可能用到的相對原子質(zhì)量：H－1 Li－7 B－11 C－12 O－16 Na－23 P－31 S－32 C1－35.5 K－39 Pb－207
一、單項選擇題：本題共9小題，每小題3分，共27分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。
1．“灌鋼法”是我國古代勞動人民對鋼鐵冶煉技術(shù)的重大貢獻，陶弘景在其《本草經(jīng)集注》中提到“鋼鐵是雜煉生鍒作刀鐮者”。“灌鋼法”主要是將生鐵和熟鐵(含碳量約0.1%)混合加熱，生鐵熔化灌入熟鐵，再鍛打成鋼。下列說法錯誤的是( )
A．鋼是以鐵為主的含碳合金
B．鋼的含碳量越高，硬度和脆性越大
C．生鐵由于含碳量高，熔點比熟鐵高
D．冶煉鐵的原料之一赤鐵礦的主要成分為Fe2O3
C [鋼是以鐵為主的含碳合金，A說法正確；鋼的含碳量越高，硬度和脆性越大，B說法正確；合金的熔點比其組分的熔點低，生鐵含碳量(2%～4.3%)大于熟鐵的含碳量(約0.1%)，故生鐵熔點比熟鐵低，C說法錯誤；赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，D說法正確。]
2．高分子材料在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。下列說法錯誤的是( )
A．蘆葦可用于制造黏膠纖維，其主要成分為纖維素
B．聚氯乙烯通過加聚反應(yīng)制得，可用于制作不粘鍋的耐熱涂層
C．淀粉是相對分子質(zhì)量可達幾十萬的天然高分子物質(zhì)
D．大豆蛋白纖維是一種可降解材料
B [蘆葦?shù)闹饕煞质抢w維素，可用于制造黏膠纖維，A說法正確；聚氯乙烯有毒，不能用于制作不粘鍋的耐熱涂層，不粘鍋的耐熱涂層是聚四氟乙烯等耐熱材料，B說法錯誤；淀粉是天然高分子物質(zhì)，其相對分子質(zhì)量可達幾十萬，C說法正確；大豆蛋白纖維可降解，D說法正確。]
3．下列操作規(guī)范且能達到實驗?zāi)康牡氖? )
A．測定醋酸濃度 B. 測定中和熱
C．稀釋濃硫酸 D. 萃取分離碘水中的碘
A [用NaOH標準溶液測定醋酸濃度時，NaOH標準溶液放于堿式滴定管中，醋酸放于錐形瓶中，由于二者反應(yīng)生成的CH3COONa溶液顯堿性，故用酚酞做指示劑，A符合題意；中和熱測定時大、小燒杯口應(yīng)相平，減小熱量損失，B不符合題意；不能在容量瓶中稀釋濃硫酸，C不符合題意；分液時，分液漏斗管口應(yīng)緊靠燒杯內(nèi)壁，D不符合題意。]
4．硫和氮及其化合物對人類生存和社會發(fā)展意義重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的環(huán)境問題也日益受到關(guān)注。下列說法正確的是( )
A．NO2和SO2均為紅棕色且有刺激性氣味的氣體，是酸雨的主要成因
B．汽車尾氣中的主要大氣污染物為NO、SO2和PM2.5
C．植物直接吸收利用空氣中的NO和NO2作為肥料，實現(xiàn)氮的固定
D．工業(yè)廢氣中的SO2可采用石灰法進行脫除
D [SO2是無色氣體，A錯誤；汽車尾氣中含有氮氧化物、一氧化碳、未燃燒的碳氫化合物、含鉛化合物、固體顆粒物等，B錯誤；植物不能直接吸收利用空氣中的NO和NO2作為肥料，C錯誤；石灰(CaO)可與SO2反應(yīng)生成CaSO3，故可采用石灰法脫除工業(yè)廢氣中的SO2，D正確。]
5．用中子轟擊 eq \\al(N,Z)X原子產(chǎn)生α粒子(即氦核 eq \\al(4,2)He)的核反應(yīng)為 eq \\al(N,Z)X＋ eq \\al(1,0)n―→ eq \\al(7,P)Y＋ eq \\al(4,2)He。已知元素Y在化合物中呈＋1價。下列說法正確的是( )
A．H3XO3可用于中和濺在皮膚上的NaOH溶液
B．Y單質(zhì)在空氣中燃燒的產(chǎn)物是Y2O2
C．X和氫元素形成離子化合物
D．6Y和7Y互為同素異形體
A [根據(jù)元素Y在化合物中呈＋1價及 eq \\al(N,Z)X＋ eq \\al(1,0)n―→ eq \\al(7,P)Y＋ eq \\al(4,2)He可知，X為B元素、Y為Li元素。H3BO3為弱酸，可用于中和濺在皮膚上的NaOH溶液，A正確；鋰單質(zhì)在空氣中燃燒的產(chǎn)物是Li2O，B錯誤；硼元素與氫元素可形成多種共價化合物，如B2H6、B4H10等，C錯誤；同素異形體是指由同一種元素組成的不同形態(tài)的單質(zhì)，故6Y和7Y不互為同素異形體，二者互為同位素，D錯誤。]
6．BiOCl是一種具有珍珠光澤的材料，利用金屬Bi制備BiOCl的工藝流程如圖：
下列說法錯誤的是( )
A．酸浸工序中分次加入稀HNO3可降低反應(yīng)劇烈程度
B．轉(zhuǎn)化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO3
C．水解工序中加入少量CH3COONa(s)可提高Bi3+水解程度
D．水解工序中加入少量NH4NO3(s)有利于BiOCl的生成
D [酸浸工序中分次加入稀HNO3可控制反應(yīng)物濃度，降低反應(yīng)劇烈程度，A說法正確；轉(zhuǎn)化工序中加入NaCl可生成BiCl3，Bi3+會水解生成BiOCl和BiONO3，加入稀HCl可抑制BiONO3的生成，提高BiOCl的產(chǎn)率，B說法正確；水解工序中加入少量CH3COONa(s)可使水解平衡Bi3+＋Cl－＋H2O??BiOCl＋2H＋正向移動，有利于Bi3+水解生成BiOCl，C說法正確；水解工序中加入少量NH4NO3(s)可使C選項中的水解平衡逆向移動，不利于BiOCl的生成，D說法錯誤。]
7．NA是阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法錯誤的是( )
A．22.4 L(標準狀況)氟氣所含的質(zhì)子數(shù)為18NA
B．1 ml碘蒸氣和1 ml氫氣在密閉容器中充分反應(yīng)，生成的碘化氫分子數(shù)小于2NA
C．電解飽和食鹽水時，若陰陽兩極產(chǎn)生氣體的總質(zhì)量為73 g，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA
D．1 L 1 ml·L-1溴化銨水溶液中NH eq \\al(＋,4)與H＋離子數(shù)之和大于NA
C [22.4 L(標準狀況)氟氣的物質(zhì)的量為1 ml，則其所含的質(zhì)子數(shù)為18NA，A說法正確；反應(yīng)H2＋I2??2HI為可逆反應(yīng)，則1 ml H2和1 ml I2充分反應(yīng)生成的HI分子數(shù)小于2NA，B說法正確；電解飽和食鹽水時，陰、陽兩極產(chǎn)生的n(H2)∶n(Cl2)＝1∶1，當(dāng)H2和Cl2的總質(zhì)量為73 g時，產(chǎn)生2 g H2、71 g Cl2，則H2的物質(zhì)的量為1 ml，Cl2的物質(zhì)的量為1 ml，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA，C說法錯誤；溴化銨水溶液中存在電荷守恒：c(NH eq \\al(＋,4))＋c(H＋)＝c(Br－)＋c(OH－)，c(Br－)＝1 ml·L-1，則c(NH eq \\al(＋,4))＋c(H＋)>1 ml·L-1，故1 L 1 ml·L-1溴化銨水溶液中NH eq \\al(＋,4)與H＋離子數(shù)之和大于NA，D說法正確。]
8．苯并降冰片烯是一種重要的藥物合成中間體，結(jié)構(gòu)簡式如圖。關(guān)于該化合物，下列說法正確的是( )
A．是苯的同系物
B．分子中最多8個碳原子共平面
C．一氯代物有6種(不考慮立體異構(gòu))
D．分子中含有4個碳碳雙鍵
B [苯并降冰片烯與苯在組成上不是相差若干個CH2原子團，結(jié)構(gòu)上也不相似，故二者不互為同系物，A錯誤；由題給苯并降冰片烯的結(jié)構(gòu)簡式可知，苯環(huán)上的6個碳原子與苯環(huán)相連的2個碳原子共平面，則該分子中最多8個碳原子共平面，B正確；苯并降冰片烯的結(jié)構(gòu)對稱，其分子中含有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，則其一氯代物有5種，C錯誤；苯環(huán)中含有的碳碳鍵是介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間特殊的共價鍵，故1個苯并降冰片烯分子中含有1個碳碳雙鍵，D錯誤。]
9．K-O2電池結(jié)構(gòu)如圖，a和b為兩個電極，其中之一為單質(zhì)鉀片。關(guān)于該電池，下列說法錯誤的是( )
A．隔膜允許K＋通過，不允許O2通過
B．放電時，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極；充電時，b電極為陽極
C．產(chǎn)生1 Ah電量時，生成KO2的質(zhì)量與消耗O2的質(zhì)量比值約為2.22
D．用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗3.9 g鉀時，鉛酸蓄電池消耗0.9 g水
D [由題圖可知，b極上O2轉(zhuǎn)化為KO2，則b極為電池正極，a極為電池負極，K＋通過隔膜由a極向b極遷移，為避免O2氧化K電極，O2不能通過隔膜，A說法正確；放電時，電流由正極經(jīng)導(dǎo)線流向負極，即由b極經(jīng)導(dǎo)線流向a極，充電時，b極接外接電源的正極，b電極為陽極，B說法正確；產(chǎn)生1 Ah電量時，生成KO2與消耗O2的質(zhì)量比為71∶32≈2.22，C說法正確；消耗3.9 g鉀時，轉(zhuǎn)移0.1 ml e－，鉛酸蓄電池消耗0.1 ml H2O，其質(zhì)量為1.8 g，D說法錯誤。]
二、不定項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有一項或兩項符合題目要求。若正確答案只包括一個選項，多選時，該小題得0分；若正確答案包括兩個選項，只選一個且正確的得2分，選兩個且都正確的得4分，但只要選錯一個，該小題得0分。
10．關(guān)于非金屬含氧酸及其鹽的性質(zhì)，下列說法正確的是( )
A．濃H2SO4具有強吸水性，能吸收糖類化合物中的水分并使其炭化
B．NaClO、KClO3等氯的含氧酸鹽的氧化性會隨溶液的pH減小而增強
C．加熱NaI與濃H3PO4混合物可制備HI，說明H3PO4比HI酸性強
D．濃HNO3和稀HNO3與Cu反應(yīng)的還原產(chǎn)物分別為NO2和NO，故稀HNO3氧化性更強
B [濃H2SO4使糖類化合物脫水并炭化，體現(xiàn)了濃H2SO4的脫水性，A錯誤；溶液酸性越強，NaClO、KClO3等氯的含氧酸鹽的氧化性越強，B正確；H3PO4的酸性比HI弱，加熱NaI與濃H3PO4混合物可制備HI，是因為H3PO4的沸點高且具有難揮發(fā)性，C錯誤；濃HNO3的氧化性強于稀HNO3，D錯誤。]
11．如圖所示的兩種化合物可應(yīng)用于阻燃材料和生物材料的合成。其中W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素，X和Z同主族，Y原子序數(shù)為W原子價電子數(shù)的3倍。下列說法正確的是( )
A．X和Z的最高化合價均為＋7價
B．HX和HZ在水中均為強酸，電子式可表示為
H∶X,∶與H∶Z,∶
C．四種元素中，Y原子半徑最大，X原子半徑最小
D．Z、W和氫三種元素可形成同時含有離子鍵和共價鍵的化合物
CD [由題圖和題意可知，X和Z分別是F、Cl；又Y原子序數(shù)為W原子價電子數(shù)的3倍且題給化合物中Y、W分別可形成5、3個共價鍵，故W、Y分別為N、P。F只有－1、0兩種價態(tài)，無正價，A錯誤；鹽酸為強酸，氫氟酸為弱酸，B錯誤；根據(jù)元素周期律可知，四種元素原子半徑由大到小的順序為P>Cl>N>F，即Y>Z>W>X，C正確；Cl、N、H三種元素可形成離子化合物NH4Cl，其既含有離子鍵又含有共價鍵，D正確。]
12．番木鱉酸具有一定的抗炎、抗菌活性，結(jié)構(gòu)簡式如圖。下列說法錯誤的是( )
A．1 ml該物質(zhì)與足量飽和NaHCO3溶液反應(yīng)，可放出22.4 L(標準狀況)CO2
B．一定量的該物質(zhì)分別與足量Na、NaOH反應(yīng)，消耗二者物質(zhì)的量之比為5∶1
C．1 ml該物質(zhì)最多可與2 ml H2發(fā)生加成反應(yīng)
D．該物質(zhì)可被酸性KMnO4溶液氧化
BC [1 ml —COOH與足量飽和NaHCO3溶液反應(yīng)生成1 ml CO2，1 ml該有機物中含有1 ml —COOH，故1 ml該物質(zhì)與足量飽和NaHCO3溶液反應(yīng)，可放出22.4 L(標準狀況)CO2，A說法正確；—OH、—COOH都能與Na反應(yīng)，—COOH能與NaOH反應(yīng)，根據(jù)題給番木鱉酸的結(jié)構(gòu)簡式可知，該物質(zhì)中含有5個—OH、1個—COOH，故一定量的該物質(zhì)分別與足量Na、NaOH反應(yīng)，消耗二者物質(zhì)的量之比為6∶1，B說法錯誤；碳碳雙鍵可與H2發(fā)生加成反應(yīng)，—COOH不能與H2發(fā)生加成反應(yīng)，根據(jù)題給番木鱉酸的結(jié)構(gòu)簡式可知，1 ml該物質(zhì)中含有1 ml碳碳雙鍵，則其最多可與1 ml H2發(fā)生加成反應(yīng)，C說法錯誤；碳碳雙鍵、羥基均能被酸性KMnO4溶液氧化，D說法正確。]
13．室溫下，某溶液初始時僅溶有M和N且濃度相等，同時發(fā)生以下兩個反應(yīng)：①M＋N===X＋Y；②M＋N===X＋Z，反應(yīng)①的速率可表示為v1＝k1c2(M)，反應(yīng)②的速率可表示為v2＝k2c2(M)(k1、k2為速率常數(shù))。反應(yīng)體系中組分M、Z的濃度隨時間變化情況如圖，下列說法錯誤的是( )
A．0～30 min時間段內(nèi)，Y的平均反應(yīng)速率為6.67×10-3ml·L-1·min-1
B．反應(yīng)開始后，體系中Y和Z的濃度之比保持不變
C．如果反應(yīng)能進行到底，反應(yīng)結(jié)束時62.5%的M轉(zhuǎn)化為Z
D．反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大
A [0～30 min時間段內(nèi)，Δc(Z)＝0.125 ml·L-1，Δc(M)＝0.500 ml·L-1－0.300 ml·L-1＝0.200 ml·L-1，反應(yīng)①中Δc(M)＝0.200 ml·L-1－0.125 ml·L-1＝0.075 ml·L-1，則Δc(Y)＝0.075 ml·L-1，v(Y)＝ eq \f(Δc(Y),t)＝ eq \f(0.075 ml·L-1,30 min)＝2.5×10-3 ml·L-1·min-1，A說法錯誤；反應(yīng)①、②速率之比為 eq \f(v1,v2)＝ eq \f(k1c2(M),k2c2(M))＝ eq \f(k1,k2)，為定值，則Y、Z的濃度變化量之比也為定值，故反應(yīng)開始后，體系中Y和Z的濃度之比保持不變，B說法正確；由上述分析可知， eq \f(v1,v2)＝ eq \f(k1,k2)＝ eq \f(0.075 ml·L-1,0.125 ml·L-1)＝ eq \f(3,5)，如果反應(yīng)能進行到底，反應(yīng)結(jié)束時①、②的轉(zhuǎn)化率之比為3∶5，因此有 eq \f(5,8)(即62.5%)的M轉(zhuǎn)化為Z，C說法正確；結(jié)合C選項，反應(yīng)①的速率小于反應(yīng)②的速率，所以反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大，D說法正確。]
三、非選擇題：共57分，第14～16題為必考題，每個試題考生都必須作答。第17～18題為選考題，考生根據(jù)要求作答。
14．化工專家侯德榜發(fā)明的侯氏制堿法為我國純堿工業(yè)和國民經(jīng)濟發(fā)展做出了重要貢獻，某化學(xué)興趣小組在實驗室中模擬并改進侯氏制堿法制備NaHCO3，進一步處理得到產(chǎn)品Na2CO3和NH4Cl，實驗流程如圖：
回答下列問題：
(1)從A～E中選擇合適的儀器制備NaHCO3，正確的連接順序是________(按氣流方向，用小寫字母表示)。為使A中分液漏斗內(nèi)的稀鹽酸順利滴下，可將分液漏斗上部的玻璃塞打開或________。
A B

C D E
(2)B中使用霧化裝置的優(yōu)點是_____________________________
______________________________________________________。
(3)生成NaHCO3的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________
________________________________________________________
________________________________________________________。
(4)反應(yīng)完成后，將B中U形管內(nèi)的混合物處理得到固體NaHCO3和濾液：
①對固體NaHCO3充分加熱，產(chǎn)生的氣體先通過足量濃硫酸，再通過足量Na2O2，Na2O2增重0.14 g，則固體NaHCO3的質(zhì)量為________g。
②向濾液中加入NaCl粉末，存在NaCl(s)＋NH4Cl(aq)―→NaCl(aq)＋NH4Cl(s)過程。為使NH4Cl沉淀充分析出并分離，根據(jù)NaCl和NH4Cl溶解度曲線，需采用的操作為________、________、洗滌、干燥。
(5)無水Na2CO3可作為基準物質(zhì)標定鹽酸濃度。稱量前，若無水Na2CO3保存不當(dāng)，吸收了一定量水分，用其標定鹽酸濃度時，會使結(jié)果________(填標號)。
A．偏高 B．偏低 C．不變
[解析] (1)制備NaHCO3的具體過程為先制備CO2，再除去雜質(zhì)HCl，然后將純凈的CO2通入飽和氨鹽水中制得NaHCO3，最后用NaOH溶液處理多余的CO2，所以裝置的連接順序為aefbcgh。分液漏斗使用前需要讓其與大氣連通，否則液體無法滴落，所以為使A中分液漏斗內(nèi)的稀鹽酸順利滴下，需要打開分液漏斗上部的玻璃塞，或者將分液漏斗上部玻璃塞上的凹槽與分液漏斗上端的小孔對齊。(2)霧化裝置可以增大接觸面積，使飽和氨鹽水與CO2充分接觸，使反應(yīng)更充分。(3)生成NaHCO3的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2＋NH3·H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl。(4)①1 ml CO2與足量Na2O2反應(yīng)，最終Na2O2增重的質(zhì)量相當(dāng)于1 ml CO的質(zhì)量，假設(shè)固體NaHCO3的質(zhì)量為x g，可列如下關(guān)系式：
2NaHCO3～CO2～Na2O2～CO
2×84 28
x g 0.14 g
則 eq \f(2×84,x g)＝ eq \f(28,0.14 g)，解得x＝0.84。②根據(jù)題圖中NaCl和NH4Cl的溶解度曲線可知，NH4Cl的溶解度隨溫度的升高變化較大，而NaCl的溶解度隨溫度的升高變化不大，為使NH4Cl沉淀充分析出并分離，需采用的操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、洗滌、干燥。(5)若稱量前的無水Na2CO3吸收了一定量的水，此時Na2CO3的含量偏低，則用其標定鹽酸濃度時，會使滴定結(jié)果偏高。
[答案] (1)aefbcgh 將分液漏斗上部玻璃塞上的凹槽與分液漏斗上端的小孔對齊
(2)增大接觸面積，使反應(yīng)更充分
(3)CO2＋NH3·H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl
(4)①0.84 ②蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶
(5)A
15．綠色化學(xué)在推動社會可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。某科研團隊設(shè)計了一種熔鹽液相氧化法制備高價鉻鹽的新工藝，該工藝不消耗除鉻鐵礦、氫氧化鈉和空氣以外的其他原料，不產(chǎn)生廢棄物，實現(xiàn)了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na＋內(nèi)循環(huán)。工藝流程如圖：
回答下列問題：
(1)高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是________(填元素符號)。
(2)工序①的名稱為________。
(3)濾渣Ⅰ的主要成分是________(填化學(xué)式)。
(4)工序③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________________
_________________________________________________________
_______________________________________________________。
(5)物質(zhì)Ⅴ可代替高溫連續(xù)氧化工序中的NaOH，此時發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________，可代替NaOH的化學(xué)試劑還有________(填化學(xué)式)。
(6)熱解工序產(chǎn)生的混合氣體最適宜返回工序________(填“①”“②”“③”或“④”)參與內(nèi)循環(huán)。
(7)工序④溶液中的鋁元素恰好完全轉(zhuǎn)化為沉淀的pH為________。(通常認為溶液中離子濃度小于10-5ml·L-1為沉淀完全；Al(OH)3＋OH－??Al(OH) eq \\al(－,4)：K＝100.63，Kw＝10-14，Ksp[Al(OH)3]＝10-33)
[解析] 鉻鐵礦與熔融NaOH和O2反應(yīng)后經(jīng)工序①得到濾渣Ⅰ和介穩(wěn)態(tài)物質(zhì)；介穩(wěn)態(tài)相分離后得到Na2CrO4溶液、NaOH溶液和無色溶液，向無色溶液中通入過量氣體A后生成Al(OH)3沉淀和物質(zhì)Ⅴ的溶液，又Na2CrO4溶液經(jīng)工序③后得到Na2Cr2O7溶液和物質(zhì)Ⅴ(s)，所以氣體A為CO2，物質(zhì)Ⅴ為NaHCO3。(1)Fe(CrO2)2中的Fe為＋2價，易被氧化為＋3價；Fe(CrO2)2中的Cr為＋3價，在后續(xù)產(chǎn)物Na2CrO4中Cr為＋6價，因此高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是Fe和Cr。(2)工序①之后為過濾操作，因此加水的目的是溶解可溶性物質(zhì)，工序①的名稱為溶解。(3)經(jīng)高溫連續(xù)氧化工序和工序①后鉻鐵礦轉(zhuǎn)化為CrO eq \\al(2-,4)、Al(OH) eq \\al(－,4)、Fe2O3和MgO，故濾渣Ⅰ的主要成分是Fe2O3和MgO。(4)由分析可知，氣體A為CO2，不溶性物質(zhì)Ⅴ為NaHCO3，故工序③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Na＋＋2CrO eq \\al(2-,4)＋2CO2＋H2O===Cr2O eq \\al(2-,7)＋2NaHCO3↓。(5)由分析可知，物質(zhì)Ⅴ為NaHCO3，可代替高溫連續(xù)氧化工序中的NaOH，此時發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(CrO2)2＋7O2＋16NaHCO3===8Na2CrO4＋2Fe2O3＋16CO2＋8H2O；可代替NaOH的化學(xué)試劑需滿足以下兩點要求：一是顯堿性，二是能提供Na＋，因此可代替NaOH的化學(xué)試劑還有Na2CO3。(6)熱解工序中產(chǎn)生的混合氣體為CO2和水蒸氣，最適宜返回工序②參與內(nèi)循環(huán)。(7)由題給方程式Al(OH)3＋OH－??Al(OH) eq \\al(－,4) K＝100.63，可得Al(OH) eq \\al(－,4)??OH－＋Al(OH)3 K＝10-0.63，則K＝10-0.63＝ eq \f(c(OH－),c[Al(OH) eq \\al(－,4)])，通常認為溶液中離子濃度小于10-5 ml·L-1為沉淀完全，則10-0.63＝ eq \f(c(OH－),10-5)，可得c(OH－)＝10-5.63 ml·L-1，已知Kw＝10-14，所以pOH＝5.63，pH＝14－pOH＝8.37，故工序④溶液中的鋁元素恰好完全轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀的pH為8.37。
[答案] (1)Fe、Cr
(2)溶解
(3)Fe2O3、MgO
(4)2Na＋＋2CrO eq \\al(2-,4)＋2CO2＋H2O===Cr2O eq \\al(2-,7)＋2NaHCO3↓
(5)4Fe(CrO2)2＋7O2＋16NaHCO3 eq \(=====,\s\up7(高溫))8Na2CrO4＋2Fe2O3＋16CO2＋8H2O Na2CO3
(6)②
(7)8.37
16．當(dāng)今，世界多國相繼規(guī)劃了碳達峰、碳中和的時間節(jié)點。因此，研發(fā)二氧化碳利用技術(shù)，降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點。
(1)大氣中的二氧化碳主要來自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25℃時，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如表：
(1)則25 ℃時H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的熱化學(xué)方程式為___________________________________________________________。
(2)雨水中含有來自大氣的CO2，溶于水中的CO2進一步和水反應(yīng)，發(fā)生電離：
①CO2(g)??CO2(aq)
②CO2(aq)＋H2O(l)??H＋(aq)＋HCO eq \\al(－,3)(aq)
25 ℃時，反應(yīng)②的平衡常數(shù)為K2。
溶液中CO2的濃度與其在空氣中的分壓成正比(分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))，比例系數(shù)為y ml·L-1·kPa-1，當(dāng)大氣壓強為p kPa，大氣中CO2(g)的物質(zhì)的量分數(shù)為x時，溶液中H＋濃度為________ml·L-1(寫出表達式，考慮水的電離，忽略HCO eq \\al(－,3)的電離)。
(3)105℃時，將足量的某碳酸氫鹽(MHCO3)固體置于真空恒容容器中，存在如下平衡：2MHCO3(s) eq \(?==?,\s\up7(△))M2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)。上述反應(yīng)達平衡時體系的總壓為46 kPa。
保持溫度不變，開始時在體系中先通入一定量的CO2(g)，再加入足量MHCO3(s)，欲使平衡時體系中水蒸氣的分壓小于5kPa，CO2(g)的初始壓強應(yīng)大于________kPa。
(4)我國科學(xué)家研究Li-CO2電池，取得了重大科研成果，回答下列問題：
①Li-CO2電池中，Li為單質(zhì)鋰片，則該電池中的CO2在________(填“正”或“負”)極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。研究表明，該電池反應(yīng)產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳，且CO2電還原后與鋰離子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個步驟進行，寫出步驟Ⅲ的離子方程式。
Ⅰ.2CO2＋2e－===C2O eq \\al(2-,4)
Ⅱ.C2O eq \\al(2-,4)===CO2＋CO eq \\al(2-,2)
Ⅲ.___________________
Ⅳ.CO eq \\al(2-,3)＋2Li＋===Li2CO3
②研究表明，在電解質(zhì)水溶液中，CO2氣體可被電化學(xué)還原。
Ⅰ.CO2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙醇(CH3CH2CH2OH)的電極反應(yīng)方程式為____________________________________________。
Ⅱ.在電解質(zhì)水溶液中，三種不同催化劑(a、b、c)上CO2電還原為CO的反應(yīng)進程中(H＋被還原為H2的反應(yīng)可同時發(fā)生)，相對能量變化如圖。由此判斷，CO2電還原為CO從易到難的順序為________(用a、b、c字母排序)。
(a)CO2電還原為CO
(b)H＋電還原為H2
[解析] (1)由題給燃燒熱數(shù)據(jù)可得，①H2(g)＋ eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH1＝－285.8 kJ·ml-1，②C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ·ml-1，③C6H6(l)＋ eq \f(15,2)O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l) ΔH3＝－3 267.5 kJ·ml-1，根據(jù)蓋斯定律，目標方程式可由3×①＋6×②－③得到，其ΔH＝(－285.8 kJ·ml-1)×3＋(－393.5 kJ·ml-1)×6－(－3 267.5 kJ·ml-1)＝＋49.1 kJ·ml-1，故H2(g)與C(石墨，s)生成C6H6(l)的熱化學(xué)方程式為3H2(g)＋6C(石墨，s)===C6H6(l) ΔH＝＋49.1 kJ·ml-1。(2)由于溶液中CO2的濃度與其在空氣中的分壓成正比，比例系數(shù)為y ml·L-1·kPa-1，因此當(dāng)大氣壓強為p kPa，大氣中CO2(g)的物質(zhì)的量分數(shù)為x時，溶液中CO2(aq)濃度為ypx ml·L-1。設(shè)溶液中H＋濃度為a ml·L-1，由反應(yīng)②CO2(aq)＋H2O(l)??H＋(aq)＋HCO eq \\al(－,3)(aq)，可得c(HCO eq \\al(－,3))＝c(H＋)＝a ml·L-1，c[CO2(aq)]＝y(tǒng)px ml·L-1，則K2＝ eq \f(a2,ypx)，解得a＝ eq \r(K2ypx)。(3)平衡體系總壓為46 kPa，則由2MHCO3(s) eq \(?==?,\s\up7(△))M2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)可得p(H2O)＝p(CO2)＝23 kPa，Kp＝23×23。若保持溫度不變，設(shè)開始先通入CO2的壓強為x kPa，平衡時水蒸氣分壓為5 kPa時，可列“三段式”：
2MHCO3(s) eq \(?==?,\s\up7(△))M2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)
起始/kPa 0 x
轉(zhuǎn)化/kPa 5 5
平衡/kPa 5 5＋x
Kp＝23×23＝5×(5＋x)，解得x＝100.8，故為使平衡時水蒸氣分壓小于5 kPa，CO2(g)初始壓強應(yīng)大于100.8 kPa。
(4)Li-CO2電池的總反應(yīng)式為4Li＋3CO2===2Li2CO3＋C。
①電池中，鋰為負極，CO2在正極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，由電池總反應(yīng)式可得正極反應(yīng)為3CO2＋4e－＋4Li＋===2Li2CO3＋C；結(jié)合步驟Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ，可得步驟Ⅲ的離子方程式為2CO eq \\al(2-,2)＋CO2===2CO eq \\al(2-,3)＋C。②Ⅰ.CO2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙醇，電極反應(yīng)方程式為12CO2＋18e－＋4H2O===CH3CH2CH2OH＋9CO eq \\al(2-,3)。Ⅱ.c催化劑下CO2電還原的活性能小于H＋電還原的活化能，更容易發(fā)生CO2的電還原；而催化劑a和b條件下，CO2電還原的活化能均大于H＋電還原的活化能，相對來說，更容易發(fā)生H＋的電還原。其中a催化劑條件下，H＋電還原的活化能比CO2電還原的活化能小的更多，發(fā)生H＋電還原的可能性更大，因此反應(yīng)從易到難的順序為c、b、a。
[答案] (1)3H2(g)＋6C(石墨，s)===C6H6(l)
ΔH＝＋49.1 kJ·ml-1
(2) eq \r(K2ypx)
(3)100.8
(4)①正 2CO eq \\al(2-,2)＋CO2===2CO eq \\al(2-,3)＋C ②Ⅰ.12CO2＋18e－＋4H2O===CH3CH2CH2OH＋9CO eq \\al(2-,3) Ⅱ.cba
(二)選考題：共15分。請考生從2道題中任選一題作答，并用2B鉛筆將答題卡上所選題目對應(yīng)的題號右側(cè)方框涂黑，按所涂題號進行評分；多涂、多答，按所涂的首題進行評分；不涂，按本選考題的首題進行評分。
17．KH2PO4晶體具有優(yōu)異的非線性光學(xué)性能。我國科學(xué)工作者制備的超大KH2PO4晶體已應(yīng)用于大功率固體激光器，填補了國家戰(zhàn)略空白?；卮鹣铝袉栴}：
(1)在KH2PO4的四種組成元素各自所能形成的簡單離子中，核外電子排布相同的是________(填離子符號)。
(2)原子中運動的電子有兩種相反的自旋狀態(tài)，若一種自旋狀態(tài)用＋ eq \f(1,2)表示，與之相反的用－ eq \f(1,2)表示，稱為電子的自旋磁量子數(shù)。對于基態(tài)的磷原子，其價電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為________。
(3)已知有關(guān)氮、磷的單鍵和三鍵的鍵能(kJ·ml-1)如表：
從能量角度看，氮以N2、而白磷以P4(結(jié)構(gòu)式可表示為)形式存在的原因是_________________________________________________
_____________________________________________________________
____________________________________________________________。
(4)已知KH2PO2是次磷酸的正鹽，H3PO2的結(jié)構(gòu)式為________，其中P采取________雜化方式。
(5)與PO eq \\al(3-,4)電子總數(shù)相同的等電子體的分子式為________________
________________________________________________________
______________________________________________________。
(6)磷酸通過分子間脫水縮合形成多磷酸，如：
如果有n個磷酸分子間脫水形成環(huán)狀的多磷酸，則相應(yīng)的酸根可寫為________。
(7)分別用、表示H2PO eq \\al(－,4)和K＋，KH2PO4晶體的四方晶胞如圖(a)所示，圖(b)、圖(c)分別顯示的是H2PO eq \\al(－,4)、K＋在晶胞xz面、yz面上的位置：
(a) (b) (c)
①若晶胞底邊的邊長均為a pm、高為c pm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，晶體的密度為________g·cm-3(寫出表達式)。
②晶胞在x軸方向的投影圖為________(填標號)。
A B
C D
[解析] (1)H、O、P、K四種元素各自所能形成的簡單離子中P3-、K＋的核外電子排布相同。(2)基態(tài)磷原子的價電子排布式為3s23p3，其中3s軌道中自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為0，3p軌道中3個電子自旋方向相同，所以代數(shù)和為＋ eq \f(3,2)。(3)由題表中鍵能關(guān)系可知3倍的N—N鍵的鍵能小于N≡N鍵的鍵能，而3倍的P—P鍵的鍵能大于P≡P鍵的鍵能，所以氮以N2中的N≡N形式存在更穩(wěn)定，磷以P4中的P—P鍵形式存在更穩(wěn)定。(4)由KH2PO2為次磷酸的正鹽，可知H3PO2中只含一個羥基，所以H3PO2的結(jié)構(gòu)式為，其中P的價層電子對數(shù)為5＋ eq \f(1,2)×(5－1×3－2×2)＝4，則P的雜化方式為sp3。(5)PO eq \\al(3-,4)的原子數(shù)為5，價電子數(shù)為32，總電子數(shù)為50，則與PO eq \\al(3-,4)電子總數(shù)相同的等電子體的分子為SiF4。(6)每相鄰兩個磷酸分子脫去一個水分子，所以n個磷酸分子形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)會脫去n個水分子，則形成的多磷酸的分子式中氫原子數(shù)目為3n－2n＝n，磷原子的數(shù)目為n，氧原子的數(shù)目為4n－n＝3n，即多磷酸分子式為HnPnO3n，故多磷酸的酸根可寫成PnO eq \\al(n－,3n)。(7)①由題給KH2PO4晶體的四方晶胞圖可知，每個晶胞中，K＋個數(shù)為6× eq \f(1,2)＋4× eq \f(1,4)＝4(個)，H2PO eq \\al(－,4)個數(shù)為8× eq \f(1,8)＋4× eq \f(1,2)＋1＝4(個)，則1個KH2PO4晶體的四方晶胞中有4個KH2PO4，晶體密度等于晶胞質(zhì)量除以晶胞體積，其中晶胞體積為a2 c×10-30 cm3，晶胞的質(zhì)量為 eq \f(4×136,NA) g，所以晶體的密度為 eq \f(4×136,a2cNA×10-30) g·cm-3。②由題圖(a)可知，晶胞在x軸方向的投影圖，應(yīng)為B圖。
[答案] (1)P3-、K＋
(2)＋ eq \f(3,2)
(3)3倍的N—N鍵的鍵能小于N≡N鍵的鍵能，而3倍的P—P鍵的鍵能大于P≡P鍵的鍵能
(4) sp3
(5)SiF4
(6)PnO eq \\al(n－,3n)
(7)① eq \f(4×136,a2cNA×10-30) ②B
18．丁苯酞(NBP)是我國擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的化學(xué)藥物，臨床上用于治療缺血性腦卒中等疾病。ZJM—289是一種NBP開環(huán)體(HPBA)衍生物，在體內(nèi)外可經(jīng)酶促或化學(xué)轉(zhuǎn)變成NBP和其它活性成分，其合成路線如圖：
已知信息：
(R1＝芳基)回答下列問題：
(1)A的化學(xué)名稱為_______________________________________。
(2)D有多種同分異構(gòu)體，其中能同時滿足下列條件的芳香族化合物的結(jié)構(gòu)簡式為________、________。
①可發(fā)生銀鏡反應(yīng)，也能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)；
②核磁共振氫譜有四組峰，峰面積比為1∶2∶2∶3。
(3)E→F中(步驟1)的化學(xué)方程式為_________________________
________________________________________________________。
(4)G→H的反應(yīng)類型為________。若以NaNO3代替AgNO3，則該反應(yīng)難以進行，AgNO3對該反應(yīng)的促進作用主要是因為________。
(5)HPBA的結(jié)構(gòu)簡式為________。通常酯化反應(yīng)需在酸催化、加熱條件下進行，對比HPBA和NBP的結(jié)構(gòu)，說明常溫下HPBA不穩(wěn)定、易轉(zhuǎn)化為NBP的主要原因_____________________________________。
(6)W是合成某種抗瘧疾藥物的中間體類似物。設(shè)計由2，4-二氯甲苯()和對三氟甲基苯乙酸()制備W的合成路線(無機試劑和四個碳以下的有機試劑任選)。
[解析] (1)由B的結(jié)構(gòu)簡式和A的分子式可知A的結(jié)構(gòu)簡式為，所以其化學(xué)名稱為鄰二甲苯或1，2-二甲苯。(2)由題意可知D的同分異構(gòu)體為芳香族化合物，則其分子中含有苯環(huán)；D的同分異構(gòu)體可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)，也能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，則其分子中含醛基、酚羥基；核磁共振氫譜有四組峰，峰面積之比為1∶2∶2∶3，說明其分子結(jié)構(gòu)對稱，由此可知其結(jié)構(gòu)簡式為。(3)酚羥基和羧基均能與NaOH反應(yīng)，所以E→F中步驟1) 反應(yīng)的化學(xué)方程式為
。
(4)由G和H的結(jié)構(gòu)簡式可知該反應(yīng)為取代反應(yīng)。選用AgNO3而不選用NaNO3的原因為AgNO3和G反應(yīng)生成AgBr沉淀，促進反應(yīng)的進行。(5)由NBP和C的結(jié)構(gòu)簡式可推斷HPBA的結(jié)構(gòu)簡式為，HPBA具有較強的酸性，可以促使其發(fā)生分子內(nèi)酯化反應(yīng)生成NBP。(6)由題意可知W的合成路線為
。
[答案] (1)鄰二甲苯(或1，2-二甲苯)
(3)
(4)取代反應(yīng) 生成AgBr沉淀，促進反應(yīng)的進行
(5) HPBA具有較強的酸性，可以促使其發(fā)生分子內(nèi)酯化反應(yīng)生成NBP(答案合理即可)
(6)
(答案合理即可)物質(zhì)
H2(g)
C(石墨，s)
C6H6(l)
燃燒熱ΔH(kJ·ml-1)
－285.8
－393.5
－3 267.5
N—N
N≡N
P—P
P≡P
193
946
197
489

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