2020化学人教版选修4作业高考真题汇编解析

高考真题汇编对应学生用书P95一、选择题1．(2018·全国卷Ⅰ)最近我国科学家设计了一种CO2＋H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：①EDTA­Fe2＋－e－===EDTA­Fe3＋②2EDTA­Fe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTA­Fe2＋该装置工作时，下列叙述错误的是()A．阴极的电极反应：CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2OB．协同转化总反应：CO2＋H2S===CO＋H2O＋SC．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D．若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA­Fe3＋/EDTA­Fe2＋，溶液需为酸性答案C解析CO2在ZnO@石墨烯电极上转化为CO，发生得到电子的还原反应，为阴极，电极反应式为CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O，A正确；根据石墨烯电极上发生的电极反应可知①×2＋②即得到H2S－2e－===2H＋＋S，然后与阴极电极反应式相加得总反应式为CO2＋H2S===CO＋H2O＋S，B正确；石墨烯电极为阳极，与电源的正极相连，因此石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯电极上的高，C错误；由于铁离子、亚铁离子均易水解，所以如果采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA­Fe3＋/EDTA­Fe2＋，溶液需为酸性，D正确。2．(2018·全国卷Ⅱ)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na­CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列说法错误的是()A．放电时，ClO－4向负极移动B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2C．放电时，正极反应为：3CO2＋4e－===2CO2－3＋CD．充电时，正极反应为：Na＋＋e－===Na答案D解析放电时是原电池，ClO－4向负极移动，A正确；电池的总反应为3CO2＋4Na2Na2CO3＋C，因此充电时释放CO2，放电时吸收CO2，B正确；放电时是原电池，正极是二氧化碳得到电子转化为碳，反应为：3CO2＋4e－===2CO2－3＋C，C正确；充电时是电解池，正极与电源的正极相连，作阳极，发生失去电子的氧化反应，反应为2CO2－3＋C－4e－===3CO2，D错误。3．(2018·全国卷Ⅲ)一种可充电锂－空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列说法正确的是()A．放电时，多孔碳材料电极为负极B．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C．充电时，电解质溶液中Li＋向多孔碳材料区迁移D．充电时，电池总反应为Li2O2－x===2Li＋1－x2O2答案D解析放电时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处发生得电子的还原反应，所以多孔碳材料电极为正极，A错误。因为多孔碳材料电极为正极，外电路电子应该由锂电极流向多孔碳材料电极(由负极流向正极)，B错误。充电和放电时电池中离子的移动方向相反，放电时，Li＋向多孔碳材料电极移动，充电时向锂电极移动，C错误。根据图示和上述分析，可知放电时，电池的正极反应是O2与Li＋得电子转化为Li2O2－x，电池的负极反应是单质Li失电子转化为Li＋，所以总反应为：2Li＋1－x2O2===Li2O2－x，充电时的反应与放电时的反应相反，所以充电时，电池总反应为Li2O2－x===2Li＋1－x2O2，D正确。4．(2018·全国卷Ⅲ)用0．100mol·L－1AgNO3滴定50．0mL0．0500mol·L－1Cl－溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是()A．根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10－10B．曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp(AgCl)C．相同实验条件下，若改为0．0400mol·L－1Cl－，反应终点c移到aD．相同实验条件下，若改为0．0500mol·L－1Br－，反应终点c向b方向移动答案C解析选取横坐标为50mL的点，此时向50mL0．0500mol·L－1的Cl－溶液中，加入了50mL0．100mol·L－1的AgNO3溶液，所以计算出此时溶液中过量的Ag＋浓度为0．025mol·L－1(按照银离子和氯离子1∶1的比例沉淀，同时不要忘记溶液体积变为原来的2倍)，由图示得到此时Cl－的浓度约为1×10－8mol·L－1(实际稍小)，所以Ksp(AgCl)约为0．025×10－8＝2．5×10－10，所以其数量级为10－10，A正确。由于Ksp(AgCl)极小，所以向溶液滴加硝酸银就会有沉淀析出，溶液一直是氯化银的饱和溶液，所以曲线上各点的溶液均满足c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp(AgCl)，B正确。滴定的过程是用硝酸银滴定氯离子，所以滴定的终点应该由原溶液中氯离子的物质的量决定，将50mL0．0500mol·L－1的Cl－溶液改为50mL0．0400mol·L－1的Cl－溶液，此时溶液中的氯离子的物质的量是原来的0．8倍，所以滴定终点需要加入的硝酸银的量也是原来的0．8倍，因此应该由c点的25mL变为25mL×0．8＝20mL，而a点对应的是15mL，C错误。卤化银从氟化银到碘化银的溶解度逐渐减小，所以Ksp(AgCl)大于Ksp(AgBr)，将50mL0．0500mol·L－1的Cl－溶液改为50mL0．0500mol·L－1的Br－溶液，这是将溶液中的氯离子换为等物质的量的溴离子，因为银离子和氯离子或溴离子都是按比例1∶1沉淀的，所以滴定终点的横坐标不变，但是因为溴化银更难溶，所以终点时，溴离子的浓度应该比终点时氯离子的浓度更小，所以有可能由点c向b方向移动，D正确。5．(2018·北京高考)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。下列说法不正确的是()A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%B．CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂C．①→②放出能量并形成了C—C键D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率答案D解析根据图示可知，CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH，总反应为CH4＋CO2――→催化剂CH3COOH，只有CH3COOH一种生成物，原子利用率为100%，A正确；CH4在①过程中，有1个C—H键发生断裂，B正确；根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量，对比①和②，①→②形成C—C键，C正确；催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高反应物的平衡转化率，D错误。6．(2018·天津高考)下列叙述正确的是()A．某温度下，一元弱酸HA的Ka越小，则NaA的Kh(水解常数)越小B．铁管镀锌层局部破损后，铁管仍不易生锈C．反应活化能越高，该反应越易进行D．不能用红外光谱区分C2H5OH和CH3OCH3答案B解析根据“越弱越水解”的原理，HA的Ka越小，代表HA越弱，所以A－的水解越强，应该是NaA的Kh(水解常数)越大，A错误。铁管镀锌层局部破损后，形成锌铁原电池，因为锌比铁活泼，所以锌为负极，对正极铁起到了保护作用，延缓了铁管的腐蚀，B正确。反应的活化能越高，该反应进行的应该是越困难(可以简单理解为需要“翻越”的山峰越高，“翻越”越困难)，C错误。红外光谱是用来检测有机物中的官能团或特定结构的，C2H5OH和CH3OCH3的官能团不同，所以可以用红外光谱区分，D错误。7．(2018·北京高考)测定0．1mol·L－1Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH，数据如下。时刻①②③④温度/℃25304025pH9．669．529．379．25实验过程中，取①④时刻的溶液，加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验，④产生白色沉淀多。下列说法不正确的是()A．Na2SO3溶液中存在水解平衡：SO2－3＋H2OHSO－3＋OH－B．④的pH与①不同，是由于SO2－3浓度减小造成的C．①→③的过程中，温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致D．①与④的Kw值相等答案C解析Na2SO3属于强碱弱酸盐，SO2－3存在水解平衡：SO2－3＋H2OHSO－3＋OH－、HSO－3＋H2OH2SO3＋OH－，A正确；取①④时刻的溶液，加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验，④产生白色沉淀多，说明实验过程中部分Na2SO3被氧化成Na2SO4，①与④温度相同，④与①对比，SO2－3浓度减小，④的pH小于①，即④的pH与①不同，是由于SO2－3浓度减小造成的，B正确；盐类水解为吸热过程，①→③的过程升高温度，SO2－3水解平衡正向移动，c(SO2－3)减小，水解平衡逆向移动，温度和浓度对水解平衡移动方向的影响相反，C错误；D项，Kw只与温度有关，①与④温度相同，Kw值相等。8．(2017·全国卷Ⅰ)常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是()A．Ka2(H2X)的数量级为10－6B．曲线N表示pH与lgcHX－cH2X的变化关系C．NaHX溶液中c(H＋)c(OH－)D．当混合溶液呈中性时，c(Na＋)c(HX－)c(X2－)c(OH－)＝c(H＋)答案D解析由H2XH＋＋HX－可知：Ka1＝cH＋·cHX－cH2X，则c(H＋)＝Ka1·cH2XcHX－，等式两边同取负对数可得：pH1＝－lgKa1＋lgcHX－cH2X。同理，由HX－H＋＋X2－可得：pH2＝－lgKa2＋lgcX2－cHX－。因1＞Ka1≫Ka2，则－lgKa1＜－lgKa2。当lgcHX－cH2X＝lgcX2－cHX－时，有pH1＜pH2，故曲线N表示pH与lgcHX－cH2X的变化关系，曲线M表示pH与lgcX2－cHX－的变化关系，B项正确。由曲线M可知，当pH＝4．8时，lgcX2－cHX－≈－0．6，由pH2＝－lgKa2＋lgcX2－cHX－可得：lgKa2≈－0．6－4．8＝－5．4，Ka2＝10－5．4＝100．6×10－6，故Ka2的数量级为10－6，A项正确。NaHX溶液中，cX2－cHX－＜1，则lgcX2－cHX－＜0，此时溶液pH＜5．4，溶液呈酸性，所以c(H＋)＞c(OH－)，C项正确。由以上分析可知，当lgcX2－cHX－＝0，即c(X2－)＝c(HX－)时溶液呈酸性，故当溶液呈中性时，c(Na2X)＞c(NaHX)，溶液中各离子浓度大小关系为c(Na＋)＞c(X2－)＞c(HX－)＞c(OH－)＝c(H＋)，D项错误。9．(2017·全国卷Ⅲ)在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl－会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl－。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是()A．Ksp(CuCl)的数量级为10－7B．除Cl－反应为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuClC．加入Cu越多，Cu＋浓度越高，除Cl－效果越好D．2Cu＋===Cu2＋＋Cu平衡常数很大，反应趋于完全答案C解析A对：当－lgcCl－mol·L－1＝0时，lgcCu＋mol·L－1约为－7，即c(Cl－)＝1mol·L－1，c(Cu＋)＝10－7mol·L－1，因此Ksp(CuCl)的数量级为10－7。B对：分析生成物CuCl的化合价可知，Cl元素的化合价没有发生变化，Cu元素由0价和＋2价均变为＋1价，因此参加该反应的微粒为Cu、Cu2＋和Cl－，生成物为CuCl，则反应的离子方程式为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl。C错：铜为固体，用量改变平衡不移动，即Cu的量对除Cl－效果无影响。D对：2Cu＋===Cu2＋＋Cu的平衡常数K＝cCu2＋c2Cu＋，可取图像中的c(Cu＋)＝c(Cu2＋)＝1×10－6mol