂质，C项错误；
D．沉淀MnCO3步骤中，NH4HCO3受热易分解，不能持续升高温度，D项错误；
答案选B。
【点睛】控制实验条件时要充分考虑物质的特性，如：
① Fe3+在较低的pH环境下就可沉淀完全，要完全沉淀Fe元素，应将Fe2+转化为Fe3+；
② NH4HCO3受热易分解，要注意控制反应的温度。
12.Li—SOCl2电池是迄今具有最高能量比的电池。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液(熔点-110℃、沸点78.8℃)是LiAlCl4—SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2。下列说法正确的是（ ）
A. 该电池不能在寒冷地区正常工作
B. SOCl2分子的空间构型是平面三角形
C. 该电池工作时，正极反应为：2SOCl2+4e-=4Cl-+S+SO2
D. 该电池组装时，必须在无水无氧条件下进行
【答案】CD
【解析】
【分析】
根据电池的总反应可知，失电子的是Li，在负极发生反应，得电子的是SOCl2，在正极发生反应；电解液的熔点为-110℃、沸点为78.8℃，电池可以在-110℃~78.8℃温度范围内正常工作。
【详解】A．该电池可以在-110℃~78.8℃环境下正常工作，A项错误；
B．SOCl2分子的中心原子为S，其价层电子对数=3+(6－1×2－2×1)=4，VSEPR模型为四面体形，中心原子上的孤电子对数=(6－1×2－2×1)=1，则SOCl2分子的立体构型为三角锥形，B项错误；
C．根据电池的总反应方程式，可知正极反应为：2SOCl2+4e-=4Cl-+S+SO2，C项正确；
D．Li是活泼金属，易与O2反应，也能与水反应，SOCl2遇水会发生反应：SOCl2+H2O=SO2+2HCl，因此该电池组装时，必须在无水无氧条件下进行，D项正确；
答案选CD。
【点睛】价层电子对互斥理论（VSEPR理论）是一种推测分子立体构型的理论，应用时有以下要点：
① 中心原子的价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数
② σ键电子对数=与中心原子结合的原子数
③ 中心原子上的孤电子对数=(a－xb)
其中a为中心原子的价电子数，x为与中心原子结合的原子数，b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。
④ 中心原子的价层电子对数与VSEPR模型的关系：
中心原子的价层电子对数
2
3
4
VSEPR模型
直线形
平面三角形
四面体
推测分子的立体构型还需考虑孤电子对数。
综上，SOCl2分子的中心原子为S，σ键电子对数=3，S原子的价电子数a=6，S原子结合了1个O原子，则x1=1，b1=8－6=2，S原子还结合了2个Cl原子，则x2=2，b2=8－7=1，中心原子上的孤电子对数=(a－x1b1－x2b2)=(6－1×2－2×1)=1，因此中心原子的价层电子对数=3+1=4，SOCl2分子的VSEPR模型为四面体形，由于1对孤电子对占据了四面体的1个顶点，因此分子的立体构型为三角锥形。
13.向某容积为2L的恒容密闭容器中充入2molX(g)和1molY(g)，发生反应2X(g)+Y(g)3Z(g)。反应过程中，持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是（ ）
A. M点时，Y的转化率最大
B. 平衡后充入X，达到新平衡时X的体积分数减小
C. 升高温度，平衡常数减小
D. W、M两点Y的正反应速率相同
【答案】C
【解析】
【分析】
起始时向容器中充入2molX(g)和1molY(g)，反应从左到右进行，结合图像，由起点至Q点，X的体积分数减小；Q点之后，随着温度升高，X的体积分数增大，意味着Q点时反应达到平衡状态，温度升高，平衡逆向移动，反应从右向左进行。
【详解】A．Q点之前，反应向右进行，Y的转化率不断增大；Q点→M点的过程中，平衡逆向移动，Y的转化率下降，因此Q点时Y的转化率最大，A项错误；
B．平衡后充入X，X的体积分数增大，平衡正向移动，根据勒夏特列原理，平衡移动只能减弱而不能抵消这个改变，达到新的平衡时，X的体积分数仍比原平衡大，B项错误；
C．根据以上分析，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，C项正确；
D．容器体积不变，W、M两点，X的体积分数相同，Y的体积分数及浓度也相同，但M点温度更高，Y的正反应速率更快，D项错误；
答案选C。
14.根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是( )
选项
实验操作和现象
结论
A
向鸡蛋清溶液中加入少量CuSO4溶液，出现浑浊
蛋白质可能发生了变性
B
将乙醇与浓硫酸混合加热，产生的气体通入酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去
产生的气体中一定含有乙烯
C
室温下，用pH试纸测得：0.1 mol•L﹣1Na2SO3溶液的pH约为10；0.1 mol•L﹣1NaHSO3溶液的pH约为5
HSO3﹣结合H+的能力比SO32﹣的强
D
向NaCl和NaBr的混合溶液中滴入少量AgNO3溶液，产生淡黄色沉淀(AgBr)
Ksp(AgBr)＜Ksp(AgCl)
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A. 鸡蛋清主要成分为蛋白质，少量CuSO4可能会使其发生变性，故A项正确；
B. 乙醇和浓硫酸共热至170℃后发生消去反应生成乙烯，但乙醇易挥发，二者均可使高锰酸钾褪色，则该实验不能证明乙烯能使KMnO4溶液褪色，故B项错误；
C. 室温下，用pH试纸测得：0.1 mol·L－1Na2SO3溶液的pH约为10；0.1 mol·L－1NaHSO3溶液的pH约为5，说明SO32-的水解程度比HSO3-大，即SO32-结合H＋的能力比HSO3-的强，故C项错误；
D. NaCl和NaBr的浓度大小未知，产生的淡黄色沉淀也可能是溴离子浓度较大所导致，因此该实验现象不能说明Ksp(AgBr)
15.常温下，0.1mol/LH2C2O4水溶液中存在H2C2O4、HC2O4-和C2O42-三种形态含碳粒子，用NaOH或HCl调节该溶液的pH，三种含碳粒子的分布系数δ随溶液pH变化的关系如图[已知：a=1.35，b=4.17，Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9，忽略溶液体积变化]。下列说法正确的是（ ）
A. pH=5时，溶液中主要含碳物种浓度大小关系为：c(C2O42-)＞c(H2C2O4)＞c(HC2O4-)
B. 已知pKa=-lgKa，则pKa2(H2C2O4)=4.17
C. 0.1mol·L-1NaHC2O4溶液中：c(H+)=c(OH-)+c(C2O42-)-c(H2C2O4)
D. 一定温度下往CaC2O4饱和溶液中加入少量CaCl2固体，c(C2O42-)将减小，c(Ca2+)不变
【答案】BC
【解析】
【分析】
H2C2O4在水溶液中的电离平衡：H2C2O4HC2O4-+H+，HC2O4-C2O42-+H+，pH减小（H+浓度增大），平衡逆向移动，pH增大（H+浓度减小），平衡正向移动，所以，pH最小时，溶液中的含碳粒子主要是H2C2O4，pH最大时，溶液中的含碳粒子主要是C2O42-，曲线①代表H2C2O4的含量，曲线③代表C2O42-的含量，曲线②代表HC2O4-的含量。
【详解】A．pH=5时，溶液中主要含碳物种浓度大小关系为：c(C2O42-)＞c(HC2O4-)＞c(H2C2O4)，A项错误；
B．Ka2(H2C2O4)=，用曲线②与曲线③的交点数据计算，c(HC2O4-)=c(C2O42-)，该点的pH=b=4.17，c(H+)=10-4.17，代入公式，得Ka2(H2C2O4)= c(H+)=10-4.17，pKa2(H2C2O4)=－lg(10-4.17)=4.17，B项正确；
C．0.1mol·L-1NaHC2O4溶液中，电荷守恒式：c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(C2O42-)+c(HC2O4-)①，物料守恒式：c(Na+)= c(H2C2O4) +c(HC2O4-)+c(C2O42-)②，①②联立，消掉c(Na+)，得c(H+)=c(OH-)+c(C2O42-)-c(H2C2O4)，C项正确；
D．CaC2O4饱和溶液中存在溶解平衡：CaC2O4(s)Ca2+(aq)+C2O42-(aq)，加入少量CaCl2固体，c(Ca2+)增大，平衡逆向移动，c(C2O42-)减小，根据勒夏特列原理，达到新的平衡时，c(Ca2+)仍比原平衡大，D项错误；
答案选BC。
【点睛】微粒分布系数δ随溶液pH变化关系图中，计算平衡常数，可找相应的特殊点，一般为两条曲线的交点，交点处两种微粒的浓度相同，在平衡常数公式中可以约分；本题中，Ka2(H2C2O4)=，可找c(HC2O4-)=c(C2O42-)的点，即曲线②和③的交点。
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
16.“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。为减小和消除CO2对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。
(1)已知：①CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1
②C(s)＋2H2(g) CH4(g) ΔH＝－73 kJ·mol－1
③2CO(g) C(s)＋CO2(g) ΔH＝－171 kJ·mol－1
写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式：____
(2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，在容积为2 L密闭容器中，充入1 mol CO2和3.25 mol H2在一定条件下发生反应，测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图所示：
①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝________。
②下列措施一定不能使CO2的平衡转化率增大的是________。
A 在原容器中再充入1 mol CO2
B 在原容器中再充入1 mol H2
C 在原容器中充入1 mol氦气
D 使用更有效的催化剂
E 缩小容器的容积
F 将水蒸气从体系中分离
(3)煤化工通常研究不同条件下CO转化率以解决实际问题。已知在催化剂存在条件下反应：CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)中CO的平衡转化率随p(H2O)/p(CO)及温度变化关系如图所示：
①上述反应的正反应方向是________反应(填“吸热”或“放热”)；
②对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作Kp)，则该反应的Kp＝_____（填表达式，不必代数计算）；如果提高p（H2O）/p（CO），则Kp_______(填“变大”“变小”或“不变”)。使用铁镁催化剂的实际工业流程中，一般采用400 ℃左右、p（H2O）/p（CO）＝3～5，采用此条件的原因可能是_______
(4)科学家用氮化镓材料与铜组装成如图所示的人工光合系统，利用该装置实现了用CO2和H2O合成CH4。下列关于该电池的叙述错误的是________。
A．该装置能量转化形式仅存在将太阳能转化为电能
B．铜电极为正极，电极反应式为CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O
C．电池内部H＋透过质子交换膜从左向右移动
【答案】 (1). CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝－162 kJ·mol－1 (2). 0.112 5 mol·L－1·min－1 (3). ACD (4). 放热 (5). pCO2∙pH2/pCO∙pH2O (6). 不变 (7). 催化剂的活性温度在400 ℃左右；投料比太低，CO的平衡转化率不高，而400 ℃左右，投料比3～5时CO的平衡转化率较高，已能满足要求，再增加投料比，成本增大，但CO的平衡转化率提高不多，经济上不合算 (8). A
【解析】
【分析】
(1)依据热化学方程式和盖斯定律分析计算；
(2)①根据图知，达到平衡状态时n(CH3OH)=n(H2O)=0.75mol，根据H原子守恒得消耗n(H2)=2n(CH3OH)+n(H2O)=2×0.75mol+0.75mol=2.25mol，结合v(H2)=计算；
②使CO2的转化率增大须使平衡向正反应方向移动，可采取的措施有增大压强、分离生成物或增加另一种反应物等措施；
(3)①由图可知，在相同的时，温度越高，CO的转化率越低，据此分析判断；②根据平衡常数的含义结合平衡常数只与温度有关判断；结合投料比、催化剂的活性、经济成本分析解答；
(4)该装置中，根据电子流向可知GaN是负极、Cu是正极，负极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，正极反应式为：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，据此分析解答。
【详解】(1)①CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g)△H=-41kJ•mol-1，②C(s)+2H2(g)⇌CH4(g)△H=-73kJ•mol-1，③2CO(g)⇌C(s)+CO2(g)△H=-171kJ•mol-1，盖斯定律计算②+③-①×2 得到CO2(g)+4H2(g)═CH4(g)+2H2O(g)△H=-162 kJ•mol-1，故答案为CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝-162 kJ•mol-1；
(2)①根据图知，达到平衡状态时n(CH3OH)=n(H2O)=0.75mol，根据H原子守恒得消耗n(H2)=2n(CH3OH)+n(H2O)=2×0.75mol+0.75mol=2.25mol，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)===0.1125mol/(L•min)，故答案为0.1125mol/(L•min)；
②A．在原容器中再充入l mol CO2，平衡正向移动，但是反应消耗的二氧化碳增加量小于加入二氧化碳增加量，所以二氧化碳的转化率减小，故A选；B．在原容器中再充入1mol H2，平衡正向移动，消耗的二氧化碳量增加，则二氧化碳转化率增大，故B不选；C．在原容器中充入l mol氦气，参加反应的各物质的物质的量浓度不变，平衡不移动，则二氧化碳转化率不变，故C选；D．使用更有效的催化剂，增大化学反应速率，但是平衡不移动，则二氧化碳转化率不变，故D选；E．缩小容器的容积，增大压强平衡向气体体积减小的正反应方向移动，二氧化碳转化率增大，故E不选；F．将水蒸气从体系中分离，平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，故F不选；不能使CO2的平衡转化率增大的有ACD，故答案为ACD；
(3)①由图可知，在相同的时，温度越高，CO的转化率越低，说明升高温度，平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，故答案为放热；
②对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度也可以表示平衡常数(记作Kp)，反应的平衡常数=；平衡常数只与温度有关，与浓度无关，所以提高比，则KP不变；由图象可知，投料比太低，CO的转化率不太高，而投料比3～5时转化率已经很高，再增加投料比，需要大大的增加蒸汽添加量，这样在经济上不合算，温度在400℃左右时催化剂的活性最大，所以一般采用400℃左右， =3～5，故答案为；不变；催化剂的活性温度在400 ℃左右；投料比太低，CO的平衡转化率不高，而400 ℃左右，投料比3～5时CO的平衡转化率较高，已能满足要求，再增加投料比，成本增大，但CO的平衡转化率提高不多，经济上不合算；
(4) A．根据图示可知，该装置中将太阳能转化为电能和化学能，故A错误；B．根据电子流向可知，Cu是正极，正极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成甲烷，电极反应式为：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，故B正确；C．放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动，所以装置中的H+由左向右移动，故C正确；故选A。
17.以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分Na2Cr2O7·2H2O)，其主要工艺流程如下：
查阅资料得知:
ⅰ．常温下，NaBiO3不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将Cr3+转化为CrO42－。
ⅱ．
金属离子
Fe3+
Al3+
Cr3+
Fe2+
Bi3+
开始沉淀的pH
2.7
3.4
5.0
7.5
0.7
沉淀完全的pH
3.7
4.9
5.9
9.7
4.5
回答下列问题：
（1）反应之前先将矿石粉碎的目的是__________________。
（2）步骤③加的试剂为_____________，此时溶液pH要调到5的目的_______________ 。
（3）写出反应④的离子反应方程式______________________。
（4）⑤中酸化是使CrO42－转化为Cr2O72－，写出该反应的离子方程式_________________。
（5）将溶液H经过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥即得红矾钠粗晶体，精制红矾钠则对粗晶体需要采用的操作是__________________(填操作名称)。
【答案】 (1). 增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高铬铁矿的浸取率 (2). 氢氧化钠溶液或NaOH溶液 (3). 使Fe3+、Al3+均完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去 (4). 3NaBiO3+2Cr3++7OH－+H2O=3Bi(OH)3+2CrO42－+3Na+ (5). CrO42－+2H+Cr2O72－+H2O (6). 重结晶
【解析】
【分析】
铬铁矿加入过量的硫酸，反应生成硫酸亚铁和硫酸铬、硫酸铝，二氧化硅不溶于硫酸，所以固体A为二氧化硅，溶液B中加入过氧化氢，将亚铁离子氧化成铁离子，加入碱调节pH使铁离子和铝离子沉淀，根据表格数据分析，控制pH到5，固体D为氢氧化铁和氢氧化铝，溶液E中加入铋酸钠和少量氢氧化钠溶液，反应生成Na2CrO4，酸化将其变成重铬酸钠，最后重结晶得到红矾钠，据此解答。
【详解】(1) 为了增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高铬铁矿的浸取率，反应之前先将矿石粉碎，
故答案为增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高铬铁矿的浸取率；
(2) 根据表格数据分析，步骤③加的试剂为氢氧化钠溶液或NaOH溶液；此时溶液pH要调到5的目的使Fe3+、Al3+均完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去，而铬离子不沉淀；
故答案为NaOH溶液；使Fe3+、Al3+均完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去；
(3) 反应④中铋酸钠将硫酸铬氧化生成铬酸钠同时生成氢氧化铋，离子反应方程式为 3NaBiO3+2Cr3++7OH-+H2O=3Bi(OH)3+2CrO42-+3Na+，
故答案为3NaBiO3+2Cr3++7OH-+H2O=3Bi(OH)3+2CrO42-+3Na+；
(4) ⑤中酸化是使CrO42－转化为Cr2O72－，离子方程式2CrO42－+2H+Cr2O72－+H2O，
故答案为2CrO42－+2H+Cr2O72－+H2O；
(5) 将溶液H经过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥即得红矾钠粗晶体，此操作为重结晶，
故答案为重结晶。
【点睛】本题考查了物质制备流程和方案的分析判断，物质性质的应用，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，注意把握题干信息的分析理解，操作步骤的注意问题和基本操作方法是解题关键。
18.高碘酸钾(KIO4)溶于热水，微溶于冷水和氢氧化钾溶液，可用作有机物的氧化剂。制备高碘酸钾的装置图如下(夹持和加热装置省略)。回答下列问题：
(1)装置I中仪器甲的名称是___________。
(2)装置I中浓盐酸与KMnO4混合后发生反应的离子方程式是___________。
(3)装置Ⅱ中的试剂X是___________。
(4)装置Ⅲ中搅拌的目的是___________。
(5)上述炭置按气流由左至右各接口顺序为___________(用字母表示)。
(6)装置连接好后，将装置Ⅲ水浴加热，通入氯气一段时间，冷却析岀高碘酸钾晶体，经过滤，洗涤，干燥等步骤得到产品。
①写出装置Ⅲ中发生反应的化学方程式：___________。
②洗涤时，与选用热水相比，选用冷水洗涤晶体的优点是___________。
③上述制备的产品中含少量的KIO3，其他杂质忽略，现称取ag该产品配制成溶液，然后加入稍过量的用醋酸酸化的KI溶液，充分反应后，加入几滴淀粉溶液，然后用1.0mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的平均体积为bL。
已知：KIO3+5KI+6CH3COOH===3I2+6CH3COOK+3H2O
KIO4+7KI+8CH3 COOH===4I2+8CH3COOK+4H2O
I2+2Na2S2O3===2NaI+N2S4O6
则该产品中KIO4的百分含量是___________(Mr(KIO3)=214，Mr(KIO4)=230，列出计算式)。
【答案】 (1). 圆底烧瓶 (2). 16H++10Cl-+2MnO4-=2Mn2++8H2O+5Cl2↑ (3). NaOH溶液 (4). 使反应混合物混合均匀，反应更充分 (5). aefcdb (6). 2KOH+KIO3+Cl2KIO4+2KCl+ H2O (7). 降低KIO4的溶解度，减少晶体损失 (8). 100%
【解析】
【分析】
本题为制备高碘酸钾实验题，根据所提供的装置，装置III为KIO4的制备反应发生装置，发生的反应为2KOH+KIO3+Cl2KIO4+2KCl+ H2O；装置I可用来制取氯气，为制备KIO4提供反应物氯气；装置IV是氯气的净化装置；装置II是氯气的尾气吸收装置；装置的连接顺序为I→IV→III→II，以此分析解答。
【详解】(1)根据装置I中仪器甲的构造，该仪器的名称是圆底烧瓶，
因此，本题正确答案是：圆底烧瓶；
(2)浓盐酸与KMnO4反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水，根据得失电子守恒及电荷守恒和原子守恒写出离子方程式是2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，
因此，本题正确答案是：2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；
(3) 装置II是氯气的尾气吸收装置，所用的试剂X应是NaOH溶液，
因此，本题正确答案是：NaOH溶液；
(4) 装置III为KIO4制备反应发生装置，用氯气和NaOH的KIO3溶液反应，搅拌的目的是使反应混合物混合均匀，反应更充分，
因此，本题正确答案是：使反应混合物混合均匀，反应更充分；
(5)根据以上分析，装置的连接顺序为I→IV→III→II，所以各接口顺序为aefcdb，
因此，本题正确答案是：aefcdb；
(6)①装置III为KIO4的制备反应发生装置，氯气将KIO3氧化为KIO4，本身被还原为KCl，化学方程式为2KOH+KIO3+Cl2KIO4+2KCl+ H2O，
因此，本题正确答案是：2KOH+KIO3+Cl2KIO4+2KCl+ H2O；
②根据题给信息，高碘酸钾(KIO4)溶于热水，微溶于冷水和氢氧化钾溶液，所以，与选用热水相比，选用冷水洗涤晶体的优点是降低KIO4的溶解度，减少晶体损失，
因此，本题正确答案是：降低KIO4的溶解度，减少晶体损失；
③设ag产品中含有KIO3和KIO4的物质的量分别为x、y，则根据反应关系：
KIO3~~~3I2，KIO4~~~4I2，I2~~~2Na2S2O3，
①214x+230y=a，②3x+4y=0.5b，联立①、②，解得y=mol，
则该产品中KIO4的百分含量是100%=100%，
因此，本题正确答案是：100%。
19.钛被誉为“21世纪的金属”，可呈现多种化合价。其中以+4价的Ti最为稳定。回答下列问题：
（1）基态Ti原子的价电子排布图为__。
（2）已知电离能：I2(Ti)=1310kJ·mol-1，I2(K)=3051kJ·mol-1。I2(Ti)
①钛的配位数为__，碳原子的杂化类型__。
②该配合物中存在的化学键有__(填字母)。
a.离子健 b.配位键 c.金属健 d.共价键 e.氢键
（4）钛与卤素形成的化合物熔、沸点如下表所示：
TiCl4
TiBr4
TiI4
熔点/℃
-24.1
38.3
155
沸点/℃
136.5
233.5
377
分析TiCl4、TiBr4、TiI4的熔点和沸点呈现一定变化规律的原因是__。
（5）已知TiO2与浓硫酸反应生成硫酸氧钛，硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，结构如图所示，该阳离子化学式为_。阴离子的立体构型为__。
（6）已知TiN晶体的晶胞结构如图所示，若该晶胞的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数值为NA，则晶胞中Ti原子与N原子的最近距离为___pm。(用含ρ、NA的代数式表示)
【答案】 (1). (2). K+失去的是全充满的3p6电子，Ti+失去的是4s1电子，相对较易失去，故I2(Ti)
【分析】
（1）基态Ti原子的价电子排布图可根据构造原理、泡利原理、洪特规则填写；
（2）全充满、半充满、全空，是相对稳定的结构，破坏这样的结构需要更多的能量，形成这样的结构趋势较大，需要较少能量；
（3）配位数是中心原子周围的配位原子的个数；碳原子的杂化类型与其形成的化学键有关：形成4个单键为sp3杂化，形成1个双键、2个单键为sp2杂化，形成1个三键、1个单键为sp杂化；
（4）分子晶体，组成和结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；
（5）SO42-的立体构型可根据价层电子对互斥理论推测；
（6）晶胞中Ti原子与N原子的最近距离为晶胞棱长的二分之一，可先根据V=计算出晶胞的体积，再开三次方计算晶胞棱长，最后将晶胞棱长乘二分之一。
【详解】（1）基态Ti原子有4个价电子，根据构造原理，4s能级能量较低，电子先填满4s能级，再填入3d能级；根据泡利原理和洪特规则，2个电子先填入4s能级的1个轨道，自旋状态相反，3d能级有5个轨道，剩余2个电子应先占据不同的轨道，且自旋状态相同，故答案为：；
（2）Ti+的基态电子排布为[Ar]3d24s1，再失去1个电子，4s轨道将变为全空状态，趋势较大，所需能量I2(Ti)较低；K+的基态电子排布为[Ne]3s23p6，再失去1个电子，将破坏3p6的全充满状态，所需能量I2(K)较高，故答案为：K+失去的是全充满的3p6电子，Ti+失去的是4s1电子，相对较易失去，故I2(Ti)
②该配合物中存在配位键和共价键，故答案为：bd；
（4）TiCl4、TiBr4、TiI4的熔、沸点逐渐升高，因为它们均为分子晶体，组成和结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔、沸点越高，故答案为：三者均为分子晶体，组成与结构相似，随着相对分子质量增大，分子间作用力增大，熔、沸点升高；
（5）可用均摊法确定硫酸氧钛晶体中阳离子的化学式，每个Ti原子连接2个O原子，每个O原子只有一半属于它，所以Ti原子与O原子的个数比=1∶(×2)=1∶1，阳离子的化学式为TiO2+；硫酸氧钛的阴离子为SO42-，中心原子S的价层电子对数=4+×(8－4×2)=4，VSEPR模型为正四面体，没有孤电子对，所以SO42-的立体构型为正四面体，故答案为：TiO2+；正四面体；
（6）一个TiN晶胞中，Ti原子数=12×+1=4，N原子数=6×+8×=4，m(晶胞)=m(Ti)+m(N)==g，V(晶胞)=== ，晶胞的棱长==cm=×1010pm，晶胞中Ti原子与N原子的最近距离=晶胞的棱长×=×1010pm×=×1010pm ，故答案为：×1010。
【点睛】确定SO42-的立体构型，可用价层电子对互斥理论推测：
SO42-的中心原子是S原子，S原子的价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数；σ键电子对数=与中心原子结合的原子数=4；中心原子上的孤电子对数=(a－xb)；其中a为中心原子的价电子数，S原子有6个价电子，SO42-带2个单位负电荷，因此a=6+2=8；x为与中心原子结合的原子数，此处为4；b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，与S原子结合的为O原子，O原子最多能接受的电子数=8－6=2；所以中心原子上的孤电子对数=×(8－4×2)=0；S原子的价层电子对数=4+0=4，VSEPR模型为正四面体，没有孤电子对，SO42-的立体构型即为正四面体。
20.白头翁素具有显著的抗菌作用，其合成路线如图所示：
已知：
①RCH2BrRCH=CHR’
②2RCH=CHR’
（以上R、R’代表氢、烷基）
(1)白头翁素的分子式为____。
(2)试剂a为______，E→F的反应类型为________。
(3)F的结构简式为_________。
(4)C中含有的官能团名称为________。
(5) A→B反应的化学方程式为_________。
(6)F与足量氢气加成得到G，G有多种同分异构体，其中属于链状羧酸类有____种。
(7)以乙烯为起始原料，选用必要的无机试剂合成的路线为____（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). C10H8O4 (2). 浓硫酸 (3). 消去反应 (4). (5). 羧基、羟基、碳碳双键 (6). +H2O (7). 8 (8). 第一种路线：
第二种路线：CH2=CH2CH2BrCH2BrCH2=CH-CH=CH2CH3CH=CHCH3
【解析】
【分析】
（1）~（6）A发生加成反应生成的B为HOOCCH（OH）CH2CH2Br，B和HCHO发生已知①的反应生成C：，C发生消去反应生成D：，醇发生消去反应需要在浓硫酸作催化剂、加热条件下进行，所以试剂a为浓硫酸；D与I2反应生成E，根据F的分子式和白头翁素的结构简式，F发生已知②的反应生成白头翁素，则F为，E发生消去反应生成F，卤代烃在NaOH醇溶液、加热条件下发生消去反应，则b为NaOH醇溶液。
(7)以乙烯为起始原料合成，可由CH3CH=CHCH3发生已知②的反应得到；CH3CH=CHCH3可由CH3CH2Br与CH3CHO发生已知①的反应获得，CH2=CH2与HBr发生加成反应生成CH3CH2Br，乙烯与水发生加成反应得乙醇，乙醇催化氧化可制得CH3CHO；CH3CH=CHCH3也可由CH2=CHCH=CH2和氢气发生1，4—加成反应得到，CH2=CHCH=CH2可由CH2BrCH2Br和HCHO发生已知①的反应得到，CH2BrCH2Br可由CH2=CH2和溴发生加成反应得到。
【详解】(1)根据结构简式确定白头翁素分子式为C10H8O4；
(2)C→D为醇的消去反应，则试剂a为浓硫酸，E→F的反应类型为消去反应；
(3)F的结构简式为；
(4) C的结构简式为，C中含有的官能团名称为羧基、碳碳双键、羟基；
(5)A发生加成反应生成B，A→B反应的化学方程式为；
(6)F为，F与足量氢气加成得到G，G的分子式为C5H8O2，G的不饱和度是2，G有多种同分异构体，其中属于链状羧酸类，羧基的不饱和度是1，说明含有-COOH、碳碳双键；如果碳链结构为C=C-C-C，有4种；如果碳链结构为C-C=C-C，有2种；如果碳链结构为，有2种，所以符合条件的有8种；
(7)以乙烯为起始原料合成，可由CH3CH=CHCH3发生已知②的反应得到；CH3CH=CHCH3可由CH3CH2Br与CH3CHO发生已知①的反应获得，CH2=CH2与HBr发生加成反应生成CH3CH2Br，乙烯与水发生加成反应得乙醇，乙醇催化氧化可制得CH3CHO；CH3CH=CHCH3也可由CH2=CHCH=CH2和氢气发生1，4—加成反应得到，CH2=CHCH=CH2可由CH2BrCH2Br和HCHO发生已知①的反应得到，CH2BrCH2Br可由CH2=CH2和溴发生加成反应得到；其合成路线为，也可能是合成路线为：。
【点睛】本题考查有机物推断和合成，根据流程图，结合题干信息及反应条件、进行物质推断是关键，难点是同分异构体种类判断，利用不饱和度确定链状结构中存在官能团，题目侧重考查学生的分析推断及知识综合运用、知识迁移能力。
化学试题
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S- -35.5
一、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.化学现象随处可见，化学制品伴随我们的生活。下列说法错误的是（ ）
A. “霾尘积聚难见路人”，雾霾可能产生丁达尔效应
B. “用浓酒和糟入甑(蒸锅)，蒸令气上……”，其中涉及的操作是蒸馏
C. “世间丝、麻、裘皆具素质……”，其中的“丝、麻”的主要成分都是蛋白质
D. 古剑“沈卢”以“剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”，其中的“剂钢”是铁合金
【答案】C
【解析】
【详解】A．雾霾中可能存在直径1-100nm的粒子，这些粒子分散在空气中形成胶体，可产生丁达尔效应，A项正确；
B．“用浓酒和糟入甑(蒸锅)，蒸令气上……”，通过蒸煮使酒精转化为蒸气，再冷凝收集，是蒸馏操作，B项正确；
C．“丝”是蚕丝，主要成分为蛋白质；“麻”来自植物，主要成分为纤维素，C项错误；
D．钢是铁和碳的合金，D项正确；
答案选C。
2.《学习强国》学习平台说“最基本的生命分子中都有碳原子”。常用于测定文物的年代，作为示踪原子对研究有机化学反应和生物化学反应更为方便。被用来作为阿伏伽德罗常数的标准。关于、、说法正确的是（ ）
A. 质子数与质量数相同 B. 化学性质相似
C. 互为同素异形体 D. 质子数与中子数相等
【答案】B
【解析】
【详解】根据原子符号的表示含义，、、三种原子的质子数都是6个，中子数分别是8、7、6，它们属于同位素，由于原子核外都有6个电子，核外电子排布相同，因此三种同位素原子的化学性质相同，故合理选项是B。
3.氮及其化合物的转化过程如下图所示，其中如图为反应①过程中能量变化的曲线图。
下列分析合理的是
A. 如图中c曲线是加入催化剂a时的能量变化曲线
B. 反应①的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ/mol
C. 在反应②中，若有1.25 mol电子发生转移，则参加反应的NH3的体积为5.6 L
D. 催化剂a、b能提高化学反应①、②的化学反应速率和平衡转化率
【答案】B
【解析】
【详解】A. 使用催化剂能够降低反应的活化能，加快反应速率，所以曲线d是加入催化剂a时的能量变化曲线，A错误；
B. 根据图示可知反应物比生成物的能量高出600 kJ-508 kJ=92 kJ，故反应①的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ/mol，B正确；
C. 未指明气体所处条件，因此不能根据电子转移的物质的量确定气体的体积，C错误；
D. 催化剂能加快化学反应的反应速率，但不能使化学平衡发生移动，因此不能改变物质的平衡转化率，D错误；
故合理选项是B。
4.有机化合物在食品、药物、材料等领域发挥着举足轻重的作用。下列说法正确的是（ ）
A. 甲苯和间二甲苯的一溴代物均有4种
B. 按系统命名法，化合物(CH3)2C(OH)C(CH3)3的名称为2，2，3-三甲基-3-丁醇
C. 2-丁烯分子中的四个碳原子在同一直线上
D. 乙酸甲酯分子核磁共振氢谱中只能出现一组峰
【答案】A
【解析】
【详解】A．甲苯有4种等效氢（），间二甲苯也有4种等效氢（），因此它们的一溴代物均有4种，A项正确；
B．醇的系统命名，选含羟基的最长碳链为主链，从距羟基较近的一端开始编号，，该化合物名称应为：2，3，3-三甲基-2-丁醇，B项错误；
C．2-丁烯的结构为或，分子中的四个碳原子不在一条直线上，C项错误；
D．乙酸甲酯分子中有2种等效氢（），在核磁共振氢谱中会出现2组峰，D项错误；
答案选A。
【点睛】用系统命名法命名的一般原则：
① 选择含官能团的最长碳链为主链；
② 编号时，先考虑使官能团所在碳的编号尽可能小，再考虑使其它支链的编号尽可能小；
③ 写名称时，先写支链名称，再写主链名称，阿拉伯数字与汉字之间以“-”相隔。
5.设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是
A. 1L0.1mol·L-1Fe2(SO4)3溶液中含有的阳离子数目小于0.2NA
B. 0.24g Mg在O2和CO2的混合气体中完全燃烧，转移电子数为0.02NA
C. 3g由CO2和SO2组成的混合气体中含有的质子数为1.5NA
D. 1molNa2O2与SO2完全反应，转移电子数为2NA
【答案】A
【解析】
【详解】A. 铁离子在溶液中水解导致阳离子个数增多，故溶液中阳离子个数多于0.2NA个，故A错误；
B. 0.24g Mg为0.01mol，Mg在O2和CO2的混合气体中完全燃烧生成MgO，失去0.02mol电子，则转移电子数为0.02NA，故B正确；
C. CO2的摩尔质量为44g/mol，含22个质子；SO2的摩尔质量为64g/mol，含32个质子，即两者均是2g中含1mol质子，故3g混合物中含1.5mol质子即1.5NA个质子，故C正确；
D.过氧化钠与二氧化硫反应生成硫酸钠，1mol过氧化钠中的−1价的氧原子变为−2价，故1mol过氧化钠转移2mol电子即2NA个，故D正确；
答案选A。
6.泛酸和乳酸均易溶于水并能参与人体代谢，结构简式如下图所示。下列说法不正确的是
泛酸乳酸
A. 泛酸分子式为C9H17NO5
B. 泛酸在酸性条件下的水解产物之一与乳酸互为同系物
C. 泛酸易溶于水，与其分子内含有多个羟基易与水分子形成氢键有关
D. 乳酸在一定条件下反应，可形成六元环状化合物
【答案】B
【解析】
【详解】A. 根据泛酸的结构简式，可知分子式为C9H17NO5，故A正确；
B. 泛酸在酸性条件下的水解出，与乳酸中羟基个数不同，所以与乳酸不是同系物，故B错误；
C. 泛酸中的羟基与水分子形成氢键，所以泛酸易溶于水，故C正确；
D. 2分子乳酸在一定条件下反应酯化反应，形成六元环状化合物，故D正确；
选B。
【点睛】本题考查有机物的机构和性质，重点是掌握常见官能团的结构和性质，肽键在一定条件下水解，羟基、羧基一定条件下发生酯化反应，正确把握同系物的概念。
7.实验室为探究铁与浓硫酸足量的反应，并验证的性质，设计如图所示装置进行实验，下列说法不正确的是（）
A. 装置B中酸性溶液逐渐褪色，体现了二氧化硫的还原性
B. 实验结束后可向装置A的溶液中滴加KSCN溶液以检验生成的
C. 装置D中品红溶液褪色可以验证的漂白性
D. 实验时将导管a插入浓硫酸中，可防止装置B中的溶液倒吸
【答案】B
【解析】
【详解】A.通入酸性溶液中发生氧化还原反应生成硫酸锰、硫酸钾和硫酸，可使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现的还原性，故A正确；
B.KSCN溶液用于检验三价铁离子，故B错误；
C.能使品红溶液变为无色是二氧化硫生成的亚硫酸结合有机色素形成无色物质，体现了二氧化硫的漂白性，用酒精灯加热，褪色的品红恢复红色，故C正确；
D.B中的溶液发生倒吸，是因为装置A中气体压强减小，实验时A中导管a插入浓硫酸中，A装置试管中气体压强减小时，空气从导管a进入A装置，a导管起平衡气压的作用，故D正确；
故选：B。
【点睛】本题考查学生对实验原理与装置的理解与评价，掌握二氧化硫氧化性、漂白性、还原性等是解题关键，题目难度中等。
8.工业上用发烟HClO4把潮湿的CrCl3氧化为棕色的烟[CrO2(ClO4)2]来除去Cr(Ⅲ)，HClO4中部分氯元素转化为最低价态。下列说法不正确的是（ ）
A. HClO4属于强酸，反应还生成了另一种强酸
B. 该反应中，参加反应的氧化剂与氧化产物的物质的量之比为3∶8
C. CrO2(ClO4)2中Cr元素显+6价
D. 该反应离子方程式为19ClO4-+8Cr3++8OH-=8CrO2(ClO4)2+3Cl-+4H2O
【答案】D
【解析】
【分析】
根据题意，写出该反应的化学方程式：19HClO4+8CrCl3+4H2O = 8CrO2(ClO4)2+27HCl，据此解答。
【详解】A．HClO4属于强酸，反应生成的HCl也是强酸，A项正确；
B．该反应的氧化剂为HClO4，氧化产物为CrO2(ClO4)2，根据方程式，当有19molHClO4参加反应时，其中有3mol作氧化剂，生成的氧化产物[CrO2(ClO4)2]为8mol，因此参加反应的氧化剂与氧化产物的物质的量之比为3∶8，B项正确；
C．CrO2(ClO4)2中O元素显-2价，ClO4-显-1价，所以Cr元素显+6价，C项正确；
D．该反应在酸性条件下发生，离子方程式为19ClO4-+8Cr3++4H2O = 8CrO2(ClO4)2+8H++3Cl-，D项错误；
答案选D。
9.前四周期元素X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大，Y、Z、W位于同一周期，X的最简单氢化物分子的空间结构为正四面体，Y在同周期中电负性最小，二元化合物E中元素Y和W的质量比为23：16；同周期元素简单离子中，元素Z形成的离子半径最小；T元素的价电子排布式为3d104s1。下列说法正确的是（ ）
A. 简单离子的半径Y＞Z＞W
B. 最高价氧化物对应水化物的酸性W＞Z＞X
C. W和T的单质混合加热可得化合物T2W
D. W的单质在足量的氧气中燃烧，所得产物溶于水可得强酸
【答案】C
【解析】
【分析】
X的最简单氢化物分子的空间构型为正四面体，该氢化物为甲烷，即X为C，Y、Z、W位于同一周期，原子序数依次增大，即Y、Z、W位于第三周期，Y的电负性最小，推出Y为Na，二元化合物E中元素Y和W的质量比为23：16，推出该二元化合物为Na2S，即W为S，同周期元素简单离子中，元素Z形成的离子半径最小，即Z为Al，T元素的价电子3d104s1，推出T元素为Cu，据此分析；
【详解】X的最简单氢化物分子的空间构型为正四面体，该氢化物为甲烷，即X为C，Y、Z、W位于同一周期，原子序数依次增大，即Y、Z、W位于第三周期，Y的电负性最小，推出Y为Na，二元化合物E中元素Y和W的质量比为23：16，推出该二元化合物为Na2S，即W为S，同周期元素简单离子中，元素Z形成的离子半径最小，即Z为Al，T元素的价电子3d104s1，推出T元素为Cu，
A. Y、Z、W简单离子分别是Na＋、Al3＋、S2－，因此简单离子半径大小顺序是r(S2－)>r(Na＋)>r(Al3＋)，故A错误；
B. 三种元素最高价氧化物对应水化物分别是H2CO3、Al(OH)3、H2SO4，硫酸酸性最强，氢氧化铝为两性，因此酸性强弱顺序是H2SO4>H2CO3>Al(OH)3，故B错误；
C. Cu与S在加热条件下发生反应，因为S的氧化性较弱，因此将Cu氧化成较高价态，得到产物是Cu2S，反应：2Cu＋S Cu2S，故C正确；
D. S在足量的氧气中燃烧生成SO2，SO2溶于水后生成H2SO3，亚硫酸为中强酸，故D错误；
答案：C。
【点睛】易错点是选项D，学生认为S与足量的O2反应生成SO3，SO3溶于水后生成H2SO4，学生：C与O2反应，如果氧气不足，则生成CO，氧气过量，则生成CO2，S和C不太一样，S与氧气反应，无论氧气过量与否，生成的都是SO2，SO2转化成SO3，需要催化剂、高温条件。
10.下列实验中，能达到相应实验目的的是
A．制备并收集乙酸乙酯
B．证明氯化银溶解度大于硫化银
C．验证溴乙烷的消去产物是乙烯
D．推断S、C、Si的非金属性强弱
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A、制取乙酸乙酯需要用浓硫酸做催化剂，故不选A；
B、1mL0.1mol/L的AgNO3溶液滴加几滴0.1mol/L的NaCl溶液生成白色沉淀AgCl，AgNO3有剩余，再滴加几滴0.1mol/L的Na2S，AgNO3与Na2S反应生成Ag2S沉淀，所以不能证明氯化银溶解度大于硫化银，故不选B；
C、乙烯、乙醇都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以该装置不能验证溴乙烷消去产物是乙烯，故不选C；
D、碳酸钠与稀硫酸反应放出二氧化碳，证明非金属性S>C，二氧化碳与硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀，证明非金属性C>Si，故选D。
二、本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有1个或2个选项符合题意，全都选对得4分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。
11.高纯碳酸锰在电子工业中有重要的应用，湿法浸出软锰矿（主要成分为MnO2，含少量Fe、Al、Mg等杂质元素）制备高纯碳酸锰的实验过程如下：其中除杂过程包括：①向浸出液中加入一定量的X，调节浸出液的pH为3.5~5.5；②再加入一定量的软锰矿和双氧水，过滤；③…下列说法正确的是（ ）
A. 试剂X可以是MnO、MnO2、MnCO3等物质
B. 浸出时加入植物粉的作用是作为还原剂
C. 除杂过程中调节浸出液的pH为3.5~5.5可完全除去Fe、Al、Mg等杂质
D. 为提高沉淀MnCO3步骤的速率可以持续升高温度
【答案】B
【解析】
【分析】
软锰矿（主要成分为MnO2，含少量Fe、Al、Mg等杂质元素）中Mn元素显+4价，浸出并过滤后Mn元素以Mn2+的形式存在于滤液中，浓硫酸无还原性，据此可推知植物粉作还原剂；浸出后的滤液中，除了Mn2+还有Fe2+、Al3+、Mg2+，除杂时可调节pH使其中一些离子转化为沉淀，为了不引入新的杂质，可加入Mn（Ⅱ）的氧化物或碳酸盐；除杂过程中调节浸出液的pH为3.5~5.5，不能将Fe2+、Al3+、Mg2+完全转化为沉淀，之后加入双氧水可将Fe2+氧化为更易沉淀的Fe3+，加入的软锰矿也会再消耗一些H+；NH4HCO3受热易分解，因此加入NH4HCO3沉淀Mn2+时，温度不宜过高。
【详解】A．试剂X用于调节pH，为了不引入新的杂质，可加入Mn（Ⅱ）的氧化物或碳酸盐，不宜加入MnO2，A项错误；
B．浸出时，MnO2转化为Mn2+，植物粉作还原剂，B项正确；
C．除杂过程中调节浸出液的pH为3.5~5.5不能完全除去Fe、Al、Mg等杂质，C项错误；
D．沉淀MnCO3步骤中，NH4HCO3受热易分解，不能持续升高温度，D项错误；
答案选B。
【点睛】控制实验条件时要充分考虑物质的特性，如：
① Fe3+在较低的pH环境下就可沉淀完全，要完全沉淀Fe元素，应将Fe2+转化为Fe3+；
② NH4HCO3受热易分解，要注意控制反应的温度。
12.Li—SOCl2电池是迄今具有最高能量比的电池。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液(熔点-110℃、沸点78.8℃)是LiAlCl4—SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2。下列说法正确的是（ ）
A. 该电池不能在寒冷地区正常工作
B. SOCl2分子的空间构型是平面三角形
C. 该电池工作时，正极反应为：2SOCl2+4e-=4Cl-+S+SO2
D. 该电池组装时，必须在无水无氧条件下进行
【答案】CD
【解析】
【分析】
根据电池的总反应可知，失电子的是Li，在负极发生反应，得电子的是SOCl2，在正极发生反应；电解液的熔点为-110℃、沸点为78.8℃，电池可以在-110℃~78.8℃温度范围内正常工作。
【详解】A．该电池可以在-110℃~78.8℃环境下正常工作，A项错误；
B．SOCl2分子的中心原子为S，其价层电子对数=3+(6－1×2－2×1)=4，VSEPR模型为四面体形，中心原子上的孤电子对数=(6－1×2－2×1)=1，则SOCl2分子的立体构型为三角锥形，B项错误；
C．根据电池的总反应方程式，可知正极反应为：2SOCl2+4e-=4Cl-+S+SO2，C项正确；
D．Li是活泼金属，易与O2反应，也能与水反应，SOCl2遇水会发生反应：SOCl2+H2O=SO2+2HCl，因此该电池组装时，必须在无水无氧条件下进行，D项正确；
答案选CD。
【点睛】价层电子对互斥理论（VSEPR理论）是一种推测分子立体构型的理论，应用时有以下要点：
① 中心原子的价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数
② σ键电子对数=与中心原子结合的原子数
③ 中心原子上的孤电子对数=(a－xb)
其中a为中心原子的价电子数，x为与中心原子结合的原子数，b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。
④ 中心原子的价层电子对数与VSEPR模型的关系：
中心原子的价层电子对数
2
3
4
VSEPR模型
直线形
平面三角形
四面体
推测分子的立体构型还需考虑孤电子对数。
综上，SOCl2分子的中心原子为S，σ键电子对数=3，S原子的价电子数a=6，S原子结合了1个O原子，则x1=1，b1=8－6=2，S原子还结合了2个Cl原子，则x2=2，b2=8－7=1，中心原子上的孤电子对数=(a－x1b1－x2b2)=(6－1×2－2×1)=1，因此中心原子的价层电子对数=3+1=4，SOCl2分子的VSEPR模型为四面体形，由于1对孤电子对占据了四面体的1个顶点，因此分子的立体构型为三角锥形。
13.向某容积为2L的恒容密闭容器中充入2molX(g)和1molY(g)，发生反应2X(g)+Y(g)3Z(g)。反应过程中，持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是（ ）
A. M点时，Y的转化率最大
B. 平衡后充入X，达到新平衡时X的体积分数减小
C. 升高温度，平衡常数减小
D. W、M两点Y的正反应速率相同
【答案】C
【解析】
【分析】
起始时向容器中充入2molX(g)和1molY(g)，反应从左到右进行，结合图像，由起点至Q点，X的体积分数减小；Q点之后，随着温度升高，X的体积分数增大，意味着Q点时反应达到平衡状态，温度升高，平衡逆向移动，反应从右向左进行。
【详解】A．Q点之前，反应向右进行，Y的转化率不断增大；Q点→M点的过程中，平衡逆向移动，Y的转化率下降，因此Q点时Y的转化率最大，A项错误；
B．平衡后充入X，X的体积分数增大，平衡正向移动，根据勒夏特列原理，平衡移动只能减弱而不能抵消这个改变，达到新的平衡时，X的体积分数仍比原平衡大，B项错误；
C．根据以上分析，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，C项正确；
D．容器体积不变，W、M两点，X的体积分数相同，Y的体积分数及浓度也相同，但M点温度更高，Y的正反应速率更快，D项错误；
答案选C。
14.根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是( )
选项
实验操作和现象
结论
A
向鸡蛋清溶液中加入少量CuSO4溶液，出现浑浊
蛋白质可能发生了变性
B
将乙醇与浓硫酸混合加热，产生的气体通入酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去
产生的气体中一定含有乙烯
C
室温下，用pH试纸测得：0.1 mol•L﹣1Na2SO3溶液的pH约为10；0.1 mol•L﹣1NaHSO3溶液的pH约为5
HSO3﹣结合H+的能力比SO32﹣的强
D
向NaCl和NaBr的混合溶液中滴入少量AgNO3溶液，产生淡黄色沉淀(AgBr)
Ksp(AgBr)＜Ksp(AgCl)
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A. 鸡蛋清主要成分为蛋白质，少量CuSO4可能会使其发生变性，故A项正确；
B. 乙醇和浓硫酸共热至170℃后发生消去反应生成乙烯，但乙醇易挥发，二者均可使高锰酸钾褪色，则该实验不能证明乙烯能使KMnO4溶液褪色，故B项错误；
C. 室温下，用pH试纸测得：0.1 mol·L－1Na2SO3溶液的pH约为10；0.1 mol·L－1NaHSO3溶液的pH约为5，说明SO32-的水解程度比HSO3-大，即SO32-结合H＋的能力比HSO3-的强，故C项错误；
D. NaCl和NaBr的浓度大小未知，产生的淡黄色沉淀也可能是溴离子浓度较大所导致，因此该实验现象不能说明Ksp(AgBr)
15.常温下，0.1mol/LH2C2O4水溶液中存在H2C2O4、HC2O4-和C2O42-三种形态含碳粒子，用NaOH或HCl调节该溶液的pH，三种含碳粒子的分布系数δ随溶液pH变化的关系如图[已知：a=1.35，b=4.17，Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9，忽略溶液体积变化]。下列说法正确的是（ ）
A. pH=5时，溶液中主要含碳物种浓度大小关系为：c(C2O42-)＞c(H2C2O4)＞c(HC2O4-)
B. 已知pKa=-lgKa，则pKa2(H2C2O4)=4.17
C. 0.1mol·L-1NaHC2O4溶液中：c(H+)=c(OH-)+c(C2O42-)-c(H2C2O4)
D. 一定温度下往CaC2O4饱和溶液中加入少量CaCl2固体，c(C2O42-)将减小，c(Ca2+)不变
【答案】BC
【解析】
【分析】
H2C2O4在水溶液中的电离平衡：H2C2O4HC2O4-+H+，HC2O4-C2O42-+H+，pH减小（H+浓度增大），平衡逆向移动，pH增大（H+浓度减小），平衡正向移动，所以，pH最小时，溶液中的含碳粒子主要是H2C2O4，pH最大时，溶液中的含碳粒子主要是C2O42-，曲线①代表H2C2O4的含量，曲线③代表C2O42-的含量，曲线②代表HC2O4-的含量。
【详解】A．pH=5时，溶液中主要含碳物种浓度大小关系为：c(C2O42-)＞c(HC2O4-)＞c(H2C2O4)，A项错误；
B．Ka2(H2C2O4)=，用曲线②与曲线③的交点数据计算，c(HC2O4-)=c(C2O42-)，该点的pH=b=4.17，c(H+)=10-4.17，代入公式，得Ka2(H2C2O4)= c(H+)=10-4.17，pKa2(H2C2O4)=－lg(10-4.17)=4.17，B项正确；
C．0.1mol·L-1NaHC2O4溶液中，电荷守恒式：c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(C2O42-)+c(HC2O4-)①，物料守恒式：c(Na+)= c(H2C2O4) +c(HC2O4-)+c(C2O42-)②，①②联立，消掉c(Na+)，得c(H+)=c(OH-)+c(C2O42-)-c(H2C2O4)，C项正确；
D．CaC2O4饱和溶液中存在溶解平衡：CaC2O4(s)Ca2+(aq)+C2O42-(aq)，加入少量CaCl2固体，c(Ca2+)增大，平衡逆向移动，c(C2O42-)减小，根据勒夏特列原理，达到新的平衡时，c(Ca2+)仍比原平衡大，D项错误；
答案选BC。
【点睛】微粒分布系数δ随溶液pH变化关系图中，计算平衡常数，可找相应的特殊点，一般为两条曲线的交点，交点处两种微粒的浓度相同，在平衡常数公式中可以约分；本题中，Ka2(H2C2O4)=，可找c(HC2O4-)=c(C2O42-)的点，即曲线②和③的交点。
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
16.“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。为减小和消除CO2对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。
(1)已知：①CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1
②C(s)＋2H2(g) CH4(g) ΔH＝－73 kJ·mol－1
③2CO(g) C(s)＋CO2(g) ΔH＝－171 kJ·mol－1
写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式：____
(2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，在容积为2 L密闭容器中，充入1 mol CO2和3.25 mol H2在一定条件下发生反应，测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图所示：
①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝________。
②下列措施一定不能使CO2的平衡转化率增大的是________。
A 在原容器中再充入1 mol CO2
B 在原容器中再充入1 mol H2
C 在原容器中充入1 mol氦气
D 使用更有效的催化剂
E 缩小容器的容积
F 将水蒸气从体系中分离
(3)煤化工通常研究不同条件下CO转化率以解决实际问题。已知在催化剂存在条件下反应：CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)中CO的平衡转化率随p(H2O)/p(CO)及温度变化关系如图所示：
①上述反应的正反应方向是________反应(填“吸热”或“放热”)；
②对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作Kp)，则该反应的Kp＝_____（填表达式，不必代数计算）；如果提高p（H2O）/p（CO），则Kp_______(填“变大”“变小”或“不变”)。使用铁镁催化剂的实际工业流程中，一般采用400 ℃左右、p（H2O）/p（CO）＝3～5，采用此条件的原因可能是_______
(4)科学家用氮化镓材料与铜组装成如图所示的人工光合系统，利用该装置实现了用CO2和H2O合成CH4。下列关于该电池的叙述错误的是________。
A．该装置能量转化形式仅存在将太阳能转化为电能
B．铜电极为正极，电极反应式为CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O
C．电池内部H＋透过质子交换膜从左向右移动
【答案】 (1). CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝－162 kJ·mol－1 (2). 0.112 5 mol·L－1·min－1 (3). ACD (4). 放热 (5). pCO2∙pH2/pCO∙pH2O (6). 不变 (7). 催化剂的活性温度在400 ℃左右；投料比太低，CO的平衡转化率不高，而400 ℃左右，投料比3～5时CO的平衡转化率较高，已能满足要求，再增加投料比，成本增大，但CO的平衡转化率提高不多，经济上不合算 (8). A
【解析】
【分析】
(1)依据热化学方程式和盖斯定律分析计算；
(2)①根据图知，达到平衡状态时n(CH3OH)=n(H2O)=0.75mol，根据H原子守恒得消耗n(H2)=2n(CH3OH)+n(H2O)=2×0.75mol+0.75mol=2.25mol，结合v(H2)=计算；
②使CO2的转化率增大须使平衡向正反应方向移动，可采取的措施有增大压强、分离生成物或增加另一种反应物等措施；
(3)①由图可知，在相同的时，温度越高，CO的转化率越低，据此分析判断；②根据平衡常数的含义结合平衡常数只与温度有关判断；结合投料比、催化剂的活性、经济成本分析解答；
(4)该装置中，根据电子流向可知GaN是负极、Cu是正极，负极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，正极反应式为：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，据此分析解答。
【详解】(1)①CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g)△H=-41kJ•mol-1，②C(s)+2H2(g)⇌CH4(g)△H=-73kJ•mol-1，③2CO(g)⇌C(s)+CO2(g)△H=-171kJ•mol-1，盖斯定律计算②+③-①×2 得到CO2(g)+4H2(g)═CH4(g)+2H2O(g)△H=-162 kJ•mol-1，故答案为CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝-162 kJ•mol-1；
(2)①根据图知，达到平衡状态时n(CH3OH)=n(H2O)=0.75mol，根据H原子守恒得消耗n(H2)=2n(CH3OH)+n(H2O)=2×0.75mol+0.75mol=2.25mol，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)===0.1125mol/(L•min)，故答案为0.1125mol/(L•min)；
②A．在原容器中再充入l mol CO2，平衡正向移动，但是反应消耗的二氧化碳增加量小于加入二氧化碳增加量，所以二氧化碳的转化率减小，故A选；B．在原容器中再充入1mol H2，平衡正向移动，消耗的二氧化碳量增加，则二氧化碳转化率增大，故B不选；C．在原容器中充入l mol氦气，参加反应的各物质的物质的量浓度不变，平衡不移动，则二氧化碳转化率不变，故C选；D．使用更有效的催化剂，增大化学反应速率，但是平衡不移动，则二氧化碳转化率不变，故D选；E．缩小容器的容积，增大压强平衡向气体体积减小的正反应方向移动，二氧化碳转化率增大，故E不选；F．将水蒸气从体系中分离，平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，故F不选；不能使CO2的平衡转化率增大的有ACD，故答案为ACD；
(3)①由图可知，在相同的时，温度越高，CO的转化率越低，说明升高温度，平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，故答案为放热；
②对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度也可以表示平衡常数(记作Kp)，反应的平衡常数=；平衡常数只与温度有关，与浓度无关，所以提高比，则KP不变；由图象可知，投料比太低，CO的转化率不太高，而投料比3～5时转化率已经很高，再增加投料比，需要大大的增加蒸汽添加量，这样在经济上不合算，温度在400℃左右时催化剂的活性最大，所以一般采用400℃左右， =3～5，故答案为；不变；催化剂的活性温度在400 ℃左右；投料比太低，CO的平衡转化率不高，而400 ℃左右，投料比3～5时CO的平衡转化率较高，已能满足要求，再增加投料比，成本增大，但CO的平衡转化率提高不多，经济上不合算；
(4) A．根据图示可知，该装置中将太阳能转化为电能和化学能，故A错误；B．根据电子流向可知，Cu是正极，正极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成甲烷，电极反应式为：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，故B正确；C．放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动，所以装置中的H+由左向右移动，故C正确；故选A。
17.以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分Na2Cr2O7·2H2O)，其主要工艺流程如下：
查阅资料得知:
ⅰ．常温下，NaBiO3不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将Cr3+转化为CrO42－。
ⅱ．
金属离子
Fe3+
Al3+
Cr3+
Fe2+
Bi3+
开始沉淀的pH
2.7
3.4
5.0
7.5
0.7
沉淀完全的pH
3.7
4.9
5.9
9.7
4.5
回答下列问题：
（1）反应之前先将矿石粉碎的目的是__________________。
（2）步骤③加的试剂为_____________，此时溶液pH要调到5的目的_______________ 。
（3）写出反应④的离子反应方程式______________________。
（4）⑤中酸化是使CrO42－转化为Cr2O72－，写出该反应的离子方程式_________________。
（5）将溶液H经过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥即得红矾钠粗晶体，精制红矾钠则对粗晶体需要采用的操作是__________________(填操作名称)。
【答案】 (1). 增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高铬铁矿的浸取率 (2). 氢氧化钠溶液或NaOH溶液 (3). 使Fe3+、Al3+均完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去 (4). 3NaBiO3+2Cr3++7OH－+H2O=3Bi(OH)3+2CrO42－+3Na+ (5). CrO42－+2H+Cr2O72－+H2O (6). 重结晶
【解析】
【分析】
铬铁矿加入过量的硫酸，反应生成硫酸亚铁和硫酸铬、硫酸铝，二氧化硅不溶于硫酸，所以固体A为二氧化硅，溶液B中加入过氧化氢，将亚铁离子氧化成铁离子，加入碱调节pH使铁离子和铝离子沉淀，根据表格数据分析，控制pH到5，固体D为氢氧化铁和氢氧化铝，溶液E中加入铋酸钠和少量氢氧化钠溶液，反应生成Na2CrO4，酸化将其变成重铬酸钠，最后重结晶得到红矾钠，据此解答。
【详解】(1) 为了增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高铬铁矿的浸取率，反应之前先将矿石粉碎，
故答案为增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高铬铁矿的浸取率；
(2) 根据表格数据分析，步骤③加的试剂为氢氧化钠溶液或NaOH溶液；此时溶液pH要调到5的目的使Fe3+、Al3+均完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去，而铬离子不沉淀；
故答案为NaOH溶液；使Fe3+、Al3+均完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去；
(3) 反应④中铋酸钠将硫酸铬氧化生成铬酸钠同时生成氢氧化铋，离子反应方程式为 3NaBiO3+2Cr3++7OH-+H2O=3Bi(OH)3+2CrO42-+3Na+，
故答案为3NaBiO3+2Cr3++7OH-+H2O=3Bi(OH)3+2CrO42-+3Na+；
(4) ⑤中酸化是使CrO42－转化为Cr2O72－，离子方程式2CrO42－+2H+Cr2O72－+H2O，
故答案为2CrO42－+2H+Cr2O72－+H2O；
(5) 将溶液H经过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥即得红矾钠粗晶体，此操作为重结晶，
故答案为重结晶。
【点睛】本题考查了物质制备流程和方案的分析判断，物质性质的应用，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，注意把握题干信息的分析理解，操作步骤的注意问题和基本操作方法是解题关键。
18.高碘酸钾(KIO4)溶于热水，微溶于冷水和氢氧化钾溶液，可用作有机物的氧化剂。制备高碘酸钾的装置图如下(夹持和加热装置省略)。回答下列问题：
(1)装置I中仪器甲的名称是___________。
(2)装置I中浓盐酸与KMnO4混合后发生反应的离子方程式是___________。
(3)装置Ⅱ中的试剂X是___________。
(4)装置Ⅲ中搅拌的目的是___________。
(5)上述炭置按气流由左至右各接口顺序为___________(用字母表示)。
(6)装置连接好后，将装置Ⅲ水浴加热，通入氯气一段时间，冷却析岀高碘酸钾晶体，经过滤，洗涤，干燥等步骤得到产品。
①写出装置Ⅲ中发生反应的化学方程式：___________。
②洗涤时，与选用热水相比，选用冷水洗涤晶体的优点是___________。
③上述制备的产品中含少量的KIO3，其他杂质忽略，现称取ag该产品配制成溶液，然后加入稍过量的用醋酸酸化的KI溶液，充分反应后，加入几滴淀粉溶液，然后用1.0mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的平均体积为bL。
已知：KIO3+5KI+6CH3COOH===3I2+6CH3COOK+3H2O
KIO4+7KI+8CH3 COOH===4I2+8CH3COOK+4H2O
I2+2Na2S2O3===2NaI+N2S4O6
则该产品中KIO4的百分含量是___________(Mr(KIO3)=214，Mr(KIO4)=230，列出计算式)。
【答案】 (1). 圆底烧瓶 (2). 16H++10Cl-+2MnO4-=2Mn2++8H2O+5Cl2↑ (3). NaOH溶液 (4). 使反应混合物混合均匀，反应更充分 (5). aefcdb (6). 2KOH+KIO3+Cl2KIO4+2KCl+ H2O (7). 降低KIO4的溶解度，减少晶体损失 (8). 100%
【解析】
【分析】
本题为制备高碘酸钾实验题，根据所提供的装置，装置III为KIO4的制备反应发生装置，发生的反应为2KOH+KIO3+Cl2KIO4+2KCl+ H2O；装置I可用来制取氯气，为制备KIO4提供反应物氯气；装置IV是氯气的净化装置；装置II是氯气的尾气吸收装置；装置的连接顺序为I→IV→III→II，以此分析解答。
【详解】(1)根据装置I中仪器甲的构造，该仪器的名称是圆底烧瓶，
因此，本题正确答案是：圆底烧瓶；
(2)浓盐酸与KMnO4反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水，根据得失电子守恒及电荷守恒和原子守恒写出离子方程式是2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，
因此，本题正确答案是：2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；
(3) 装置II是氯气的尾气吸收装置，所用的试剂X应是NaOH溶液，
因此，本题正确答案是：NaOH溶液；
(4) 装置III为KIO4制备反应发生装置，用氯气和NaOH的KIO3溶液反应，搅拌的目的是使反应混合物混合均匀，反应更充分，
因此，本题正确答案是：使反应混合物混合均匀，反应更充分；
(5)根据以上分析，装置的连接顺序为I→IV→III→II，所以各接口顺序为aefcdb，
因此，本题正确答案是：aefcdb；
(6)①装置III为KIO4的制备反应发生装置，氯气将KIO3氧化为KIO4，本身被还原为KCl，化学方程式为2KOH+KIO3+Cl2KIO4+2KCl+ H2O，
因此，本题正确答案是：2KOH+KIO3+Cl2KIO4+2KCl+ H2O；
②根据题给信息，高碘酸钾(KIO4)溶于热水，微溶于冷水和氢氧化钾溶液，所以，与选用热水相比，选用冷水洗涤晶体的优点是降低KIO4的溶解度，减少晶体损失，
因此，本题正确答案是：降低KIO4的溶解度，减少晶体损失；
③设ag产品中含有KIO3和KIO4的物质的量分别为x、y，则根据反应关系：
KIO3~~~3I2，KIO4~~~4I2，I2~~~2Na2S2O3，
①214x+230y=a，②3x+4y=0.5b，联立①、②，解得y=mol，
则该产品中KIO4的百分含量是100%=100%，
因此，本题正确答案是：100%。
19.钛被誉为“21世纪的金属”，可呈现多种化合价。其中以+4价的Ti最为稳定。回答下列问题：
（1）基态Ti原子的价电子排布图为__。
（2）已知电离能：I2(Ti)=1310kJ·mol-1，I2(K)=3051kJ·mol-1。I2(Ti)
①钛的配位数为__，碳原子的杂化类型__。
②该配合物中存在的化学键有__(填字母)。
a.离子健 b.配位键 c.金属健 d.共价键 e.氢键
（4）钛与卤素形成的化合物熔、沸点如下表所示：
TiCl4
TiBr4
TiI4
熔点/℃
-24.1
38.3
155
沸点/℃
136.5
233.5
377
分析TiCl4、TiBr4、TiI4的熔点和沸点呈现一定变化规律的原因是__。
（5）已知TiO2与浓硫酸反应生成硫酸氧钛，硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，结构如图所示，该阳离子化学式为_。阴离子的立体构型为__。
（6）已知TiN晶体的晶胞结构如图所示，若该晶胞的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数值为NA，则晶胞中Ti原子与N原子的最近距离为___pm。(用含ρ、NA的代数式表示)
【答案】 (1). (2). K+失去的是全充满的3p6电子，Ti+失去的是4s1电子，相对较易失去，故I2(Ti)
【分析】
（1）基态Ti原子的价电子排布图可根据构造原理、泡利原理、洪特规则填写；
（2）全充满、半充满、全空，是相对稳定的结构，破坏这样的结构需要更多的能量，形成这样的结构趋势较大，需要较少能量；
（3）配位数是中心原子周围的配位原子的个数；碳原子的杂化类型与其形成的化学键有关：形成4个单键为sp3杂化，形成1个双键、2个单键为sp2杂化，形成1个三键、1个单键为sp杂化；
（4）分子晶体，组成和结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；
（5）SO42-的立体构型可根据价层电子对互斥理论推测；
（6）晶胞中Ti原子与N原子的最近距离为晶胞棱长的二分之一，可先根据V=计算出晶胞的体积，再开三次方计算晶胞棱长，最后将晶胞棱长乘二分之一。
【详解】（1）基态Ti原子有4个价电子，根据构造原理，4s能级能量较低，电子先填满4s能级，再填入3d能级；根据泡利原理和洪特规则，2个电子先填入4s能级的1个轨道，自旋状态相反，3d能级有5个轨道，剩余2个电子应先占据不同的轨道，且自旋状态相同，故答案为：；
（2）Ti+的基态电子排布为[Ar]3d24s1，再失去1个电子，4s轨道将变为全空状态，趋势较大，所需能量I2(Ti)较低；K+的基态电子排布为[Ne]3s23p6，再失去1个电子，将破坏3p6的全充满状态，所需能量I2(K)较高，故答案为：K+失去的是全充满的3p6电子，Ti+失去的是4s1电子，相对较易失去，故I2(Ti)
②该配合物中存在配位键和共价键，故答案为：bd；
（4）TiCl4、TiBr4、TiI4的熔、沸点逐渐升高，因为它们均为分子晶体，组成和结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔、沸点越高，故答案为：三者均为分子晶体，组成与结构相似，随着相对分子质量增大，分子间作用力增大，熔、沸点升高；
（5）可用均摊法确定硫酸氧钛晶体中阳离子的化学式，每个Ti原子连接2个O原子，每个O原子只有一半属于它，所以Ti原子与O原子的个数比=1∶(×2)=1∶1，阳离子的化学式为TiO2+；硫酸氧钛的阴离子为SO42-，中心原子S的价层电子对数=4+×(8－4×2)=4，VSEPR模型为正四面体，没有孤电子对，所以SO42-的立体构型为正四面体，故答案为：TiO2+；正四面体；
（6）一个TiN晶胞中，Ti原子数=12×+1=4，N原子数=6×+8×=4，m(晶胞)=m(Ti)+m(N)==g，V(晶胞)=== ，晶胞的棱长==cm=×1010pm，晶胞中Ti原子与N原子的最近距离=晶胞的棱长×=×1010pm×=×1010pm ，故答案为：×1010。
【点睛】确定SO42-的立体构型，可用价层电子对互斥理论推测：
SO42-的中心原子是S原子，S原子的价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数；σ键电子对数=与中心原子结合的原子数=4；中心原子上的孤电子对数=(a－xb)；其中a为中心原子的价电子数，S原子有6个价电子，SO42-带2个单位负电荷，因此a=6+2=8；x为与中心原子结合的原子数，此处为4；b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，与S原子结合的为O原子，O原子最多能接受的电子数=8－6=2；所以中心原子上的孤电子对数=×(8－4×2)=0；S原子的价层电子对数=4+0=4，VSEPR模型为正四面体，没有孤电子对，SO42-的立体构型即为正四面体。
20.白头翁素具有显著的抗菌作用，其合成路线如图所示：
已知：
①RCH2BrRCH=CHR’
②2RCH=CHR’
（以上R、R’代表氢、烷基）
(1)白头翁素的分子式为____。
(2)试剂a为______，E→F的反应类型为________。
(3)F的结构简式为_________。
(4)C中含有的官能团名称为________。
(5) A→B反应的化学方程式为_________。
(6)F与足量氢气加成得到G，G有多种同分异构体，其中属于链状羧酸类有____种。
(7)以乙烯为起始原料，选用必要的无机试剂合成的路线为____（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). C10H8O4 (2). 浓硫酸 (3). 消去反应 (4). (5). 羧基、羟基、碳碳双键 (6). +H2O (7). 8 (8). 第一种路线：
第二种路线：CH2=CH2CH2BrCH2BrCH2=CH-CH=CH2CH3CH=CHCH3
【解析】
【分析】
（1）~（6）A发生加成反应生成的B为HOOCCH（OH）CH2CH2Br，B和HCHO发生已知①的反应生成C：，C发生消去反应生成D：，醇发生消去反应需要在浓硫酸作催化剂、加热条件下进行，所以试剂a为浓硫酸；D与I2反应生成E，根据F的分子式和白头翁素的结构简式，F发生已知②的反应生成白头翁素，则F为，E发生消去反应生成F，卤代烃在NaOH醇溶液、加热条件下发生消去反应，则b为NaOH醇溶液。
(7)以乙烯为起始原料合成，可由CH3CH=CHCH3发生已知②的反应得到；CH3CH=CHCH3可由CH3CH2Br与CH3CHO发生已知①的反应获得，CH2=CH2与HBr发生加成反应生成CH3CH2Br，乙烯与水发生加成反应得乙醇，乙醇催化氧化可制得CH3CHO；CH3CH=CHCH3也可由CH2=CHCH=CH2和氢气发生1，4—加成反应得到，CH2=CHCH=CH2可由CH2BrCH2Br和HCHO发生已知①的反应得到，CH2BrCH2Br可由CH2=CH2和溴发生加成反应得到。
【详解】(1)根据结构简式确定白头翁素分子式为C10H8O4；
(2)C→D为醇的消去反应，则试剂a为浓硫酸，E→F的反应类型为消去反应；
(3)F的结构简式为；
(4) C的结构简式为，C中含有的官能团名称为羧基、碳碳双键、羟基；
(5)A发生加成反应生成B，A→B反应的化学方程式为；
(6)F为，F与足量氢气加成得到G，G的分子式为C5H8O2，G的不饱和度是2，G有多种同分异构体，其中属于链状羧酸类，羧基的不饱和度是1，说明含有-COOH、碳碳双键；如果碳链结构为C=C-C-C，有4种；如果碳链结构为C-C=C-C，有2种；如果碳链结构为，有2种，所以符合条件的有8种；
(7)以乙烯为起始原料合成，可由CH3CH=CHCH3发生已知②的反应得到；CH3CH=CHCH3可由CH3CH2Br与CH3CHO发生已知①的反应获得，CH2=CH2与HBr发生加成反应生成CH3CH2Br，乙烯与水发生加成反应得乙醇，乙醇催化氧化可制得CH3CHO；CH3CH=CHCH3也可由CH2=CHCH=CH2和氢气发生1，4—加成反应得到，CH2=CHCH=CH2可由CH2BrCH2Br和HCHO发生已知①的反应得到，CH2BrCH2Br可由CH2=CH2和溴发生加成反应得到；其合成路线为，也可能是合成路线为：。
【点睛】本题考查有机物推断和合成，根据流程图，结合题干信息及反应条件、进行物质推断是关键，难点是同分异构体种类判断，利用不饱和度确定链状结构中存在官能团，题目侧重考查学生的分析推断及知识综合运用、知识迁移能力。
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