2022年普通高等学校招生全国统一考试（甲卷）理科综合化学试题及考查目标分析

■广东省佛山市南海区石门中学 张春艳 张 平 张福根

■广东省佛山市第四中学 张景波

■广东省佛山市高明区第一中学 刘 洁

【试题部分】(以原试卷题号为序)

可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 F 18 Cl 35.5 Ca 40 Cu 64

一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共42分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。

7.化学与生活密切相关。下列叙述正确的是( )。

A.漂白粉与盐酸可混合使用以提高消毒效果

B.温室气体是形成酸雨的主要物质

C.棉花、麻和蚕丝均为碳水化合物

D.干冰可用在舞台上制造“云雾”

8.辅酶Q10具有预防动脉硬化的功效,其结构简式如下。下列有关辅酶Q10的说法正确的是( )。

A.分子式为C60H90O4

B.分子中含有14个甲基

C.分子中的四个氧原子不在同一平面

D.可发生加成反应,不能发生取代反应

9.能正确表示下列反应的离子方程式为( )。

A.硫化钠溶液和硝酸混合:

S2-+2H+＝＝H2S

B.明矾溶液与过量氨水混合:

Al3++4NH3+2H2O＝＝+4NH+4

C.硅酸钠溶液中通入二氧化碳:

D.将等物质的量浓度的Ba(OH)2和NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合:

Ba2++2OH-+2H++＝＝BaSO4↓+2H2O

10.一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图1所示(KOH溶液中,Zn2+以Zn(OH存在)。电池放电时,下列叙述错误的是( )。

图1

A.Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移

C.MnO2电极反应:MnO2+4H++2e-＝＝Mn2++2H2O

D.电池总反应:Zn+4OH-+MnO2+4H+＝＝Zn(OH+Mn2++2H2O

11.NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )。

A.25 ℃、101 kPa下,28 L氢气中质子的数目为2.5NA

B.2.0 L 1.0 mol·L-1AlCl3溶液中,Al3+的数目为2.0NA

C.0.20 mol苯甲酸完全燃烧,生成CO2的数目为1.4NA

D.电解熔融CuCl2,阴极增重6.4 g,外电路中通过电子的数目为0.10NA

12.Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,其最外层电子数之和为19。Q与X、Y、Z位于不同周期,X、Y相邻,Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍。下列说法正确的是( )。

A.非金属性:X＞Q

B.单质的熔点:X＞Y

C.简单氢化物的沸点:Z＞Q

D.最高价含氧酸的酸性:Z＞Y

13.根据实验目的,下列实验及现象、结论都正确的是( )。

选项 实验目的 实验及现象 结论A比较CH3COO-和HCO-3的水解常数分别测浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COONH4和NaHCO3溶液的pH,后者大于前者Kb(CH3COO-)＜Kb(HCO-3)B检验铁锈中是否含有二价铁将铁锈溶于浓盐酸,滴入KMnO4溶液,紫色褪去铁锈中含有二价铁C探究氢离子浓度对CrO2-4、Cr2O2-7相互转化的影响向K2CrO4溶液中缓慢滴加硫酸,黄色变为橙红色增大氢离子浓度,转化平衡向生成Cr2O2-7 的方向移动D检验乙醇中是否含有水向乙醇中加入一小粒金属钠,产生无色气体 乙醇中含有水

二、非选择题:共58分,第26～28题为必考题,每个试题考生都必须作答,第35～36题为选考题,考生根据要求作答。

(一)必考题:共43分。

26.(14分)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备,菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:

本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如表1所示。

表1

回答下列问题:

(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为_____。

(2)为了提高锌的浸取效果,可采取的措施有_____。

(3)加入物质X调溶液pH=5,最适宜使用的X是_____(填标号)。

A.NH3·H2O B.Ca(OH)2

C.NaOH

滤渣①的主要成分是_____、____、___。

(4)向80～90 ℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液,充分反应后过滤,滤渣②中有MnO2,该步反应的离子方程式为____。

(5)滤液②中加入锌粉的目的是_____。

(6)滤渣④与浓硫酸反应可以释放HF并循环利用,同时得到的副产物是_____、_____。

27.(15分)硫化钠可广泛用于染料、医药行业。工业生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质。硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇。实验室中常用95%乙醇重结晶纯化硫化钠粗品。回答下列问题:

(1)工业上常用芒硝(Na2SO4·10H2O)和煤粉在高温下生产硫化钠,同时生成CO,该反应的化学方程式为____。

(2)溶解回流装置如下页图2所示,回流前无须加入沸石,其原因是_____。回流时,烧瓶内气雾上升高度不宜超过冷凝管高度的。若气雾上升过高,可采取的措施是_____。

图2

(3)回流时间不宜过长,原因是____。回流结束后,需进行的操作有:

①停止加热 ②关闭冷凝水 ③移去水浴

正确的顺序为____(填标号)。

A.①②③ B.③①②

C.②①③ D.①③②

(4)该实验热过滤操作时,用锥形瓶而不能用烧杯接收滤液,其原因是____。热过滤除去的杂质为____。若滤纸上析出大量晶体,则可能的原因是_____。

(5)滤液冷却、结晶、过滤,晶体用少量____洗涤,干燥,得到Na2S·xH2O。

28.(14分)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途。目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4,再进一步还原得到钛。回答下列问题:

(1)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1 000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下:

(ⅰ)直接氯化:

TiO2(s)+2Cl2(g)＝＝TiCl4(g)+O2(g)ΔH1=172 kJ·mol-1,Kp1=1.0×10-2

(ⅱ)碳氯化:

TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)＝＝TiCl4(g)+2CO(g) ΔH2=-51 kJ·mol-1,Kp2=1.2×1012Pa

①反应2C(s) +O2(g)＝＝2CO(g)的ΔH为_____kJ·mol-1,Kp为____Pa。

②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化,其原因是_____。

③对于碳氯化反应:增大压强,平衡____移动(填“向左”“向右”或“不”);温度升高,平衡转化率_____(填“变大”“变小”或“不变”)。

(2)在1.0×105Pa,将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图3所示。

图3

①反应C(s)+CO2(g)2CO(g) 的平衡常数Kp(1 400 ℃)=____Pa。

②图中显示,在200 ℃平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4,但实际生产中反应温度却远高于此温度,其原因是____。

(3)TiO2碳氯化是一个“气—固—固”反应,有利于TiO2-C“固—固”接触的措施是____。

(二)选考题:共15分。请考生从2道题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。

35.(15分)[选修3:物质结构与性质]

2008年北京奥运会的“水立方”,在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”,实现了奥运场馆的再利用,其美丽的透光气囊材料由乙 烯(CH2＝C H2)与四氟乙烯(CF2＝C F2)的共聚物(ETFE)制成。回答下列问题:

(1)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为____。

(2)下页图4中a、b、c分别表示C、N、O和F逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是____(填标号),判断的根据是____;第三电离能的变化图是_____(填标号)。

图4

(3)固态氟化氢中存在(HF)n形式,画出(HF)3的链状结构_____。

(4)CF2＝C F2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为____和_____;聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯,从化学键的角度解释原因:___。

(5)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物,其晶胞结构如图5所示,X代表的离子是_____;若该立方晶胞参数为apm,正负离子的核间距最小为____pm。

图5

36.(15分)[选修5:有机化学基础]

用N-杂环卡宾碱(NHC base)作为催化剂,可合成多环化合物。下面是一种多环化合物H的合成路线(无须考虑部分中间体的立体化学)。

回答下列问题:

(1)A的化学名称为____。

(2)反应②涉及两步反应,已知第一步反应类型为加成反应,第二步的反应类型为_____。

(3)写出C与Br2/CCl4反应产物的结构简式:___。

(4)E的结构简式为____。

(5)H中含氧官能团的名称是____。

(6)化合物X是C的同分异构体,可发生银镜反应,与酸性高锰酸钾反应后可以得到对苯二甲酸,写出X的结构简式:____。

【试卷整体评价】

1.情境取材广泛、真实,突出价值观念引领。

侧重增强化学与环境保护、医药卫生、能源材料等方面的联系。如第8题辅酶Q10、第35题北京冬奥会场馆使用的高分子材料等情境。如第28题金属钛的提取,通过对应用于社会生产实践中化学原理的考查,充分体现化学学科推动科技发展和人类社会进步的重要作用,凸显化学学科的社会价值。

2.深化基础性考查,促进考生主动思考。

试题围绕高中化学基础内容,深入考查考生对有机化学基本概念(第8题)、离子方程式(第9题)、化学反应原理(第10题)、阿伏加德罗常数(第11题)、元素性质与周期律(第12题)等主干内容的理解能力,有效鉴别考生的基础是否扎实,教师是否严格按照高中化学课程标准进行教学。

实验是化学学科重要的研究手段,第13题围绕“盐类水解的应用”“铁及其化合物的性质”“探究影响化学平衡移动的因素”“有机化合物中常见官能团的检验”等重要实验,考查利用化学反应基本原理、基于实验目的分析实验现象得出结论的能力。

3.聚焦核心素养,考查学科关键能力。

试题创新信息呈现方式、设问角度独特,要求考生多角度、多层次、多维度地认识化学基本规律,在分析和解决化学问题中考查学科关键能力,培育核心素养。

第26题呈现菱锌矿制备硫酸锌的工艺流程,提供有关金属离子难溶电解质的溶度积,要求考生基于数据综合分析整个工艺流程,引导考生思考不同物质的分离条件。

第28题给出不同条件对“钛氯化”反应平衡转化率的影响,考查变化观念与平衡思想素养,引导考生深刻理解化学平衡的本质。第35题考查碳、氮、氧、氟电离能的变化规律,让考生理解原子结构与元素性质之间的关系。

4.注重教学实际,推进教考衔接。

试题坚持将课程标准作为命题的主要依据,以陌生的情境考查考生熟悉的知识内容,既满足高等学校选拔要求,又有利于考生实际水平的发挥,如第27题借助硫化钠提纯的情境,考查乙醇、硫化钠的性质,考查回流、过滤等基本操作。第28题,利用“气-固-固”反应的陌生情境,考查考生多角度认识并应用化学反应规律的能力。

试题将化学反应原理、物质结构理论两大化学理论与其他模块内容进行综合考查,促使考生构建系统全面的学科知识体系,与课程改革理念同向同行。如第35题考查乙烯、四氟乙烯及其聚合物的结构与性质的关系。

总体而言,试题深入贯彻落实立德树人根本任务,充分考虑教育教学基本规律、化学学科内容逻辑、考生认知特点,突出学科主干内容,促进考生化学观念、科学思维和正确价值观念的形成与发展,引导考生提升综合素质。

【参考答案与解析部分】

一、选择题

7.D

考查目标及解析:

本题考查了化学原理在生活中的运用,涉及物质的组成、性质及用途。

选项A错误,漂白粉的有效成分次氯酸钙与盐酸混合,不仅不能提高消毒效果,而且会反应生成有毒的氯气。

选项B错误,二氧化碳(CO2)、氟利昂、甲烷(CH4)等是地球大气中主要的温室气体。形成酸雨的主要物质是硫氧化物、氮氧化物等。

选项C错误,棉花、麻的主要成分均是纤维素,属于糖类物质,糖类物质的俗称为碳水化合物,但蚕丝主要成分是蛋白质。

选项D正确,干冰是固态的二氧化碳,干冰易升华,升华时吸收大量的热,使周围温度降低,水蒸气凝结成了小液滴,形成“云雾”效果。

8.B

考查目标及解析:

本题以辅酶Q10为情境,考查有机聚合物分子式、组成、空间结构及性质。在键线式中,线的端点代表甲基,该有机物的结构简式为。

选项A错误,根据结构简式,中括号内碳原子数为50,中括号外碳原子数为9,分子式为C59H90O4。

选项B正确,根据结构简式,中括号外有3个甲基,中括号内甲基有10个,10个重复基团的最后一个连接H原子的碳是甲基,因此共有14个甲基。

选项C错误,双键碳和与其直接相连的四个原子共面,羰基碳原子和与其直接相连的氧原子及另外两个原子共面,因此分子中的四个氧原子在同一平面上。

选项D错误,碳碳双键能发生加成反应,分子中含有甲基,能发生取代反应。

9.D

考查目标及解析:

本题考查离子方程式的书写。

选项A错误,S2-有还原性,硝酸有氧化性,硫化钠与硝酸应发生氧化还原反应。

选项B错误,Al(OH)3不能溶于过量的氨水,故反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2O＝＝Al(OH)3↓+3。

选项C错误,向Na2SiO3溶液中通入CO2时,生成硅酸沉淀,CO2则根据其通入的量的多少反应为或,反应的离子方程式为+H2O+CO2＝＝H2SiO3↓+(CO2少量)或+2H2O+2CO2＝＝H2SiO3↓+2(CO2过量)。

选项D正确,当Ba(OH)2与NH4HSO4物质的量之比为1∶2时,Ba(OH)2电离出的OH-与NH4HSO4电离出的H+反应生成水,Ba(OH)2电离出的Ba2+与NH4HSO4电离出的反应生成BaSO4沉淀,反应的离子方程为Ba2++2OH-+2H++＝＝BaSO4↓+2H2O。

10.A

考查目标及解析:

本题以水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池为情境,考查了原电池的原理,包括离子移动方向、电极反应式及电池反应等。

根据题干信息分析,Zn为电池的负极,电极反应为Zn-2e-+4OH-＝＝Zn(,MnO2为电池的正极,电极反应为MnO2+2e-+4H+＝＝Mn2++2H2O。Ⅰ区消耗4 mol H+,生成1 mol Mn2+,Ⅲ区消耗4OH-,生成1 mol Zn(;为平衡电荷,Ⅱ区的K+向Ⅰ区移动或Ⅰ区的向Ⅱ区移动,Ⅱ区的向Ⅲ区移动或Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动。

根据以上分析,A选项说法错误,B、C、D选项说法正确。

11.C

考查目标及解析:

本题以阿伏加德罗常数为主题,考查气体摩尔体积相关计算、水解、燃烧、电解过程的粒子数量关系等知识。

选项A错误,标准状况是指0 ℃、101 kPa,25 ℃、101 kPa时不能用标准状况下的气体摩尔体积计算气体的物质的量。

选项B错误,Al3+在溶液中水解生成Al(OH)3,因此2.0 L 1.0 mol·L-1AlCl3溶液中,Al3+的数目小于2.0NA。

选项C正确,苯甲酸的分子式为C7H6O2,根据碳原子守恒,燃烧时存在关系式C7H6O2～7CO2,0.20 mol苯甲酸完全燃烧,生成CO2的数目为1.4NA。

选项D错误,电解熔融CuCl2,阴极反应为Cu2++2e-＝＝Cu,当阴极增重6.4 g,即生成0.1 mol Cu,外电路中通过的电子数目为0.20NA。

12.D

考查目标及解析:

本题以元素周期表、元素周期律为主题,考查元素的推断、元素周期律的递变性、分子间作用力大小等知识。

Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,Q与X、Y、Z位于不同周期,Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍,则Q位于第二周期,X、Y、Z位于第三周期,Y原子最外层电子数为4,则Y为Si元素,X、Y相邻,则X为Al元素。Q、X、Y、Z的最外层电子数之和为19,Q、Z的最外层电子数之和为19-3-4=12,则Q、Z分别为F、P元素或O、S元素或N、Cl元素。

选项A错误,Al为金属元素,F、O、N等为非金属性较强的非金属元素,因此非金属性:X＜Q。

选项B错误,Al为典型金属晶体,熔点660 ℃,Si单质为典型共价晶体,熔点为1 410 ℃。

选项C错误,Q、Z分别为F、P元素或O、S元素或N、Cl元素,HF、H2O、NH3存在分子间氢键,沸点较高,因此简单氢化物的沸点:Z＜Q。

选项D正确,Y为Si元素,Z为P或S或Cl元素,元素非金属性越强,其最高价含氧酸的酸性越强,酸性:HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3,故最高价含氧酸的酸性:Z＞Y。

13.C

考查目标及解析:

本题以探究实验为情境素材,以实验目的、操作及现象、结论为主题,考查运用化学知识解决问题的能力,考查科学探究学科素养。

选项A错误,CH3COO-与水解时存在:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,+H2OH2CO3+OH-,存在时,有+H2ONH3·H2O+H+,因此测定等浓度CH3COONH4和NaHCO3溶液的pH,无法比较CH3COO-和的水解常数,应改为CH3COONa溶液,排除阳离子干扰。

选项B错误,浓盐酸与KMnO4溶液发生反应10Cl-+2+16H+＝＝5Cl2↑+2Mn2++8H2O,也会导致紫色褪去,因此无法证明铁锈中是否含有二价铁,应改为稀硫酸溶解铁锈。

选项C正确,K2CrO4溶液中存在转化平衡2Cr(黄色)+2H+Cr2(橙红色)+ H2O,增大氢离子浓度,该平衡向生成Cr2的方向移动。

选项D错误,乙醇与金属钠发生反应2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑,同样产生无色气体,因此无法证明乙醇中是否含有水,应改为无水硫酸铜检验水。

二、非选择题

(一)必考题

26.答案及解析:

本题以菱锌矿制备ZnSO4为情境素材,通过固体矿石的煅烧、溶解、除杂等步骤中试剂的选择、成分的推断等设问,考查考生综合运用化学知识解决实际问题的能力。根据题干中所给的Ksp,可计算出Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Mg2+恰好完全沉淀为氢氧化物时的pH。若Mg2+、Cu2+、Fe2+通过形成氢氧化物的形式除去,会造成Zn2+同时沉淀,因此,各金属离子的去除方式分别为Fe3+→Fe(OH)3↓,Fe2+→Fe3+→Fe(OH)3↓,Cu2+→Cu,Mg2+→MgF2↓,Ca2+→CaF2↓。

(1)ZnCO3ZnO+CO2↑

本问考查难溶碳酸盐性质。

碳酸盐焙烧时分解为金属氧化物和CO2。

(2)粉碎、适当升温、适当增大硫酸浓度等

本问考查如何利用速率等理论来指导生产实践。

可以从速率和浸取完全程度两个角度来改善浸取效果,适当增大硫酸浓度、适当升高温度都可以提高浸取速率,增大接触面积不仅可以提高浸取速率,还可以促进浸取反应发生完全。

(3)B Fe(OH)3、CaSO4、SiO2

本问考查对Ksp指导生产实际的理解和应用能力。

若使用氨水或NaOH,会引入新杂质,且氨水易分解产生氨气,造成污染,NaOH成本较高,综合考虑,使用Ca(OH)2。

根据Ksp可计算得各杂质离子恰好完全沉淀时的c(OH-)。

使用Ca(OH)2调节pH=5,即c(OH-)=1.0×10-9mol·L-1时,只有Fe3+完全沉淀为Fe(OH)3而除去,同时浸取后的溶液中含有大量的H+,Ca2+与形成微溶的CaSO4,浸取时不溶于硫酸的SiO2在过滤时一并除去。

(4)3Fe2++Mn+7H2O＝＝3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+

本问考查氧化还原反应的判断及方程式书写能力。

根据前述分析可知,Fe2+的去除方式为:Fe2+→Fe3+→Fe(OH)3↓,因此KMnO4溶液的作用是氧化Fe2+为Fe3+,KMnO4被还原为MnO2,与Fe(OH)3一并过滤除去。

(5)将Cu2+置换为Cu

本问考查考生能否从整体角度理解复杂体系中物质转化过程。

根据前述分析可知,Cu2+无法通过生成氢氧化物的形式与Zn2+有效分离,因此使用锌粉将Cu2+置换为Cu,过量的Zn粉和Cu一并过滤除去。

(6)CaSO4MgSO4

本问考查考生流程图的阅读能力及氟化物的性质。

滤渣④为CaF2、MgF2,二者分别与浓硫酸发生反应CaF2+H2SO4＝＝CaSO4+2HF↑,MgF2+H2SO4＝＝MgSO4+2HF↑。

27.答案及解析:

本题以硫化钠粗品重结晶实验为情境素材,通过探究重结晶实验中可能出现的“异常”现象,基于现象优化并评价得出最优实验方案,考查考生的证据推理和实验探究能力。

(1)Na2SO4·10H2O+4CNa2S+4CO↑+10H2O

本问考查考生书写陌生化学反应方程式的能力。

根据题干信息可知,反应物为芒硝(Na2SO4·10H2O)和煤粉,生成物为硫化钠和CO,反应条件为高温,由得失电子守恒可配平该方程式。

(2)煤灰及难溶的重金属硫化物等杂质可用作沸石 增大冷凝管的进水量,降低回流温度等

本问考查考生对题干有效信息的分析能力和对实验中的“异常”现象进行优化改进处理的能力。

根据题干信息,硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质,这些杂质能起到防止暴沸的作用,因此回流前无须加入沸石。若烧瓶内气雾上升过高,可采取增大冷凝管的进水量,增强冷凝效果,或降低热源温度,减少乙醇的挥发。

(3)长时间回流,硫化钠易被空气氧化D

本问考查冷凝回流相关操作及注意事项,考查考生对实验过程中可能出现的“异常”现象进行预测假设,并通过优化实验操作解决问题的能力。

根据题干信息,硫化钠的还原性较强,长时间回流,容易被空气氧化。回流结束后,应先停止加热,再移去水浴,最后关闭冷凝水,若先关闭冷凝水,易造成烧瓶内气雾上升过高,从冷凝管上端逸出,降低提纯效率。

(4)减少硫化钠和空气接触,防止硫化钠被氧化,避免滤液快速冷却,减少硫化钠析出重金属硫化物和煤灰 乙醇体积偏少,操作过慢使溶液温度恢复至室温等

本问考查热过滤的目的及注意事项,考查考生对实验装置优化改进和对“异常”现象进行反思并解释的能力。

锥形瓶口较小,热过滤操作时,能减小溶液与空气的热交换,可减少硫化钠被空气氧化同时也防止滤液快速冷却而导致Na2S析出。根据题干信息,重金属硫化物和煤灰难溶于乙醇,因此过滤除去的杂质为重金属硫化物。若滤纸上析出大量晶体,可能的原因是溶液温度降低而导致的硫化钠溶解度下降。

(5)冷的95%乙醇

本问考查晶体洗涤试剂的选择,考查考生基于物质的性质及实验目的,设计并评价得出最优实验方案的能力。

用少量乙醇洗涤,既可以洗去晶体表面残留的少量杂质,又可以降低Na2S在乙醇中的溶解度,减少洗涤时的损失。

28.答案及解析:

本题以金红石(TiO2)转化为TiCl4为情境,利用学术研究过程中真实的曲线,通过对盖斯定律、平衡常数、化学反应速率及平衡的影响因素、转化率计算等知识进行设问,考查考生综合运用化学反应原理解释问题、解决实际问题的能力,以及变化观念与平衡思想、科学探究与创新意识等核心素养的建立能力。

(1)①-223 1.2×1014

②碳氯化反应是气体分子总数增加且放热的自发过程,直接氯化是体系气体分子总数不变、且吸热ΔH＞0的非自发过程,因此碳氯化反应趋势远大于直接氯化反应

③向左 变小

本问考查基于盖斯定律的反应热的计算及压强平衡常数的计算,同时考查反应趋势及化学平衡原理的应用。

①目标反应=反应ⅱ-反应ⅰ,因此ΔH=ΔH2-ΔH1=-51 kJ·mol-1-172 kJ·mol-1=-223 kJ·mol-1。Kp==1.2×1014。

②ΔG是自发反应的第一判据,ΔG=ΔH-TΔS。碳氯化反应是气体分子总数增加、放热的过程,ΔG＜0,因此碳氯化反应是自发过程。直接氯化的体系气体分子总数不变,且吸热,ΔG＞0,因此碳氯化反应趋势远大于直接氯化反应。

③碳氯化反应是气体分子总数增多的放热反应,因此增大压强,平衡向气体分子总数减少的方向移动,升高温度,平衡向左移动,平衡转化率变小。

(2)①7.2×105

②选择更高温度为了加快反应速率,单位时间内得到更多的TiCl4产品

本问考查根据图像提取信息进行平衡常数计算,以及根据实际生产需要选取反应条件。

①根据图像,1 400 ℃时,KpPa=7.2×105Pa

②在实际工业生产中,反应条件的选择要在反应速率和平衡转化率之间做综合考虑,因此为了加快反应速率,单位时间内得到更多的TiCl4产品,选择更高温度。

(3)将固体粉碎后混合,同时鼓入Cl2,使固体粉末“沸腾”,以增大固体的接触面积

本题考查增大固体间接触面积的操作方法。

固体颗粒越小,比表面积越大,反应接触面积越大,因此将两者粉碎后混合,同时鼓入Cl2,使固体粉末“沸腾”,可达到增大接触面积的目的。

(二)选考题

35.答案及解析:

本题以建造“冰立方”的材料为载体,围绕C、N、O、F等元素从原子、分子、晶体等角度考查结构及其性质的相关问题,考查考生对物质结构及其性质的掌握和理解、信息获取与应用能力、证据推理与模型认知、立体几何思维。

考查原子价电子排布图的书写。

F原子位于第二周期第ⅦA族。

(2)图a 同一周期第一电离能的总体趋势是依次升高的,但由于N元素的2p能级为半充满状态,因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高 图 b

考查元素周期律中电离能的比较。

同一周期第一电离能的总体趋势是依次升高的,但由于N元素的2p能级为半充满状态,因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高,所以第一电离能为图a,4个原子失去2个电子后的价电子排布式分别为2s2、2s22p1、2s22p2、2s22p3,F为半充满状态,第三电离能高于N和O,符合图b。

考查分子间作用力中的氢键作用。

HF为分子晶体,且分子间存在氢键作用,从而可得(HF)3通过氢键相连。

(4)sp2sp3C—F键的键能大于聚乙烯中C—H键的键能,键能越大,化学性质越稳定

考查原子、分子的相关性质,如中心原子杂化方式、化学性质与化学键等。

CF2＝C F2中以碳碳双键相连,C原子为sp2杂化,ETFE是乙烯和四氟乙烯的共聚物,其结构简式为原子全部成4根单键,为sp3杂化。

(5)Ca2+

考查晶体结构的判断。

依据均摊法,晶胞中X有4个,Y有8个,化学式为XY2,推出X代表的为Ca2+,分析晶胞结构可知,正负离子的核间距最小的为图中的L(),L为体对角线长的,体对角线长为从而可得间距为pm。

36.答案及解析:

本题以多环化合物的合成为情境素材,考查物质推断、反应类型、物质命名、反应机理、同分异构体、有机合成等,考查考生对有机物性质及其转化的掌握和理解、信息获取能力、证据推理与模型认知能力、知识的迁移能力等。

(1)苯甲醇

考查有机物的推断及命名。

根据有机物B及反应①的条件,可逆推得到A为苯甲醇。

(2)消去反应

考查陌生有机反应的断键成键机理分析、反应类型的判断。

依据物质C的结构以及题干中给出了第一步反应为加成反应,可判断反应位点是乙醛中的甲基与苯甲醛中的醛基进行加成,得到产物,对比物质C不难得出第二步为消去反应。

考查官能团的性质。

物质C与Br2/CCl4只有双键可发生加成反应。

考查物质的推导。

通过物质E的分子式为C5H6O2,可分析其具有3个不饱和度,对比物质F和物质B的结构简式,可以发现虚线框中的结构应属于E物质,再结合E的分子式可得结构简式。

(5)硝基、酯基、酮羰基

考查官能团的辨识与命名。

根据结构简式可得H中含有硝基、酯基、羰基。

考查同分异构体的书写,侧重考查信息获取能力与模型认知能力。

化合物C,具有9个C,1个O,6个不饱和度。根据题干信息,化合物X应含有醛基和苯环,则剩下2个C和1个不饱和度,只能构建成乙烯基的形式,再根据氧化后的产物是对位取代基,可得到X的结构简式。

考查有机物的合成,侧重考查逆合成分析法,信息获取和迁移能力。