考場仿真卷01（解析版）-2021年高考化學(xué)模擬考場仿真演練卷（課標(biāo)全國Ⅰ卷）

絕密★啟用前

2021年高考理科綜合化學(xué)模擬考場仿真演練卷

第一模擬

滿分100分考試用時50分鐘

注意事項：

1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號等填寫在答題卡和試卷指定位置上。

2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動，用橡皮

擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。

3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。

可能用到的相對原子質(zhì)量：H-lB-llN-140-16Cl-35.5Hg-201

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選項中，只有一項符合題目要求

7.化學(xué)是一門推動社會進(jìn)步的自然科學(xué)，以下有關(guān)說法不正確的是

A.“沉睡三千年，一覺驚天下“三星堆古蜀文明驚艷推新：青銅神樹的銅綠可用稀硝酸清洗

B.我國首列磁懸浮列車組裝下線：時速高達(dá)600km/h,其貼地飛行借助于磁鐵的磁性

C.2022年健兒們將身披“堡壘”戰(zhàn)衣出征冬奧：面料成分為聚氨酯纖維，屬于有機高分子材料

D.冬奧會獎牌可能再掀"金鑲玉''中國風(fēng)：和田白玉、青玉主要成分為Si。2,寶石主要成分為ALO3

【答案】A

【解析】

A稀硝酸是強氧化劑，幾乎可溶解除了鈾與金之外所有金屬，可溶解銅，故錯誤；

B正由于磁鐵的磁性抵消了車體的重力，才做到貼地飛行，說法正確

C聚氨酯纖維含碳，屬于有機機物，故說法正確

D玉石為硅酸鹽，含大量的SiCh,紅藍(lán)寶石主要成分為AI2O3,說法正確

8.新冠疫情期間，勤洗手已成為大家的衛(wèi)生習(xí)慣。一種免洗手消毒液以烷基二甲基若基氯化錢--優(yōu)良的陽

離子表面活性劑為主要成分，振蕩時產(chǎn)生泡沫，其結(jié)構(gòu)如圖所示，以下說法不正確的是：

該成分與消毒液均屬氧化型消殺劑

A.“84”B.該成分的組成通式滿足CaH2a.4NCl

C.該結(jié)構(gòu)中含極性鍵、非極性鍵與離子鍵D.該成分可發(fā)生加成、取代、氧化反應(yīng)

【答案】A

【解析】

A.“84”消毒液含次氯酸鈉，屬氧化型消殺劑，該成分Cl、N均處于最低價，無氧化性，故A說法錯誤。

B.該成分的組成通式滿足CJKvNCl（把氮看做碳，再從飽和的氫上扣下因苯環(huán)而少連的8個氫）故B說法

正確

C.碳碳鍵-非極性鍵，碳氮-極性鍵，氯離子與含氮陽離子間-離子鍵故C說法正確

D.含苯環(huán)，可發(fā)生與氫氣加成、與鹵素取代、可燃可以發(fā)生氧化反應(yīng)，故D說法正確。

9.用如圖所示裝置進(jìn)行實驗，能達(dá)到相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖牵ㄎ矚馓幚硌b置略）

選項①中試劑②中試劑③中試劑實驗?zāi)康难b置

驗證N02能與水反應(yīng)生

A濃HNO3銅片水

成NO

/1

B乙醇Na水判定乙醇中活潑氫數(shù)目￡1

苯與液澳的混合證明苯與液澳能發(fā)生取■k

C鐵粉AgN03溶液

液代反應(yīng)I

y

CH3coONa溶比較鹽酸與醋酸的酸性

D濃H2s。4濃鹽酸

液強弱

【答案】A

【解析】

A.濃HN03與銅反應(yīng)會生成N02,若NO?與水反應(yīng)會生成NO,NO為無色氣體，逸出后在水的表面氣體

開始為無色，但逐漸會與空氣中氧氣反應(yīng)生成紅棕色氣體NO2,可實現(xiàn)驗證，故A正確；

B.乙醇與鈉單質(zhì)反應(yīng)生成氫氣，氯氣密度比空氣和水小，且不溶于水，可根據(jù)收集的氫氣確定乙醇中的活

潑氫數(shù)目，但未給出試劑的用量，且該裝置無法收集氫氣，故B錯誤；

C.液液具有良好揮發(fā)性，鐵與Bn反應(yīng)為放熱反應(yīng)，能夠加速液澳揮發(fā)，浪單質(zhì)與水反應(yīng)能生成HBr,HBr

與AgNCh溶液反應(yīng)生成淡黃色沉淀AgBr,無法驗證該HBr是苯與液澳反應(yīng)產(chǎn)生，故C錯誤；

D.濃硫酸和濃鹽酸混合是快速制HC1,但HC1與CH3coONa反應(yīng)無現(xiàn)象，因此無法判斷，故D錯誤；

綜上所述，能達(dá)到目的的是A項，故答案為A。

10.堿性條件下，Na2s2。8(其中硫元素為+6價)活化Fe、SO4和.OH(SC>4和QH為具有強氧化性的自由基)

去除水體中As(V)的機理模型如圖所示:

下列有關(guān)說法中錯誤的是

A.ImolNa2s2。8中含有NA個過氧鍵(-O-O-)B.pH過低時可能會影響除碎效果

C.SO4和S2O：均能腐蝕鐵，持續(xù)釋放Fe2+D.強堿性條件下，溶液中的自由基主要為SC)4

【答案】D

【解析】

A.過硫酸鈉中Na顯+1價，S顯+6價，令Na2s2。8中含有一2價的個數(shù)為x,則含有一1價氧原子的個數(shù)

為(8—x),根據(jù)化合價代數(shù)和為0,則有2+2x6=2x+(8—x),解得x=6,也就是ImolNa2s2O8中含有Imol

過氧鍵(“一0一0—")，故A說法正確；

B.根據(jù)原理，pH過低，不利于形成Fe(0H)3、Fe(OH)2沉淀，也就不利于Fe(0H)3、Fe(OH)2,As(V)共沉

淀，即影響除碎效果，故B說法正確；

c.SC)4具有強氧化性，S2。：含有過氧鍵，根據(jù)反應(yīng)原理，這兩種微粒，能腐蝕鐵，持續(xù)釋放Fe2+,故C

說法正確；

D.根據(jù)原理，強堿性條件下，大量的OFT轉(zhuǎn)化成.OH,即QH為溶液中的主要自由基，故D說法錯誤；

答案為Do

11.元素亞、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，W、X位于短周期，Y、Z位于第四周期，X的焰色反應(yīng)為黃

色。由于83丫會發(fā)生放射性衰變轉(zhuǎn)化為83z,從w、X,Y組成的某化合物中發(fā)現(xiàn)存在Z元素，其變化可用

如圖表示，設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)值。下列說法錯誤的是

A.8.3g83Y比8.3g83z的中子數(shù)多O.INAB.X2YW4和XZW4中均含有離子鍵和共價鍵

C.原子半徑比較：Z>Y>X>WD.最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：Z>Y

【答案】C

【解析】W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，X的焰色反應(yīng)為黃色，為Na元素；83YW：中化合價分別為

+6、-2,Y為Se元素(第四周期)，W為O元素；W；中Z的化合價為+7,Z為Br元素；83$e放射性衰

變時，減少1個中子，釋放1個電子同時核內(nèi)增加1個質(zhì)子，得到83Br。綜合以上分析，W為O,X為Na,

Y為Se,Z為Br,據(jù)此分析結(jié)合原子結(jié)構(gòu)、元素周期律解答。

【詳解】

A.83Se,83Br的中子數(shù)分別為(83-34)=39、(83-35)=38,8.3g“Se比8為8物的中子數(shù)多0.1M,故A正確;

B.NazSeCU和NaBrCU中均含有離子鍵和共價鍵，故B正確；

C.同周期元素隨原子序數(shù)遞增原子半徑減?。篩(Se)>Z(Br),故B錯誤：

D.非金屬性越強，最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強：Br>Se,故D正確；

答案選C。

12.一種新型Na—CaFeCh可充電電池，其工作原理如圖所示?下列說法正確的是

MN

’-■Na+'/CaFeO,

產(chǎn)Naca

l-e電(

Na電

極

極rNa2O^^CaFeO25

有機

電解質(zhì)有機電解質(zhì)

鈉離子交換膜

A.放電時，電流由M極經(jīng)外電路流向N極B.充電時，M應(yīng)與電源的正極相連接

C.放電時，每生成ImolNazO,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2moiD.金屬電極的比能量：Na>Li

【答案】C

【解析】

A.放電時M極為負(fù)極,電流由N極經(jīng)外電路流向M極,A項錯誤;

B.充電時M應(yīng)與電源的負(fù)極相連接(正接正，負(fù)接負(fù))，B項錯誤；

+

C.根據(jù)CaFeO?電極反應(yīng)式CaFeO3+Na+e-==CaFeCh.5.+0.5Na2O,可知C項正確；

D.金屬中，鋰的摩爾質(zhì)量比鈉最小，故鋰單位質(zhì)量輸出的電能多，故比能量：Li>Na.D項錯誤。

13..電位滴定法是根據(jù)滴定過程中指示電極電位的變化來確定滴定終點的一種滴定分析方法。在化學(xué)計量

點附近，被測離子濃度發(fā)生突躍，指示電極電位(ERC)也產(chǎn)生了突躍，進(jìn)而確定滴定終點的位置?，F(xiàn)利用鹽

酸滴定某溶液中碳酸鈉含量，其電位滴定曲線如圖所示。下列說法錯誤的是

(注:一表示電極電位曲線圖；表示電極電壓曲線圖)

A.該滴定過程中不需任何指示劑B.a點溶液中存在：c(Na+)>c(H8D+c、(CO：)+c(H2co3)

C.b點溶液呈酸性D.a到b之間存在：c(Na+)<c(CD

【答案】D

【解析】

A項，電位滴定在化學(xué)計量點附近，被測離子濃度發(fā)生突躍，指示電極電位也產(chǎn)生了突躍，進(jìn)而確定滴定

終點的位置，故滴定時不需指示劑，故A項正確

B項，點為第一個計量點，反應(yīng)為Na2cO3+HCl=NaCI+NaHCC)3，此時溶液為NaCl,NaHCCh混合液，由

溶液中物料守恒可知c(Na+)>c(HCC)3-)+c(CO32-)+c(H2co3)故B項正確；

C項，b點為第二個計量點反應(yīng)為NaHCCh+HCI=NaCl+H2O+CO2T，溶液中含有氯化鈉，且為碳酸的飽和溶

液，故溶液顯酸性，故C項正確；

D項，從a點到b點，溶液由氯化鈉、碳酸氫鈉混合液變?yōu)槁然c、碳酸溶液，故c(Na+)>c(C「)，故D項

錯誤。綜上所述，本題正確答案為D。

故答案為：B。

二、非選擇題：共58分。解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟。第26~28題為必考題，每個試題考

生都必須作答。第35、36題為選考題，考生根據(jù)要求作答。

(-)必考題：共48分。

26.(14分)二氧化錯(ZKh)是重要的耐高溫材料，氧化鋁(Y2O3)摻雜的二氧化錯(ZrCh)對CP-有良好的傳導(dǎo)

性。天然錯英石(ZrSiCU)含有FeO、AI2O3、CuO、Sith等雜質(zhì)，工業(yè)以錯英石為原料制備ZrC)2(摻雜Y2O3)

的工藝流程如圖：

過量鹽酸銅沉試劑Y(NC>3)3

錯英石過鱉福卜I過濾1上號水T過濾21嬴1蹙水:[錯償去worn4-*?ro2

堿熔11—『■!調(diào)調(diào)醇洗

L—y—pH=al,jI1"jIpH=bljIY(OH)3Y2O3

H2O2濾渣1濾渣2濾渣3濾液

己知：

①錯英石常溫下與酸、堿不反應(yīng)，高溫時能與燒堿反應(yīng)生成可溶于水的NazZrCh，NazZrCh與酸反應(yīng)生成

ZrO2+o

②部分離子在實驗條件下開始沉淀和完全沉淀時的pH如下表：

離子Fe3+Al3+Cu2+ZrO2+Fe2+

開始沉淀時pH1.93.34.46.27.6

完全沉淀時pH3.25.26.48.09.7

結(jié)合上面信息回答：

(1)ZrSiO4中Zr的化合價為。濾渣1的主要成分為。

(2)堿熔過程生成NazZrCh的方程式：。

(3)“酸浸”過程中所加的H2O2可用代替。該過程中生成ZK>2+的離子方程式為：。

(4)經(jīng)過濾2的濾液中銅離子的濃度范圍：(/Csp[Cu(OH)2]=2.2xlO-20),常用的沉銅試劑為氟化鈉，

10

NaCN可與重金屬陽離子反應(yīng)，生成溶度積較小的沉淀如CU(CN)2,^P[CU(CN)2]=4.OX1O,已知該溶液中

的濃度為5.00xl(y3moi/L,若需要溶液中濃度等于LOOxlOlol/L,則預(yù)處理10L該溶液需要0.100mol/L

NaCN溶液的體積為(忽略溶液混合后體積變化，結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

(5)由于氟化鈉有劇毒，因此需要對“廢液”中的氟化鈉進(jìn)行處理，通常選用漂白粉或漂白液在堿性條件下

將其氧化，其中一種產(chǎn)物為空氣的主要成分，則在堿性條件下漂白液與氟化鈉反應(yīng)的離子方程式為o

(6)醇洗的目的：o

(7)氧化錯氧量分析儀主要用于測量燃燒過程中煙氣的含氧濃度，其工作原理如圖所示。在固體電解質(zhì)

ZrCh(加入一定量的Y2O3)的兩面各燒結(jié)一個銷電極，當(dāng)ZrCh兩側(cè)的氧分壓不同時，氧分壓高的一側(cè)的氧以

離子形式向氧分壓低的一側(cè)遷移。使用空氣做參比，測出兩側(cè)的氧濃差電勢，便可知道煙氣中氧氣含量。

下列說法正確的是

0

PtPt

ZrO2

Y2O3

測量側(cè)

參比側(cè)02—

A.圖中參比側(cè)電極電勢低于測量側(cè)電極電勢

B.測量側(cè)電極反應(yīng)式為O2+4e=2O2-

C.分析儀工作時Z/+、丫3+移向參比側(cè)

D.測量側(cè)處于富氧環(huán)境中，分析儀中的電流會發(fā)生逆轉(zhuǎn)

【答案】(1)+4H2SiO3(2)ZrSiO4+4NaOH^=Na2SiO3+Na2ZrO3+2H2O(3)Cb(或氯水)

ZrO；+4H+=ZrQ2++2H2O(4)(2.2X10-4-4,2.2x1O-2-4J或2.2xlO44<c(Cu2+)W2.2xl()24或22x1()44?

4-

2.2x10-23.75L(5)2CN+5ClO+2OH=2CO^+5Cr+N2?+H20(6)除水(7)D

【分析】

天然錯英石(ZrSiOQ含有FeO、A12O3,CuO、SiC>2等雜質(zhì)，用過量NaOH堿熔時，錦英石能與燒堿高溫反

應(yīng)生成可溶于水的NazZrCh,同時生成NaAlO?、Na2SiO3,然后用過量鹽酸酸浸，NazZrO?與酸反應(yīng)生成

ZrO2+,硅酸鈉與酸反應(yīng)生成硅酸，加入H2O2可氧化Fe2+生成Fe3+,過濾分離，濾渣1為硅酸，加入氨水

調(diào)節(jié)pH=5.2,使Fe3+、AU+轉(zhuǎn)化為沉淀而除去，即濾渣2為Fe(OH)3、AI(OH)3,加入除銅試劑除去溶液中

2+

的Cu,濾液中加入氨水調(diào)節(jié)pH>8,0，使ZrO?+轉(zhuǎn)化為Zr(OH)4沉淀，過濾分離，Zr(OH)4分解生成ZrO2。

【詳解】

(1)ZrSiO4中Zr的化合價為+4價；濾渣1的主要成分為H2SiO3;

(2)堿熔過程，ZrSiO4和燒堿高溫下反應(yīng)生成NaaZrCh,化學(xué)方程式為

高溫

ZrSiO4+4NaOHNa2SiO3+Na2ZrO3+2H2O；

(3)加入H2O2可氧化Fe2+生成Fet可用具有氧化性的物質(zhì)替代H2O2,如Cb或氯水；NazZiQ和酸應(yīng)生

成ZrO2+,由此寫出離子方程式ZrO；+4H+=ZrO2++2H2O；

(4)根據(jù)部分離子在實驗條件下開始沉淀和完全沉淀時的pH表可知，經(jīng)過濾2的濾液的pH應(yīng)控制在

2+2

5.2~6.2,由此得出C（OH）Ksp[Cu（OH）2]=c（Cu）c（OHj,由此計算出銅離子的濃度范圍為

2.2x1044?22x10-2.4；已知c（Cu2+）=5.0xl00moi/L,若處理10L的+溶液需要O.lOOmol/L的NaCN

溶液1L,反應(yīng)后溶液中4012+）=1.0、10">11101/1,,c（CN）=[*（:;hL.0x]02moi/L,設(shè)

0.lOOmol/L的NaCN溶液的體積為（l+x）L,有0.100x=2.0x10=i+x）,x=2.75，共需溶液3.75L；

（5）漂白液與氟化鈉反應(yīng)，其中一種產(chǎn)物為空氣的主要成分，該產(chǎn)物為Nz,由此寫出離子方程式

2CN+5C1O+2OH-=2CO；+5C1+N2T+H2O；

（6）醇洗是為了除去水；

（7）A.圖中參比側(cè)空氣中氧氣的濃度高于測量側(cè)煙氣中氧氣的濃度，造成參比側(cè)電極電勢高于測量側(cè)電

極電勢，A項錯誤；

B.測量側(cè)為電池負(fù)極，測量側(cè)電極反應(yīng)式為20匕40=。2個，B項錯誤；

C.分析儀工作時，僅。2-發(fā)生定向移動，Zr4\丫3+并不發(fā)生定向移動，C項錯誤；

D.在富氧環(huán)境中，測量側(cè)氧分壓高于參比側(cè)氧分壓，分析儀中的電流發(fā)生逆轉(zhuǎn)，D項正確；

答案選D。

27.（14分）亞硝酸鈉（NaNO?）外觀酢似食鹽且有咸味，是一種常用的發(fā)色劑和防腐劑。某學(xué)習(xí)小組制備亞

硝酸鈉并探究其性質(zhì)。

實驗一：制備NaNO2

該小組查閱資料：2NO+Na2C>2=2NaNO2,2NO,+Na2O2=2NaNO,,制備裝置如圖所示（夾持裝置略去）:

3）寫出A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

（2）甲同學(xué)檢查完裝置氣密性良好后進(jìn)行實驗，發(fā)現(xiàn)制得的NaNC>2中混有較多的NaNC）3雜質(zhì)。為了提高

了NaNO2的純度，可采取的改進(jìn)措施是

（3）裝置D可將剩余的NO氧化成NO；,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

實驗二：以亞硝酸鈉溶液為研究對象，探究NO?的性質(zhì)。

試劑

實驗

實驗現(xiàn)象

編號

滴管試管

溶液變?yōu)闇\紅色，微熱后紅色

①1%酚醐溶液Imol-L1NaNC)2溶液

加深

O.lmol-L1KM11O4溶開始無明顯變化，向溶液中滴

②ImolL1NaNC>2溶液

1

液加稀硫酸后紫色褪去

Q

ImobE1FeSC)4溶液

③O.lmol-E'KSCN溶液無明顯變化

2mL(pH=0.5)

ImolL?Fes。4溶液溶液變黃后迅速變?yōu)樽厣?，?/p>

④ImolL1NaNC>2溶液

(pH=0.5)滴加KSCN溶液變紅

資料：[Fe(NO)產(chǎn)在溶液中呈棕色。

(4)結(jié)合化學(xué)用語解釋實驗①“微熱后紅色加深”的原因___________。

(5)解釋實驗④中“溶液變黃后迅速變?yōu)樽厣钡脑騙_________(用離子方程式表示)。

(6)取一支試管，加入少量實驗④中的棕色溶液，加熱，有無色氣體逸出，在近試管口處變?yōu)榧t棕色，溶

液中有紅褐色沉淀生成。解釋上述現(xiàn)象產(chǎn)生的原因o

【答案】(1)3Cu+8H++2NC)3=3Cu2++2NOT+4H2。(2)在A裝置左邊，從左到右持續(xù)通入氮氣

+2+

(3)5NO+3MnO；+4H=3Mn+5NO；+2H2O(4)亞硝酸鈉屬于強堿弱酸鹽，在溶液中亞硝酸根

水解呈堿性，加入酚酸溶液溶液變紅，加熱使水解平衡向右移動，堿性增強，溶液顏色加深(5)

Fe2++NO=[Fe(NO)]2+(6)加熱使[Fe(NO)產(chǎn)分解生成NO,NO在試管口遇空氣被氧化為紅棕色二

氧化氮，溶液中鐵離子水解平衡右移生成氫氧化鐵紅褐色沉淀

【分析】

A裝置為制備NO氣體，其反應(yīng)為3Cu+8HNC)3=3Cu(NO3)2+2NOT+4H2。，B裝置為干燥裝置，除去

NO中的水蒸氣；C為反應(yīng)裝置；D為尾氣處理裝置。

【詳解】

(1)A中的反應(yīng)為3Cu+8HNO3=3Cu(NC>3)2+2NOT+4H2。，其中單質(zhì)和氧化物不能拆，寫成離子方

程式為3Cu+8H++2NO：=3Cu"+2NOT+4H2O,故填3Cu+8H++2NC)3=3Cu2++2NOT+4H2O；

(2)裝置內(nèi)若含有較多的空氣，會將NO氧化成NO2,故可在反應(yīng)前將裝置內(nèi)的空氣排盡，改進(jìn)措施為:

在A裝置左邊，從左到右持續(xù)通入氮氣，故填在A裝置左邊，從左到右持續(xù)通入氮氣；

(3)NO與酸性高鐳酸鉀的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，其反應(yīng)為5NO+3MnO；+4H+=3Mn2++5NO3+2H2。，

+2+

故填5NO+3MnO；+4H=3Mn+5NO3+2H2O；

(4)亞硝酸鈉屬于強堿弱酸鹽，在溶液中亞硝酸根水解呈堿性，加入酚酸溶液溶液變紅，加熱使水解平衡

向右移動，堿性增強，溶液顏色加深，故填亞硝酸鈉屬于強堿弱酸鹽，在溶液中亞硝酸根水解呈堿性，加

入酚獻(xiàn)溶液溶液變紅，加熱使水解平衡向右移動，堿性增強，溶液顏色加深；

(5)亞硝酸亞在酸性條件下具有氧化性，向酸性硫酸亞鐵溶液中加入亞硝酸鈉，亞鐵離子被氧化成鐵離子,

溶液變黃，生成的NO與亞鐵離子結(jié)合成[Fe(NO)f+,使溶液呈棕色，其反應(yīng)為Fe2++NO=[Fe(NO)f+,

故填Fe2++NO=[Fe(NO)]2+；

(6)加熱使[Fe(NO)]2+分解生成NO,NO在試管口遇空氣被氧化為紅棕色二氧化氮，溶液中鐵離子水解

平衡右移生成氫氧化鐵紅褐色沉淀，故填加熱使[Fe(NO)r+分解生成NO,NO在試管口遇空氣被氧化為紅

棕色二氧化氮，溶液中鐵離子水解平衡右移生成氫氧化鐵紅褐色沉淀。

28.(15分)碳及其化合物在有機合成、溶液分析、電化學(xué)等方面，都有著重要應(yīng)用。結(jié)合下列提供素材回答

相關(guān)問題：

I.天然氣催化制備二甲醛(DME,熔點：一⑷5C，沸點：—24.9°C)的反應(yīng)如下：

①2cH4(g)+()2(g)=CH30cH3(g)+HQ(g)AH,

由合成氣——水煤氣也可以分兩步制備二甲醛

②CO(g)+2H2(g)BCH30H(g)AH2=-90.7kJ/mol

③2cH30H(g)UCH30cH3(g)+H2O(g)AH3=-24kJ/mol

(1)已知:

物質(zhì)CH4(g)CH30cH3(g)

燃燒熱(kJ/mol)890.31453

并且Imol液態(tài)水變成氣態(tài)水吸收44kJ的熱量。則AH產(chǎn)kJ/mol。

（2）若在恒溫恒容的密閉容器中，按n（CHj:n（O2）=2:l的起始量進(jìn)行反應(yīng)①，下列能說明反應(yīng)①達(dá)到

化學(xué)平衡狀態(tài)的是（填字母序號）。

a.反應(yīng)容器中二甲醛的百分含量不變b.混合氣體的密度不變

c.”（2凡0€也）：11（也0）不變d.分壓平衡常數(shù)（Kp）不變

e.v正（CH,J=l/2v逆（。2）f.混合氣體的壓強不變

（3）采用一種新型的催化劑（主要成分是Cu-Mn的合金），利用CO和H2制備二甲醛。觀察圖1回答問

題。催化劑中n（Mn）/n（Cu）約為時最有利于二甲醛的合成。

（4）圖2為綠色電源“二甲醛燃料電池”的工作原理示意圖,a電極的電極反應(yīng)式為.

轉(zhuǎn)80

化60

率40

選20

擇

性

心

102.03.04.0n(Mn)/n(Cu)

圖1

n.以合成氣為原料可以合成甲醇。

（5）在體積可變的密閉容器中投入ImolCO和2molH?,在不同條件下發(fā)生反應(yīng)：

CO（g）+2H2（g）^CH,OH（g）。實驗測得CH30H的物質(zhì)的量隨溫度、壓強的變化如圖3所示。

①該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是（填“低溫"、"高溫"或"任意溫度

②506K時，壓強為必反應(yīng)平衡時H,的轉(zhuǎn)化率為；壓強：p,P2（填或"='>

③反應(yīng)速率：N點v正(CO)M點v逆(CO)(填或"=")。

④若壓強為小、在1L恒容密閉容器中進(jìn)行上述反應(yīng)(起始投料不變)，在不同溫度下上述反應(yīng)的平衡常數(shù)的

對數(shù)QgK)如圖4所示。則溫度為506K時，平衡常數(shù)K=(保留三位小數(shù))，B、C、D、E四點

中能正確表示該反應(yīng)的IgK與T的關(guān)系的點為..

【答案】(1)一283.6(2)af(3)2。(2—3之間即可)(4)

-+

CH3OCH,+3H2O-12e=2CO2T+12H(5)低溫25%><0.148BE

【分析】

(1)根據(jù)蓋斯定律分析得熱化學(xué)方程式；

(2)根據(jù)平衡狀態(tài)時正逆反應(yīng)速率相等或物質(zhì)的量或濃度或百分含量不變進(jìn)行分析；

(3)根據(jù)一氧化碳的轉(zhuǎn)化率最高，最有利于二甲醛的合成進(jìn)行分析。

(4)在酸性條件下，二甲醛在負(fù)極失去電子生成二氧化碳分析電極反應(yīng)的書寫。

(5)①根據(jù)復(fù)合判據(jù)△G=AH-TAS分析，AGvO為自發(fā)分析。

②根據(jù)三段式進(jìn)行計算。根據(jù)壓強對平衡的影響進(jìn)行分析。

③根據(jù)壓強對速率的影響分析。

④根據(jù)溫度對平衡的影響和對平衡常數(shù)的影響分析。

【詳解】

(1)根據(jù)信息可知熱化學(xué)方程式：

aCH4(g)+2O2(g)CO2(g)+H2O(1)AH=-890.3kJ/mol；

bCH3OCH3(g)(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(1)AH=-1453kJ/mol；

c氏。6=凡0您)/m=+44口/11101,根據(jù)蓋斯定律分析，有2a-b+c得熱化學(xué)方程式

2cH4(g)+O2(g)=CH30cH3(g)+H2O(g)AH^-890.3x2+1453+44=-283.6kJ/mol(2)a.反

應(yīng)容器中二甲醛的百分含量不變，能說明反應(yīng)到平衡；b.反應(yīng)前后容器題不變，權(quán)威氣體，所以混合氣體

的密度始終不變，故密度不變不能說明是平衡；c.n(CH30cH3):n(H2。)是按方程式比例生成的，其比

值始終不變，故不能說明是平衡；d.平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，故分壓平衡常數(shù)(Kp)不變不能說明

反應(yīng)到平衡；e.v正(CHj=l/2v逆(。2)不能表示正逆反應(yīng)速率相等，故不能說明反應(yīng)到平衡；f.混合

氣體的壓強不變可以說明反應(yīng)到平衡。故選af。

(3)利用CO和H2制備二甲醛。從圖分析，催化劑中n(Mn)/n(Cu)約為2-3時一氧化碳的轉(zhuǎn)化率最高，

最有利于二甲醛的合成。

(4)在酸性條件下，二甲醛在負(fù)極失去電子生成二氧化碳，a電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為

+

CH3OCH3+3H2O-12e=2CO2?+12H；

(5)①隨著溫度升高，甲醉的物質(zhì)的量減少，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，該反應(yīng)是幅減的，所以根據(jù)復(fù)合判

據(jù)△G=AH-TAS分析，AG<0為自發(fā)，則該反應(yīng)為自發(fā)進(jìn)行的條件是低溫。

②506K時，壓強為p1反應(yīng)平衡時甲醛的物質(zhì)的量為0.25niol則有

CO(g)+2H2(g)uCH30H(g)

起始物質(zhì)的量120

改變物質(zhì)的量0.250.50.25

平衡物質(zhì)的量0.751.50.25

H2的轉(zhuǎn)化率為-X100%=25%；結(jié)合方程式分析，增大壓強，平衡正向移動，甲醛的物質(zhì)的量增加，故

2

Pl壓強大,即p|>p2。

③反應(yīng)速率：線上都為平衡點，正逆速率相等，但M點壓強大，速率快，故N點v正(C0)<M點v逆(CO).

④若壓強為Pi、在1L恒容密閉容器中進(jìn)行上述反應(yīng)(起始投料不變)，則溫度為506K時，平衡常數(shù)

K=八:.:-=0148,因為反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，其IgK也減小，故B、

0.75x1.5

C、D、E四點中能正確表示該反應(yīng)的IgK與T的關(guān)系的點為BE。

(二)選考題：共15分。請考生在第35、36題中任選一題作答。如果多做，則按所做的第一題計分。

35.［選修3-物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)］(15分)2020年諾貝爾化學(xué)獎?wù)绞谟璺▏茖W(xué)家EmmanuelleCharpentier

和美國科學(xué)家JenniferA.Doudna,以表彰其“開發(fā)出一種基因組編輯方法”，利用CRsP/Ca基因剪刀，極

其精確地改變動物、植物和微生物的DNA。該“基因剪刀”中的Cas9蛋白質(zhì)可以水解產(chǎn)生20種氨基酸，其

中含量最多的一種氨基酸是賴氨酸，其結(jié)構(gòu)如圖所示。

H2N

（1）基態(tài)C原子價層電子的軌道表達(dá)式為o基態(tài)C原子核外電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為

_______形。

（2）賴氨酸中N原子的雜化軌道類型為o

（3）C、N、O三種元素的第一電離能由小到大的順序為,原因是。

（4）氨硼烷（岫38旦）是一種潛在的儲氫材料，它可由六元環(huán)狀化合物（HB=NH）3通過反應(yīng)

3CH,+2（HB=NH）,+6H,O=3CO,+6NH,BH,u.llza

①Im?！縉H3BH3分子中有molo鍵。

②與互為等電子體的一種分子為（填分子式）。

③氨硼烷在高溫下釋放氫后生成的立方氮化硼晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。它的硬度

比金剛石低，原因是。設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值，若晶胞參數(shù)為anm,則晶體密度為

g-m"（列出計算式）。

2s2p

［答案］（1）向I，I；II

Sp，

啞鈴（或紡錘）（2）(3)C<O<Nc、N、O同周

期，核電荷數(shù)依次增加，N為2P3半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，第一電離能最大，與C相比，O核電荷數(shù)大，原子半徑

小,較難失去電子，第一電離能較大（4）706H6B-N鍵的鍵長大于C—C鍵，鍵能小于C-C

粵xd

鍵以。

2s2P

【解析】（1）基態(tài)C原子的電子排布式為Is22s22P2,則其價層電子的軌道表達(dá)式為回ITI；IL基態(tài)C

原子核外電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為啞鈴（或紡錘）形。

（2）N原子最外層有5個電子，在賴氨酸中N原子形成3對共用電子對，1對孤電子對，則價層電子對數(shù)

,、h3

為4,則其雜化軌道類型為SP。

（3）C,N、O同周期，核電荷數(shù)依次增加，N為2P3半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，第一電離能最大，與C相比，O核

電荷數(shù)大，原子半徑小，較難失去電子，第一電離能較大，C、N、O三種元素的第一電離能山小到大的順

序為CVOVN。

（4）①ImolNH3BH3分子中有7moic鍵。

②原子總數(shù)相等、價電子總數(shù)相等的分子或離子互為等電子體，則與［（沖=岫3］笈為等電子體的一種分

工期C6H6

子為66o

③、,/：方氮化硼晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，山丁-B-N鍵的鍵長大于C-C鍵，鍵能小于C-C鍵，則它的

硬度比金剛石低。由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，一個晶胞中含有4個B原子和4個N原子，則晶體密度為

(11+14)x4_31002,3

-以--(-〃--'-1-0--7-)30g-cm、=----?xl0g-cm-

36.［選修5.有機化學(xué)基礎(chǔ)］（15分）G是制備抑制白色念球菌藥物的中間體，可經(jīng)下圖所示合成路線進(jìn)行

制備：

已知：I.一SO9C1—~>-SH

回答下列問題:

（1）官能團一SH的名稱為筑基，-SH直接連在苯環(huán)上形成的物質(zhì)屬于硫酚，則C的名稱為o

G分子中含氧官能團的名稱為。

（2）寫出下列反應(yīng)的反應(yīng)類型：C—D,D—E。

（3）F-G的化學(xué)方程式為。

（4）由A到B要注意控制反應(yīng)條件，否則得到的C中含有多個筑基，如含有三個筑基的硫酚M。則M的

結(jié)構(gòu)有種;其中核磁共振氫譜有3組峰,且峰面積比為2：2：1的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為