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文檔簡介

1、2020年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試理科綜合能力測試二、選擇題:本題共8小題,每小題6分。共48分。在每小題給出的四個選項中,第15題只有一項符合題目要求,第68題有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。1.行駛中的汽車如果發(fā)生劇烈碰撞,車內(nèi)的安全氣囊會被彈出并瞬間充滿氣體。若碰撞后汽車的速度在很短時間內(nèi)減小為零,關(guān)于安全氣囊在此過程中的作用,下列說法正確的是()A. 增加了司機單位面積的受力大小B. 減少了碰撞前后司機動量的變化量C. 將司機的動能全部轉(zhuǎn)換成汽車的動能D. 延長了司機的受力時間并增大了司機的受力面積【答案】D【解析】

2、【詳解】A因安全氣囊充氣后,受力面積增大,故減小了司機單位面積的受力大小,故A錯誤;B有無安全氣囊司機初動量和末動量均相同,所以動量的改變量也相同,故B錯誤;C因有安全氣囊的存在,司機和安全氣囊接觸后會有一部分動能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能,不能全部轉(zhuǎn)化成汽車的動能,故C錯誤;D因為安全氣囊充氣后面積增大,司機的受力面積也增大,在司機擠壓氣囊作用過程中由于氣囊的緩沖故增加了作用時間,故D正確。故選D。2.火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的,半徑約為地球半徑的,則同一物體在火星表面與在地球表面受到的引力的比值約為()A. 0.2B. 0.4C. 2.0D. 2.5【答案】B【解析】【詳解】設(shè)物體質(zhì)量為m,則在火星表

3、面有在地球表面有由題意知有故聯(lián)立以上公式可得故選B。3.如圖,一同學表演蕩秋千。已知秋千的兩根繩長均為10 m,該同學和秋千踏板的總質(zhì)量約為50 kg。繩的質(zhì)量忽略不計,當該同學蕩到秋千支架的正下方時,速度大小為8 m/s,此時每根繩子平均承受的拉力約為()A. 200 NB. 400 NC. 600 ND. 800 N【答案】B【解析】【詳解】在最低點由知T=410N即每根繩子拉力約為410N,故選B。4.圖(a)所示電路中,K與L間接一智能電源,用以控制電容器C兩端的電壓UC。如果UC隨時間t的變化如圖(b)所示,則下列描述電阻R兩端電壓UR隨時間t變化的圖像中,正確的是()A. B. C

4、. D. 【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)電容器的定義式可知結(jié)合圖像可知,圖像的斜率為,則內(nèi)的電流與內(nèi)的電流關(guān)系為且兩段時間中的電流方向相反,根據(jù)歐姆定律可知兩端電壓大小關(guān)系滿足由于電流方向不同,所以電壓方向不同。故選A。5.一勻強磁場的磁感應強度大小為B,方向垂直于紙面向外,其邊界如圖中虛線所示,為半圓,ac、bd與直徑ab共線,ac間的距離等于半圓的半徑。一束質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的粒子,在紙面內(nèi)從c點垂直于ac射入磁場,這些粒子具有各種速率。不計粒子之間的相互作用。在磁場中運動時間最長的粒子,其運動時間為()A. B. C. D. 【答案】C【解析】【詳解】粒子在磁場中做勻速圓周運動

5、, 可得粒子在磁場中的周期粒子在磁場中運動的時間則粒子在磁場中運動的時間與速度無關(guān),軌跡對應的圓心角越大,運動時間越長。采用放縮圓解決該問題,粒子垂直ac射入磁場,則軌跡圓心必在ac直線上,將粒子的軌跡半徑由零逐漸放大。當半徑和時,粒子分別從ac、bd區(qū)域射出,磁場中的軌跡為半圓,運動時間等于半個周期。當0.5Rr0)的帶電粒子在紙面內(nèi)自A點先后以不同的速度進入電場,速度方向與電場的方向垂直。已知剛進入電場時速度為零的粒子,自圓周上的C點以速率v0穿出電場,AC與AB的夾角=60。運動中粒子僅受電場力作用。(1)求電場強度的大?。唬?)為使粒子穿過電場后的動能增量最大,該粒子進入電場時的速度應

6、為多大?(3)為使粒子穿過電場前后動量變化量的大小為mv0,該粒子進入電場時的速度應為多大?【答案】(1) ;(2);(3)0或【解析】【詳解】(1)由題意知在A點速度為零的粒子會沿著電場線方向運動,由于q0,故電場線由A指向C,根據(jù)幾何關(guān)系可知:所以根據(jù)動能定理有:解得:;(2)根據(jù)題意可知要使粒子動能增量最大則沿電場線方向移動距離最多,做AC垂線并且與圓相切,切點為D,即粒子要從D點射出時沿電場線方向移動距離最多,粒子在電場中做類平拋運動,根據(jù)幾何關(guān)系有而電場力提供加速度有聯(lián)立各式解得粒子進入電場時的速度:;(3)因為粒子在電場中做類平拋運動,粒子穿過電場前后動量變化量大小為mv0,即在電

7、場方向上速度變化為v0 ,過C點做AC垂線會與圓周交于B點,故由題意可知粒子會從C點或B點射出。當從B點射出時由幾何關(guān)系有電場力提供加速度有聯(lián)立解得;當粒子從C點射出時初速度為0。(二)選考題:共15分。請考生從2道物理題中每科任選一題作答。如果多做,則每科按所做的第一題計分。物理選修3-313.分子間作用力F與分子間距r的關(guān)系如圖所示,r= r1時,F(xiàn)=0。分子間勢能由r決定,規(guī)定兩分子相距無窮遠時分子間的勢能為零。若一分子固定于原點O,另一分子從距O點很遠處向O點運動,在兩分子間距減小到r2的過程中,勢能_(填“減小“不變”或“增大”);在間距由r2減小到r1的過程中,勢能_ (填“減小”

8、“不變”或“增大”);在間距等于r1處,勢能_(填“大于”“等于”或“小于”)零?!敬鸢浮?(1). 減小 (2). 減小 (3). 小于【解析】【詳解】1從距點很遠處向點運動,兩分子間距減小到的過程中,分子間體現(xiàn)引力,引力做正功,分子勢能減??;2在過程中,分子間仍然體現(xiàn)引力,引力做正功,分子勢能減??;3在間距等于之前,分子勢能一直減小,取無窮遠處分子間勢能為零,則在處分子勢能小于零。14.甲、乙兩個儲氣罐儲存有同種氣體(可視為理想氣體)。甲罐的容積為V,罐中氣體的壓強為p;乙罐的容積為2V,罐中氣體的壓強為?,F(xiàn)通過連接兩罐的細管把甲罐中的部分氣體調(diào)配到乙罐中去,兩罐中氣體溫度相同且在調(diào)配過程

9、中保持不變,調(diào)配后兩罐中氣體的壓強相等。求調(diào)配后:(i)兩罐中氣體的壓強;(ii)甲罐中氣體的質(zhì)量與甲罐中原有氣體的質(zhì)量之比?!敬鸢浮浚╥);(ii)【解析】【詳解】(i)氣體發(fā)生等溫變化,對甲乙中的氣體,可認為甲中原氣體有體積V變成3V,乙中原氣體體積有2V變成3V,則根據(jù)玻意爾定律分別有,則則甲乙中氣體最終壓強(ii)若調(diào)配后將甲氣體再等溫壓縮到氣體原來的壓強為p,則計算可得由密度定律可得,質(zhì)量之比等于物理選修3-4 15.在下列現(xiàn)象中,可以用多普勒效應解釋的有_。A. 雷雨天看到閃電后,稍過一會兒才能聽到雷聲B. 超聲波被血管中的血流反射后,探測器接收到的超聲波頻率發(fā)生變化C. 觀察者聽

10、到遠去的列車發(fā)出的汽笛聲,音調(diào)會變低D. 同一聲源發(fā)出的聲波,在空氣和水中傳播的速度不同E. 天文學上觀察到雙星(相距較近、均繞它們連線上某點做圓周運動的兩顆恒星)光譜隨時間的周期性變化【答案】BCE【解析】【詳解】A之所以不能同時觀察到是因為聲音的傳播速度比光的傳播速度慢,所以A錯誤;B超聲波與血液中的血小板等細胞發(fā)生反射時,由于血小板的運動會使得反射聲波的頻率發(fā)生變化,B正確;C列車和人的位置相對變化了,所以聽得的聲音頻率發(fā)生了變化,所以C正確;D波動傳播速度不一樣是由于波的頻率不一樣導致的, D錯誤;E雙星在周期性運動時,會使得到地球的距離發(fā)生周期性變化,故接收到的光頻率會發(fā)生變化,E正

11、確。故選BCE。16.一振動片以頻率f做簡諧振動時,固定在振動片上的兩根細桿同步周期性地觸動水面上a、b兩點,兩波源發(fā)出的波在水面上形成穩(wěn)定的干涉圖樣。c是水面上的一點,a、b、c間的距離均為l,如圖所示。已知除c點外,在ac連線上還有其他振幅極大的點,其中距c最近的點到c的距離為。求:(i)波的波長;(ii)波的傳播速度?!敬鸢浮浚╥);(ii)【解析】【詳解】(i)設(shè)與c點最近的振幅極大點為d,則根據(jù)干涉加強點距離差的關(guān)系:所以波長為(ii)由于受迫振動的頻率取決于受迫源的頻率由知,2020年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試理科綜合能力測試 化學注意事項:1.答卷前,考生務(wù)必將自己的姓名、準考

12、證號填寫在答題卡上。2.回答選擇題時,選出每小題答案后,用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑,如需改動,用橡皮擦干凈后,再選涂其它答案標號?;卮鸱沁x擇題時,將答案寫在答題卡上,寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后,將本試卷和答題卡一并交回。可能用到的相對原子質(zhì)量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 P 31 S 32 Cl 35.5 V 51 Fe 56一、選擇題:本題共13個小題,每小題6分。共78分,在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。1.國家衛(wèi)健委公布的新型冠狀病毒肺炎診療方案指出,乙醚、75%乙醇、含氯消毒劑、過氧乙酸(CH3COOOH)、氯仿等

13、均可有效滅活病毒。對于上述化學藥品,下列說法錯誤的是A. CH3CH2OH能與水互溶B. NaClO通過氧化滅活病毒C. 過氧乙酸相對分子質(zhì)量為76D. 氯仿的化學名稱是四氯化碳【答案】D【解析】【詳解】A.乙醇分子中有羥基,其與水分子間可以形成氫鍵,因此乙醇能與水互溶,A說法正確;B.次氯酸鈉具有強氧化性,其能使蛋白質(zhì)變性,故其能通過氧化滅活病毒,B說法正確;C.過氧乙酸的分子式為C2H4O3,故其相對分子質(zhì)量為76,C說法正確;D.氯仿的化學名稱為三氯甲烷,D說法不正確。綜上所述,故選D。2.紫花前胡醇可從中藥材當歸和白芷中提取得到,能提高人體免疫力。有關(guān)該化合物,下列敘述錯誤的是A. 分

14、子式為C14H14O4B. 不能使酸性重鉻酸鉀溶液變色C. 能夠發(fā)生水解反應D. 能夠發(fā)生消去反應生成雙鍵【答案】B【解析】【詳解】A.根據(jù)該有機物的分子結(jié)構(gòu)可以確定其分子式為C14H14O4,A敘述正確;B.該有機物的分子在有羥基,且與羥基相連的碳原子上有氫原子,故其可以被酸性重鉻酸鉀溶液氧化,能使酸性重鉻酸鉀溶液變色,B敘述不正確;C.該有機物的分子中有酯基,故其能夠發(fā)生水解反應,C敘述正確;D.該有機物分子中與羥基相連的碳原子的鄰位碳原子上有氫原子,故其可以在一定的條件下發(fā)生消去反應生成碳碳雙鍵,D敘述正確。綜上所述,故選B。3.下列氣體去除雜質(zhì)的方法中,不能實現(xiàn)目的的是氣體(雜質(zhì))方法

15、ASO2(H2S)通過酸性高錳酸鉀溶液BCl2(HCl)通過飽和的食鹽水CN2(O2)通過灼熱的銅絲網(wǎng)DNO(NO2)通過氫氧化鈉溶液A. AB. BC. CD. D【答案】A【解析】【詳解】ASO2和H2S都具有較強的還原性,都可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化;因此在用酸性高錳酸鉀溶液除雜質(zhì)H2S時,SO2也會被吸收,故A項不能實現(xiàn)除雜目的;B氯氣中混有少量的氯化氫氣體,可以用飽和食鹽水除去;飽和食鹽水在吸收氯化氫氣體的同時,也會抑制氯氣在水中的溶解,故B項能實現(xiàn)除雜目的;C氮氣中混有少量氧氣,在通過灼熱的銅絲網(wǎng)時,氧氣可以與之發(fā)生反應: ,而銅與氮氣無法反應,因此可以采取這種方式除去雜質(zhì)氧氣,故

16、C項能實現(xiàn)除雜目的;DNO2可以與NaOH發(fā)生反應:,NO與NaOH溶液不能發(fā)生反應;盡管NO可以與NO2一同跟NaOH發(fā)生反應:,但由于雜質(zhì)的含量一般較少,所以也不會對NO的量產(chǎn)生較大的影響,故D項能實現(xiàn)除雜的目的;答案選A?!军c睛】除雜操作原則可概括為“不多不少,簡單最好”:首先,避免引入新的雜質(zhì);其次,盡量避免產(chǎn)品的損失;最后,方法越簡單越好。4.銠的配合物離子Rh(CO)2I2可催化甲醇羰基化,反應過程如圖所示。下列敘述錯誤的是A. CH3COI是反應中間體B. 甲醇羰基化反應為CH3OH+CO=CH3CO2HC. 反應過程中Rh成鍵數(shù)目保持不變D. 存在反應CH3OH+HI=CH3I

17、+H2O【答案】C【解析】【分析】題干中明確指出,銠配合物充當催化劑的作用,用于催化甲醇羰基化。由題干中提供的反應機理圖可知,銠配合物在整個反應歷程中成鍵數(shù)目,配體種類等均發(fā)生了變化;并且也可以觀察出,甲醇羰基化反應所需的反應物除甲醇外還需要CO,最終產(chǎn)物是乙酸;因此,凡是出現(xiàn)在歷程中的,既非反應物又非產(chǎn)物的物種如CH3COI以及各種配離子等,都可視作中間物種。【詳解】A通過分析可知,CH3COI屬于甲醇羰基化反應的反應中間體;其可與水作用,生成最終產(chǎn)物乙酸的同時,也可以生成使甲醇轉(zhuǎn)化為CH3I的HI,A項正確;B通過分析可知,甲醇羰基化反應,反應物為甲醇以及CO,產(chǎn)物為乙酸,方程式可寫成:,

18、B項正確;C通過分析可知,銠配合物在整個反應歷程中,成鍵數(shù)目,配體種類等均發(fā)生了變化,C項不正確;D通過分析可知,反應中間體CH3COI與水作用生成的HI可以使甲醇轉(zhuǎn)化為CH3I,方程式可寫成:,D項正確;答案選C。【點睛】對于反應機理圖的分析,最基本的是判斷反應物,產(chǎn)物以及催化劑;一般的,催化劑在機理圖中多是以完整的循環(huán)出現(xiàn)的;反應物則是通過一個箭頭進入整個歷程的物質(zhì);而產(chǎn)物一般多是通過一個箭頭最終脫離整個歷程的物質(zhì)。5.1934年約里奧居里夫婦在核反應中用粒子(即氦核)轟擊金屬原子,得到核素,開創(chuàng)了人造放射性核素的先河:+。其中元素X、Y的最外層電子數(shù)之和為8。下列敘述正確的是A. 的相對

19、原子質(zhì)量為26B. X、Y均可形成三氯化物C. X的原子半徑小于Y的D. Y僅有一種含氧酸【答案】B【解析】【分析】原子轟擊實驗中,滿足質(zhì)子和質(zhì)量數(shù)守恒,因此W+4=30+1,則W=27,X與Y原子之間質(zhì)子數(shù)相差2,因X元素為金屬元素,Y的質(zhì)子數(shù)比X大,則Y與X位于同一周期,且Y位于X右側(cè),且元素X、Y的最外層電子數(shù)之和為8,設(shè)X最外層電子數(shù)為a,則Y的最外層電子為a+2,解得a=3,因此X為Al,Y為P,以此解答?!驹斀狻緼的質(zhì)量數(shù)為27,則該原子相對原子質(zhì)量為27,故A錯誤;BAl元素均可形成AlCl3,P元素均可形成PCl3,故B正確;CAl原子與P原子位于同一周期,且Al原子序數(shù)大于P

20、原子序數(shù),故原子半徑AlP,故C錯誤;DP的含氧酸有H3PO4、H3PO3、H3PO2等,故D錯誤;故答案:B。6.科學家近年發(fā)明了一種新型ZnCO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如圖,電極為金屬鋅和選擇性催化材料,放電時,溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲氫物質(zhì)甲酸等,為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法錯誤的是A. 放電時,負極反應為B. 放電時,1 mol CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2 molC. 充電時,電池總反應為D. 充電時,正極溶液中OH濃度升高【答案】D【解析】【分析】由題可知,放電時,CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH,即CO2發(fā)生還原反應,故放電時右側(cè)電極為正極,左側(cè)電極為負極,Z

21、n發(fā)生氧化反應生成;充電時,右側(cè)為陽極,H2O發(fā)生氧化反應生成O2,左側(cè)為陰極,發(fā)生還原反應生成Zn,以此分析解答?!驹斀狻緼放電時,負極上Zn發(fā)生氧化反應,電極反應式為:,故A正確,不選;B放電時,CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH,C元素化合價降低2,則1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH時,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2mol,故B正確,不選;C充電時,陽極上H2O轉(zhuǎn)化為O2,負極上轉(zhuǎn)化為Zn,電池總反應為:,故C正確,不選;D充電時,正極即為陽極,電極反應式為:,溶液中H+濃度增大,溶液中c(H+)c(OH-)=KW,溫度不變時,KW不變,因此溶液中OH-濃度降低,故D錯誤,符合題意;答案選D。7.以酚酞為指示劑,用0

22、.1000 molL1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知濃度的二元酸H2A溶液。溶液中,pH、分布系數(shù)隨滴加NaOH溶液體積VNaOH的變化關(guān)系如圖所示。比如A2的分布系數(shù):下列敘述正確的是A. 曲線代表,曲線代表B. H2A溶液的濃度為0.2000 molL1C. HA的電離常數(shù)Ka=1.0102D. 滴定終點時,溶液中【答案】C【解析】【分析】根據(jù)圖像,曲線代表的粒子的分布系數(shù)隨著NaOH的滴入逐漸減小,曲線代表的粒子的分布系數(shù)隨著NaOH的滴入逐漸增大;當加入40mLNaOH溶液時,溶液的pH在中性發(fā)生突變,且曲線代表的粒子達到最大值接近1;沒有加入NaOH時,pH為1,說明H2A第

23、一步完全電離,第二步部分電離,曲線代表(HA-),曲線代表(A2-),根據(jù)反應2NaOH+H2A=Na2A+2H2O,c(H2A)=0.1000mol/L,據(jù)此分析作答。【詳解】A根據(jù)分析,曲線代表(HA-),曲線代表(A2-),A錯誤;B當加入40.00mLNaOH溶液時,溶液的pH發(fā)生突變,說明恰好完全反應,結(jié)合分析,根據(jù)反應2NaOH+H2A=Na2A+2H2O,c(H2A)= =0.1000mol/L,B錯誤;C由于H2A第一步完全電離,則HA-的起始濃度為0.1000mol/L,根據(jù)圖像,當VNaOH=0時,HA-的分布系數(shù)為0.9,溶液的pH=1,A2-的分布系數(shù)為0.1,則HA-

24、的電離平衡常數(shù)Ka=110-2,C正確;D用酚酞作指示劑,酚酞變色pH范圍為8.210,終點時溶液呈堿性,c(OH-)c(H+),溶液中的電荷守恒為c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),則c(Na+)2c(A2-)+c(HA-),D錯誤;答案選C。【點睛】本題的難點是判斷H2A的電離,根據(jù)pH的突變和粒子分布分數(shù)的變化確定H2A的電離方程式為H2A=H+A2-,HA-H+A2-。三、非選擇題:共174分,第2232題為必考題,每個試題考生都必須作答。第3338題為選考題,考生根據(jù)要求作答。(一)必考題:共129分。8.釩具有廣泛用途。黏土釩礦中,釩以+3、+4、

25、+5價的化合物存在,還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工藝流程可由黏土釩礦制備NH4VO3。該工藝條件下,溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金屬離子Fe3+Fe2+Al3+Mn2+開始沉淀pH1.97.03.08.1完全沉淀pH3.29.04.710.1回答下列問題:(1)“酸浸氧化”需要加熱,其原因是_。(2)“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成,同時還有_離子被氧化。寫出VO+轉(zhuǎn)化為反應的離子方程式_。(3)“中和沉淀”中,釩水解并沉淀為,隨濾液可除去金屬離子K+、Mg2+、Na+、_,以及部分的_。(4)“沉淀轉(zhuǎn)溶”中,轉(zhuǎn)化為釩酸鹽溶解。濾渣的

26、主要成分是_。(5)“調(diào)pH”中有沉淀生產(chǎn),生成沉淀反應的化學方程式是_。(6)“沉釩”中析出NH4VO3晶體時,需要加入過量NH4Cl,其原因是_?!敬鸢浮?(1). 加快酸浸和氧化反應速率(促進氧化完全) (2). Fe2+ (3). VO+MnO2+2H+=+Mn2+H2O (4). Mn2+ (5). Fe3+、Al3+ (6). Fe(OH)3 (7). NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3或NaAl(OH)4+HCl= NaCl+Al(OH)3+H2O (8). 利用同離子效應,促進NH4VO3盡可能析出完全【解析】【分析】黏土釩礦中,釩以+3、+4、+5價的化合

27、物存在,還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽,以及SiO2、Fe3O4,用30%H2SO4和MnO2“酸浸氧化”時VO+和VO2+被氧化成,F(xiàn)e3O4與硫酸反應生成的Fe2+被氧化成Fe3+,SiO2此過程中不反應,濾液中含有、K+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Mn2+、;濾液中加入NaOH調(diào)節(jié)pH=3.03.1,釩水解并沉淀為V2O5xH2O,根據(jù)表中提供的溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH,此過程中Fe3+部分轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,部分Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀,濾液中含有K+、Na+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Mn2+、,濾餅中含V2O5xH2O、Fe(OH)3、Al(OH)3,濾

28、餅中加入NaOH使pH13,V2O5xH2O轉(zhuǎn)化為釩酸鹽溶解,Al(OH)3轉(zhuǎn)化為NaAlO2,則濾渣的主要成分為Fe(OH)3;濾液中含釩酸鹽、偏鋁酸鈉,加入HCl調(diào)pH=8.5,NaAlO2轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀而除去;最后向濾液中加入NH4Cl“沉釩”得到NH4VO3?!驹斀狻?1)“酸浸氧化”需要加熱,其原因是:升高溫度,加快酸浸和氧化反應速率(促進氧化完全),故答案為:加快酸浸和氧化反應速率(促進氧化完全);(2)“酸浸氧化”中,釩礦粉中的Fe3O4與硫酸反應生成FeSO4、Fe2(SO4)3和水,MnO2具有氧化性,F(xiàn)e2+具有還原性,則VO+和VO2+被氧化成的同時還有Fe2+

29、被氧化,反應的離子方程式為MnO2+2Fe2+4H+=Mn2+2Fe3+2H2O;VO+轉(zhuǎn)化為時,釩元素的化合價由+3價升至+5價,1molVO+失去2mol電子,MnO2被還原為Mn2+,Mn元素的化合價由+4價降至+2價,1molMnO2得到2mol電子,根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒,VO+轉(zhuǎn)化為反應的離子方程式為VO+MnO2+2H+=+Mn2+H2O,故答案為:Fe2+,VO+MnO2+2H+=+Mn2+H2O;(3)根據(jù)分析,“中和沉淀”中,釩水解并沉淀為V2O5xH2O,隨濾液可除去金屬離子K+、Mg2+、Na+、Mn2+,以及部分的Fe3+、Al3+,故答案為:Mn2+,

30、Fe3+、Al3+;(4)根據(jù)分析,濾渣的主要成分是Fe(OH)3,故答案為:Fe(OH)3;(5)“調(diào)pH”中有沉淀生成,是NaAlO2與HCl反應生成Al(OH)3沉淀,生成沉淀反應的化學方程式是NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3或NaAl(OH)4+HCl= NaCl+Al(OH)3+H2O,故答案為:NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3或NaAl(OH)4+HCl= NaCl+Al(OH)3+H2O。(6)“沉釩”中析出NH4VO3晶體時,需要加入過量NH4Cl,其原因是:增大NH4+離子濃度,利用同離子效應,促進NH4VO3盡可能析出完全,故答案

31、為:利用同離子效應,促進NH4VO3盡可能析出完全?!军c睛】本題以黏土釩礦制備NH4VO3的工藝流程為載體,考查流程的分析、物質(zhì)的分離和提純、反應方程式的書寫等,解題的關(guān)鍵是根據(jù)物質(zhì)的流向分析每一步驟的作用和目的。9.為驗證不同化合價鐵的氧化還原能力,利用下列電池裝置進行實驗?;卮鹣铝袉栴}:(1)由FeSO47H2O固體配制0.10 molL1 FeSO4溶液,需要的儀器有藥匙、玻璃棒、_(從下列圖中選擇,寫出名稱)。(2)電池裝置中,鹽橋連接兩電極電解質(zhì)溶液。鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質(zhì)發(fā)生化學反應,并且電遷移率(u)應盡可能地相近。根據(jù)下表數(shù)據(jù),鹽橋中應選擇_作為電解質(zhì)。陽離子u108

32、/(m2s1V1)陰離子u108/(m2s1V1)Li+4.074.61Na+5.197.40Ca2+6.59Cl7.91K+7.628.27(3)電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極??芍?,鹽橋中的陽離子進入_電極溶液中。(4)電池反應一段時間后,測得鐵電極溶液中c(Fe2+)增加了0.02 molL1。石墨電極上未見Fe析出??芍?,石墨電極溶液中c(Fe2+)=_。(5)根據(jù)(3)、(4)實驗結(jié)果,可知石墨電極的電極反應式為_,鐵電極的電極反應式為_。因此,驗證了Fe2+氧化性小于_,還原性小于_。(6)實驗前需要對鐵電極表面活化。在FeSO4溶液中加入幾滴Fe2(SO4)3溶液,將鐵電極浸

33、泡一段時間,鐵電極表面被刻蝕活化。檢驗活化反應完成的方法是_。【答案】 (1). 燒杯、量筒、托盤天平 (2). KCl (3). 石墨 (4). 0.09mol/L (5). Fe3+e-=Fe2+ (6). Fe-2e-=Fe2+ (7). Fe3+ (8). Fe (9). 取活化后溶液少許于試管中,加入KSCN溶液,若溶液不出現(xiàn)血紅色,說明活化反應完成【解析】【分析】(1)根據(jù)物質(zhì)的量濃度溶液的配制步驟選擇所用儀器;(2)(5)根據(jù)題給信息選擇合適的物質(zhì),根據(jù)原電池工作的原理書寫電極反應式,并進行計算,由此判斷氧化性、還原性的強弱;(6)根據(jù)刻蝕活化的原理分析作答。【詳解】(1)由Fe

34、SO47H2O固體配制0.10molL-1FeSO4溶液的步驟為計算、稱量、溶解并冷卻至室溫、移液、洗滌、定容、搖勻、裝瓶、貼標簽,由FeSO47H2O固體配制0.10molL-1FeSO4溶液需要的儀器有藥匙、托盤天平、合適的量筒、燒杯、玻璃棒、合適的容量瓶、膠頭滴管,故答案為:燒杯、量筒、托盤天平。(2)Fe2+、Fe3+能與反應,Ca2+能與反應,F(xiàn)eSO4、Fe2(SO4)3都屬于強酸弱堿鹽,水溶液呈酸性,酸性條件下能與Fe2+反應,根據(jù)題意“鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質(zhì)發(fā)生化學反應”,鹽橋中陰離子不可以選擇、,陽離子不可以選擇Ca2+,另鹽橋中陰、陽離子的遷移率(u)應盡可能地相

35、近,根據(jù)表中數(shù)據(jù),鹽橋中應選擇KCl作為電解質(zhì),故答案為:KCl。(3)電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極,則鐵電極為負極,石墨電極為正極,鹽橋中陽離子向正極移動,則鹽橋中的陽離子進入石墨電極溶液中,故答案為:石墨。(4)根據(jù)(3)的分析,鐵電極的電極反應式為Fe-2e-=Fe2+,石墨電極上未見Fe析出,石墨電極的電極反應式為Fe3+e-=Fe2+,電池反應一段時間后,測得鐵電極溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol/L,根據(jù)得失電子守恒,石墨電極溶液中c(Fe2+)增加0.04mol/L,石墨電極溶液中c(Fe2+)=0.05mol/L+0.04mol/L=0.09mol/L,故答案為:

36、0.09mol/L。(5)根據(jù)(3)、(4)實驗結(jié)果,可知石墨電極的電極反應式為Fe3+e-=Fe2+,鐵電極的電極反應式為Fe-2e-=Fe2+;電池總反應為Fe+2Fe3+=3Fe2+,根據(jù)同一反應中,氧化劑的氧化性強于氧化產(chǎn)物、還原劑的還原性強于還原產(chǎn)物,則驗證了Fe2+氧化性小于Fe3+,還原性小于Fe,故答案為:Fe3+e-=Fe2+ ,F(xiàn)e-2e-=Fe2+ ,F(xiàn)e3+,F(xiàn)e。(6)在FeSO4溶液中加入幾滴Fe2(SO4)3溶液,將鐵電極浸泡一段時間,鐵電極表面被刻蝕活化,發(fā)生的反應為Fe+ Fe2(SO4)3=3FeSO4,要檢驗活化反應完成,只要檢驗溶液中不含F(xiàn)e3+即可,檢

37、驗活化反應完成的方法是:取活化后溶液少許于試管中,加入KSCN溶液,若溶液不出現(xiàn)血紅色,說明活化反應完成,故答案為:取活化后溶液少許于試管中,加入KSCN溶液,若溶液不變紅,說明活化反應完成。【點睛】本題的難點是第(2)題鹽橋中電解質(zhì)的選擇和第(6)實驗方法的設(shè)計,要充分利用題給信息和反應的原理解答。10.硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品,接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+O2(g)SO3(g) H=98 kJmol1?;卮鹣铝袉栴}:(1)釩催化劑參與反應的能量變化如圖所示,V2O5(s)與SO2(g)反應生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學方程式為:_。(2)

38、當SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分數(shù)分別為7.5%、10.5%和82%時,在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強下,SO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。反應在5.0MPa、550時的=_,判斷的依據(jù)是_。影響的因素有_。(3)將組成(物質(zhì)的量分數(shù))為2m% SO2(g)、m% O2(g)和q% N2(g)的氣體通入反應器,在溫度t、壓強p條件下進行反應。平衡時,若SO2轉(zhuǎn)化率為,則SO3壓強為_,平衡常數(shù)Kp=_(以分壓表示,分壓=總壓物質(zhì)的量分數(shù))。(4)研究表明,SO2催化氧化的反應速率方程為:v=k(1)0.8(1n)。式中:k為反應速率常數(shù),隨溫度t升高而

39、增大;為SO2平衡轉(zhuǎn)化率,為某時刻SO2轉(zhuǎn)化率,n為常數(shù)。在=0.90時,將一系列溫度下的k、值代入上述速率方程,得到vt曲線,如圖所示。曲線上v最大值所對應溫度稱為該下反應的最適宜溫度tm。ttm后,v逐漸下降。原因是_?!敬鸢浮?(1). 2V2O5(s)+ 2SO2(g) 2VOSO4(s)+ V2O4(s) H= -351 kJmol-1 (2). 0.975 (3). 該反應氣體分子數(shù)減少,增大壓強,提高。所以,該反應在550、壓強為5.0MPa2.5MPap的,所以p1=5.0MPa (4). 反應物(N2和O2)的起始濃度(組成)、溫度、壓強 (5). (6). (7). 升高溫

40、度,k增大使v逐漸提高,但降低使v逐漸下降。當ttm,k增大對v的提高大于引起的降低;當ttm,k增大對v的提高小于引起的降低【解析】【分析】根據(jù)蓋斯定律,用已知的熱化學方程式通過一定的數(shù)學運算,可以求出目標反應的反應熱;根據(jù)壓強對化學平衡的影響,分析圖中數(shù)據(jù)找到所需要的數(shù)據(jù);根據(jù)恒壓條件下總壓不變,求出各組分的分壓,進一步可以求出平衡常數(shù);根據(jù)題中所給的速率公式,分析溫度對速率常數(shù)及二氧化硫的轉(zhuǎn)化率的影響,進一步分析對速率的影響?!驹斀狻?1)由題中信息可知:SO2(g)+O2(g)SO3(g) H= -98kJmol-1V2O4(s)+ SO3(g)V2O5(s)+ SO2(g) H2=

41、-24kJmol-1V2O4(s)+ 2SO3(g)2VOSO4(s) H1= -399kJmol-1根據(jù)蓋斯定律可知,-2得2V2O5(s)+ 2SO2(g) 2VOSO4(s)+ V2O4(s),則H= H1-2H2=( -399kJmol-1)-( -24kJmol-1)2= -351kJmol-1,所以該反應的熱化學方程式為:2V2O5(s)+ 2SO2(g) 2VOSO4(s)+ V2O4(s) H= -351 kJmol-1;(2) SO2(g)+O2(g)SO3(g),該反應是一個氣體分子數(shù)減少的放熱反應,故增大壓強可以使化學平衡向正反應方向移動。因此,在相同溫度下,壓強越大,S

42、O2的平衡轉(zhuǎn)化率越大,所以,該反應在550、壓強為5.0MPa條件下,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率一定高于相同溫度下、壓強為2.5MPa的,因此,p1=5.0MPa,由圖中數(shù)據(jù)可知,=0.975。影響的因素就是影響化學平衡移動的因素,主要有反應物(N2和O2)的濃度、溫度、壓強等。(3)假設(shè)原氣體的物質(zhì)的量為100mol,則SO2、O2和N2的物質(zhì)的量分別為2m mol、m mol和q mol,2m+m+q=3m+q=100,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為,則有下列關(guān)系:平衡時氣體的總物質(zhì)的量為n(總)= 2m(1-)+m(1-)+2mmol+q mol,則SO3的物質(zhì)的量分數(shù)為。該反應在恒壓容器中進行,因此,S

43、O3的分壓p(SO3)=,p(SO2)=,p(O2)=,在該條件下,SO2(g)+ O2(g)2SO3(g) 的Kp=。(4) 由于該反應是放熱反應,溫度升高后降低。由題中信息可知,v=,升高溫度,k增大使v逐漸提高,但降低使v逐漸下降。當ttm,k增大對v提高大于引起的降低;當ttm,k增大對v的提高小于引起的降低?!军c睛】本題有關(guān)化學平衡常數(shù)的計算是一個難點,尤其題中給的都是字母型數(shù)據(jù),這無疑增大了難度。這也是對考生的意志的考驗,只要巧妙假設(shè)、小心求算,還是可以得到正確結(jié)果的,畢竟有關(guān)化學平衡的計算是一種熟悉的題型。本題的另一難點是最后一問,考查的是速率公式與化學平衡的綜合理解,需要明確化

44、學反應速率與速率常數(shù)及平衡轉(zhuǎn)化率之間的函數(shù)關(guān)系,才能作出正確的解答。所以,耐心和細心才是考好的保證。(二)選考題:共45分。請考生從2道物理題、2道化學題、2道生物題中每科任選一題作答。如果多做,則每科按所做的第一題計分。11.Goodenough等人因在鋰離子電池及鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料研究方面的卓越貢獻而獲得2019年諾貝爾化學獎。回答下列問題:(1)基態(tài)Fe2+與Fe3+離子中未成對的電子數(shù)之比為_。(2)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(I1)如表所示。I1(Li) I1(Na),原因是_。I1(Be) I1(B) I1(Li),原因是_。(3)磷酸根離子的空間構(gòu)型為_,其中P的價層電子對數(shù)為_、雜化軌道類型為_。(4)LiFePO4的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如(a)所示。其中O圍繞Fe和P分別形成正八面體和正四面體,它們通過共頂點、共棱形成空間鏈結(jié)構(gòu)。每個晶胞中含有LiFePO4的單元數(shù)有_個。電池充電時,LiFeO4脫出部分Li+,形成Li1xFePO4,結(jié)構(gòu)示意圖如(b)所示,則x=_,n(Fe2+ )n(Fe3+)=_?!敬鸢浮?(1). 4:5 (2). Na與Li同主族,Na的電子層數(shù)更多,原子半徑更大,故第一電離能更小 (3). Li,Be和B為同周期元素,同周期元素從左至右,第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢;但由于基態(tài)Be

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