2020年全國高考I卷理綜(化學(xué))試題及答案

2020年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試?yán)砜凭C合能力測試化學(xué)部分可能用到的相對原子質(zhì)量：H1C12N14O16Na23Al27P31S32Cl35.5V51Fe56一、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)、氯仿等均可有效滅活病毒。對于上述化學(xué)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(xué)名稱是四氯化碳2.紫花前胡醇可從中藥材當(dāng)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(yīng)D.能夠發(fā)生消去反應(yīng)生成雙鍵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.A B.B C.C D.D4.銠的配合物離子[Rh(CO)2I2]－可催化甲醇羰基化，反應(yīng)過程如圖所示。下列敘述錯誤的是A.CH3COI是反應(yīng)中間體B.甲醇羰基化反應(yīng)為CH3OH+CO=CH3CO2HC.反應(yīng)過程中Rh成鍵數(shù)目保持不變D.存在反應(yīng)CH3OH+HI=CH3I+H2O5.1934年約里奧–居里夫婦在核反應(yīng)中用α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6.科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn?CO2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(yīng)為B.放電時，1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2molC.充電時，電池總反應(yīng)為D.充電時，正極溶液中OH?濃度升高7.以酚酞為指示劑，用0.1000mol·L?1的NaOH溶液滴定20.00mL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①代表，曲線②代表B.H2A溶液的濃度為0.2000mol·L?1C.HA?的電離常數(shù)Ka=1.0×10?2D.滴定終點時，溶液中三、非選擇題：共174分，第22~32題為必考題，每個試題考生都必須作答。第33~38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、+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(yīng)的離子方程式___________。(3)“中和沉淀”中，釩水解并沉淀為，隨濾液②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③的主要成分是___________。(5)“調(diào)pH”中有沉淀生產(chǎn)，生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)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___________。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。回答下列問題：(1)由FeSO4·7H2O固體配制0.10mol·L?1FeSO4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(xué)反應(yīng)，并且電遷移率(u∞)應(yīng)盡可能地相近。根據(jù)下表數(shù)據(jù)，鹽橋中應(yīng)選擇____________作為電解質(zhì)。陽離子u∞×108/(m2·s?1·V?1)陰離子u∞×108/(m2·s?1·V?1)Li+4.074.61Na+5.197.40Ca2+6.59Cl?7.91K+7.628.27(3)電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極?？芍}橋中的陽離子進入________電極溶液中。(4)電池反應(yīng)一段時間后，測得鐵電極溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol·L?1。石墨電極上未見Fe析出?？芍姌O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(yīng)式為_______，鐵電極的電極反應(yīng)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，將鐵電極浸泡一段時間，鐵電極表面被刻蝕活化。檢驗活化反應(yīng)完成的方法是_______。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)ΔH=?98kJ·mol?1?；卮鹣铝袉栴}：(1)釩催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖所示，V2O5(s)與SO2(g)反應(yīng)生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學(xué)方程式為：_________。(2)當(dāng)SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?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α隨溫度的變化如圖所示。反應(yīng)在5.0MPa、550℃時的α=__________，判斷的依據(jù)是__________。影響α的因素有__________。(3)將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的氣體通入反應(yīng)器，在溫度t、壓強p條件下進行反應(yīng)。平衡時，若SO2轉(zhuǎn)化率為α，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?jǐn)?shù))。(4)研究表明，SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為：v=k(?1)0.8(1?nα')。式中：k為反應(yīng)速率常數(shù)，隨溫度t升高而增大；α為SO2平衡轉(zhuǎn)化率，α'為某時刻SO2轉(zhuǎn)化率，n為常數(shù)。在α'=0.90時，將一系列溫度下的k、α值代入上述速率方程，得到v~t曲線，如圖所示。曲線上v最大值所對應(yīng)溫度稱為該α'下反應(yīng)的最適宜溫度tm。t<tm時，v逐漸提高；t>tm后，v逐漸下降。原因是__________________________。(二)選考題：共45分。請考生從2道物理題、2道化學(xué)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(xué)獎?；卮鹣铝袉栴}：(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Li1?xFePO4，結(jié)構(gòu)示意圖如(b)所示，則x=_______，n(Fe2+)∶n(Fe3+)=_______。12.有機堿，例如二甲基胺()、苯胺()，吡啶()等，在有機合成中應(yīng)用很普遍，目前“有機超強堿”的研究越來越受到關(guān)注，以下為有機超強堿F的合成路線：已知如下信息：①H2C=CH2②+RNH2③苯胺與甲基吡啶互為芳香同分異構(gòu)體回答下列問題：(1)A的化學(xué)名稱為________。(2)由B生成C的化學(xué)方程式為________。(3)C中所含官能團的名稱為________。(4)由C生成D的反應(yīng)類型為________。(5)D結(jié)構(gòu)簡式為________。(6)E的六元環(huán)芳香同分異構(gòu)體中，能與金屬鈉反應(yīng)，且核磁共振氫譜有四組峰，峰面積之比為6∶2∶2∶1的有________種，其中，芳香環(huán)上為二取代的結(jié)構(gòu)簡式為________。解析卷一、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)、氯仿等均可有效滅活病毒。對于上述化學(xué)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(xué)名稱是四氯化碳【答案】D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(xué)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(dāng)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(yīng)D.能夠發(fā)生消去反應(yīng)生成雙鍵【答案】B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(yīng)，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(yīng)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.A B.B C.C D.D【答案】A詳解：A．SO2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(yīng)：，而銅與氮氣無法反應(yīng)，因此可以采取這種方式除去雜質(zhì)氧氣，故C項能實現(xiàn)除雜目的；D．NO2可以與NaOH發(fā)生反應(yīng)：，NO與NaOH溶液不能發(fā)生反應(yīng)；盡管NO可以與NO2一同跟NaOH發(fā)生反應(yīng)：，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。4.銠的配合物離子[Rh(CO)2I2]－可催化甲醇羰基化，反應(yīng)過程如圖所示。下列敘述錯誤的是A.CH3COI是反應(yīng)中間體B.甲醇羰基化反應(yīng)為CH3OH+CO=CH3CO2HC.反應(yīng)過程中Rh成鍵數(shù)目保持不變D.存在反應(yīng)CH3OH+HI=CH3I+H2O【答案】C詳解：A．通過分析可知，CH3COI屬于甲醇羰基化反應(yīng)的反應(yīng)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(yīng)，反應(yīng)物為甲醇以及CO，產(chǎn)物為乙酸，方程式可寫成：，B項正確；C．通過分析可知，銠配合物在整個反應(yīng)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(yīng)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。5.1934年約里奧–居里夫婦在核反應(yīng)中用α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詳解：A．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；B．Al元素均可形成AlCl3，P元素均可形成PCl3，故B正確；C．Al原子與P原子位于同一周期，且Al原子序數(shù)大于P原子序數(shù)，故原子半徑Al>P，故C錯誤；D．P的含氧酸有H3PO4、H3PO3、H3PO2等，故D錯誤；故答案：B。6.科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn?CO2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(yīng)為B.放電時，1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2molC.充電時，電池總反應(yīng)為D.充電時，正極溶液中OH?濃度升高【答案】D詳解：A．放電時，負極上Zn發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)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(yīng)為：，故C正確，不選；D．充電時，正極即為陽極，電極反應(yīng)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0.1000mol·L?1的NaOH溶液滴定20.00mL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①代表，曲線②代表B.H2A溶液的濃度為0.2000mol·L?1C.HA?的電離常數(shù)Ka=1.0×10?2D.滴定終點時，溶液中【答案】C詳解：A．根據(jù)分析，曲線①代表δ(HA)，曲線②代表δ(A2)，A錯誤；B．當(dāng)加入40.00mLNaOH溶液時，溶液的pH發(fā)生突變，說明恰好完全反應(yīng)，結(jié)合分析，根據(jù)反應(yīng)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(dāng)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的電離平衡常數(shù)Ka==≈1×102，C正確；D．用酚酞作指示劑，酚酞變色pH范圍為8.2~10，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。三、非選擇題：共174分，第22~32題為必考題，每個試題考生都必須作答。第33~38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、+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(yīng)的離子方程式___________。(3)“中和沉淀”中，釩水解并沉淀為，隨濾液②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③的主要成分是___________。(5)“調(diào)pH”中有沉淀生產(chǎn)，生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)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___________。【答案】(1).加快酸浸和氧化反應(yīng)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Na[Al(OH)4]+HCl=NaCl+Al(OH)3↓+H2O(8).利用同離子效應(yīng)，促進NH4VO3盡可能析出完全詳解：(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(yīng)速率（促進氧化完全），故答案為：加快酸浸和氧化反應(yīng)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(yīng)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+被氧化，反應(yīng)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(yīng)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V2O5·xH2O，隨濾液②可除去金屬離子K+、Mg2+、Na+、Mn2+，以及部分的Fe3+、Al3+，故答案為：Mn2+，F(xiàn)e3+、Al3+；(4)根據(jù)分析，濾渣③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(yīng)生成Al(OH)3沉淀，生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3↓或Na[Al(OH)4]+HCl=NaCl+Al(OH)3↓+H2O，故答案為：NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3↓或Na[Al(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(yīng)，促進NH4VO3盡可能析出完全，故答案為：利用同離子效應(yīng)，促進NH4VO3盡可能析出完全。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FeSO4·7H2O固體配制0.10mol·L?1FeSO4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(xué)反應(yīng)，并且電遷移率(u∞)應(yīng)盡可能地相近。根據(jù)下表數(shù)據(jù)，鹽橋中應(yīng)選擇____________作為電解質(zhì)。陽離子u∞×108/(m2·s?1·V?1)陰離子u∞×108/(m2·s?1·V?1)Li+4.074.61Na+5.197.40Ca2+6.59Cl?7.91K+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(yīng)一段時間后，測得鐵電極溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol·L?1。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(yīng)式為_______，鐵電極的電極反應(yīng)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，將鐵電極浸泡一段時間，鐵電極表面被刻蝕活化。檢驗活化反應(yīng)完成的方法是_______?！敬鸢浮?1).燒杯、量筒、托盤天平(2).KCl(3).石墨(4).0.09mol/L(5).Fe3++e=Fe2+(6).Fe2e=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(yīng)完成詳解：(1)由FeSO4·7H2O固體配制0.10mol·L1FeSO4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(biāo)簽，由FeSO4·7H2O固體配制0.10mol·L1FeSO4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(yīng)，Ca2+能與反應(yīng)，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(yīng)，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(xué)反應(yīng)”，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(yīng)盡可能地相近，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，鹽橋中應(yīng)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(yīng)式為Fe2e=Fe2+，石墨電極上未見Fe析出，石墨電極的電極反應(yīng)式為Fe3++e=Fe2+，電池反應(yīng)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：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(yīng)式為Fe3++e=Fe2+，鐵電極的電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2+；電池總反應(yīng)為Fe+2Fe3+=3Fe2+，根據(jù)同一反應(yīng)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)e2e=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(yīng)為Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4，要檢驗活化反應(yīng)完成，只要檢驗溶液中不含F(xiàn)e3+即可，檢驗活化反應(yīng)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(yīng)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(yīng)完成。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)ΔH=?98kJ·mol?1?；卮鹣铝袉栴}：(1)釩催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖所示，V2O5(s)與SO2(g)反應(yīng)生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學(xué)方程式為：_________。(2)當(dāng)SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?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α隨溫度的變化如圖所示。反應(yīng)在5.0MPa、550℃時的α=__________，判斷的依據(jù)是__________。影響α的因素有__________。(3)將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的氣體通入反應(yīng)器，在溫度t、壓強p條件下進行反應(yīng)。平衡時，若SO2轉(zhuǎn)化率為α，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?jǐn)?shù))。(4)研究表明，SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為：v=k(?1)0.8(1?nα')。式中：k為反應(yīng)速率常數(shù)，隨溫度t升高而增大；α為SO2平衡轉(zhuǎn)化率，α'為某時刻SO2轉(zhuǎn)化率，n為常數(shù)。在α'=0.90時，將一系列溫度下的k、α值代入上述速率方程，得到v~t曲線，如圖所示。曲線上v最大值所對應(yīng)溫度稱為該α'下反應(yīng)的最適宜溫度tm。t<tm時，v逐漸提高；t>tm后，v逐漸下降。原因是__________________________。【答案】(1).2V2O5(s)+2SO2(g)?2VOSO4(s)+V2O4(s)?H=351kJ?mol1(2).0.975(3).該反應(yīng)氣體分子數(shù)減少，增大壓強，α提高。所以，該反應(yīng)在550℃、壓強為5.0MPa＞2.5MPa＝p２的，所以p1=5.0MPa(4).反應(yīng)物（N2和O2）的起始濃度（組成）、溫度、壓強(5).(6).(7).升高溫度，k增大使v逐漸提高，但α降低使v逐漸下降。當(dāng)t＜tm，k增大對v的提高大于α引起的降低；當(dāng)t＞tm，k增大對v的提高小于α引起的降低詳解：(1)由題中信息可知：①SO2(g)+O2(g)?SO3(g)?H=98kJ?mol1②V2O4(s)+SO3(g)?V2O5(s)+SO2(g)?H2=24kJ?mol1③V2O4(s)+2SO3(g)?2VOSO4(s)?H1=399kJ?mol1根據(jù)蓋斯定律可知，③②2得2V2O5(s)+2SO2(g)?2VOSO4(s)+V2O4(s)，則?H=?H12?H2=(399kJ?mol1)(24kJ?mol1)2=351kJ?mol1，所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2V2O5(s)+2SO2(g)?2VOSO4(s)+V2O4(s)?H=351kJ?mol1；(2)SO2(g)+O2(g)?SO3(g)，該反應(yīng)是一個氣體分子數(shù)減少的放熱反應(yīng)，故增大壓強可以使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動。因此，在相同溫度下，壓強越大，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率越大，所以，該反應(yīng)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，α=0.975。影響α的因素就是影響化學(xué)平衡移動的因素，主要有反應(yīng)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2mmol、mmol和qmol，2m+m+q=3m+q=100，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為α，則有下列關(guān)系：平衡時氣體的總物質(zhì)的量為n(總)=2m(1α)+m(1α)+2mαmol+qmol，則SO3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為。該反應(yīng)在恒壓容器中進行，因此，SO3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(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高后α降低。由題中信息可知，v=，升高溫度，k增大使v逐漸提高，但α降低使v逐漸下降。當(dāng)t＜tm，k增大對v提高大于α引起的降低；當(dāng)t＞tm，k(二)選考題：共45分。請考生從2道物理題、2道化學(xué)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(xué)獎?；卮鹣铝袉栴}：(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Li1?xFePO4，結(jié)構(gòu)示意圖如(b)所示，則x=_______，n(Fe2+)∶n(Fe3+)=_______。【答案】(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原子的s能級軌道處于全充滿狀態(tài)，能量更低更穩(wěn)定，故其第一電離能大于B的(4).正四面體形(5).4(6).sp3(7).4(8).或0.1875(9).13:3詳解：(1)基態(tài)鐵原子的價電子排布式為，失去外層電子轉(zhuǎn)化為Fe2+和Fe3+，這兩種基態(tài)離子的價電子排布式分別為和，根據(jù)Hund規(guī)則可知，基態(tài)Fe2+有4個未成對電子，基態(tài)Fe3+有5個未成對電子，所以未成對電子個數(shù)比為4:5；(2)同主族元素，從上至下，原子半徑增大，第一電離能逐漸減小，所以；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ⅡA元素基態(tài)原子s能級軌道處于全充滿的狀態(tài)，能量更低更穩(wěn)定，所以其