B.汽车排气管中的催化剂可提高NO的平衡转化率
C.当投料比m=2时,NO转化率比CO转化率小
D.当体系中CO2和CO物质的量浓度之比保持不变时,反应达到平衡状态
③若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则k正︰k逆=_______(填写分数即可,不用化简)。
(2)在2L密闭容器中充入2molCO和1molNO2,发生反应4CO(g)+2NO2(g)
N2(g)+4CO2(g)ΔH<0,如图2为平衡时CO2的体积分数与温度、压强的关系。
①该反应达到平衡后,为在提高反应速率同时提高NO2的转化率,可采取的措施有______(填字母序号)
a.增加CO的浓度b.缩小容器的体积c.改用高效催化剂d.升高温度
②若在D点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大,达到的平衡状态可能是图中A~G点中的______点。
(3)近年来,地下水中的氮污染已成为一个世界性的环境问题。
在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下,密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮(NO
),其工作原理如下图所示。
若导电基体上的Pt颗粒增多,造成的后果是______。
28.(15分)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2,少量FeS2和金属硫酸盐)为原料,生产Al(OH)3并获得Fe3O4的部分工艺流程如图:
(1)焙烧过程均会产生SO2,用于吸收SO2的试剂可以是______。
(2)添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧,其硫去除率随温度变化曲线如图所示。
已知:
多数金属硫酸盐的分解温度都高于600℃
硫去除率=(1−
)×100%
①500℃焙烧(不添加CaO的矿粉)时,去除的硫元素主要来源于______。
②700℃焙烧时,添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低的主要原因是。
(3)向含大量AlO
的滤液中通入过量CO2,得到Al(OH)3白色沉淀,发生该反应的离子方程式为。
(4)FeS2与滤渣中Fe2O3在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,理论上1molFeS2完全参与反应生成的Fe3O4的物质的量为______mol。
三、选考题(共15分,请考生从以下题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分。
)
35.【化学——选修3:
物质结构与性质】(15分)
镍及其化合物是重要的合金材料和催化剂。
请回答下列问题:
(1)基态镍原子的价电子排布式为_____,排布时能量最高的电子所占能级的原子轨道有____个伸展方向。
(2)镍能形成多种配合物如正四面体形的Ni(CO)4和正方形的[Ni(CN)4]2−、正八面体形的[Ni(NH3)6]2+等。
下列说法正确的有__________
A.CO与CN−互为等电子体,其中CO分子内σ键和π键个数之比为1∶2
B.NH3的空间构型为平面三角形
C.Ni2+在形成配合物时,其配位数只能为4
D.Ni(CO)4和[Ni(CN)4]2−中,镍元素均是sp3杂化
(3)丁二酮肟常用于检验Ni2+:
在稀氨水中,丁二酮肟与Ni2+反应生成鲜红色沉淀,其结构如图所示。
该结构中,除共价键外还存在配位键和氢键,请在图中用“→”和“•••”分别表示出配位键和氢键。
(4)NiO的晶体结构类型与氯化钠的相同,相关离子半径如下表:
NiO晶胞中Ni2+的配位数为____,NiO熔点比NaCl高的原因是_____。
(5)研究发现镧镍合金LaNix是一种良好的储氢材料。
属六方晶系,其晶胞如图a中实线所示,储氢位置有两种,分别是八面体空隙(“
”)和四面体空隙(“
”),见图b、c,这些就是氢原子存储处,有氢时,设其化学式为LaNixHy。
①LaNix合金中x的值为_____;
②晶胞中和“
”同类的八面体空隙有___个,和“
”同类的四面体空隙有___个。
36.【化学——选修5:
有机化学基础】(15分)
氯吡格雷是一种用于预防和治疗因血小板高聚集引起的心、脑及其他动脉循环障碍疾病的药物。
以A为原料合成该药物的路线如图:
(1)A的化学名称是,C中的官能团除了氯原子,其他官能团名称为。
(2)A分子中最少有原子共面。
(3)C生成D的反应类型为。
(4)A与新制Cu(OH)2反应的化学方程式为。
(5)物质G是物质A的同系物,比A多一个碳原子,符合以下条件的G的同分异构体共有
种。
①除苯环之外无其他环状结构②能发生银镜反应③苯环上有只有两个取代基
其中核磁共振氢谱中有4个吸收峰,且峰值比为2∶2∶2∶1的结构简式为。
(6)已知:
,写出以苯甲醇为有机原料制备化合物
的合成路线(无机试剂任选)。
2020年高考最后押题化学卷
(二)
7.【答案】A
【解析】聚丙烯的分子式为
,故B错误;95%的乙醇,能使细菌表面的蛋白质迅速凝固,形成一层保护膜,阻止乙醇进入细菌内,达不到杀死细菌的目的,医用酒精为75%的乙醇溶液,故C错误;甲醛可刺激人体皮肤、黏膜,且为有毒物质,可致癌,不能用于餐具的消毒剂,故D错误;故答案为A。
8.【答案】C
【解析】该有机物的分子式为C9H8,A不正确;苯环上连有-CH3,原子不可能共平面,B不正确;与乙炔基在同一直线上的原子共6个,C正确;碳碳三键可以发生加聚反应,D不正确;故选C。
9.【答案】D
【解析】A.由方程式:
ClO
+3HSO
=3SO
+Cl−+3H+可知,反应开始时随着反应的进行,c(H+)不断增大,由题目信息可知反应的速率随c(H+)的增大而加快,故反应开始时速率增大可能是c(H+)增大所致,故A正确;B.由方程式:
ClO
+3HSO
=3SO
+Cl−+3H+可知,υ(ClO
)∶υ(Cl−)=1∶1,纵坐标为υ(Cl−)的υ-t曲线与图中曲线重合,故B正确;C.随着反应的进行,反应物的浓度减少,反应速率减小,所以后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小,故C正确;D.图中阴影部分“面积”可以表示t1-t2时间内ClO
的物质的量浓度的减少量,故D错误;故答案为D。
10.【答案】B
【解析】铝和Ag2S在氯化钠电解质溶液中形成原电池反应,铝做负极,表面有硫化银的银器做正极,硫化银被还原成银,银器由黑色很快恢复银白色,B项错误;答案选B。
11.【答案】A
【解析】A.蒸发需要的硅酸盐材料仪器有:
蒸发皿、酒精灯、玻璃棒,A项错误;B.强酸制弱酸原理,反应釜中反应的化学方程式为2H3PO4+Li2CO3=2LiH2PO4+H2O+CO2↑,B项正确;C.最后得到LiH2PO4晶体,分离的操作是过滤,C项正确;D.铁的化合价下降,烧结窑中氧化铁与炭黑发生氧化还原反应,D项正确;答案选A。
12.【答案】C
【解析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增。
同一主族的W和Y,Y的原子序数是W的2倍,W是O,Y是S,则Z是Cl。
X和Z形成的化合物的水溶液呈中性,W和X的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,X的最外层电子数是7-6=1,所以X是Na。
A.同周期元素原子从左到右半径增大,有Cl<S<Na;一般情况下,原子的电子层数越多,半径越大,则O原子半径最小;综合原子半径:
O<Cl<S<Na,正确;B.非金属性Cl>S,则S的气态氢化物的稳定性弱于Cl的气态氢化物,正确;C.W与X形成的化合物过氧化钠中含有共价键,错误;D.常温常压下,S的单质是固态,正确,;答案选C。
13.【答案】C
【解析】A.由图可知,a点表示SO2气体通入112mL即0.005mol时pH=7,溶液呈中性,说明SO2气体与H2S溶液恰好完全反应,a点之前为H2S过量,a点之后为SO2过量,溶液均呈酸性,酸抑制水的电离,水的电离程度先增大后减小,故A错误;B.由图中起点可知0.1mol/L H2S溶液电离出的c(H+)=10−4.1mol/L,电离方程式为H2S
H++HS−、HS−
H++S2−;以第一步为主,根据平衡常数表达式算出该温度下H2S的Ka1≈
≈10−7.2,数量级为10−8,故B错误;C.当SO2气体通入336mL时,相当于溶液中的c(H2SO3)=0.1mol/L,因为H2SO3酸性强于H2S,故此时溶液中对应的pH应小于4.1,故曲线y代表继续通入SO2气体后溶液pH的变化,故C正确;D.根据平衡常数表达式可知
,a点之后,随SO2气体的通入,c(H+)增大,当通入的SO2气体达饱和时,c(H+)就不变了,Ka1也是一个定值,
的值保持不变,故D错误;答案选C。
26.【答案】
(1)小于
(2)粉碎矿石、搅拌、适当提高温度、适当提高溶液浓度等
(3)PbO2+4HCl
PbCl2+Cl2↑+2H2O冷却、过滤“浸出”时生成的氯气,通入置换液中生成三氯化铁循环利用
(4)阳
(5)Qc(Bi2S3)=(0.01)2×(6.0×10−36÷1×10−5)3=2.16×10−95>Ksp(Bi2S3)=1.8×10−99,故有Bi2S3沉淀生成
【解析】辉铋矿(主要成分是Bi2S3、还含PbO2杂质)制备铋酸钠,辉铋矿加入氯化铁溶液和盐酸溶解后过滤,氯化铁氧化硫离子为硫单质:
Bi2S3+6FeCl3=2BiCl3+6FeCl2+3S,盐酸是防止FeCl3及BiCl3水解生成不溶性沉淀,所以得到滤渣为S,滤液中含有Bi3+,H+,Pb2+,滤液冷却结晶可以得到PbCl2,然后回收铅;再次过滤得到的滤液中加入铁粉过滤得到海绵铋,置换液主要是氯化亚铁;对海绵铋进行熔铸、精炼得到金属铋;置换液中再通入氯气得到氯化铁溶液可以循环使用。
(1)同周期,从上往下,氢化物的稳定性逐渐降低,故铋的氢化物的热稳定性小于氨气;
(2)为了提高浸出率,可采取的措施有将矿石粉粹、搅拌,以增大接触面积,也可适当增大氯化铁溶液的浓度、适当升高温度等;(3)浸出时,PbO2生成PbCl2,Pb的化合价降低,则浸出液中HCl化合价升高生成Cl2,化学方程式为PbO2+4HCl=PbCl2+Cl2↑+2H2O;由于PbCl2难溶于冷水,易溶于热水,可对滤液进行冷却结晶然后过滤分离回收PbCl2;置换液为FeCl2,可将浸出时产生的Cl2通入置换液中,使FeCl2转化为FeCl3循环利用,同时防止污染环境;(4)电解时金属铋需要被氧化生成Bi3+,电极池中阳极得电子发生氧化反应,所以粗铋为电解池的阳极;阴极得电子发生还原反应,根据电解质溶液中的离子种类可知阴极应是氢离子得电子生成氢气,所以电解总反应为
;(5)Cu2+恰好沉淀完全即溶液中c(Cu2+)=1×10−5mol·L−1,则此时溶液中c(S2−)=
mol·L−1,此时Qc(Bi2S3)=0.012×(
)3=2.16×10−95>Ksp(Bi2S3)=1.8×10−99,故有Bi2S3沉淀生成。
27.【答案】
(1)(2)abC
(3)若Pt颗粒增多,NO
更多转化为NH
存在溶液中,不利于降低溶液中含氮量
【解析】
(1)①据图1所示,正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则k正增大的倍数<k逆增大的倍数;②A.由图象可知,温度一定时,增大NO浓度,CO转化率增大,即起始投料比m越大时,CO转化率越大,所以投料比:
m1>m2>m3,故A错误;B.催化剂只改变反应速率,不改变平衡转化率,故B错误;C.由反应计量关系可知,反应中NO、CO的变化量相同,平衡转化率α=
×100%,所以平衡转化率与起始量成反比,即投料比m=2时CO转化率是NO转化率的2倍,故C正确;D.反应正向移动时CO2浓度增大,CO浓度减小,即平衡移动过程中二者浓度比值会发生变化,所以当二者比值不变时说明反应达到平衡,故D正确;故答案为:
CD;③若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,列三段式有:
达到平衡状态时正逆反应速率相等,则k正·c2(NO)·c2(CO)=k逆·c(N2)·c2(CO2),则
;
(2)①a.增加CO的浓度平衡正向移动,NO转化率提高,故a正确;b.缩小容器的体积相当于增大压强平衡正向移动,NO转化率提高,故b正确;c.改用高效催化剂,只改变化学反应速率不影响平衡移动,所以NO转化率不变,故c错误;d.该反应焓变小于零,正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,NO转化率降低,故d错误;故选ab;②相同压强下降低温度平衡正向移动,CO2体积分数增大,同一温度下增大压强平衡正向移动CO2体积分数增大,所以符合条件的为C;(3)由原理的示意图可知,若导电基体上的Pt颗粒增多,则NO
会更多的转化成铵根,不利于降低溶液中的含氮量。
28.【答案】
(1)NaOH溶液、Na2SO3溶液
(2)FeS2硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中
(3)AlO
+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO
(4)11
【解析】高硫铝土矿生产Al(OH)3并获得Fe3O4,由流程可知,矿粉中通入空气、加入氧化钙焙烧,其中氧化钙和二氧化硫反应生成亚硫酸钙,和二氧化硅反应生成硅酸钙,加入氢氧化钠溶液碱浸其中氧化铝溶解生成偏铝酸钠溶液,过滤得到滤液为偏铝酸钠溶液,焙烧时Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,滤液与足量二氧化碳反应生成氢氧化铝。
(1)吸收过量SO2可以用NaOH溶液或Na2SO3溶液;
(2)①不添加CaO的矿粉中S元素来源是FeS2和金属硫酸盐,多数金属硫酸盐的分解温度都高于600℃,所以可判断焙烧过程中S元素主要来源是FeS2;②700℃焙烧时,添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低,考虑加入CaO可能使S转化为CaSO4,形成的硫酸盐分解温度较高,所以会导致S的脱除率降低;(3)向含AlO
的滤液中通入过量CO2,得到Al(OH)3和HCO
,离子方程式为AlO
+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO
;(4)FeS2与滤渣中Fe2O3在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,设有xmolFe2O3和ymolFeS2完全参加反应,根据电子得失守恒:
2x×(3−
)=2y×5+y×(
−2),解得
=16,所以理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=1∶16,若1molFeS2完全参与反应,消耗n(Fe2O3)=16mol,根据铁元素守恒,生成的Fe3O4的物质的量为11mol。
35.【答案】
(1)3d84s25
(2)A
(3)
(4)6离子所带电荷数越高,离子半径越小,则晶格能越大,熔点越高
(5)536
【解析】
(1)Ni为28号元素,价电子排布式为3d84s2,排布时能量最高的电子所占的能级为3d,3d轨道有5个伸展方向;
(2)A.CO、CN−与N2互为等电子体,N2分子内含1个σ键和2个π键,A项正确;B.NH3中N原子为sp3杂化方式,VSEPR模型为四面体形,空间构型为三角锥形,B项错误;C.[Ni(CN)4]2−和[Ni(NH3)6]2+中的Ni的化合价为+2价,其配位数分别是4和6,C项错误;D.Ni(CO)4为正四面体,采用sp3杂化,而[Ni(CN)4]2−是平面四边形,不是sp3杂化方式,D项错误;故答案选A;(3)中心原子提供空轨道,配体提供孤电子对形成配位键;氢键存在于已经与N、O和F等电负性很强的原子形成的共价键的H与另外的N、O和F等电负性很大的原子之间,则可以表示为:
;(4)氯化钠中钠离子和氯离子的配位数分别是6,NiO的晶体结构类型与氯化钠相同,NiO晶胞中Ni和O的配位数分别6,影响离子晶体熔点的因素有离子半径和电荷,所带电荷数越高,离子半径越小,则晶格能越大,熔点越高;(5)①该晶体的晶胞不是六棱柱,而是实线部分表示的平行六面体,各原子在晶胞中的位置可参照图a和b,如果将平行六面体抽取出来,晶胞如下图所示,
,La在顶点,Ni在面心有4个(其中顶层和底层各2个,均摊后各1个,前后左右4个面各1个,均摊后共2个)和体心(1个),所以晶体化学式为LaNi5,x=5,②其正八面体空隙和四面体型空隙的位置如下图所示:
,(若以空心球表示原子,实心球表示空隙的中心,则正八面体结构为
,四面体结构为:
。
36.【答案】
(1)邻氯苯甲醛(2-氯苯甲醛)氨基、羧基
(2)12
(3)取代反应(或酯化反应)
(4)
+2Cu(OH)2+NaOH
Cu2O↓+3H2O+
(5)6
、
(6)
【解析】
(1)有机物A的结构简式为
,其化学名称为邻氯苯甲醛,C的结构简式为
,分子中含有的管能团有氨基、羧基和氯原子,故答案为:
邻氯苯甲醛;氨基、羧基;
(2)A分子中苯环和醛基均为共平面结构,故分子中最少有苯环上的所有原子共平面,即最少有12个原子共平面,故答案为:
12;(3)C与CH3OH发生酯化反应生成D,反应类型为取代反应(或酯化反应),故答案为:
取代反应(或酯化反应);(4)A的结构简式为
,分子中含有醛基,可与新制Cu(OH)2反应生成Cu2O的砖红色沉淀,反应方程式为
+2Cu(OH)2+NaOH
Cu2O
↓+3H2O+
,故答案为:
+2Cu(OH)2+NaOH
Cu2O↓+3H2O+
;(5)物质G是物质A的同系物,比A多一个碳原子,物质G除苯环之外无其他环状结构;能发生银镜反应,可知物质G含有醛基,又苯环上有只有两个取代基,则物质G除苯环外含有的基团有2组,分别为-CHO、-CH2Cl和-Cl、-CH2CHO,分别都有邻间对3种结构,故G的同分异构体共有6种,其中核磁共振氢谱中有4个吸收峰,且峰值比为2∶2∶2∶1的结构简式为
、
,故答案为:
6;
、
;(6)已知:
,根据题干信息,结合合成氯吡格雷的路线可得,以苯甲醇为有机原料制备化合物
的合成路线可以是
。