2014年普通高等学校招生全国统一考试理综化学试题（广东卷，解析版）

于900℃达到平衡，c平衡(CO)=8.0×10-5 mol?L-1，计算CO的转化率（忽略副反应，结果保留两位有效数字）。

（4）为减少副产物，获得更纯净的CO2，可在初始燃料中适量加入____________。

（5）以反应①中生成的CaS为原料，在一定条件下经原子利用率100%的高温反应，可再生CaSO4，该反应的化学方程式为_______________；在一定条件下，CO2可与对二甲苯反应，在其苯环上引入一个羧基，产物的结构简式为________________。 【答案】（16分）

（1）?H＝4?H1+?H2+2?H3（2分）

（2）a)反应②为吸热反应，温度升高K值增大，lgK也增大（2分） b)反应①③为放热反应，温度升高K值减小，lgK也减小（2分） （3）99%

14CaSO4(s)+CO(g) 14CaS(s)+CO2(g)

初始浓度（mol/L） a 0

转化浓度（mol/L） a-c平衡（CO） a-c平衡（CO） 平衡浓度（mol/L） c平衡（CO） a-c平衡（CO）

依题意，K=

c平衡（CO2）a?c平衡（CO）a?8.0?10?5???100?5c平衡（CO）c平衡（CO）8.0?10，a=8.08×10—3 mol?L—1

CO的转化率：

a?c平衡（CO）8.08?10—3mol?L—1?8.0?10?5mol?L?1?100%??100%?99%—3—1a8.08?10mol?L（5分）

（4）氧气 （2分）

COOH CH3— （5）CaS+2O2

CaSO4 （2分）

—CH3

（1分）

【解析】（1）根据盖斯定律，①×4+②+③×2得：2CaSO4(s)+7CO(g) CaS(s)+ CaO(s)+6CO2(g)+ C(s) +SO2(g)，所以?H＝4?H1+?H2+2?H3；

（2）结合图像及反应的?H可知，反应①③为放热反应，温度升高K值减小，lgK也减小，反应②为吸热反应，温度升高K值增大，lgK也增大。

1（3）由图可可知，900℃时4CaSO4(s)+CO(g) 14CaS(s)+CO2(g)的lgK=2，即K=100，

K=

c?CO2??100c?CO?，可知平衡时c(CO2)= 8.0×10—3 mol?L—1，CO的转化率为

8.0?10?3mol?L?1?100%?3?1?5?1(8.0?10mol?L?8.0?10mol?L)=99%；

（5）CaS转化为CaSO4，从元素守恒角度分析，CaS与O2按照1:2反应转化为CaSO4，才能满足原子

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利用率100%，所以化学方程式为CaS+2O2CaSO4；CO2可与对二甲苯反应，在其苯环上引入一个羧

COOH CH3— —CH3

。

基，因为对二甲苯的苯环上的氢原子只有1种，所以结构简式为

32．（16分）石墨在材料领域有重要应用，某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3（5.1%）、Fe2O3（3.1%）和MgO（0.5%）等杂质，设计的提纯与综合利用工艺如下：

（注：SiCl4的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃）

（1）向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是_________________。

（2）高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，气体I中的碳氧化物主要为________________________，由气体II中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为_________________。 （3）步骤①为：搅拌、________、所得溶液IV中的阴离子有____________。 （4）由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为_____________，100kg初级石墨最多可获得V的质量为___________kg。

（5）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成图19防腐示意图，并作相应标注。 【答案】（16分） （1）排出空气，作为保护气，防止石墨被空气中的氧气氧化而损耗（1分）。 （2）CO（1分） ， SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O（2分） （3）过滤（1分）。Cl—、AlO2—、OH—（3分）。 （4）AlO2—+CH3COOCH2CH3+2H2O

CH3COO— + Al(OH)3↓+CH3CH2OH （3分），7.8Kg（2分）

(5) （3分） 【解析】（1）开始前反应器中存在氧气，那么在加热的条件下，石墨与氧气发生反应，所以在反应前必须排净反应器中的氧气，故通入N2的目的就是排出空气，作为保护气，防止石墨被空气中的氧气氧化

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而损耗；

（2）只能是CO不可能是CO2，因为石墨与CO2高温下也会转化CO；根据题目中的信息“SiCl4的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃”，所以气体II的主要成分就是SiCl4，SiCl4再与NaOH 反应制备水玻璃（Na2SiO3），故发生反应的化学方程式是SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O；

（3）固体Ⅲ含AlCl3、FeCl3、MgCl2加过量NaOH溶液有沉淀Mg(OH)2、Fe(OH)3和溶液NaAlO2、NaCl。要分离出沉淀的操作是过滤；因为NaOH过量，所以溶液中必存在的阴离子是AlO2—、OH—，反应由NaCl生成，则溶液中还存在阴离子Cl—，那么所得溶液IV中的阴离子有Cl—、AlO2—、OH—；

（4）溶液IV中的阴离子有Cl—、AlO2—、OH—。加入了反应物CH3COOCH2CH3，能除去溶液中的OH—，且能促进偏铝酸根离子发生水解生成沉淀Al(OH)3，则V 是Al(OH)3，所以反应的方程式是AlO2—+CH3COOCH2CH3+2H2O

CH3COO—+ Al(OH)3↓+CH3CH2OH ；由Al2O3～2Al(OH)3 可以计算：Al(OH)3

的质量m=100Kg×5.1%÷102×156＝7.8Kg

（5）铜的化学性质比石墨活泼，所以应用外加电流的阴极保护法保护铜，所以石墨作阳极，铜作阴极。防腐示意图如下：

33．（17分）H2O2是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。

（1）某小组拟在同浓度Fe3+的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。限选试剂与仪器：30% H2O2、0.1mol?L-1Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器

①写出本实验H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：____________

②设计实验方案：在不同H2O2浓度下，测定____________________________________（要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）。

③设计实验装置，完成图20的装置示意图。

④参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示）。

物理量 实验序号 1 2 V[0.1mol?L-1Fe2(SO4)3]/mL a a …… …… …… （2）利用图21（a）和21（b）中的信息，按图21（c）装置（连能的A、B瓶中已充有NO2气体）进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的_________（填“深”或“浅”），其原因是

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______________________________________________________。

【答案】（17分）

（1）①

时间内，收集到氧气的体积）（2分）

（3分）②收集到相同体积氧气所需要的时间（或相同

③④（5分） 物理量 实验序号 1 2 V[0.1mol?L-1Fe2(SO4)3] /mL a a V[30% H2O2] /mL b c （3分） V[ H2O] /mL c b V[O2] /mL d d 收集d mL O2所需时间t/s t1 t2 （2）深（2分）。由图21(a)可知H2O2分解为放热反应，H2O2分解使B瓶中温度升高，再由图21(b)可知反应2NO2(g)

N2O4(g)，也是放热反应，升温使平衡向左移动，

c(NO2)增大，颜色加深（3分）

【解析】（1）①H2O2在Fe2(SO4)3作催化剂的条件下分解生成H2O和O2，在此反应中H2O2既做氧化

剂也做还原剂，所以用双线桥表示电子转移的方向和数目为；

②反应速率是单位时间内物质的量浓度的变化量，所以要测定不同浓度的H2O2对分解速率的影响，可以比较收集到相同体积氧气所需要的时间，或比较相同时间内，收集到氧气的体积； ③收集并测量气体的体积，我们可以采用排水法收集氧气，但要用量筒代替集气瓶，这样便于测量其体积，或者用注射器来测量体积，故收集装置是

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（2）由图21(a)可知H2O2分解为放热反应，H2O2分解使B瓶中温度升高，再由图21(b)可知反应2NO2(g)

N2O4(g)，也是放热反应，升温使平衡向左移动，的颜色深。

c(NO2)增大，颜色加深，所以B瓶的颜色比A瓶

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