2021年河北省普通高中學業水平選擇性考試化學可能用到的相對原子質量：H－1Li－7B－11C－12O－16Na－23P－31S－32C1－35.5K－39Pb－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的重大貢獻，陶弘景在其《本草經集注》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Fe2O3C[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．高分子材料在生產生活中應用廣泛。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制得，可用于制作不粘鍋的耐熱涂層C．淀粉是相對分子質量可達幾十萬的天然高分子物質D．大豆蛋白纖維是一種可降解材料B[蘆葦的主要成分是纖維素，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，其相對分子質量可達幾十萬，C說法正確；大豆蛋白纖維可降解，D說法正確。]3．下列操作規范且能達到實驗目的的是()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，分液漏斗管口應緊靠燒杯內壁，D不符合題意。]4．硫和氮及其化合物對人類生存和社會發展意義重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的環境問題也日益受到關注。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PM2.5C．植物直接吸收利用空氣中的NO和NO2作為肥料，實現氮的固定D．工業廢氣中的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反應生成CaSO3，故可采用石灰法脫除工業廢氣中的SO2，D正確。]5．用中子轟擊eq\o\al(N,Z)X原子產生α粒子(即氦核eq\o\al(4,2)He)的核反應為eq\o\al(N,Z)X＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(7,P)Y＋eq\o\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單質在空氣中燃燒的產物是Y2O2C．X和氫元素形成離子化合物D．6Y和7Y互為同素異形體A[根據元素Y在化合物中呈＋1價及eq\o\al(N,Z)X＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(7,P)Y＋eq\o\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；鋰單質在空氣中燃燒的產物是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的單質，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可降低反應劇烈程度B．轉化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO3C．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可控制反應物濃度，降低反應劇烈程度，A說法正確；轉化工序中加入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是阿伏加德羅常數的值。下列說法錯誤的是()A．22.4L(標準狀況)氟氣所含的質子數為18NAB．1mol碘蒸氣和1mol氫氣在密閉容器中充分反應，生成的碘化氫分子數小于2NAC．電解飽和食鹽水時，若陰陽兩極產生氣體的總質量為73g，則轉移電子數為NAD．1L1mol·L-1溴化銨水溶液中NHeq\o\al(＋,4)與H＋離子數之和大于NAC[22.4L(標準狀況)氟氣的物質的量為1mol，則其所含的質子數為18NA，A說法正確；反應H2＋I2?2HI為可逆反應，則1molH2和1molI2充分反應生成的HI分子數小于2NA，B說法正確；電解飽和食鹽水時，陰、陽兩極產生的n(H2)∶n(Cl2)＝1∶1，當H2和Cl2的總質量為73g時，產生2gH2、71gCl2，則H2的物質的量為1mol，Cl2的物質的量為1mol，轉移電子數為2NA，C說法錯誤；溴化銨水溶液中存在電荷守恒：c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(H＋)＝c(Br－)＋c(OH－)，c(Br－)＝1mol·L-1，則c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(H＋)>1mol·L-1，故1L1mol·L-1溴化銨水溶液中NHeq\o\al(＋,4)與H＋離子數之和大于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，結構簡式如圖。關于該化合物，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)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，結構上也不相似，故二者不互為同系物，A錯誤；由題給苯并降冰片烯的結構簡式可知，苯環上的6個碳原子與苯環相連的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；苯并降冰片烯的結構對稱，其分子中含有5種不同化學環境的氫原子，則其一氯代物有5種，C錯誤；苯環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電池結構如圖，a和b為兩個電極，其中之一為單質鉀片。關于該電池，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電極沿導線流向a電極；充電時，b電極為陽極C．產生1Ah電量時，生成KO2的質量與消耗O2的質量比值約為2.22D．用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗3.9g鉀時，鉛酸蓄電池消耗0.9g水D[由題圖可知，b極上O2轉化為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，電流由正極經導線流向負極，即由b極經導線流向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；產生1Ah電量時，生成KO2與消耗O2的質量比為71∶32≈2.22，C說法正確；消耗3.9g鉀時，轉移0.1mole－，鉛酸蓄電池消耗0.1molH2O，其質量為1.8g，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．關于非金屬含氧酸及其鹽的性質，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反應的還原產物分別為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為原子序數依次增大的短周期元素，X和Z同主族，Y原子序數為W原子價電子數的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原子序數為W原子價電子數的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，無正價，A錯誤；鹽酸為強酸，氫氟酸為弱酸，B錯誤；根據元素周期律可知，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，結構簡式如圖。下列說法錯誤的是()A．1mol該物質與足量飽和NaHCO3溶液反應，可放出22.4L(標準狀況)CO2B．一定量的該物質分別與足量Na、NaOH反應，消耗二者物質的量之比為5∶1C．1mol該物質最多可與2molH2發生加成反應D．該物質可被酸性KMnO4溶液氧化BC[1mol—COOH與足量飽和NaHCO3溶液反應生成1molCO2，1mol該有機物中含有1mol—COOH，故1mol該物質與足量飽和NaHCO3溶液反應，可放出22.4L(標準狀況)CO2，A說法正確；—OH、—COOH都能與Na反應，—COOH能與NaOH反應，根據題給番木鱉酸的結構簡式可知，該物質中含有5個—OH、1個—COOH，故一定量的該物質分別與足量Na、NaOH反應，消耗二者物質的量之比為6∶1，B說法錯誤；碳碳雙鍵可與H2發生加成反應，—COOH不能與H2發生加成反應，根據題給番木鱉酸的結構簡式可知，1mol該物質中含有1mol碳碳雙鍵，則其最多可與1molH2發生加成反應，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，同時發生以下兩個反應：①M＋N=X＋Y；②M＋N=X＋Z，反應①的速率可表示為v1＝k1c2(M)，反應②的速率可表示為v2＝k2c2(M)(k1、k2為速率常數)。反應體系中組分M、Z的濃度隨時間變化情況如圖，下列說法錯誤的是()A．0～30min時間段內，Y的平均反應速率為6.67×10-3mol·L-1·min-1B．反應開始后，體系中Y和Z的濃度之比保持不變C．如果反應能進行到底，反應結束時62.5%的M轉化為ZD．反應①的活化能比反應②的活化能大A[0～30min時間段內，Δc(Z)＝0.125mol·L-1，Δc(M)＝0.500mol·L-1－0.300mol·L-1＝0.200mol·L-1，反應①中Δc(M)＝0.200mol·L-1－0.125mol·L-1＝0.075mol·L-1，則Δc(Y)＝0.075mol·L-1，v(Y)＝eq\f(Δc(Y),t)＝eq\f(0.075mol·L-1,30min)＝2.5×10-3mol·L-1·min-1，A說法錯誤；反應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(0.075mol·L-1,0.125mol·L-1)＝eq\f(3,5)，如果反應能進行到底，反應結束時①、②的轉化率之比為3∶5，因此有eq\f(5,8)(即62.5%)的M轉化為Z，C說法正確；結合C選項，反應①的速率小于反應②的速率，所以反應①的活化能比反應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，考生根據要求作答。14．化工專家侯德榜發明的侯氏制堿法為我國純堿工業和國民經濟發展做出了重要貢獻，某化學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中分液漏斗內的稀鹽酸順利滴下，可將分液漏斗上部的玻璃塞打開或________。ABCDE(2)B中使用霧化裝置的優點是___________________________________________________________________________________。(3)生成NaHCO3的總反應的化學方程式為___________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)反應完成后，將B中U形管內的混合物處理得到固體NaHCO3和濾液：①對固體NaHCO3充分加熱，產生的氣體先通過足量濃硫酸，再通過足量Na2O2，Na2O2增重0.14g，則固體NaHCO3的質量為________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可作為基準物質標定鹽酸濃度。稱量前，若無水Na2CO3保存不當，吸收了一定量水分，用其標定鹽酸濃度時，會使結果________(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，使反應更充分。(3)生成NaHCO3的總反應的化學方程式為CO2＋NH3·H2O＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl。(4)①1molCO2與足量Na2O2反應，最終Na2O2增重的質量相當于1molCO的質量，假設固體NaHCO3的質量為xg，可列如下關系式：2NaHCO3～CO2～Na2O2～CO2×8428xg0.14g則eq\f(2×84,xg)＝eq\f(28,0.14g)，解得x＝0.84。②根據題圖中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濃縮、冷卻結晶、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，使反應更充分(3)CO2＋NH3·H2O＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl(4)①0.84②蒸發濃縮冷卻結晶(5)A15．綠色化學在推動社會可持續發展中發揮著重要作用。某科研團隊設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，不產生廢棄物，實現了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na＋內循環。工藝流程如圖：回答下列問題：(1)高溫連續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________(填化學式)。(4)工序③中發生反應的離子方程式為_________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)物質Ⅴ可代替高溫連續氧化工序中的NaOH，此時發生的主要反應的化學方程式為________________________________，可代替NaOH的化學試劑還有________(填化學式)。(6)熱解工序產生的混合氣體最適宜返回工序________(填“①”“②”“③”或“④”)參與內循環。(7)工序④溶液中的鋁元素恰好完全轉化為沉淀的pH為________。(通常認為溶液中離子濃度小于10-5mol·L-1為沉淀完全；Al(OH)3＋OH－?Al(OH)eq\o\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反應后經工序①得到濾渣Ⅰ和介穩態物質；介穩態相分離后得到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Ⅴ的溶液，又Na2CrO4溶液經工序③后得到Na2Cr2O7溶液和物質Ⅴ(s)，所以氣體A為CO2，物質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，在后續產物Na2CrO4中Cr為＋6價，因此高溫連續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，工序①的名稱為溶解。(3)經高溫連續氧化工序和工序①后鉻鐵礦轉化為CrOeq\o\al(2-,4)、Al(OH)eq\o\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Ⅴ為NaHCO3，故工序③中發生反應的離子方程式為2Na＋＋2CrOeq\o\al(2-,4)＋2CO2＋H2O=Cr2Oeq\o\al(2-,7)＋2NaHCO3↓。(5)由分析可知，物質Ⅴ為NaHCO3，可代替高溫連續氧化工序中的NaOH，此時發生的主要反應的化學方程式為4Fe(CrO2)2＋7O2＋16NaHCO3=8Na2CrO4＋2Fe2O3＋16CO2＋8H2O；可代替NaOH的化學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的化學試劑還有Na2CO3。(6)熱解工序中產生的混合氣體為CO2和水蒸氣，最適宜返回工序②參與內循環。(7)由題給方程式Al(OH)3＋OH－?Al(OH)eq\o\al(－,4)K＝100.63，可得Al(OH)eq\o\al(－,4)?OH－＋Al(OH)3K＝10-0.63，則K＝10-0.63＝eq\f(c(OH－),c[Al(OH)eq\o\al(－,4)])，通常認為溶液中離子濃度小于10-5mol·L-1為沉淀完全，則10-0.63＝eq\f(c(OH－),10-5)，可得c(OH－)＝10-5.63mol·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＋＋2CrOeq\o\al(2-,4)＋2CO2＋H2O=Cr2Oeq\o\al(2-,7)＋2NaHCO3↓(5)4Fe(CrO2)2＋7O2＋16NaHCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))8Na2CrO4＋2Fe2O3＋16CO2＋8H2ONa2CO3(6)②(7)8.3716．當今，世界多國相繼規劃了碳達峰、碳中和的時間節點。因此，研發二氧化碳利用技術，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，相關物質的燃燒熱數據如表：物質H2(g)C(石墨，s)C6H6(l)燃燒熱ΔH(kJ·mol-1)－285.8－393.5－3267.5(1)則25℃時H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的熱化學方程式為___________________________________________________________。(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，發生電離：①CO2(g)?CO2(aq)②CO2(aq)＋H2O(l)?H＋(aq)＋HCOeq\o\al(－,3)(aq)25℃時，反應②的平衡常數為K2。溶液中CO2的濃度與其在空氣中的分壓成正比(分壓＝總壓×物質的量分數)，比例系數為ymol·L-1·kPa-1，當大氣壓強為pkPa，大氣中CO2(g)的物質的量分數為x時，溶液中H＋濃度為________mol·L-1(寫出表達式，考慮水的電離，忽略HCOeq\o\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\o(?,\s\up7(△))M2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)。上述反應達平衡時體系的總壓為46kPa。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)的初始壓強應大于________kPa。(4)我國科學家研究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為單質鋰片，則該電池中的CO2在________(填“正”或“負”)極發生電化學反應。研究表明，該電池反應產物為碳酸鋰和單質碳，且CO2電還原后與鋰離子結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－=C2Oeq\o\al(2-,4)Ⅱ.C2Oeq\o\al(2-,4)=CO2＋COeq\o\al(2-,2)Ⅲ.___________________Ⅳ.COeq\o\al(2-,3)＋2Li＋=Li2CO3②研究表明，在電解質水溶液中，CO2氣體可被電化學還原。Ⅰ.CO2在堿性介質中電還原為正丙醇(CH3CH2CH2OH)的電極反應方程式為____________________________________________。Ⅱ.在電解質水溶液中，三種不同催化劑(a、b、c)上CO2電還原為CO的反應進程中(H＋被還原為H2的反應可同時發生)，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)由題給燃燒熱數據可得，①H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH1＝－285.8kJ·mol-1，②C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－393.5kJ·mol-1，③C6H6(l)＋eq\f(15,2)O2(g)=6CO2(g)＋3H2O(l)ΔH3＝－3267.5kJ·mol-1，根據蓋斯定律，目標方程式可由3×①＋6×②－③得到，其ΔH＝(－285.8kJ·mol-1)×3＋(－393.5kJ·mol-1)×6－(－3267.5kJ·mol-1)＝＋49.1kJ·mol-1，故H2(g)與C(石墨，s)生成C6H6(l)的熱化學方程式為3H2(g)＋6C(石墨，s)=C6H6(l)ΔH＝＋49.1kJ·mol-1。(2)由于溶液中CO2的濃度與其在空氣中的分壓成正比，比例系數為ymol·L-1·kPa-1，因此當大氣壓強為pkPa，大氣中CO2(g)的物質的量分數為x時，溶液中CO2(aq)濃度為ypxmol·L-1。設溶液中H＋濃度為amol·L-1，由反應②CO2(aq)＋H2O(l)?H＋(aq)＋HCOeq\o\al(－,3)(aq)，可得c(HCOeq\o\al(－,3))＝c(H＋)＝amol·L-1，c[CO2(aq)]＝ypxmol·L-1，則K2＝eq\f(a2,ypx)，解得a＝eq\r(K2ypx)。(3)平衡體系總壓為46kPa，則由2MHCO3(s)eq\o(?,\s\up7(△))M2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)可得p(H2O)＝p(CO2)＝23kPa，Kp＝23×23。若保持溫度不變，設開始先通入CO2的壓強為xkPa，平衡時水蒸氣分壓為5kPa時，可列“三段式”：2MHCO3(s)eq\o(?,\s\up7(△))M2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)起始/kPa0x轉化/kPa55平衡/kPa55＋xKp＝23×23＝5×(5＋x)，解得x＝100.8，故為使平衡時水蒸氣分壓小于5kPa，CO2(g)初始壓強應大于100.8kPa。(4)Li-CO2電池的總反應式為4Li＋3CO2=2Li2CO3＋C。①電池中，鋰為負極，CO2在正極發生電化學反應，由電池總反應式可得正極反應為3CO2＋4e－＋4Li＋=2Li2CO3＋C；結合步驟Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ，可得步驟Ⅲ的離子方程式為2COeq\o\al(2-,2)＋CO2=2COeq\o\al(2-,3)＋C。②Ⅰ.CO2在堿性介質中電還原為正丙醇，電極反應方程式為12CO2＋18e－＋4H2O=CH3CH2CH2OH＋9COeq\o\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，發生H＋電還原的可能性更大，因此反應從易到難的順序為c、b、a。[答案](1)3H2(g)＋6C(石墨，s)=C6H6(l)ΔH＝＋49.1kJ·mol-1(2)eq\r(K2ypx)(3)100.8(4)①正2COeq\o\al(2-,2)＋CO2=2COeq\o\al(2-,3)＋C②Ⅰ.12CO2＋18e－＋4H2O=CH3CH2CH2OH＋9COeq\o\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的題號右側方框涂黑，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晶體具有優異的非線性光學性能。我國科學工作者制備的超大KH2PO4晶體已應用于大功率固體激光器，填補了國家戰略空白。回答下列問題：(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，若一種自旋狀態用＋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。對于基態的磷原子，其價電子自旋磁量子數的代數和為________。(3)已知有關氮、磷的單鍵和三鍵的鍵能(kJ·mol-1)如表：N—NN≡NP—PP≡P193946197489從能量角度看，氮以N2、而白磷以P4(結構式可表示為)形式存在的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)已知KH2PO2是次磷酸的正鹽，H3PO2的結構式為________，其中P采取________雜化方式。(5)與POeq\o\al(3-,4)電子總數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狀的多磷酸，則相應的酸根可寫為________。(7)分別用、表示H2POeq\o\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H2POeq\o\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apm、高為cpm，阿伏加德羅常數的值為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)。ABCD[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)基態磷原子的價電子排布式為3s23p3，其中3s軌道中自旋磁量子數的代數和為0，3p軌道中3個電子自旋方向相同，所以代數和為＋eq\f(3,2)。(3)由題表中鍵能關系可知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形式存在更穩定，磷以P4中的P—P鍵形式存在更穩定。(4)由KH2PO2為次磷酸的正鹽，可知H3PO2中只含一個羥基，所以H3PO2的結構式為，其中P的價層電子對數為5＋eq\f(1,2)×(5－1×3－2×2)＝4，則P的雜化方式為sp3。(5)POeq\o\al(3-,4)的原子數為5，價電子數為32，總電子數為50，則與POeq\o\al(3-,4)電子總數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個磷酸分子形成環狀結構會脫去n個水分子，則形成的多磷酸的分子式中氫原子數目為3n－2n＝n，磷原子的數目為n，氧原子的數目為4n－n＝3n，即多磷酸分子式為HnPnO3n，故多磷酸的酸根可寫成PnOeq\o\al(n－,3n)。(7)①由題給KH2PO4晶體的四方晶胞圖可知，每個晶胞中