12.Li-O2电池比能量高,在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来,科学家研究了一种光照充电Li-O2电池(如图所示)。光照时,光催化电极产生电子(e)和空穴(h),驱动阴极反应(Li+e===Li)和阳极反应(Li2O2+2h===2Li+O2)对电池进行充电,下列叙述错误的是( )+
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+
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A.充电时,电池的总反应Li2O2===2Li+O2 B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 C.放电时,Li从正极穿过离子交换膜向负极迁移 D.放电时,正极发生反应O2+2Li+2e===Li2O2
13.常温下,一元酸HA的Ka(HA)=1.0×103。在某体系中,H与A离子不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。设溶液中c总(HA)=c(HA)+c(A),当达到平衡时,下列叙述正确的是( )
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A.溶液℃中c(H)=c(OH)+c(A) c(A)1
B.溶液℃中HA的电离度()为
c总(HA)101C.溶液℃和℃中的c(HA)不相等 D.溶液℃和℃中的c总(HA)之比为104
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二、非选择题:共58分。第26~28题为必考题,每个试题考生都必须作答。第35~36题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共43分。
26.(14分)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb,还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过如图流程实现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
难溶电解质 Ksp PbSO4 2.5×108 -PbCO3 7.4×10-14BaSO4 1.1×10-10BaCO3 2.6×109 -一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:
金属氢氧化物 开始沉淀的pH 完全沉淀的pH 回答下列问题:
(1)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为______________________________,用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因____________________________________。
(2)在“脱硫”中,加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化,原因是________________________。
(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(HAc),还要加入H2O2。 (℃)能被H2O2氧化的离子是________________;
(℃)H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2,其化学方程式为________________; (℃)H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2,H2O2的作用是________________。 (4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9,滤渣的主要成分是________________________。 (5)“沉铅”的滤液中,金属离子有______________。
Fe(OH)3 2.3 3.2 Fe(OH)2 6.8 8.3 Al(OH)3 3.5 4.6 Pb(OH)2 7.2 9.1 27.(14分)二草酸合铜(℃)酸钾(K2[Cu(C2O4)2])可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜(℃)酸钾可采用如下步骤:
℃.取已知浓度的CuSO4溶液,搅拌下滴加足量NaOH溶液,产生浅蓝色沉淀。加热,沉淀转变成黑色,过滤。
℃.向草酸(H2C2O4)溶液中加入适量K2CO3固体,制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液。 ℃.将℃的混合溶液加热至80~85 ℃,加入℃中的黑色沉淀。全部溶解后,趁热过滤。 ℃.将℃的滤液用蒸汽浴加热浓缩,经一系列操作后,干燥,得到二草酸合铜(℃)酸钾晶体,进行表征和分析。
回答下列问题:
(1)由CuSO4·5H2O配制℃中的CuSO4溶液,下列仪器中不需要的是____________(填仪器名称)。
(2)长期存放的CuSO4·5H2O中,会出现少量白色固体,原因是________。 (3)℃中的黑色沉淀是________(写化学式)。
(4)℃中原料配比为n(H2C2O4)∶n(K2CO3)=1.5∶1,写出反应的化学方程式:________________________________。
(5)℃中,为防止反应过于剧烈而引起喷溅,加入K2CO3应采取____________的方法。 (6)℃中应采用________进行加热。
(7)℃中“一系列操作”包括________________。
28.(15分)油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢,需要回收处理并加以利用。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式: ①2H2S(g)+3O2(g)===2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-1 036 kJ·mol1
②4H2S(g)+2SO2(g)===3S2(g)+4H2O(g) ΔH2=94 kJ·mol1
-
-
③2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH3=-484 kJ·mol1
计算H2S热分解反应④2H2S(g)===S2(g)+2H2(g)的ΔH4=________kJ·mol1。
(2)较普遍采用的H2S处理方法是克劳斯工艺,即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是,利用反应④高温热分解H2S,相比克劳斯工艺,高温热分解方法的优点是________,缺点是________。
(3)在1 470 K、100 kPa反应条件下,将n(H2S)∶n(Ar)=1∶4的混合气进行H2S热分解反应。平衡时混合气中H2S与H2的分压相等,H2S平衡转化率为________,平衡常数Kp=________kPa。
(4)在1 373 K、100 kPa反应条件下,对于n(H2S)∶n(Ar)分别为4∶1、1∶1、1∶4、1∶9、1∶19的H2S-Ar混合气,热分解反应过程中H2S转化率随时间的变化如图所示。
-
-
①n(H2S)∶n(Ar)越小,H2S
平衡转化率________,理由是
________________________________________________________________________________。
②n(H2S)∶n(Ar)=1∶9对应图中曲线______,计算其在0~0.1 s之间,H2S分压的平均变化率为________kPa·s1。
(二)选考题:共15分。请考生从给出的2道题中任选一题作答。如果多做则按所做的第一题计分。
35.[化学——选修3:物质结构与性质](15分)
卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题: (1)氟原子激发态的电子排布式有________,其中能量较高的是________。(填标号) a.1s22s22p43s1
-
b.1s22s22p43d2 c.1s22s12p5 d.1s22s22p33p2
(2)①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中,C的一个________杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl________键,并且Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键(
)。
43
②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中,C—Cl键长的顺序是________,理由:(℃)C的杂化轨道中s成分越多,形成的C—Cl键越强;(℃)________________________________________________________________________。
(3)卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应,生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为________
。
解
释
X
的
熔
点
比
Y
高
的
原
因
____________________________________________________________________。
(4)α-AgI晶体中I离子作体心立方堆积(如图所示),Ag主要分布在由I构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下,Ag不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此,α-AgI晶体在电池中可作为________。
+
-
+
-
已知阿伏加德罗常数为NA,则α-AgI晶体的摩尔体积Vm=________m3·mol1(列出算式)。
36.[化学——选修5:有机化学基础](15分)
左旋米那普伦是治疗成人重度抑郁症的药物之一,以下是其盐酸盐(化合物K)的一种合成路线(部分反应条件已简化,忽略立体化学):
-
已知:化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳。 回答下列问题:
(1)A的化学名称是________________。 (2)C的结构简式为________________。
(3)写出由E生成F反应的化学方程式:____________________。 (4)E中含氧官能团的名称为____________。 (5)由G生成H的反应类型为____________。
(6)I是一种有机物形成的盐,结构简式为________________。 (7)在E的同分异构体中,同时满足下列条件的总数为______种。 a)含有一个苯环和三个甲基;
b)与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳; c)能发生银镜反应,不能发生水解反应。
上述同分异构体经银镜反应后酸化,所得产物中,核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6∶3∶2∶1)的结构简式为________________。
参
7.B 8.D 9.A 10.C 11.D 12.C 13.B 26.(14分)
(1)PbSO4(s)+CO32(aq)===PbCO3(s)+SO42
--
-
c(SO42)
(aq) 该反应的K==-c(CO32)
-
Ksp(PbSO4)2.5×108
5
=-14≈3.4×10,反应正向进行程度很大,可以进行到底
Ksp(PbCO3)7.4×10
(2)反应BaSO4(s)+CO32
-
-
(aq)===BaCO3(s)+SO42
-
c(SO42)
(aq)的K==-
c(CO32)
-
Ksp(BaSO4)1.1×1010
=-≈0.04,反应正向进行程度很小
Ksp(BaCO3)2.6×109
(3) (℃) Fe2 (℃) Pb+H2O2+2HAc===Pb(Ac)2+2H2O (℃)作还原剂 (4)Al(OH)3、Fe(OH)3 (5)Ba2、Na 27.(14分)
(1)分液漏斗、球形冷凝管
(2)CuSO4·5H2O失去了结晶水生成了白色的CuSO4 (3)CuO
(4)3H2C2O4+2K2CO3===2KHC2O4+K2C2O4+2CO2↑+2H2O (5)分批加入 (6)水浴
(7)冷却结晶、过滤、洗涤 28.(15分) (1)+170
(2)获得的H2可作燃料 耗能较高
+
++
(3)50% 4.76
(4)①越高 H2S的分解反应是一个气体分子数增多的反应,恒压时,n(H2S)∶n(Ar)越小,H2S的分压越小,有利于平衡正向移动
②d 24.9 35.(15分) (1)ad d
(2)①sp2 σ ②C2H5Cl>C2H3Cl>C2HCl Cl参与形成的大π键越多,形成的C—Cl键键能越大,键长越短
(3)CsCl CsCl为离子晶体,ICl为分子晶体,离子键强于范德华力 (504×10(4)固态电解质
2
36.(15分)
(1)3-氯丙烯(或烯丙基氯) (2)
-12
)3NA
(3)
(4)羧基、羟基 (5)取代反应
(6)
(7)10
、