吉林省延边朝鲜族自治州2019-2020学年高考化学调研试题

2021
届新高考化学模拟试卷
一、单选题（本题包括15个小题，每小题4分，共60分．每小题只有一个选项符合题意）1．下列说法正确的是
A．乙烯生成乙醇属于消去反应
B．乙烷室温能与浓盐酸发生取代反应
C．乙酸与甲酸甲酯互为同分异构体
D．乙酸与溴乙烷均可发生加成反应
2．室温下，向某Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中逐滴加入BaCl2溶液，溶液中lgc(Ba2+)与
-
3
2-
3
c(HCO)
c(CO)
的变
化关系如图所示。

下列说法正确的是（）
(已知：H2CO3的K a1、K a2分别为4.2×10-7、5.6×10-11) A．a对应溶液的pH小于b
B．b对应溶液的c(H+)=4.2×10-7mol·L-1
C．a→b对应的溶液中
2-
3
--
3
c(CO)
c(HCO)c(OH)
减小
D．a对应的溶液中一定存在：2c(Ba2+)+c(Na+)+c(H+)=3c(HCO3-)+c(Cl-)+c(OH-)
3．0.1 mol／L二元弱酸H2A溶液中滴加0.1mol/LNaOH溶液，溶液中的H2A、HA-、A2 -的物质的量分数δ(x)随pH的变化如图所示。

下列说法错误的是
A．pH =1.9时，c(Na+)＜c(HA-)+2c(A2-)
B．当c(Na+)=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)时，溶液pH＞7
C．pH=6时，c(Na+)＞c(HA-)＞c(A2-)＞c(H2A)
D．lg[Ka2(H2A)]=-7.2
4．设N A为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是（）
A．1L0.2mol·L－1的NaHCO3溶液中HCO3－和CO32－离子数之和为0.2N A
B．H2O2＋Cl2=2HCl＋O2反应中，每生成32gO2，转移2N A个电子
C．3.6gCO和N2的混合气体含质子数为1.8N A
D．常温常压下，30g乙烷气体中所含共价键的数目为7N A
5．主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不大于20。

W、X、Z最外层电子数之和为11；W 与Y同族；W的氢化物为弱酸。

下列说法正确的是（）
A．Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性
B．W和Y具有相同的最高化合价
C．离子半径Y﹤Z
D．Z的氢化物为离子化合物
6．我国成功研制的新型可充电AGDIB电池(铝-石墨双离子电池)采用石墨、铝锂合金作为电极材料，以常规锂盐和碳酸酯溶剂为电解液。

电池反应为：C x PF6+Li y Al=C x+LiPE6+Li y－1Al。

放电过程如图，下列说法正确的是
A．B为负极，放电时铝失电子
B．充电时，与外加电源负极相连一端电极反应为：Li y Al－e－=Li++Li y－1Al
C．充电时A电极反应式为C x+PF6－﹣e-=C x PF6
D．废旧AGDIB电池进行“放电处理”时，若转移lmol电子，石墨电极上可回收7gLi
7．下列化合物中，属于酸性氧化物的是()
A．Na2O2B．SO3C．NaHCO3D．CH2O
8．第三周期元素X、Y、Z、W的最高价氧化物分别溶于水得溶液，0.010mol/L的这四种溶液pH与该元素原子半径的关系如图所示。

下列说法正确的是（）
A ．Y 可能是硅元素
B ．简单离子半径：Z ＞W ＞X
C ．气态氢化物的稳定性：Y ＞W
D ．非金属性：Y ＞Z
9．化学与生活密切相关。

下列叙述错误的是 A ．食用单晶冰糖的主要成分是单糖 B ．硫酸亚铁可用作袋装食品的脱氧剂 C ．用水玻璃浸泡过的纺织品可防火 D ．传播新冠病毒的气溶胶具有胶体性质
10．已知某锂电池的总反应为2
24Li 2SOCl 4LiCl S SO +++↑放电充电。

下列说法错误的是
A ．金属锂是所有金属中比能量最高的电极材料
B ．该电池组装时，必须在无水无氧条件下进行
C ．放电时，电子从Li 电极经电解质溶液流向正极
D ．充电时，阳极反应式为224Cl S SO 4e 2SOCl --
++-=
11．中国第二化工设计院提出，用间接电化学法对大气污染物 NO 进行无害化处理，其原理示意如图(质子膜允许H +和 H 2O 通过)，下列相关判断正确的是
A ．电极Ⅰ为阴极，电极反应式为 2H 2O+2e - =2OH - +H 2↑
B ．电解池中质子从电极Ⅰ向电极Ⅱ作定向移动
C ．吸收塔中的反应为 2NO+ 2S 2O 42-+H 2O=N 2+4HSO 3-
D ．每处理1molNO 电解池质量减少16g
12．实验测得0.1mo1·L -1Na 2SO 3溶液pH 随温度升高而变化的曲线如图所示。

将b 点溶液冷却至25℃，加入盐酸酸化的BaC12溶液，能明显观察到白色沉淀。

下列说法正确的是（ ）
A ．Na 2SO 3溶液中存在水解平衡SO 32-+2H 2O H 2SO 3+2OH -
B ．温度升高，溶液pH 降低的主要原因是SO 32-水解程度减小
C ．a 、b 两点均有c(Na +）=2[c(SO 32-)+c(HSO 3-)+c(H 2SO 3)]
D．将b点溶液直接冷却至25℃后，其pH小于a点溶液
13．下列分子或离子在指定的分散系中能大量共存的一组是
A．银氨溶液:Na+、K+、NO3—、NH3·H2O B．空气:C2H4、CO2、SO2、NO
C．氯化铝溶液:Mg2+、HCO3—、SO42—、Br—D．使甲基橙呈红色的溶液:I—、Cl—、NO3—、Na+
14．铁的氧化物可用于脱除煤气中的H2S，有一步反应为：Fe3O4(s)+3H2S(g)+H2(g) 3 FeS(s)+4 H2O(g)，其温度与平衡常数的关系如图所示。

对此反应原理的理解正确的是
A．H2S是还原剂
B．脱除H2S的反应是放热反应
C．温度越高H2S的脱除率越大
D．压强越小H2S的脱除率越高
15．钠离子电池具有成本低、能量转换效率高、寿命长等优点。

一种钠离子电池用碳基材料（Na m C n）作负极，利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电，该钠离子电池的工作原理为
Na1-m CoO2+Na m C n NaCoO2+C n。

下列说法不正确的是
A．放电时，Na+向正极移动
B．放电时，负极的电极反应式为Na m C n—me-=mNa++C n
C．充电时，阴极质量减小
D．充电时，阳极的电极反应式为NaCoO2-me-=Na1-m CoO2+mNa+
二、实验题（本题包括1个小题，共10分）
16．以重晶石(BaSO4为主，含有钙等杂质)为原料，可按如下工艺生产碳酸钡：
温度为1173K～1473K时回转窑中发生的主要反应：C+O2CO2，C+CO22CO；
BaSO4+4C BaS+4CO↑，BaSO4+2C BaS+2CO2↑。

(1)煤粉的主要作用是______________。

(2)若回转窑中通过量空气，则BaCO3产率________(填“降低”、“升高”、“不变”)。

(3)用90～95℃的热水浸取BaS转化为可溶性化合物时无气体生成，此过程反应的化学方程式
__________________。

(4)在回转窑产生的废气，其中________可以在碳化过程得到重新利用；硫化钡黑灰热水浸取，保温后热过滤除去的残渣也可在其他工业生产中再利用，如废渣中的CaSO4可作____________(写一种即可)。

(5)为了得到纯净的BaCO3，省略的操作是_____________________。

(6)已知反应BaSO 4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq)，某同学利用该反应在实验室模拟BaSO4转化为BaCO3的过程：若每次加入1 L 2 mol/L的Na2CO3溶液，至少需要____次，可以将0.3 mol BaSO4完全转化为BaCO3。

[K sp(BaSO4)=1×10-10，K sp(BaCO3)=5×10-9]
三、推断题（本题包括1个小题，共10分）
17．某课题组采取以下路线合成利胆药——柳胺酚。

回答下列问题：
已知：
（1）对于柳胺酚，下列说法正确的是______________
A 有三种官能团
B 遇三氯化铁溶液显紫色
C 分子组成为C13H9NO3
D 1mol柳胺酚最多与3mol NaOH反应
（2）F的命名为______________；B中含氧官能团的名称为_________。

（3）写出化合物D的结构简式________________。

（4）写出E和F制取柳胺酚的化学反应方程式______________。

（5）写出同时符合下列条件的F的所有同分异构体的结构简式_______。

①能发生银镜反应②分子有四种不同化学环境的氢原子
（6）4-甲氧基乙酰苯胺是重要的精细化工中间体，写出由苯甲醚（）制备4-甲氧基乙酰苯胺（）的合成路线（注明试剂和条件）______。

四、综合题（本题包括2个小题，共20分）
18．形形色色的物质，构成了我们这个五彩缤纷的世界。

世上万物，神奇莫测，常常超乎人们按“常理"的想象。

学习物质结构和性质的知识，能使你想象的翅膀变得更加有力。

（1）基态Ga原子的核外电子排布式是[Ar]__，基态Ga原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为___。

（2）HC≡CNa(乙炔钠)广泛用于有机合成，乙炔钠中C原子的杂化类型为___。

乙炔钠中存在___(填字母)。

A．金属键B．σ键C．π键D．氢键 E.配位键 F.离子键G.范德华力
（3）NaN3是汽车安全气囊中的主要化学成分，其阴离子的立体构型为____。

写出和该阴离子互为等电子
体的一种分子的结构式___。

（4）钙和铁都是第四周期元素，且原子的最外层电子数相同，铁的熔沸点远高于钙，其原因是____。

（5）配体中配位原子提供孤电子对的能力与元素的电负性有关，SCN -的结构式可以表示为[S=C=N]-或[S-C ≡N]-，SCN -与Fe 3+、Au +和Hg 2+等离子能形成配离子，N 、C 、S 的电负性依次为3.0、2.5和2.5。

SCN -中提供孤电子对的原子可能是___。

（6）某离子晶体的晶胞结构如图所示。

①晶体中在每个X 周围与它最近且距离相等的X 共有___个。

②设该晶体的摩尔质量为Mg ·mol -1，晶胞的密度为ρg.cm -3，阿伏加德罗常数为N A ，则晶体中两个最近的X 间的距离为___cm 。

19．（6分）金属镓有“电子工业脊梁”的美誉，镓及其化合物应用广泛。

(1)基态Ga 原子中有_____种能量不同的电子，其价电子排布式为_________。

(2)第四周期的主族元素中，基态原子未成对电子数与镓相同的元素有_______(填元素符号)。

(3)三甲基镓[(CH 3)3Ga]是制备有机镓化合物的中间体。

①在700℃时，(CH 3)3Ga 和AsH 3反应得到GaAs ，化学方程式为____________________。

②(CH 3)3Ga 中Ga 原子的杂化方式为__________；AsH 3的空间构型是________________。

(4)GaF 3的熔点为1000℃，GaC13的熔点为77.9℃，其原因是_______________________。

(5)砷化镓是半导体材料，其晶胞结构如图所示。

①晶胞中与Ga 原子等距离且最近的As 原子形成的空间构型为_______。

②原子坐标参数是晶胞的基本要素之一，表示晶胞内部各原子的相对位置。

图中a(0，0，0)、b(1，11
,22
)，则c 原子的坐标参数为______________。

③砷化镓的摩尔质量为M g·mol -1，Ga 的原子半径为p nm ，则晶体的密度为____g·cm -3。

参考答案
一、单选题（本题包括15个小题，每小题4分，共60分．每小题只有一个选项符合题意）1．C
【解析】
【详解】
A.乙烯和水加成生成乙醇，是加成反应，故A不选；
B.乙烷不能和浓盐酸发生取代反应，烷烃能和卤素单质在光照下发生取代反应，故B不选；
C.乙酸和甲酸甲酯的分子式均为C2H4O2，两者结构不同，故互为同分异构体，故C选；
D.乙酸中的羧基不能发生加成反应，溴乙烷没有不饱和键，也不能发生加成反应，故D不选。

故选C。

2．D
【解析】
【分析】
a点横坐标为0，即lg
-
3
2-
3
c(HCO)
c(CO)
=0，所以
-
3
2-
3
c(HCO)
c(CO)
=1，b点lg
-
3
2-
3
c(HCO)
c(CO)
=2，
-
3
2-
3
c(HCO)
c(CO)
=100；另一
方面根据HCO3-H++CO32-可得：K a2=
2-+
3
-
3
c(CO)c(H)
c(HCO)
⨯
，据此结合图像分析解答。

【详解】
A．由分析可知，K a2=
2-+
3
-
3
c(CO)c(H)
c(HCO)
⨯
，而a点
-
3
2-
3
c(HCO)
c(CO)
=1，所以a点有：c(H+)= K a2=5.6×10-11，同
理因为b点
-
3
2-
3
c(HCO)
c(CO)
=100，结合K a2表达式可得5.6×10-11=
+
1(H)
100
c
⨯
，c(H+)=5.6×10-9，可见a点c(H+)
小于b点c(H+)，所以a点pH大于b点，A错误；B．由A可知，b点c(H+)=5.6×10-9，B错误；
C．由K a2=
2-+
3
-
3
c(CO)c(H)
c(HCO)
⨯
和K W的表达式得：K a2=
2-
3W
--
3
c(CO)K
c(HCO)c(OH)
⨯
⨯
，温度不变，K a2、Kw均不
变，所以
2-
3
--
3
c(CO)
c(HCO)c(OH)
⋅
不变，C错误；
D．根据电荷守恒有：2c(Ba2+)+c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(Cl-)+c(OH-)+2 c(CO32-)，a点c(HCO3-)=c(CO32-)代入
上面式子得：2c(Ba2+)+c(Na+)+c(H+)=3c(HCO3-)+c(Cl-)+c(OH-)，D正确。

答案选D。

【点睛】
电解质溶液结合图像判断的选择题有两点关键：一是横纵坐标的含义，以及怎么使用横纵坐标所给信息；
二是切入点，因为图像上有
-
3
2-
3
c(HCO)
c(CO)
，所以切入点一定是与
-
3
2-
3
c(HCO)
c(CO)
有关系的某个式子，由此可以判
断用Ka2的表达式来解答，本题就容易多了。

3．B
【解析】
【详解】
A．根据图像，pH =1.9时，溶液显酸性，c(H+)＞c(OH-)，根据电荷守恒，有c(Na+)+ c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+ c(OH-)，因此c(Na+)＜c(HA-)+2c(A2-)，故A正确；
B．根据图像，当溶液中的溶质为NaHA，溶液显酸性，pH＜7，此时溶液中存在物料守恒，
c(Na+)=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)，故B错误；
C．根据图像，pH=6时，c(HA-)>c(A2-)，溶液中的溶质为NaHA和Na2A，c(Na+)＞c(HA-)＞c(A2一)＞c(H2A)，故C正确；
D．Ka2(H2A)=
()()
2
-
c A c H
c()
HA
-+
，根据图像，当pH=7.2时，c(HA-)=c(A2一)，则Ka2(H2A)=
()()
2
-
c A c H
c()
HA
-+
=
c(H+)=10-7.2，因此lg[Ka2(H2A)]=-7.2，故D正确；
故选B。

4．A
【解析】
【详解】
A. HCO3−在溶液中既能部分电离为CO32－，又部分能水解为H2CO3，故溶液中的HCO3−、CO32－、H2CO3的个数之和为0.1N A，故A错误；
B. 在H2O2＋Cl2=2HCl＋O2反应中，氧元素由−1价变为0价，故生成32g氧气，即1mol氧气时，转移2N A 个电子，故B正确；
C. 氮气和CO的摩尔质量均为28g/mol，故3.6g混合物的物质的量为
3.6g9
28g/mol70
mol
=，又因1个CO
和N2分子中两者均含14个质子，故9
70
mol混合物中含1.8N A个质子，故C正确；
D. 常温常压下，30g乙烷的物质的量是1mol，一个乙烷分子有7个共价键，即30g乙烷气体中所含共价键的数目为7N A，故D正确；
故选：A。

5．D
【解析】
【分析】
W与Y同族；W的氢化物为弱酸，则W为第二周期的非金属元素，由此可推出W为氟(F)，Y为Cl；W、X、Z最外层电子数之和为11，则X、Z的最外层电子数之和为4，Z可能为K或Ca，则X可能为Al或Mg。

【详解】
A．Y和Z形成的化合物，不管是CaCl2还是NaCl，其水溶液都呈中性，A错误；
B．F没有正价，Cl的最高化合价为+7，B错误；
C．离子半径Cl->K+>Ca2+，则离子半径Y>Z，C错误；
D．CaH2、KH都是离子化合物，D正确；
故选D。

6．C
【解析】
【分析】
电池反应为C x PF6+Li y Al=C x+LiPE6+Li y－1Al ,根据离子的移动方向可知A是正极, B是负极,结合原电池的工作原理解答。

【详解】
A、根据装置图可知放电时锂离子定向移动到A极，则A极为正极，B极为负极，放电时Al失电子，选项A错误；
B、充电时，与外加电源负极相连一端为阴极，电极反应为：Li++Li y－1Al+e－= Li y Al, 选项B错误；
C、充电时A电极为阳极，反应式为C x+PF6－﹣e－=C x PF6, 选项C正确;
D、废旧AGDIB电池进行放电处理”时,若转移1mol电子,消耗1molLi ,即7gLi失电子,铝电极减少7g , 选项D 错误。

答案选C。

【点睛】
本题主要是考查化学电源新型电池,为高频考点,明确正负极的判断、离子移动方向即可解答,难点是电极反应式的书写。

7．B
【解析】
【详解】
A.Na2O2是过氧化物，不属于酸性氧化物，选项A错误；
B.SO3＋2NaOH=Na2SO4＋H2O，SO3是酸性氧化物，选项B正确；
C.NaHCO3不属于氧化物，是酸式盐，选项C错误；
D. CH2O由三种元素组成，不是氧化物，为有机物甲醛，选项D错误。

答案选B。

【点睛】
本题考查酸性氧化物概念的理解，凡是能与碱反应生成盐和水的氧化物为酸性氧化物，注意首先必须是氧化物，由两种元素组成的化合物，其中一种元素为氧元素的化合物。

8．B
【解析】
【分析】
第三周期元素中，X最高价氧化物水化物的溶液的pH为12，氢氧根浓度为0.01mol/L，故为一元强碱，则X为Na，Y、W、Z对应的最高价氧化物水化物的溶液pH均小于7，均为酸，W最高价含氧酸溶液中氢离子浓度为0.01mol/L，故为一元强酸，则W为Cl元素；等浓度的最高价含氧酸中，Z电离出氢离子浓度比W的大、Y对应的酸性最弱，而原子半径Y＞Z＞Cl，故Z为S元素，Y为P元素，以此来解答。

【详解】
由上述分析可知，X为Na、Y为P、Z为S，W为Cl，
A．Y不可能是Si元素，因为SiO2不溶于水，由分析可知Y是P元素，故A错误；
B．电子层越多，离子半径越大，具有相同排布的离子中原子序数大的离子半径小，则S2-、Cl-和Na+的离子半径为S2-＞Cl-＞Na+，故B正确；
C．Cl的非金属性比P强，则气态氢化物的稳定性HCl＞PH3，故C错误；
D．S和P是同周期的主族元素，核电荷数大，元素的非金属性强，即S的非金属性大于P，故D错误；故答案为B。

9．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．冰糖的主要成分是蔗糖，属于二糖，A错误；
B．硫酸亚铁里的铁元素为+2价具有还原性，与空气中的氧气反应，可以用于袋装食品的脱氧剂，B正确；C．硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，不易燃烧，用水玻璃浸泡过的纺织品可防火，C正确；
D．气溶胶是胶粒分散到气态分散剂里所得到的分散系，气溶胶属于胶体，具有胶体性质，D正确；
答案选A。

10．C
【解析】
【详解】
A. 由于金属锂的密度和相对原子质量都很小，所以金属锂是所有金属中比能量最高的电极材料，A正确；
B. 金属Li 非常活泼，很容易和氧气以及水反应，该电池组装时，必须在无水无氧条件下进行，B 正确；
C. 放电时，电子从Li 电极经外电路流向正极，电子不能经过电解质溶液，C 错误；
D. 充电时，阳极反应式为224Cl S SO 4e 2SOCl --++-=，D 正确；
故答案选C 。

11．C
【解析】
【分析】
在电极Ⅰ，HSO 3-转化为S 2O 42-，S 元素化合价由+4价降低为+3价发生还原反应，则该电极作电解池的阴极，
电极Ⅱ为电解池的阳极，在电极Ⅱ上H 2O 失电子发生氧化反应生成O 2和H +。

【详解】
A ．电极Ⅰ为电解池的阴极，电极反应式为2HSO 3-+2e -+2H + = S 2O 42-+2H 2O ，A 不正确；
B ．由于阴极需消耗H +，而阳极生成H +，电解池中质子从电极Ⅱ向电极Ⅰ作定向移动，B 不正确；
C ．从箭头的指向，可确定吸收塔中S 2O 42-与NO 反应，生成HSO 3-和N 2，发生反应为 2NO+
2S 2O 32-+H 2O=N 2+4HSO 3-，C 正确；
D ．每处理1molNO ，阴极2HSO 3-→ S 2O 42-，质量增加34g ，阳极H 2O→
12O 2，质量减轻16g ，电解池质量增加34g-16g=18g ，D 不正确；
故选C 。

12．D
【解析】
【分析】
2-3SO 是一个弱酸酸根，因此在水中会水解显碱性，而温度升高水解程度增大，溶液碱性理论上应该增强，但是实际上碱性却在减弱，这是为什么呢？结合后续能产生不溶于盐酸的白色沉淀，因此推测部分2-3SO 被空气中的氧气氧化为2-4SO ，据此来分析本题即可。

【详解】
A.水解反应是分步进行的，不能直接得到23H SO ，A 项错误；
B.水解一定是吸热的，因此越热越水解，B 项错误；
C.温度升高溶液中部分2-3SO 被氧化，因此写物料守恒时还需要考虑2-4SO ，C 项错误；
D.当b 点溶液直接冷却至25℃后，因部分2-3SO 被氧化为2-4SO ，相当于2-
3SO 的浓度降低，其碱性亦会减弱，D 项正确；
答案选D 。

13．A
【解析】
【详解】
A. 在银氨溶液中，题中所给各离子间不发生反应，可以大量共存，故A正确；
B. 空气中有氧气，NO与氧气反应生成二氧化氮，不能大量共存，故B错误；
C. 氯化铝溶液中铝离子与碳酸氢根离子双水解，不能大量共存，故C错误；
D. 使甲基橙呈红色的溶液显酸性，I-和NO3-发生氧化还原反应，不能大量共存，故D错误；
答案选A。

14．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．还原剂在氧化还原反应中失去电子，化合价升高，H2S为反应物，FeS为生成物，反应前后S的化合价均为-2，故既不是氧化剂也不是还原剂，故A错误；
B．由图可以得出，温度越高，K值越小，说明此反应为放热反应，故B正确；
C．此反应为放热反应，升高温度，平衡左移，不利于脱硫，即温度越高H2S的脱除率越小，故C错误；D．此反应特点为反应前后气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，故硫化氢的转化率不会提高，D错误；
故选B。

15．C
【解析】
【分析】
【详解】
A.放电时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故A不选；
B.放电时，负极是金属钠失去电子，故电极反应式为Na m C n—me-=mNa++C n，故B不选；
C.充电时，阴极的电极反应式为mNa++C n+me-= Na m C n，电极质量增加，故C选；
D.充电时，阳极是NaCoO2中的Co失去电子转化为Na1-m CoO2，电极反应式为NaCoO2-me-=Na1-m CoO2+mNa+，故D不选。

故选C。

【点睛】
碳基材料Na m C n中，Na和C都为0价，Na是嵌在碳基里的。

在NaCoO2中，Co的化合价比Na1-m CoO2中的Co的化合价低，所以充电时，阳极是NaCoO2-me-=Na1-m CoO2+mNa+。

二、实验题（本题包括1个小题，共10分）
16．燃烧供热和作还原剂降低2BaS+2H2O Ba(HS)2+Ba(OH)2CO2建筑材料、制石膏
过滤、洗涤、干燥8
【解析】
【分析】
在回转窑中C与O2反应产生CO2、CO，同时放出大量的热，C与BaSO4反应产生BaS，然后将BaS、C的混合物用热水浸取，发生反应2BaS+2H2O Ba(HS)2+Ba(OH)2，过滤除去C单质，向可溶性混合物的水溶液中通入适量CO2气体，反应产生BaCO3沉淀，再经过滤、洗涤、干燥可得到纯净的BaCO3。

【详解】
(1)在回转窑中加入煤粉和重晶石，在温度为1173K～1473K时回转窑中发生的主要反应：C+O2CO2，C+CO22CO；BaSO4+4C BaS+4CO↑，BaSO4+2C BaS+2CO2↑；煤粉燃烧放出大量的热，且C 与BaSO4反应生成BaS的反应中C为还原剂，可见煤粉的主要作用是燃烧供热和作还原剂；
(2)若回转窑中通过量空气，S元素会部分被氧化，导致BaS的量减少，则由BaS制取得到的BaCO3就会减少，因此最终使BaCO3产率降低；
(3)用90～95℃的热水浸取BaS转化为可溶性化合物时，此时无气体生成，此过程反应的化学方程式为：2BaS+2H2O Ba(HS)2+Ba(OH)2；
(4)在回转窑产生的废气中含有CO、CO2，其中CO2在碳化过程与Ba(HS)2、Ba（OH）2发生反应：
Ba2++2HS-+CO2+H2O=BaCO3↓+2H2S↑、CO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O，得到重新利用，可用于制取BaCO3；硫化钡黑灰热水浸取，保温后热过滤除去的残渣中含有未反应的C单质及CaSO4，也可在其他工业生产中再利用，如废渣中的CaSO4可作建筑材料，也可以用于制取石膏；
(5)从反应后的溶液中过滤可得到BaCO3，为了得到纯净的BaCO3，要除去固体表面的杂质离子，所以省略的操作是过滤、洗涤、干燥；
(6)已知反应BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq)，假设每次能处理BaSO4的物质的量为x，根据方程式可知反应产生SO42-物质的量为x，反应消耗CO32-后剩余离子物质的量为(2-x)mol，
K=
()
()
2
4
2
3
c SO x
2x
c CO
-
-
=
-
=
()()
()()
()
()
2210
4sp4
9
22
sp3
3
c Ba c SO K BaSO110
K BaCO510
c Ba c CO
+--
-
+-
⨯
===
⨯
0.02，解得x=0.039 mol，所以需
要处理的次数为：
0.3mol
0.039mol
=7.69，故至少要处理8次。

【点睛】
本题考查了以重晶石为原料制取BaCO3的工艺流程，明确各步反应原理、沉淀溶解平衡原理是本题解答的关键。

注意反应过程中物质的作用、混合物的分离方法及溶度积常数的含义是解题的基础。

三、推断题（本题包括1个小题，共10分）
17．BD 邻羟基苯甲酸或2-羟基苯甲酸硝基
+H2O 、、，
【解析】
【分析】
苯和氯气发生取代反应生成A，A为；F中不饱和度=7
2
2+2-6
=5，根据柳胺酚结构简式知，F
中含有苯环和碳氧双键，所以F为，E为；D和铁、HCl反应生成E，结合题给信息知，D结构简式为；A反应生成B，B和NaOH水溶液发生水解反应生成C，根据D结构简式知，A和浓硝酸发生取代反应生成B，B为，C为，据此解答。

【详解】
（1）A．柳胺酚有酰胺基、酚羟基2种官能团，A错误；
B．柳胺酚有酚羟基，遇三氯化铁溶液显紫色，B正确；
C．柳胺酚的分子式为：C13H11NO3，C错误；
D．酰胺基水解消耗1molNaOH，酚羟基共消耗2molNaOH，1mol柳胺酚最多与3mol NaOH反应，D正确；综上所述，BD正确，故答案为：BD；
（2）F的结构简式为：，命名为：邻羟基苯甲酸或2-羟基苯甲酸，B的结构简式为：，含氯原子、硝基2种官能团，硝基为含氧官能团，故答案为：邻羟基苯甲酸或2-羟基苯甲酸；硝基；
（3）由分析可知，D为：，故答案为：；
（4）E和F脱水缩合生成柳胺酚，化学反应方程式为：
+H2O，故答案为：
+H2O；
（5）F为，能发生银镜反应，则分子中含1个-CHO和2个-OH，或者含1个HCOO-和1个-OH，含1个-CHO和2个-OH共有6种，含1个HCOO-和1个-OH共有邻间对3种，共9种，其中分子有四种不
同化学环境的氢原子的有3种，分别为：、、，故答案为：
、、；
（6）逆合成分析：含酰胺基，可由和CH 3COOH 脱水缩合而来，可由还原硝基而来，可由硝化而来，整个流程为：
，故答案为：。

【点睛】
常见能发生银镜反应的结构有：-CHO 、HCOO-、HCONH-、HCOOH 等。

四、综合题（本题包括2个小题，共20分）
18．3d 104s 24p 1 哑铃形 sp BCF 直线形 钙原子半径较大且价电子
数少，金属键较弱 S 12 3A
242M N ρ⨯ 【解析】
【详解】
（1）Ga 原子位于第4周期IIIA 族，为31号，则基态Ga 原子的核外电子排布式为：[Ar]3d 104s 24p 1，核外电子占据最高的能级为4p 能级，p 能级的电子云形状为哑铃形；
（2）碳原子之间形成碳碳三键，空间构型为直线型，杂化方式为sp 杂化；碳碳三键中有两个π键和一个σ键，Na +与C 2H -之间为离子键，所以选BCF ；
（3）NaN 3的阴离子为N 3-，中心N 原子的价层电子对数为()5+-12+1
=22⨯，无孤电子对，所以杂化方式
为sp 杂化，空间构型为直线形；具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子称为等电子体，N 3-的价电子数为5×3+1=16，所以与N 3-互为等电子的分子可以是CO 2或N 2O ，其结构式为：； （4）金属晶体的熔沸点与金属键强弱有关，钙原子半径较大且价电子数少，金属键较弱，所以铁的熔沸
点远高于钙； （5）C 没有孤对电子，S 、N 原子均有孤对电子，N 的电负性大对孤对电子吸引越强，不易给出电子形成配位键，所以提供孤电子对的是S 原子；
（6）①以顶点上的X 为例，与它距离最近的X 分布在与之相连的面心上，这样的原子有12个；
②根据均摊法可知因为晶体的晶胞中含有4个X 和8个Y ，根据晶胞密度A
4=M N m V V ρ= 可得晶胞的体积为A 4M N ρ，进而可以求得晶胞的边长为3A
4M N ρ，因为两个距离最近的X 的核间距离为晶胞面对角线的一半，所以晶体中两个距离最近的X 的核间距离为
3A 24M N ρ⨯。

【点睛】
N 原子做配位原子提供价电子个数：N 上面如果没有连其他原子，算-1个；
N 上面如果以单键形式连了一个原子（比如H ），算0个；
N 上面如果以单键形式连了两个原子（比如H ），算1个；
例如，氰化氢HCN 中，N 算-1个，这样C 上总电子数为4，算2对；异氰酸H-N=C=O 中，N 已经连了1个H ，算C 上总电子数时就不算它，C 上总电子数为4，2对；甲胺CH 3NH 2中，N 已经连了2个H ，则提供1个电子，C 上总电子数为8，4对。

19．8 4s 24p 1 K 、Br (CH 3)3Ga+AsH 3GaAs+3CH 4 sp 2 三角锥形 GaF 3是离子晶体，GaCl 3是分子晶体 正四面体 （
34，34，34） 2132108A M N ρ
⨯ 【解析】
【分析】 (1)基态Ga 原子核外有31个电子，其核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 1，不同的原子轨道能量不同；
(2)基态Ga 原子核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 1，未成对电子数是1，第四周期的主族元素中，基态原子未成对电子数也是1的，其电子排布式应为1s 22s 22p 63s 23p 64s 1或1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 1；
(3)①在700℃时，(CH 3)3Ga 和AsH 3反应得到GaAs ，根据质量守恒可知还应有CH 4，结合原子守恒可写出反应的化学方程式为；
②利用价层电子对互斥模型判断分子的空间构型和杂化方式；
(4)GaF 3的熔点为1000℃，GaC13的熔点为77.9℃，两者熔点差异较大，是由于其中一种为离子晶体，一种为分子晶体；
(5)①在GaAs 晶体中，距离每个Ga 原子最近的As 原子有4个；
②晶胞中距离a 球最远的黑球c 与a 球的连线处于晶胞体对角线上，根据几何原理二者距离等于体对角线
长度的34，该黑色球c 距离各坐标平面距离均为晶胞棱长的34
； ③晶胞中含Ga 原子数为81
8⨯+162⨯
=4，As 原子数目为4，则晶胞中含有GaAs 的数目为4，晶胞的质量为A
4M N g ；根据晶胞的结构可知，晶胞的面对角线长度应为两个砷原子直径的长度之和，即砷原子半径为晶胞面对角线的14，则晶胞边长a=2×10-7cm ，晶胞的体积为a 3=32
×10-21cm 3，由此计算晶胞的密度。

【详解】
(1)Ga 元素在周期表中的位置为第四周期第IIIA 族，其核外电子排布式为：1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 1，其中不同的原子轨道能量不同，电子排布在不同原子轨道上，电子的能量也是不同的，因此共有8种不同能量的电子，其价电子排布式为：4s 24p 1；
(2)基态Ga 原子核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 1，未成对电子数是1，第四周期的主族元素中，基态原子未成对电子数也是1的，其电子排布式应为1s 22s 22p 63s 23p 64s 1或1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 5，其中核电荷数19为钾元素，元素符号为K ；核电荷数35为溴元素，元素符号为Br ；
(3)①在700℃时，(CH 3)3Ga 和AsH 3反应得到GaAs 和CH 4，发生反应的化学方程式为
(CH 3)3Ga+AsH 3GaAs+3CH 4；
②，（CH 3）3Ga 中Ga 形成3个δ键，
没有孤电子对，为sp 2杂化；AsH 3中心原子As 电子对数=3+5132
-⨯=4，为sp 3杂化，有一对孤电子对，故分子空间构型为三角锥形；
(4)GaF 3属于离子晶体，GaCl 3属于分子晶体，两者熔点相差较大； (5)①由晶胞结构示意图可知，砷化镓的晶胞与金刚石的晶胞相似，两种原子的配位数均为4，即Ga 原子周围与之距离最近且距离相等的As 原子有4个，形成正四面体结构，Ga 处于正四面体的中心；
②晶胞中距离a 球最远的黑球c 与a 球的连线处于晶胞体对角线上，根据几何原理二者距离等于体对角线长度的34，该黑色球c 距离各坐标平面距离均为晶胞棱长的34
，由坐标参数可知晶胞棱长为1，故该黑色球c 到各坐标平面的距离均为34，故该黑色球的坐标参数为 （34，34，34
）； ③晶胞中含Ga 原子数为81
8
⨯+162⨯=4，As 原子数目为4，则晶胞中含有GaAs 的数目为4，晶胞的质量为A
4M N g ；根据晶胞的结构可知，晶胞的面对角线长度应为两个砷原子直径的长度之和，即砷原子半径为晶胞面对角线的14，则晶胞边长2×10-7cm ，晶胞的体积为a 332
-21cm 3，故晶胞的密度。