【教育部考试中心】2019年全国3卷化学试题分析

1、教育部考试中心】 2019 年全国 3 卷化学试题分析的位豐，推断出相应元素所具有的性质和所形成化学键的特点，进而进行止确的选 择。这就要求考牛要熟练掌握短周期的各元素电了结构、离子结构，并对元素周期 表和周期律有全面的理解。由题干信息“短周期主族元素”“Y最外层电子数等于X次外层电了数”，可推 断岀Y的最外层电子数为2（为第二主族元素），且X为第二周期元素；“它们原子 的最外层电子数之和为10o X与Z同族”可进一步推断出X为C元索，Z为Si元 索；由“Y原子半径大于Z”及周期丧中原子半径的变化规律，可确定Y为第三周期 的Mg元素，血不是Be元素。下面分別对四个选项做出判断。A选项考查元素X

2、和Y的氧化物的熔点：C元素的氧化物主要是CO和C02, 熔点分别为-205兀和-78寬，而Mg的氧化物MgO熔点为2800T，远大于C的氧 化物的熔点。选项A不符合题意。选项B判断X的氢化物和Z的氢化物热稳定性：可以从键长、键能的角度比 较其稳定性。X与Z同族，故碳元素原了半径小于硅的。原子半径越大，形成的共 价键越长，其键能就小，热稳定性较差。其中碳原子半径小，所以HC键较短，键 能大，分子稳定性强；硅原子的半径较大,H-Si键较长，键能小，分子的稳定性弱° 例如,SiH°在773K以上分解为Si和比。而CII4的脱氢分解反应温度比SiH4高 岀 1000K；713K17

3、73KSiH4= Si+2H2 2CH4C2H2 + 3H2由此判断B选项是正确的，是本题的正确答案。选项C是判断元素C和Si能否形成离子化合物。C和Si均为非金属元索，电 负性差较小，不能形成离子型化合物SiC；高温下C与S反应生成共价化合物SiC, 其晶体类型为原子晶体。因此选项C的叙述是错误的。选项D是判断Mg的单质与Si的单质能否溶干浓硝酸。已知，Mg核外有两个 电子，具有还原性，而硝酸极具氧化性，因此Mg可以溶于浓硝酸。而硅为非金属 单质，在常温下化学性质不活泼，在含氣酸中被钝化，不能够溶于浓硝酸，可见，本 选项同样不符合题意。综上所述，本题考査考生对常见元索常见化合物以及元素原子参

4、数的递变知 识，冃的是让考生加深对元素周期性和元索周期表的认识，以及所蕴含信息的探 究。通过化学现象的共性和差异之间的联系纽带，建立空间的元素周期律和元素 周期表C10.离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中错误的是.A. 经过阳离子交换树脂后，水中阳离子的总数不变B水中的NO；、SO：、C1通过阴离子树脂后被除去C.通过净化处理后，水的导电性降低D.阴离子树脂填充段存在反应HJ OH_ = H2O【答案】A【分析】随着人民生活水平的不断提 高以及科研、工业的快速发展，对纯净水的 需求量也在不断地增大。由普通饮用水制 取纯净水的过程主要是除去离子的过程， 离子交换法是水净化工艺中一种最常用的

5、 方法。将原料水通过离子交换树脂，使水 中的离子与树脂上的离子进行交换。阳离 子交换树脂上的H与水中的阳离子（如 CJ）进行交换，释放出IT,而阴离子交换 树脂上的011与水中的阴离子（如C1J进 行交换，释放岀OHS H与OFT结合生成纯水。普通自来水通过离子交换树脂 后，其中的大部分阴离子和阳离子可被置换为氢氧根离子和质子，从而达到去除 离子、软化饮用水的目的。选项A是关于阳离子交换树脂作用的问题。从示意图可见，水中的阳离子至 少包括Ca2NaMg2*等，经过阳离子交换树脂后，这些离子被交换为T,虽然正 负电荷仍继持平衡，但由于这些离子所带的电荷并非都与质子相同，它们与阴离子 （0H等）的

6、结合能力也不相同，水中阳离子的总数必然会发生改变，因此该选项的说法是错误的。水中的阴离子主要包括N0；、S07、C|等，在通过阴离子交换树脂后被结合到 树脂上，交换出的0H进入到水中，结果这些阴离子被从水中除去。B选项的说法 是正确的。经过阳离子交换树脂交换岀的质子到了阴离子交换树脂段后，和该段交换岀 的氢氧根离子结合生成水。电解质含虽的减少导致水的导电性降低。因此选项 C、D的说法都是正确的。11设弘为阿伏加德罗常数值。关于常温KpH = 2的H3PO4溶液，下列说法 正确的是A. 每升溶液中的H'数目为0.02 XB. e（H*）=c（H2PO；）十2c（HPO：）+3c（PO：）

7、+c（O1厂）C. 加水稀释使电离度增大，溶液pH减小D. 加入NaH2PO4固体,溶液酸性增强【答案】B【分析】本题以溶液为体系，考査考生对阿伏加徳罗常数、pH、溶液浓 度等基木概念和弱电解质电离平衡、平衡的移动等相关知识的学握情况，以及运用 所学基础知识分析问题、解决问题的能力。c （ H 令）pH的定义为:pH = -lg-，故溶液的PH只与溶液中卜广离子的浓度有关, 而与溶液中物质的种类和浓度无关。pH = 2,溶液中c（H*）=0.01 mol每升 溶液中的物质的量为0.01 molo忆为阿伏加徳罗常数值，代表每摩尔物质中含 有的粒子的数目，因此pH = 2的H3PO4溶液中每升溶液

8、中的I数目为0.01他，故 选项A叙述错误。H3PO4为三元中强酸，在水溶液中发生逐级电离，建立如下平衡：c(H4) c(H2PO4)h3po4 -一 H'+ H,P04,2v / v X12X /c(II3PO4)= 7.11x10“(1)c(HJ c(HPOV)H.PO.=H + HPU；,'e(H2PO；)=6.34x10 8(2)c(Hj c(por) 亠一H*+ PO：,24.79x10 13(3)c(HPO：)磷酸在水溶液中发生部分解离，溶液中存在多种物种:H3PO4.HH2PO；s HPO：、PO；和OH，其中OH来自水的解离平衡。根据电荷平衡，中性溶液中正 电荷

9、数等于负电荷数，故有如下关系：c（H*）=c（H2PO；） +2c（HPO；）+3c（PO；）+c（OFT）,选项R是正确的。加水稀释磷酸溶液,溶液中各种离子的浓度减小a<0c（H2PO；）, 3c（H+） Sc（H2PO；）&（H3POJ,此时反应商"=冰心,故平衡正向移动（其他 8c（ H3POJ解离平衡相同），磷酸的解离度增大；同时c（H'）减小,溶液的pH增大。故选项C 叙述错误。对于平衡出10=1【+ HfO；,当产物H2PO；的量增大时平衡逆向移动, 溶液中氢离子的浓度减小，酸性减小。虽然对于平衡H2P611P0V,加入固体NaH2PO4使反应物的量

10、増大，平衡右移,有利于氢离子的浓度增大。但由干 以上两个平衡的平衡常数相芳很多，溶液中的氢离子浓度主要由磷酸的第一步解 离决定，溶液的酸度以减小为主。选项D叙述错误。'12.下列实验不能达到目的的是选项目的实验A制取较高浓度的次氯酸溶液将C1：通入碳酸钠溶液中B加快氧气的生成速率在过氧化氢溶液中加人少童MnO2C除去乙酸乙階中的少量乙酸加人饱和碳酸钠溶液洗涤、分液D制备少址二氧化硫气体向饱和亚硫峻钠溶液中滴加浓硫酸【答案】A【分析】化学实验是考生直观认识化学和深入理解化学的重要手段，通过实 验可以认识化学，了解条件对于反应的决定性。该題是以中学生熟知的几个实验 为素材，考査考生对于化学

11、原理的理解、物质性质的拿握，以及实验操作的熟知。A选项考杳的是次氯酸的制备和氯气的性质。由于碳酸钠溶液显碱性，将Cl2 通入碳酸钠溶液中,会发生歧化反应生成N&C10和NM1,没有次駆酸。即使过虽 通入C.也只有少量次氯酸。显然该选项的实验无法达到冃的。从酸式电离常数 看 pKJlCOj)二 6.352 < pKa(HOCl)= 7.537 < pKJ2( H2COJ= 10.329,向低浓度 的NaHCO.溶液中通入6,生成的HC1与NallCO.反应，二者都被消耗掉，再加入 Ag2O除掉Cl，可得到含有NaOCl的较高浓度的次氯酸溶液,这是实验室制备次氯 酸溶液的方法。

12、要想制得纯的次氯酸溶液，可采用C1?O溶于0弋的水可得到高浓 度的次氯酸溶液。该选项为本题答案。B选项考査的是影响11202稳定性的因素。H2O2受热、受到光照，以及遇到重 金属离子或其氧化物，都会不稳定分解放出。2。MnO2是H2O2分解常用的催化 剂，在过氧化氢溶液中加入少量MnO“会加快氧气的生成速率。实验室制。2通常 釆取此方法。该选项是正确的，即可以达到目的。C选项考杳的是乙酸乙酯与乙酸性质的差别及分离方法。乙酸乙帝是有机酯 类化合物不溶于水，更雅溶干无机盐水溶液。乙酸是有机酸，能与乙酸乙酯互溶, 无法与乙酸乙弗直接分离。乙酸的酸性强于碳酸，当乙酸遇到碳酸钠溶液,生成的 乙酸钠在水中

13、溶解度增大，可与乙酸乙酯分开，通过分液可除去水层，得到有机层 的乙酸乙酯。该实验可以达到目的。D选项考査的是S02和亚硫酸盐的件质。亚硫酸不稳定，可放出SO2,SO2极 易溶于水，通常情况下，1体积水可以溶解40体积的SO?,所以，要制备气体SO?,必 须要用亚硫酸钠固体或其饱和溶液，使用浓硫酸酸化，能很快得到SO2气体。该选 项是正确的，可以达到目的。13.为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D- Zn)可以高效沉积ZnO的持点，设计了采用强碱性电解质的3D-ZnNiOOH二次电池结构如下图所示。电池反应为放申Zn(s)+2Ni00H(s)+H20(l)=Zn0(

14、s)+2Ni(0H)2(s)o尼龙保护层导电线ISNiOOH 隔腹3D-Zn下列说法错误的是A. 三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高B. 充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH (aq)-e' = NiOOH(s)+H2O(l)C. 放电时负极反应为 Zn(s)+2OH-(aq)-2e" =ZnO( s)+H20( I)D. 放电过程中OIF通过隔膜从负极区移向正极区【答案】D【分析】 本题以2017年Science报道的具有高稳定性和高循环效率的Zn- NiOOH二次电池为载体，将科学研究热点引入试题，考査考生对电池结构、充放电 工作原理、电极反

15、应等知识的了解程度。三维多孔Zn骨架材料由于其比表面积大，放电时Zn生成的ZnO沉枳在其骨 架表面，形成了 ZnO3D-Zn,Zn O分散度高，为提升电池循环效率和稳定性提供 了皋础。根据题目给出的电池总反应Zn(s)42NiOOH(s)+n2O(l)T-ZnO(s)+2Ni(OH)2(«)充电可知，电池放电时Zn失去电子生成ZnO, NiOOH得到电子生成Ni(OH)2，电流方 向从NiOOH到Zno物理学中规定以正电荷的运动方向为电流的方向，口.电流总是 从电势高的正极流向电势低的负极。故放电过程中Zn为负极，经历了 ZnZn24-> Zn(UH)： ->ZnO,最后

16、沉积在3D-Zn骨架上形成了O3D-Zn,负极总反应为Zn(8)+20H(aq)-2e_=Zn0(s)+H20(l)o无论是电解池还是原电池，在讨论其中单个电极时，都可把发生氣化作用的电 极称为阳极，而把发生还原作用的电极称为阴极。充电时根据电池总反应可知， Ni(OH)：发生氧化作用生成NiOOH, ZnO发牛还原作用生成Zn,因此阳极反应为 Ni(OH) 2(s) +0H7 aq) -eNiOOH( ») +H2O( 1) o 因此选项 A、B、C 描述正确，但 不符合題意。放电时，0H向负极移动，与Zn结合，负极区城电解液中需要OFT的迁入，以 保持电解液的电中性；同时正极区发

17、生反应NiOOH(s)+H2O(l)+e- = Ni(OH)2(s) +OH(aq),正极区域电解液中需要()K的迁出。因此()H应通过隔膜由正极区向 负极移动，选项D叙述错误，符合题意。综上所述，本题符合设问的选项为D。26. 高纯硫酸猛作为合成银钻链三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化 链粉与硫化锚矿(还含Fe、A、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如下图所示。回答 下列问题：H2SO4MnO2氨水Na,SMM'NH4HCO3111MnST 溶後一氧化-调pH f除杂1 f除杂2n，2OV4十沉链 f MnC® MnSO4粉tI1滤渣1滤渣2滤渣3滤渣4相关金属

18、离子co(MB4)=0.1 mol形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Mn"ITFeFe34A 广Mg2*Zn2*Ni2>开始沉淀的pH3.4&96.26.9沉淀完全的pH4.7(1) “滤渣1”含有S和;写岀“溶浸”中二氧化猛与硫化锤反应的化学方程式0(2) “氧化”中添加适量的MnO2的作用是o(3) “调pH”除铁和铝溶液的pH范闹应调节为6之间。(4) “除杂1”的目的是除去Zi?和Nf,“滤渣3”的主要成分是。(5) “除杂2”的目的是生成M討2沉淀除去M/。若溶裁酸度过高,Mf沉淀不完全，原因是O

19、(6) 写出“沉铤"的离子方程式o(7) 层状惊钻链三元材料町作为钾离子电池正极材料，其化学式为LiNi.CoMn,。？，其中 Ni、Co、Mn 的化令价分另U 为 2、+ 3、* 4 <,当 x = y = y 0 寸， Z =e【答案】(1 ) SiO2(不溶性硅酸盐) MnO2-i-MnS + 2H2SO4 =2MnSO4+S4-2HaO(2) 将FJ氧化为Fe"(3) 4.7(4) NiS 和 ZnS(5) F与H*结合形成弱电斛质HF,MgF2 =Mg2*+2FT衡向右移动(6) Mna* +2HCO； = MnCO3 | +COa ? +HaO<7)

20、 T【分析】 本题选材紧密联系化工实际生产，以高硫锂矿及软紅矿为原料制备 电池用硫酸猛工艺为背杲，题干主 寒以工艺 流程形 式呈现，I商绕扶制备工艺流程 图，考宜考生刘元索及化合物的性质、反应原理及其应用、反应力程式、反应条件对 产物的控制与彫响等综合知识的学握。第(L)问给出了“滤渣'中含有S的倍息，可知“溶沒”的产物中有S.结合原 料MnO-MnS两种物质中的锈化合价分别为+4利+2,可知该溶浸反应为氣化还原 反应，MnO2为氧化剂、MnS为还原剂。故可写岀反应方程式为MnO, + M nS H- 2H2SO4 = 2MnSO4 4-S-»-2TT2O,各种矿中均含构Si

21、O2或吿不溶性硅酸盐，在“溶浸” 的过程中不溶于硫酸溶液，进入“滤渣I”从体系中分离出来。矿石中杂质Fe、Al、 Mg、£n、Ni等物质会一并酸溶并进人谑液中，待进行下一步除杂。第(2)冋是在上述滤液中加入MnC>2,并在流利閨中提供此步反应为“氣化”的 借息，工业中为厂不引入杂质且降低氧化齐IJ的成本，此步的氧化剂为Mn(>2O結合 下一步加入氮水可知，此处的目的足将休系屮的Fe2*氧化为F宀°这是由于 Fe(OH儿与Mn(OH)2的溶解度相近，因此无法通过直接调节休系pH的方法将两 种离子分离。而Fc(OH)3的溶度积常数非常小，Fc"左pH咼于3

22、时已经沉淀完 全此时Mn"尚未沉淀，故通需要将“严枫化为Fe“；再利用pH的不同将杂质 分出。第(3)问“调pH”的日的是除饮和係，根据表格中Al(OH),沉淀完全的pH为 4.7.Fe(OH),沉淀完全的pH为2.8可知濬液的pH需雯至少大于4.7 ,以保证Fe"、AF完全沉淀。pH上限为6是由于工业中此处浸出液中作为主要离子, 苴浓度较其他阳离子大，T业中浓度约为1 molL",故pH不能过高，以防止 Mn（Oll）2沉淀,并影响下一步沉淀。第（4）问已知除杂1'的目的是除去ZJ和Ni"”，根据加入的沉淀剂是 NazS,可以判断岀来ZJ和肝与

23、S"形成难溶T水的硫化物沉淀，因此“滤渣3”的 主要成分是NiS和ZnS0 Mn”虽然也可以生成MnS沉淀，但是MnS沉淀的K绅较 大，需要在较其他离子相对较髙的pH环境中才能沉淀，故通过控制加入的NS的 量，可进行和N严与Mn"的分离。第（5）问“除杂2”生成了 MgF2沉淀。当溶液中离子浓度过鳥时, MgF? 一Ig"+2F-解离产生的厂与H结合形成弱电解质HF,导致MgF2沉淀溶 解平衡向溶解方向移动。故会导致Mg"沉淀不完全。第（6）问根据流程图叫知此步反应为“沉猛”，此时溶液中的主要阳离子是 Mn"与NaMn2f与HCO；生成难溶于水

24、的MnCO,以便与Nf分离，故可以写出离 子方程式 Mn2+2HCO；=MnCO, ； +CO2 t +H20o第（7）问，作为锂离子电池正极材料的LiNixCoTMnxO2中Ni.Co.Mn的化合价 分别为+2、+ 3、+4。已知Li的化合价是+1,0的化合价是2,故（NigCorMnJ的电 荷为+3。当 Ar=y=yHt,2Xy+3Xy+4xz = 3,所以 x = y027. 乙酰水杨酸（阿司匹林）是目前常用药物之一。实验室通过水杨酸进行乙 酰化制备阿司匹林的一种方法如下：COOHCOOHr JJ+ ch3cooh+ (CH3C6O;浓 H2SO4.-水杨酸醋酸附乙般水杨检水杨腹乙酰水杨

25、酸熔点/p157-159-72 74135-138相对密度/（g* cm-5）1.44101.35相对分子质凤138102180实验过程:在100 rnL锥形瓶中加人水杨酸6.9 g及酹酸Sf 10 mL,充分摇动使 固体完全溶解。缓慢滴加0.5 mL浓硫酸后加热，维持瓶内温度在70花左右，充分 反应。稍冷后进行如下操作。 在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100 mL冷水中，析出固体,过滤。 所得结晶粗品加入50 mL饱和碳酸氢钠溶液，溶解、过滤。 滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。 固休经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4 go回答下列问题：(1) 该合成反应中应采用加热。(填标号)A.热水

26、浴B.酒精灯C.煤气灯D.电炉(2) 下列玻璃仪器中，中需使用的有(填标号)，不需使用的有(填名称)。(3) 中需使用冷水，目的是o(4) 中饱和碳酸氢钠的作用足，以便过滤除去难溶杂质。(5) 采用的纯化方法为o(6) 本实验的产率是%。【答案】(1) A(2) BD分液漏斗、容量瓶(3) 充分析出乙酰水杨酸固体(结晶)(4) 生成可溶的乙酰水杨酸钠(5) 重结晶(6) 60【分析】 本题是一道基础有机化学实脸题，着重考查考生对水杨酸乙酰化反 应实验过程中的基本原理、基本操作、基本技能和基本知识的掌握。尤其是引导考 生抿据给出的信息思考和解答提出的问题。一个完整的实验通常包括实验的目 的、原理

27、、步骤、现象、实验装置的应用、后处理步骤、数据处理和问题的讨论。化学 实验的题目可以全面考查考生对化学知识的学习和化学学科所需的多种能力的接 受、分析和解决(解答)化学问题的能力，化学实验和探究能力。(1) 比较容易。根据题T,考生首先应知道该反应的温度是控制在70弋，无须 用酒特灯、煤气灯和电炉直接加热，因此最适合的加热方法是热水浴即Ao第（2）问主要考査考生对有机化学反应的实验仪器和实验装置。设问主要考 査考生对化学实验仪器的认识和使用。操作中的实验步骤主要是反应混合液与 水的混合，混合后将析出的固体进行过滤。因此混合的过程用到的玻璃仪器是烧 杯B；过滤需要用到的仪器是漏斗D。这些操作中不

28、需要用到的仪器的名称是分 液漏斗（用于不互溶液体的分离）和容量瓶（用于配置准确浓度的溶液）。第（3）问考査考生对有机化合物物性和实验操作的相互关系。根据给出的物 质物理性质信息，可以知道反应产物乙酰水杨酸为固体，因此在反应混合物中加入 冷水可以充分析出乙酰水杨酸固体（结晶）。这是有机化学实验中充分析出固体 的常用方法。'第（4）问是涉及有机化学实验中的一个很重要的提纯过程，即将所得结晶粗 品加入饱和碳酸氢钠溶液中，使产物生成可溶性的钠盐，以滤除反应中产生的不溶 性的杂质，达到进一步纯化的目的。生成钠盐的化学方程式（“和可能的不溶聚合 物的反应方程式（h）如下：第（5）问是关于反应产物的

29、提纯。根据步骤的操作；反应（a）的乙酰水杨酸 钠盐经盐酸酸化后析岀了乙酰水杨酸的固体，步骤即是对固体的纯化。提纯有 机化合物固体的常用实验操作就是再结晶（即重结晶）。固体有机化合物在任何 一种溶剂中的溶解度，均随温度的升高而增加。所以将一种有机固体化合物在较 髙的温度下制成饱和溶液（含有不溶和溶解的杂质），然后冷至室温或室温以下即 会有一部分结晶析出。利用溶剂与被提纯物质和杂质的溶解度不同，让杂质大部 分留在溶液中通过过滤而除去，从而达到提纯的目的。重结晶的实验操作一般有; 加热溶解、活性燥脱色、热过滤（除去不溶物）、冷却结晶、抽滤（除去可溶物）、洗涤 和干燥、最后称重得纯品（计算收率）。因此

30、该问的正确答案是重结晶。化学合成实验中的产率计算是判断实验结果的一个重要数据。第（6）问是要 求计算该反应的产率。已知，当一个反应中加入两种反应原料之一的物质的最较 少时,应根据加入量较少的物质的帚来计算反应的理论产量。根据表中给出的信 息，反应原料加入量通过相对密度可以看出醋酸5H11 g = 0.108 mol）；而水杨酸 （6.9 g = 0.05 mol），反应中醋酸酊是过量的。那么就要根据实验给出的水杨酸的物 质的虽（0.05 mol）,乘以乙酰水杨酸的相对分子质磁180,计算出该反应的理论产量应该为9.0“然后通过实际产量(5.94 g)与理论产M(9.0g)之比即为反应产率 0.

31、60。因此该设问的正确答案是60%o本题看重考查了有机化学实验基础知识,也考査了实验基本能力。尤其注重 考牛对实验慕本操作技术和原理的认识和理解。该题通过水杨酸在浓硫酸催化剂 下与乙酸肝的乙酰化反应制备常用药物阿司匹林的实验，给出了该反应合成步骤 的冬个操作技术细节的描述，旨在考查考生运用化学知识于基本实验技能,解决化 学实验中实际问题的能力。同时，该题充分利用题干表中给出的物理常数宿息进 行设问。旨在引导高中化学更加注重实验教学，努力培养学生动手、动脑和劳动能 力。即使许多学生没有亲自动手做过该实验,但也町以根据题目中给出的许多信 息，结合已知的基础化学的实验知识去思考和推理也町以做岀正确的

32、解答。该题 目给出的信息完整,设问环环相关，操作步骤循序渐进，对于通过自己动手做过相 关实验的学生是比较容易的题目°总之，本题既是对考生思维能力的考査，也是对 考生运用已有知识解决实际问题能力的考查，体现了知识、能力和劳动的并重、理 论与实际的结合，是一道中等难度的题目。28. 近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出最也随 之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列(1) Deacon 发明的直接氧化法为：4HC1(g) +02( g) = 2C12(g) +2H2O(g) 0 下 图为刚性容器中，进料浓度比c(HC1)：c(O2)分别

33、等于】：1、4 ： 1、7 ： 1时HC1平 衡转化率随温度变化的关系：1009284766852%/«!起4?£沪UH44T/r可知反应平衡常数K(30(rC)K(400Y)(填“大于”或“小于”)。设HC1初始浓度为c。，根据进料浓度比c(HCI)：e(O2)= 1：1的数据计算K(400T)二(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)：e(O2)a低、过高的不利影响分别是、Deacon 接氣化法可按下列催化过程进行:M=83 kJ molA/72 =-20 kJ mol-1CuCl2( s) = CuCl(

34、s) +yC)2( g)CuCl(s) +yO2( g)= CuO( s) +Cl2( g)CuO(s)+2HCl(g)= CuCl2(s)+H2O(g) AW3 =-12i kJ mol'1则 4HC1(g) +02( g) = 2C12(g) +2H2O(g)的=kJ (3) 在一定温度的条件下，进一步提髙HC1的转化率的方法是。(写出2种)(4) 在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极 材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过稈，如下图所示：负极区发生的反应有(写反应方程式)。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气L(标准状况)。【答案】(D大

35、于(1-0.84)4 x( 1-0.21 )c0(0.42)2x(142)202和C1?分离能耗较高HC1转化率较低(2) -116(3) 增加反应体系压强、及时除去产物(4) Fe3* +e' = Fe2*,4Fe2* +O2 +4H* = 4Fe3*+2H2O5.6【分析】该题以氯化氢制氯气为素材综合考査了化学平衡、反应能虽变化、 电化学原理等知识的掌握和应用能力。近年来，随着化学工业的快速发展，氯气的 需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。将氯化氢转化为氯气的技术受到重 视，电解法、直接氧化法等被研究开发应用。本题采用的索材就是采用直接氧化法 和电解法制氯气的研究结果。直接氧化法

36、就是让HC1直接被02氧化制备C1.进 料浓度比、反应温度、对产物的处理都会影响产率和工业处理能耗，可以让考生在 用化学原理解决实际问题的同时，了解实际生产更多的评价因素。对比不同方法, 可了解各种方法的优缺点。该题既体现了对考生知识能力的考査，乂强化了考生 的情感价值观的认知，从化学原理优化反应条件，到从耗能等视角确定最优化工艺 条件，突出体现了“变化观念与平衡思想”和“科学态度与社会责任”的化学核心 素养。第(I)问考査了化学平衡原理以及在实际工业上的应用。回答该问首先要弄清 楚进料浓度比c(HC1)：c(02)分别等于1 ： 1、4 ： 1、7 ： 1时HC1平衡转化率陆温度变 化的关系

37、图。根据反应4HC1( g)+O2(g)- 2Cl2(g) +2H2O(g)和化学平衡原理，町判 断:c(HC1)：c(02)越高，HC1平衡转化率就越低。因此，图中曲线从上往下分别对应 1 ： 1、4 ： 1、7 : 1。各曲线随温度升髙，平衡转化率降低，可知该反应是放热反应，温 度越高平衡常数就越小，所以，反应平衡常数K(300弋)大于K(400七)。从图中找 到投料比1 : 1的400%：时的平衡转化率(84%),可得各物种的平衡浓度:c(IICl) = c0x(l-84%) ac(O2) = c0x(1-84%4)>c(C12)=c0x(84%v2)>c(H2O)=c0x(

38、84%4-2), 则,心叽)驴50)二亠2)严。如c*(HC1)c(02)(1-0.84)4x( 1-0.21) c°对于进料浓度比c(HCI)：c(O2)i±低或过岛的不利影响来说，从图中可看出， 过高时IC1的转化率低；过低时，HC1的转化率高而生成的Cl2所占比例少，(b 剩余多，后续就需要分离产物Cl2与。2,能耗增高，不利于降低成本。对于进料浓 度比c(HCl) ：c(O2)it低的影响，考生可能没有抓手，但是，抓住题T给出的信息： “按化学计議比进料可以保持反应物髙转化率，同时降低产物分离的能耗”，就会 给出止确的答案。该题目对考生在题冃的审阅、信息的把控与整合

39、方面提出了较 高要求。第(2)问结合催化机理考査了焙变与盖斯定律，问题相对比较简单。根据盖 斯定律可求得：A/=2A/,4-2A/2 + 2A7f3 = 2x83 + 2x( -20)+2x( - 121 )= -116 kJ mol-1第(3)问考査平衡原理，在题冃要求“在定温度的条件下”提高IIC1转化率， 只能考虑温度以外的影响因素。根据4HCl(g)+a(g)二2Ci2(g)+2H2O(g) 加 反应体系压强(因为产物的气体分子数目小于反应物)或除去产物都可让平衡右 移，即提高HC1转化率。第(4)问考查电化学相关知识。根据图示机理，右侧电极发生的反应为： 2HCl-2c-=Cl2 +

40、 2ir该极为正极(阳极)左侧电极发生的反应为：F訐化- =所以，该极为负极(阴极)。在阴极区还发生反应4Fe2* +O2 +4FC = 4Fe3+ +2H2O ,从中 可看出铁离子起了催化剂的作用。如果不加铁离子，。2在阴极上得电子的活化能 会比较大。O2转变为 出0,从0价变为-2价，消耗1 mol 6要转移4 mol电子，所 以，转移1 mol电子，需消耗氧气22.4 L4-4 = 5.6 L。该题目取材于科技论文和实际工艺，给考生以真实的应用场景，使考生在答题 过程中体会化学知识的应用价值，对于培养考生的情感价值观和社会责任具有巨 大推进作用。通过对题目的解答，将纸血的因索变成提高效率

41、降低能耗的丄艺条 件，并了解工艺改革与创新的思路，从整体上考查和培养考生的综合解决实际问题 的能力。35. 化学选修3；物质结构与性质磷酸亚铁KLiFePOJ可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性 能优良、安全性高等持点，文献报道可采用FeCl3.NH4H2PO4XLiCl和苯胺等作为原 料制备。回答下列问题:(I) 在周期表中，与Li的化学性质兹相似的邻族元素是，该元素基杰原了核外M层电了的自旋状态(填“相同”或“相反”)。(2) FeCl3中的化学键具右明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的0o苯胺与甲苯(©-CH?)的FeCl,的结构式为，其中弘的配位数为(3) 苯

42、胺(©HNH2)的晶体类型是 相对分子质量相近,但苯胺的熔点(-5曲)、沸点(184 代)分别高于甲苯的熔点(-95.0T )、沸点(110.6T )，原因是NH4H2PO4中，电负性最高的元素是;P的杂化轨道与0的2p轨道形成键。(5) NH4H2PO4 LiFeP04属于简单礁酸盐，而苴链的多磷酸盐则是一种复杂 磷酸盐，如:焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示：。磅原子O氧原子焦磷酸根离子三磷酸根离子这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为(用“代表P原子数)。【答案】(1) Mg 相反C /Cl、/Cl(2) /FcFe 4 Cl°、C1(3) 分子

43、晶体苯胺分子之问存在氢键(4) 0 sp3or(5) (P.O环jw【分析】化学是在分子层次上研究物质的组成、结构、性质以及相互关系的 科学。在训究物质的性能及其转化关糸中，物质的结构知识是一把钥匙，能揭示物 质的性能与结构之间的联系规律，所以学习物质结构在化学学习中至关巫要。本 试题以俚离子电池的正极材料璘酸亚铁俚（LiFeP（ ）和其制备原料FeClj、 NH4H2PO4JJCI和苯胺等为载体，从多层向、多方位设计考核内容，考杳考生对结 构知识的掌握、应用以及分析解决问题的能力。第（1）题中丄i是最轻的金属，在以上周期表中，同周期元素从左向右非金属 性增强，同族元素从上向下金属性增强，从L

44、i出发向右又向下到Mg,二者的性质 相似。性质相似的内在原因在于二者处于斜对角线上，其离子的电荷=半径的比 值即电场强度相近。同样处于斜线位置的Be和A1,B和Si的许多性质也十分 相近。 Mg的核外电子排布式为ls22s22p63s2,M层的3s轨道上有两个电子°根据泡 利原理:在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且它们的自旋状态相反。因 此可对第二个空做岀正确选答。第（2）题考査的是分子构型的知识点。FeCb中由于止触的电荷较高，吸引电 子能力较强，使得Fe-Cl镀具有明显的共价性。400兀时，蒸汽状态下FeCI3以双聚 分子Fe2Cl6存在。Fe2Cl6的分子结构对考生而言

45、比较陌生,但其分子结构与气态 双聚的AI2CI6分子类似。AI2C）6分子中，中心AI为sp5杂化,3个含有单电子的杂 化轨道与三个C1形成键;空的护杂化轨道接受另一个AlCh中C1的电子对形 Cl /Cl、/Cl成。配键。因此J'e2Cl6的结构式为 FC、，Fe ,Fe的配位数为4。 cr Cl 、ci第（3）题考查的知识内容为晶体的类型利晶体中微粒间的作用力及其对物质的物理性质的影响。本题中两种化合物：苯胺（©-NH2）和甲苯（Qhch3）均 为有机化合物，分子中C、H、N原子以共价键相互化合形成分子。晶体中，分子之 间通过分子间作用力（范德华力）相互作用，故它们的晶体

46、类型为分子晶体。苯胺（Qnh2）和甲苯«Qhcii5）的相对分子质量相近，分子间的色散力 大小相近，熔沸点本应相近。但由于QNH2分子屮N原子具有孤电子对可与 另一个苯胺分子t-NH?上的H形成分子间氢键，大大加强了苯胺的分子间作用 力，故其熔沸点远高于甲苯。第（4）、（5）题以磷酸盐为依托对电负性、化学键、杂化轨道、分子构型等知识 点进行考核。电负性的概念是由美国化学家鲍林提出的，用来描述不同的成键元 索对键合电子吸引力的大小。电负性越大，原子对键合电子的吸引力越大。周期 表中从左到右，元素的电负性逐渐变大;从匕到下，元索的电负性逐渐变小。由此 可知，在NHH/Oq中，H、N、O和

47、P四种元素中，0位于第二周期最右侧的位且,电负性最高。在NH4H2PO4中,P0；的中心P原子，其价层电子对数为 = 4,则P0：中P原子的杂化形式为sp'。P原子利用sp3杂化轨道与配体0原子的含有 单电子的2P轨道“头对头”重叠形成a键。磷酸易发生聚合，牛成直链状和环状结构的多磷酸盐°直链的多磷酸盐，如焦 磷酸盐、三磷酸盐，其酸根离子如下图所示：O磷原子O魚脈子这类直链多聚磷酸根离子的组成町视为由“个（P0）"单元连接起来，在直链 的末端再链接一个0原子。故化学式可用通式表示为（P.Og.）"""综上所述，本题主要考杳了“物质结构与

48、性质”模块的基础结构知识，考点全 面，深度适宜，可充分体现出考生的学习水平和分析问题的能力。36. （化学选修5：有机化学基础氧化白藜芦醇W具有抗病莓等作用。下面是利用Heck反应合成W的一种回答下列问题:锂傑化廻Heck反应（1） A的化学名称为o中的官能团名称是o（3）反应的类型为,w的分子式为(4)不同条件对反应产率的影响见下表:实验溶剂催化剂产率/気1KOHDMFPd(OAc)222.32K2CO3 'DMFPd(OAc)210.53Et,NDMFPd(OAc)212.44六氢毗旋DMEP(1(OAc)231.25六氢毗呢DMAPd(OAc)238.66六氢毗除NMPPd(OA

49、c)224.5上述实验探究了 和对反应产率的影响。此外，还可以进一步探究等对反应产率的彩响。(5) X为I)的同分异构体，写出满足如下条件的X的结构简式o含有苯环;有三种不同化学环境的氢，个数比为6 ： 2 ： 1；1 mol的X与足量金属Na反应可生成2gH2O(6)利用Heck反应，由苯和澳乙烷为原料制备，写出合成路线o (无机试剂任选)【答案】(1)间苯二酚(1,3-苯二酚)(2) 茨基、碳碳双键(3) 取代反应ChH12O4(4) 不同碱 不同溶剂 不同催化剂(或温度等)【分析】本题是有机化学基础选考模块题，考查的知识点涉及有机化合物的分类、命名、结构简式的表达；常见有机反应类型的概念

50、；根据各种信息推测化合物的结构;核磁共振氢谱的师识掌握;及与有机化合物结构的关系；讨论不同反应 条件对收率的影响；有机化合物的同分异构休表达;简单有机合成路线的设计等, 内容丰富，命题新颖。氧化白藜芦醇（又叫氧化英三酚,英文名：Oxyresveratrol,E-2,34,5tetra- hydroxystilbene）是多轻基反式苯乙烯类天然产物茂三酚的2-位宛基化衍生物.有 研究表明，械化白藜芦醇具有鳥效的抑制酪氨酸IW活性和皮肤色素沉淀作用能抵 抗疱疹、防御病毒、减轻氧化、守护神经以及发生脑缺血时减少细胞凋亡的作用。 加上该化合物具有低毒性和较高的水溶性，因此它有着优良的药物开发潜力，如美

51、 白抗氧化、抗炎、抗血栓、抗癌、抗髙血脂症和抗菌等。随着研究开发的不断深入, 氧化白藜芦醇有望在保健品、医学以及果蔬保鲜等领域获得广泛应用。在自然界 中，氧化白藜芦醇主要存在于桑科屮的波罗蜜属、桑属、橙桑属、義奠属、藜芦属及 买麻藤属等珍稀植物中，但含莹非常低，提取闲难，从而导致其天然来源十分有 限。因此，用化学合成的方法来获取氧化白藜芦醇是解决其来源的有效途径。本 题通过著名的Hcrk反应合成得到目标化合物。第（1）问关于化合物A的化学名称。有机化合物种类繁多，正确掌握有机化 合物的命名方法，是学习有机化学的基础。根据命名原则，化合物A的化学名称为 1,3苯二酚（间苯二酚）。考生可能只认识苯酚，如果对苯环上有两个取代基的芳?h3ch3CH,OH1AA1H1 ITch31ch31, 2-二甲苯1, 3-二甲苯1, 4一二甲苯1, 2苯