,根据水的离子积可计算得c(H+)=1×10-3mol·L-,同时可得知,HA为弱酸,因其部分电离,故稀释10倍后,c(H+)并不是原来的1/10,ACD均不正确;NH4Cl在溶液中NH4+水解为NH3·H2O,NH3·H2O电离出NH4+,所以,二者对对方的平衡都起了抑制作用。
选A。
13.已知:
2Fe+3Br2=2FeBr3,Fe2+的还原性大于Br-。
现有16.8g铁和0.3molBr2反应后加入水得到澄清溶液后,通入amolCl2。
下列叙述不正确的是
A.当a=0.1时,发生的反应为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
B.当a=0.45时,发生的反应为2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-
C.若溶液中Br-有一半被氧化时,c(Fe3+):
c(Br-):
c(Cl-)=1:
1:
3
D.当0<a<0.15时,溶液中始终满足2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)=c(Cl-)+c(Br-)+c(OH-)
答案:
C
解析:
因Fe2+的还原性强于Br-,在水溶液中16.8g铁和0.3molBr2恰好反应,生成FeBr2,当通入Cl2先氧化Fe2+,完全生成Fe3+后,才氧化Br-,根据电子电荷守恒可知,ABD都正确;若溶液中Br-有一半被氧化时,c(Fe3+):
c(Br-):
c(Cl-)应该是1:
1:
2。
选项是C。
第Ⅱ卷(共174分)
三、非选择题:
包括必考题和选考题两部分。
第22题~第32题为必考题,每个小题考生都必须做答。
第33题~第40题为选考题,考生根据要求做答。
(一)必考题
26.(15分)研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源,解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机,同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应,实现CO2的良性循环。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。
下图表示恒压容器中0.5molCO2和1.5molH2转化率达80%时的能量变化示意图。
①写出该反应的热化学方程式:
。
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_____。
a.容器中压强不变b.H2的体积分数不变
c.c(H2)=3c(CH3OH)d.容器中密度不变
e.2个C=O断裂的同时有6个H-H断裂。
(2)人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料.下图是通过人工光合作用制备HCOOH原理的示意图。
根据要求回答问题:
①该过程是将____________转化为____________。
(以上两空选填“电能”“太阳能”“化学能”)
②催化剂b表面的电极反应方程式为
______________________________________。
(3)某国科研人员提出了使用氢气和汽油(汽油化学式用C8H18表示)混合燃料的方案,以解决汽车CO2的排放问题。
该方案主要利用储氢材料CaH2产生H2和用汽油箱贮存汽油供发动机使用,储氢系统又捕集汽油燃烧产生的CO2,该系统反应如下图所示:
解决如下问题:
①写出CaH2的电子式______________________。
②反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比是:
______________。
③如该系统反应均进行完全,试写出该系统总反应的化学方程式_________________。
答案:
(1)①CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49kJ·mol-1(3分))②bd(2分,多选错选0分,漏选1个给1分)
(2)①太阳能化学能(各1分)②CO2+2e-+2H+=HCOOH(2分)
(3)①
(2分)
②2:
1(2分)③16CaH2+2C8H18+41O2=16CaCO3+34H2O(2分)
解析:
(1)由图示的反应物、生成物的能量关系,通过计算可得,该反应的热化学反应方程式为:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49kJ·mol-1,因该反应是恒压下的气体体积缩小反应,故其平衡的标志有:
H2的体积分数不变、容器中密度不变。
(2)从图示明显看出该过程是太阳能转化为化学能,由电子流向知,b是电池的正极,CO2得电子生成HCOOH,在酸性环境中电极反应式为:
CO2+2e-+2H+=HCOOH,(3)CaH2是离子化合物,
其中H是负1价,故其电子式为:
,在反应1中CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑故氧化剂H2O与还原剂CaH2的物质的量之比是2:
1,结合图示总的反应物和产物可知该过程总的方程式为:
16CaH2+2C8H18+41O2=16CaCO3+34H2O。
27.(14分)某实验小组欲探究碳与浓硝酸反应的情况。
甲同学设计了图1装置,认为若有红棕色气体产生就说明碳与浓硝酸发生了反应。
(1)乙同学认为甲同学的结论是错误的,他的理由是___________________________(用化学方程式表示),所以他认为应该检验___________(填化学式)的产生来证明碳与浓硝酸反应。
为此乙同学查阅相关资料得知“0℃时四氧化二氮为液体”,从而改进了实验装置如图2所示。
(2)为了减少干扰,对于A装置有下面4种操作方案,其中最合理的是(填写数字序号)________。
①将炭与浓硝酸一同放在装置中加热;②先加热浓硝酸,然后将炭投入其中;
③先加热炭,再加入冷浓硝酸;④先加热炭,再将炭投入冷浓硝酸。
(3)请用平衡移动原理解释B装置的作用______________________________________
___________________________________________________________________________。
(4)C装置中出现的现象是________________________________________________,经检测C的溶液中还含有少量氮元素,只以NO3-形式存在,写出生成该离子的化学方程式_____________________________________________________________________。
答案:
(1)4HNO3
4NO2↑+O2↑+2H2O(2分)CO2(1分)
(2)④(2分)
(3)常温下存在平衡体系:
2NO2
N2O4,降低温度N2O4液化,平衡右移,除去混合气体中的NO2。
(3分)
(4)C中溶液变浑浊(或产生白色沉淀)(3分) 4NO2+O2+2Ba(OH)2=2Ba(NO3)2+2H2O(3分)
解析:
(1)该反应是在加热的条件下进行的,而加热时浓硝酸也能分解产生红棕色的NO2气体,要验证反应的进行,需要检验氧化产物CO2;
(2)为防止浓硝酸分解应该是先加热炭,再将炭投入冷浓硝酸;(3)因存在存在:
2NO2
N2O4平衡体系,该过程是放热的,用冰水冷却,降低温度N2O4液化,平衡右移,除去混合气体中的NO2。
(4)得到的CO2和氢氧化钡作用生成难溶的BaCO3,故C中出现白色沉淀。
因为C中的氮元素以NO3-形式存在,所以,必然有氧气参入了反应,其生成该离子的方程式为:
4NO2+O2+2Ba(OH)2=2Ba(NO3)2+2H2O。
28.(14分)5种固体物质A、B、C、D、E由下表中不同的阴阳离子组成,它们均易溶于水。
阳离子
Na+ Al3+Fe3+ Cu2+、 Ba2+
阴离子
OH- Cl- CO32- NO3- SO4-
分别取它们的水溶液进行实验,结果如下:
①A溶液与C溶液混合后产生蓝色沉淀,向该沉淀中加入足量稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固体;
②B溶液与E溶液混合后产生红褐色沉淀,同时产生大量气体;
③少量C溶液与D溶液混合后产生白色沉淀,过量C溶液与D溶液混合后无现象;
④B溶液与D溶液混合后无现象;
⑤将38.4gCu片投入装有足量D溶液的试管中,Cu片不溶解,再滴加1.6mol·L-1稀H2SO4,Cu逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现。
(1)据此推断A、C的化学式为:
A______________;C______________。
(2)写出步骤②中发生反应的化学方程式。
(3)D溶液中滴入石蕊试液,现象是___________________________________________,
原因是_____________________________________________(用离子方程式说明)。
(4)步骤⑤中若要将Cu片完全溶解,至少加入稀H2SO4的体积是mL。
(5)现用500mL3mol·L-1的E溶液充分吸收11.2LCO2气体(标准状况下),反应后溶液中各离子的物质量浓度由小到大的顺序为
_________________________________。
(6)若用惰性电极电解A和B的混合溶液,溶质的物质的量均为0.1mol,请在坐标系中画出通电后阳极产生气体的体积(标准状况下)V与通过电子的物质的量n的关系(不考虑气体溶于水)。
答案:
1)CuSO4Ba(OH)2(各1分)
(2)2FeCl3+3Na2CO3+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑+6NaCl(2分)
(3)溶液由无色变成红色(2分)Al3++3H2O
Al(OH)3+3H+(2分)
(4)500(2分)
(5)c(H+)<c(OH-)<c(CO32-)<c(HCO3-)<c(Na+)(2分)
(6)
(2分)
解析:
通过对题给信息的综合分析可知:
(1)A是CuSO4、B是FeCl3、C是Ba(OH)2D是Al(NO3)3、E是Na2CO3。
(2)B溶液与E溶液混合后发生反应:
FeCl3+3Na2CO3+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑+6NaCl,产生红褐色沉淀,同时产生大量气体;(3)D溶液中因Al3+水解Al3++3H2O
Al(OH)3+3H+溶液呈酸性,滴入石蕊试液,溶液由无色变成红色;(4)要使38.4gCu片完全溶解,3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,需要1.6mol·L-1稀H2SO4500ml。
(5)在500mL3mol·L-1的Na2CO3溶液中通入11.2LCO2气体(标准状况下),反应后溶液中的溶质为等物质的量的Na2CO3和NaHCO3,因CO32-和HCO3-均水解呈碱性,且前者水解程度大于后者,故溶液中各离子的物质量浓度由小到大的顺序为c(H+)<c(OH-)<c(CO32-)<c(HCO3-)<c(Na+),(6)若用惰性电极电解物质的量都是0.1mol的CuSO4、FeCl3混合液,阳极先是0.3mol的Cl-放电生成0.15mol的Cl2,而后0.2mol的OH-放电产生0.5mol的氧气,图像见答案。
难度:
4
36.[化学——选修2:
化学与技术](15分)
纯碱(化学式为Na2CO3)是一种重要的化工原料。
现代化工生产有三种工艺:
一、布兰制碱法。
以食盐为原料制碱,该法分三步:
①用氯化钠与硫酸反应制硫酸钠:
2NaCl+H2SO4=Na2SO4+2HCl;
②用焦炭还原硫酸钠得硫化钠:
Na2SO4+4C=Na2S+4CO↑
③用硫化钠与石灰石反应制碳酸钠:
Na2S+CaCO3=Na2CO3+CaS
二、氨碱法即索尔维制碱法。
以食盐、氨、二氧化碳为原料,其反应也分三步进行:
①NH3+CO2+H2O=NH4HCO3
②NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl
③2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O
三、候氏制碱法。
低温下先向饱和食盐水中通入氨气,再通入二氧化碳可析出碳酸氢钠,再加入细盐末,因同离子效应,低温氯化铵溶解度突然降低,而食盐的溶解度变化不大,所以氯化铵析出而食盐不析出;再用氨饱和后通二氧化碳,结果往返析出NaHCO3和NH4Cl。
该法生产的纯碱质量优良,纯白如雪。
(1)通过三种方法的比较,布兰制碱法工艺的缺点有____________________________
___________________________________________(写两点)。
(2)氨碱法工艺的中循环利用的物质是_________(填化学式);产品的副产物NH4Cl既可以做氮肥又可以重新生成氨气。
写出NH4Cl与生石灰反应的化学方程式。
(3)候氏制碱法反应的方程式为____________________________________________。
(4)为什么候氏制碱法工艺中先向饱和食盐水中通入氨气,再通入二氧化碳。
理由是______________________________________________________(写两点)。
(5)候氏制碱法产品纯碱中含有碳酸氢钠。
如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数,用m1表示加热前纯碱样品的质量,m2表示加热后固体的质量。
则纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为:
___________________________。
答案:
1)生产时需要高温;硫酸对设备腐蚀严重;CaS废弃物长期堆积臭气四溢;成本较高。
(4分,答出以上任意两点各2分,其他合理答案均给分)
(2)CO2(1分)2NH4Cl+CaO=2NH3↑+CaCl2+H2O(2分)
(3)NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl(2分)
(4)CO2在水中的溶解度较小,吸收率低;后通入CO2保证全部生成NaHCO3(4分,答出以上任意两点各2分,其他合理答案均给分)
(5)
(2分)
解析:
(1)在布兰制碱法中:
氯化钠与硫酸反应,硫酸对设备腐蚀严重,焦炭还原硫酸钠需要高温,最后的CaS无法再利用,也可能造成环境污染。
(2)氨碱法中二氧化碳可以循环利;(3)由实验室制氨气,不难得出NH4Cl与生石灰(CaO)反应的化学方程式:
2NH4Cl+CaO=2NH3↑+CaCl2+H2O。
(4)因CO2在水中的溶解度较小,为增加吸收率,尽多的生成NaHCO3,所以,候氏制碱法工艺中先向饱和食盐水中通入氨气,保证溶液的碱性环境,再通入二氧化碳。
(5)由反应2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O可计算出纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为:
37.[化学——选修3:
物质结构与性质](15分)
W、M、X、Y、Z是周期表前36号元素中的五种常见元素,其原子序数依次增大。
W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代;M的氧化物是导致酸雨的主要物质之一。
X的某一种单质是大气污染物监测物之一;Y的基态原子核外有6个原子轨道处于半充满状态;Z能形成红色的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。
(1)Y3+基态的电子排布式可表示为。
(2)MX3-的空间构型(用文字描述)。
(3)M可形成多种氢化物,其中MH3的碱性强于M2H4的原因是___________________
_______________________________________________________________________。
(4)根据等电子原理,WX分子的结构式为。
(5)1molWX2中含有的σ键数目为。
(6)H2X分子中X原子轨道的杂化类型为。
(7)向Z2+的溶液中加入过量NaOH溶液,可生成Z的配位数为4的配位离子,写出该配位离子的结构式。
答案:
1)
1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)(2分)
(2)平面三角形(2分)
(3)N2H4中分子N为-2价,而NH3分子中N为-3价,负电性更高,导致N原子的孤对电子更易提供出来与H+结合,故碱性更强。
(3分)
(4)C≡O(2分) (5)2×6.02×1023个(或2NA)(2分)
(6)sp3(2分)
(2分)
解析:
由题意所给知:
元素W、M、X、Y、Z分别是C、N、O、Gr、Cu,故:
(1)Cr3+基态的电子排布式是1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3),
(2)NO3-的空间构型是平面三角形,(3)因N2H4中分子N为-2价,而NH3分子中N为-3价,负电性更高,吸引电子能力更强,导致N原子的孤对电子更易提供出来与H+结合,故碱性更强。
(4)CO和N2是等电子体,其结构式是C≡O(5)由CO2的分子结构O=C=O可知,1molCO2分子中含有2mol的σ键,(6)在H2O中氧原子采取sp3杂化方式;(7)Cu2+结合4个OH-生成[Cu(OH)4]2-,其结构式是:
38.[化学——选修5:
有机化学基础](15分)
某课题组以甲苯为主要原料,采用以下路线合成化妆品防霉剂:
对—羟基苯甲酸乙酯。
请回答:
(1)有机物C7H7Br的名称为。
(2)产品的摩尔质量为_____________________。
(3)在①~⑥的反应中属于取代反应的有_______________________。
(4)
在一定条件下发生聚合反应生成高分子化合物,写出该反应的化学方程式(有机物写结构简式)。
(5)
的同分异构体很多,其中符合下列条件有______种。
①遇到FeCl3溶液出现显色现象;②能发生水解反应;③能发生银境反应;④无-CH3结构。
上述同分异构体中核磁共振氢谱显示其有5种峰的结构简式为。
(6)高分子化合物
是一种建筑材料,根据题中合成路线信息,以甲苯为原料合成该高分子化合物,请设计合成路线(无机试剂及溶剂任选)。
注:
合成路线的书写格式参照如下示例流程图:
答案:
(1)3—溴甲苯或对溴甲苯(2分)
(2)168g·mol-1(2分)
(3)①②③⑤⑥(2分,错选0分,漏选1个扣1分)
(4)
(2分)
(5)3(2分)
(2分)
解析:
(1)由反应②产物的基团的位置可知,反应①的取代应该是在甲苯甲基的对位,产物名称是:
3—溴甲苯或对溴甲苯;
(2)反应⑥是酯化反应,依据酸脱羟基醇脱氢的原理,所得的对—羟基苯甲酸乙酯摩尔质量是168g·mol-;(3)根据取代反应的概念和实质,在转化过程中,①②③⑤⑥均是取代反应;(4)
发生缩聚反应的方程式为:
,注意:
“一定条件”、小分子、n等相关事项。
(5)
的同分异构体中,要遇到FeCl3溶液出现显色现象,需有酚羟基,发生水解反应,要有酯基,能发生银境反应,需要醛基,还要求无甲基,只能是
及其邻位和间位,共三种。
如果用甲苯合成
,依题意,可按下列程序进行:
。
化学部分(100分)
A卷:
7.A8.D9.B10.C11.A12.B13.C
B卷:
7.A8.C9.B10.C11.A12.B13.D
26.(15分)
(1)①CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49kJ·mol-1(3分))②bd(2分,多选错选0分,漏选1个给1分)
(2)①太阳能化学能(各1分)②CO2+2e-+2H+=HCOOH(2分)
(3)①
(2分)
②2:
1(2分)③16CaH2+2C8H18+41O2=16CaCO3+34H2O(2分)
27.(14分)
(1)4HNO3
4NO2↑+O2↑+2H2O(2分)CO2(1分)
(2)④(2分)
(3)常