2021年广东省普通高中学业水平选择性考试化学试卷含答案

2021年广东省普通高中学业水平选择性考试化学可能用到的相对原子质量：H—1O—16Na—23Co—59Ge—73Sb—122Hg—201一、选择题：本题共16小题，共44分。第1～10小题，每小题2分；第11～16小题，每小题4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。1．今年五一假期，人文考古游持续成为热点。很多珍贵文物都记载着中华文明的灿烂成就，具有深邃的文化寓意和极高的学术价值。下列国宝级文物主要由合金材料制成的是()选项ABCD文物名称铸客大铜鼎河姆渡出土陶灶兽首玛瑙杯角形玉杯A[铸客大铜鼎由青铜材料制成，青铜属于合金材料，A符合题意；河姆渡出土陶灶是陶瓷制品，陶瓷属于硅酸盐材料，B不符合题意；兽首玛瑙杯的主要成分是二氧化硅，C不符合题意；角形玉杯的主要成分是硅酸盐材料，D不符合题意。]2．广东有众多国家级非物质文化遗产，如广东剪纸、粤绣、潮汕工夫茶艺和香云纱染整技艺等。下列说法不正确的是()A．广东剪纸的裁剪过程不涉及化学变化B．冲泡工夫茶时茶香四溢，体现了分子是运动的C．制作粤绣所用的植物纤维布含有天然高分子化合物D．染整技艺中去除丝胶所用的纯碱水溶液属于纯净物D[剪纸的过程中没有新物质生成，不涉及化学变化，A说法正确；茶香四溢说明有香味的分子在空气中扩散，体现了分子是运动的，B说法正确；植物纤维是纤维素，其属于天然高分子化合物，C说法正确；纯碱水溶液是碳酸钠和水的混合物，不是纯净物，D说法错误。]3．“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学，长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是()A．煤油是可再生能源B．H2燃烧过程中热能转化为化学能C．火星陨石中的20Ne质量数为20D．月壤中的3He与地球上的3H互为同位素C[煤油来源于石油的分馏，属于化石燃料，是不可再生能源，A错误；H2燃烧过程中化学能转化为热能和光能，B错误；20Ne的质量数为20，C正确；质子数相同、中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素，3He、3H的质子数分别为2、1，二者质子数不同，不是同一种元素，不互为同位素，D错误。]4．化学创造美好生活。下列生产活动中，没有运用相应化学原理的是()选项生产活动化学原理A用聚乙烯塑料制作食品保鲜膜聚乙烯燃烧生成CO2和H2OB利用海水制取溴和镁单质Br－可被氧化、Mg2+可被还原C利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品氢氟酸可与SiO2反应D公园的钢铁护栏涂刷多彩防锈漆钢铁与潮湿空气隔绝可防止腐蚀A[用聚乙烯塑料制作食品保鲜膜与聚乙烯燃烧生成二氧化碳和水没有关系，A符合题意；利用海水制取溴，是将Br－氧化成Br2，利用海水制取镁单质，是将Mg2+还原成Mg，B不符合题意；利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品是因为氢氟酸可与二氧化硅反应，C不符合题意；公园的钢铁护栏涂刷多彩防锈漆是设置防护涂层，使钢铁与潮湿空气隔绝从而防止钢铁腐蚀，D不符合题意。]5．昆虫信息素是昆虫之间传递信号的化学物质。人工合成信息素可用于诱捕害虫、测报虫情等。一种信息素的分子结构简式如图所示，关于该化合物说法不正确的是()A．属于烷烃B．可发生水解反应C．可发生加聚反应D．具有一定的挥发性A[烷烃是只含有碳、氢两种元素的饱和有机物，该有机物中还有氧元素，不属于烷烃，A说法错误；该有机物分子中含有酯基，可发生水解反应，B说法正确；该有机物分子中含有碳碳双键，可发生加聚反应，C说法正确；根据题干信息可知信息素有一定的挥发性，D说法正确。]6．劳动成就梦想。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是()选项劳动项目化学知识A社区服务：用“84”消毒液对图书馆桌椅消毒含氯消毒剂具有氧化性B学农活动：用厨余垃圾制肥料厨余垃圾含N、P、K等元素C家务劳动：用白醋清洗水壶中的水垢乙酸可由乙醇氧化制备D自主探究：以油脂为原料制肥皂油脂可发生皂化反应C[用“84”消毒液对图书馆桌椅消毒，是因为NaClO水解生成有强氧化性的HClO，HClO能杀死细菌和病毒，A不符合题意；厨余垃圾中含N、P、K等元素，所以能用厨余垃圾制肥料，B不符合题意；用白醋清洗水壶中的水垢，是因为白醋中的乙酸有酸性且酸性比碳酸强，可以和水垢中的CaCO3、Mg(OH)2等反应，与乙酸可由乙醇氧化制备没有关系，C符合题意；以油脂为原料制肥皂，是因为油脂能在碱性环境下发生皂化反应，制成肥皂，D不符合题意。]7．测定浓硫酸试剂中H2SO4含量的主要操作包括：①量取一定量的浓硫酸，稀释；②转移定容得待测液；③移取20.00mL待测液，用0.1000mol·L-1的NaOH溶液滴定。上述操作中，不需要用到的仪器为()ABCDB[该实验操作中涉及溶液的配制，需要用到容量瓶；移取待测液，用0.1000mol·L-1的NaOH溶液滴定，需要用到锥形瓶和碱式滴定管，不需要用到分液漏斗，故选B。]8．鸟嘌呤(G)是一种有机弱碱，可与盐酸反应生成盐酸盐(用GHCl表示)。已知GHCl水溶液呈酸性，下列叙述正确的是()A．0.001mol·L-1GHCl水溶液的pH＝3B．0.001mol·L-1GHCl水溶液加水稀释，pH升高C．GHCl在水中的电离方程式为GHCl=G＋HClD．GHCl水溶液中：c(OH－)＋c(Cl－)＝c(GH＋)＋c(G)B[0.001mol·L-1GHCl水溶液中GH＋少量水解生成H＋，所以c(H＋)小于0.001mol·L-1，pH>3，A错误；0.001mol·L-1GHCl水溶液加水稀释，GH＋水解平衡正向移动，但是溶液体积增大使c(H＋)减小，则pH升高，B正确；GHCl在水中的电离方程式为GHCl⥬GH＋＋Cl－，C错误；GHCl水溶液中存在电荷守恒：c(H＋)＋c(GH＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)，D错误。]9．火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时()A．负极上发生还原反应B．CO2在正极上得电子C．阳离子由正极移向负极D．将电能转化为化学能B[金属钠为负极，负极上发生失电子的氧化反应，A错误；碳纳米管为正极，CO2在正极上得电子，发生还原反应，B正确；放电时，阳离子由负极移向正极，C错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，D错误。]10．部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是()A．a可与e反应生成bB．b既可被氧化，也可被还原C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系C[由题图可知，a为Fe，b中含有Fe2+，c为Fe(OH)2，d为Fe(OH)3，e中含有Fe3+。Fe＋2Fe3+=3Fe2+，a可与e反应生成b，A推断合理；Fe2+既可以被氧化为Fe3+，也可以被还原为Fe，B推断合理；Fe(OH)3胶体的制备是向沸腾的蒸馏水中逐滴加入5～6滴FeCl3饱和溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，得到Fe(OH)3胶体，加入浓碱，会直接生成沉淀，C推断不合理；可存在Fe2+eq\o(→,\s\up7(OH－))Fe(OH)2eq\o(→,\s\up7(O2))Fe(OH)3eq\o(→,\s\up7(H＋))Fe3+eq\o(→,\s\up7(Fe))Fe2+的循环转化关系，D推断合理。]11．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A．1molCHCl3含有C—Cl键的数目为3NAB．1L1.0mol·L-1的盐酸含有阴离子总数为2NAC．11.2LNO与11.2LO2混合后的分子数目为NAD．23gNa与足量H2O反应生成的H2分子数目为NAA[CHCl3的结构式为，故1molCHCl3中含有C—Cl键的数目为3NA，A正确；1L1.0mol·L-1的盐酸中含有Cl－的数目为NA，还有少量的OH－，所以阴离子总数小于2NA，B错误；没有指明气体处于标准状况下，无法进行计算，C错误；23gNa的物质的量为1mol，其与足量的水发生反应：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，生成H2的物质的量为0.5mol，即分子数目为0.5NA，D错误。]12．化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是()选项操作或做法目的A将铜丝插入浓硝酸中制备NOB将密闭烧瓶中的NO2降温探究温度对平衡移动的影响C将溴水滴入KI溶液中，加入乙醇并振荡萃取溶液中生成的碘D实验结束，将剩余NaCl固体放回原试剂瓶节约试剂B[将铜丝插入浓硝酸中生成的是NO2气体，不是NO气体，A错误；密闭烧瓶中存在平衡2NO2(g)⥬N2O4(g)ΔH<0，将密闭烧瓶中的NO2降温，平衡正向移动，烧瓶中气体颜色变浅，可探究温度对平衡移动的影响，B正确；乙醇与水互溶，不能用乙醇萃取溶液中的碘，C错误；一般情况下，剩余固体不能放回原试剂瓶，防止试剂污染，应放入指定的容器内，D错误。]13．一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中，X的原子核只有1个质子；元素Y、Z、W原子序数依次增大，且均位于X的下一周期；元素E的原子比W原子多8个电子。下列说法不正确的是()A．XEZ4是一种强酸B．非金属性：W>Z>YC．原子半径：Y>W>ED．ZW2中，Z的化合价为＋2价C[X的原子核内只有1个质子，则X为H；元素Y、Z、W原子序数依次增大，且均位于X的下一周期，再根据题给麻醉剂分子结构式中各原子的成键情况，可知Y、Z、W分别为C、O、F；元素E的原子比W原子多8个电子，E为Cl。XEZ4为HClO4，是一种强酸，A说法正确；非金属性：F>O>C，即W>Z>Y，B说法正确；电子层数多的原子半径大，当电子层数相同时，核电荷数大的原子半径小，则原子半径：Cl>C>F，即E>Y>W，C说法错误；OF2中F为－1价，O为＋2价，D说法正确。]14．反应X=2Z经历两步：①X→Y；②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是()A．a为c(X)随t的变化曲线B．t1时，c(X)＝c(Y)＝c(Z)C．t2时，Y的消耗速率大于生成速率D．t3后，c(Z)＝2c0－c(Y)D[由题图知，a起始浓度最大，在整个反应过程中浓度一直减小，所以a代表c(X)随t的变化曲线，A说法正确；t1时，三条曲线相交，三种物质的浓度相等，B说法正确；结合题给反应判断，先增加后减小的是c(Y)随t变化的曲线，一直增大的是c(Z)随t变化的曲线，t2时，c(Y)在减小，说明Y的消耗速率大于生成速率，C说法正确；由题图知，t3后，X反应完全，X转化为Y的浓度为c0，Y的剩余浓变为c(Y)，则生成Z的消耗量为c0－c(Y)，生成Z的量为c(Z)＝2c0－2c(Y)，D说法错误。]15．宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列物质性质实验对应的反应方程式书写正确的是()A．Na2O2放入水中：Na2O2＋H2O=2NaOH＋O2↑B．H2O(g)通过灼热铁粉：3H2O＋2Fe=Fe2O3＋3H2C．铜丝插入热的浓硫酸中：Cu＋H2SO4=CuSO4＋H2↑D.SO2通入酸性KMnO4溶液中：5SO2＋2H2O＋2MnOeq\o\al(－,4)=5SOeq\o\al(2-,4)＋4H＋＋2Mn2+D[Na2O2放入水中，反应的方程式为2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，A错误；H2O(g)通过灼热铁粉生成Fe3O4，反应的方程式为3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2，B错误；铜丝插入热的浓硫酸中生成CuSO4、SO2和H2O的反应需加热，反应方程式为2H2SO4(浓)＋Cueq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，C错误；SO2通入酸性高锰酸钾溶液中，SO2具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，D项离子方程式书写正确，D正确。]16．钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是()A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B．生成1molCo，Ⅰ室溶液质量理论上减少16gC．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变D．电解总反应：2Co2+＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2Co＋O2↑＋4H＋D[石墨电极为阳极，电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，H＋通过阳离子交换膜由Ⅰ室进入Ⅱ室，右侧Co电极为阴极，电极反应式为Co2+＋2e－=Co，Cl－通过阴离子交换膜由Ⅲ室进入Ⅱ室，与H＋结合生成盐酸。由上述分析知，Ⅰ室中水放电使硫酸浓度增大，Ⅱ室中生成盐酸，故Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均减小，A错误；生成1molCo时，转移2mol电子，Ⅰ室有0.5mol(即16g)O2逸出，有2mol(即2g)H＋通过阳离子交换膜进入Ⅱ室，则Ⅰ室溶液质量理论上减少18g，B错误；移除两交换膜后，石墨电极上的电极反应为2Cl－－2e－=Cl2↑，C错误；根据上述分析可知，电解时生成了O2、Co、H＋，则电解总反应为2Co2+＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2Co＋O2↑＋4H＋，D正确。]二、非选择题：共56分。第17～19题为必考题，考生都必须作答。第20～21题为选考题，考生根据要求作答。(一)必考题：共42分。17．(15分)含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年，舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色气体。1810年，戴维确认这是一种新元素组成的单质，并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。(1)实验室沿用舍勒的方法制取Cl2的化学方程式为______________________________________________________。(2)实验室制取干燥Cl2时，净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为______________。(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色，可推测氯水中________已分解。检验此久置氯水中Cl－存在的操作及现象是_______________________________________________________________________________。(4)某合作学习小组进行以下实验探究。①实验任务通过测定溶液电导率，探究温度对AgCl溶解度的影响。②查阅资料电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时，强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大；离子浓度一定时，稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时，Ksp(AgCl)＝1.8×10-10。③提出猜想猜想a：较高温度的AgCl饱和溶液的电导率较大。猜想b：AgCl在水中的溶解度S(45℃)>S(35℃)>S(25℃)。④设计实验、验证猜想取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的AgCl饱和溶液)，在设定的测试温度下，进行表1中实验1～3，记录数据。表1实验序号试样测试温度/℃电导率/(μS·cm-1)1Ⅰ：25℃的AgCl饱和溶液25A12Ⅱ：35℃的AgCl饱和溶液35A23Ⅲ：45℃的AgCl饱和溶液45A3⑤数据分析、交流讨论25℃的AgCl饱和溶液中，c(Cl－)＝________________mol·L-1。实验结果为A3>A2>A1。小组同学认为，此结果可以证明③中的猜想a成立，但不足以证明猜想b成立。结合②中信息，猜想b不足以成立的理由有___________________________________________________________________________________________________________。⑥优化实验小组同学为进一步验证猜想b，在实验1～3的基础上完善方案，进行实验4和5。请完成表2中内容。表2实验序号试样测试温度/℃电导率/(μS·cm-1)4Ⅰ______B15__________B2⑦实验总结根据实验1～5的结果，并结合②中信息，小组同学认为猜想b也成立。猜想b成立的判断依据是____________________。[解析](1)实验室沿用舍勒的方法制取Cl2的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(2)实验室制得的Cl2中含有HCl、H2O，可依次通过饱和食盐水、浓硫酸分别除去HCl、H2O，再收集Cl2并进行尾气处理，因此装置的接口连接顺序为cdbae。(3)氯水中能使品红溶液褪色的物质是HClO，氯水久置后不能使品红溶液褪色，可推测氯水中HClO已分解。检验Cl－存在的方法是取少量样品于试管中，加入几滴AgNO3溶液，若有AgCl白色沉淀生成，则该久置氯水中存在Cl－。(4)⑤由于AgCl饱和溶液中c(Ag＋)＝c(Cl－)，因此25℃时，c(Cl－)＝eq\r(Ksp(AgCl))＝eq\r(1.8×10-10)mol·L-1＝eq\r(1.8)×10-5mol·L-1≈1.34×10-5mol·L-1。由于不同温度下的饱和溶液的浓度不同，因此实验1、2、3中，存在两个变量(温度与浓度)，因此不足以证明猜想b成立。⑥需要设计实验证明AgCl在水中的溶解度S(45℃)>S(35℃)>S(25℃)，则需要控制变量。由实验4与实验2对比，温度均为35℃，若溶液浓度：试样Ⅱ>试样Ⅰ，则电导率：A2>B1，则可验证S(35℃)>S(25℃)；同理，要验证S(45℃)>S(35℃)，则需要由实验5与实验3对比，温度均为45℃，若溶液浓度：试样Ⅲ>试样Ⅱ，则电导率A3>B2，即可验证猜想b。⑦猜想b成立的判断依据是A3>B2；A2>B1。[答案](1)MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(2)cdbae(3)HClO取少量样品于试管中，加入几滴AgNO3溶液，若有AgCl白色沉淀生成，则该久置氯水中存在Cl－(4)⑤eq\r(1.8)×10-5(或1.34×10-5)存在两个变量(温度与浓度)，温度升高的同时，溶液的浓度也在增大⑥⑦A3>B2；A2>B118．(13分)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝(Al)、钼(Mo)、镍(Ni)等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下：已知：25℃时，H2CO3的Ka1＝4.5×10-7，Ka2＝4.7×10-11；Ksp(BaMoO4)＝3.5×10-8；Ksp(BaCO3)＝2.6×10-9；该工艺中，pH＞6.0时，溶液中Mo元素以MoOeq\o\al(2-,4)的形态存在。(1)“焙烧”中，有Na2MoO4生成，其中Mo元素的化合价为________。(2)“沉铝”中，生成的沉淀X为________。(3)“沉钼”中，pH为7.0。①生成BaMoO4的离子方程式为___________________________________________________________________________________。②若条件控制不当，BaCO3也会沉淀。为避免BaMoO4中混入BaCO3沉淀，溶液中c(HCOeq\o\al(－,3))∶c(MoOeq\o\al(2-,4))＝________________________(列出算式)时，应停止加入BaCl2溶液。(4)①滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有NaCl和Y，Y为________。②往滤液Ⅲ中添加适量NaCl固体后，通入足量________(填化学式)气体，再通入足量CO2，可析出Y。(5)高纯AlAs(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止H2O2刻蚀液与下层GaAs(砷化镓)反应。①该氧化物为________。②已知：Ga和Al同族，As和N同族。在H2O2与上层GaAs的反应中，As元素的化合价变为＋5价，则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为________。[解析](1)根据化合物Na2MoO4中Na为＋1价，O为－2价，由化合物中化合价代数和为0，可计算出Na2MoO4中Mo元素的化合价为＋6。(2)“750℃焙烧”时，废催化剂中的氧化铝发生反应：Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O，“滤液Ⅰ”中主要存在NaAlO2和Na2MoO4，通入过量CO2时，发生反应：NaAlO2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3，生成的沉淀X为Al(OH)3。(3)由(2)的分析可知“滤液Ⅱ”的主要成分是NaHCO3和Na2MoO4。①“滤液Ⅱ”中加入BaCl2溶液生成BaMoO4的离子方程式为MoOeq\o\al(2-,4)＋Ba2+=BaMoO4↓。②开始生成BaCO3时，溶液中eq\f(c（COeq\o\al(2-,3)）,c（MoOeq\o\al(2-,4)）)＝eq\f(Ksp(BaCO3),Ksp(BaMoO4))＝eq\f(2.6×10-9,3.5×10-8)，又因为Ka2＝eq\f(c(H＋)·c（COeq\o\al(2-,3)）,c（HCOeq\o\al(－,3)）)＝4.7×10-11，由于“沉钼”中，pH为7.0，则eq\f(c（COeq\o\al(2-,3)）,c（HCOeq\o\al(－,3)）)＝eq\f(Ka2,c(H＋))＝eq\f(4.7×10-11,1.0×10-7)，因此可得eq\f(c（HCOeq\o\al(－,3)）,c（MoOeq\o\al(2-,4)）)＝eq\f(2.6×10-9,3.5×10-8)×eq\f(1.0×10-7,4.7×10-11)。(4)①由于“滤液Ⅱ”的主要成分是NaHCO3和Na2MoO4，加入适量BaCl2溶液“沉钼”后，“滤液Ⅲ”中主要存在的钠盐有NaCl和NaHCO3，则Y为NaHCO3。②由“滤液Ⅲ”制备NaHCO3，原理类似侯氏制碱法，加入NaCl固体后，通入足量碱性气体NH3，再通入足量CO2，发生反应：NH3＋H2O＋CO2=NH4HCO3、NH4HCO3＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl，析出溶解度较小的NaHCO3固体。(5)①由题给芯片制造的刻蚀过程示意图可知，加入H2O2刻蚀液，GaAs逐渐溶解，当H2O2刻蚀液接触AlAs时，反应生成一种致密的氧化膜，由此可知，Ga、As均可溶于H2O2刻蚀液中，形成的致密氧化膜是AlAs中的铝被氧化为致密的Al2O3膜。②GaAs与H2O2反应时，As由－3价变为＋5价，O由－1价变为－2价，由氧化还原反应中得失电子守恒规律可知，氧化剂(H2O2)与还原剂(GaAs)的物质的量之比为4∶1。[答案](1)＋6(2)Al(OH)3(3)①MoOeq\o\al(2-,4)＋Ba2+=BaMoO4↓②eq\f(2.6×10-9,3.5×10-8)×eq\f(1.0×10-7,4.7×10-11)(4)①NaHCO3②NH3(5)①Al2O3②4∶119．(14分)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：a)CH4(g)＋CO2(g)⥬2CO(g)＋2H2(g)ΔH1b)CO2(g)＋H2(g)⥬CO(g)＋H2O(g)ΔH2c)CH4(g)⥬C(s)＋2H2(g)ΔH3d)2CO(g)⥬CO2(g)＋C(s)ΔH4e)CO(g)＋H2(g)⥬H2O(g)＋C(s)ΔH5(1)根据盖斯定律，反应a的ΔH1＝________________(写出一个代数式即可)。(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有________。A．增大CO2与CH4的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加B．移去部分C(s)，反应c、d、e的平衡均向右移动C．加入反应a的催化剂，可提高CH4的平衡转化率D．降低反应温度，反应a～e的正、逆反应速率都减小(3)一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分________步进行，其中，第________步的正反应活化能最大。(4)设Keq\o\al(r,p)为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0＝100kPa)。反应a、c、e的lnKeq\o\al(r,p)随eq\f(1,T)(温度的倒数)的变化如图所示。①反应a、c、e中，属于吸热反应的有________(填字母)。②反应c的相对压力平衡常数表达式为Keq\o\al(r,p)＝________。③在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO2)∶n(CH4)＝1∶1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为40kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)CO2用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：________________________。[解析](1)由题给反应方程式可知，反应a可由反应c－d或反应b＋c－e得到，故根据盖斯定律，ΔH1＝ΔH3－ΔH4或ΔH1＝ΔH2＋ΔH3－ΔH5。(2)增大CO2的浓度，反应a、b的正反应速率增加；增大CH4的浓度，反应a、c的正反应速率增加，A正确。由于C(s)是固体，移去部分C(s)，平衡不移动，B错误。催化剂只能改变反应速率，不影响化学平衡移动，则不能提高CH4的平衡转化率，C错误。降低反应温度，正、逆反应速率均减小，D正确。故选AD。(3)由题图可知，反应分为CH4eq\o(→,\s\up7(1))CH3＋Heq\o(→,\s\up7(2))CH2＋2Heq\o(→,\s\up7(3))CH＋3Heq\o(→,\s\up7(4))C＋4H4个步骤，其中第4步的正反应活化能最大。(4)①由题图可知，反应a、c的Keq\o\al(r,p)随T升高而增大，故a、c均为吸热反应。反应e的Keq\o\al(r,p)随T升高而减小，故e为放热反应。②由于C(s)是固体，因此反应c的相对压力平衡常数表达式为Keq\o\al(r,p)＝eq\f(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(p(H2),p0)))\s\up12(2),\f(p(CH4),p0))＝eq\f(p2(H2),p(CH4)·p0)。③由题图2可知，A点对应温度下反应c的lnKeq\o\al(r,p)＝0，即Keq\o\al(r,p)＝eq\f(p2(H2),p(CH4)·p0)＝1，p(CH4)＝eq\f(p2(H2),p0)＝eq\f((40kPa)2,100kPa)＝16kPa，根据反应条件，可知相同条件下，二氧化碳与甲烷物质的量之比等于压强之比，则p初始(CH4)＝eq\f(1,1＋1)×100kPa＝50kPa，则CH4的平衡转化率为eq\f(50kPa－16kPa,50kPa)×100%＝68%。(5)CO2经加压、降温可转化为干冰，干冰常用于制冷剂、人工降雨等。[答案](1)ΔH3－ΔH4(或ΔH2＋ΔH3－ΔH5)(2)AD(3)44(4)①ac②eq\f(p2(H2),p(CH4)·p0)③由题图中A点对应温度下反应c的lnKeq\o\al(r,p)＝0，即Keq\o\al(r,p)＝eq\f(p2(H2),p(CH4)·p0)＝1，p(CH4)＝eq\f(p2(H2),p0)＝eq\f((40kPa)2,100kPa)＝16kPa，p初始(CH4)＝100kPa×eq\f(1,2)＝50kPa，CH4的平衡转化率为eq\f(50kPa－16kPa,50kPa)×100%＝68%(5)制冷剂、人工降雨等(合理即可)(二)选考题：共14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。20．[选修3：物质结构与性质](14分)很多含巯基(—SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如，解毒剂化合物Ⅰ可与氧化汞生成化合物Ⅱ。ⅠⅡⅢⅣ(1)基态硫原子价电子排布式为________。(2)H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为________________。(3)汞的原子序数为80，位于元素周期表第________周期第ⅡB族。(4)化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ是一种强酸。下列说法正确的有________。A．在Ⅰ中S原子采取sp3杂化B．在Ⅱ中S元素的电负性最大C．在Ⅲ中C—C—C键角是180°D．在Ⅲ中存在离子键与共价键E．在Ⅳ中硫氧键的键能均相等(5)汞解毒剂的水溶性好，有利于体内重金属元素汞的解毒。化合物Ⅰ与化合物Ⅲ相比，水溶性较好的是________。(6)理论计算预测，由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体(晶胞如图a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。①图b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元，理由是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②图c为X的晶胞，X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为________；该晶胞中粒子个数比Hg∶Ge∶Sb＝________________。③设X的最简式的式量为Mr，则X晶体的密度为____________________g·cm-3(列出算式)。abc[解析](1)硫为16号元素，基态硫原子的价电子排布式为3s23p4。(2)H2O分子间能形成氢键，H2S、CH4分子间均不存在氢键，H2O的沸点大于H2S、CH4；随着相对分子质量增大，氢化物的沸点逐渐增大，则沸点：H2S>CH4，所以三者的沸点由高到低的顺序为H2O>H2S>CH4。(3)80Hg的原子结构示意图为，原子核外有6个电子层，所以汞位于元素周期表第六周期。(4)化合物Ⅰ中S原子价层电子对数均为4，采用sp3杂化，A正确；化合物Ⅱ中含C、H、O、S、Hg五种元素，其中非金属性最强的是O元素，故化合物Ⅱ中O元素的电负性最大，B错误；化合物Ⅲ中C原子价层电子对数均为4，采用sp3杂化，键角约为109°28′，C错误；化合物Ⅲ为有机钠盐，故Ⅲ中存在离子键和共价键，D正确；化合物Ⅳ中存在的S=O键和S—O键是两种不同的化学键，键能不同，E错误。(5)化合物Ⅰ与化合物Ⅲ相比，化合物Ⅰ中有一个—OH，而化合物Ⅲ中对应的是—SO3Na，—OH的亲水性没有—SO3Na中的离子键强，故水溶性较好的是化合物Ⅲ。(6)①题图b中上、下两个面的面心原子分别为Hg和Ge，晶胞结构不对称，不符合晶胞平移后重合的特性，因此不是晶胞单元。②由题图c可知，X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为4；该晶胞中Hg原子数＝4×eq\f(1,4)＋6×eq\f(1,2)＝4(个)，Ge原子数＝8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,2)＋1＝4(个)，Sb原子数为8，故Hg、Ge、Sb粒子个数比为4∶4∶8＝1∶1∶2。③该晶胞的组成为Hg4Ge4Sb8，由于最简式的式量为Mr，则晶胞的质量为eq\f(4Mr,NA)g，晶胞的体积为x2y