2021届高三高考化学模拟试卷十

这是一份2021届高三高考化学模拟试卷十，共8页。试卷主要包含了化学与生活、科技及环境密切相关等内容，欢迎下载使用。

一．选择题（共7小题）
1．化学与生活、科技及环境密切相关。下列说法正确的是（ ）
A．为了防止感染“新冠病毒”，坚持每天使用无水酒精杀菌消毒
B．高铁“复兴号”车厢连接关键部位所使用的增强聚四氟乙烯板属于无机高分子材料
C．2020年3月9日，发射了北斗系统第五十四颗导航卫星，其计算机的芯片材料是高纯度二氧化硅
D．蜡蛾幼虫会啃食聚乙烯塑料袋，并且能将其转化为乙二醇，这项研究有助于减少白色污染
2．NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A．23g Na在氧气中充分燃烧生成Na2O2，转移电子数为2NA
B．pH＝12的NaOH溶液中，含有OH﹣的数目为0.01NA
C．电子数为NA的CH4分子的质量为1.6g
D．标准状况下，3.36L的SO3中含有氧原子的数目为0.45NA
3．中药透骨草中一种抗氧化性活性成分结构如图。下列说法正确的是（ ）
A．在一定条件下能发生氧化反应、取代反应和消去反应
B．苯环上的一溴代物共5种
C．1ml该化合物最多与4ml NaOH反应
D．该分子中最多有7个碳原子共面
4．下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
5．下列实验中，对应反应的离子方程式错误的是（ ）
A．用K2Cr2O7测酒驾：3CH3CH2OH+2Cr2O72﹣+16H+═3CH3COOH+4Cr3++11H2O
B．用Na2SO3溶液吸收少量Cl2：SO32﹣+Cl2+H2O═SO42﹣+2Cl﹣+2H+
C．用NaHCO3溶液吸收HCl：HCO3﹣+H+═CO2↑+H2O
D．用NaOH溶液吸收NO2：2OH﹣+2NO2═NO2﹣+NO3﹣+H2O
6．短周期主族元素a、b、c、d原子序数依次增大，b、c、d与a均可以形成二元化合物X、Y、Z，且X能分别与Y、Z发生化合反应生成离子化合物，c的L层电子数等于K层电子数和M层电子数之和，下列判断正确的是（ ）
A．简单阴离子半径：c＜d
B．b元素可以形成一种常见的熔点很高的单质
C．氢化物稳定性：c＞d
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：b＜d
7．近年来，新能源开发和环境保护问题日益引起人们的重视，新型电池是科学家们非常重视的研究方向。用吸附了H2的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．碳纳米管的作用只是吸附氢气
B．放电时，乙电极反应为Ni（OH）2+OH﹣﹣e﹣═NiO（OH）+H2O
C．充电时，电池的甲电极与直流电源的正极相连放电
D．电池总反应为H2+2NiO（OH）2Ni（OH）2
8．氨基甲酸铵（NH2COONH4）是一种白色固体，易分解、易水解，可用作肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组用如下仪器模拟制备氨基甲酸铵，已知该制备反应为放热反应。制备氨基甲酸铵的装置如图1所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。当悬浮物较多时，停止制备。
（1）制备氨基甲酸铵的化学方程式为 。
（2）三颈烧瓶用冰水冷却的原因是 。
（3）液体石蜡鼓泡瓶的作用是 。
（4）水是很好的溶剂，且可以大量吸收反应混合气体，该反应中是否可用水作溶剂： 。（填“是”或“否”），理由： 。
（5）尾气处理装置如图2所示，双通玻璃管的作用是 ，浓硫酸的作用是 。
（6）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得其质量为1.00g。则样品中氨基甲酸铵的质量分数为 。
9．一种利用钛铁矿制备Li4Ti5O12的工艺流程如图。
已知：钛铁矿的主要成分是FeTiO3（可表示为FeO•TiO2），还含有少量的MgO和SiO2等杂质。
回答下列问题：
（1）酸浸时，要提高铁的浸出率可采取的措施是 。（写出一条即可）
（2）酸浸后的滤液①中钛主要以TiOCl42﹣形式存在，则其水解生成TiO2•xH2O的离子方程式为 ，加热水的目的是 。
（3）TiO2•xH2O沉淀与双氧水、氨水反应时，应将温度控制在50°左右的原因是 。
（4）若将滤液②加热至一定温度后，再加入双氧水和磷酸，恰好使Mg2+沉淀完全[溶液中c（Mg2+）降至1.0×10﹣5ml•L﹣1]，此时溶液中＝ 。已知：此温度下，FePO4、Mg3（PO4）2的溶度积常数分别为1.5×10﹣21、1.0×10﹣23。
（5）高温煅烧时发生反应的化学反应方程式为 。
（6）某可充电的锂离子电池以Li4Ti5O12为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为LixC+Li4Ti5O12═Li（x﹣5）C+Li9Ti5O12，则充电时阴极电极反应式为 。
10．机动车尾气和燃煤产生的烟气是目前城市空气污染的重要原因之一。NO和CO均为汽车尾气的成分，这两种气体在催化转换器中发生如下反应：2NO（g）+2CO（g）⇌2CO2（g）+N2（g）
△H＝﹣akJ•ml﹣1
（1）CO可用于炼铁，已知：
①Fe2O3（s）+3C（s）═2Fe（s）+3CO（g）△H＝+489.0kJ/ml
②C（s）+CO2（g）═2CO（g）△H＝+172.5kJ/ml
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为 。
（2）在一定温度下，将1.2ml NO、1.0ml CO气体通入到固定容积为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示。0～20 minCO2的平均速率v（CO2）＝ ，CO的转化率为 。
（3）下列能够说明该反应已经达到平衡的是 。
a．该容器内压强不再改变
b．上述反应的焓变△H不变
c．v（NO）＝2v（N2）
d．混合气体的密度不再变化
（4）若保持反应体系的温度不变，20 min时再向容器中充CO、CO2各0.2ml，化学平衡将 。（填“逆向”、“正向”或“不”）移动。重新达到平衡后，该反应的化学平衡常数为 。（结果保留两位有效数字）
（5）利用反应2NO2+4CO═N2+4CO2可以处理汽车尾气。若将该反应设计为原电池，用熔融NaCO3作电解质，其正极电极反应式为
（6）工业上用氨水将SO2转化为（NH4）2SO3，再氧化为（NH4）2SO4．已知25℃时，0.05ml/L（NH4）2SO4溶液的pH＝a，则c（NH4+）：c（NH3•H2O）＝ 用含a的代数式表示，已知NH3•H2O的电离常数为Kb＝1.7×10﹣5）。
11．A是石油裂解气的主要成分之一，以A为原料制备药物中间体G的合成路线（部分反应条件已省略）如图。
回答下列问题：
（1）A的名称为 ，C中含有的官能团的名称是 。
（2）上述反应中属于取代反应的是 。（填序号）。
（3）反应②的化学方程式为 ，反应类型为 。
（4）反应⑦的化学方程式为 。
（5）同时满足以下条件的D的同分异构体有 种。
ⅰ．含有六元环结构，且环内有不饱和键； ⅱ．能发生水解反应； ⅲ．能发生银镜反应。
其中与足量氢气发生加成反应后的产物核磁共振氢谱中有6组峰，且峰面积之比为4：3：1：1：1的有机物的结构简式为 。（任写一种）
（6）参照上述合成路线.以CH3CH＝CHCH3为原料设计制备的合成路线： 。（其他试剂任选）
第十套
参考答案与试题解析
一．选择题（共7小题）
1．化学与生活、科技及环境密切相关。下列说法正确的是（ ）
A．为了防止感染“新冠病毒”，坚持每天使用无水酒精杀菌消毒
B．高铁“复兴号”车厢连接关键部位所使用的增强聚四氟乙烯板属于无机高分子材料
C．2020年3月9日，发射了北斗系统第五十四颗导航卫星，其计算机的芯片材料是高纯度二氧化硅
D．蜡蛾幼虫会啃食聚乙烯塑料袋，并且能将其转化为乙二醇，这项研究有助于减少白色污染
【分析】A、酒精能使蛋白质变性，可用于杀菌消毒，常用浓度为75%；
B、聚四氟乙烯是有机高分子化合物；
C、计算机的芯片材料是高纯度硅；
D、塑料是造成白色污染的主要原因，减少塑料废品即可减少白色污染。
【解答】解：A、酒精能使蛋白质变性，可用于杀菌消毒，但75%的医用酒精的杀菌效果强于无水酒精，应使用75%的酒精杀菌消毒，故A错误；
B、聚四氟乙烯是由四氟乙烯通过加聚反应合成的，含有碳元素，属于有机高分子材料，故B错误；
C、光纤的主要成分为二氧化硅，芯片的主要成分为晶体硅，故C错误；
D、白色污染主要是废弃塑料引起的，减少塑料废品即可减少白色污染，蜡蛾幼虫会啃食聚乙烯塑料袋转化为乙二醇，是减小废弃塑料的一种措施，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查物质的性质及应用，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应、性质与用途为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意元素化合物知识的应用，题目难度不大。
2．NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A．23g Na在氧气中充分燃烧生成Na2O2，转移电子数为2NA
B．pH＝12的NaOH溶液中，含有OH﹣的数目为0.01NA
C．电子数为NA的CH4分子的质量为1.6g
D．标准状况下，3.36L的SO3中含有氧原子的数目为0.45NA
【分析】A．钠反应后变为+1价；
B．不知道溶液体积，不能计算；
C．一个CH4分子含有10个电子，含NA的CH4分子数为0.1NA；
D．标准状况下，SO3为固态。
【解答】解：A．钠转化为过氧化钠时需要失去电子，23g Na（即1ml Na）共失去1ml电子，故23g Na充分燃烧生成Na2O2时，转移电子数为NA，故A错误；
B．溶液体积未知，不能计算溶液中OH﹣的个数，故B错误；
C． 1ml甲烷分子中有10ml电子，当有NA（即1ml）个电子时，甲烷的物质的量为0.1ml，故甲烷质量为1.6g，故C正确；
D．标准状况下，SO3为固体，无法利用气体摩尔体积进行计算，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查了物质的量和阿伏加德罗常数的有关计算，难度不大，掌握公式的运用和物质的结构是解题关键。
3．中药透骨草中一种抗氧化性活性成分结构如图。下列说法正确的是（ ）
A．在一定条件下能发生氧化反应、取代反应和消去反应
B．苯环上的一溴代物共5种
C．1ml该化合物最多与4ml NaOH反应
D．该分子中最多有7个碳原子共面
【分析】A.由结构可知，含酚﹣OH、碳碳双键、﹣COOC﹣；
B.苯环上含5种H；
C.酚﹣OH、﹣COOC﹣及水解生成的酚﹣OH均与NaOH反应；
D.苯环、双键为平面结构，且直接相连。
【解答】解：A.由结构可知，含酚﹣OH可发生氧化反应、取代反应、碳碳双键可发生氧化反应、﹣COOC﹣可发生取代反应，不能发生消去反应，故A错误；
B.苯环上含5种H，则苯环上的一溴代物共5种，故B正确；
C.酚﹣OH、﹣COOC﹣及水解生成的酚﹣OH均与NaOH反应，则1ml该化合物最多与5ml NaOH反应，故C错误；
D.苯环、双键为平面结构，且直接相连，且可能与﹣COOC﹣及后面的苯环共面，则最多共面的碳原子一定大于7个，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查有机物的结构与性质，为高频考点，把握官能团与性质、有机反应为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意选项D为解答的难点，题目难度不大。
4．下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
【分析】A．酸性溶液中亚铁离子、硝酸根离子发生氧化还原反应；
B．白色沉淀为硫酸钡，可知钠盐与盐酸反应生成二氧化硫，二氧化硫被硝酸氧化；
C．加蒸馏水稀释，促进一水合氨电离，温度不变时Kw不变；
D．由操作和现象只能检验钠离子。
【解答】解：A．酸性溶液中亚铁离子、硝酸根离子发生氧化还原反应，生成NO，在试管口NO被氧化生成红棕色气体，故A错误；
B．白色沉淀为硫酸钡，可知钠盐与盐酸反应生成二氧化硫，二氧化硫被硝酸氧化，则生成的气体可能为SO2，故B正确；
C．加蒸馏水稀释，促进一水合氨电离，温度不变时Kw不变，则氢氧根离子浓度减小、氢离子浓度增大，故C错误；
D．由操作和现象只能检验钠离子，不能确定是否含钾离子等，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查化学实验方案的评价，为高频考点，把握物质的性质、反应与现象、离子检验、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意实验的评价性分析，题目难度不大。
5．下列实验中，对应反应的离子方程式错误的是（ ）
A．用K2Cr2O7测酒驾：3CH3CH2OH+2Cr2O72﹣+16H+═3CH3COOH+4Cr3++11H2O
B．用Na2SO3溶液吸收少量Cl2：SO32﹣+Cl2+H2O═SO42﹣+2Cl﹣+2H+
C．用NaHCO3溶液吸收HCl：HCO3﹣+H+═CO2↑+H2O
D．用NaOH溶液吸收NO2：2OH﹣+2NO2═NO2﹣+NO3﹣+H2O
【分析】解：A．K2Cr2O7将酒精氧化为乙酸，自身被还原为Cr3+；
B．符合电荷守恒，物料守恒，强制弱规律；
C．NaHCO3只能拆为钠离子和HCO3﹣；
D．该反应不满足电子守恒、质量守恒定律。
【解答】解：A．重铬酸钾用于测酒驾，正确的离子方程式为：3C2H5OH+2Cr2O72﹣+16H+＝3CH3COOH+4Cr3++11H2O，故A正确；
B．用Na2SO3溶液吸收少量Cl2：3SO32﹣+Cl2+H2O═2HSO3﹣+2Cl﹣+SO42﹣，符合电荷守恒，物料守恒，强制弱规律，故B错误；
C．NaHCO3只能拆为钠离子和HCO3﹣，NaHCO3溶液中加入HCl的离子反应为HCO3﹣+H+═CO2↑+H2O，故C正确；
D．氢氧化钠溶液与二氧化氮反应生成亚硝酸钠、硝酸钠和水，正确的化学方程式为：2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O，离子方程式为：2NO2+2OH﹣═NO2﹣+NO3﹣+H2O，故D正确。
故选：B。
【点评】本题考查离子反应方程式书写的正误判断，为高频考点，把握发生的反应及离子反应的书写方法为解答的关键，侧重氧化还原反应、复分解反应的离子反应考查，题目难度不大。
6．短周期主族元素a、b、c、d原子序数依次增大，b、c、d与a均可以形成二元化合物X、Y、Z，且X能分别与Y、Z发生化合反应生成离子化合物，c的L层电子数等于K层电子数和M层电子数之和，下列判断正确的是（ ）
A．简单阴离子半径：c＜d
B．b元素可以形成一种常见的熔点很高的单质
C．氢化物稳定性：c＞d
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：b＜d
【分析】短周期主族元素a、b、c、d原子序数依次增大，c的L层电子数等于K层电子数和M层电子数之和，c元素原子的核外电子排布为2、8、6，则c为S元素，d为Cl元素。b、c、d与a均可以形成二元化合物X、Y、Z，则a为H元素，Y、Z分别为H2S、HCl；X能分别与Y、Z发生化合反应生成离子化合物，由于H2S、HCl都显酸性，所以b的氢化物显碱性，从而得出b为N元素，X为NH3，以此分析解答。
【解答】解：结合分析可知，a为H，b为N，c为S，d为Cl元素，X、Y、Z分别为NH3、H2S、HCl。
A．电子层数相同时，核电荷数越大离子半径越小，则简单阴离子半径：c＞d，故A错误；
B．N的单质均为分子晶体，不可能形成熔点很高的单质，故B错误；
C．非金属性越强，简单氢化物的稳定性越强，非金属性S＜Cl，则氢化物稳定性：c＜d，故C错误；
D．非金属性N＜Cl，则最高价氧化物对应水化物的酸性：b＜d（HClO4是最强的含氧酸），故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查原子结构与元素周期律的应用，题目难度不大，推断元素为解答关键，注意掌握元素周期律内容及元素周期表结构，试题侧重考查学生的分析能力及逻辑推理能力。
7．近年来，新能源开发和环境保护问题日益引起人们的重视，新型电池是科学家们非常重视的研究方向。用吸附了H2的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．碳纳米管的作用只是吸附氢气
B．放电时，乙电极反应为Ni（OH）2+OH﹣﹣e﹣═NiO（OH）+H2O
C．充电时，电池的甲电极与直流电源的正极相连放电
D．电池总反应为H2+2NiO（OH）2Ni（OH）2
【分析】开关连接用电器时，应为原电池原理，甲电极为负极，负极上氢气发生失电子的氧化反应，电极反应式为H2+2OH﹣﹣2e﹣═2H2O，乙电极为正极，正极上发生得电子发生还原反应，电极反应为：NiO（OH）+H2O+e﹣═Ni（OH）2+OH﹣；开关连接充电器时，为电解池，甲电极作阴极，与电源负极相连，乙电极作阳极与电源正极相连，充电与放电过程相反，据此分析解答。
【解答】解：A．碳纳米管的作用除吸附氢气外，还充当电极材料，故A错误；
B．放电时，乙电极作正极，发生反应为NiO（OH）+e﹣+H2O＝Ni（OH）2+OH﹣，故B错误；
C．充电时，电池的甲电极作阴极，与直流电源的负极相连，故C错误；
D．电池放电时，负极H2﹣2e﹣+2OH﹣＝2H2O，正极2NiO（OH）+2e﹣+2H2O＝2Ni（OH）2+2OH﹣，则总反应为H2+2NiO（OH）2Ni（OH）2，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查了原电池和电解池原理，明确正负极上发生的电极反应及阴阳离子的移动方向即可解答，注意结合电解原理确定与原电池哪个电极相连，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力，题目难度中等。
二．实验题（共1小题）
8．氨基甲酸铵（NH2COONH4）是一种白色固体，易分解、易水解，可用作肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组用如下仪器模拟制备氨基甲酸铵，已知该制备反应为放热反应。制备氨基甲酸铵的装置如图1所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。当悬浮物较多时，停止制备。
（1）制备氨基甲酸铵的化学方程式为 2NH3+CO2═NH2COONH4 。
（2）三颈烧瓶用冰水冷却的原因是 降温，提高反应转化率（或降温，防止生成物分解） 。
（3）液体石蜡鼓泡瓶的作用是 观察气泡产生的速率，据此调节通入气体的比例 。
（4）水是很好的溶剂，且可以大量吸收反应混合气体，该反应中是否可用水作溶剂： 否 。（填“是”或“否”），理由： 产物易水解 。
（5）尾气处理装置如图2所示，双通玻璃管的作用是 防止倒吸 ，浓硫酸的作用是 吸收未反应的氨气，且避免水蒸气进入反应器中 。
（6）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得其质量为1.00g。则样品中氨基甲酸铵的质量分数为 80% 。
【分析】把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，发生反应2NH3+CO2═NH2COONH4，由于反应放热，所以需将反应在低温下进行，以有利于提高反应物的转化率；从方程式中可以看出，参加反应的NH3与CO2的体积比为2：1，所以需设法控制气体的进入量；因为NH2COONH4易水解，所以两种反应物必须干燥，且吸收尾气的装置中也不能有水蒸气产生。计算样品中氨基甲酸铵的质量分数时，可先求出生成CaCO3的物质的量，再列方程，求出样品中所含NH2COONH4的物质的量，从而求出其质量及质量分数，以此解答该题。
【解答】解：（1）把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，可反应制得氨基甲酸铵，化学方程式为2NH3+CO2═NH2COONH4，故答案为：2NH3+CO2═NH2COONH4；
（2）由于反应放热，所以需将反应在低温下进行，以有利于提高反应物的转化率，从而得出三颈烧瓶用冰水冷却的原因是降温，提高反应转化率（或降温，防止生成物分解），故答案为：降温，提高反应转化率（或降温，防止生成物分解）；
（3）从方程式中可以看出，参加反应的NH3与CO2的体积比为2：1，所以需设法控制气体的进入量，由此得出液体石蜡鼓泡瓶的作用是观察气泡产生的速率，据此调节通入气体的比例，故答案为：观察气泡产生的速率，据此调节通入气体的比例；
（4）由信息可知，NH2COONH4遇水易发生水解，所以该反应中不可用水作溶剂，理由：产物易水解，故答案为：否；产物易水解；
（5）因为氨气极易溶于水，所以吸收尾气时，需注意防止倒吸，同时防止产生水蒸气进入反应容器，从而引起NH2COONH4的水解，所以双通玻璃管的作用是防止倒吸，浓硫酸的作用是吸收未反应的氨气，且避免水蒸气进入反应器中，故答案为：防止倒吸；吸收未反应的氨气，且避免水蒸气进入反应器中；
（6）n（CaCO3）＝＝0.01ml，设样品NH2COONH4的物质的量为x，则碳酸氢铵的物质的量为0.01﹣x，依题意可建立如下关系式：79（0.01﹣x）+78x＝0.7820，从而求出x＝0.08ml，则样品中氨基甲酸铵的质量分数为≈80%，故答案为：80%。
【点评】本题考查制备方案的设计，为高考常见题型，明确实验目的、实验原理为解答关键，注意掌握常见元素化合物性质及化学实验基本操作方法，试题侧重考查学生的分析能力及化学实验能力，题目难度中等。
三．解答题（共3小题）
9．一种利用钛铁矿制备Li4Ti5O12的工艺流程如图。
已知：钛铁矿的主要成分是FeTiO3（可表示为FeO•TiO2），还含有少量的MgO和SiO2等杂质。
回答下列问题：
（1）酸浸时，要提高铁的浸出率可采取的措施是 提高温度或将矿石粉粹或适当提高酸的浓度 。（写出一条即可）
（2）酸浸后的滤液①中钛主要以TiOCl42﹣形式存在，则其水解生成TiO2•xH2O的离子方程式为 TiOCl42﹣+（x+1）H2O⇌TiO2•xH2O↓+2H++4Cl﹣， ，加热水的目的是 促进水解 。
（3）TiO2•xH2O沉淀与双氧水、氨水反应时，应将温度控制在50°左右的原因是 提高反应速率，同时防止温度过高造成双氧水分解，氨水挥发 。
（4）若将滤液②加热至一定温度后，再加入双氧水和磷酸，恰好使Mg2+沉淀完全[溶液中c（Mg2+）降至1.0×10﹣5ml•L﹣1]，此时溶液中＝ 1.5×10﹣12 。已知：此温度下，FePO4、Mg3（PO4）2的溶度积常数分别为1.5×10﹣21、1.0×10﹣23。
（5）高温煅烧时发生反应的化学反应方程式为 Li2Ti5O11+Li2CO3Li4Ti5O12+CO2↑ 。
（6）某可充电的锂离子电池以Li4Ti5O12为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为LixC+Li4Ti5O12═Li（x﹣5）C+Li9Ti5O12，则充电时阴极电极反应式为 Li（x﹣5）C+5Li++5e﹣＝LixC 。
【分析】用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备Li4Ti5O12，由制备流程可知，加盐酸酸浸溶解，SiO2与盐酸不反应，过滤后的滤渣为SiO2，滤液①中含Mg2+、Fe2+、TiOCl42﹣，对滤液①加热发生水解反应TiOCl42﹣+（x+1）H2O⇌TiO2•xH2O↓+2H++4Cl﹣，水解后过滤，水解后的滤液②中含Mg2+、Fe2+，沉淀为TiO2•xH2O，向沉淀中加入氨水、双氧水和LiOH反应过滤后得到Li2Ti5O11，再与碳酸锂高温下发生反应Li2Ti5O11+Li2CO3Li4Ti5O12+CO2↑生成Li4Ti3O12，据此分析解答。
【解答】解：（1）酸浸时，要提高铁的浸出率可采取的措施是提高温度或将矿石粉粹或适当提高酸的浓度等，
故答案为：提高温度或将矿石粉粹或适当提高酸的浓度；
（2）酸浸后的滤液①中钛主要以TiOCl42﹣形式存在，则其水解生成TiO2•xH2O的离子方程式为TiOCl42﹣+（x+1）H2O⇌TiO2•xH2O↓+2H++4Cl﹣，加热水的目的是促进水解，
故答案为：TiOCl42﹣+（x+1）H2O⇌TiO2•xH2O↓+2H++4Cl﹣；促进水解；
（3）TiO2•xH2O沉淀与双氧水、氨水反应时，双氧水受热易分解，氨水受热易挥发，应将温度控制在50℃左右的原因是提高反应速率，同时防止温度过高造成双氧水分解，氨水挥发，
故答案为：提高反应速率，同时防止温度过高造成双氧水分解，氨水挥发；
（4）若将滤液②加热至一定温度后，再加入双氧水和磷酸，恰好使Mg2+沉淀完全[溶液中c（Mg2+）降至1.0×10﹣5ml•L﹣1]，根据Ksp[Mg3（PO4）2]＝c3（Mg2+）×c2（PO43﹣），c（PO43﹣）＝＝＝1.0×10﹣4ml•L﹣1，Ksp（FePO4）＝c（Fe3+）×c（PO43﹣），c（Fe3+）＝＝1.5×10﹣17 ml•L﹣1，此时溶液中＝＝1.5×10﹣12，
故答案为：1.5×10﹣12；
（5）根据分析，高温煅烧时发生反应的化学反应方程式为Li2Ti5O11+Li2CO3Li4Ti5O12+CO2↑，
故答案为：Li2Ti5O11+Li2CO3Li4Ti5O12+CO2↑；
（6）某可充电的锂离子电池以Li4Ti5O12为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为LixC+Li4Ti5O12＝Li（x﹣5）C+Li9Ti5O12，则充电时为电解池，是放电时的逆过程，充电时的总反应为：Li（x﹣5）C+Li9Ti5O12LixC+Li4Ti5O12，阴极上得电子，发生还原反应，电极反应式为Li（x﹣5）C+5Li++5e﹣＝LixC，
故答案为：Li（x﹣5）C+5Li++5e﹣＝LixC。
【点评】本题借助利用钛铁矿制备Li4Ti5O12的工艺流程，考查了化学反应速率的影响因素、离子方程式书写、电极方程式书写、溶度积计算等知识，涉及的内容较多，综合性较强，充分考查了学生的综合能力，本题难度中等。
10．机动车尾气和燃煤产生的烟气是目前城市空气污染的重要原因之一。NO和CO均为汽车尾气的成分，这两种气体在催化转换器中发生如下反应：2NO（g）+2CO（g）⇌2CO2（g）+N2（g）
△H＝﹣akJ•ml﹣1
（1）CO可用于炼铁，已知：
①Fe2O3（s）+3C（s）═2Fe（s）+3CO（g）△H＝+489.0kJ/ml
②C（s）+CO2（g）═2CO（g）△H＝+172.5kJ/ml
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为 Fe2O3（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO2（g）△H＝﹣28.5kJ/ml 。
（2）在一定温度下，将1.2ml NO、1.0ml CO气体通入到固定容积为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示。0～20 minCO2的平均速率v（CO2）＝ 0.01ml/（L•min） ，CO的转化率为 40% 。
（3）下列能够说明该反应已经达到平衡的是 a 。
a．该容器内压强不再改变
b．上述反应的焓变△H不变
c．v（NO）＝2v（N2）
d．混合气体的密度不再变化
（4）若保持反应体系的温度不变，20 min时再向容器中充CO、CO2各0.2ml，化学平衡将 逆向 。（填“逆向”、“正向”或“不”）移动。重新达到平衡后，该反应的化学平衡常数为 0.28 。（结果保留两位有效数字）
（5）利用反应2NO2+4CO═N2+4CO2可以处理汽车尾气。若将该反应设计为原电池，用熔融NaCO3作电解质，其正极电极反应式为 2NO2+8e﹣+4CO2═N2+4CO32﹣
（6）工业上用氨水将SO2转化为（NH4）2SO3，再氧化为（NH4）2SO4．已知25℃时，0.05ml/L（NH4）2SO4溶液的pH＝a，则c（NH4+）：c（NH3•H2O）＝ 1.7×109﹣a 用含a的代数式表示，已知NH3•H2O的电离常数为Kb＝1.7×10﹣5）。
【分析】（1）根据已知反应推导所求反应，再由盖斯定律计算所求反应的焓变；
（2）根据图象，0～20min内，△c（NO）＝0.2ml/L，由化学反应平均速率计算公式v＝计算，CO的转化率＝；
（3）反应达到平衡后，v正＝v逆，各组分的浓度不再改变，由此衍生的其他物理量进行分析判断；
（4）根据方程式计算各组分的平衡浓度，再代入化学平衡常数表达式计算K的值，由浓度商和平衡常数的关系判断反应进行的方向，平衡常数只是温度的函数，据此进行分析；
（5）原电池中正极得电子发生还原反应，该电池放电时NO2被还原成N2，作正极，用熔融Na2CO3作电解质，根据元素守恒和电荷守恒可得电极方程式；
（6）NH3•H2O的电离平衡常数为Kb＝＝1.7×10﹣5，pH＝a，可求出c（OH﹣），据此计算得出。
【解答】解：（1）已知：①Fe2O3（s）+3C（s）═2Fe（s）+3CO（g）△H1＝+489.0kJ/ml，
②C（s）+CO2（g）═2CO（g）△H2＝+172.5kJ/ml，
CO还原Fe2O3的方程式为：Fe2O3（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO2（g），该反应可由①﹣②×3得到，根据盖斯定律，该反应的焓变为△H＝△H1﹣3△H2＝﹣28.5kJ/ml，
故答案为：Fe2O3（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO2（g）△H＝﹣28.5kJ/ml；
（2）根据图象，0～20min内，△c（NO）＝0.2ml/L，所以v（NO）＝＝0.01ml/（L•min），同一反应同一时间不同物质的反应速率之比等于计量数之比，所以v（CO2）＝v（NO）＝0.01ml/（•min），
△c（NO）＝0.2ml/L，则△c（CO）＝0.2ml/L，容器体积为2L，所以CO的转化率为＝40%，
故答案为：0.01ml/（L•min）；40%；
（3）a．该反应前后气体系数之和不相等，所以未达到平衡时，容器内气体总物质的量会变，容器恒容，则压强会变，所以压强不再改变说明反应达到平衡，故a正确；
b．反应是否达到平衡并不影响反应的焓变，故b错误；
c．反应达到平衡时，v正＝v逆，但未指明是正反应速率还是逆反应速率，则不能判断化学平衡，故c错误；
d．反应物和生成物均为气体，所以整个过程中气体的总质量不变，容积恒定，则密度一直不变，故d错误，
故答案为：a；
（4）初始投料为1.2mlNO、1.0mlCO，容器体积为2L，则c（NO）＝0.6ml/L，c（CO）＝0.5ml/L，根据图象，平衡时c（NO）＝0.6ml/L，△c（NO）＝0.2ml/L，根据方程式，△c（CO）＝0.2ml/L，△c（CO2）＝0.2ml/L，△c（N2）＝0.1ml/L，所以平衡时各物质的浓度为c（NO）＝0.4ml/L，c（CO）＝0.3ml/L，c（CO2）＝0.2ml/L，c（N2）＝0.1ml/L，则该温度下平衡常数为K＝＝＝0.28，充CO、CO2各0.2ml后，容器体积为2L，所以c（CO）＝0.4ml/L，c（CO2）＝0.3ml/L，此时浓度商为Qc＝＝0.35＞0.28，所以平衡逆向移动，温度不变，化学平衡常数不变，平衡常数为0.28，
故答案为：逆向；0.28；
（5）原电池中正极得电子发生还原反应，根据总反应中各物质的化合价的变化可知，该电池放电时NO2被还原成N2作正极，用熔融Na2CO3作电解质，根据元素守恒和电荷守恒可得电极方程式为：2NO2+8e﹣+4CO2═N2+4CO32﹣，
故答案为：2NO2+8e﹣+4CO2═N2+4CO32﹣；
（6）NH3•H2O的电离平衡常数为Kb＝＝1.7×10﹣5，pH＝a，则c（OH﹣）＝10a﹣14ml/L，所以＝＝1.7×109﹣a，
故答案为：1.7×109﹣a。
【点评】本题考查化学反应原理部分知识，对于平衡体系，改变投料后可以计算该状态下的浓度商，与平衡常数进行比较，判断平衡的移动方向，由此判断速率相对大小，还考查了弱电解质的电离平衡相关计算，整体难度中等。
11．A是石油裂解气的主要成分之一，以A为原料制备药物中间体G的合成路线（部分反应条件已省略）如图。
已知：①；
②R﹣C≡NR﹣COOH。（R表示烃基）
回答下列问题：
（1）A的名称为 丙烯 ，C中含有的官能团的名称是 碳碳双键、氰基 。
（2）上述反应中属于取代反应的是 ①③⑥⑦ 。（填序号）。
（3）反应②的化学方程式为 ，反应类型为 加成反应 。
（4）反应⑦的化学方程式为 。
（5）同时满足以下条件的D的同分异构体有 18 种。
ⅰ．含有六元环结构，且环内有不饱和键；
ⅱ．能发生水解反应；
ⅲ．能发生银镜反应。
其中与足量氢气发生加成反应后的产物核磁共振氢谱中有6组峰，且峰面积之比为4：3：1：1：1的有机物的结构简式为 、、（任写一种） 。（任写一种）
（6）参照上述合成路线.以CH3CH＝CHCH3为原料设计制备的合成路线： 。（其他试剂任选）
【分析】A和氯气发生取代反应生成CH2＝CHCH2Cl，则A为CH2＝CHCH3，②发生信息①的反应生成B为，B和NaCN发生取代反应生成C为，B发生加成反应生成E为，E发生水解反应生成F为，D、F能反应，则C发生水解反应生成D为，DF发生酯化反应生成G为；
（6）以CH3CH＝CHCH3为原料设计制备，可由发生水解反应得到，CH3CH＝CHCH3发生信息①的反应生成烯烃、烯烃和氯气发生取代反应生成氯代烃、氯代烃和NaCN发生取代反应生成。
【解答】解：（1）A为CH2＝CHCH3，A的名称为丙烯，C为，C中含有的官能团的名称是碳碳双键、氰基，
故答案为：丙烯；碳碳双键、氰基；
（2）上述反应中属于取代反应的是①③⑥⑦，②⑤是加成反应、④是水解反应，
故答案为：①③⑥⑦；
（3）反应②为烯烃的加成反应，该反应的化学方程式为，反应类型为加成反应，
故答案为：；加成反应；
（4）反应⑦为羧酸和醇的酯化反应，该反应的化学方程式为，
故答案为：；
（5）D为，D的同分异构体同时满足以下条件：
ⅰ．含有六元环结构，且环内有不饱和键；
ⅱ．能发生水解反应，说明含有酯基；
ⅲ．能发生银镜反应，说明含有醛基，则该酯基为HCOO﹣，
如果环上取代基为HCOOCH2﹣，有3种；
六元环结构为，
如果取代基为HCOO﹣、﹣CH3，两个取代基位于同一个碳原子上有2种；
如果酯基位于1号或6号C原子上，甲基有5种排列方式；
如果酯基位于2号或5号碳原子上，甲基有5种排列方式；
如果酯基位于3号或4号碳原子上，甲基有3种排列方式，
所以符合条件的同分异构体有18种，
其中与足量氢气发生加成反应后的产物核磁共振氢谱中有6组峰，且峰面积之比为4：3：1：1：1的有机物的结构简式为、、，
故答案为：18；、、（任写一种）；
（6）以CH3CH＝CHCH3为原料设计制备，可由发生水解反应得到，CH3CH＝CHCH3发生信息①的反应生成烯烃、烯烃和氯气发生取代反应生成氯代烃、氯代烃和NaCN发生取代反应生成，其合成路线为，
故答案为：。
【点评】本题考查有机物推断和合成，侧重考查分析、推断及知识综合应用能力，利用题给信息、反应条件正确推断各物质结构简式是解本题关键，注意知识迁移、逆向思维方法的灵活应用，易错点是同分异构体种类判断，题目难度中等。
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选项
实验操作
实验现象
结论
A
向盛有稀Fe（NO3）2溶液的试管中加入0.1ml/L的H2SO4溶液
试管口出现红棕色气体
溶液中的 NO3﹣ 被Fe2+还原为NO2
B
向某钠盐X溶液中加入盐酸，将产生的气体通入HNO3酸化的BaCl2溶液中
有白色沉淀产生
反应生成的气体可能为SO2
C
向滴加酚酞的氨水中加蒸馏水稀释
溶液红色变浅
溶液中所有离子的浓度均减小
D
用铂丝蘸取某溶液在酒精灯火焰上灼烧
直接观察，火焰呈黄色
溶液中的金属阳离子只有Na+
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向盛有稀Fe（NO3）2溶液的试管中加入0.1ml/L的H2SO4溶液
试管口出现红棕色气体
溶液中的 NO3﹣ 被Fe2+还原为NO2
B
向某钠盐X溶液中加入盐酸，将产生的气体通入HNO3酸化的BaCl2溶液中
有白色沉淀产生
反应生成的气体可能为SO2
C
向滴加酚酞的氨水中加蒸馏水稀释
溶液红色变浅
溶液中所有离子的浓度均减小
D
用铂丝蘸取某溶液在酒精灯火焰上灼烧
直接观察，火焰呈黄色
溶液中的金属阳离子只有Na+