江西省新余一中2020届高三最后一卷理综化学试题 Word版含解析 20页

- 1 - <全国百强校>江西省新余一中 2019-2020 学年度毕业年级 考试化学最后一卷 可能用到的相对原子质量：H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Cu 64 Ag 108 In 115 Sb 122 1. 王安石的《元日》：“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏。千门万户曈曈日，总把新桃换 旧符”。诗中涉及了许多化学知识。下列说法正确的是 A. “爆竹声中一岁除”中的爆竹爆炸时发生了复分解反应 B. “春风送暖入屠苏”中，屠苏酒中只含有乙醇和水 C. “千门万户曈曈日”中的能量转化方式包括将太阳能转化为热能 D. “总把新桃换旧符”中的桃符主要成分为纤维素，纤维素和淀粉互为同分异构体 【答案】C 【解析】 【详解】A．爆竹中含有黑火药，黑火药的成分是“一硫二硝三木炭”，即主要成分是硫、硝 酸钾和碳，三者发生氧化还原反应生成二氧化碳、二氧化硫和氮气，不属于复分解反应，故 A 错误； B．屠苏酒中除了乙醇和水之外，还有酯、屠苏草汁或中草药汁等，故 B 错误； C．“千门万户曈曈日”是指初升的太阳照耀着千家万户，能量转化方式包括将太阳能转化为 热能，故 C 正确； D．纤维素和淀粉的分子式都为(C6H10O5)n,都属于高分子化合物，由于 n的数值不同，不能称为 同分异构体，故 D 错误； 答案选 C。 2. 科研人员发现瑞德西韦对 2019-nCoV 有抑制作用。有机物 M（ ）是合 成瑞德西韦的原料之一。下列关于有机物 M 的描述错误的是 A. 分子中含有 3 种官能团 B. 能发生水解反应，生成氨基酸和一元 醇 C. 碳原子上的一氯代物有 6种 D. 分子中所有碳原子不可能在同一平 面 【答案】A 【解析】 - 2 - 【详解】A．分子中含有酯基和氨基两种官能团，故 A 描述错误； B．该物质含有酯基，能发生水解反应，水解后生成氨基酸和一元醇，故 B描述正确； C．该分子的结构简式为：(CH3CH2)2CHCH2OOCCH(NH2)CH3，分子中碳原子上有六种等效氢，碳原 子上的一氯代物有 6 种，故 C 描述正确； D．与氨基相连的碳原子位于四面体的中心，与之相连的甲基上的碳原子，酯基上的碳原子不 可能在同一平面上，故 D 描述正确。 答案选 A。 3. 我国科研工作者构建了一种在反应过程中能同时活化水和甲醇的双功能结构催化剂，用以 解决氢气的高效存储和安全运输。下图是甲醇脱氢转化的反应历程(TS 表示过渡态)。 下列说法错误的是 A. CH3OH 的脱氢反应是分步进行的 B. 甲醇脱氢反应历程的最大能垒(活化能)是 1.30 eV C. 甲醇脱氢反应中断裂的化学键有 C—H 键和 O—H键 D. 该催化剂的研发为醇类重整产氢的工业应用提供了思路 【答案】B 【解析】 【分析】 由图示可知，CH3OH 的脱氢反应是分四步进行的，逐步脱去一个氢原子，前三步断裂的是 C—H 键，第四步断裂的是氢氧键，最后生成一氧化碳和氢气，然后分析。 【详解】A．根据分析可知，CH3OH 的脱氢反应是分步进行的，逐步脱去氢原子得到一氧化碳 和氢气，故 A 正确； - 3 - B．活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量，甲醇脱氢反应 历程的最大能垒(活化能)是第四步脱氢，活化能=-2.02eV -(-2.69 eV)=0.67eV，故 B 错误； C．前三步断裂的是 C—H 键，第四步断裂的是氢氧键，甲醇脱氢反应中断裂的化学键有 C—H 键和 O—H键，故 C正确； D．甲醇脱氢过程中，经历的反应历程为其他醇类物质脱氢提供了依据，该催化剂的研发为醇 类重整产氢的工业应用提供了思路，故 D 正确； 答案选 B。 4. 利用下列实验装置完成对应的实验，能达到实验目的的是 A. 装置甲验证苯与液溴发生取代反应 B. 装置乙探究酒精脱水生成乙烯 C. 装置丙制备乙酸乙酯并提高产率 D. 装置丁分离乙醇和水 【答案】C 【解析】 【详解】A．苯与液溴在三溴化铁作催化剂的条件下发生取代反应生成溴苯和溴化氢，由于溴 也有挥发性，也会随着溴化氢一起进入硝酸银溶液，溴可以和水反应生成溴化氢，也会与硝 酸银溶液反应生成淡黄色沉淀，干扰了对实验结果的验证，故 A 错误； B．在浓硫酸作用下，170℃时酒精脱水生成乙烯，140℃时酒精脱水生成乙醚，需要测定溶液 的温度，温度计需要在圆底烧瓶的混合液中，碎瓷片用于防止爆沸，由于乙醇具有挥发性， 也会随着乙烯一起进入酸性高锰酸钾溶液，乙醇也具有还原性，可以使酸性高锰酸钾溶液褪 色，干扰了对实验结果的验证，故 B 错误； C．乙醇和乙酸在浓硫酸作催化剂的条件下发生酯化反应，碎瓷片用于防止爆沸，但由于乙酸、 乙醚、乙醇和水都有挥发性，会随着乙酸乙酯一起蒸出，故利用分水器，将水冷凝回流，再 通过冷凝管，提高乙酸乙酯的产率，故 C 正确； D．直接蒸馏水和乙醇，会得到一种共沸物，无法分离，故分离乙醇和水时，需要加入生石灰， 使水转化为氢氧化钙溶液，再经过蒸馏，可以达到分离的目的，故 D 错误； - 4 - 答案选 C。 5. 某化合物的结构为 ，其中 X、Y、Z、W四种元素分布在三个短周期， 原子序数依次增大，且 Y、Z、W 的简单离子具有相同的电子层结构。下列叙述正确的是 A. 简单离子半径：W＞Z＞Y B. Z 的氯化物可促进水的电离 C. 最高价氧化物对应水化物的碱性：Z＜W D. ZX 和 Z2Y 所含化学键类型完全相同 【答案】D 【解析】 【分析】 X、Y、Z、W 四种元素分布在三个短周期，原子序数依次增大，X 为 H，且 Y、Z、W 的简单离子 具有相同的电子层结构，由图中结构式可知，Y 成了两个共价键，W 成了四个共价键，Z 易形 成 Z+，Y、Z、W分别为 O、Na、Al，该化合物为四羟基合铝酸钠，由此分析。 【详解】A．经分析可知，Y、Z、W 分别为 O、Na、Al，核外电子排布相同的离子，核电荷数 越大，半径越小，所以，简单离子半径 Y＞Z＞W，故 A 叙述错误； B．Z是钠，钠的氯化物对水的电离平衡没有影响，不能促进水的电离，故 B 叙述错误； C．Z、W 分别为 Na、Al，金属性 Na＞Al，最高价氧化物对应水化物的碱性 Z＞W，故 C叙述错 误； D．ZX 是 NaH，Z2Y 是 Na2O，所含化学键都是离子键，类型完全相同，故 D 叙述正确； 答案选 D。 6. 2019 年诺贝尔化学奖授予了三位研究锂电池的科学家，以表彰他们在锂离子电池发展方面 所做出的突出贡献。磷酸铁锂电池是锂离子电池的一种，常用石墨包裹上铜箔作负极，LiPF6 的有机溶液作电解质。该电池的总反应方程式为 Li1−xFePO4+LixC6  充电 放电 LiFePO4+C6。下列说 法错误的是 A. 放电时，负极反应式为 LixC6−xe−=xLi++C6 B. 充电时，阳极反应式为 LiFePO4−xe−=Li1−xFePO4+xLi + C. 若用该电池精炼铜，阴极增重 12.8 g，则电池中移向正极的 Li+为 0.2 mol D. 磷酸铁锂(LiFePO4)是电池的电极材料之一，其中铁的化合价为+2 【答案】C - 5 - 【解析】 【分析】 根 据 电 池 反 应 式 ： Li1−xFePO4+LixC6  充电 放电 LiFePO4+C6 ， 放 电 时 ， 负 极 反 应 式 为 LixC6-xe -=C6+xLi +、正极反应式为 Li1−xFePO4+xLi ++xe-= LiFePO4，充电时，阴极、阳极反应式与 正极、负极反应式正好相反，根据二次电池的工作原理结合原电池和电解池的工作原理来回 答。 【详解】A．根据分析，放电时，负极反应式为 LixC6−xe−=xLi++C6，故 A 正确； B．充电时，阳极反应式为 LiFePO4−xe−=Li1−xFePO4+xLi +，故 B 正确； C．精炼铜时，阴极增重 12.8 g，增加的铜的物质的量为 12.8g =0.2mol 64g / mol ，转移的电子的 物质的量为 0.4mol，Li+移向正极，Li1−xFePO4+xLi ++xe-= LiFePO4，转移 xmol 电子时，移向正 极的锂离子为 xmol，故电池中移向正极的 Li+为 0.4mol，故 C 错误； D．磷酸铁锂(LiFePO4)中磷酸根为-3 价，锂为+1 价，根据化合物元素的化合价为 0，铁的化 合价为+2，故 D 正确； 答案选 C。 7. 常温下，向 10 mL 0.1 mol·L−1一元弱酸 HA 中缓慢滴加 0.1 mol·L−1 NaOH 溶液，溶液温 度与滴加 NaOH 溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是 A. m=10 B. a 点：2c(Na+)=c(A−) C. b 点：水的电离程度比纯水中的小 D. c 点：c(OH−)−c(H+)=2c(HA)+c(A−) 【答案】D 【解析】 - 6 - 【分析】 向 10 mL 0.1 mol·L−1一元弱酸 HA 中缓慢滴加 0.1 mol·L−1 NaOH 溶液，a点后温度继续升高， 说明碱不足，酸过量，b 点的温度最高，说明酸碱恰好完全中和，这时所用的 NaOH 溶液的体 积为 10mL，随着反应的进行，得到的是弱酸强碱盐和碱的混合溶液，温度降低，由此分析。 【详解】A．由分析可知，b点的温度最高，说明酸碱恰好完全中和，这时所用的 NaOH 溶液的 体积为 10mL，故 m=5mL，故 A 错误； B．a 点用去的 NaOH 溶液的体积为 5mL，根据物料守恒可得 2c(Na+)=c(A−)+ c(HA)，故 B 错误； C．b点的温度最高，说明酸碱恰好完全中和，这时所用的 NaOH 溶液的体积为 10mL，得到的 是 NaA 溶液，NaA 属于弱酸强碱盐，其会水解，会促进水的电离，水的电离程度比纯水中的大， 故 C 错误； D．根据分析可知，c 点是 NaA 溶液和 NaOH 溶液的混合液，根据电荷守恒可得 c(Na+)+c(H+)=c(OH−)+c(A−)，根据物料守恒可得 c(Na+)=2c(HA)+2c(A−)，将物料守恒带入到电 荷守恒可得 c(OH−)−c(H+)=2c(HA)+c(A−)，故 D 正确； 答案选 D。 8. 1,2−二氯乙烷(CH2ClCH2Cl)是重要的有机化工原料，不溶于水，易溶于有机溶剂，沸点 83.6℃；在光照下逐渐分解；碱性条件下水解程度较大。实验室采用“乙烯液相直接氯化法” 制备 1,2−二氯乙烷，相关反应原理和实验装置图如下： C2H5OH 2 5P O 150 ℃ CH2=CH2↑+H2O Cl2(g)+CH2=CH2(g) CH2ClCH2Cl(l) ΔH＜0 回答下列问题： (1)仪器 A的名称是_____。写出甲装置发生反应的离子方程式_______。 (2)己装置的作用是____。丙和戊装置除了干燥气体，还有一个重要作用是____。 (3)庚中采用甘油浴加热，该加热方式的优点是_________。 - 7 - (4)丁装置中长玻璃导管 B 的作用是______________。先装入 1,2−二氯乙烷液体，其作用是 ______(选填序号)。 a 溶解 Cl2和乙烯 b 作催化剂 c 促进气体反应物间的接触 (5)制得的 1,2−二氯乙烷中溶解有 Cl2、乙烯，逐出 Cl2和乙烯采用的方法是_____。 (6)产品纯度的测定：量取 5.0 mL 逐出 Cl2和乙烯后的产品，产品密度为 1.2 g·mL−1，加足 量稀 NaOH 溶液，加热充分反应：CH2ClCH2Cl+2NaOH水 加热 CH2OHCH2OH+ 2NaCl。所得溶液先 用稀硝酸中和至酸性，然后加入 1.000 mol·L−1的 AgNO3标准溶液至不再产生沉淀，沉降后过 滤、洗涤、低温干燥、称量，得到 14.35 g 白色固体，则产品中 1,2−二氯乙烷的纯度为______%。 【答案】 (1). 分液漏斗 (2). MnO2+4H + +2Cl -  Mn 2+ +2H2O+Cl2↑ (3). 除去乙醇 (4). 缓冲 (5). 温度稳定，且不会产生水蒸气 (6). 冷凝回流 (7). ac (8). 适当加热 (9). 82.5% 【解析】 【分析】 A装置是二氧化锰和浓盐酸加热条件下生成氯气，经饱和食盐水除去氯化氢气体，浓硫酸除去 水蒸气，进入丁装置，庚装置乙醇在五氧化二磷和加热条件下反应生成乙烯和水，水除去乙 醇，浓硫酸除去水，进入丁装置，与氯气反应制得 1,2−二氯乙烷，然后分析。 【详解】(1)仪器 A的名称是分液漏斗，甲装置是二氧化锰和浓盐酸加热条件下生成氯气，发 生反应的离子方程式 MnO2+4H + +2Cl -  Mn 2+ +2H2O+Cl2↑； (2) 1,2−二氯乙烷(CH2ClCH2Cl)是重要的有机化工原料，易溶于有机溶剂，己装置的作用是除 去乙醇，丙和戊装置除了干燥气体，还有一个重要作用是缓冲； (3)庚中采用甘油浴加热，该加热方式的优点温度稳定，且不会产生水蒸气； (4)丁装置中长玻璃导管 B 的作用是冷凝回流，由于 1,2−二氯乙烷液体易溶于有机溶剂，先装 入 1,2−二氯乙烷液体，其作用是溶解 Cl2和乙烯，促进气体反应物间的接触； (5)制得的 1,2−二氯乙烷中溶解有 Cl2、乙烯，逐出 Cl2和乙烯采用的方法是适当加热； (6) 5.0 mL 逐出 Cl2和乙烯后的产品，产品密度为 1.2 g·mL−1，质量为 1.2 g·mL−1×5.0 mL=6g， 加足量稀 NaOH 溶液，加热充分反应：CH2ClCH2Cl+2NaOH水 加热 CH2OHCH2OH+ 2NaCl。所得溶 液先用稀硝酸中和至酸性，然后加入 1.000 mol·L−1的 AgNO3标准溶液至不再产生沉淀，沉降 - 8 - 后过滤、洗涤、低温干燥、称量，得到 14.35 g 白色固体是氯化银，物质的量为 n= m M = 14.35g =0.1mol 143.5g / mol ，根据氯原子守恒，得到 CH2ClCH2Cl 的物质的量为 0.05mol，质 量为 0.05mol×99g/mol=4.95g，，则产品中 1,2−二氯乙烷的纯度为 4.95g 6g =82.5%。 【点睛】浓盐酸可以拆成离子形式，为易错点，氯原子的守恒是解本题纯度的关键。 9. 钪是一种稀土元素，在国防、航空、核能等领域具有重要的应用。氯化钪(ScCl3)是一种可 溶于水的灰白色固体，是制备钪的重要原料。工业上从钛磁铁矿中(主要成分有 Fe3O4、TiO2和 少量 Sc2O3)提取 ScCl3的一种工艺如下图所示。 回答下列问题： (1)若在实验室中实现工艺中的过程②，需要的实验操作包括_____，过程②和过程③都用到 的主要仪器为____。 (2)工艺中的过程④通常使用抽滤，装置如图所示，仪器 A 为抽滤瓶，利用抽气泵将抽滤瓶中 的空气抽走而产生负压，抽滤相对于普通过滤的优点是______。仪器 B 的作用为_____。设计 实验方案检验得到的水层中是否含有 Fe3+： ________。 (3)Sc2(C2O4)3灼烧时除生成 Sc2O3，还生成了 CO 和 CO2，化学方程式为_____。 (4)把得到的 Sc2O3固体与焦炭混合，将干燥纯净的 Cl2通入赤热的混合物反应制备 ScCl3，反 应的气态产物在相同条件下对 H2的相对密度为 14，该反应的化学方程式为_____。 (5)已知：Ag2CrO4为砖红色固体；Ksp(AgCl)=1.8×10−10，Ksp(Ag2CrO4)=2×10−12。取 ScCl3粗产 品(含难溶 Sc2O3杂质)溶于水，配成溶液，滴入几滴 K2CrO4溶液，用 AgNO3标准溶液滴定，当溶 - 9 - 液中出现砖红色沉淀时达到滴定终点。计算说明滴定时选择 K2CrO4溶液作为指示剂的理由 _____[出现砖红色沉淀时，c( 2 4CrO  )约为 5.0×10−3 mol·L−1 ；溶液中离子的浓度小于 1×10−5 mol·L−1时，认为该离子已不存在]。 【答案】 (1). 分液 (2). 分液漏斗 (3). 抽滤可以加快过滤速度 (4). 缓冲 (5). 向水层中加入硫氰化钾溶液，若溶液变为血红色证明含有三价铁离子 (6). Sc2(C2O4)3 灼烧 Sc2O3+3CO↑+3CO2↑ (7). Sc2O3+3C+3Cl2  2ScCl3+3CO (8). 一方面 Ag2CrO4为砖红色，另一方面由 Ksp(AgCl)=1.8×10-10、Ksp(Ag2CrO4)=2×10-12可知，AgCl 饱和 溶 液 中 c(Ag+ )= 1.8 ×10 -5 mol/L ， Ag2CrO4 饱 和 溶 液 中 c(Ag+ )= 8 4 12 3 1 2 10 5.0 10 mo = 4 10 =2 L 10 l           mol/L＞ 1.8×10 -5 mol/L，所以，AgCl 的溶解度更 小，当滴入 AgNO3时溶解度小的沉淀先形成，溶液中 Cl-几乎沉淀完了，此时再滴 AgNO3溶液就 会立刻产生 Ag2CrO4，即终点的时候会产生砖红色沉淀 【解析】 【分析】 钛磁铁矿中(主要成分有 Fe3O4、TiO2和少量 Sc2O3),酸浸后，四氧化三铁转化为铁离子或亚铁离 子，钛转化为钛离子，Sc2O3转化为 Sc3+，经萃取后 Sc3+进入油层，加入浓硫酸，双氧水将亚铁 离子转化为铁离子，经反萃取进入水层，经氢氧化钠溶液，铁和钛转化为沉淀成为滤渣，加 入草酸将钪离子转化为草酸钪，草酸钪经灼烧转化为三氧化二钪，三氧化二钪与氯气、焦炭 反应得到三氯化钪，据此分析。 【详解】(1)若在实验室中实现工艺中的过程②，过程②是将萃取剂加入后，溶液分液成水层 和油层，需要的实验操作包括分液，过程②和过程③都用到的主要仪器为分液漏斗； (2)抽滤相对于普通过滤的优点是抽滤可以加快过滤速度，仪器 B的作用为缓冲，检验得到的 水层中是否含有 Fe3+，向水层中加入硫氰化钾溶液，若溶液变为血红色证明含有三价铁离子； (3)Sc2(C2O4)3灼烧时除生成 Sc2O3，还生成了 CO 和 CO2，化学方程式为 Sc2(C2O4)3 灼烧Sc2O3+3CO↑+3CO2↑； (4)把得到的 Sc2O3固体与焦炭混合，将干燥纯净的 Cl2通入赤热的混合物反应制备 ScCl3，反 应的气态产物在相同条件下对 H2的相对密度为 14，反应的气态产物在相同条件下对 H2的相对 密度为 14，M 气体=14×2g/mol=28g/mol，为一氧化碳，该反应的化学方程式为 - 10 - Sc2O3+3C+3Cl2  2ScCl3+3CO； (5) 一方面 Ag2CrO4为砖红色，另一方面由 Ksp(AgCl)=1.8×10-10、Ksp(Ag2CrO4)=2×10-12可知， AgCl 饱和溶液中 c(Ag+ )= 1.8×10 -5 mol/L，Ag2CrO4饱和溶液中 c(Ag+ )= 8 4 12 3 1 2 10 5.0 10 mo = 4 10 =2 L 10 l           mol/L＞ 1.8×10 -5 mol/L，所以，AgCl 的溶 解度更小，当滴入 AgNO3时溶解度小的沉淀先形成，溶液中 Cl-几乎沉淀完了，此时再滴 AgNO3 溶液就会立刻产生 Ag2CrO4，即终点的时候会产生砖红色沉淀。 【点睛】反应的气态产物在相同条件下对 H2的相对密度为 14，则相对分子质量也是氢气的 14 倍，为易错点。 10. 研究碳、氮、硫的氧化物的性质对化工生产和环境保护有重要意义。回答下列问题： (1)甲醇(CH3OH)可替代汽油作为公交车的燃料，写出由 CO 和 H2生产甲醇的化学方程式___。用 该反应合成 1mol 液态甲醇放出热量 128.1kJ。又知 2H2(g)+CO(g)+ 3 2 O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH ＝−766.6kJ·mol−1，H2O(g)=H2O(l) ΔH=−44kJ·mol−1。请写出表示甲醇燃烧热的热化学方程 式_____。 (2)一定条件下，CH4可与 NO2反应降低氮氧化物的污染：CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g) ΔH＝−875.3kJ·mol−1；该反应是___________(填“自发”或“非自发”)反应。用 NH3催化还 原 NOx也可降低氮氧化物的污染，反应的方程式为 NO(g)+NO2(g)+2NH3(g) 2N2(g)+3H2O(l)ΔH＜0，该反应的平衡常数表达式为__________。 (3)常温下，某 NaNO2和 HNO2混合溶液的pH 为 5，c( 2NO )∶c(HNO2)=10∶1，则混合溶液中 2NO 的水解常数为_______。 (4)在不同温度下的恒容容器中，将燃煤尾气中的 SO2净化后与 O2以 2∶1 的物质的量之比混合 反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH＜0，测得容器内总压强与反应时间的关系如图所示。 - 11 - ①T1___T2(填“＝”“＞”或“＜”)。 ②C 点的正反应速率 v(C)正与 A 点的逆反应速率 v(A)逆的大小关系为 v(C)正___v(A)逆(填 “＝”“＞”或“＜”)。 ③B 点 SO2的转化率为_______。 (5)25℃时，将 SO2通入蒸馏水中模拟酸雨形成过程，实验数据如下图。50s～300s 时间段溶液 pH 降低的原因是_______；用化学方程式表示 500s 时溶液 pH 降低的原因________。 【答案】 (1). CO+2H2 一定条件 CH3OH (2). CH3OH(l)+ 3 2 O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH＝ −726.5kJ·mol−1 (3). 自发 (4). K= 2 2 2 2 3 c(N ) c(NO) c(NO ) c(NH )  (5). 10 -10 (6). ＜ (7). ＞ (8). 90% (9). 二氧化硫溶于水形成亚硫酸 (10). H2SO3+H2O2=H2SO4+H2O 【解析】 【分析】 根据盖斯定律写出燃烧热化学方程式；根据焓判据和熵判据判断反应能否自发进行；根据生 - 12 - 成物浓度幂之积与反应物的浓度幂之积的比值写出化学平衡常数表达式；利用水解平衡常数 表达式进行计算；先拐先平温度高，达到平衡所需时间短，温度越高反应速率越大，利用三 段式计算二氧化硫的转化率；水中通入二氧化硫后形成了亚硫酸，过氧化氢将亚硫酸氧化成 硫酸，然后分析。 【详解】(1)由 CO 和 H2生产甲醇的化学方程式为：CO+2H2 一定条件 CH3OH；用该反应合成 1mol 液态甲醇放出热量 128.1kJ，热化学方程式为： ①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) ΔH＝−128.1kJ·mol−1 ②2H2(g)+CO(g)+ 3 2 O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH＝−766.6kJ·mol−1 ③H2O(g)=H2O(l) ΔH=−44kJ·mol−1 利用盖斯定律，②-①+③×2可得： 甲醇燃烧热的热化学方程式为：CH3OH(l)+ 3 2 O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH＝−726.5kJ·mol−1 ； (2)一定条件下，CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g) ΔH＝−875.3kJ·mol−1；该反应的ΔH ＜0，ΔS＞0，ΔG=ΔH-TΔS＜0，反应可以自发进行；用 NH3催化还原 NOx也可降低氮氧化物 的污染，反应的方程式为 NO(g)+NO2(g)+2NH3(g) 2N2(g)+3H2O(l) ΔH＜0，该反应的平衡 常数表达式为 K= 2 2 2 2 3 c(N ) c(NO) c(NO ) c(NH )  ； (3)常温下，某 NaNO2和 HNO2混合溶液的 pH 为 5，亚硝酸根的水解方程式为：NO2 -+H2O⇌ HNO2+OH -， c(H+ )=10 -5 mol·L−1 ，c(OH- )=10 -9 mol·L−1 ，c( 2NO )∶c(HNO2)=10∶1，则混合溶液中 2NO 的水 解常数为 K= - - 2 2c HNOc(OH ) ( ) c(NO ) =10 -10 ； (4)图象分析可知，先拐先平温度高则 T1＜T2，C 点是平衡状态，A点反应未达到平衡状态，其 中 C 点的正反应速率 v(C)正与 A 点的逆反应速率 v(A)逆的大小关系为 v(C)正＞v(A)逆 2 2 32SO (g) +O (g) 2SO (mol) 2a a 0 (mol) 2x x 2x (mol) 2a-2x a-x 2x  开始 变化 平衡 图中 B 点时，气体物质的量 0.07，则 - 13 - 2a-2x+a-x+2x 2 0.0= a+a 7 0.1 x=0.9a，B 点 SO2的转化率为 2x 0.9a= 2a a =90%； (5)50s～300s 时间段，水中通入了二氧化硫，水和二氧化硫反应生成了亚硫酸，溶液 pH 降低； 500s 时加入过氧化氢，过氧化氢将亚硫酸氧化成了硫酸，亚硫酸是弱酸，硫酸是强酸，溶液 pH 降低，化学方程式为：H2SO3+H2O2=H2SO4+H2O。 【点睛】纯液体和固体不代入化学平衡常数或水解平衡常数表达式，为易错点。 [化学——选修 3：物质结构与性质]（15 分） 11. 利用铟(In)与锡(Sn)形成的金属间化合物 InSn 为基体，N(C2H5)3为催化剂，可将 CO2与 H2 转化为 HCOOH，反应的化学方程式为：CO2+H2 2 5 3  N(C H )  InSn基体 HCOOH。回答下列问题： (1)In 与 Al 为同族元素，其核外电子占据最高能层的符号为 O，则 In 在元素周期表中的位置 为___。基态 In 原子最高能级电子云轮廓图为____形。 (2)Sb 为第ⅤA族从上到下的第四种元素，其价电子的轨道表示式为______。 (3)化学方程式中涉及的四种非金属元素电负性由小到大的顺序为_____(用元素符号表示)。 写出与 CO2互为等电子体的一种阴离子____(填离子符号)。 (4)催化剂 N(C2H5)3分子中 N 原子的杂化方式为_____，其中碳原子成键电子对的空间构型为 _____。 (5)HCOOH 在水中溶解度远大于 CO2的原因为____________。 (6)InSb 晶体晶胞为立方晶胞(如图 1)，晶胞参数为 631 pm，Sb 位于顶点和面心，In 位于 Sb 原子构成的四面体的体心。InSb 晶体常用作金属锂的镶嵌材料，某种镶嵌锂之后的晶胞如图 2，晶胞参数为 664 pm(“ ”代表锂原子)。 ①图 1 所示晶胞中，距离最近的两个 In 原子间的距离为______pm。(已知 2≈1.4) ②图 2 所示晶胞的密度为______g·cm−3。(列出计算式即可) - 14 - 【答案】 (1). 第五周期第ⅢA 族 (2). 哑铃型 (3). (4). H＜C＜N＜O (5). SCN- (6). sp3 (7). 正四面体 (8). HCOOH 分子与水分 之间形成了氢键 (9). 441.7 (10). -1 3 -10 3 A 4 115g/mol+4 122g/mol+4 7g/mol N mol a 10 cm    ( ) g·cm−3 【解析】 【分析】 In 核外电子占据最高能层的符号为 O，In 和铝位于同一主族，判断出电子层数和最外层电子 数；Sb 和氮位于同一主族，为第ⅤA 族从上到下的第四种元素，为第五周期，最外层电子数 为 5，从而写出价电子轨道式；根据 H、C、N、O 在周期表的位置判断电负性的大小；CO2的价 电子数为 16，找到 16 个电子，三个原子行成的阴离子；催化剂 N(C2H5)3的 N 原子价层电子对 数为 4 对，判断杂化方式；碳原子成键电子对数为 4 对，判断出空间构型；利用相似相容解 释；距离最近的两个 In 原子间的距离为面对角线的一半；晶胞的密度为ρ= 3 A m nM NM= = V V N a ， 据此分析。 【详解】(1)In 与 Al 为同族元素，其核外电子占据最高能层的符号为 O，共有 5 层电子，则 In 在元素周期表中的位置为第五周期第ⅢA 族，基态 In 原子最高能级为 5p，电子云轮廓图为 哑铃形； (2)Sb 为第ⅤA族从上到下的第四种元素，说明位于第五周期，最外层电子数为 5，其价电子 的轨道表示式为 ； (3)化学方程式中涉及的四种非金属元素分别为 H、C、N、O，非金属性 C、N、O 都大于 H，故 电负性大于 H，C、N、O 位于同一周期，从左到右电负性增强，电负性由小到大的顺序为 H＜C ＜N＜O； CO2共有 16 个价电子，原子数为 3，与 CO2互为等电子体的一种阴离子 SCN-； (4)催化剂 N(C2H5)3分子中 N 原子成键电子对数为三对，剩余 1对孤对电子，价层电子对数为 4 对，杂化方式为 sp3杂化，其中碳原子有亚甲基和甲基，成键电子对都是 4 对，空间构型为正 四面体； (5) HCOOH 分子中含有电负性较大的元素 O，容易和水分子中的氢原子之间形成氢键，故 HCOOH - 15 - 在水中溶解度远大于 CO2； (6) ①图 1 所示晶胞中，距离最近的两个 In 原子间的距离为面对角线的一半，面对角线的长 度为 2×631 pm，两个 In 原子间的距离为 2 2 ×631 pm=441.7pm； ②图 2 中，Sb 位于顶点和面心，个数为 1 18 +6 =4 8 2   ；In 位于体心，个数为 4；锂位于棱 上和体心，个数为 112 +1=4 4  ，所示晶胞的密度为 ρ= 3 -1 3 -10 3 A A m nM NM 4×115g/mol+4×122g/mol+4×7g/mol= = = V V N a N mol a ×10 cm（ ） g·cm−3 。 【点睛】需辨析清楚价电子的轨道表示式和价电子排布式，容易混淆。 [化学——选修 5：有机化学基础]（15 分） 12. 甲苯是一种重要的化工原料，用甲苯可以合成多种化工产品，下图是用甲苯合成对甲基 苯酚苯甲醛树脂、食品防腐剂尼泊金酸乙酯的合成路线。 已知： ① 酸性高锰酸钾 ② Fe/HCl 请回答下列问题： (1)A 的结构简式是_______。 (2)反应①～⑥中属于取代反应的有___个。 - 16 - (3)B 分子中含有的官能团是______，分子中不同化学环境的氢原子有____种。 (4)写出上述合成路线中发生缩聚反应的化学方程式：__________。 (5)下列有关 E的说法正确的是______(填字母代号)。 a．分子式为 C7H5O2Br b．在 NaOH 的醇溶液中可以发生消去反应 c．苯环上的一氯代物有两种 d．分子中所有原子可能在同一平面上 (6)尼泊金酸乙酯有多种同分异构体，写出一种符合下列条件的同分异构体的结构简式：____。 ①遇 FeCl3溶液呈紫色；②为苯的对位二元取代物；③不能发生银镜反应，能发生水解反应。 (7)以甲苯为起始原料，也可制得医用麻醉药苄佐卡因( )，设计一种制取苄佐卡因 的合成路线(其他反应物自选)_____________。 【答案】 (1). (2). 5 (3). 羟基 (4). 5 (5). n +n (6). acd (7). 、 、 (8). 【解析】 【分析】 根据流程图可知，甲苯在光照的条件下与氯气发生取代反应生成 A，则 A 的结构简式为 ，A 在加热条件下在氢氧化钠溶液中发生氯代烃的水解反应生成 B，B 在 Cu 作 催化剂加热条件下与氧气发生氧化反应生成苯甲醛，则 B 为苯甲醇，结构简式为 - 17 - ；甲苯在溴化铁作催化剂的条件下与 Br2发生取代反应生成 ， 被 酸性高锰酸钾溶液氧化为 E，E 在碱性条件下氢氧化钠溶液中发生氯代烃的水解反应，再进行 酸化生成 ，则 E 的结构简式为 ； 在浓硫酸加热条件下与乙醇发生酯化 反应生成尼泊金酸乙酯， 在加热条件下在氢氧化钠溶液中发生氯代烃的水解反应生成 ， 与 发生缩聚反应生成甲基苯酚苯甲醛树脂，据此分析解答。 【详解】(1)A 是由甲苯和氯气在光照的条件下发生取代反应制得的，结构简式是 ； (2) 根据流程图转化关系，反应①为甲苯在光照的条件下与氯气发生取代反应生成 A；反应② 为 A 在加热条件下在氢氧化钠溶液中发生氯代烃的水解反应生成 B，卤代烃的水解反应属于取 代反应类型；反应③为 B 在 Cu 作催化剂加热条件下与氧气发生氧化反应生成苯甲醛，反应④ 为甲苯在溴化铁作催化剂的条件下与 Br2发生取代反应生成 ；反应⑤为 在加热条 件下在氢氧化钠溶液中发生氯代烃的水解反应，卤代烃的水解反应属于取代反应类型；反应 ⑥为 在浓硫酸加热条件下与乙醇发生酯化反应生成尼泊金酸乙酯，酯化反应属于取代 反应类型，则属于取代反应的有 5 个； (3) B 为苯甲醇，结构简式为 ，分子中含有的官能团是羟基，分子中不同化 学环境的氢原子有 5 种； (4) 与 发生缩聚反应生成甲基苯酚苯甲醛树脂，发生缩聚反应的化学方程 - 18 - 式：n +n ； (5) E 的结构简式为 ； a．根据 E的结构简式可知，分子式为 C7H5O2Br，故 a 正确； b．消去反应发生后将会形成双键，根据 E 的结构简式，溴原子相邻的碳原子上有一个氢原子， 不能再形成双键，故 b 错误； c．E的苯环上有两种不同环境的氢原子，则一氯代物有两种，故 c 正确； d．根据 E的结构简式，苯环和 C=O 处于平面结构，与苯环直接相连的所有原子共面，与 C=O 双键直接相连的所有原子都处于同一平面，则分子中所有原子可能在同一平面上，故 d 正确； 答案选 acd； (6)尼泊金酸乙酯的结构简式为 ，有多种同分异构体，其中遇 FeCl3溶液呈紫色， 说明该同分异构体具有苯酚的性质，分子结构中含有苯环和酚羟基；为苯的对位二元取代物， 不能发生银镜反应，能发生水解反应，说明苯环上羟基的对位含有一个支链，该支链不含有 醛基，但含有酯基，符合条件的结构简式分别为 、 、 ， 共 3 种； (7)以甲苯为起始原料，也可制得医用麻醉药苄佐卡因( )，首先 在加热条 件下与浓硝酸、浓硫酸发生硝化反应生成 ， 再被 KMnO4(H + )氧化为 ， 在 浓硫酸加热条件下与乙醇发生酯化反应生成 ， 发生已知信息②的反应生 成 ，合成路线为： - 19 - 。 【点睛】卤代烃的水解反应、酯化反应等都属于取代反应。 - 20 -