2022年山東省青島二中自主招生化學試卷

一、?項目A新能源：用清潔能源代替目前使用最廣泛的化石能源可以有效地降低碳排放?，F(xiàn)階段比較成熟的技術(shù)有燃料電池、鋰電池等。

• 1．目前最理想的燃料電池燃料是氫氣：
  Ⅰ.某興趣小組總結(jié)了一些制備氫氣的方法：
  （1）以酸溶液為原料：Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑；
  （2）以水（或中性水溶液）為原料：
  ①水的光分解；
  ②Mg與熱水緩慢反應：Mg+2H₂O

  △

  Mg（OH）₂+H₂↑；
  ③H₂O與焦炭在高溫下生成兩種可燃性氣體，請寫出該反應的化學方程式

   

  ；
  ④NH₃BH₃+2H₂O═NH₄BO₂+3H₂↑，已知該反應中B元素化合價沒有變化，則NH₃BH₃分子中6個H原子的化合價之和為

   

  。
  （3）以堿溶液為原料：
  ①Si+H₂O+2NaOH═Na₂SiO₃+2H₂↑；
  ②2Al+6H₂O+2NaOH═2X+3H₂↑，則X的化學式為

   

  ；
  a.將鐵、鋁、硅三種單質(zhì)均勻混合，并分成兩等份。第一份加入足量鹽酸充分反應，第二份加入足量的氫氧化鈉溶液充分反應，二者生成等量的氫氣，則混合物中，鐵與硅的質(zhì)量比為

   

  ；
  b.把鋁粉和Fe₃O₄粉末均勻混合，并分成兩等份。第一份在高溫下發(fā)生置換反應且恰好完全反應，然后用足量鹽酸與生成物充分反應；第二份直接加入足量的氫氧化鈉溶液充分反應，則前后兩種情況下生成的氫氣分子的個數(shù)比為

   

  。
  （4）以鹽溶液為原料：
  ①酸性鹽溶液：Zn+2NaHSO₄═ZnSO₄+Na₂SO₄+H₂↑；
  ②堿性鹽溶液：某興趣小組在查閱資料時發(fā)現(xiàn)鎂條與某些碳酸氫鹽溶液也能生成氫氣。進而進行了探究：
  

  實驗操作	實驗現(xiàn)象
  向30mL1mol?L-1NaHCO3溶液中加入長3cm的鎂條	持續(xù)快速產(chǎn)生大量氣泡，溶液略顯渾濁

  經(jīng)探究得到結(jié)論如下：
  結(jié)論一：反應產(chǎn)生的氣體有H₂和CO₂。
  結(jié)論二：反應過程中，溶液的堿性越來越強。
  請回答下列問題：
  a.該實驗中產(chǎn)生CO₂的原因為

   

  （用化學方程式表示）。
  b.根據(jù)以上信息，可合理推測實驗中產(chǎn)生CO₂的速率會逐漸變

   

  （填“快”或“慢”）。
  Ⅱ.一些制氫方案會產(chǎn)生有毒氣體CO，可通過CO傳感器監(jiān)測其含量，工作原理為2CO+O₂═2CO₂，示意圖如圖所示：
  
  提示：如圖裝置，利用有元素化合價變化的反應產(chǎn)生電流。
  失電子，元素化合價升高；電子不能通過溶液；電子流出極為負極。
  請回答下列問題：
  （1）通入CO的一極為

   

  （填“正”或“負”）極，溶液中H⁺移向

   

  （填“A”或“B”）極。
  （2）利用如圖所示裝置的相關原理可防止鐵的腐蝕，如圖中M的電極材料可選擇

   

  （填選項）。
  ?
  A.Zn
  B.Cu
  C.Ag
  D.Au
  （3）汽車尾氣中的主要污染物為CO和NO，二者可在尾氣管中的三元催化器內(nèi)發(fā)生反應，轉(zhuǎn)化為無污染的氣體。請寫出對應的化學方程式

   

  。
  組卷：103引用：1難度：0.1

  解析

• 2．工業(yè)上大規(guī)模制氫氣會產(chǎn)生大量的CO，為探索將碳固定在化工產(chǎn)品中而不是作為燃料直接使用的方案，某同學在實驗室里利用Cl₂和CO合成光氣（COCl₂，一種重要的有機合成中間體）并進行相關檢測。（已知：COCl₂的熔點為-118℃，沸點為8.2℃，遇水極易反應產(chǎn)生HCl及CO₂。）
  Ⅰ.實驗室制備光氣的裝置如圖所示：
  
  （1）儀器A在使用前需要進行的操作是

   

  。
  （2）飽和NaCl溶液可除去中的雜質(zhì)氣體HCl。應將飽和NaCl溶液盛放于洗氣瓶

   

  （填“C”或“D”）中。
  （3）E處加熱裝置需要維持在210℃左右，則應使用

   

  （填“水浴”或“沙浴”）對三頸燒瓶進行加熱。
  （4）如何快速簡便地分離I處逸出的混合氣體中的COCl₂？

   

  。
  （5）G處發(fā)生甲酸分解反應：HCOOH

  濃

  H

  2

  S

  O

  4

  70

  ～

  170

  ℃

  CO+H₂O
  在實驗過程中，只需在實驗開始時將H中的部分濃硫酸快速滴加到G中，并不需要額外的加熱裝置，請解釋原因

   

  。
  （6）輕輕搖動G裝置，發(fā)現(xiàn)F中產(chǎn)生氣泡的速率有所加快，請解釋原因

   

  。
  （7）某同學用如圖所示儀器設計了一個實驗裝置，實現(xiàn)CO與CuO的反應并檢驗氣體產(chǎn)物，用字母表示其合理的連接順序

   

  。
  ?
  Ⅱ.為測定混合氣體中光氣的百分含量，某同學進行了如下所示操作：
  ag混合氣體

  通入

  足量Ca（OH）₂溶液

  過濾

  ①

  bgCaCO₃固體
  （1）①處進行的操作為

   

  。
  （2）混合氣體中光氣的百分含量為（用含a、b的式子表示）

   

  。
  （3）有同學發(fā)現(xiàn)用Ba（OH）₂溶液代替Ca（OH）₂ 溶液進行實驗，測定結(jié)果更準確，請解釋

   

  。
  組卷：85引用：1難度：0.3

  解析

二、項目B碳捕捉：“碳捕捉技術(shù)”是指通過一定的方法將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的分離出來并利用。

• 5．某興趣小組對于現(xiàn)有碳捕捉技術(shù)進行了研究學習。
  Ⅰ.（1）利用NaOH溶液來“捕捉”CO₂的基本過程如圖所示（部分條件及物質(zhì)未標出）。在流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)有

   

  、

   

  （均填化學式）。
  ?
  （2）地球上最高效的碳捕捉過程就是葉綠素催化的光合作用，請寫出光合作用合成葡萄糖（C₆H₁₂O₆）的化學方程式

   

  。葡萄糖是生物體內(nèi)的主要供能物質(zhì)，具有良好的水溶性。20℃時，甲、乙兩份葡萄糖飽和溶液的質(zhì)量分別為200g和300g,在下列條件中，析出晶體質(zhì)量相同的為

   

  （填選項）。
  A.兩份溶液都降溫至10℃
  B.甲溶液降溫至10℃，乙溶液降溫至0℃
  C.兩份溶液都蒸發(fā)掉20g水
  D.甲溶液蒸發(fā)掉30g水，乙液蒸發(fā)掉20g
  Ⅱ.近期，我國科學家在實驗室中成功用二氧化碳合成了淀粉，反應速率大小是評價該研究成果的重要依據(jù)。為探究影響反應速率的因素，某同學在實驗室中尋找合適試劑進行實驗。
  （1）為比較Fe³⁺和Cu²⁺對H₂O₂分解的催化效果，設計了如圖所示實驗：
  ?
  若該實驗中反應速率①＞②，能否說明Fe³⁺對H₂O₂分解的催化效果一定比Cu²⁺好？給出你的判斷并簡要說明理由

   

  。
  （2）丙酮的碘代反應CH₃COCH₃+I₂→CH₃COCH₂I+HI的速率方程為v=k[c（CH₃COCH₃）]^m[c（I₂）]ⁿ（其中v為反應速率，k為速率常數(shù)，c（X）為反應物X的濃度），其半衰期（當剩余反應物恰好是起始的一半時所需的時間）為0.7/k。改變反應物濃度時，反應的瞬時速率如表所示：
  

  c（CH3COCH3）/mol?L-1	c（I2）/mol?L-1	v/10-3mol?L-1?min-1
  0.25	0.050	1.4
  0.50	0.05	2.8
  1	0.05	5.6
  0.5	0.10	2.8

  ①該反應的速率常數(shù)k的數(shù)值為

   

  。
  ②在過量的I₂存在時，反應掉87.5%的CH₃COCH₃所需的時間是

   

  min。
  組卷：50引用：1難度：0.2

  解析

三、項目C追根溯源：在“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定應用”的指導下，為深入理解在研究學習過程中接觸到

• 6．元素是具有相同質(zhì)子數(shù)的一類原子的總稱，而同一種元素的幾種中子數(shù)不同的原子互為同位素，如氫元素具有三種同位素

  1

  1

  H

  、

  2

  1

  H

  、

  3

  1

  H

  （左下角的數(shù)字為原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)；左上角的數(shù)字為原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和，即該原子的相對原子質(zhì)量）某些同位素可以發(fā)生核反應，生成新的原子，如在恒星中常見的核聚變反應：
  

  2

  1

  H

  +

  3

  1

  H

  →

  4

  2

  H

  e+₀¹n（1n為中子）。該反應可釋放大量的能量，因而如何在可控條件下利用該反應成為當下解決人類社會能源問題的一個焦點。
  （1）科學家使

  4

  2

  H

  e與Be的一種同位素發(fā)生核反應，制得一個中子和一個

  12

  6

  C

  原子，請仿照上式寫出該核聚變反應的反應式（注意反應前后質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的守恒）

   

  。
  （2）一些同位素具有放射性，會發(fā)生β衰變。其原子核內(nèi)的一個中子會釋放出一個電子_-1⁰e,該原子核轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子數(shù)多一個的另一種元素的原子核。由于放射性可以被檢測到，這類同位素常被用來“示蹤”，以驗證反應中原子的轉(zhuǎn)移，常用的有

  14

  6

  C

  ，

  18

  8

  O

  等。請寫出

  14

  6

  C

  發(fā)生這類衰變反應得到的原子是

   

  （以類似“

  14

  6

  C

  ”形式表示）。
  （3）碳元素常見的同位素有

  12

  6

  C

  、

  13

  6

  C

  、

  14

  6

  C

  ，氧元素常見的同位素有

  16

  8

  O

  、

  17

  8

  O

  、

  18

  8

  O

  。由不同的同位素組成的CO共有

   

  種；CH₄可能有

   

  種相對分子質(zhì)量。
  （4）元素的性質(zhì)主要由原子核外最外層電子數(shù)決定。若兩個分子或離子所含的原子總數(shù)、各原子最外層電子數(shù)之和均相等（注意離子電荷的影響），則它們互為等電子體，具有類似的結(jié)構(gòu)，例如CH₄與

  NH

  +

  4

  。寫出一種與CO互為等電子體的分子（寫化學式）

   

  ；下列選項中與

  CO

  2

  -

  3

  結(jié)構(gòu)不相似的為

   

  （填選項）。
  A.SO₃
  B.

  NO

  -

  3

  
  C.

  SO

  2

  -

  3

  
  D.BF₃
  （5）氯元素有兩種同位素。CCl₄的分子結(jié)構(gòu)為如圖所示的正四面體，碳原子位于正四面體的中心。則含

  12

  6

  C

  的CCl₄分子一共有

   

  種。
  
  （6）一些固體結(jié)構(gòu)中存在重復排列的結(jié)構(gòu)單元。在二維層面重復單元為平行四邊形，沿平行四邊形的邊所在直線方向平移它的邊長距離，則結(jié)構(gòu)完全重合，如圖1所示。請在圖2中畫出面積最小的重復單元。
  
  （7）在三維層面上，重復單元常為立方體，每個立方體頂點上的原子被8個立方體共用，棱上的被4個立方體共用，面上的被2個立方體共用（提示：一個原子被N個重復單元共用，則每個重復單元實際占有該原子的N分之一）。尖晶石為一類混合金屬氧化物，重復單元如圖所示，請寫出尖晶石中Mg、Al、O的原子個數(shù)比

   

  。
  
  （8）某固體的重復結(jié)構(gòu)單元如圖所示。沿體對角線方向看下去，淺色原子的分布如圖a所示。請在圖b中用“●”表示出深色原子的位置。
  
  組卷：200引用：1難度：0.1

  解析