可能用到的相對原子質(zhì)量：H—1 O—16 Na—23 C—59 Ge—73 Sb—122 Hg—201
一、選擇題：本題共16小題，共44分。第1～10小題，每小題2分；第11～16小題，每小題4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．今年五一假期，人文考古游持續(xù)成為熱點(diǎn)。很多珍貴文物都記載著中華文明的燦爛成就，具有深邃的文化寓意和極高的學(xué)術(shù)價(jià)值。下列國寶級文物主要由合金材料制成的是( )
A [鑄客大銅鼎由青銅材料制成，青銅屬于合金材料，A符合題意；河姆渡出土陶灶是陶瓷制品，陶瓷屬于硅酸鹽材料，B不符合題意；獸首瑪瑙杯的主要成分是二氧化硅，C不符合題意；角形玉杯的主要成分是硅酸鹽材料，D不符合題意。]
2．廣東有眾多國家級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，如廣東剪紙、粵繡、潮汕工夫茶藝和香云紗染整技藝等。下列說法不正確的是( )
A．廣東剪紙的裁剪過程不涉及化學(xué)變化
B．沖泡工夫茶時(shí)茶香四溢，體現(xiàn)了分子是運(yùn)動(dòng)的
C．制作粵繡所用的植物纖維布含有天然高分子化合物
D．染整技藝中去除絲膠所用的純堿水溶液屬于純凈物
D [剪紙的過程中沒有新物質(zhì)生成，不涉及化學(xué)變化，A說法正確；茶香四溢說明有香味的分子在空氣中擴(kuò)散，體現(xiàn)了分子是運(yùn)動(dòng)的，B說法正確；植物纖維是纖維素，其屬于天然高分子化合物，C說法正確；純堿水溶液是碳酸鈉和水的混合物，不是純凈物，D說法錯(cuò)誤。]
3．“天問一號”著陸火星，“嫦娥五號”采回月壤。騰飛中國離不開化學(xué)，長征系列運(yùn)載火箭使用的燃料有液氫和煤油等化學(xué)品。下列有關(guān)說法正確的是( )
A．煤油是可再生能源
B．H2燃燒過程中熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
C．火星隕石中的20Ne質(zhì)量數(shù)為20
D．月壤中的3He與地球上的3H互為同位素
C [煤油來源于石油的分餾，屬于化石燃料，是不可再生能源，A錯(cuò)誤；H2燃燒過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和光能，B錯(cuò)誤；20Ne的質(zhì)量數(shù)為20，C正確；質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的同一元素的不同核素互為同位素，3He、3H的質(zhì)子數(shù)分別為2、1，二者質(zhì)子數(shù)不同，不是同一種元素，不互為同位素，D錯(cuò)誤。]
4．化學(xué)創(chuàng)造美好生活。下列生產(chǎn)活動(dòng)中，沒有運(yùn)用相應(yīng)化學(xué)原理的是( )
A [用聚乙烯塑料制作食品保鮮膜與聚乙烯燃燒生成二氧化碳和水沒有關(guān)系，A符合題意；利用海水制取溴，是將Br－氧化成Br2，利用海水制取鎂單質(zhì)，是將Mg2+還原成Mg，B不符合題意；利用氫氟酸刻蝕石英制作藝術(shù)品是因?yàn)闅浞峥膳c二氧化硅反應(yīng)，C不符合題意；公園的鋼鐵護(hù)欄涂刷多彩防銹漆是設(shè)置防護(hù)涂層，使鋼鐵與潮濕空氣隔絕從而防止鋼鐵腐蝕，D不符合題意。]
5．昆蟲信息素是昆蟲之間傳遞信號的化學(xué)物質(zhì)。人工合成信息素可用于誘捕害蟲、測報(bào)蟲情等。一種信息素的分子結(jié)構(gòu)簡式如圖所示，關(guān)于該化合物說法不正確的是( )
A．屬于烷烴
B．可發(fā)生水解反應(yīng)
C．可發(fā)生加聚反應(yīng)
D．具有一定的揮發(fā)性
A [烷烴是只含有碳、氫兩種元素的飽和有機(jī)物，該有機(jī)物中還有氧元素，不屬于烷烴，A說法錯(cuò)誤；該有機(jī)物分子中含有酯基，可發(fā)生水解反應(yīng)，B說法正確；該有機(jī)物分子中含有碳碳雙鍵，可發(fā)生加聚反應(yīng)，C說法正確；根據(jù)題干信息可知信息素有一定的揮發(fā)性，D說法正確。]
6．勞動(dòng)成就夢想。下列勞動(dòng)項(xiàng)目與所述的化學(xué)知識沒有關(guān)聯(lián)的是( )
C [用“84”消毒液對圖書館桌椅消毒，是因?yàn)镹aClO水解生成有強(qiáng)氧化性的HClO，HClO能殺死細(xì)菌和病毒，A不符合題意；廚余垃圾中含N、P、K等元素，所以能用廚余垃圾制肥料，B不符合題意；用白醋清洗水壺中的水垢，是因?yàn)榘状字械囊宜嵊兴嵝郧宜嵝员忍妓釓?qiáng)，可以和水垢中的CaCO3、Mg(OH)2等反應(yīng)，與乙酸可由乙醇氧化制備沒有關(guān)系，C符合題意；以油脂為原料制肥皂，是因?yàn)橛椭茉趬A性環(huán)境下發(fā)生皂化反應(yīng)，制成肥皂，D不符合題意。]
7．測定濃硫酸試劑中H2SO4含量的主要操作包括：①量取一定量的濃硫酸，稀釋；②轉(zhuǎn)移定容得待測液；③移取20.00 mL待測液，用0.100 0 ml·L-1的NaOH溶液滴定。上述操作中，不需要用到的儀器為( )
A B C D
B [該實(shí)驗(yàn)操作中涉及溶液的配制，需要用到容量瓶；移取待測液，用0.100 0 ml·L-1 的NaOH溶液滴定，需要用到錐形瓶和堿式滴定管，不需要用到分液漏斗，故選B。]
8．鳥嘌呤(G)是一種有機(jī)弱堿，可與鹽酸反應(yīng)生成鹽酸鹽(用GHCl表示)。已知GHCl水溶液呈酸性，下列敘述正確的是( )
A．0.001 ml·L-1 GHCl水溶液的pH＝3
B．0.001 ml·L-1 GHCl水溶液加水稀釋，pH升高
C．GHCl在水中的電離方程式為GHCl===G＋HCl
D．GHCl水溶液中：c(OH－)＋c(Cl－)＝c(GH＋)＋c(G)
B [0.001 ml·L-1 GHCl水溶液中GH＋少量水解生成H＋，所以c(H＋)小于0.001 ml·L-1，pH>3，A錯(cuò)誤；0.001 ml·L-1 GHCl水溶液加水稀釋，GH＋水解平衡正向移動(dòng)，但是溶液體積增大使c(H＋)減小，則pH升高，B正確；GHCl在水中的電離方程式為GHCl??GH＋＋Cl－，C錯(cuò)誤；GHCl水溶液中存在電荷守恒：c(H＋)＋c(GH＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)，D錯(cuò)誤。]
9．火星大氣中含有大量CO2，一種有CO2參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為火星探測器供電。該電池以金屬鈉為負(fù)極，碳納米管為正極，放電時(shí)( )
A．負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng)
B．CO2在正極上得電子
C．陽離子由正極移向負(fù)極
D．將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
B [金屬鈉為負(fù)極，負(fù)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，A錯(cuò)誤；碳納米管為正極，CO2在正極上得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，B正確；放電時(shí)，陽離子由負(fù)極移向正極，C錯(cuò)誤；原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，D錯(cuò)誤。]
10．部分含鐵物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價(jià)關(guān)系如圖所示。下列推斷不合理的是( )
A．a(chǎn)可與e反應(yīng)生成b
B．b既可被氧化，也可被還原
C．可將e加入濃堿液中制得d的膠體
D．可存在b→c→d→e→b的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系
C [由題圖可知，a為Fe，b中含有Fe2+，c為Fe(OH)2，d為Fe(OH)3，e中含有Fe3+。Fe＋2Fe3+===3Fe2+，a可與e反應(yīng)生成b，A推斷合理；Fe2+既可以被氧化為Fe3+，也可以被還原為Fe，B推斷合理；Fe(OH)3膠體的制備是向沸騰的蒸餾水中逐滴加入5～6滴FeCl3飽和溶液，繼續(xù)煮沸至液體呈紅褐色，停止加熱，得到Fe(OH)3膠體，加入濃堿，會直接生成沉淀，C推斷不合理；可存在Fe2+ eq \(―――→,\s\up7(OH－))Fe(OH)2 eq \(―――→,\s\up7(O2))Fe(OH)3 eq \(―――→,\s\up7(H＋))Fe3+ eq \(―――→,\s\up7(Fe))Fe2+的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系，D推斷合理。]
11．設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是 ( )
A．1 ml CHCl3含有C—Cl鍵的數(shù)目為3NA
B．1 L 1.0 ml·L-1的鹽酸含有陰離子總數(shù)為2NA
C．11.2 L NO與11.2 L O2混合后的分子數(shù)目為NA
D．23 g Na與足量H2O反應(yīng)生成的H2分子數(shù)目為NA
A [CHCl3的結(jié)構(gòu)式為，故1 ml CHCl3中含有C—Cl鍵的數(shù)目為3NA，A正確；1 L 1.0 ml·L-1的鹽酸中含有Cl－的數(shù)目為NA，還有少量的OH－，所以陰離子總數(shù)小于2NA，B錯(cuò)誤；沒有指明氣體處于標(biāo)準(zhǔn)狀況下，無法進(jìn)行計(jì)算，C錯(cuò)誤；23 g Na的物質(zhì)的量為1 ml，其與足量的水發(fā)生反應(yīng)：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，生成H2的物質(zhì)的量為0.5 ml，即分子數(shù)目為0.5NA，D錯(cuò)誤。]
12．化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。下列實(shí)驗(yàn)操作或做法正確且能達(dá)到目的的是( )
B [將銅絲插入濃硝酸中生成的是NO2氣體，不是NO氣體，A錯(cuò)誤；密閉燒瓶中存在平衡2NO2(g)??N2O4(g) ΔHZ>Y
C．原子半徑：Y>W>E
D．ZW2中，Z的化合價(jià)為＋2價(jià)
C [X的原子核內(nèi)只有1個(gè)質(zhì)子，則X為H；元素Y、Z、W原子序數(shù)依次增大，且均位于X的下一周期，再根據(jù)題給麻醉劑分子結(jié)構(gòu)式中各原子的成鍵情況，可知Y、Z、W分別為C、O、F；元素E的原子比W原子多8個(gè)電子，E為Cl。XEZ4為HClO4，是一種強(qiáng)酸，A說法正確；非金屬性：F>O>C，即W>Z>Y，B說法正確；電子層數(shù)多的原子半徑大，當(dāng)電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)大的原子半徑小，則原子半徑：Cl>C>F，即E>Y>W，C說法錯(cuò)誤；OF2中F為－1價(jià)，O為＋2價(jià)，D說法正確。]
14．反應(yīng)X===2Z經(jīng)歷兩步：①X→Y；②Y→2Z。反應(yīng)體系中X、Y、Z的濃度c隨時(shí)間t的變化曲線如圖所示。下列說法不正確的是( )
A．a(chǎn)為c(X)隨t的變化曲線
B．t1時(shí)，c(X)＝c(Y)＝c(Z)
C．t2時(shí)，Y的消耗速率大于生成速率
D．t3后，c(Z)＝2c0－c(Y)
D [由題圖知，a起始濃度最大，在整個(gè)反應(yīng)過程中濃度一直減小，所以a代表c(X)隨t的變化曲線，A說法正確；t1時(shí)，三條曲線相交，三種物質(zhì)的濃度相等，B說法正確；結(jié)合題給反應(yīng)判斷，先增加后減小的是c(Y)隨t變化的曲線，一直增大的是c(Z)隨t變化的曲線，t2時(shí)，c(Y)在減小，說明Y的消耗速率大于生成速率，C說法正確；由題圖知，t3后，X反應(yīng)完全，X轉(zhuǎn)化為Y的濃度為c0，Y的剩余濃變?yōu)閏(Y)，則生成Z的消耗量為c0－c(Y)，生成Z的量為c(Z)＝2c0－2c(Y)，D說法錯(cuò)誤。]
15．宏觀辨識與微觀探析是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一。下列物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)對應(yīng)的反應(yīng)方程式書寫正確的是 ( )
A．Na2O2放入水中：Na2O2＋H2O===2NaOH＋O2↑
B．H2O(g)通過灼熱鐵粉：3H2O＋2Fe===Fe2O3＋3H2
C．銅絲插入熱的濃硫酸中：Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑
D.SO2通入酸性KMnO4溶液中：5SO2＋2H2O＋2MnO eq \\al(－,4)===5SO eq \\al(2-,4)＋4H＋＋2Mn2+
D [Na2O2放入水中，反應(yīng)的方程式為2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，A錯(cuò)誤；H2O(g)通過灼熱鐵粉生成Fe3O4，反應(yīng)的方程式為3Fe＋4H2O(g) eq \(=====,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2，B錯(cuò)誤；銅絲插入熱的濃硫酸中生成CuSO4、SO2和H2O的反應(yīng)需加熱，反應(yīng)方程式為2H2SO4(濃)＋Cu eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，C錯(cuò)誤；SO2通入酸性高錳酸鉀溶液中，SO2具有還原性，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，D項(xiàng)離子方程式書寫正確，D正確。]
16．鈷(C)的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說法正確的是( )
A．工作時(shí)，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大
B．生成1 ml C，Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少16 g
C．移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變
D．電解總反應(yīng)：2C2+＋2H2O eq \(=====,\s\up7(通電))2C＋O2↑＋4H＋
D [石墨電極為陽極，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，H＋通過陽離子交換膜由Ⅰ室進(jìn)入Ⅱ室，右側(cè)C電極為陰極，電極反應(yīng)式為C2+＋2e－===C，Cl－通過陰離子交換膜由Ⅲ室進(jìn)入Ⅱ室，與H＋結(jié)合生成鹽酸。由上述分析知，Ⅰ室中水放電使硫酸濃度增大，Ⅱ室中生成鹽酸，故Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均減小，A錯(cuò)誤；生成1 ml C時(shí)，轉(zhuǎn)移2 ml電子，Ⅰ室有0.5 ml (即16 g)O2逸出，有2 ml(即2 g)H＋通過陽離子交換膜進(jìn)入Ⅱ室，則Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少18 g，B錯(cuò)誤；移除兩交換膜后，石墨電極上的電極反應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2↑，C錯(cuò)誤；根據(jù)上述分析可知，電解時(shí)生成了O2、C、H＋，則電解總反應(yīng)為2C2+＋2H2O eq \(=====,\s\up7(通電))2C＋O2↑＋4H＋，D正確。]
二、非選擇題：共56分。第17～19題為必考題，考生都必須作答。第20～21題為選考題，考生根據(jù)要求作答。
(一)必考題：共42分。
17．(15分)
含氯物質(zhì)在生產(chǎn)生活中有重要作用。1774年，舍勒在研究軟錳礦(主要成分是MnO2)的過程中，將它與濃鹽酸混合加熱，產(chǎn)生了一種黃綠色氣體。1810年，戴維確認(rèn)這是一種新元素組成的單質(zhì)，并命名為chlrine(中文命名“氯氣”)。
(1)實(shí)驗(yàn)室沿用舍勒的方法制取Cl2的化學(xué)方程式為
______________________________________________________。
(2)實(shí)驗(yàn)室制取干燥Cl2時(shí)，凈化與收集Cl2所需裝置的接口連接順序?yàn)開_____________。
(3)某氯水久置后不能使品紅溶液褪色，可推測氯水中________已分解。檢驗(yàn)此久置氯水中Cl－存在的操作及現(xiàn)象是___________________
____________________________________________________________。
(4)某合作學(xué)習(xí)小組進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)探究。
①實(shí)驗(yàn)任務(wù) 通過測定溶液電導(dǎo)率，探究溫度對AgCl溶解度的影響。
②查閱資料 電導(dǎo)率是表征電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的物理量。溫度一定時(shí)，強(qiáng)電解質(zhì)稀溶液的電導(dǎo)率隨溶液中離子濃度的增大而增大；離子濃度一定時(shí)，稀溶液電導(dǎo)率隨溫度的升高而增大。25 ℃時(shí)，Ksp(AgCl)＝1.8×10-10。
③提出猜想 猜想a：較高溫度的AgCl飽和溶液的電導(dǎo)率較大。
猜想b：AgCl在水中的溶解度S(45 ℃)>S(35 ℃)>S(25 ℃)。
④設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證猜想 取試樣Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同溫度下配制的AgCl飽和溶液)，在設(shè)定的測試溫度下，進(jìn)行表1中實(shí)驗(yàn)1～3，記錄數(shù)據(jù)。
表1
⑤數(shù)據(jù)分析、交流討論 25 ℃的AgCl飽和溶液中，c(Cl－)＝________________ml·L-1。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果為A3>A2>A1。小組同學(xué)認(rèn)為，此結(jié)果可以證明③中的猜想a成立，但不足以證明猜想b成立。結(jié)合②中信息，猜想b不足以成立的理由有__________________________________________________
_________________________________________________________。
⑥優(yōu)化實(shí)驗(yàn) 小組同學(xué)為進(jìn)一步驗(yàn)證猜想b，在實(shí)驗(yàn)1～3的基礎(chǔ)上完善方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)4和5。請完成表2中內(nèi)容。
表2
⑦實(shí)驗(yàn)總結(jié) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)1～5的結(jié)果，并結(jié)合②中信息，小組同學(xué)認(rèn)為猜想b也成立。猜想b成立的判斷依據(jù)是____________________。
[解析] (1)實(shí)驗(yàn)室沿用舍勒的方法制取Cl2的化學(xué)方程式為MnO2＋4HCl(濃) eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(2)實(shí)驗(yàn)室制得的Cl2中含有HCl、H2O，可依次通過飽和食鹽水、濃硫酸分別除去HCl、H2O，再收集Cl2并進(jìn)行尾氣處理，因此裝置的接口連接順序?yàn)閏dbae。(3)氯水中能使品紅溶液褪色的物質(zhì)是HClO，氯水久置后不能使品紅溶液褪色，可推測氯水中HClO已分解。檢驗(yàn)Cl－存在的方法是取少量樣品于試管中，加入幾滴AgNO3溶液，若有AgCl白色沉淀生成，則該久置氯水中存在Cl－。(4)⑤由于AgCl飽和溶液中c(Ag＋)＝c(Cl－)，因此25 ℃時(shí)，c(Cl－)＝ eq \r(Ksp(AgCl))＝ eq \r(1.8×10-10) ml·L-1＝ eq \r(1.8)×10-5 ml·L-1≈1.34×10-5 ml·L-1。由于不同溫度下的飽和溶液的濃度不同，因此實(shí)驗(yàn)1、2、3中，存在兩個(gè)變量(溫度與濃度)，因此不足以證明猜想b成立。⑥需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明AgCl在水中的溶解度S(45 ℃)>S(35 ℃)>S(25 ℃)，則需要控制變量。由實(shí)驗(yàn)4與實(shí)驗(yàn)2對比，溫度均為35 ℃，若溶液濃度：試樣Ⅱ>試樣Ⅰ，則電導(dǎo)率：A2>B1，則可驗(yàn)證S(35 ℃)>S(25 ℃)；同理，要驗(yàn)證S(45 ℃)>S(35 ℃)，則需要由實(shí)驗(yàn)5與實(shí)驗(yàn)3對比，溫度均為45 ℃，若溶液濃度：試樣Ⅲ>試樣Ⅱ，則電導(dǎo)率A3>B2，即可驗(yàn)證猜想b。⑦猜想b成立的判斷依據(jù)是A3>B2；A2>B1。
[答案] (1)MnO2＋4HCl(濃) eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (2)cdbae (3)HClO 取少量樣品于試管中，加入幾滴AgNO3溶液，若有AgCl白色沉淀生成，則該久置氯水中存在Cl－
(4)⑤ eq \r(1.8)×10-5(或1.34×10-5) 存在兩個(gè)變量(溫度與濃度)，溫度升高的同時(shí)，溶液的濃度也在增大
⑥
⑦A3>B2；A2>B1
18．(13分)
對廢催化劑進(jìn)行回收可有效利用金屬資源。某廢催化劑主要含鋁(Al)、鉬(M)、鎳(Ni)等元素的氧化物，一種回收利用工藝的部分流程如下：
已知：25 ℃時(shí)，H2CO3的Ka1＝4.5×10-7，Ka2＝4.7×10-11；Ksp(BaMO4)＝3.5×10-8；Ksp(BaCO3)＝2.6×10-9；該工藝中，pH＞6.0時(shí)，溶液中M元素以MO eq \\al(2-,4)的形態(tài)存在。
(1)“焙燒”中，有Na2MO4生成，其中M元素的化合價(jià)為________。
(2) “沉鋁”中，生成的沉淀X為________。
(3) “沉鉬”中，pH為7.0。
①生成BaMO4的離子方程式為_____________________________
______________________________________________________。
②若條件控制不當(dāng)，BaCO3也會沉淀。為避免BaMO4中混入BaCO3沉淀，溶液中c(HCO eq \\al(－,3))∶c(MO eq \\al(2-,4))＝________________________(列出算式)時(shí)，應(yīng)停止加入BaCl2溶液。
(4)①濾液Ⅲ中，主要存在的鈉鹽有NaCl和Y，Y為________。
②往濾液Ⅲ中添加適量NaCl固體后，通入足量________(填化學(xué)式)氣體，再通入足量CO2，可析出Y。
(5)高純AlAs(砷化鋁)可用于芯片制造。芯片制造中的一種刻蝕過程如圖所示，圖中所示致密保護(hù)膜為一種氧化物，可阻止H2O2刻蝕液與下層GaAs(砷化鎵)反應(yīng)。
①該氧化物為________。
②已知：Ga和Al同族，As和N同族。在H2O2與上層GaAs的反應(yīng)中，As元素的化合價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，則該反應(yīng)的氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為________。
[解析] (1)根據(jù)化合物Na2MO4中Na為＋1價(jià)，O為－2價(jià)，由化合物中化合價(jià)代數(shù)和為0，可計(jì)算出Na2MO4中M元素的化合價(jià)為＋6。(2)“750 ℃焙燒”時(shí)，廢催化劑中的氧化鋁發(fā)生反應(yīng)：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，“濾液Ⅰ”中主要存在NaAlO2和Na2MO4，通入過量CO2時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3，生成的沉淀X為Al(OH)3。(3)由(2)的分析可知“濾液Ⅱ”的主要成分是NaHCO3和Na2MO4。①“濾液Ⅱ”中加入BaCl2溶液生成BaMO4的離子方程式為MO eq \\al(2-,4)＋Ba2+===BaMO4↓。②開始生成BaCO3時(shí)，溶液中 eq \f(c（CO eq \\al(2-,3)）,c（MO eq \\al(2-,4)）)＝ eq \f(Ksp(BaCO3),Ksp(BaMO4))＝ eq \f(2.6×10-9,3.5×10-8)，又因?yàn)镵a2＝ eq \f(c(H＋)·c（CO eq \\al(2-,3)）,c（HCO eq \\al(－,3)）)＝4.7×10-11，由于“沉鉬”中，pH為7.0，則 eq \f(c（CO eq \\al(2-,3)）,c（HCO eq \\al(－,3)）)＝ eq \f(Ka2,c(H＋))＝ eq \f(4.7×10-11,1.0×10-7)，因此可得 eq \f(c（HCO eq \\al(－,3)）,c（MO eq \\al(2-,4)）)＝ eq \f(2.6×10-9,3.5×10-8)× eq \f(1.0×10-7,4.7×10-11)。(4)①由于“濾液Ⅱ”的主要成分是NaHCO3和Na2MO4，加入適量BaCl2溶液“沉鉬”后，“濾液Ⅲ”中主要存在的鈉鹽有NaCl和NaHCO3，則Y為NaHCO3。②由“濾液Ⅲ”制備NaHCO3，原理類似侯氏制堿法，加入NaCl固體后，通入足量堿性氣體NH3，再通入足量CO2，發(fā)生反應(yīng)：NH3＋H2O＋CO2===NH4HCO3、NH4HCO3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl，析出溶解度較小的NaHCO3固體。(5)①由題給芯片制造的刻蝕過程示意圖可知，加入H2O2刻蝕液，GaAs逐漸溶解，當(dāng)H2O2刻蝕液接觸AlAs時(shí)，反應(yīng)生成一種致密的氧化膜，由此可知，Ga、As均可溶于H2O2刻蝕液中，形成的致密氧化膜是AlAs中的鋁被氧化為致密的Al2O3膜。②GaAs與H2O2反應(yīng)時(shí)，As由－3價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，O由－1價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，由氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒規(guī)律可知，氧化劑(H2O2)與還原劑(GaAs)的物質(zhì)的量之比為4∶1。
[答案] (1)＋6 (2)Al(OH)3 (3)①M(fèi)O eq \\al(2-,4)＋Ba2+===BaMO4↓ ② eq \f(2.6×10-9,3.5×10-8)× eq \f(1.0×10-7,4.7×10-11) (4)①NaHCO3 ②NH3 (5)①Al2O3 ②4∶1
19．(14分)
我國力爭于2030年前做到碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點(diǎn)之一。該重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng)：
a)CH4(g)＋CO2(g)??2CO(g)＋2H2(g)ΔH1
b)CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)ΔH2
c)CH4(g)??C(s)＋2H2(g)ΔH3
d)2CO(g)??CO2(g)＋C(s)ΔH4
e)CO(g)＋H2(g)??H2O(g)＋C(s)ΔH5
(1)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)a的ΔH1＝________________(寫出一個(gè)代數(shù)式即可)。
(2)上述反應(yīng)體系在一定條件下建立平衡后，下列說法正確的有________。
A．增大CO2與CH4的濃度，反應(yīng)a、b、c的正反應(yīng)速率都增加
B．移去部分C(s)，反應(yīng)c、d、e的平衡均向右移動(dòng)
C．加入反應(yīng)a的催化劑，可提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率
D．降低反應(yīng)溫度，反應(yīng)a～e的正、逆反應(yīng)速率都減小
(3)一定條件下，CH4分解形成碳的反應(yīng)歷程如圖所示。該歷程分________步進(jìn)行，其中，第________步的正反應(yīng)活化能最大。
(4)設(shè)K eq \\al(r,p)為相對壓力平衡常數(shù)，其表達(dá)式寫法：在濃度平衡常數(shù)表達(dá)式中，用相對分壓代替濃度。氣體的相對分壓等于其分壓(單位為kPa)除以p0(p0＝100 kPa)。
反應(yīng)a、c、e的ln K eq \\al(r,p)隨 eq \f(1,T)(溫度的倒數(shù))的變化如圖所示。
①反應(yīng)a、c、e中，屬于吸熱反應(yīng)的有________(填字母)。
②反應(yīng)c的相對壓力平衡常數(shù)表達(dá)式為K eq \\al(r,p)＝________。
③在圖中A點(diǎn)對應(yīng)溫度下、原料組成為n(CO2)∶n(CH4)＝1∶1、初始總壓為100 kPa的恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，體系達(dá)到平衡時(shí)H2的分壓為40 kPa。計(jì)算CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，寫出計(jì)算過程：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)CO2用途廣泛，寫出基于其物理性質(zhì)的一種用途：________________________。
[解析] (1)由題給反應(yīng)方程式可知，反應(yīng)a可由反應(yīng)c－d或反應(yīng)b＋c－e得到，故根據(jù)蓋斯定律，ΔH1＝ΔH3－ΔH4或ΔH1＝ΔH2＋ΔH3－ΔH5。(2)增大CO2的濃度，反應(yīng)a、b的正反應(yīng)速率增加；增大CH4的濃度，反應(yīng)a、c的正反應(yīng)速率增加，A正確。由于C(s)是固體，移去部分C(s)，平衡不移動(dòng)，B錯(cuò)誤。催化劑只能改變反應(yīng)速率，不影響化學(xué)平衡移動(dòng)，則不能提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，C錯(cuò)誤。降低反應(yīng)溫度，正、逆反應(yīng)速率均減小，D正確。故選AD。(3)由題圖可知，反應(yīng)分為CH4 eq \(―――→,\s\up7(1))CH3＋H eq \(―――→,\s\up7(2))CH2＋2H eq \(―――→,\s\up7(3))CH＋3H eq \(―――→,\s\up7(4))C＋4H 4個(gè)步驟，其中第4步的正反應(yīng)活化能最大。(4)①由題圖可知，反應(yīng)a、c的K eq \\al(r,p)隨T升高而增大，故a、c均為吸熱反應(yīng)。反應(yīng)e的K eq \\al(r,p)隨T升高而減小，故e為放熱反應(yīng)。②由于C(s)是固體，因此反應(yīng)c的相對壓力平衡常數(shù)表達(dá)式為K eq \\al(r,p)＝ eq \f(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(p(H2),p0)))\s\up12(2),\f(p(CH4),p0))＝ eq \f(p2(H2),p(CH4)·p0)。③由題圖2可知，A點(diǎn)對應(yīng)溫度下反應(yīng)c的ln K eq \\al(r,p)＝0，即K eq \\al(r,p)＝ eq \f(p2(H2),p(CH4)·p0)＝1，p(CH4)＝ eq \f(p2(H2),p0)＝ eq \f((40 kPa)2,100 kPa)＝16 kPa，根據(jù)反應(yīng)條件，可知相同條件下，二氧化碳與甲烷物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比，則p初始(CH4)＝ eq \f(1,1＋1)×100 kPa＝50 kPa，則CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為 eq \f(50 kPa－16 kPa,50 kPa)×100%＝68%。(5)CO2經(jīng)加壓、降溫可轉(zhuǎn)化為干冰，干冰常用于制冷劑、人工降雨等。
[答案] (1)ΔH3－ΔH4(或ΔH2＋ΔH3－ΔH5) (2)AD (3)4 4 (4)①ac ② eq \f(p2(H2),p(CH4)·p0) ③由題圖中A點(diǎn)對應(yīng)溫度下反應(yīng)c的ln K eq \\al(r,p)＝0，即K eq \\al(r,p)＝ eq \f(p2(H2),p(CH4)·p0)＝1，p(CH4)＝ eq \f(p2(H2),p0)＝ eq \f((40 kPa)2,100 kPa)＝16 kPa，p初始(CH4)＝100 kPa× eq \f(1,2)＝50 kPa，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為 eq \f(50 kPa－16 kPa,50 kPa)×100%＝68%
(5)制冷劑、人工降雨等(合理即可)
(二)選考題：共14分。請考生從2道題中任選一題作答。如果多做，則按所做的第一題計(jì)分。
20．[選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)](14分)
很多含巰基(—SH)的有機(jī)化合物是重金屬元素汞的解毒劑。例如，解毒劑化合物Ⅰ可與氧化汞生成化合物Ⅱ。
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
(1)基態(tài)硫原子價(jià)電子排布式為________。
(2)H2S、CH4、H2O的沸點(diǎn)由高到低順序?yàn)開_______________。
(3)汞的原子序數(shù)為80，位于元素周期表第________周期第ⅡB族。
(4)化合物Ⅲ也是一種汞解毒劑?；衔铫羰且环N強(qiáng)酸。下列說法正確的有________。
A．在Ⅰ中S原子采取sp3雜化
B．在Ⅱ中S元素的電負(fù)性最大
C．在Ⅲ中C—C—C鍵角是180°
D．在Ⅲ中存在離子鍵與共價(jià)鍵
E．在Ⅳ中硫氧鍵的鍵能均相等
(5)汞解毒劑的水溶性好，有利于體內(nèi)重金屬元素汞的解毒?；衔铫衽c化合物Ⅲ相比，水溶性較好的是________。
(6)理論計(jì)算預(yù)測，由汞(Hg)、鍺(Ge)、銻(Sb)形成的一種新物質(zhì)X為潛在的拓?fù)浣^緣體材料。X的晶體可視為Ge晶體(晶胞如圖a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。
①圖b為Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一種單元結(jié)構(gòu)，它不是晶胞單元，理由是______________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________。
②圖c為X的晶胞，X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為________；該晶胞中粒子個(gè)數(shù)比Hg∶Ge∶Sb＝________________。
③設(shè)X的最簡式的式量為Mr，則X晶體的密度為____________________g·cm-3(列出算式)。
a b c
[解析] (1)硫?yàn)?6號元素，基態(tài)硫原子的價(jià)電子排布式為3s23p4。(2)H2O分子間能形成氫鍵，H2S、CH4分子間均不存在氫鍵，H2O的沸點(diǎn)大于H2S、CH4；隨著相對分子質(zhì)量增大，氫化物的沸點(diǎn)逐漸增大，則沸點(diǎn)：H2S>CH4，所以三者的沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镠2O>H2S>CH4。(3)80Hg的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，原子核外有6個(gè)電子層，所以汞位于元素周期表第六周期。(4)化合物Ⅰ中S原子價(jià)層電子對數(shù)均為4，采用sp3雜化，A正確；化合物Ⅱ中含C、H、O、S、Hg五種元素，其中非金屬性最強(qiáng)的是O元素，故化合物Ⅱ中O元素的電負(fù)性最大，B錯(cuò)誤；化合物Ⅲ中C原子價(jià)層電子對數(shù)均為4，采用sp3雜化，鍵角約為109°28′，C錯(cuò)誤；化合物Ⅲ為有機(jī)鈉鹽，故Ⅲ中存在離子鍵和共價(jià)鍵，D正確；化合物Ⅳ中存在的S===O鍵和S—O鍵是兩種不同的化學(xué)鍵，鍵能不同，E錯(cuò)誤。(5)化合物Ⅰ與化合物Ⅲ相比，化合物Ⅰ中有一個(gè)—OH，而化合物Ⅲ中對應(yīng)的是—SO3Na，—OH的親水性沒有—SO3Na中的離子鍵強(qiáng)，故水溶性較好的是化合物Ⅲ。(6)①題圖b中上、下兩個(gè)面的面心原子分別為Hg和Ge，晶胞結(jié)構(gòu)不對稱，不符合晶胞平移后重合的特性，因此不是晶胞單元。②由題圖c可知，X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為4；該晶胞中Hg原子數(shù)＝4× eq \f(1,4)＋6× eq \f(1,2)＝4(個(gè))，Ge原子數(shù)＝8× eq \f(1,8)＋4× eq \f(1,2)＋1＝4(個(gè))，Sb原子數(shù)為8，故Hg、Ge、Sb粒子個(gè)數(shù)比為4∶4∶8＝1∶1∶2。③該晶胞的組成為Hg4Ge4Sb8，由于最簡式的式量為Mr，則晶胞的質(zhì)量為 eq \f(4Mr,NA) g，晶胞的體積為x2y×10-21 cm3，則晶體的密度為 eq \f(\f(4Mr,NA),x2y×10-21) g·cm-3＝ eq \f(4Mr,NAx2y×10-21) g·cm-3。
[答案] (1)3s23p4 (2)H2O>H2S>CH4 (3)六 (4)AD (5)Ⅲ (6)①圖b中上、下兩個(gè)面的面心原子在上、下平移過程中不能重合 ②4 1∶1∶2 ③ eq \f(4Mr,NAx2y×10-21)
21．[選修5：有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)](14分)
天然產(chǎn)物Ⅴ具有抗瘧活性，某研究小組以化合物Ⅰ為原料合成Ⅴ及其衍生物Ⅵ的路線如下(部分反應(yīng)條件省略，Ph表示—C6H5)：
已知：
(1)化合物Ⅰ中含氧官能團(tuán)有____________(寫名稱)。
(2)反應(yīng)①的方程式可表示為Ⅰ＋Ⅱ===Ⅲ＋Z，化合物Z的分子式為________________。
(3)化合物Ⅳ能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，其結(jié)構(gòu)簡式為____________________。
(4)反應(yīng)②③④中屬于還原反應(yīng)的有________，屬于加成反應(yīng)的有________。
(5)化合物Ⅵ的芳香族同分異構(gòu)體中，同時(shí)滿足如下條件的有________種，寫出其中任意一種的結(jié)構(gòu)簡式：____________________
____________________________________________________________
___________________________________________________________。
條件：a)能與NaHCO3反應(yīng)；b)最多能與2倍物質(zhì)的量的NaOH反應(yīng)；c)能與3倍物質(zhì)的量的Na發(fā)生放出H2的反應(yīng)；d)核磁共振氫譜確定分子中有6個(gè)化學(xué)環(huán)境相同的氫原子；e)不含手性碳原子(手性碳原子是指連有4個(gè)不同的原子或原子團(tuán)的飽和碳原子)。
(6)根據(jù)上述信息，寫出以苯酚的一種同系物及HOCH2CH2Cl為原料合成的路線：________________________________________
____________________________________________________________
(不需注明反應(yīng)條件)。
[解析] (1)化合物Ⅰ的結(jié)構(gòu)簡式為，其含氧官能團(tuán)為(酚)羥基、醛基。(2)反應(yīng)①中的斷鍵情況為，，因此化合物Z的組成為Ph3P===O，則Z的分子式為C18H15PO。(3)化合物Ⅳ能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，說明含有醛基，對比化合物Ⅲ和反應(yīng)②的產(chǎn)物，再結(jié)合Ⅳ的分子式，可知Ⅳ的結(jié)構(gòu)簡式為。(4)反應(yīng)②是與氫氣反應(yīng)的加成反應(yīng)，也是還原反應(yīng)；反應(yīng)③是被過氧化物氧化生成，反應(yīng)④是自身發(fā)生加成反應(yīng)生成。(5)該同分異構(gòu)體為芳香族化合物，說明含有苯環(huán)；該同分異構(gòu)體能與NaHCO3反應(yīng)，說明含有—COOH；該同分異構(gòu)體最多能與2倍物質(zhì)的量的NaOH反應(yīng)，能與3倍物質(zhì)的量的Na反應(yīng)，根據(jù)Ⅵ分子中含有4個(gè)氧原子，說明除含有1個(gè)羧基外，還含有1個(gè)酚羥基、1個(gè)醇羥基；核磁共振氫譜確定有6個(gè)化學(xué)環(huán)境相同的氫原子，說明含有兩個(gè)對稱的甲基；不含有手性碳原子，則該取代基只能為，所以該同分異構(gòu)體含有3種取代基，分別為、—COOH、酚羥基，采用“定二移一法”，有以下幾種位置：、，故共有10種同分異構(gòu)體。(6)由目標(biāo)產(chǎn)物及原料HOCH2CH2Cl分析可知，另一種原料(苯酚的同系物)為，合成時(shí)需要在苯環(huán)的碳原子上引入2個(gè)醚鍵。結(jié)合“已知”反應(yīng)，在中引入第一個(gè)醚鍵，得到中間產(chǎn)物，引入第二個(gè)醚鍵，則可利用題給路線中反應(yīng)④的原理，在催化劑的作用下生成，而可以由水解得到，因此合成路線為
[答案] (1)(酚)羥基、醛基
(2)C18H15PO
選項(xiàng)
A
B
C
D
文物
名稱
鑄客大銅鼎
河姆渡出土陶灶
獸首瑪瑙杯
角形玉杯
選項(xiàng)
生產(chǎn)活動(dòng)
化學(xué)原理
A
用聚乙烯塑料制作食品保鮮膜
聚乙烯燃燒生成CO2和H2O
B
利用海水制取溴和鎂單質(zhì)
Br－可被氧化、Mg2+可被還原
C
利用氫氟酸刻蝕石英制作藝術(shù)品
氫氟酸可與SiO2反應(yīng)
D
公園的鋼鐵護(hù)欄涂刷多彩防銹漆
鋼鐵與潮濕空氣隔絕可防止腐蝕
選項(xiàng)
勞動(dòng)項(xiàng)目
化學(xué)知識
A
社區(qū)服務(wù)：用“84”消毒液對圖書館桌椅消毒
含氯消毒劑具有氧化性
B
學(xué)農(nóng)活動(dòng)：用廚余垃圾制肥料
廚余垃圾含N、P、K等元素
C
家務(wù)勞動(dòng)：用白醋清洗水壺中的水垢
乙酸可由乙醇氧化制備
D
自主探究：以油脂為原料制肥皂
油脂可發(fā)生皂化反應(yīng)
選項(xiàng)
操作或做法
目的
A
將銅絲插入濃硝酸中
制備NO
B
將密閉燒瓶中的NO2降溫
探究溫度對平衡移動(dòng)的影響
C
將溴水滴入KI溶液中，加入乙醇并振蕩
萃取溶液中生成的碘
D
實(shí)驗(yàn)結(jié)束，將剩余NaCl固體放回原試劑瓶
節(jié)約試劑
實(shí)驗(yàn)
序號
試樣
測試溫度/℃
電導(dǎo)率/(μS·cm-1)
1
Ⅰ：25 ℃的AgCl飽和溶液
25
A1
2
Ⅱ：35 ℃的AgCl飽和溶液
35
A2
3
Ⅲ：45 ℃的AgCl飽和溶液
45
A3
實(shí)驗(yàn)序號
試樣
測試溫度/℃
電導(dǎo)率/(μS·cm-1)
4
Ⅰ
______
B1
5
____
______
B2

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