2021年普通高中学业水平选择性考试化学(广东卷)

这是一份2021年普通高中学业水平选择性考试化学(广东卷)，共14页。试卷主要包含了化学创造美好生活，劳动成就梦想等内容，欢迎下载使用。

2021年普通高中学业水平选择性考试(广东卷)
化学

　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.(2021·广东·1,难度☆)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
A
B
C
D
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

答案A
解析本题考查化学与传统文化。铜鼎为铜合金,A项正确;陶灶为硅酸盐产品,B项错误;玛瑙和玉杯的主要成分是SiO2,C、D项错误。
2.(2021·广东·2,难度☆)广东有众多国家级非物质文化遗产,如广东剪纸、粵绣、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
答案D
解析本题考查化学与传统文化、物质组成及性质。剪纸的裁剪是物理变化,A项正确;茶香四溢说明分子是运动的,B项正确;植物纤维布主要成分是纤维素,属于天然高分子化合物,C项正确;纯碱水溶液属于混合物,D项错误。
3.(2021·广东·3,难度☆)“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20
D.月壤中的3He与地球上的3H互为同位素
答案C
解析本题考查科技中所涉及的化学知识。煤油是化石燃料,为不可再生能源,A项错误;H2燃烧过程中化学能转化为热能,B项错误;20Ne中左上角的20为质量数,C项正确;3He和3H为不同的元素,不互为同位素,D项错误。
4.(2021·广东·4,难度☆)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H2O
B
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

答案A
解析本题考查化学与生产活动。聚乙烯是乙烯通过加聚反应生成的,A项错误;海水提溴是将Br-氧化生成Br2,海水提镁是将Mg2+还原生成Mg,B项正确;氢氟酸能与SiO2反应:SiO2+4HFSiF4↑+2H2O,可用于刻蚀石英,C项正确;钢铁护栏涂刷防锈油漆,可防止钢铁腐蚀,D项正确。

5.(2021·广东·5,难度☆☆)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
答案A
解析本题考查有机化合物的结构与性质。该有机化合物中含有C、H、O三种元素,故不属于烷烃,A项错误;分子中含有酯基,可以发生水解反应,B项正确;分子中含有碳碳双键,可以发生加聚反应,C项正确;可利用该物质诱捕害虫,故应有一定的挥发性,D项正确。
6.(2021·广东·6,难度☆☆)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

答案C
解析本题考查日常生活与化学知识。利用“84”消毒液的强氧化性杀菌消毒,A项有关联;厨余垃圾有大量的油脂、蛋白质等有机化合物,经发酵处理可得含N、P、K的肥料,B项有关联;水壶中的水垢主要成分是CaCO3、Mg(OH)2,利用白醋的酸性溶解水垢,C项没有关联;油脂碱性水解生成的高级脂肪酸钠是肥皂的主要成分,该反应又称皂化反应,D项有关联。
7.(2021·广东·7,难度☆)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20.00 mL待测液,用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定。上述操作中,不需要用到的仪器为(　　)

答案B
解析本题考查一定物质的量浓度溶液的配制和酸碱中和滴定。溶液配制时用到容量瓶,溶液滴定时用到碱式滴定管和锥形瓶,实验中未用到分液漏斗,B项符合题意。
8.(2021·广东·8,难度☆☆☆)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.0.001 mol·L-1 GHCl水溶液的pH=3
B.0.001 mol·L-1 GHCl水溶液加水稀释,pH升高
C.GHCl在水中的电离方程式为GHClG+HCl
D.GHCl水溶液中:c(OH-)+c(Cl-)=c(GH+)+c(G)
答案B
解析本题考查电解质溶液的知识。GHCl的电离方程式为GHClGH++Cl-,GH+水解导致溶液呈酸性,加水稀释时,水解平衡右移,但c(H+)降低,pH升高,A、C项错误,B项正确;在GHCl水溶液中存在电荷守恒:c(OH-)+c(Cl-)=c(GH+)+c(H+),D项错误。
9.(2021·广东·9,难度☆☆☆)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
答案B
解析本题考查新型化学电源。电池的负极发生氧化反应,A项错误;CO2在正极上得电子发生还原反应,B项正确;放电时阳离子移向正极,C项错误;原电池是把化学能转化为电能,D项错误。
10.(2021·广东·10,难度☆☆☆)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b
B.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
答案C
解析本题考查铁及其化合物。从物质类别和化合价可知,a、b、c、d、e分别是Fe、Fe2+、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Fe3+。根据2Fe3++Fe3Fe2+可知,A项合理;b中铁的化合价为+2价,处于中间价态,既有氧化性,又有还原性,B项合理;Fe3+遇浓碱液生成Fe(OH)3沉淀,而不是胶体,C项不合理;根据Fe2+Fe(OH)2Fe(OH)3Fe3+Fe2+可知,D项合理。
11.(2021·广东·11,难度☆☆☆)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.1 mol CHCl3含有C—Cl键的数目为3NA
B.1 L 1.0 mol·L-1的盐酸含有阴离子总数为2NA
C.11.2 L NO与11.2 L O2混合后的分子数目为NA
D.23 g Na与足量H2O反应生成的H2分子数目为NA
答案A
解析本题考查阿伏加德罗常数的相关计算。一个CHCl3分子中有3条C—Cl键,故1 mol CHCl3中含有C—Cl键的数目为3NA,A项正确;1 L 1.0 mol·L-1的盐酸中含NA个Cl-和水微弱电离的OH-,B项错误;未指明气体所处的温度和压强,无法计算NO、O2的物质的量,也无法计算NO与O2反应生成NO2的物质的量,C项错误;23 g Na与足量H2O反应生成0.5 mol H2,D项错误。
12.(2021·广东·12,难度☆☆☆)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NO
B
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

答案B
解析本题考查化学实验评价。铜与浓硝酸反应生成NO2,A项错误;红棕色NO2与无色N2O4存在如下转化:2NO2N2O4,对体系降温通过观察颜色变化,可确定平衡移动方向,B项正确;乙醇能与水以任意比互溶,不能从水溶液中萃取I2,C项错误;实验结束,剩余的NaCl固体放回原试剂瓶会污染试剂,D项错误。
13.(2021·广东·13,难度☆☆☆☆)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>Y
C.原子半径:Y>W>E
D.ZW2中,Z的化合价为+2价
答案C
解析本题考查元素推断与元素周期律。X的原子核只有1个质子,则X是氢元素;Y、Z、W为第二周期元素,可分别形成4、2、1条共价键,则Y、Z、W分别是C元素、O元素、F元素;元素E的原子比F原子多8个电子,则E为Cl元素。HClO4是强酸,A项正确;非金属性:F>O>C(W>Z>Y),B项正确;原子半径:Cl>F(E>W),C项错误;氟元素的非金属性比氧元素强,OF2中F为-1价,O为+2价,D项正确。
14.(2021·广东·14,难度☆☆☆☆)反应X2Z经历两步:①XY;②Y2Z。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)
答案D
解析本题考查化学反应速率与化学平衡。从①②步反应中X、Y、Z的量的关系可知,a表示X的浓度变化,A项正确;t1时,X、Y、Z浓度交于同一点,B项正确;t2时反应未达到平衡,Y的浓度处于下降趋势,C项正确;t3时X已完全反应,则c(Y)+c(Z)2=c0,则c(Z)=2[c0-c(Y)],D项错误。
15.(2021·广东·15,难度☆☆☆)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化学方程式书写正确的是(　　)
A.Na2O2放入水中:Na2O2+H2O2NaOH+O2↑
B.H2O(g)通过灼热铁粉:3H2O+2FeFe2O3+3H2
C.铜丝插入热的浓硫酸中:Cu+H2SO4CuSO4+H2↑
D.SO2通入酸性KMnO4溶液中:5SO2+2H2O+2MnO4-5SO42-+4H++2Mn2+
答案D
解析本题考查化学方程式书写的正误判断。Na2O2与H2O反应:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,A项错误;H2O(g)与灼热的铁粉反应生成Fe3O4和H2:4H2O(g)+3FeFe3O4+4H2,B项错误;铜与热的浓硫酸反应生成SO2:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,C项错误;SO2具有强还原性,与MnO4-反应生成SO42-、Mn2+,D项正确。
16.(2021·广东·16,难度☆☆☆☆☆)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1 mol Co,Ⅰ室溶液质量理论上减少16 g
C.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++2H2O2Co+O2↑+4H+
答案D
解析本题考查电解原理。电解装置工作时,Ⅰ室反应为2H2O-4e-4H++O2↑,Ⅲ室反应:Co2++2e-Co,形成闭合回路,H+移向Ⅱ室,Cl-移向Ⅱ室。Ⅰ室中H2SO4的物质的量不变,H2O的物质的量减小,H2SO4浓度增大,溶液pH减小,A项错误;生成1 mol Co转移2 mol e-,Ⅰ室减少1 mol H2O,质量为18 g,B项错误;移除两交换膜,石墨电极放电的是Cl-,C项错误;根据电子守恒,该电解过程的总反应为2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+,D项正确。
17.(2021·广东·17,难度☆☆☆☆☆)(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
Ⅰ:25 ℃的AgCl饱和溶液
25
A1
2
Ⅱ:35 ℃的AgCl饱和溶液
35
A2
3
Ⅲ:45 ℃的AgCl饱和溶液
45
A3

⑤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)
4
Ⅰ
　 
B1
5
　 
　 
B2

⑦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　　　　　　　　　　　　　　。 
答案(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)c→d→b→a→e
(3)HClO　取久置氯水少许于小试管中,加入HNO3酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀
(4)⑤1.8×10-5　测试温度不同,温度也影响电导率　⑥45　Ⅱ　45　⑦A3>B2>B1,在相同温度下测定时,不同试样导电能力有差异
解析本题考查化学实验分析与评价。
(1)MnO2与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)产生的Cl2中含有HCl和水蒸气,应依次通过饱和食盐水和浓硫酸,然后收集Cl2,则气体流向为c→d→b→a→e。
(3)氯水中有漂白作用的是HClO。检验Cl-时利用AgCl不溶于水和HNO3的性质。
(4)根据Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=c2(Cl-),则c(Cl-)=Ksp(AgCl)=1.8×10-5 mol·L-1。由于实验1、2、3中在温度变化的同时,AgCl的溶解度也会发生变化,因此实验结果不足以证明猜想b成立。
⑥如果要判断AgCl在水中的溶解度随温度的变化情况,可以测定不相同温度下配制的饱和溶液在相同温度下的电导率,如果温度较高下的饱和溶液电导率比温度较低的饱和溶液电导率高,则可以得出温度升高饱和溶液中离子浓度高。所以可以设计试样Ⅰ在45 ℃下测试与实验3比较,设计试样Ⅱ在45 ℃下测试与实验3比较。
⑦猜想b成立的判断依据是A3>B2>B1。
18.(2021·广东·18,难度☆☆☆☆)(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)=3.5×1O-8;Ksp(BaCO3)=2.6×10-9;该工艺中,pH>6.0时,溶液中Mo元素以MoO42-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(HCO3-)∶c(MoO42-)=　　　　　　　　　　　　(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　　　　　　。 
答案(1)+6　(2)Al(OH)3　(3)①Ba2++MoO42-BaMoO4↓　②2.6×10-9×1×10-73.5×10-8×4.7×10-11
(4)①NaHCO3　②NH3　(5)①Al2O3　②4∶1
解析本题考查工艺流程,涉及难溶电解质的计算、化学方程式书写及物质成分的确定等。
(1)利用化合价代数和为0,可知Na2MoO4中Mo的化合价为+6。
(2)加入NaOH焙烧过程中Al2O3转化为NaAlO2,向水浸之后的滤液Ⅰ中通入过量CO2可产生Al(OH)3沉淀,即X为Al(OH)3。
(3)pH=7.0时,c(H+)=1×10-7 mol·L-1。
碳酸的二级电离常数Ka2=
c(H+)·c(CO32-)c(HCO3-),c(CO32-)=Ka2·c(HCO3-)c(H+)。Ksp(BaCO3)Ksp(BaMoO4)=c(CO32-)c(MoO42-)=Ka2·c(HCO3-)c(H+)·c(MoO42-)
则:c(HCO3-)c(MoO42-)=Ksp(BaCO3)·c(H+)Ksp(BaMoO4)·Ka2=2.6×10-9×1×10-73.5×10-8×4.7×10-11
(4)①通入过量CO2反应可生成NaHCO3,则Y为NaHCO3。②结合侯氏制碱法原理,可以通入NH3使溶液中的HCO3-转化为CO32-,再通入足量CO2,可以析出溶解度较小的NaHCO3固体。
(5)①Al2O3是一层致密氧化膜,可以阻止H2O2的刻蚀。
②GaAs中As的化合价是-3价,在反应中作还原剂,反应后As元素的化合价变为+5价;H2O2中氧元素的化合价由-1价变为-2价,H2O2为氧化剂,则根据电子守恒可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1。
19.(2021·广东·19,难度☆☆☆☆☆)(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)ΔH1
b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2
c)CH4(g)C(s)+2H2(g)ΔH3
d)2CO(g)CO2(g)+C(s)ΔH4
e)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1所示。该历程分　　　步进行,其中,第　　　步的正反应活化能最大。 

图1

图2
(4)设Kpr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=100 kPa)。反应a、c、e的lnKpr随1T(温度的倒数)的变化如图2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Kpr=　　　　。 
③在图2中A点对应温度下、原料组成为n(CO2)∶n(CH4)=1∶1、初始总压为100 kPa的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时H2的分压为40 kPa。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:　　　　　　　。 
答案(1)ΔH2+ΔH3-ΔH5或ΔH3-ΔH4　(2)AD　(3)4　4　(4)①a、c　②[p(H2)p0]2p(CH4)p0　③40%(计算过程略)　(5)人工降雨
解析本题考查盖斯定律、化学平衡、化学反应机理及平衡常数的计算等。
(1)根据盖斯定律:反应c-反应d可得反应a,则ΔH1=ΔH3-ΔH4;反应b+反应c-反应e可得反应a,则ΔH1=ΔH2+ΔH3-ΔH5。
(2)增大CO2与CH4的浓度,反应a、b、c中反应物浓度都增大,正反应速率增加,A项正确;移去部分C(s),不影响平衡转化率,B项错误;催化剂不能影响平衡转化率,C项错误;降低反应温度,使正、逆反应的活化分子百分含量降低,故正、逆反应速率都减小,D项正确。
(3)从图可知反应经历了:CH4→CH3+H→CH2+2H→CH+3H→C+4H,共4步反应,第4步反应的正反应活化能最大。
(4)①随1T增大(降低温度),反应a、c的lnKpr逐渐减小,即平衡逆向移动,则反应a、c的正反应为吸热反应;相反,反应e的正反应为放热反应。②结合反应方程式,将物质浓度用相对分压替换即可写出相对压力平衡常数表达式。③从反应a、c可知,甲烷与氢气的物质的量之比为1∶2。起始CH4的分压为50 kPa,平衡时H2的分压为40 kPa,则平衡时已反应的CH4分压为20 kPa,则CH4的平衡转化率为20 kPa50 kPa×100%=40%。(5)干冰(固态CO2)升华时会吸收大量的热,可以用于人工降雨。
20.(2021·广东·20,难度☆☆☆☆☆)[选择性必修2: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。
　　　　　

(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)。 
答案(1)3s23p4　(2)H2O>H2S>CH4　(3)六　(4)AD　(5)化合物Ⅲ　(6)①图b不具有“无隙并置”的特点　②4　1∶1∶2　③4×Mrx2y×NA×1021
解析(1)基态硫原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,因此基态硫原子价电子排布式为3s23p4。
(2)H2S、CH4、H2O均为分子晶体,H2O分子间存在氢键,沸点较高,H2S、CH4的分子间作用力随相对分子质量增大而增大,因此沸点由高到低顺序为H2O>H2S>CH4。
(3)第六周期0族元素的原子序数为86,因此第80号元素Hg位于第六周期第ⅡB族。
(4)Ⅰ中S原子的价层电子对数=2+6-2×12=4,因此S原子采取sp3杂化,A正确;Ⅱ中含有的元素为H、C、O、S、Hg,同周期元素从左至右元素的电负性逐渐增大(稀有气体元素除外),同主族元素从上至下元素的电负性逐渐减小,这5种元素中电负性最大的为O元素,B错误;Ⅲ中C原子成键均为单键,因此C原子采取sp3杂化,所以C—C—C键角接近109°28',C错误;Ⅲ中存在C—H、C—C、C—S、SO、S—O、S—H共价键,还存在与Na+之间的离子键,D正确;Ⅳ中存在两类不同的硫氧键,键能不同,E项错误。
(5)化合物Ⅲ存在离子键,为易溶钠盐,故化合物Ⅲ更易溶于水。
(6)①对比图b和图c可得X晶体的晶胞中上下两个单元内的原子位置不完全相同,不符合晶胞是晶体的最小重复单元,具有“无隙并置”的特点。
②以晶胞上方立方体中右侧面心中Hg原子为例,同一晶胞中与Hg距离最近的Sb的数目为2,其右侧晶胞中也有2个Sb原子与Hg原子距离最近,因此X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为4;该晶胞中Sb原子均位于晶胞内,因此1个晶胞中含有Sb原子数为8,Ge原子位于晶胞顶点、面心、体心,因此1个晶胞中含有Ge原子数为8×18+4×12+1=4,Hg原子位于棱上、面心,因此1个晶胞中含有Hg原子数为4×14+6×12=4,则该晶胞中粒子个数比Hg∶Ge∶Sb=4∶4∶8=1∶1∶2。
③1个晶胞的质量m=4×MrNA g,1个晶胞的体积V=(x×10-7 cm)2×(y×10-7 cm)=x2y×10-21 cm3,则X晶体的密度为mV=4×MrNAgx2y×10-21cm3=4×Mrx2y×NA×1021 g·cm-3。
21.(2021·广东·21,难度☆☆☆☆☆)[选修5:有机化学基础](14分)
天然产物Ⅴ具有抗疟活性,某研究小组以有机化合物Ⅰ为原料合成Ⅴ及其衍生物Ⅵ的路线如下(部分反应条件省略,Ph表示—C6H5):

已知:
(1)化合物Ⅰ中含氧官能团有　　　　　　　　　(写名称)。 
(2)反应①的方程式可表示为:Ⅰ+ⅡⅢ+Z,化合物Z的分子式为　　　　　　　　　　。 
(3)化合物Ⅳ能发生银镜反应,其结构简式为　　　　　　　　　。 
(4)反应②③④中属于还原反应的有　　　　　　　　,属于加成反应的有　　　　　　　。 
(5)化合物Ⅵ的芳香族同分异构体中,同时满足如下条件的有　　　种,写出其中任意一种的结构简式:　　　　　　　　　。 
条件:a)能与NaHCO3反应;b)最多能与2倍物质的量的NaOH反应;c)能与3倍物质的量的Na发生放出H2的反应;d)核磁共振氢谱确定分子中有6个化学环境相同的氢原子;e)不含手性碳原子(手性碳原子是指连有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子)。
(6)根据上述信息,写出以苯酚的一种同系物及HOCH2CH2Cl为原料合成的路线　　　　　　　　(不需注明反应条件)。 
答案(1)(酚)羟基、醛基　(2)C18H15PO
(3)　(4)②　②④　(5)10
(或其他合理答案)
(6)

解析本题考查有机化学合成与推断,反应类型、同分异构体、合成路线的设计等。
(1)有机化合物Ⅰ含有两种含氧官能团为(酚)羟基和醛基。
(2)从原子守恒可知,Z的结构简式为
Ph3PO,其分子式为C18H15PO。
(3)结合反应②产物的碳架结构可知,能发生银镜反应的Ⅳ的结构简式为。
(4)反应②化合物Ⅳ中醛基与H2发生加成反应(还原反应);反应③发生了氧化反应;反应④发生了加成反应(氧化反应)。
(5)化合物Ⅵ的分子式为C10H12O4。条件a说明有—COOH,条件b说明还有一个酚羟基;条件c说明还应含有一个醇羟基;条件d说明分子中有两个化学环境相同的—CH3;条件e要求不含手性碳原子。则说明苯环有三个取代基:—OH、—COOH、,符合条件的同分异构体有10种,—OH和—COOH在苯环上有邻、间、对三种位置,的位置编号如下:、、。
(6)根据产物碳架结构可知,苯酚的一种同系物为,结合题给已知信息和反应④可设计合成路线。