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1、2020年廣東省高考化學(xué)試卷(新課標(biāo))一、選擇題:本題共7小題,每小題6分,共42分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1. 國(guó)家衛(wèi)健委公布的新型冠狀病毒肺炎診療方案指出,乙醚、75%乙醇、含氯消毒劑、過(guò)氧乙酸(CH3COOOH)、氯仿等均可有效滅活病毒。對(duì)于上述化學(xué)藥品,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.CH3CH2OH能與水互溶B.NaClO通過(guò)氧化滅活病毒C.過(guò)氧乙酸相對(duì)分子質(zhì)量為76D.氯仿的化學(xué)名稱是四氯化碳【答案】D【考點(diǎn)】相對(duì)分子質(zhì)量及其計(jì)算電子式、化學(xué)式或化學(xué)符號(hào)及名稱的綜合【解析】ACH3CH2OH與水分子間能形成氫鍵,并且都是極性分子;BNaClO具有強(qiáng)氧化性;
2、C過(guò)氧乙酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3COOOH;D氯仿的化學(xué)名稱是三氯甲烷。【解答】ACH3CH2OH與水分子間能形成氫鍵,并且都是極性分子,所以CH3CH2OH能與水以任意比互溶,故A正確;BNaClO具有強(qiáng)氧化性,通過(guò)氧化能滅活病毒,故B正確;C過(guò)氧乙酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3COOOH,相對(duì)分子質(zhì)量為122+4+16376,故C正確;D氯仿的化學(xué)名稱是三氯甲烷,不是四氯化碳,故D錯(cuò)誤;2. 紫花前胡醇()可從中藥材當(dāng)歸和白芷中提取得到,能提高人體免疫力。有關(guān)該化合物,下列敘述錯(cuò)誤的是( ) A.分子式為C14H14O4B.不能使酸性重鉻酸鉀溶液變色C.能夠發(fā)生水解反應(yīng)D.能夠發(fā)生消去反應(yīng)生成雙鍵【答案
3、】B【考點(diǎn)】有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)【解析】A、分子中14個(gè)碳原子,不飽和度為8;B、分子中含有碳碳雙鍵和羥基直接相連碳上有氫原子;C、分子中含有酯基,能發(fā)生水解;D、與OH相連的C的鄰位C上有一種H可發(fā)生消去反應(yīng);【解答】A、分子的不飽和度為8,則氫原子個(gè)數(shù)為:142+28214,四個(gè)氧原子,所以分子式為:C14H14O4,故A正確;B、分子中含有碳碳雙鍵和羥基直接相連碳上有氫原子,所以能使酸性重鉻酸鉀溶液變色,故B錯(cuò)誤;C、分子中含有能發(fā)生水解酯基,則紫花前胡醇能水解,故C正確;D、與OH相連的C的鄰位C上有一種H可發(fā)生消去反應(yīng),生成雙鍵,故D正確;3. 下列氣體去除雜質(zhì)的方法中,不能實(shí)現(xiàn)目的的
4、是( )氣體(雜質(zhì))方法ASO2(H2S)通過(guò)酸性高錳酸鉀溶液BCl2(HCl)通過(guò)飽和的食鹽水CN2(O2)通過(guò)灼熱的銅絲網(wǎng)DNO(NO2)通過(guò)氫氧化鈉溶液A.AB.BC.CD.D【答案】A【考點(diǎn)】物質(zhì)的分離、提純和除雜的基本方法選擇與應(yīng)用【解析】除雜的原則是不引入新的雜質(zhì),不減少要提純的物質(zhì),操作簡(jiǎn)單,綠色環(huán)保。ASO2具有還原性,易被酸性高錳酸鉀溶液氧化為硫酸;B飽和食鹽水可以減少氯氣的溶解量;CN2(O2)利用化學(xué)性質(zhì)的差異,銅與氧氣反應(yīng),;D.2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O,NO為不成鹽氧化物,【解答】ASO2被酸性高錳酸鉀溶液氧化為硫酸,故A錯(cuò)誤;BCl2(HC
5、l)利用溶解性的差異,除去HCl,故B正確;CN2(O2)利用化學(xué)性質(zhì)的差異,銅與氧氣反應(yīng),不與氮?dú)夥磻?yīng),達(dá)到除雜目的,故C正確;DNO2可以與NaOH發(fā)生反應(yīng):2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O,NO與NaOH溶液不能發(fā)生反應(yīng);盡管NO可以與NO2一同跟NaOH發(fā)生反應(yīng):NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O,但由于雜質(zhì)的含量一般較少,所以也不會(huì)對(duì)NO的量產(chǎn)生較大的影響,故D正確;4. 銠的配合物離子Rh(CO)2I2可催化甲醇羰基化,反應(yīng)過(guò)程如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是( ) A.CH3COI是反應(yīng)中間體B.甲醇羰基化反應(yīng)為CH3OH+CO=CH3CO2HC.反應(yīng)過(guò)程
6、中Rh的成鍵數(shù)目保持不變D.存在反應(yīng)CH3OH+HI=CH3I+H2O【答案】C【考點(diǎn)】氧化還原反應(yīng)配合物的成鍵情況【解析】A、由圖可知,銠的配合物離子(Rh(CO)3I3CH3生成CH3COI,CH3COI繼續(xù)與H2O反應(yīng)生成HI和CH3CO2H;B、由圖可知發(fā)生的反應(yīng)依次為:CH3OH+HI=CH3I+H2O,+CH3I,+CO,CH3COI+,CH3COI+H2OHI+CH3CO2H,6個(gè)反應(yīng)依次發(fā)生;C、由圖可以看出Rh的成鍵數(shù)目由46564變化;D、由B分析及圖中箭頭方向判斷出此步反應(yīng)?!窘獯稹緼、由圖可知,銠的配合物離子(Rh(CO)3I3CH3生成CH3COI,CH3COI繼續(xù)與
7、H2O反應(yīng)生成HI和CH3CO2H,所以CH3COI是反應(yīng)中間體,故A正確;B、由圖可知發(fā)生的反應(yīng)依次為:CH3OH+HI=CH3I+H2O,+CH3I,+CO,CH3COI+,CH3COI+H2OHI+CH3CO2H,6個(gè)反應(yīng)依次發(fā)生,6個(gè)反應(yīng)方程式相加和,消去中間產(chǎn)物得出總反應(yīng):CH3OH+CO=CH3CO2H,故B正確;C、由圖可以看出Rh的成鍵數(shù)目由4變?yōu)?再變?yōu)?再變?yōu)?再變?yōu)?,依次循環(huán),故C錯(cuò)誤;D、由B分析,按照箭頭方向可知:CH3OH和HI反應(yīng)生成CH3I和H2O,反應(yīng)方程式為:即CH3OH+HI=CH3I+H2O,故D正確;5. 1934年約里奧-居里夫婦在核反應(yīng)中用粒子(
8、即氦核24He)轟擊金屬原子ZWX,得到核素Z+230Y,開(kāi)創(chuàng)了人造放射性核素的先河:ZWX+24HeZ+230Y+01n其中元素X、Y的最外層電子數(shù)之和為8下列敘述正確的是( ) A.ZWX的相對(duì)原子質(zhì)量為26B.X、Y均可形成三氯化物C.X的原子半徑小于Y的D.Y僅有一種含氧酸【答案】B【考點(diǎn)】原子結(jié)構(gòu)與元素周期律的關(guān)系【解析】由ZWX+24HeZ+230Y+01n及質(zhì)量守恒可知,W30+1427,X、Y的最外層電子數(shù)之和為8,X的最外層電子數(shù)為822=3,金屬原子ZWX的質(zhì)量數(shù)為27、且位于A族,Z13符合題意,則X為Al;Y的最外層電子數(shù)為835,質(zhì)子數(shù)為13+215,Y為P,以此來(lái)解
9、答?!窘獯稹坑缮鲜龇治隹芍猉為Al、Y為P,AW為27,X原子的相對(duì)原子質(zhì)量為27,故A錯(cuò)誤;BX、Y可形成三氯化物分別為AlCl3、PCl3,故B正確;C同周期從左向右原子半徑減小,則X的原子半徑大于Y的半徑,故C錯(cuò)誤;DY的含氧酸有磷酸、偏磷酸等,故D錯(cuò)誤;6. 科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型ZnCO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如圖,電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時(shí),溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸等,為解決環(huán)境和能源問(wèn)題提供了一種新途徑。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為Zn2e+40H=Zn(OH)42B.放電時(shí),1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2molC.充電時(shí)
10、,電池總反應(yīng)為2Zn(OH)42=2Zn+O2+40H+2H2OD.充電時(shí),正極溶液中OH濃度升高【答案】D【考點(diǎn)】電解池的工作原理及應(yīng)用【解析】電極為金屬鋅放電時(shí),由圖示知負(fù)極反應(yīng)為Zn2e+40H=Zn(OH)42,溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸為還原反應(yīng),充電時(shí)陽(yáng)極生成氧氣,陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成鋅,據(jù)此答題?!窘獯稹緼放電時(shí),金屬鋅做負(fù)極生成Zn(OH)42,負(fù)極反應(yīng)為Zn2e+40H=Zn(OH)42,故A正確;B放電時(shí),CO2中碳的化合價(jià)為+4價(jià),HCOOH中碳的化合價(jià)+2,1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH,降低2價(jià),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2mol,故B正確;C充電時(shí),陽(yáng)極電極反應(yīng):2H2
11、O4e4H+O2,陰極反應(yīng):Zn(OH)42+2e=Zn+40H,電池總反應(yīng)為2Zn(OH)42=2Zn+O2+40H+2H2O,故C正確;D充電時(shí),陽(yáng)極(原電池的正極)電極反應(yīng):2H2O4e4H+O2,溶液中H+濃度增大,溶液中c(H+)c(OH)KW,溫度不變時(shí),KW不變,因此溶液中OH濃度降低,故D錯(cuò)誤;7. 以酚酞為指示劑,用0.1000molL1的NaOH溶液滴定20.00mL未知濃度的二元酸H2A溶液。溶液中,pH、分布系數(shù)隨滴加NaOH溶液體積VNaOH的變化關(guān)系如圖所示。比如A2的分布系數(shù):(A2)=c(A2)c(H2A)+c(HA)+c(A2)下列敘述正確的是( ) A.曲線
12、代表(H2A),曲線代表(HA)B.H2A溶液的濃度為0.2000molL1C.HA的電離常數(shù)Ka1.0102D.滴定終點(diǎn)時(shí),溶液中c(Na+)c(H+),溶液中的電荷守恒,c(H+)+c(Na+)2c(A2)+c(OH)+c(HA),則c(Na+)2c(A2)+c(HA),故D錯(cuò)誤;二、非選擇題:共58分。第810題為必考題,每個(gè)試題考生都必須作答。第1112題為選考題,考生根據(jù)要求作答。(一)必考題:共43分。 釩具有廣泛用途。黏土釩礦中,釩以+3、+4、+5價(jià)的化合物存在,還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽,以及SiO2、Fe3O4采用以下工藝流程可由黏土釩礦制備NH4VO3。該工藝條件下,溶液中金
13、屬離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金屬離子Fe3+Fe2+Al3+Mn2+開(kāi)始沉淀pH1.97.03.08.1完全沉淀pH3.29.04.710.1回答下列問(wèn)題: (1)“酸浸氧化”需要加熱,其原因是_。 (2)“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成VO2+,同時(shí)還有_離子被氧化。寫出VO+轉(zhuǎn)化為VO2+反應(yīng)的離子方程式_。 (3)“中和沉淀”中,釩水解并沉淀為V2O5xH2O,隨濾液可除去金屬離子K+、Mg2+、Na+、_,以及部分的_。 (4)“沉淀轉(zhuǎn)溶”中,V2O5xH2O轉(zhuǎn)化為釩酸鹽溶解。濾渣的主要成分是_。 (5)“調(diào)pH”中有沉淀生成,生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。 (6
14、)“沉釩”中析出NH4VO3晶體時(shí),需要加入過(guò)量NH4Cl,其原因是_。【答案】加快酸浸和氧化反應(yīng)速率Fe2+,VO+2H+MnO2VO2+Mn2+H2OMn2+,Al3+和Fe3+Fe(OH)3HCl+NaAl(OH)4Al(OH)3+NaCl+H2O利用同離子效應(yīng),促進(jìn)NH4VO3盡可能析出完全【考點(diǎn)】制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)【解析】黏土釩礦中,釩以+3、+4、+5價(jià)的化合物存在,還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽,以及SiO2、Fe3O4,加入稀硫酸,使Fe3O4生成Fe3+和Fe2+;加入MnO2氧化還原性的Fe2+成Fe3+;VO+和VO2+成VO2+,SiO2成為濾渣,濾液含有:Fe3+、VO2+、
15、K+、Mg2+、Mn2+、Al3+;濾液加入NaOH溶液至pH3.03.1,中和過(guò)量的硫酸并沉淀Fe3+,使釩水解并沉淀為V2O5xH2O,得濾餅,除去濾液Mn2+、K+、Mg2+、Na+及部分Fe3+、Al3+;濾餅加入過(guò)量NaOH溶液至pH13,沉淀轉(zhuǎn)溶得濾液,濾液含有V2O5xH2O生成VO3和溶于堿的Al(OH)3生成的Al(OH)4;濾渣為Fe(OH)3,濾液加入鹽酸調(diào)pH,Al(OH)4生成Al(OH)3即濾渣;濾液含有VO3,加入NH4Cl沉釩的產(chǎn)物:NH4VO3;和濾液NaCl溶液;(1)升高溫度,反應(yīng)速率加快;(2)加入氧化性物質(zhì)可除去具有還原性的離子;依據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒和元素
16、守恒寫出離子方程式;(3)根據(jù)某些離子沉淀的pH,找出相應(yīng)沉淀的離子;(4)Fe3+溶液呈強(qiáng)堿性時(shí)轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3;(5)加入酸沉淀離子Al(OH)4生成Al(OH)3;(6)NH4Cl溶于水電離出NH4+,根據(jù)沉淀溶解平衡原理,利用等離子效應(yīng)?!窘獯稹繙囟壬叻磻?yīng)速率加快;加快酸浸氧化的反應(yīng)速率,故答案為:加快酸浸和氧化反應(yīng)速率;加入氧化劑MnO2,除了氧化具有還原性的VO+和VO2+,還可以氧化還原性的Fe2+為Fe3+;以便后面步驟一次性的除去Fe元素;酸浸氧化VO+轉(zhuǎn)化為VO2+,根據(jù)電荷守恒和電子轉(zhuǎn)移守恒得出:在酸性條件下,+3價(jià)的礬化合價(jià)升高2生成+5價(jià),MnO2中+4價(jià)的錳化
17、合價(jià)降低2生成+2價(jià),所以反應(yīng)的離子方程式為:VO+2H+MnO2VO2+Mn2+H2O,故答案為:Fe2+;VO+2H+MnO2VO2+Mn2+H2O;“中和沉淀”中,濾液加入NaOH溶液至pH3.03.1,中和過(guò)量的硫酸并沉淀Fe3+和Al3+,使釩水解并沉淀為V2O5xH2O,得濾餅,除去濾液Mn2+、K+、Mg2+、Na+及部分Fe3+、Al3+,故答案為:Mn2+、Fe3+和Al3+;濾液加入NaOH溶液至pH3.03.1,中和過(guò)量的硫酸并沉淀Fe3+,使釩水解并沉淀為V2O5xH2O,得濾餅,故答案為:Fe(OH)3;濾液含有V2O5xH2O生成VO3和溶于堿的Al(OH)3生成的
18、Al(OH)4;濾液加入鹽酸調(diào)pH,Al(OH)4生成Al(OH)3即濾渣;化學(xué)方程式為:HCl+NaAl(OH)4Al(OH)3+NaCl+H2O,故答案為:HCl+NaAl(OH)4Al(OH)3+NaCl+H2O;“沉釩”中析出NH4VO3晶體時(shí),NH4VO3沉淀溶解平衡方程式為:NH4+(aq)+VO3(aq)NH4VO3(s),需要加入過(guò)量NH4Cl,NH4Cl溶于水電離出NH4+,增大c(NH4+),利用同離子效應(yīng),促進(jìn)NH4VO3盡可能析出完全。故答案為:利用同離子效應(yīng),促進(jìn)NH4VO3盡可能析出完全。 為驗(yàn)證不同化合價(jià)鐵的氧化還原能力,利用下列電池裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?;卮鹣铝袉?wèn)題:
19、(1)由FeSO47H2O固體配制0.10molL1FeSO4溶液,需要的儀器有藥匙、玻璃棒、_(從下列圖中選擇,寫出名稱)。 (2)電池裝置中,鹽橋連接兩電極電解質(zhì)溶液。鹽橋中陰、陽(yáng)離子不與溶液中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),并且電遷移率(u)應(yīng)盡可能地相近。根據(jù)下表數(shù)據(jù),鹽橋中應(yīng)選擇_作為電解質(zhì)。陽(yáng)離子u108/(m2s1V1)陰離子u108/(m2s1V1)Li+4.07HCO34.61Na+5.19NO37.40Ca2+6.59Cl7.91K+7.62SO428.27 (3)電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極??芍}橋中的陽(yáng)離子進(jìn)入_電極溶液中。 (4)電池反應(yīng)一段時(shí)間后,測(cè)得鐵電極溶液中c(
20、Fe2+)增加了0.02molL1石墨電極上未見(jiàn)Fe析出??芍?,石墨電極溶液中c(Fe2+)_。 (5)根據(jù)(3)、(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可知石墨電極的電極反應(yīng)式為_(kāi),鐵電極反應(yīng)式為_(kāi)。因此,驗(yàn)證了Fe2+氧化性小于_,還原性小于_。 (6)實(shí)驗(yàn)前需要對(duì)鐵電極表面活化。在FeSO4溶液中加入幾滴Fe2(SO4)3溶液,將鐵電極浸泡一段時(shí)間,鐵電極表面被刻蝕活化。檢驗(yàn)活化反應(yīng)完成的方法是_?!敬鸢浮客斜P天平、燒杯、量筒KCl石墨0.09mol/LFe3+eFe2+,Fe2eFe2+,Fe3+,Fe取少量活化液,加入潔凈的試管中,向其中加入兩滴硫氰酸鉀溶液,看是否變紅,若不變紅,說(shuō)明已經(jīng)活化完成【考點(diǎn)】
21、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)【解析】(1)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液用到的儀器有,托盤天平、燒杯、量筒、玻璃棒、容量瓶。(2)鹽橋中的離子不與溶液中的物質(zhì)反應(yīng),排除了碳酸氫根離子和硝酸根離子,電遷移率盡可能的接近,硫酸根離子的電遷移率與其它離子的相差較大,KCl的陰陽(yáng)離子電遷移率相差最小;(3)鐵電極失去電子,鐵電極是負(fù)極,石墨電極是正極,原電池內(nèi)部陽(yáng)離子向正極移動(dòng),所以陽(yáng)離子向石墨電極移動(dòng)。(4)鐵電極反應(yīng):Fe2eFe2+,鐵電極增加0.02mol/L,根據(jù)電荷守恒,石墨電極反應(yīng)Fe3+eFe2+,則石墨電極增加0.04mol/L,原溶液是0.05mol/L,現(xiàn)在變?yōu)?.09mol/L;(5)鐵電極
22、為負(fù)極,電極反應(yīng):Fe2eFe2+,石墨電極為正極,電極反應(yīng)反應(yīng):Fe3+eFe2+,電池的總反應(yīng)式為:2Fe3+Fe3Fe2+,根據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物,所以氧化性:Fe3+Fe2+,同理還原性FeFe2+(6)對(duì)鐵電極活化是除去表面的氧化膜,氧化膜反應(yīng)完成后,鐵單質(zhì)把三價(jià)鐵還原,所以只要檢驗(yàn)溶液中是否還含有三價(jià)鐵離子就可以了?!窘獯稹颗渲埔欢ㄎ镔|(zhì)的量濃度的溶液用到的儀器有:托盤天平、燒杯、量筒、玻璃棒、容量瓶。圖中給出的有托盤天平、燒杯、量筒;故答案為:托盤天平、燒杯、量筒;鹽橋中的離子不與溶液中的物質(zhì)反應(yīng),排除了碳酸氫根離子和硝酸根離子,電遷移率盡可能的接近,故選KCl;故答案為:
23、KCl;鐵電極失去電子,鐵電極是負(fù)極,石墨電極是正極,原電池內(nèi)部陽(yáng)離子向正極移動(dòng),所以陽(yáng)離子向石墨電極移動(dòng);故答案為:石墨;鐵電極反應(yīng):Fe2eFe2+,鐵電極增加0.02mol/L,石墨電極反應(yīng)Fe3+eFe2+,根據(jù)電荷守恒,則石墨電極增加0.04mol/L,變?yōu)?.09mol/L;故答案為:0.09mol/L;鐵電極為負(fù)極,電極反應(yīng):Fe2eFe2+,石墨電極為正極,電極反應(yīng)反應(yīng):Fe3+eFe2+,電池的總反應(yīng)式為:2Fe3+Fe3Fe2+;所以氧化性:Fe3+Fe2+,還原性FeFe2+故答案為:Fe3+eFe2+;Fe2eFe2+;Fe3+;Fe;對(duì)鐵電極活化是除去表面的氧化膜,氧
24、化膜反應(yīng)完成后,鐵單質(zhì)把三價(jià)鐵還原,所以只要檢驗(yàn)溶液中是否還含有三價(jià)鐵離子就可以了,取少量活化液,加入潔凈的試管中,向其中加入兩滴硫氰酸鉀溶液,看是否變紅,若不變紅,說(shuō)明已經(jīng)活化完成。故答案為:取少量活化液,加入潔凈的試管中,向其中加入兩滴硫氰酸鉀溶液,看是否變紅,若不變紅,說(shuō)明已經(jīng)活化完成。 硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品。接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+12O2(g)SO3(g)H98kJmol1問(wèn)答下列問(wèn)題: (1)釩催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖(a)所示,V2O5(s)與SO2(g)反應(yīng)生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學(xué)方程式為:_。 (2)當(dāng)SO
25、2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%時(shí),在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強(qiáng)下,SO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖(b)所示。反應(yīng)在5.0MPa、550C時(shí)的_,判斷的依據(jù)是_。影響的因素有_。 (3)將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的氣體通入反應(yīng)器,在溫度t、壓強(qiáng)p條件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時(shí),若SO2轉(zhuǎn)化率為,則SO3壓強(qiáng)為_(kāi),平衡常數(shù)Kp_(以分壓表示,分壓總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。 (4)研究表明,SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為:vk(1)0.8(1n)式中:k為反應(yīng)速率常數(shù),隨溫度t升高而增大;為S
26、O2平衡轉(zhuǎn)化率,為某時(shí)刻SO2轉(zhuǎn)化率,n為常數(shù)。在0.90時(shí),將一系列溫度下的k、值代入上述速率方程,得到vt曲線,如圖(c)所示。曲線上v最大值所對(duì)應(yīng)溫度稱為該下反應(yīng)的最適宜溫度tmttm后,v逐漸下降。原因是_?!敬鸢浮?V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)H351kJmol10.975,反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),壓強(qiáng)越大轉(zhuǎn)化率越大,壓強(qiáng)、溫度、投料比2mp100m,(1)1.5(m100mp)0.5反應(yīng)溫度升高,速率常數(shù)k增大使速率加快,但降低造成速率v減小,ttm后,速率常數(shù)k增大小于引起的降低【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算【解析】(1)由圖象得出V2O4(s)+
27、SO3(g)V2O5(s)+SO2(g)H24kJmol1,V2O4(s)+2SO3(g)2VOSO4(s)H399kJmol1,結(jié)合蓋斯定律可知-2得到:2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s);(2)當(dāng)SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%時(shí),在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強(qiáng)下,SO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖(b)所示,這個(gè)SO2(g)+12O2(g)SO3(g)反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),壓強(qiáng)越大轉(zhuǎn)化率越大,所以反應(yīng)在5.0MPa、550C時(shí)的0.975,由圖象看出壓強(qiáng)越大轉(zhuǎn)化率越高,溫度越高轉(zhuǎn)化
28、率越小,轉(zhuǎn)化率與影響平衡的因素:溫度壓強(qiáng)還與投料比有關(guān),氧氣越多SO2平衡轉(zhuǎn)化率越大;(3)利用三段式計(jì)算出平衡時(shí)三氧化硫的量,利用阿伏伽德羅定律的推論壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量的比,分壓總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)可解;(4)vk(1)0.8(1n)溫度升高,速率常數(shù)k增大,反應(yīng)速率增大;SO2(g)+12O2(g)SO3(g)H98kJmol1為放熱反應(yīng),平衡轉(zhuǎn)化率a減小,(1)0.8減小,反應(yīng)速率減小,ttm后速率常數(shù)k增大沒(méi)有減小對(duì)速率影響大,速率減小。【解答】由圖象得出V2O4(s)+SO3(g)V2O5(s)+SO2(g)H24kJmol1,V2O4(s)+2SO3(g)2VOSO4(s)H399k
29、Jmol1,由蓋斯定律可知-2得到:2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)H351kJmol1;故答案為:2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)H351kJmol1;當(dāng)SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%時(shí),在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強(qiáng)下,SO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖(b)所示,這個(gè)SO2(g)+12O2(g)SO3(g)反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),壓強(qiáng)越大轉(zhuǎn)化率越大,所以反應(yīng)在5.0MPa、550C時(shí)的0.975,由圖象看出壓強(qiáng)越大轉(zhuǎn)化率越高,溫度越高轉(zhuǎn)化率越小,
30、轉(zhuǎn)化率與影響平衡的因素:溫度、壓強(qiáng)還與投料比有關(guān),氧氣越多SO2平衡轉(zhuǎn)化率越大;故答案為:0.975;該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),壓強(qiáng)越大轉(zhuǎn)化率越大,P15.0MPa,該線550C時(shí)的轉(zhuǎn)化率為97.5%;壓強(qiáng)、溫度、投料比;根據(jù)體積之比等于物質(zhì)的量的比,2m%+m%+q%100%3m+q100,設(shè)SO2的物質(zhì)的量為2m,O2的物質(zhì)的量為mSO2(g)+12O2(g)SO3(g)開(kāi)始2mm0變化2mm2m平衡2m2mmm2m反應(yīng)后的總量:2m2m+mm+2m+q3m+qm,結(jié)合3m+q100,反應(yīng)后的總量100m,P(SO3)P=n(SO3)n()=2m100m,則p(SO3)=2mp100m
31、,平衡常數(shù)Kp=p(SO3)P(SO2)P0.5(O2)=2m100mp2m(1)100mp(mm)0.5(100m)0.5p0.5=(1)1.5(m100mp)0.5,故答案為:2mp100m;(1)1.5(m100mp)0.5;vk(1)0.8(1n)溫度升高,表達(dá)式中速率常數(shù)k增大,反應(yīng)速率增大;SO2(g)+12O2(g)SO3(g)H98kJmol1,為放熱反應(yīng),平衡轉(zhuǎn)化率減小,(1)0.8減小,反應(yīng)速率減小,ttm后速率常數(shù)k增大沒(méi)有減小對(duì)速率影響大,速率減小。故答案為:反應(yīng)溫度升高,速率常數(shù)k增大使速率加快,但降低造成速率v減小。ttm后,速率常數(shù)k增大小于引起的降低。(二)選考
32、題:共15分。請(qǐng)考生從2道化學(xué)題中任選一題作答。如果多做,則按所做的第一題計(jì)分?;瘜W(xué)-選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(15分) Goodenough等人因在鋰離子電池及鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料研究方面的卓越貢獻(xiàn)而獲得2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?;卮鹣铝袉?wèn)題: (1)基態(tài)Fe2+與Fe3+離子中未成對(duì)的電子數(shù)之比為_(kāi)。 (2)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(I1)如表所示。I1(Li)I1(Na),原因是_。I1(Be)I1(B)I1(Li),原因是_。I1/(kJmol1)Li520Be900B801Na496Mg738Al578 (3)磷酸根離子的空間構(gòu)型為_(kāi),其中P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為_(kāi)、雜化軌道
33、類型為_(kāi)。 (4)LiFePO4的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如(a)所示。其中O圍繞Fe和P分別形成正八面體和正四面體,它們通過(guò)共頂點(diǎn)、共棱形成空間鏈結(jié)構(gòu)。每個(gè)晶胞中含有LiFePO4的單元數(shù)有_個(gè)。電池充電時(shí),LiFePO4脫出部分Li+,形成Li1xFePO4,結(jié)構(gòu)示意圖如(b)所示,則x_,n(Fe2+):n(Fe3+)_?!敬鸢浮?:5Li與Na同族,Na電子層多,原子半徑大,易失電子,Li、Be、B同周期,核電荷數(shù)依次增加,Be的電子排布為:1s22s2,全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),第一電離能最大,與Li相比,B的核電荷數(shù)大,半徑小,較難失去電子,第一電離能較大。正四面體形,4,sp34,316,13:3【考
34、點(diǎn)】晶胞的計(jì)算原子軌道雜化方式及雜化類型判斷【解析】(1)基態(tài)Fe的電子排布式為:1s22s22p63s23p63d64s2;(2)Li與Na同族,Na電子層多,原子半徑大,易失電子;Be、B、Li的價(jià)電子排布分別為:2s2,2s22p1,2s1;(3)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論,價(jià)層電子對(duì)數(shù)雜化軌道數(shù)+12(axb),若為陰離子,a價(jià)電子數(shù)+電荷數(shù);價(jià)層電子對(duì)數(shù)4,空間構(gòu)型為四面體形,去掉孤電子對(duì),即為分子的空間構(gòu)型;雜化軌道數(shù)4,為sp3雜化;(4)根據(jù)晶胞中的正八面體和正四面體來(lái)判斷;LiFePO4失去的Li+為:棱心上一個(gè),面心上一個(gè);化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和等于0?!窘獯稹炕鶓B(tài)Fe的電子
35、排布式為:1s22s22p63s23p63d64s2,基態(tài)Fe失去最外層2個(gè)電子得Fe2+,價(jià)電子排布為:3d6,基態(tài)Fe失去3個(gè)電子得Fe3+,價(jià)電子排布為:3d5,根據(jù)洪特規(guī)則和泡利原理,d能級(jí)有5個(gè)軌道,每個(gè)軌道最多容納2個(gè)電子,F(xiàn)e2+有4個(gè)未成對(duì)電子,F(xiàn)e3+有5個(gè)未成對(duì)電子,所以未成對(duì)電子數(shù)之比為:4:5,故答案為:4:5;Li與Na同族,Na電子層多,原子半徑大,易失電子;Li、Be、B的電子排布分別為:1s22s1,1s22s2,1s22s22p1,Li、Be、B同周期,核電荷數(shù)依次增加,Be的電子排布為:1s22s2,全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),第一電離能最大,與Li相比B的核電荷數(shù)大,半徑小,較難失去電子,第一電離能較大,故答案為:Li與Na同族,Na電子層多,原子半徑大,易失電子;Li、Be、B同周期,核電荷數(shù)依次增加,Be的電子排布為:1s22s2,全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),第一電離能最大,與Li相比,B的核電荷數(shù)大,半徑小,較難失去電子,第一電離能較大;根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論,PO43離子的價(jià)層電子對(duì)數(shù):
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