2021年河北省高考化学试卷（新课标Ⅰ）【题干后附答案解释高中化学高考化学】

2021年河北省高考化学试卷（新课标I）

一、单顶选择题）

1.“灌钢法〃是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集

注》中提到“钢铁是杂炼生蹂作刀镰者灌钢法”主要是将生铁和熟铁（含碳量约0.1%）

混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是（）

A.钢是以铁为主的含碳合金

B.钢的含碳量越高，硬度和脆性越大

C.生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高

D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为尸02。3C

【解答】

解：C项，生铁中除铁外，还含有其他元素，由题可知生铁熔化灌入熟铁，说明生铁的

熔点低于熟铁，故。项错误；

4项，由题意可知，钢是以铁为主的含碳合金，故4项正确；

8项，钢的硬度和脆性随着含碳量的增大而增大，故B项正确；

。项，赤铁矿的主要成分是Fez/，可用于冶炼铁，故。项正确。

综上所述，本题正确答案为

故选C。

2.高分子材料在生产生活中应用广泛。下列说法错误的是（）

A.芦苇可用于制造黏胶纤维，其主要成分为纤维素

B.聚氯乙烯通过加聚反应制得，可用于制作不粘锅的耐热涂层

C.淀粉是相对分子质量可达几十万的天然高分子物质

D.大豆蛋白纤维是一种可降解材料B

【解答】

解：B项，聚氯乙烯是通过氯乙烯的加聚反应制得的，但聚氯乙烯有毒，不能用于制作

不粘锅的耐热涂层，故B项错误；

力项，芦苇的主要成分是纤维素，可用于制造黏胶纤维，故A项正确；

。项，淀粉属于天然高分子化合物，其相对分子质量可达几十万，故C项正确；

。项，所有蛋白纤维都能被酸或碱水解，最终生成氨基酸，则大豆蛋白纤维是一种可

降解材料，故。项正确。

综上所述，本题正确答案为B。

故选8。

3.下列操作规范且能达到实验目的的是（）

NaOHI

标准溶液

醋酸、八

A.（含酚fit地口测定醋酸浓度

温度计J环形放烟

搅拌桃

硬纸板

碎纸条

测定中和热

稀释浓硫酸

【解答】

解：4项，以酚献溶液为指示剂，用NaOH标准溶液滴定醋酸，当达到滴定终点时，溶

液变红，该实验操作可以测定醋酸浓度，故选4项；

8项，测定中和热时，大小烧杯口要平齐，防止热量散失，影响测定结果，故不选B项;

C项，稀释浓硫酸时，应将浓硫酸缓慢加入装有水的烧杯中，并用玻璃棒不断搅拌，及

时散热，不能用容量瓶，故不选C项；

。项，萃取时，分液漏斗的下端应紧靠烧杯内壁，故不选。项。

综上所述，本题正确答案为人

故选4。

4.硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的

环境问题也日益受到关注，下列说法正确的是（）

AN。?和SO?均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因

B.汽车尾气中的主要大气污染物为N。、SO?和PM?、

C.植物直接吸收利用空气中的N。和NO?作为肥料，实现筑的固定

D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除D

【解答】

解：。项，石灰的主要成分为Ca。，能与SO?发生反应2。。。+25。2+。2=2。必04，

则可用石灰法脱除工业废气中的SO2，故。项正确；

4项，NO2和SO?都是刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因，而NO?是红棕色气

体，SO2是无色气体，故力项错误；

B项，汽车尾气中的主要大气污染为C。、N。%和PM/，故B项错误：

C项，植物直接吸收的是钱盐或硝酸盐形式的氮元素，不能吸收空气中N。和N。?，故C

项错误。

综上所述，本题正确答案为。。

试卷第2页，总18页

故选。。

5.用中子轰击，X原子产生a粒子(即氮核犯e)的核反应为：Y+iHe.已

知元素丫在化合物中呈+1价.下列说法正确的是()

A.%X03可用于中和溅在皮肤上的Na。”溶液

BY单质在空气中燃烧的产物是丫2。2

C.X和氢元素形成离子化合物

D.6y和7y互为同素异形体A

【解答】

解：中N表示X的质量数，其数值在与X的相对原子质量相近，Z表示X的原子序数，

元素丫在化合物中为+1价，元素丫的质量数为7,则元素y为口，即p=3,在化合由反

应式"+热T%丫+舫e可得，N+l=7+4,Z+0=3+2,解得N=10、Z=5,

即X为B元素。综上，X为B元素,丫为加元素。

4项，由上述分析可知，X为B,则//3XO3为硼酸，可与Na。"发生酸碱中和，因此可用

于中和溅在皮肤上的NaOH,故4项正确；

B项，由上述分析可知，丫为以，单质以在空气中燃烧生成以2。，故B项错误：

C项，X为B,8与H形成共价化合物，故C项错误；

〃项，6川、7加质子数相同，中子数不同，互为同位素，故〃项错误。

综上所述，本题正确答案为人

故选4。

6.BiOG是一种具有珍珠光泽的材料，利用金属Bi制备BiOCZ的工艺流程如图：

稀HNO.W1ICI+NaCI(s)H,O

III

金属Bi—»fW］——Hffi］一~►回解］TSU-------►Bi℃l

下列说法错误的是()

A.酸浸工序中分次加入稀HNO3可降低反应剧烈程度

B.转化工序中加入稀HC何抑制生成灰。可。3

C.水解工序中加入少量C%COONa(s)可提高班3+水解程度

D.水解工序中加入少量N4N03(s)有利于班OC1的生成D

【解答】

解：金属钿与稀硝酸反应方程式为：Bi+4HNO3===Bi(NO3)3+NOt+2H2O,

因Bi(NO3)3易水解生成班ON3,反应方程式为：跳(可。3)3+/。-BiONO2+

2HNO3,故酸浸处理后加入稀”S可抑制其水解，在随后的水解过程中，发生反应：

BiCl3+H20BBiOCl+2HClo

。项，据上述分析知，水解工序中，发生反应8iCl3+H2O=Bi0a+2HG,若加入少

量NH4a(s),NH；水解显酸性，会抑制班3+水解，不利于BiOG生成，故。项错误；

4项，酸浸工序中，分次加入稀硝酸可降低反应的剧烈程度，故4项正确；

B项，班(/7。3)3水解方程式为：Bi(NO3)3+H2OBiONO3+2HNO3,故加入稀HC,

可抑制其水解，故8项正确；

C项，据上述分析知，水解工序中，发生反应：BiCl3+H2O^BiOCl+2HCl,若加入

少量C“3COONa(s),A/。。。一水解显碱性，可提高员3+水解程度，故C项正确。

综上所述，本题正确答案为D。

故选0。

7.必是阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是（）

A.22.4L（标准状况）氟气所含的质子数为18M

B.lmo,碘蒸气和lmol氢气在密闭容器中充分反应，生成的碘化氢分子数小于2以

C.电解饱和食盐水时，若阴阳两极产生气体的总质量为73g,则转移电子数为N.

D.1Lmol-『1澳化皴水溶液口N”；与//+离子数之和大于治C

【解答】

解：C项，若转移lmol电子，在阴极及阳极分别生成0.5爪。侑勺气体，气体的总质量为

（Q.Smolx71g/mol）+（0.5moZx2g/mol）=36.5g,故C项错误;

4项，标况下22.4L的尸2的物质的量为lmol,ImolF2的质子数为2x9xNA=18以，

故4项正确；

B项，碘蒸气与氢气反应生成碘化氢为可•逆反应，则Im。//?与1m。1“2反应生成的

分子数小于2Mp故8项正确：

。项，ILlmoUTN/Br中含有NH；的物质的量为Imo/,水中含有H+,则NH：与

H+的离子数之和大于心,故D项正确。

综上所述，本题正确答案为C。

故选C。

8.苯并降冰片烯是一种重要的药物合成中间体，结构简式如图。关于该化合物，下列

说法正确的是（）

A.是苯的同系物

B.分子中最多8个碳原子共平面

C.一氯代物有6种（不考虑立为异构）

D.分子中含有4个碳碳双键B

【解答】

解：8项，分子中苯环上的6个碳原子共平面，与苯环之间相连的2个碳原子与苯环共

平面，因此分子最多可能有8个碳原子共面，故8项正确；

A项，该物质和苯的结构不相似，二者不为同系物，故力项错误：

C项，该物质的结构上下对称，根据该物质的结构可知，该物质的分子中共有5种不同

化学环境的氢原子，其一氯代物有5种，故C项错误；

。项，分子中只含有1个碳碳双键，故。项错误。

综上所述，本题正确答案为B。

故选B。

9.K-O2电池结构如图，Q和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列

说法错误的是（）

试卷第4页，总18页

有机电解'质1有疝电解质2

A.隔膜允许K+通过，不允许。2通过

B.放电时，电流由力电极沿导线流向Q电极，充电时，b电极为阳极

C.产生14九电量时，生成K。2的质量与消耗。2的质量比值约为2.22

D.用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水D

【解答】

解：通入。2的一极发生还原反应，为电池的正极，则b为电池的正极，电极反应式为

。2+2。-=。1，a为电池的负极，电极反应式为K-e-=K+,负极生成的K+透过隔

膜与正极的。尸结合生成KO?。

放电

。项，铅蓄电池的总反应为Pb+PbO2+2,2SO4=2PbSO4^-2H2O,生成Imo,七。

充电

时，会转移Imo,。-，结合上述分析可知存在数量关系K〜e-»/。，当消耗

荔亭丁=0.1mo/K时候，消耗的水的物质的量为0.1m。/,其质量为

39g/mol

O.lmolx18g/mol=1.8g,故。项错误；

4项，由上述分析可知，隔膜允许K+通过，但不允许。2通过，以确保能在b电解生成

KO2f故A项正确；

B项，放电时，力为正极，Q为负极，电流由力电极沿导线流向Q电极，充电时，b电极发

生失电子的氧化反应，则b为阳极，故B项正确；

C项，正极每生成lmolKOz时，会消耗Im。，。?，二者的质量比为71:32*2.22,故C

项正确。

综上所述，本题正确答案为D。

故选0。

二、多选题）

10.关于非金属含氧酸及其盐的性质，下列说法正确的是（）

A.浓%5。4具有强吸水性，能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化

B.NaCZO、《。。3等氯的含氧酸盐的氧化性会随溶液的pH减小而增强

C.加热NQ/与浓H3P。4混合物可制备”/，说明，3P。4比酸性强

D.浓，NO3和稀HNO3与C”反应的还原产物分别为NO2和NO,故稀HNO3氧化性更强B

【解答】

解：B项，一般而言，NaClO,KCQ3等氯的含氯酸盐的氧化性会随着溶液pH的减小而

增强，即这些含氧酸盐在酸性环境中的氧化性会更强，故8项正确；

4项，浓硫酸能够使糖类化合物炭化是因为其具有脱水性，故■项错误；

C项，浓H3P。4并不具备强氧化性，加热Na/、H3P。4（浓）制备用是利用难挥发性酸

制备易挥发性酸，故C项错误；

D项，浓硝酸氧化性强于稀硝酸，故D项错误。

综上所述，本题正确答案为瓦

故选8。

11.下图所示的两种化合物可应用于阻燃材料和生物材料的合成,其中W、X、八Z为

原子序数依次增大的短周期元素，X和Z同主族，y原子序数为W原子价电子数的3倍。

下列说法正确的是（）

B."X和”Z在水中均为强酸，电子式可表示为从攵:与H:Z:

C.四种元素中，丫原子半径最大，X原子半径最小

D.Z、W和氢二种元素可形成同时含右离子键和共价键的化合物C,D

【解答】

解：“、x、y、z为原子序数依次增大的短周期元素，且x和z同族，结合结构式可知,

X和Z分别为尸和G,y的最高化合价为-5价，其原子序数为小原子价电子数的3倍，可

知y为p,w为N.

所以，W.X、y、Z分别为N、F、P和C2。

C项，四种元素中，P和G电子层数最多，但P的核内质子数比以的少，因此，P的原子

半径最大，而N和r的电子层数少，但产的核内质子数比N的多，因此，尸原子半径最小,

故C项正确；

。项，Cl、N和“三种元素可组成N/a，既有离子键，又有共价键，故。项正确；

4项，F只有-1价，没有正化合价，故A项错误；

8项，〃产在水中为弱酸，故B项错误。

综上所述，本题正确答案为CD。

故选CD。

12.番木鳖酸具有一定的抗炎、抗菌活性，结构简式如图。下列说法错误的是（）

A.lmo,该物质与足量饱和NaHC03溶液反应，可放出22.4L（标准状况）CO2

B.一定量的该物质分别与足量Na、NaO”反应，消耗二者物质的量之比为5:1

C.lmoE该物质最多可与%发生加成反应

D.该物质可被酸性KM九。4溶液氧化B,C

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【解答】

解：B项，金属Na可以与醇羟基和竣基发生反应，氢氧化钠和竣基可以反应，因此消

耗二者物质的量之比为6:1,故8项错误；

C项，该物质只有一个碳碳双犍，因此lmol该物质最多可与lmoiH2发生加成反应，故

C项错误；

力项，该物质中只有竣基可碳酸氢钠发生反应，1m。，该物质与足量饱和碳酸氢钠溶液

反应可生成1加4。。2,标况下体积为22.4L,故A项正确；

D项,该物质含有碳碳双键和醇羟基，可被酸性KMnO4溶液氧化，故。项正确。

综上所述，本题正确答案为

故选BC。

13.室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：

①M+N=X-y；②M+N=X+Z,反应①的速率可表示为%=hc2(M),反应

②的速率可表示为%=k2c2(M)(自、心为速率常数)。反应体系中组分例、Z的浓度

随时间变化情况如图。下列说法错误的是()

A.0〜30min时间段内，V的平均反应速率为6.67x10-8mol•L•min

B.反应开始后，体系中y和z的浓度之比保持不变

C.如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为Z

D.反应①的活化能比反应②的活化能人A

【解答】

解：4项，由图可知,30min时，c(Z)=0.125m。，•仁】，0〜30min之间，△c(M)=

0.5-0.3=O.ZmoZr1,则30mirr时，c(Y)=0.2-0.125=0.075moZ-r1,因此，

v(K)=竽==2.5x10-3moZ•L•mini,故A项错误；

At30min

B项，/c(y)=巧•2k,/c(Z)=丹,43?票=以=笫孕=?■为定值，故B项正确；

C项，由图可知,30m讥时,c(Z)=0.125mo2LT,△c(M)=0.5-0.3=Q.2mol•

广】，因此，鬻哼字=62.5%,故C项正确；

。项，M转化为z比转化为y容易，因此，反应①的活化能比反应②的要大，故。项正

确。

综上所述，本题正确答案为人

故选人

三、解答题)

14.化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献,

某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NQHCO3,进一步处理得到产

品Na2c和NHQ,实验流程如图：

一

饱NaHCO,

NaCI粉末和CO,

氨

盐

水

_

产品MH」。

回答下列问题:

(1)从4〜E中选择合适的仪器制备Na”。。?，正确的连接顺序是(按气流

方向，用小写字母表示)。为使4中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，可将分液漏斗上部

的玻璃塞打开或。

饱和NaHCOi溶液

(2)B中使用雾化装置的优点是

(3)生成M1HCO3的总反应的化学方程式为o

(4)反应完成后，将8中U形管内的混合物处理得到固体Na”C03和滤液：

①对固体NaHC03充分加热，产生的气体先通过足量浓硫酸，再通过足量Na2。?，

汽电。2增重014g,则固体NaHC03的质量为g。

②向滤液中加入NaG粉末，存在NaG(s)+NH4Cl(aq)tNaG(aq)+NH4G(s)过程。

为使N%以沉淀充分析出并分离，根据NaCI和NH4G溶解度曲线，需采用的操作为

、、洗涤、干燥。

80

60

40

当

留

*

迫

20

01030507090100

温度/'C

(5)无水Na2c。3可作为基准物质标定盐酸浓度。称量前，若无水可。2。。3保存不当，

吸收了一定量水分，用其标定盐酸浓度时，会使结果(填标号)。

A.偏高B.偏低C.不变(1)QTerfTbTCTd,将分液漏斗换成恒压滴液

试卷第8页，总18页

漏斗

(2)使氨盐水可以与。。2充分接触，提高。。2吸收率，使得反应更加充分

(3)NH3•H20+C02+NaCl===NaHCO3I+NH4Cl

(4)①0.84,②降温结晶，过滤

(5)A

【解答】

解：(1)由图可得，装置4属于CO2气体生成装置，装置B属于反应发生装置，装置C

可以作为尾气吸收装置，装置。可用于除去。。2气体中的气体，故正确的连接顺序

为：QTeT/TbTC-d：为平衡大气压，可以将分液漏斗换成恒压滴液漏斗。

(2)雾化装置可以将饱和氨盐水雾化成微小颗粒，使氨盐水可以与CO?充分接触，提

高。。2吸收率，使得反应更加充分。

(3)生成NQHC/的反应方程式为N/MO+COZ+NQC；==NaHCO3I

+NH4Cl.

(4)@^2Na2O2+2CO2===2Na2co3+。2可得，增重0.14g,说明。2的物质的

量为0.0025mo1,所以n(COz)=0.005mol；由2NQHCO3===Na2CO3+CO2T

+“2。可得九(Na〃CO3)=O.OlmoZ,所以?n(NaHCO3)=0.84g。

②由图可得，随着温度的升高，NH4G的溶解度随温度的升高变化更大，但NQG的溶

解度随温度的升高变化不大，因此可以采用降温结晶，继而过滤得到N“4以粗产品，

经过洗涤、干燥即可得到N/G晶体。随温度的升高变化不大，因此可以采用降温结

晶，继而过滤得到NH4a粗产品，经过洗涤、干燥即可得到N4。晶体。

(5)用无水汽电。。3标定盐酸时，反应方程式为N&C03+2”。===H2O4-CO2T

+2NaCl,若无水加。2。。3吸收了一定的水分，此时的无水NazCQ浓度偏低，滴定相同

份量的盐酸时，需要更多的无水我做。。3,使得盐酸浓度偏高，故选力项。

综上所述，本题正确答案为人

故选4。

15.绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液

相氧化法制备高价铭盐的新工艺，该工艺不消耗除铝铁矿、氢氧化钠和空气以外的其

他原料，不产生废弃物，实现了Cr-Ee-H-Mg的深度利用和Na+内循环。工艺流

程如下：

气怦

广"丽T工序③卜、躁簪

03熠融N*OHH/XD

.I.,i,r

FeCCrO^—高温连续氧化H工序①I过14京赛一N10H溶液(循环)

—叫WA

谑渣I

1_无色」20^)LAJ(OH)j(.)^

过量气体A-HQ(g)T工时眈卜质v的溶液

[^}-*

―*|拄解鼎克|-Mg<XO

11

固体U1混合气IV

回答下列问题：

(1)高温连续氧化工序中被氧化的元素是一____(填元素符号)。

(2)工序①的名称为________o

(3)滤渣的主要成分是________(埴化学式).

(4)工序③中发生反应的离子方程式为_____O

(5)物质V可代替高温连续氧化工序中的Na。，，此时发生的主要反应的化学方程式

为，可代替NaOH的化学试剂还有(填化学式)。

(6)热解工序产生的混合气体最适宜返回工序(填“①〜②一③"或④")参

与内循环。

(7)工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的为o(通常认为溶液中

1

离子浓度小于10-5^0,•L-为沉淀完全；川(。")3+。”一]，(04方K=10°63,Kw=

33

10—14,Ksp[(Al(OH)3]=10-)(1)Fe和Cr

(2)溶解浸出

(3)小。3和Mg。

益温

+

(4)2Na+2CrOl-+2COZ+H2O===Cr2O^~+2NaCO3I

高温

(5)16NaHC03+4Fe(CrO2)2+7O2===8Na2CrO4+2Fe2O3+16CO2+

SH2O,Na2CO3

(6)②

(7)8.37

【解答】

解：铭铁矿与熔融NaOH和。2高温连续氧化后，加水过滤得滤渣I和介稳态物质，介

稳态相分离后得到铝盐和无色溶液，无色溶液通入过量气体A后生成和(。”)3沉淀，

所以气体A为。。2,物质V为NaHCO3；介稳态中含铝、格元素，所以滤渣/为居2。3和

MgO.而Mg。与过量CO2和水蒸气反应生成Mg(4CO3)2，所以物质〃为

Mg(HCO3)2Mg(”CO3)2热解生成MgCCLCO?和水蒸气，所以混合气体IV为CO2和水蒸

气。

(1)铝铁矿中Fe为+2价，Cr为+3价,经过高温连续弱化工序后，尸e被氧化成+3价,

Cr被氧化为+6价，所以被氧化的元素为尸e和Cr。

(2)工序①后面所接的工序为过滤，所以工序①为溶解浸出。

(3)经过高温氧化并溶解后，格铁矿转化为CrO：-、4(0H)[、Fe?/和MgO,所以

滤渣I的主要成分为方2。3和Mg。。

(4)工序③中，N&Cr/与。。2反应生成⑦。,一，离子方程式为：2Na++2CrO；-+

高温

2CO2+H20===Cr20y~+2NaCO3J。

(5)由分析可知，物质P为"a，。。?，所以此时发生的反应为16Na“CO3+

4Fe(CrO2)2+702===8Na2CrO44-2Fe2O3+16co2+8H20：Na2cO3也可与常

铁矿、氧气发生反应：8Na2c。3+4/e(CrO2)2+7出=="=8Na2CrO4+2Fe2O3+

8cO2,所以氢氧化钠还能用N&C/代替。

(6)热解工序产生的气体为。。2和水蒸气的混合气，所以还能用于工序②参与内循环。

(7)工序IV中发生的反应为：4(0H)1=Al(OH)3+OH-

设。”一的浓度为c

4(。〃)4=4(。")3+OH-

K=E=I。"

试卷第10页，总18页

解得c=10-s-63mo//L

已知Kw=IO-",所以pO“=5.63,

pH=14-pOH=8.37o

16.当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用

技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。

（1）大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25。时，

相关物质的燃烧热数据如下表：

物质%(g)c（石墨，s）C6H6(1)

燃烧热4”(0•moL)-285.8-393.5-3267.5

则25。。时也（9）和c（石墨，s）生成C6H6（1）的热化学方程式为

（2）雨水中含有来自大气的CO2,溶于水中的CO2进一步和水反应，发生电离：

①。。2（。）===co2（aq'）

②。。2（谢+“2。（1）=（aq）+HCO^aq）

25°C时，反应②的平衡常数为K。

溶液中。。2的浓度与其在空气中的分压成正比（分压=总压x物质的量分数），比例系数

为ymol•L-1•kPcT’,

当大气压强为pkPa,大气中CO2S）的物质的量分数为工时，溶液中H+浓度为

mo，-：】（写出表达式，考虑水的电离，忽略HCOJ的电离）

（3）105。时，将足量的某碳酸氢盐（M//CO3）固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡:

2MHe/（S）AM2C03（5）+坳。（。）+。。2（。）

上述反应达平衡时体系的总压为46kPa。

保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的COz（g），再加入足量MHCO3G）,欲

使平衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa,。。2（。）的初始压强应大于kPa.

（4）我国科学家研究Li-CO2电池，取得了重大科研成果。回答下列问题：

①以-。。2电池中，以为单质锂片，则该电池中的CO?在（填"正"或"负"）极

发生电化学反应。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与

锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤m的离子方程式。

I.2CO2+2e-=C2Ol-n.C2Ol-=CO2+COl-

m.IV.COj-+2Lr=Li2CO3

②研究表明，在电解质水溶液中，。。2气体可被电化学还原。

I.。。2在碱性介质中电还原为正丙醇（C/C，2cH2。“）的电极反应方程式为。

n.在电解质水溶液中，三种不同催化剂（a、b、c）上。。2电还原为c。的反应进程中

（H+电还原为“2的反应可同时发生），相对能量变化如图。由此判断，。。2电还原为CO

从易到难的顺序为（用a、氏c字母排序）。

68

0.61

W0.1>

0.5

S0.与

婴

舞-0.

々

餐-0.22

至

建

o0

O8

反应历程反应历程

（a）CO）电还原为CO（b）H-电还原」

（石墨，s）+3H2（g）=C6H6⑴AH=49.1k]/mol

pX-V

(3)100.8/cPa

(4)①正极,2C。。+C02=2C0l-+C,②I.12co2+18e-+4H2。=

CH3cH2。,c、b、a

【解答】

解：(1)C(石墨，s)与也9)反应生成C6H6(1)的方程式为：6c(石墨,s)+

3H2(g)=。6”6(1)，据表格数据可得，其反应的雄变/，=((一393.5x6)+(—285.8x

3)+326.5k〃mo，=49.1k〃7noZ,故C(石墨，s)与尼⑷反应生成。6,6(1)的热化学

方程式为：6C(石墨，s)+3也(。)=C6H6。)AH=49.1kJ/mol。

(2)由题可知，①C02(g)=C02(Qq)，&。。2(。<?)+，2。(1)="+(。9)+

HC。式aq),②的平衡常数为K,

K=也找誓，又因为p(C02)(aq)=p(kPa)r,则

C(CU2)

c(C02)=p(CO2),y(mol/L-kPa)=p•x•x•y,在不考虑HCO1电离时，

c(H+)=c(HCO]),所以可得c(H+)=JK•p•%•、(>

(3)因为反应温度不变，故化学平衡常数Kp不变，故/=2/0”^。2=当乂当=

529,设CO2S)的初始压强为力,则可列三段式如下：

2M”C。式s)===M2C03(S)+H20(g)+C02(5)

初始压强x

平衡分压SkPax+5kPa

则有Kp=pH2OpCO2=529=5x(x4-5),

解得％=100.8kPao

故要使平衡时体系的水蒸气分压小于弘Pa,。。2(9)的初始压强应大于100.8kP%

(4)①由题意知，Li-CO2电池的总电池反应式为：4Li+3CO2=2Li2CO3+C,

CO2发生得到电子的还原反应，则CO2作为电池的正极；正极电极反应式为：

3c。24-4Li4-4e-=2Li2CO34-C,故可得HI的离子方程式为：

2C0l-4-C02=2cog+C.

(2)1.。。2在碱性介质中电还原为正丙醉的电极反应方程式为：

12co2+18e-+4H2。=CH3CH2CH2O.

n.C催化剂条件下，。。2电还原的活化能小于H+电还原的活化能，更容易发生。。2的

电还原；而催化剂。和b的条件下，。。2电还原的活化能均大于H.电还原的活化能，相

对来说，反应方程式为：

试卷第12页，总18页

12CO2+18e-+4H20=CH3CH2CH2OII.c催化剂条件下，C。2电还原的活化能小于

H+电还原的活化能，更容易发生CO?的电还原；而催化剂a和b的条件下，。。2电还原

的活化能均大于〃+电还原的活化能，相对来说，更易发生H+的电还原。其中a催化剂

条件下，申还原的活化能比CO?电还原的活化能小的事多，发生H+的电还原的可能

性更大，因此CO?还原为CO从易到难的顺序为c、b、a.,

17.K"2P。4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大K/P04晶体

已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题：

（1）在K/P内的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是

（填离子符号）。

（2）原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+3表示，与之相

反的用表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子

数的代数和为。

（3）已知有关氮、磷的单键和三键的键能（0・机。厂】）如下表：

N-NN=NP-PP=P

193946197489

从能量角度看，家以刈、而白磷以「4（结构式可表示为）形式存在的原因

是________

（4）已知长也尸。2是次磷酸的正盐，”3尸。2的结构式为，其中P采取

杂化方式。

（5）与P。：-电子总数相同的等电子体的分子式为o

（6）磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸，如：

OOOOOO

2H0-J-0J-0-J-OH

OHOHOHOHOHOH

如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则相应的酸根可写为

（7）分别用。、•表示HzPOT和K+，KH2P。4晶体的四方晶胞如绍（。）所示，图（方）、

图（c）分别显示的是H2PoeK+在晶胞面、yz面上的位置：

①若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm,阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度

（3）心中氮氮三键键能较大，分子较稳定，而磷磷三键键能较小，P4中有6个磷磷单

键键

能较大，较稳定

o

H

HP

-I

H

,sp

(5)(4、CCl4.CBq、5、SiF4.SiCl4.SiBr4.Si/4(任写一种即可)

⑹PnO?n

(7)②B

【解答】

（1）P为第三周期元素，K为第四周期元素，P得到三个电子形成P3-,K失去一个电

子形成K+,二者最外层均为第3层，满足8电子结构，故P3-,K-核外电子排布相同。

（2）基态磷原子的价层电子排布式为3s23P3,根据能量最低原理和洪特规则，价层电

回正臼

子轨道表示式为2s2p，故自旋磁量子数代数和为+g+（-9+3x

（+A+T。

（3）由表中数据计算得，单位物质的量原子构成的分子中键能大小分别为：

电：%警■=473kJ/mol；

M：6x】93警必=289.5k〃mM

P2：堡笠£=244.5©/。!；

6xl9/mOf

P4：7=295.5kJ/mol.

根据计算可得单位物质的量原子构成的分子对应键能大小：N2>N4-,P2Vp4,键能

越大，分子越稳定，故以较为稳定的心和P4形式存在。

（4）由题意可得，”32。2仅能电离出1个氢离子，即剩余两个氢原子直接与磷原子相

试卷第14页，总18页

H—P—OH

连，故可得结构式:

(5)P。；一由5个原子构成，价电子数目为32,与其互为等电子体的分子有CCl4.

CBr4.CI4、S*、SiC〃、SiBr4.Si/4(任写一种即可)。

(6)由图所示结构得，几个H3P。4分子形成环状多磷酸脱去打分子也0,则多磷酸的分

子式中H、P、。对应的分子数目分别为3n—2n=n、N、4n—n=3n,即多磷酸分

子式吊14。3「，故酸根可写为％。鲂。

(7)①根据均摊法计算可得，一个晶胞有Jx8+：x4+l=4个白球、］x6+；x

0ZZ4

4X136

4=4个黑球，则晶体的密度为p=^=/系•cm"=以W°g

②根据晶胞空间结构可■知，其在%轴上投影图为8。

18.丁苯酰(NBP)是我国拥有完全自主知识产权的化学药物，临床上用于治疗缺血性

脑卒中等疾病。ZM-289是一种N8,开环体(HP8A)衍生物，在体内外可经酶促或

化学转变成N8P和其它活性成分，其合成路线如下：

已知信息:

H、ZCOOH

〉C=O+R3£OOH黑烧士;c=c（

R,Z（R=芳基）

△

回答下列问题:

(1)A的化学名称为，

(2)D有多种同分异构体，其中能同时满足下列条件的芳香族化合物的结构简式为

①可发生银镜反应，也能与FeC13溶液发生显色反应；

②核磁共振氢谱有四组峰，峰面积比为1:2:2:3o

(3)ETF中步骤(1)的化学方程式为。

(4)GTH的反应类型为。若以NQNO3代替4gN03,则该反应难以进行，

AgNOs对该反应的促进作用主要是因为o

(5)HPBA的结构简式为。通常酯化反应需在酸催化、加热条件下进行，对

比HPB4和NBP的结构，说明常温下HPB4不稳定、易转化为N8P的主要原因

（6）W是合成某种抗疟疾药物的中间体类似物。设计由2,4-二氯甲苯

•CH.COOH

（CI）和对三氟甲基苯乙酸（V—/）制备W的合成

路线________o（无机试剂和四个碳以下的有机试剂任选）

：HOOC/H、：

LjcOaJ

1C（1）邻二甲苯

审CHO力

（2）CH3,CHO

（3）

yCOOH/COONa

c-czc-cz

k八J1+3NaOH--------LJ+CHjCOONa+2HQ

/C-Oo：Ma

（4）取代反应,生成的另一种产物为难溶性沉淀,有利于反应正向进行

xCOOH

（）