2022年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試（甲卷）理科綜合化學(xué)試題及考查目標(biāo)分析

■廣東省佛山市南海區(qū)石門中學(xué) 張春艷 張 平 張福根

■廣東省佛山市第四中學(xué) 張景波

■廣東省佛山市高明區(qū)第一中學(xué) 劉 潔

【試題部分】(以原試卷題號(hào)為序)

可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量:H 1 C 12 N 14 O 16 F 18 Cl 35.5 Ca 40 Cu 64

一、選擇題:本題共7小題,每小題6分,共42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。

7.化學(xué)與生活密切相關(guān)。下列敘述正確的是( )。

A.漂白粉與鹽酸可混合使用以提高消毒效果

B.溫室氣體是形成酸雨的主要物質(zhì)

C.棉花、麻和蠶絲均為碳水化合物

D.干冰可用在舞臺(tái)上制造“云霧”

8.輔酶Q10具有預(yù)防動(dòng)脈硬化的功效,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下。下列有關(guān)輔酶Q10的說(shuō)法正確的是( )。

A.分子式為C60H90O4

B.分子中含有14個(gè)甲基

C.分子中的四個(gè)氧原子不在同一平面

D.可發(fā)生加成反應(yīng),不能發(fā)生取代反應(yīng)

9.能正確表示下列反應(yīng)的離子方程式為( )。

A.硫化鈉溶液和硝酸混合:

S2-+2H+＝＝H2S

B.明礬溶液與過量氨水混合:

Al3++4NH3+2H2O＝＝+4NH+4

C.硅酸鈉溶液中通入二氧化碳:

D.將等物質(zhì)的量濃度的Ba(OH)2和NH4HSO4溶液以體積比1∶2混合:

Ba2++2OH-+2H++＝＝BaSO4↓+2H2O

10.一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖1所示(KOH溶液中,Zn2+以Zn(OH存在)。電池放電時(shí),下列敘述錯(cuò)誤的是( )。

圖1

A.Ⅱ區(qū)的K+通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移

C.MnO2電極反應(yīng):MnO2+4H++2e-＝＝Mn2++2H2O

D.電池總反應(yīng):Zn+4OH-+MnO2+4H+＝＝Zn(OH+Mn2++2H2O

11.NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說(shuō)法正確的是( )。

A.25 ℃、101 kPa下,28 L氫氣中質(zhì)子的數(shù)目為2.5NA

B.2.0 L 1.0 mol·L-1AlCl3溶液中,Al3+的數(shù)目為2.0NA

C.0.20 mol苯甲酸完全燃燒,生成CO2的數(shù)目為1.4NA

D.電解熔融CuCl2,陰極增重6.4 g,外電路中通過電子的數(shù)目為0.10NA

12.Q、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,其最外層電子數(shù)之和為19。Q與X、Y、Z位于不同周期,X、Y相鄰,Y原子最外層電子數(shù)是Q原子內(nèi)層電子數(shù)的2倍。下列說(shuō)法正確的是( )。

A.非金屬性:X＞Q

B.單質(zhì)的熔點(diǎn):X＞Y

C.簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn):Z＞Q

D.最高價(jià)含氧酸的酸性:Z＞Y

13.根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?下列實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象、結(jié)論都正確的是( )。

選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象 結(jié)論A比較CH3COO-和HCO-3的水解常數(shù)分別測(cè)濃度均為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檢驗(yàn)鐵銹中是否含有二價(jià)鐵將鐵銹溶于濃鹽酸,滴入KMnO4溶液,紫色褪去鐵銹中含有二價(jià)鐵C探究氫離子濃度對(duì)CrO2-4、Cr2O2-7相互轉(zhuǎn)化的影響向K2CrO4溶液中緩慢滴加硫酸,黃色變?yōu)槌燃t色增大氫離子濃度,轉(zhuǎn)化平衡向生成Cr2O2-7 的方向移動(dòng)D檢驗(yàn)乙醇中是否含有水向乙醇中加入一小粒金屬鈉,產(chǎn)生無(wú)色氣體 乙醇中含有水

二、非選擇題:共58分,第26～28題為必考題,每個(gè)試題考生都必須作答,第35～36題為選考題,考生根據(jù)要求作答。

(一)必考題:共43分。

26.(14分)硫酸鋅(ZnSO4)是制備各種含鋅材料的原料,在防腐、電鍍、醫(yī)學(xué)上有諸多應(yīng)用。硫酸鋅可由菱鋅礦制備,菱鋅礦的主要成分為ZnCO3,雜質(zhì)為SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制備流程如下:

本題中所涉及離子的氫氧化物溶度積常數(shù)如表1所示。

表1

回答下列問題:

(1)菱鋅礦焙燒生成氧化鋅的化學(xué)方程式為_____。

(2)為了提高鋅的浸取效果,可采取的措施有_____。

(3)加入物質(zhì)X調(diào)溶液pH=5,最適宜使用的X是_____(填標(biāo)號(hào))。

A.NH3·H2O B.Ca(OH)2

C.NaOH

濾渣①的主要成分是_____、____、___。

(4)向80～90 ℃的濾液①中分批加入適量KMnO4溶液,充分反應(yīng)后過濾,濾渣②中有MnO2,該步反應(yīng)的離子方程式為____。

(5)濾液②中加入鋅粉的目的是_____。

(6)濾渣④與濃硫酸反應(yīng)可以釋放HF并循環(huán)利用,同時(shí)得到的副產(chǎn)物是_____、_____。

27.(15分)硫化鈉可廣泛用于染料、醫(yī)藥行業(yè)。工業(yè)生產(chǎn)的硫化鈉粗品中常含有一定量的煤灰及重金屬硫化物等雜質(zhì)。硫化鈉易溶于熱乙醇,重金屬硫化物難溶于乙醇。實(shí)驗(yàn)室中常用95%乙醇重結(jié)晶純化硫化鈉粗品?；卮鹣铝袉栴}:

(1)工業(yè)上常用芒硝(Na2SO4·10H2O)和煤粉在高溫下生產(chǎn)硫化鈉,同時(shí)生成CO,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。

(2)溶解回流裝置如下頁(yè)圖2所示,回流前無(wú)須加入沸石,其原因是_____。回流時(shí),燒瓶?jī)?nèi)氣霧上升高度不宜超過冷凝管高度的。若氣霧上升過高,可采取的措施是_____。

圖2

(3)回流時(shí)間不宜過長(zhǎng),原因是____?；亓鹘Y(jié)束后,需進(jìn)行的操作有:

①停止加熱 ②關(guān)閉冷凝水 ③移去水浴

正確的順序?yàn)開___(填標(biāo)號(hào))。

A.①②③ B.③①②

C.②①③ D.①③②

(4)該實(shí)驗(yàn)熱過濾操作時(shí),用錐形瓶而不能用燒杯接收濾液,其原因是____。熱過濾除去的雜質(zhì)為____。若濾紙上析出大量晶體,則可能的原因是_____。

(5)濾液冷卻、結(jié)晶、過濾,晶體用少量____洗滌,干燥,得到Na2S·xH2O。

28.(14分)金屬鈦(Ti)在航空航天、醫(yī)療器械等工業(yè)領(lǐng)域有著重要用途。目前生產(chǎn)鈦的方法之一是將金紅石(TiO2)轉(zhuǎn)化為TiCl4,再進(jìn)一步還原得到鈦?；卮鹣铝袉栴}:

(1)TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1 000℃時(shí)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式及其平衡常數(shù)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反應(yīng)2C(s) +O2(g)＝＝2CO(g)的ΔH為_____kJ·mol-1,Kp為____Pa。

②碳氯化的反應(yīng)趨勢(shì)遠(yuǎn)大于直接氯化,其原因是_____。

③對(duì)于碳氯化反應(yīng):增大壓強(qiáng),平衡____移動(dòng)(填“向左”“向右”或“不”);溫度升高,平衡轉(zhuǎn)化率_____(填“變大”“變小”或“不變”)。

(2)在1.0×105Pa,將TiO2、C、Cl2以物質(zhì)的量比1∶2.2∶2進(jìn)行反應(yīng)。體系中氣體平衡組成比例(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨溫度變化的理論計(jì)算結(jié)果如圖3所示。

圖3

①反應(yīng)C(s)+CO2(g)2CO(g) 的平衡常數(shù)Kp(1 400 ℃)=____Pa。

②圖中顯示,在200 ℃平衡時(shí)TiO2幾乎完全轉(zhuǎn)化為TiCl4,但實(shí)際生產(chǎn)中反應(yīng)溫度卻遠(yuǎn)高于此溫度,其原因是____。

(3)TiO2碳氯化是一個(gè)“氣—固—固”反應(yīng),有利于TiO2-C“固—固”接觸的措施是____。

(二)選考題:共15分。請(qǐng)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。

35.(15分)[選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

2008年北京奧運(yùn)會(huì)的“水立方”,在2022年冬奧會(huì)上華麗轉(zhuǎn)身為“冰立方”,實(shí)現(xiàn)了奧運(yùn)場(chǎng)館的再利用,其美麗的透光氣囊材料由乙 烯(CH2＝C H2)與四氟乙烯(CF2＝C F2)的共聚物(ETFE)制成?；卮鹣铝袉栴}:

(1)基態(tài)F原子的價(jià)電子排布圖(軌道表示式)為____。

(2)下頁(yè)圖4中a、b、c分別表示C、N、O和F逐級(jí)電離能I變化趨勢(shì)(縱坐標(biāo)的標(biāo)度不同)。第一電離能的變化圖是____(填標(biāo)號(hào)),判斷的根據(jù)是____;第三電離能的變化圖是_____(填標(biāo)號(hào))。

圖4

(3)固態(tài)氟化氫中存在(HF)n形式,畫出(HF)3的鏈狀結(jié)構(gòu)_____。

(4)CF2＝C F2和ETFE分子中C的雜化軌道類型分別為____和_____;聚四氟乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性高于聚乙烯,從化學(xué)鍵的角度解釋原因:___。

(5)螢石(CaF2)是自然界中常見的含氟礦物,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖5所示,X代表的離子是_____;若該立方晶胞參數(shù)為apm,正負(fù)離子的核間距最小為____pm。

圖5

36.(15分)[選修5:有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)]

用N-雜環(huán)卡賓堿(NHC base)作為催化劑,可合成多環(huán)化合物。下面是一種多環(huán)化合物H的合成路線(無(wú)須考慮部分中間體的立體化學(xué))。

回答下列問題:

(1)A的化學(xué)名稱為____。

(2)反應(yīng)②涉及兩步反應(yīng),已知第一步反應(yīng)類型為加成反應(yīng),第二步的反應(yīng)類型為_____。

(3)寫出C與Br2/CCl4反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:___。

(4)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____。

(5)H中含氧官能團(tuán)的名稱是____。

(6)化合物X是C的同分異構(gòu)體,可發(fā)生銀鏡反應(yīng),與酸性高錳酸鉀反應(yīng)后可以得到對(duì)苯二甲酸,寫出X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:____。

【試卷整體評(píng)價(jià)】

1.情境取材廣泛、真實(shí),突出價(jià)值觀念引領(lǐng)。

側(cè)重增強(qiáng)化學(xué)與環(huán)境保護(hù)、醫(yī)藥衛(wèi)生、能源材料等方面的聯(lián)系。如第8題輔酶Q10、第35題北京冬奧會(huì)場(chǎng)館使用的高分子材料等情境。如第28題金屬鈦的提取,通過對(duì)應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐中化學(xué)原理的考查,充分體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科推動(dòng)科技發(fā)展和人類社會(huì)進(jìn)步的重要作用,凸顯化學(xué)學(xué)科的社會(huì)價(jià)值。

2.深化基礎(chǔ)性考查,促進(jìn)考生主動(dòng)思考。

試題圍繞高中化學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容,深入考查考生對(duì)有機(jī)化學(xué)基本概念(第8題)、離子方程式(第9題)、化學(xué)反應(yīng)原理(第10題)、阿伏加德羅常數(shù)(第11題)、元素性質(zhì)與周期律(第12題)等主干內(nèi)容的理解能力,有效鑒別考生的基礎(chǔ)是否扎實(shí),教師是否嚴(yán)格按照高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行教學(xué)。

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科重要的研究手段,第13題圍繞“鹽類水解的應(yīng)用”“鐵及其化合物的性質(zhì)”“探究影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素”“有機(jī)化合物中常見官能團(tuán)的檢驗(yàn)”等重要實(shí)驗(yàn),考查利用化學(xué)反應(yīng)基本原理、基于實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治鰧?shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論的能力。

3.聚焦核心素養(yǎng),考查學(xué)科關(guān)鍵能力。

試題創(chuàng)新信息呈現(xiàn)方式、設(shè)問角度獨(dú)特,要求考生多角度、多層次、多維度地認(rèn)識(shí)化學(xué)基本規(guī)律,在分析和解決化學(xué)問題中考查學(xué)科關(guān)鍵能力,培育核心素養(yǎng)。

第26題呈現(xiàn)菱鋅礦制備硫酸鋅的工藝流程,提供有關(guān)金屬離子難溶電解質(zhì)的溶度積,要求考生基于數(shù)據(jù)綜合分析整個(gè)工藝流程,引導(dǎo)考生思考不同物質(zhì)的分離條件。

第28題給出不同條件對(duì)“鈦氯化”反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的影響,考查變化觀念與平衡思想素養(yǎng),引導(dǎo)考生深刻理解化學(xué)平衡的本質(zhì)。第35題考查碳、氮、氧、氟電離能的變化規(guī)律,讓考生理解原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)之間的關(guān)系。

4.注重教學(xué)實(shí)際,推進(jìn)教考銜接。

試題堅(jiān)持將課程標(biāo)準(zhǔn)作為命題的主要依據(jù),以陌生的情境考查考生熟悉的知識(shí)內(nèi)容,既滿足高等學(xué)校選拔要求,又有利于考生實(shí)際水平的發(fā)揮,如第27題借助硫化鈉提純的情境,考查乙醇、硫化鈉的性質(zhì),考查回流、過濾等基本操作。第28題,利用“氣-固-固”反應(yīng)的陌生情境,考查考生多角度認(rèn)識(shí)并應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)規(guī)律的能力。

試題將化學(xué)反應(yīng)原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論兩大化學(xué)理論與其他模塊內(nèi)容進(jìn)行綜合考查,促使考生構(gòu)建系統(tǒng)全面的學(xué)科知識(shí)體系,與課程改革理念同向同行。如第35題考查乙烯、四氟乙烯及其聚合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。

總體而言,試題深入貫徹落實(shí)立德樹人根本任務(wù),充分考慮教育教學(xué)基本規(guī)律、化學(xué)學(xué)科內(nèi)容邏輯、考生認(rèn)知特點(diǎn),突出學(xué)科主干內(nèi)容,促進(jìn)考生化學(xué)觀念、科學(xué)思維和正確價(jià)值觀念的形成與發(fā)展,引導(dǎo)考生提升綜合素質(zhì)。

【參考答案與解析部分】

一、選擇題

7.D

考查目標(biāo)及解析:

本題考查了化學(xué)原理在生活中的運(yùn)用,涉及物質(zhì)的組成、性質(zhì)及用途。

選項(xiàng)A錯(cuò)誤,漂白粉的有效成分次氯酸鈣與鹽酸混合,不僅不能提高消毒效果,而且會(huì)反應(yīng)生成有毒的氯氣。

選項(xiàng)B錯(cuò)誤,二氧化碳(CO2)、氟利昂、甲烷(CH4)等是地球大氣中主要的溫室氣體。形成酸雨的主要物質(zhì)是硫氧化物、氮氧化物等。

選項(xiàng)C錯(cuò)誤,棉花、麻的主要成分均是纖維素,屬于糖類物質(zhì),糖類物質(zhì)的俗稱為碳水化合物,但蠶絲主要成分是蛋白質(zhì)。

選項(xiàng)D正確,干冰是固態(tài)的二氧化碳,干冰易升華,升華時(shí)吸收大量的熱,使周圍溫度降低,水蒸氣凝結(jié)成了小液滴,形成“云霧”效果。

8.B

考查目標(biāo)及解析:

本題以輔酶Q10為情境,考查有機(jī)聚合物分子式、組成、空間結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。在鍵線式中,線的端點(diǎn)代表甲基,該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

選項(xiàng)A錯(cuò)誤,根據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,中括號(hào)內(nèi)碳原子數(shù)為50,中括號(hào)外碳原子數(shù)為9,分子式為C59H90O4。

選項(xiàng)B正確,根據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,中括號(hào)外有3個(gè)甲基,中括號(hào)內(nèi)甲基有10個(gè),10個(gè)重復(fù)基團(tuán)的最后一個(gè)連接H原子的碳是甲基,因此共有14個(gè)甲基。

選項(xiàng)C錯(cuò)誤,雙鍵碳和與其直接相連的四個(gè)原子共面,羰基碳原子和與其直接相連的氧原子及另外兩個(gè)原子共面,因此分子中的四個(gè)氧原子在同一平面上。

選項(xiàng)D錯(cuò)誤,碳碳雙鍵能發(fā)生加成反應(yīng),分子中含有甲基,能發(fā)生取代反應(yīng)。

9.D

考查目標(biāo)及解析:

本題考查離子方程式的書寫。

選項(xiàng)A錯(cuò)誤,S2-有還原性,硝酸有氧化性,硫化鈉與硝酸應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

選項(xiàng)B錯(cuò)誤,Al(OH)3不能溶于過量的氨水,故反應(yīng)的離子方程式為Al3++3NH3·H2O＝＝Al(OH)3↓+3。

選項(xiàng)C錯(cuò)誤,向Na2SiO3溶液中通入CO2時(shí),生成硅酸沉淀,CO2則根據(jù)其通入的量的多少反應(yīng)為或,反應(yīng)的離子方程式為+H2O+CO2＝＝H2SiO3↓+(CO2少量)或+2H2O+2CO2＝＝H2SiO3↓+2(CO2過量)。

選項(xiàng)D正確,當(dāng)Ba(OH)2與NH4HSO4物質(zhì)的量之比為1∶2時(shí),Ba(OH)2電離出的OH-與NH4HSO4電離出的H+反應(yīng)生成水,Ba(OH)2電離出的Ba2+與NH4HSO4電離出的反應(yīng)生成BaSO4沉淀,反應(yīng)的離子方程為Ba2++2OH-+2H++＝＝BaSO4↓+2H2O。

10.A

考查目標(biāo)及解析:

本題以水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池為情境,考查了原電池的原理,包括離子移動(dòng)方向、電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)等。

根據(jù)題干信息分析,Zn為電池的負(fù)極,電極反應(yīng)為Zn-2e-+4OH-＝＝Zn(,MnO2為電池的正極,電極反應(yīng)為MnO2+2e-+4H+＝＝Mn2++2H2O。Ⅰ區(qū)消耗4 mol H+,生成1 mol Mn2+,Ⅲ區(qū)消耗4OH-,生成1 mol Zn(;為平衡電荷,Ⅱ區(qū)的K+向Ⅰ區(qū)移動(dòng)或Ⅰ區(qū)的向Ⅱ區(qū)移動(dòng),Ⅱ區(qū)的向Ⅲ區(qū)移動(dòng)或Ⅲ區(qū)的K+向Ⅱ區(qū)移動(dòng)。

根據(jù)以上分析,A選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤,B、C、D選項(xiàng)說(shuō)法正確。

11.C

考查目標(biāo)及解析:

本題以阿伏加德羅常數(shù)為主題,考查氣體摩爾體積相關(guān)計(jì)算、水解、燃燒、電解過程的粒子數(shù)量關(guān)系等知識(shí)。

選項(xiàng)A錯(cuò)誤,標(biāo)準(zhǔn)狀況是指0 ℃、101 kPa,25 ℃、101 kPa時(shí)不能用標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積計(jì)算氣體的物質(zhì)的量。

選項(xiàng)B錯(cuò)誤,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+的數(shù)目小于2.0NA。

選項(xiàng)C正確,苯甲酸的分子式為C7H6O2,根據(jù)碳原子守恒,燃燒時(shí)存在關(guān)系式C7H6O2～7CO2,0.20 mol苯甲酸完全燃燒,生成CO2的數(shù)目為1.4NA。

選項(xiàng)D錯(cuò)誤,電解熔融CuCl2,陰極反應(yīng)為Cu2++2e-＝＝Cu,當(dāng)陰極增重6.4 g,即生成0.1 mol Cu,外電路中通過的電子數(shù)目為0.20NA。

12.D

考查目標(biāo)及解析:

本題以元素周期表、元素周期律為主題,考查元素的推斷、元素周期律的遞變性、分子間作用力大小等知識(shí)。

Q、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,Q與X、Y、Z位于不同周期,Y原子最外層電子數(shù)是Q原子內(nèi)層電子數(shù)的2倍,則Q位于第二周期,X、Y、Z位于第三周期,Y原子最外層電子數(shù)為4,則Y為Si元素,X、Y相鄰,則X為Al元素。Q、X、Y、Z的最外層電子數(shù)之和為19,Q、Z的最外層電子數(shù)之和為19-3-4=12,則Q、Z分別為F、P元素或O、S元素或N、Cl元素。

選項(xiàng)A錯(cuò)誤,Al為金屬元素,F、O、N等為非金屬性較強(qiáng)的非金屬元素,因此非金屬性:X＜Q。

選項(xiàng)B錯(cuò)誤,Al為典型金屬晶體,熔點(diǎn)660 ℃,Si單質(zhì)為典型共價(jià)晶體,熔點(diǎn)為1 410 ℃。

選項(xiàng)C錯(cuò)誤,Q、Z分別為F、P元素或O、S元素或N、Cl元素,HF、H2O、NH3存在分子間氫鍵,沸點(diǎn)較高,因此簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn):Z＜Q。

選項(xiàng)D正確,Y為Si元素,Z為P或S或Cl元素,元素非金屬性越強(qiáng),其最高價(jià)含氧酸的酸性越強(qiáng),酸性:HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3,故最高價(jià)含氧酸的酸性:Z＞Y。

13.C

考查目標(biāo)及解析:

本題以探究實(shí)驗(yàn)為情境素材,以實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、操作及現(xiàn)象、結(jié)論為主題,考查運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決問題的能力,考查科學(xué)探究學(xué)科素養(yǎng)。

選項(xiàng)A錯(cuò)誤,CH3COO-與水解時(shí)存在:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,+H2OH2CO3+OH-,存在時(shí),有+H2ONH3·H2O+H+,因此測(cè)定等濃度CH3COONH4和NaHCO3溶液的pH,無(wú)法比較CH3COO-和的水解常數(shù),應(yīng)改為CH3COONa溶液,排除陽(yáng)離子干擾。

選項(xiàng)B錯(cuò)誤,濃鹽酸與KMnO4溶液發(fā)生反應(yīng)10Cl-+2+16H+＝＝5Cl2↑+2Mn2++8H2O,也會(huì)導(dǎo)致紫色褪去,因此無(wú)法證明鐵銹中是否含有二價(jià)鐵,應(yīng)改為稀硫酸溶解鐵銹。

選項(xiàng)C正確,K2CrO4溶液中存在轉(zhuǎn)化平衡2Cr(黃色)+2H+Cr2(橙紅色)+ H2O,增大氫離子濃度,該平衡向生成Cr2的方向移動(dòng)。

選項(xiàng)D錯(cuò)誤,乙醇與金屬鈉發(fā)生反應(yīng)2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑,同樣產(chǎn)生無(wú)色氣體,因此無(wú)法證明乙醇中是否含有水,應(yīng)改為無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)水。

二、非選擇題

(一)必考題

26.答案及解析:

本題以菱鋅礦制備ZnSO4為情境素材,通過固體礦石的煅燒、溶解、除雜等步驟中試劑的選擇、成分的推斷等設(shè)問,考查考生綜合運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。根據(jù)題干中所給的Ksp,可計(jì)算出Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Mg2+恰好完全沉淀為氫氧化物時(shí)的pH。若Mg2+、Cu2+、Fe2+通過形成氫氧化物的形式除去,會(huì)造成Zn2+同時(shí)沉淀,因此,各金屬離子的去除方式分別為Fe3+→Fe(OH)3↓,Fe2+→Fe3+→Fe(OH)3↓,Cu2+→Cu,Mg2+→MgF2↓,Ca2+→CaF2↓。

(1)ZnCO3ZnO+CO2↑

本問考查難溶碳酸鹽性質(zhì)。

碳酸鹽焙燒時(shí)分解為金屬氧化物和CO2。

(2)粉碎、適當(dāng)升溫、適當(dāng)增大硫酸濃度等

本問考查如何利用速率等理論來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。

可以從速率和浸取完全程度兩個(gè)角度來(lái)改善浸取效果,適當(dāng)增大硫酸濃度、適當(dāng)升高溫度都可以提高浸取速率,增大接觸面積不僅可以提高浸取速率,還可以促進(jìn)浸取反應(yīng)發(fā)生完全。

(3)B Fe(OH)3、CaSO4、SiO2

本問考查對(duì)Ksp指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)際的理解和應(yīng)用能力。

若使用氨水或NaOH,會(huì)引入新雜質(zhì),且氨水易分解產(chǎn)生氨氣,造成污染,NaOH成本較高,綜合考慮,使用Ca(OH)2。

根據(jù)Ksp可計(jì)算得各雜質(zhì)離子恰好完全沉淀時(shí)的c(OH-)。

使用Ca(OH)2調(diào)節(jié)pH=5,即c(OH-)=1.0×10-9mol·L-1時(shí),只有Fe3+完全沉淀為Fe(OH)3而除去,同時(shí)浸取后的溶液中含有大量的H+,Ca2+與形成微溶的CaSO4,浸取時(shí)不溶于硫酸的SiO2在過濾時(shí)一并除去。

(4)3Fe2++Mn+7H2O＝＝3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+

本問考查氧化還原反應(yīng)的判斷及方程式書寫能力。

根據(jù)前述分析可知,Fe2+的去除方式為:Fe2+→Fe3+→Fe(OH)3↓,因此KMnO4溶液的作用是氧化Fe2+為Fe3+,KMnO4被還原為MnO2,與Fe(OH)3一并過濾除去。

(5)將Cu2+置換為Cu

本問考查考生能否從整體角度理解復(fù)雜體系中物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程。

根據(jù)前述分析可知,Cu2+無(wú)法通過生成氫氧化物的形式與Zn2+有效分離,因此使用鋅粉將Cu2+置換為Cu,過量的Zn粉和Cu一并過濾除去。

(6)CaSO4MgSO4

本問考查考生流程圖的閱讀能力及氟化物的性質(zhì)。

濾渣④為CaF2、MgF2,二者分別與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)CaF2+H2SO4＝＝CaSO4+2HF↑,MgF2+H2SO4＝＝MgSO4+2HF↑。

27.答案及解析:

本題以硫化鈉粗品重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)為情境素材,通過探究重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的“異?！爆F(xiàn)象,基于現(xiàn)象優(yōu)化并評(píng)價(jià)得出最優(yōu)實(shí)驗(yàn)方案,考查考生的證據(jù)推理和實(shí)驗(yàn)探究能力。

(1)Na2SO4·10H2O+4CNa2S+4CO↑+10H2O

本問考查考生書寫陌生化學(xué)反應(yīng)方程式的能力。

根據(jù)題干信息可知,反應(yīng)物為芒硝(Na2SO4·10H2O)和煤粉,生成物為硫化鈉和CO,反應(yīng)條件為高溫,由得失電子守恒可配平該方程式。

(2)煤灰及難溶的重金屬硫化物等雜質(zhì)可用作沸石 增大冷凝管的進(jìn)水量,降低回流溫度等

本問考查考生對(duì)題干有效信息的分析能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)中的“異常”現(xiàn)象進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)處理的能力。

根據(jù)題干信息,硫化鈉粗品中常含有一定量的煤灰及重金屬硫化物等雜質(zhì),這些雜質(zhì)能起到防止暴沸的作用,因此回流前無(wú)須加入沸石。若燒瓶?jī)?nèi)氣霧上升過高,可采取增大冷凝管的進(jìn)水量,增強(qiáng)冷凝效果,或降低熱源溫度,減少乙醇的揮發(fā)。

(3)長(zhǎng)時(shí)間回流,硫化鈉易被空氣氧化D

本問考查冷凝回流相關(guān)操作及注意事項(xiàng),考查考生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的“異?！爆F(xiàn)象進(jìn)行預(yù)測(cè)假設(shè),并通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)操作解決問題的能力。

根據(jù)題干信息,硫化鈉的還原性較強(qiáng),長(zhǎng)時(shí)間回流,容易被空氣氧化?；亓鹘Y(jié)束后,應(yīng)先停止加熱,再移去水浴,最后關(guān)閉冷凝水,若先關(guān)閉冷凝水,易造成燒瓶?jī)?nèi)氣霧上升過高,從冷凝管上端逸出,降低提純效率。

(4)減少硫化鈉和空氣接觸,防止硫化鈉被氧化,避免濾液快速冷卻,減少硫化鈉析出重金屬硫化物和煤灰 乙醇體積偏少,操作過慢使溶液溫度恢復(fù)至室溫等

本問考查熱過濾的目的及注意事項(xiàng),考查考生對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置優(yōu)化改進(jìn)和對(duì)“異常”現(xiàn)象進(jìn)行反思并解釋的能力。

錐形瓶口較小,熱過濾操作時(shí),能減小溶液與空氣的熱交換,可減少硫化鈉被空氣氧化同時(shí)也防止濾液快速冷卻而導(dǎo)致Na2S析出。根據(jù)題干信息,重金屬硫化物和煤灰難溶于乙醇,因此過濾除去的雜質(zhì)為重金屬硫化物。若濾紙上析出大量晶體,可能的原因是溶液溫度降低而導(dǎo)致的硫化鈉溶解度下降。

(5)冷的95%乙醇

本問考查晶體洗滌試劑的選擇,考查考生基于物質(zhì)的性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?設(shè)計(jì)并評(píng)價(jià)得出最優(yōu)實(shí)驗(yàn)方案的能力。

用少量乙醇洗滌,既可以洗去晶體表面殘留的少量雜質(zhì),又可以降低Na2S在乙醇中的溶解度,減少洗滌時(shí)的損失。

28.答案及解析:

本題以金紅石(TiO2)轉(zhuǎn)化為TiCl4為情境,利用學(xué)術(shù)研究過程中真實(shí)的曲線,通過對(duì)蓋斯定律、平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)速率及平衡的影響因素、轉(zhuǎn)化率計(jì)算等知識(shí)進(jìn)行設(shè)問,考查考生綜合運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理解釋問題、解決實(shí)際問題的能力,以及變化觀念與平衡思想、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)等核心素養(yǎng)的建立能力。

(1)①-223 1.2×1014

②碳氯化反應(yīng)是氣體分子總數(shù)增加且放熱的自發(fā)過程,直接氯化是體系氣體分子總數(shù)不變、且吸熱ΔH＞0的非自發(fā)過程,因此碳氯化反應(yīng)趨勢(shì)遠(yuǎn)大于直接氯化反應(yīng)

③向左 變小

本問考查基于蓋斯定律的反應(yīng)熱的計(jì)算及壓強(qiáng)平衡常數(shù)的計(jì)算,同時(shí)考查反應(yīng)趨勢(shì)及化學(xué)平衡原理的應(yīng)用。

①目標(biāo)反應(yīng)=反應(yīng)ⅱ-反應(yīng)ⅰ,因此ΔH=ΔH2-ΔH1=-51 kJ·mol-1-172 kJ·mol-1=-223 kJ·mol-1。Kp==1.2×1014。

②ΔG是自發(fā)反應(yīng)的第一判據(jù),ΔG=ΔH-TΔS。碳氯化反應(yīng)是氣體分子總數(shù)增加、放熱的過程,ΔG＜0,因此碳氯化反應(yīng)是自發(fā)過程。直接氯化的體系氣體分子總數(shù)不變,且吸熱,ΔG＞0,因此碳氯化反應(yīng)趨勢(shì)遠(yuǎn)大于直接氯化反應(yīng)。

③碳氯化反應(yīng)是氣體分子總數(shù)增多的放熱反應(yīng),因此增大壓強(qiáng),平衡向氣體分子總數(shù)減少的方向移動(dòng),升高溫度,平衡向左移動(dòng),平衡轉(zhuǎn)化率變小。

(2)①7.2×105

②選擇更高溫度為了加快反應(yīng)速率,單位時(shí)間內(nèi)得到更多的TiCl4產(chǎn)品

本問考查根據(jù)圖像提取信息進(jìn)行平衡常數(shù)計(jì)算,以及根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要選取反應(yīng)條件。

①根據(jù)圖像,1 400 ℃時(shí),KpPa=7.2×105Pa

②在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中,反應(yīng)條件的選擇要在反應(yīng)速率和平衡轉(zhuǎn)化率之間做綜合考慮,因此為了加快反應(yīng)速率,單位時(shí)間內(nèi)得到更多的TiCl4產(chǎn)品,選擇更高溫度。

(3)將固體粉碎后混合,同時(shí)鼓入Cl2,使固體粉末“沸騰”,以增大固體的接觸面積

本題考查增大固體間接觸面積的操作方法。

固體顆粒越小,比表面積越大,反應(yīng)接觸面積越大,因此將兩者粉碎后混合,同時(shí)鼓入Cl2,使固體粉末“沸騰”,可達(dá)到增大接觸面積的目的。

(二)選考題

35.答案及解析:

本題以建造“冰立方”的材料為載體,圍繞C、N、O、F等元素從原子、分子、晶體等角度考查結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)的相關(guān)問題,考查考生對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)的掌握和理解、信息獲取與應(yīng)用能力、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、立體幾何思維。

考查原子價(jià)電子排布圖的書寫。

F原子位于第二周期第ⅦA族。

(2)圖a 同一周期第一電離能的總體趨勢(shì)是依次升高的,但由于N元素的2p能級(jí)為半充滿狀態(tài),因此N元素的第一電離能較C、O兩種元素高 圖 b

考查元素周期律中電離能的比較。

同一周期第一電離能的總體趨勢(shì)是依次升高的,但由于N元素的2p能級(jí)為半充滿狀態(tài),因此N元素的第一電離能較C、O兩種元素高,所以第一電離能為圖a,4個(gè)原子失去2個(gè)電子后的價(jià)電子排布式分別為2s2、2s22p1、2s22p2、2s22p3,F為半充滿狀態(tài),第三電離能高于N和O,符合圖b。

考查分子間作用力中的氫鍵作用。

HF為分子晶體,且分子間存在氫鍵作用,從而可得(HF)3通過氫鍵相連。

(4)sp2sp3C—F鍵的鍵能大于聚乙烯中C—H鍵的鍵能,鍵能越大,化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定

考查原子、分子的相關(guān)性質(zhì),如中心原子雜化方式、化學(xué)性質(zhì)與化學(xué)鍵等。

CF2＝C F2中以碳碳雙鍵相連,C原子為sp2雜化,ETFE是乙烯和四氟乙烯的共聚物,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為原子全部成4根單鍵,為sp3雜化。

(5)Ca2+

考查晶體結(jié)構(gòu)的判斷。

依據(jù)均攤法,晶胞中X有4個(gè),Y有8個(gè),化學(xué)式為XY2,推出X代表的為Ca2+,分析晶胞結(jié)構(gòu)可知,正負(fù)離子的核間距最小的為圖中的L(),L為體對(duì)角線長(zhǎng)的,體對(duì)角線長(zhǎng)為從而可得間距為pm。

36.答案及解析:

本題以多環(huán)化合物的合成為情境素材,考查物質(zhì)推斷、反應(yīng)類型、物質(zhì)命名、反應(yīng)機(jī)理、同分異構(gòu)體、有機(jī)合成等,考查考生對(duì)有機(jī)物性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化的掌握和理解、信息獲取能力、證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力、知識(shí)的遷移能力等。

(1)苯甲醇

考查有機(jī)物的推斷及命名。

根據(jù)有機(jī)物B及反應(yīng)①的條件,可逆推得到A為苯甲醇。

(2)消去反應(yīng)

考查陌生有機(jī)反應(yīng)的斷鍵成鍵機(jī)理分析、反應(yīng)類型的判斷。

依據(jù)物質(zhì)C的結(jié)構(gòu)以及題干中給出了第一步反應(yīng)為加成反應(yīng),可判斷反應(yīng)位點(diǎn)是乙醛中的甲基與苯甲醛中的醛基進(jìn)行加成,得到產(chǎn)物,對(duì)比物質(zhì)C不難得出第二步為消去反應(yīng)。

考查官能團(tuán)的性質(zhì)。

物質(zhì)C與Br2/CCl4只有雙鍵可發(fā)生加成反應(yīng)。

考查物質(zhì)的推導(dǎo)。

通過物質(zhì)E的分子式為C5H6O2,可分析其具有3個(gè)不飽和度,對(duì)比物質(zhì)F和物質(zhì)B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,可以發(fā)現(xiàn)虛線框中的結(jié)構(gòu)應(yīng)屬于E物質(zhì),再結(jié)合E的分子式可得結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

(5)硝基、酯基、酮羰基

考查官能團(tuán)的辨識(shí)與命名。

根據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可得H中含有硝基、酯基、羰基。

考查同分異構(gòu)體的書寫,側(cè)重考查信息獲取能力與模型認(rèn)知能力。

化合物C,具有9個(gè)C,1個(gè)O,6個(gè)不飽和度。根據(jù)題干信息,化合物X應(yīng)含有醛基和苯環(huán),則剩下2個(gè)C和1個(gè)不飽和度,只能構(gòu)建成乙烯基的形式,再根據(jù)氧化后的產(chǎn)物是對(duì)位取代基,可得到X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

考查有機(jī)物的合成,側(cè)重考查逆合成分析法,信息獲取和遷移能力。