2023年高考全國甲卷理科綜合化學(xué)試題（附答案解析）

2023年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試

理科綜合能力測試化學(xué)部分（全國甲卷）

可能用到的相對原子質(zhì)量：F19A127

一、選擇題：本題共13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。（化學(xué)部分為第7?13題）

1.化學(xué)與生活密切相關(guān)，下列說法正確”’是

A.苯甲酸鈉可作為食品防腐劑是由于其具有酸性

B.豆?jié){能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)是由于膠體粒子對光線的散射

C.S02可用于絲織品漂白是由于其能氧化絲織品中有色成分

I）.維生素C可用作水果罐頭的抗氧化劑是由于其難以被氧化

2蕾香薊具有清熱解毒功效，其有效成分結(jié)構(gòu)如下。下列有關(guān)該物質(zhì)的說法錯誤的是

A.可以發(fā)生水解反應(yīng)B.所有碳原子處于同一平面

C.含有2種含氧官能團(tuán)D.能與澳水發(fā)生加成反應(yīng)

3.實驗室將粗鹽提純并配制Q1000mol「的NaCl溶液。下列儀器中，本實驗必須用到的有

①天平②溫度計③由煙④分液漏斗⑤容量瓶⑥燒杯⑦滴定管⑧酒精燈

A.①②④⑥B.①④⑤⑥C.②③?⑧D.①⑤⑥⑧

4.NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是

A.0.50mol異丁烷分子中共價鍵的數(shù)目為6.5NA

B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，224LS0.3中電子的數(shù)目為4.00N

A

C.l.OLpH2的H2s040.02NA

溶液中H的數(shù)目為

D.LOLLOmolU的Na2cO3CO/的數(shù)目為“外

溶液中

A

5.W、X、Y、Z為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，最外層電子數(shù)之和為19。Y的最外層電子數(shù)與其

K層電子數(shù)相等，WX2是形成酸雨的物質(zhì)之一。下列說法正確的是

第1頁/共8頁

A.原子半徑：XWB.簡單氫化物的沸點：XZ

C.Y與X可形成離子化合物D.Z的最高價含氧酸是弱酸

6.用可再生能源電還原C02時，采用高濃度的K抑制酸性電解液中的析氫反應(yīng)來提高多碳產(chǎn)物（乙烯、乙

醇等）的生成率，裝置如下圖所示。下列說法正確的是

質(zhì)

子

可

IrO.-Ti交Cu

再KC1、

換電極

生電極H2sO4溶液HF。潘液"O2CCK

膜

能

源

C2H4-C2H5OH

B.Cl從Cu電極遷移到IrOxTi電極

C.陰極發(fā)生的反應(yīng)有：2C0212H12eC2H44H20

D.每轉(zhuǎn)移Imol電子，陽極生成11.2L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

7.下圖為Fe（0H）3、A1（OH）3和CUSH%在水中達(dá)沉淀溶解平衡時的pMpH關(guān)系圖

(pMlgcM/ndL1；cM105molU可認(rèn)為M離子沉淀完全）。下列敘述正確的是

「Fe3+A產(chǎn)Cu2+

6

5

4

3

2

I

234567

pH

A.由a點可求得KFe(OH)1085

sp3

第2頁/共8頁

in10

一時…「的溶解度為丁_3L.

C.濃度均為Q01molL?的AF和Fe3可通過分步沉淀進(jìn)行分離

DAF、Ci?混合溶液中cCu2Q2molU時二者不會同時沉淀

二、非選擇題：本題共4小題，共58分。(必做題：26?28題，選做題：35?36題)

&BaTi()3是一種壓電材料。以BaSO1為原料?，采用下列路線可制備粉狀BaTiC^。

TiCl4

CO濾渣母液濾液

回答下列問題：

(1)“焙燒'步驟中碳粉的主要作用是

(2)“焙燒’后固體產(chǎn)物有Bad2、易溶于水的"s和微溶于水的:"浸取’時主要反應(yīng)的離子方程式為

(3)“酸化'步驟應(yīng)選用的酸是(填標(biāo)號)。

a.稀硫酸b.濃硫酸c.鹽酸d.磷酸

(4)如果焙燒后的產(chǎn)物直接用酸浸取，是否可行？,其原因是。

(5)“沉淀’步驟中生成BaTiOC204的化學(xué)方程式為______?

2

(6)“熱分解'生成粉狀鈦酸鋼，產(chǎn)生的Io?舞°=

9.鉆配合物CoNHQ溶于熱水，在冷水中微溶，可通過如下反應(yīng)制備：

3S63

2COC122NHtCl10NH3也0?磁2CoM3602H20?

具體步驟如下：

I.W2.0gNH.4Cl,用"2水溶解。

II.分批加入SOgCoC%6H2。后，將溶液溫度降至~一以下，加入"活性炭、7mL濃氨水，攪拌下逐

滴加入10mL6%的雙氧水。

III.加熱至55~60℃反應(yīng)20min。冷卻，過濾。

IV.將濾得的固體轉(zhuǎn)入含有少量鹽酸的25mL沸水中，趁熱過濾。

第3頁/共8頁

V.濾液轉(zhuǎn)入燒杯，加入4mL濃鹽酸，冷卻、過濾、干燥，得到橙黃色晶體。

回答下列問題：

(1)步驟I中使用的部分儀器如下。

儀器a的名稱是。加快NH4cl溶解的操作有。

(2)步驟II中，將溫度降至10℃以下以避免一、_______;可選用_______降低溶液溫度。

(3)指出下列過濾操作中不規(guī)范之處：____o

(4)步驟IV中，趁熱過濾，除掉的不溶物主要為

(5)步驟V中加入濃鹽酸的目的是。

10.甲烷選擇性氧化制備甲醇是一種原子利用率高的方法。回答下列問題:

(1)已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:

1

。&285kJmol

①32g203g

K△H329kJmol1

②2cH4g02g2CH30H122

反應(yīng)③gogCHOH10g

54kJmol1,平衡常數(shù)

332的K

AH33_(用

Ki、0表示)。

-vr/-VV2/乂以IJ1寸

(2)電噴霧電離等方法得到的M(Fe、Co4反應(yīng)能高選擇

第4頁/共8頁

性地生成甲醇。分別在300K和310K下（其他反應(yīng)條件相同）進(jìn)行反應(yīng)MOCH4MCH：?OH,結(jié)

果如下圖所示。圖中300K的曲線是（填“誓或留。300K、60s時M0的轉(zhuǎn)化率為例出算

示例）。

反應(yīng)進(jìn)程

⑴步驟I和H中涉及氫原子成鍵變化的是（填T或‘療）。

（ii）直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時，反應(yīng)速率會變慢，則M0+與CD4反應(yīng)的能量變

化應(yīng)為圖中曲線（填七或"d'）。

（iii）M0與反應(yīng)，品代甲醇的產(chǎn)量CH2DOD______""25,（填“y或勺,）。若MO與

CHD：,反應(yīng)，生成的笊代甲醇有種。

［化學(xué)一一選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)］

1L將酷菁一鉆鈦一三氯化鋁復(fù)合嵌接在碳納米管上，制得一種高效催化還原二氧化碳的催化劑?；卮鹣铝?/p>

問題：

第5頁/共8頁

(1)圖1所示的幾種碳單質(zhì)，它們互為,其中屬于原子晶體的是.，C60間的作用力是

石墨碳納米管

圖1

(2)甑菁和鉆戰(zhàn)菁的分子結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2

酰;菁分子中所有原子共平面，其中P軌道能提供一對電子的N原子是_______(填圖2酗菁中N原子的標(biāo)號)。

鉆獻(xiàn)菁分子中，鉆離子的化合價為,氮原子提供孤對電子與鉆離子形成鍵。

(3)氣態(tài)A1CL通常以二聚體Al2c1的形式存在，其空間結(jié)構(gòu)如圖3a所示，二聚體中A1的軌道雜化類型

為\的熔點為.，遠(yuǎn)高于AlCk的，由此可以判斷鋁氟之間的化學(xué)鍵為鍵。

AIF3結(jié)構(gòu)屬立方晶系，晶胞如圖3b所示，F(xiàn)的配位數(shù)為.若晶胞參數(shù)為"I"，晶體密度

gan3(列出計算式，阿伏加德羅常數(shù)的值為N,\)。

圖3aAl2c%的分子結(jié)構(gòu)圖3bAIF3的晶體結(jié)構(gòu)

［化學(xué)一一選修5：有機化學(xué)基礎(chǔ)］

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12阿佐塞米(化合物L(fēng))是一種可用于治療心臟、肝臟和腎臟病引起的水腫的藥物。L的一種合成路線如下(部

分試劑和條件略去)。

+

l)NaNO2/H

2)NaBF4

COOH

1)SOC1POC1

2H3

個SO2NH22)NH3HqC7H6CIFN2。3s

CN

C5H7NS

SO2NH2

s0C1N32110

已知：R-COOH2R-COC1"R-CONH2

回答下列問題：

(1)A的化學(xué)名稱是。

(2)由A生成B的化學(xué)方程式為。

(3)反應(yīng)條件D應(yīng)選擇(填標(biāo)號)。

a.HNO/H2s04b.Fe/HClc.NaOH/CHOHd.AgNO/NH

2533

(4)F中含氧官能團(tuán)的名稱是o

(5)H生成I的反應(yīng)類型為o

(6)化合物J的結(jié)構(gòu)簡式為o

(7)具有相同官能團(tuán)的B的芳香同分異構(gòu)體還有______種(不考慮立體異構(gòu)，填標(biāo)號)。

a.10b.12c.14d.16

其中，核磁共振氫譜顯示4組峰，且峰面積比為2：2：1：1的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式為

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2023年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試

理科綜合能力測試化學(xué)部分（全國甲卷）

可能用到的相對原子質(zhì)量：F19A127

一、選擇題：本題共13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。（化學(xué)部分為第7?13題）

1.化學(xué)與生活密切相關(guān)，下列說法正確的是

A.苯甲酸鈉可作為食品防腐劑是由于其具有酸性

B.豆?jié){能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)是由于膠體粒子對光線的散射

C.S02可用于絲織品漂白是由于其能氧化絲織品中有色成分

D.維生素C可用作水果罐頭的抗氧化劑是由于其難以被氧化

【答案】B

【解析】

【詳解】A.苯甲酸鈉屬于強堿弱酸鹽，其水溶液呈堿性，因此，其可作為食品防腐劑不是由于其具有酸性,

A說法不正確；

B.膠體具有丁達(dá)爾效應(yīng)，是因為膠體粒子對光線發(fā)生了散射；豆?jié){屬于膠體，因此，其能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)

是由于膠體粒子對光線的散射，B說法正確；

C.SO2可用于絲織品漂白是由于其能與絲織品中有色成分化合為不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，C說法不正確；

D.維生素C具有很強的還原性，因此，其可用作水果罐頭的抗氧化劑是由于其容易被氧氣氧化，從而防止

水果被氧化，D說法不正確；

綜上所述，本題選B。

2蕾香薊具有清熱解毒功效，其有效成分結(jié)構(gòu)如下。下列有關(guān)該物質(zhì)的說法錯誤的是

A.可以發(fā)生水解反應(yīng)B.所有碳原子處于同一平面

C.含有2種含氧官能團(tuán)D.能與澳水發(fā)生加成反應(yīng)

【答案】B

【解析】

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第1頁/共18頁

【詳解】A.董香薊的分子結(jié)構(gòu)中含有酯基，因此其可以發(fā)生水解反應(yīng)，A說法正確；

B.董香薊的分子結(jié)構(gòu)中的右側(cè)有一個飽和碳原子連接著兩個甲基，類比甲烷分子的空間構(gòu)型可知，蕾香薊

分子中所有碳原子不可能處于同一平面，B說法錯誤；

C.蕾香薊的分子結(jié)構(gòu)中含有酯基和酸鍵，因此其含有2種含氧官能團(tuán)，C說法正確；

1).董香薊的分子結(jié)構(gòu)中含有碳碳雙鍵，因此，其能與澳水發(fā)生加成反應(yīng)，D說法正確：

綜上所述，本題選B。

3.實驗室將粗鹽提純并配制Q1000m。1U的NaCl溶液。下列儀器中，本實驗必須用到的有

①天平②溫度計③用煙④分液漏斗⑤容量瓶⑥燒杯⑦滴定管⑧酒精燈

A.①②④⑥B.①④⑤⑥C.②③?⑧D.①⑤⑥⑧

【答案】D

【解析】

【詳解】實驗室將粗鹽提純時，需要將其溶于一定量的水中，然后將其中的硫酸根離子、鈣離子、鎂離子

依次用稍過量的氯化鋼溶液、碳酸鈉溶液和氫氧化鈉溶液除去，該過程中有過濾操作，需要用到燒杯、漏

斗和玻璃棒；將所得濾液加適量鹽酸酸化后蒸發(fā)結(jié)晶得到較純的食鹽，該過程要用到蒸發(fā)皿和酒精燈；用

提純后得到的精鹽配制溶液的基本步驟有稱量、溶解、轉(zhuǎn)移、洗滌、定容、搖勻等操作，需要用到天平、

容量瓶、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管等。綜上所述，本實驗必須用到的有①天平、⑤容量瓶、⑥燒杯、⑧酒

精燈，因此本題選D。

4.NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是

A.0.50mol異丁烷分子中共價鍵的數(shù)目為6.5NA

B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，2241^。3中電子的數(shù)目為4003

C.LOLpH2的H2s0彳0.02NA

溶液中H的數(shù)目為

D.1.0L1.0mol的Na2c03CO孑的數(shù)目為

■溶液中

A

【答案】A

【解析】

【詳解】A.異丁烷的結(jié)構(gòu)式為H3c——C―CH3-Imol異丁烷分子含有13NA共價鍵，所以0.50mol

CH3

異丁烷分子中共價鍵的數(shù)目為65NA，A正確；

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B.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，S03狀態(tài)為固態(tài)，不能計算出2.24LS03物質(zhì)的量，故無法求出其電子數(shù)目，B錯誤；

C.pH=2的硫酸溶液中氫離子濃度為c(H*)=0.01mol/L,則1.0LpH=2的硫酸溶液中氫離子數(shù)目為0.01際，

C錯誤；

D.'”2'-3屬于強堿弱酸鹽，在水溶液中C0,會發(fā)生水解，所以1.0L1.0mol/L的Na2c03溶液中CO］的

數(shù)目小于LOND錯誤；

故選Ao

5W、X、Y、Z為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，最外層電子數(shù)之和為19。Y的最外層電子數(shù)與其

K層電子數(shù)相等，WX2是形成酸雨的物質(zhì)之一。下列說法正確的是

A.原子半徑：XWB.簡單氫化物的沸點：XZ

C.Y與X可形成離子化合物D.Z的最高價含氧酸是弱酸

【答案】C

【解析】

【分析】W、X、Y、Z為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，WX2是形成酸雨的物質(zhì)之一，根據(jù)原子序

數(shù)的規(guī)律，則W為N,X為0,Y的最外層電子數(shù)與其K層電子數(shù)相等，又因為Y的原子序數(shù)大于氧的，

則Y電子層為3層，最外層電子數(shù)為2,所以Y為Mg,四種元素最外層電子數(shù)之和為19,則Z的最外層

電子數(shù)為6,Z為S,據(jù)此解答。

【詳解】A.X為0,W為N,同周期從左往右，原子半徑依次減小，所以半徑大小為W>X,A錯誤；

B.X為0,Z為S,X的簡單氫化物為h0,含有分子間氫鍵，Z的簡單氫化物為HzS,沒有氫鍵，所以

簡單氫化物的沸點為X>z,B錯誤；

C.Y為Mg,X為0,他們可形成MgO,為離子化合物，C正確；

D.Z為S,硫的最高價含氧酸為硫酸，是強酸，D錯誤；

故選Co

6.用可再生能源電還原CO2時，采用高濃度的K抑制酸性電解液中的析氫反應(yīng)來提高多碳產(chǎn)物(乙烯、乙

醇等)的生成率，裝置如下圖所示。下列說法正確的是

第3頁/共18頁

質(zhì)

子

IrO-Ti交Cu

KC1、

換電極

電極H2s0,溶液MPO,溶液

膜

CH-CHOH

風(fēng)能2425

A.析氫反應(yīng)發(fā)生在IrOxTi電極上

B.Cl從Cu電極遷移到IrOxTi電極

C.陰極發(fā)生的反應(yīng)有：2C0212H12eC2H44H20

D.每轉(zhuǎn)移Imol電子，陽極生成11.2L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

【答案】C

【解析】

【分析】由圖可知，該裝置為電解池，與直流電源正極相連的IrOx-Ti電極為電解池的陽極，水在陽極失去

電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2()-4e-=()2t+4H，，銅電極為陰極，酸性條件下二氧

化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯、乙醇等，電極反應(yīng)式為2co2+12H++12e=C2H4+4”0、

2coz+12H++12e=C2H5OII+3H2O,電解池工作時，氫離子通過質(zhì)子交換膜由陽極室進(jìn)入陰極室。

【詳解】A.析氫反應(yīng)為還原反應(yīng)，應(yīng)在陰極發(fā)生，即在銅電極上發(fā)生，故A錯誤;

B.離子交換膜為質(zhì)子交換膜，只允許氫離子通過，不能通過，故B錯誤；

C.由分析可知，銅電極為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯、乙醇:等，電

極反應(yīng)式有2C02+12H++12e=C2H4+4也0,故C正確；

D.水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H20-4e—=02t相缶，每轉(zhuǎn)移1mol

電子，生成0.25mol02,在標(biāo)況下體積為&6L,故D錯誤；

答案選C?

7.下圖為Fe(0H)3、A1(OH)3和Cu(OH)在水中達(dá)沉淀溶解平衡時的pMpH關(guān)系圖

*2

51

(pMlgcM/nd.L1;cM10molL

可認(rèn)為M離子沉淀完全)。下列敘述正確的是

第4頁/共18頁

PH

A.由a點可求得K沖Fe(0H)31085

inio

B.H"'時…3的溶解度為molL1

33

C.濃度均為Q01molL?的Al3和Fe3可通過分步沉淀進(jìn)行分離

D.AF、Ci?混合溶液中cCu2Q2molU時二者不會同時沉淀

【答案】C

【解析】

【詳解】A.由點a(2,25)可知，此時pH=2,pOH=12,則

33

KspFe(OH)3=c(Fe)c(OH)=io2510123=10故人錯誤；

B.由點⑸6)可知，此時pH=5,pOH=9,則KspA1(OH)3=C(A13)c3(OH)-，

p=106c1093=1033pH4

10霓

時A1(OH)3的溶解度為/s\-=l()TmolL1,故B錯誤；

(10)3

10

C.由圖可知，當(dāng)鐵離子完全沉淀時，鋁離子尚未開始沉淀，可通過調(diào)節(jié)溶液pH的方法分步沉淀AF和Fe3,

故C正確；

D.由圖可知，AF沉淀完全時，pH約為4.7,Cu2剛要開始沉淀，此時cCu2QlmolLl.若

cCu2Q2molL1>0.1molL1,則Al?、Cu2會同時沉淀，故D錯誤;

答案選C。

二、非選擇題：本題共4小題，共58分。(必做題：26?28題，選做題：35?36題)

8.BaTiOs是一種壓電材料。以BaSO1BaTiO

為原料,采用下列路線可制備粉狀

3

第5頁/共18頁

TiCl4

CO濾渣母液濾液

回答下列問題：

（1）“焙燒’步驟中碳粉的主要作用是。

（2）“焙燒’后固體產(chǎn)物有BaC^、易溶于水的"3和微溶于水的”"工“浸取'時主要反應(yīng)的離子方程式為

（3）“酸化'步驟應(yīng)選用的酸是（填標(biāo)號）。

a.稀硫酸b.濃硫酸c.鹽酸d.磷酸

（4）如果焙燒后的產(chǎn)物直接用酸浸取，是否可行？,其原因是

（5）“沉淀’步驟中生成BaTiOC20d的化學(xué)方程式為—

（6）“熱分解'生成粉狀鈦酸鐵，產(chǎn)生的毀。2維0

【答案】（1）做還原劑，*小aS04還原

(2)S2HQHS0H

（3）c（4）①不可行②CaS也會與鹽酸反應(yīng)生成可溶于水的CaC",導(dǎo)致BaQ

溶液中

2

混有CaCb雜質(zhì)無法除去、最終所得產(chǎn)品的純度降低

(5)BaCl2TiCljH2O+2NH42C24BaTiOCQ42茶H「1+2HC1

(6)1:1

【解析】

【分析】由流程和題中信息可知，BaSO4與過量的碳粉及過量的氯化鈣在高溫下焙燒得到

易溶于水的BaS和微溶于水的CaS；燒渣經(jīng)水浸取后過濾，濾渣中碳粉和CaS,濾液中有BaCl2和

濾液經(jīng)酸化后濃縮結(jié)晶得到Bad2晶體；BaCl2TiCl陽C0

晶體溶于水后，加入和將領(lǐng)離子充分

4424

沉淀得到BaTiOC2O42；BaTiOC?42經(jīng)熱分解得至“BaTiO2

o

【小問1詳解】

由流程和題中信息可知，BaSO4與過量的碳粉及過量的氯化鈣在高溫下焙燒得到、

、易溶于水

第6頁/共18頁

的BaS和微溶于水的CaS；燒渣經(jīng)水浸取后過濾，濾渣中碳粉和CaS,濾液中有BaCL和“3；濾液經(jīng)酸

化后濃縮結(jié)晶得到BaCL晶體；BaCl2TiClNHC0

晶體溶于水后，加入和將釧離子充分沉淀得到

4424

BaTiOC2O42；BaTiOQO42經(jīng)熱分解得到BaTi。2

3

【小問2詳解】

BaSO,與過量的碳粉及過量的氯化鈣在高溫下焙燒得到coBaCl'BaSCaSBaSO4

‘踣燒’步驟中，、和，

2

被還原為BaS,因此，碳粉的主要作用是做還原劑，將BaSO

還原。

【小問3詳解】

'礎(chǔ)’步驟是為了將BaS轉(zhuǎn)化為易溶液于的釧鹽，由于硫酸鋼和磷酸鋼均不溶于水，而BaCl

可溶于水,

因此，應(yīng)選用的酸是鹽酸，選c。

【小問4詳解】

如果焙燒后的產(chǎn)物直接用酸浸取是不可行的，其原因是CaS也會與鹽酸反應(yīng)生成可溶于水的CaC^，導(dǎo)致

BaC"溶液中混有CaCl

雜質(zhì)無法除去、最終所得產(chǎn)品的純度降低。

2

【小問5詳解】

‘沉淀’步驟中生成BaTiOC204的化學(xué)方程式為：

2

BaCl2+TiCl4H20+2NH42C204=BaTiOC20424NHP+2HC1

o

【小問6詳解】

A

“熱分解’生成粉狀鈦酸的該反應(yīng)的化學(xué)方程式為，BaTiOC2042=BaTiO32C02+2C0,因此,

產(chǎn)生的ricoz:neo="?'

o

9.鉆配合物CoNILQ溶于熱水，在冷水中微溶，可通過如下反應(yīng)制備：

S63

2coe%2NH4C110NH3H202磁2CoM36Q32H20?

具體步驟如下：

I.稱取ZOgNH'Cl,用水溶解。

II.分批加入aOgCoCl26H2。后，將溶液溫度降至"一以下，加入汨活性炭、7mL濃氨水，攪拌下逐

滴加入10mL6%的雙氧水。

III.力口熱至55~60℃反應(yīng)20min。冷卻，過濾。

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IV.將濾得的固體轉(zhuǎn)入含有少量鹽酸的25mL沸水中，趁熱過濾。

V.濾液轉(zhuǎn)入燒杯，加入4mL濃鹽酸，冷卻、過濾、干燥，得到橙黃色晶體。

回答下列問題：

(1)步驟I中使用的部分儀器如下。

ab

儀器a的名稱是_______。加快NHiCl溶解的操作有。

(2)步驟H中，將溫度降至10℃以下以避免、；可選用降低溶液溫度。

(3)指出下列過濾操作中不規(guī)范之處：。

(4)步驟IV中，趁熱過濾，除掉的不溶物主要為—

(5)步驟V中加入濃鹽酸的目的是

【答案】(D①錐形瓶②升溫，攪拌等

(2)①濃氨水分解和揮發(fā)②.雙氧水分解③冰水浴

(3)玻璃棒沒有緊靠三層濾紙?zhí)?，漏斗末端較長處(尖嘴部分)沒有緊靠在“盛濾液”的燒杯內(nèi)壁

(4)活性炭(5)利用同離子效應(yīng)，促進(jìn)鉆配合物［Co(NH)JC1盡可能完全析出，提高產(chǎn)率

363

【解析】

【分析】稱取20g氯化筱，用5mL水溶解后，分批加入30gCoC12?6H2。后，降溫，在加入1g活性炭，

7mL濃氨水，攪拌下逐滴加入10mL6%的雙氧水，加熱反應(yīng)20min,反應(yīng)完成后，冷卻，過濾，鉆配合物

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在冷水中會析出固體，過濾所得固體為鉆配合物［Co（NH3）6］C13和活性炭的混合物，將所得固體轉(zhuǎn)入有少量

鹽酸的沸水中，趁熱過濾，除去活性炭，將濾液轉(zhuǎn)入燒杯中，加入濃鹽酸，可促進(jìn)鉆配合物［CO（NH3）6］C13

析出，提高產(chǎn)率，據(jù)此解答。

【小問1詳解】

由圖中儀器的結(jié)構(gòu)特征可知，a為錐形瓶；加快氯化鏤溶解可采用升溫，攪拌等，故答案為：錐形瓶；升溫,

攪拌等；

【小問2詳解】

步驟n中使用了濃氨水和雙氧水，他們高溫下易揮發(fā)，易分解，所以控制在io℃以下，避免濃氨水分解和

揮發(fā)，雙氧水分解，要控制溫度在10℃以下，通常采用冰水浴降溫，故答案為：濃氨水分解和揮發(fā)；雙氧

水分解；冰水?。?/p>

【小問3詳解】

下圖為過濾裝置，圖中玻璃棒沒有緊靠三層濾紙?zhí)帲赡艽疗茷V紙，造成過濾效果不佳。還有漏斗末端較

長處（尖嘴部分）沒有緊靠在“盛濾液”的燒杯內(nèi)壁，可能導(dǎo)致液滴飛濺，故答案為：玻璃棒沒有緊靠三

層濾紙?zhí)?，漏斗末端較長處（尖嘴部分）沒有緊靠在“盛濾液”的燒杯內(nèi)壁；

【小問4詳解】

步驟IV中，將所得固體轉(zhuǎn)入有少量鹽酸的沸水中，根據(jù)題目信息，鉆配合物［ColNHjMCk溶于熱水，活性

炭不溶于熱水，所以趁熱過濾可除去活性炭，故答案為：活性炭；

【小問5詳解】

步驟V中，將濾液轉(zhuǎn)入燒杯，由于鉆配合物為［CO（NHS）6］C13中含有氯離子，加入4mL濃鹽酸，可利用同離

子效應(yīng)，促進(jìn)鉆配合物［CO（NH》6］C13盡可能完全析出，提高產(chǎn)率，鉆答案為：利用同離子效應(yīng)，促進(jìn)鉆配

合物［CO（NH3）61C13盡可能完全析出，提高產(chǎn)率。

10.甲烷選擇性氧化制備甲醇是一種原子利用率高的方法。回答下列問題：

（1）已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

①3。2g203gKiAH1285kJmol1

1

②2cH4g02g2CH30H1心AH2329kJmol

w自CHg0gCHOH10gi近淘*姊v

反應(yīng)③4332的H°1?！?干衡吊數(shù)K3（用

Ki、”表示）。

（2）電噴霧電離等方法得到的M（Fe、co、用等）與O3反應(yīng)可得MO.M0與反應(yīng)能高選擇

性地生成甲醇。分別在300K和310K下（其他反應(yīng)條件相同）進(jìn)行反應(yīng)MOCH4MCL0H,結(jié)

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果如下圖所示。圖中300K的曲線是（填“才或十。300K、60s時MO的轉(zhuǎn)化率為（列出算

O

（3）MO分別與44反應(yīng)，體系的能量隨反應(yīng)進(jìn)程的變化如下圖所示（兩者歷程相似，圖中以CH4

示例）。

反應(yīng)進(jìn)程

⑴步驟I和II中涉及氫原子成鍵變化的是（填T或十'）。

（ii）直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時，反應(yīng)速率會變慢，則MO+與CD”反應(yīng)的能量變

化應(yīng)為圖中曲線（填憶'或"d'）。

（iiDMO與j'2,反應(yīng)，能代甲醇的產(chǎn)量CMDOD______""2八（填y,或七）。若MO與

CHD3反應(yīng)，生成的笊代甲醇有種。

②（二六或

【答案】⑴①307

Ki

1001-1

⑵①?b②100%

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(3)①I②c③<④2

【解析】

【小問1詳解】

根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)③■(反應(yīng)幼①)，所以對應(yīng)

△出1(AH,AH,)L(329kJmol1285kJmol*)307kJmol「根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式與熱

2212

￡rn-八￡

化學(xué)方程式之間的關(guān)系可知，對應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)降(!”或」，故答案為：307(―”或

Ki\Ki；Ki

【小問2詳解】

c(M01)

根據(jù)圖示信息可知，縱坐標(biāo)表示Tg(,'、一」「)，即與M0+的微粒分布系數(shù)成反比，與M，的微粒分

c(M0)c(M)

布系數(shù)成正比。則同一時間內(nèi)，b曲線生成M*的物質(zhì)的量濃度比a曲線的小，證明化學(xué)反應(yīng)速率慢，又因

同一條件下降低溫度化學(xué)反應(yīng)速率減慢，所以曲線b表示的是300K條件下的反應(yīng)；

c(MO')c(MO+)

根據(jù)上述分析結(jié)合圖像可知,3°°K、60s時Tg(而萬寸)=。/，則=10句，利

c(MO+)c(M+)

ai

用數(shù)學(xué)關(guān)系式可求出c(M,)Q0Dc(M0+),根據(jù)反應(yīng)MOCHMCH3OH可知，生成的

4

1O0-11100%；故答案為：b；10ftlx100%；

M+即為轉(zhuǎn)化的M0,則M0的轉(zhuǎn)化率為

10Q110ttl

【小問3詳解】

⑴步驟I涉及的是碳?xì)滏I的斷裂和氫氧鍵的形成，步驟H中涉及碳氧鍵形成,所以符合題意的是步驟I；

(ii)直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時，反應(yīng)速率會變慢,則此時正反應(yīng)活化能會增大,

根據(jù)圖示可知，M0,與CD

反應(yīng)的能量變化應(yīng)為圖中曲線c；

4

(iii)M0與"’2"2反應(yīng)時，因直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時，反應(yīng)速率會變慢，則

單位時間內(nèi)產(chǎn)量會下降，則笊代甲醇的產(chǎn)量CH2DODCHD20H；根據(jù)反應(yīng)機理可知，若M0與

<

反應(yīng)，生成的:M代甲醇可能為5,"25'或""3""共2種，故答案為：<；2o

［化學(xué)一一選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)］

1L將獻(xiàn)普一鉆鈦一三氯化鋁復(fù)合嵌接在碳納米管上，制得一種高效催化還原二氧化碳的催化劑?；卮鹣铝?/p>

問題：

(1)圖1所示的幾種碳單質(zhì)，它們互為,其中屬于原子晶體的是,Cfo間的作用力是。

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碳納米管

（2）獻(xiàn)菁和鉆獻(xiàn)菁的分子結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2

釀菁分子中所有原子共平面，其中P軌道能提供一對電子的N原子是（填圖2醐菁中N原子的標(biāo)號）。

鉆猷;菁分子中，鉆離子的化合價為,氮原子提供孤對電子與鉆離子形成鍵。

（3）氣態(tài)A1C%通常以二聚體Al2c%的形式存在，其空間結(jié)構(gòu)如圖3a所示，二聚體中A1的軌道雜化類型

為。'“、的熔點為….?，遠(yuǎn)高于AlCh的”"y,由此可以判斷鋁氟之間的化學(xué)鍵為鍵。

AIF3結(jié)構(gòu)屬立方晶系，晶胞如圖3b所示，F(xiàn)的配位數(shù)為。若晶胞參數(shù)為晶體密度

gon3（列出計算式，阿伏加德羅常數(shù)的值為N,、）。

圖3aAl2ck的分子結(jié)構(gòu)圖3bAIF3的晶體結(jié)構(gòu)

【答案】（1）①同素異形體②金剛石③范德華力

(2)①③②.+2③配位

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.-841030

J

（3）①sp②離子③2④.-----T-

NA1

【解析】

【小問1詳解】

同一元素形成的不同單質(zhì)之間互為同素異形體。圖1所示的幾種碳單質(zhì)，它們的組成元素均為碳元素，因

C

此，它們互為同素異形體；其中金剛石屬于原子晶體，石墨屬于混合型晶體，60屬于分子晶體，碳納米管

不屬于原子晶體；C間的作用力是范德華力；

60

【小問2詳解】

已知獻(xiàn)菁分子中所有原子共平面，則其分子中所有的C原子和所有的N原子均為“2"…’E"一，，"

大”鍵，其中標(biāo)號為①和②的N原子均有一對電子占據(jù)了一個SP2雜化軌道，其p軌道只能提供1個電子參

與形成大n鍵，標(biāo)號為③的N原子的p軌道能提供一對電子參與形成大n鍵，因此標(biāo)號為③的N原子形成的

N—H鍵易斷裂從而電離出H；鉆獻(xiàn)菁分子中，失去了2個H的醐菁離子與鉆離子通過配位鍵結(jié)合成分子，

因此，鉆離子的化合價為+2,氮原子提供孤對電子與鉆離子形成配位鍵。

【小問3詳解】

由Al2c4的空間結(jié)構(gòu)結(jié)合相關(guān)元素的原子結(jié)構(gòu)可知，A1原子價層電子對數(shù)是4,其與其周圍的4個氯原子

形成四面體結(jié)構(gòu)，因此，二聚體中A1的軌道雜化類型為“3。AIF3的熔點為1090℃,遠(yuǎn)高于A1C%的192