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正文內(nèi)容

20xx年高考真題—普通高等學(xué)校統(tǒng)一考試—理科綜合物理部分全國卷ⅰ—解析版(編輯修改稿)

2025-01-17 00:45 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 >S>P,故B錯誤; C項、P元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物為磷酸,磷酸是三元中強(qiáng)酸,故C正確; D項、新化合物中P元素化合價為—3價,滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),故D錯誤。
故選C。
【點(diǎn)睛】本題考查元素周期律的應(yīng)用,注意分析題給化合物的結(jié)構(gòu)示意圖,利用化合價代數(shù)和為零和題給信息推斷元素為解答關(guān)鍵。
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。
(H3BO3)是一種重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工藝。一種以硼鎂礦(含Mg2B2O5H2O、SiO2及少量Fe2OAl2O3)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下: 回答下列問題: (1)在95 ℃“溶侵”硼鎂礦粉,產(chǎn)生的氣體在“吸收”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。
(2)“濾渣1”的主要成分有_________。為檢驗“過濾1”后的濾液中是否含有Fe3+離子,可選用的化學(xué)試劑是_________。
(3)根據(jù)H3BO3的解離反應(yīng):H3BO3+H2OH++B(OH)?4,Ka=10?10,可判斷H3BO3是_______酸;在“過濾2”前,目的是_______________。
(4)在“沉鎂”中生成Mg(OH)2MgCO3沉淀的離子方程式為__________,母液經(jīng)加熱后可返回___________工序循環(huán)使用。由堿式碳酸鎂制備輕質(zhì)氧化鎂的方法是_________。
【答案】 (1). NH3+NH4HCO3=(NH4)2CO3。 (2). Fe2OAl2OSiO2 (3). KSCN (4). 一元弱酸 (5). 目的是將B(OH)?4轉(zhuǎn)化為H3BO3,并促進(jìn)H3BO3析出 (6). 2Mg2++2H2O+3CO32=Mg(OH)2?MgCO3↓+2HCO3 (7). 母液加熱分解后生成硫酸銨溶液,可以返回“溶浸”工序循環(huán)使用 (8). 高溫焙燒 【解析】 【詳解】(1)根據(jù)流程圖知硼鎂礦粉中加入硫酸銨溶液產(chǎn)生的氣體為氨氣,用碳酸氫銨溶液吸收,反應(yīng)方程式為:NH3+NH4HCO3=(NH4)2CO3。 (2)濾渣I為不與硫酸銨溶液反應(yīng)的Fe2OAl2OSiO2。檢驗Fe3+,可選用的化學(xué)試劑為KSCN; (3)由硼酸的離解方程式知,硼酸在水溶液中是通過與水分子的配位作用產(chǎn)生氫離子,而三價硼原子最多只能再形成一個配位鍵,且硼酸不能完全解離,所以硼酸為一元弱酸;在“過濾2”前,目的是將B(OH)?4轉(zhuǎn)化為H3BO3,并促進(jìn)H3BO3析出; (4)沉鎂過程中用碳酸銨溶液與Mg2+反應(yīng)生成Mg(OH)2?MgCO3,沉鎂過程的離子反應(yīng)為:2Mg2++2H2O+3CO32=Mg(OH)2?MgCO3↓+2HCO3;母液加熱分解后生成硫酸銨溶液,可以返回“溶浸”工序循環(huán)使用;堿式碳酸鎂不穩(wěn)定,高溫下可以分解,故由堿式碳酸鎂制備輕質(zhì)氧化鎂的方法是高溫焙燒。
[NH4Fe(SO4)2xH2O]是一種重要鐵鹽。為充分利用資源,變廢為寶,在實驗室中探究采用廢鐵屑來制備硫酸鐵銨,具體流程如下: 回答下列問題: (1)步驟①的目的是去除廢鐵屑表面的油污,方法是_________________。
(2)步驟②需要加熱的目的是_________________,溫度保持80~95 ℃,采用的合適加熱方式是_________________。鐵屑中含有少量硫化物,反應(yīng)產(chǎn)生的氣體需要凈化處理,合適的裝置為_________________(填標(biāo)號)。
(3)步驟③中選用足量的H2O2,理由是_________________。分批加入H2O2,同時為了_________________。
(4)步驟⑤的具體實驗操作有______________,經(jīng)干燥得到硫酸鐵銨晶體樣品。
(5)采用熱重分析法測定硫酸鐵銨晶體樣品所含結(jié)晶水?dāng)?shù),將樣品加熱到150 ℃時,%。硫酸鐵銨晶體的化學(xué)式為______________。
【答案】 (1). 堿煮水洗 (2). 加快反應(yīng)速率 (3). 水浴加熱 (4). C (5). 將Fe2+全部氧化為Fe3+,不引入新的雜質(zhì) (6). 因為H2O2本身易分解,所以在加入時需分量加入,同時為了防止Fe3+水解 (7). 加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾(洗滌) (8). NH4Fe(SO4)2?12H2O 【解析】 【詳解】(1)步驟①的目的是去除廢鐵屑表面的油污,油污在堿性條件下容易水解,所以工業(yè)上常常用熱的碳酸鈉溶液清洗,即堿煮水洗; (2)步驟②需要加熱目的是為了加快反應(yīng)速率;溫度保持80~95 ℃,由于保持溫度比較恒定且低于水的沸點(diǎn),故采用的合適加熱方式是水浴加熱(熱水?。昏F屑中含有少量硫化物,硫化物與硫酸反應(yīng)生成硫化氫氣體,可以用氫氧化鈉溶液吸收,為了防止倒吸可以加裝倒置的漏斗,故選擇C裝置; (3)步驟③中選用足量的H2O2,H2O2可以將Fe2+氧化為Fe3+,且H2O2的還原產(chǎn)物為H2O,不會引入新的雜質(zhì),故理由是:將Fe2+全部氧化為Fe3+,不引入新的雜質(zhì)。因為H2O2本身易分解,所以在加入時需分量加入,同時為了防止Fe3+水解,; (4)為了出去可溶性的硫酸銨、鐵離子等,需要經(jīng)過的步驟為:加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾(洗滌) (5)設(shè)硫酸鐵銨的化學(xué)式為NH4Fe(SO4)2?xH2O,其相對分子質(zhì)量為266+18x,18=27,則27/(266+18x)=%,解得x=12,則硫酸鐵銨的化學(xué)式為NH4Fe(SO4)2?12H2O。
[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工過程,主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領(lǐng)域中?;卮鹣铝袉栴}: (1)Shibata曾做過下列實驗:①使純H2緩慢地通過處于721 ℃下的過量氧化鈷CoO(s),氧化鈷部分被還原為金屬鈷(Co)。
②在同一溫度下用CO還原CoO(s)。
根據(jù)上述實驗結(jié)果判斷,還原CoO(s)為Co(s)的傾向是CO_________H2(填“大于”或“小于”)。
(2)721 ℃時,在密閉容器中將等物質(zhì)量的CO(g)和H2O(g)混合,采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┻M(jìn)行反應(yīng),則平衡時體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為_________(填標(biāo)號)。
A.< B. C.~ D. E.> (3)我國學(xué)者結(jié)合實驗與計算機(jī)模擬結(jié)果,研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程,如圖所示,其中吸附在金催化劑表面上的物種用標(biāo)注。
可知水煤氣變換的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”),該歷程中最大能壘(活化能)E正=_________eV,寫出該步驟的化學(xué)方程式_______________________。
(4)Shoichi研究了467 ℃、489 ℃時水煤氣變換中CO和H2分壓隨時間變化關(guān)系(如下圖所示),催化劑為氧化鐵,實驗初始時體系中的PH2O和PCO相等、PCO2和PH2相等。
計算曲線a的反應(yīng)在30~90 min內(nèi)的平均速率(a)=___________kPamin?1。467 ℃時PH2和PCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是___________、___________。489 ℃時PH2和PCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是___________、___________。
【答案】 (1). 大于 (2). C (3). 小于 (4). (5). COOH+H+H2O===COOH+2H+OH或H2O===H+OH (6). (7). b (8). c (9). a (10). d 【解析】 【分析】 (1)由HCO與CoO反應(yīng)后其氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)判斷二者的傾向大小; (2)根據(jù)三段式以及CO與H2的傾向大小關(guān)系綜合判斷; (3)根據(jù)反應(yīng)物與生成物的相對能量差大小進(jìn)行比較判斷;根據(jù)反應(yīng)物達(dá)到活化狀態(tài)所需能量為活化能以及相對能量差值大小計算并比較最大能壘;根據(jù)最大能壘對應(yīng)的反應(yīng)歷程對應(yīng)的物質(zhì)寫出方程式; (4)根據(jù)圖中曲線a在30~90 min內(nèi)分壓變化量計算平均反應(yīng)速率;先根據(jù)CO與H2的傾向大小關(guān)系判斷CO與H2的含量范圍,然后根據(jù)溫度變化對化學(xué)平衡的影響判斷出在不同溫度下曲線對應(yīng)的物質(zhì)。
【詳解】(1)H2還原氧化鈷的方程式為:H2(g)+CoO(s)Co(s)+H2O(g);CO還原氧化鈷的方程式為:CO(g)+CoO(s)Co(s)+CO2(g),平衡時H2還原體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)()高于CO還原體系中CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(),故還原CoO(s)為Co(s)的傾向是CO大于H2; (2)721 ℃時,在密閉容器中將等物質(zhì)的量的CO(g)和H2O(g)混合,可設(shè)其物質(zhì)的量為1mol,則 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 起始(mol) 1 1 0 0 轉(zhuǎn)化(mol) x x x x 平衡(mol) 1x 1x x x 則平衡時體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=,因該反應(yīng)為可逆反應(yīng),~,故答案為C; (3)根據(jù)水煤氣變換[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]并結(jié)合水煤氣變換的反應(yīng)歷程相對能量可知,CO(g)+H2O(g)的能量()高于CO2(g)+H2(g)的能量(),故水煤氣變換的ΔH小于0;活化能即反應(yīng)物狀態(tài)達(dá)到活化狀態(tài)所需能量,根據(jù)變換歷程的相對能量可知,最大差值為: 其最大能壘(活化能)E正=()eV=;該步驟的反應(yīng)物為COOH+H+H2O===COOH+2H+OH;因反應(yīng)前后COOH和1個H未發(fā)生改變,也可以表述成H2O===H+OH; (4)由圖可知,30~90 min內(nèi)a曲線對應(yīng)物質(zhì)的分壓變化量Δp=()kPa= kPa,故曲線a的反應(yīng)在30~90 min內(nèi)的平均速率(a)== kPamin?1;由(2)~,CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)介于0~,即H2的分壓始終高于CO的分壓,據(jù)此可將圖分成兩部分: 由此可知,a、b表示的是H2的分壓,c、d表示的是CO的分壓,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故升高溫度,平衡逆向移動,CO分壓增加,H2分壓降低,故467 ℃時PH2和PCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是b、c;489 ℃時PH2和PCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是a、d。
【點(diǎn)睛】本題以水煤氣交換為背景,考察化學(xué)反應(yīng)原理的基本應(yīng)用,較為注重學(xué)生學(xué)科能力的培養(yǎng),難點(diǎn)在于材料分析和信息提取,圖像比較新,提取信息能力較弱的學(xué)生,會比較吃力。第(3)問來源于我國化學(xué)工作者發(fā)表在頂級刊物Science中的文章“沉積在αMoC上單層金原子對水煤氣的低溫催化反應(yīng)”,試題以文章中的單原子催化能量變化的理論計算模型為情境,讓學(xué)生認(rèn)識、分析催化吸附機(jī)理及反應(yīng)過程中的能量變化。本題屬于連貫性綜合題目,本題的解題關(guān)鍵在于第(1)問的信息理解與應(yīng)用,若本題的第(1)問判斷錯誤,會導(dǎo)致后續(xù)多數(shù)題目判斷錯誤;第(2)問可以采取特殊值法進(jìn)行賦值并結(jié)合極限法計算,考生若只是考慮到完全轉(zhuǎn)化極限,這是由于對題干的信息應(yīng)用能力不熟練而導(dǎo)致;對于第(4)問中曲線對應(yīng)物質(zhì)的確定需根據(jù)第(1)(2)問得出的相關(guān)結(jié)論進(jìn)行推斷,需先確定物質(zhì)對應(yīng)曲線,然后再根據(jù)勒夏特列原理判讀相關(guān)物質(zhì)的變化。
(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。
[化學(xué)——選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)] ,形成一種稱為拉維斯相的MgCu2微小晶粒,其分散在Al中可使得鋁材的硬度增加、延展性減小,形成所謂“堅鋁”,是制造飛機(jī)的主要村料?;卮鹣铝袉栴}: (1)下列狀態(tài)的鎂中,電離最外層一個電子所需能量最大的是____________(填標(biāo)號)。
A. B. C. D. (2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機(jī)化合物,分子中氮、碳的雜化類型分別是__________、__________。乙二胺能與Mg2+、Cu2+等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子,其原因是__________,其中與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對較高的是__________(填“Mg2+”或“Cu2+”)。
(3)一些氧化物的熔點(diǎn)如下表所示: 氧化物 Li2O MgO P4O6 SO2 熔點(diǎn)/176。C 1570 2800 ? 解釋表中氧化物之間熔點(diǎn)差異的原因__________。
(4)圖(a)是MgCu2的拉維斯結(jié)構(gòu),Mg以金剛石方式堆積,八面體空隙和半數(shù)的四面體空隙中,填入以四面體方式排列的Cu。圖(b)是沿立方格子對角面取得的截圖??梢姡珻u原子之間最短距離x=__________pm,Mg原子之間最短距離y=__________pm。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則MgCu2的密度是__________gcm?3(列出計算表達(dá)式)。
【答案】 (1). A (2). sp3 (3). sp3 (4). 乙二胺的兩個N提供孤對電子給金屬離子形成配位鍵 (5). Cu2+ (6). Li2O、MgO為離子晶體,P4OSO2為分子晶體。晶格能MgO>Li2O,分子間力(分子量)P4O6>SO2 (7). (8). (9). 【解析】 【詳解】(1)A.[Ne]3s1屬于基
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