精品解析：2024届河南省郑州外国语学校高三下学期最后一卷理科综合试题-高中化学

2024届高考理科综合最后一卷理科综合(全国卷版) 化学 一、选择题： 1. 化学与人类社会文明、生产生活实践、环境等密切相关，下列说法错误的是 A. 毕昇发明的“活字印刷术”所使用的泥活字由黏土制成，其主要成分为铝硅酸盐 B. 过氧化尿素可用作动物毛发的漂白剂，也可用作鱼塘的增氧剂 C. 港珠澳大桥的钢管复合桩表面的熔融结合环氧树脂涂料属于新型无机非金属材料 D. 研究表明光化学烟雾污染与太阳辐射强度等有关，因而傍晚时，光化学烟雾污染会减弱 2. K.BarrySharpless等因在点击化学和生物正交化学研究方面的贡献获得2022年诺贝尔化学奖。叠氮—炔点击化学反应可用下图表示。 下列说法正确的是 A. 该反应属于取代反应 B. Ⅱ分子中所有原子均处于同一平面 C. 反应过程中有极性键断裂和非极性键形成 D. Ⅲ的分子式为 3. 一种高性能电池的电解质由原子序数依次增大的短周期主族元素R、W、X、Y、Z、M组成，W为一种常用于制造电池的金属元素且R、W同主族，化学式为的物质是离子化合物，的结构如图所示。下列说法正确的是 A. 简单离子半径：Y<Z<M B. W和Z可以形成多种原子个数比为1：1的化合物 C. 氢化物的沸点：X<Y D. Y和M的最高价氧化物对应的水化物均为强酸 4. 下列离子方程式书写错误的是 A. 向硫化钠溶液中通入足量二氧化硫： B. 已知酸性：，将少量通入溶液中： C. 用盐酸处理铜器表面的铜锈： D. 利用与制备沉淀： 5. 溴化铝常用作催化剂和溴化剂，沸点为，易潮解。实验室制备少量的装置(夹持、加热和尾气处理装置略去)和步骤如下(操作、、均是对止水夹的控制)： ①按如图所示安装仪器，检查气密性，添加药品。 ②进行操作，由口通入一段时间后，进行操作。 ③将液溴滴入中充分反应。 ④进行操作，由口通入，控制温度加热，由接收产品。 下列说法错误的是 A. 实验所用铝粉和液溴均需事先干燥 B. 步骤④通入有利于提高产品产率 C. 中产品可由氨水通过沉淀法测定纯度 D. 操作为打开、关闭，操作为关闭 6. 利用双极膜电渗析法电解食盐水可获得和，其工作原理如图所示，已知在直流电的作用下，双极膜中的解离成和。下列有关说法错误的是 A. 极为负极 B. 极的电极反应式为 C. 工作一段时间后，极附近溶液的明显变小 D. 若所得大于，说明阳极可能发生反应 7. 常温下，分别向一元酸溶液、溶液、溶液中滴加溶液，随的变化关系如图所示。已知：表示或或，，。下列说法正确的是 A. 是离子化合物但含有共价键；时，溶液中 B. 点溶液中微粒有、、、、、 C. 曲线Ⅱ对应的溶液，点水的电离程度比点的小 D. 常温下，一元酸的电离平衡常数的数量级为 二、非选择题 8. 草酸钴在化学中应用广泛，可用于制备催化剂等。以钴矿[主要成分为、、，含少量的、、、、等]为原料制取草酸钴晶体的工艺流程如图所示。 回答下列问题： （1）位于元素周期表中第___________周期第___________族 （2）浸出渣的主要成分是___________(填化学式)。“浸取”时发生反应的化学方程式为___________。 （3）“氧化”过程中消耗的量明显偏高的原因是___________(用化学方程式表示)。 （4）取“调节”后所得滤液，将调至9.4，可得到沉淀，在空气中煅烧该沉淀得到的化学方程式为___________。 （5）“提纯”分为萃取和反萃取两步进行。向除杂后的溶液中加入某有机酸萃取剂发生反应当溶液处于一定范围内时，测得萃取率随溶液的增大而增大，其原因是___________。反萃取时，应加入___________。 （6）取草酸钴晶体，在空气中加热至恒重，得到和的混合物，则该混合物中的质量为___________。 9. 某学习小组为探究化合物[化学式为]的性质，设计并完成如下实验： I．取少量固体，加入稀盐酸，固体溶解，有无色气体逸出，且生成蓝色溶液。 Ⅱ．取固体，按如图装置进行实验(夹持装置略，装置和中为常见药品)： 充分反应后，停止加热，冷却至室温，称得石英管中余下残渣，装置c增重； Ⅲ．将Ⅱ中残渣B加入到水中，部分溶解，离心分离出红色固体(单一成分)，向溶解液中继续加水至得到溶液； IV．测定溶液的，再取溶液加入足量的稀硫酸，得到白色沉淀。 V．将红色固体溶于稀硝酸得到蓝色溶液，加入过量的氨水生成深蓝色溶液。 回答下列问题： （1）步骤Ⅱ中： ①装置用石英管，而不用普通玻璃管的原因是___________，装置中的前段和后段分别盛有一种试剂，有检测气体产物中某一成分的作用，装置中盛放药品的方法是___________；装置的作用是___________。 ②停止加热后的实验操作是___________。 （2）步骤Ⅲ中向溶解液继续加水至得到溶液时，一定未用到下列仪器中的___________(填名称)。 （3）步骤IV测定溶液的的实验操作是___________；溶液是___________(填“单一溶质”或“混合溶质”)，理由是___________。 （4）步骤V中红色固体溶于稀硝酸发生反应的离子方程式是___________。 （5）中z：w=___________。 10. 甲烷化是实现“碳中和”“碳达峰”的有效手段。该过程的总反应为，此反应可理解为分两步完成，反应过程如下： ①； ② 回答下列问题： （1）甲烷化的技术核心是催化剂的选择。图甲是两种不同催化剂条件下反应相同时间，转化率和选择性随温度的变化。 对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂是___________，使用的合适温度为___________。 （2）在某温度下，向恒容密闭容器中充入和，初始压强为，反应经达到平衡，此时，，则总反应的___________。该温度下反应①的___________(用平衡分压代替平衡浓度)；在该平衡体系，若保持温度不变压缩容器的容积，的物质的量___________(填“增加”“减小”或“不变”)。 （3）为研究反应过程的热效应，一定温度范围内对上述反应的平衡常数进行计算，得的线性关系如图乙。则温度下___________。 （4）恒压、时，和按物质的量之比投料，经图丙的反应过程(主要产物已标出)可实现的高效转化。 ①下列说法正确的是___________(填序号)。 A．可循环利用，不可循环利用 B．过程ii吸收可促使氧化反应的平衡正向移动 C．过程ii产生的最终未被吸收，在过程ⅲ被排出 ②过程ii平衡后通入，保持恒压条件，测得一段时间内物质的量上升，根据过程iii，结合平衡移动原理，解释物质的量上升的原因：___________。 [化学——选修3：物质结构与性质] 11. 某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收溶液的有机高聚物(结构片段如图所示)作固态电解质，其电池总反应为，电池结构如图所示。 回答下列问题： （1）如图所示几种含碳物质中，不与碳纳米管互为同素异形体的是___________(填名称，下同)，存在分子间作用力的是___________；属于共价晶体的是___________。 （2）中的化合价是_________，有机高聚物中C的杂化方式为__________。 （3）键中离子键成分的百分数小于键，原因是___________。的第二电离能___________(填“大于”或“小于”)。 （4）一种新型稀磁半导体的立方晶胞结构如图所示。 ①m=___________，n=___________。 ②已知为阿伏加德罗常数的值，的摩尔质量为，晶体密度为。该晶体中原子与原子之间的最短距离为___________nm(列出计算式)。 [选修5—有机化学基础] 12. 天然产物F具有抗肿瘤、镇痉等生物活性，可通过以下路线合成： 已知：。 回答下列问题： （1）若X是不饱和羧酸，则其化学名称是___________；B分子中碳原子的杂化轨道类型有___________种。 （2）C中含氧官能团名称为___________。 （3）C转变为D的化学方程式为___________，反应类型为___________。 （4）D→E反应生成的副产物分子式为，其结构简式为___________。 （5）在A的同分异构体中，同时满足下列条件的共有___________种(不考虑立体异构)。 ①能与溶液发生显色反应； ②两个取代基处于苯环对位； ③不含醚键。 其中，核磁共振氢谱显示为6组峰，且峰面积比为的同分异构体的结构简式为___________。 （6）设计由和制备的合成路线________(无机试剂任选)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024届高考理科综合最后一卷理科综合(全国卷版) 化学 一、选择题： 1. 化学与人类社会文明、生产生活实践、环境等密切相关，下列说法错误的是 A. 毕昇发明的“活字印刷术”所使用的泥活字由黏土制成，其主要成分为铝硅酸盐 B. 过氧化尿素可用作动物毛发的漂白剂，也可用作鱼塘的增氧剂 C. 港珠澳大桥的钢管复合桩表面的熔融结合环氧树脂涂料属于新型无机非金属材料 D. 研究表明光化学烟雾污染与太阳辐射强度等有关，因而傍晚时，光化学烟雾污染会减弱 【答案】C 【解析】 【详解】A．“泥活字”的原料为黏土，黏土的主要成分为铝硅酸盐，A正确； B．过氧化尿素的化学式为，其中有强氧化性且分解可得到氧气，故可以作漂白剂和增氧剂，B正确； C．钢管复合桩表面的熔融结合环氧树脂涂料属于有机高分子材料，C错误； D．光化学烟雾是大量聚集在空气中的氮氧化合物、碳氢化合物在太阳辐射下，与空气中其他成分发生化学作用而产生的有毒气体、白日太阳辐射强度较强，傍晚太阳辐射强度较弱，因而傍晚时光化学烟雾污染的程度会有所下降，D正确； 故选C。 2. K.BarrySharpless等因在点击化学和生物正交化学研究方面的贡献获得2022年诺贝尔化学奖。叠氮—炔点击化学反应可用下图表示。 下列说法正确的是 A. 该反应属于取代反应 B. Ⅱ分子中所有原子均处于同一平面 C. 反应过程中有极性键断裂和非极性键形成 D. Ⅲ的分子式为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据图示可知，该反应属于加成反应，A错误； B．苯环及与苯环直接相连的原子共平面、碳碳三键及两端的原子共线，则Ⅱ分子中所有原子均处于同一平面，B正确； C．反应过程中有非极性键（键和键）断裂和极性键（键）形成，C错误； D．由Ⅲ的结构可知、其分子式为，D错误； 故选B。 3. 一种高性能电池的电解质由原子序数依次增大的短周期主族元素R、W、X、Y、Z、M组成，W为一种常用于制造电池的金属元素且R、W同主族，化学式为的物质是离子化合物，的结构如图所示。下列说法正确的是 A 简单离子半径：Y<Z<M B. W和Z可以形成多种原子个数比为1：1的化合物 C. 氢化物的沸点：X<Y D. Y和M的最高价氧化物对应的水化物均为强酸 【答案】D 【解析】 【分析】由结构可知，M为Cl，Z为O，W为一种常用于制造电池的金属元素且R、W同主族，则W为Li，R为H，X、Y分别为C和N。 【详解】A．、形成的简单离子、属于电子层结构相同而核电荷数不同的离子，依据“序大径小”的原则，，A错误； B．和元素只能形成一种原子个数比为的化合物，即，B错误； C．元素的氢化物不止一种，还有其他烃类物质，元素的氢化物有利，高级烃（常温下呈固态）的沸点高于和，C错误； D．和元素的最高价氧化物对应水化物分别为和，均为强酸，D正确； 故选D。 4. 下列离子方程式书写错误的是 A. 向硫化钠溶液中通入足量二氧化硫： B. 已知酸性：，将少量通入溶液中： C. 用盐酸处理铜器表面的铜锈： D. 利用与制备沉淀： 【答案】C 【解析】 【详解】A．向硫化钠溶液中通入足量二氧化硫，溶液变浑浊且生成亚硫酸氢钠，离子方程式为，故A正确； B．由于的大于的小于的，因此将少量通入溶液中生成和，离子方程式为，故B正确； C．铜锈的主要成分是碱式碳酸铜，不是氧化铜，正确的离子方程式，故C错误； D．向溶液中加入溶液得到沉淀，离子方程式为，故D正确； 故选C。 5. 溴化铝常用作催化剂和溴化剂，沸点为，易潮解。实验室制备少量的装置(夹持、加热和尾气处理装置略去)和步骤如下(操作、、均是对止水夹的控制)： ①按如图所示安装仪器，检查气密性，添加药品。 ②进行操作，由口通入一段时间后，进行操作。 ③将液溴滴入中充分反应。 ④进行操作，由口通入，控制温度为加热，由接收产品。 下列说法错误的是 A. 实验所用铝粉和液溴均需事先干燥 B. 步骤④通入有利于提高产品产率 C. 中产品可由氨水通过沉淀法测定纯度 D. 操作为打开、关闭，操作为关闭 【答案】D 【解析】 【分析】本题利用铝粉和液溴制备少量，首先安装仪器，检查气密性，添加药品，打开、，从口通入一段时间以排尽装置中的空气，然后关闭、，三颈烧瓶中发生制备产品的反应、充分反应后，操作为打开、，蒸馏并用e接收产品。 【详解】A．溴化铝易潮解，故实验所用铝粉和液溴均需事先干燥，A说法正确； B．步骤④通入可将残留在装置中的产品充分吹入接收器中，有利于提高产品产率，B说法正确； C．称取一定量，与足量氨水反应生成氢氧化铝沉淀、过滤、洗涤、干燥、称量，可通过沉淀质量计算质量、进一步计算纯度，C说法正确； D．由实验原理和操作目的可知、操作为打开、，从口通入一段时间以排尽装置中的空气、操作为关闭，三颈烧瓶中发生制备产品的反应、充分反应后，操作为打开、，蒸馏并用e接收产品，D说法错误； 故选D。 6. 利用双极膜电渗析法电解食盐水可获得和，其工作原理如图所示，已知在直流电的作用下，双极膜中的解离成和。下列有关说法错误的是 A. 极为负极 B. 极的电极反应式为 C. 工作一段时间后，极附近溶液的明显变小 D. 若所得大于，说明阳极可能发生反应 【答案】C 【解析】 【分析】由离子移动方向可知，M为阳极，N为阴极。 【详解】A．由极上被还原成知极为阴极，极为负极，正确； B．极的电极反应式为，B正确； C．极的电极反应式为，由上述反应可知，双极膜中提供的与极消耗的的量相等，工作一段时间后，极附近溶液无明显变化，C错误； D．当只发生反应时，产物中，若出现，根据电路中转移电子数处处相等，说明阳极除了放电产生外、还可能放电产生，D正确； 故选C。 7. 常温下，分别向一元酸溶液、溶液、溶液中滴加溶液，随的变化关系如图所示。已知：表示或或，，。下列说法正确的是 A. 是离子化合物但含有共价键；时，溶液中 B. 点溶液中微粒有、、、、、 C. 曲线Ⅱ对应的溶液，点水的电离程度比点的小 D. 常温下，一元酸的电离平衡常数的数量级为 【答案】D 【解析】 【详解】A．中既有离子键又有共价键，共价键来自硫酸根离子；时、溶液中存在电荷守恒，又，则可知，A错误； B．点溶液的，，，，则曲线I表示与的关系，同理可得曲线Ⅱ表示与的关系，曲线Ⅲ表示与的关系，B错误； C．水解溶液显酸性，促进水的电离，随着的加入，对水的电离的促进程度减小，故点水的电离程度比点的大，C错误； D．根据点坐标（4.8，0）来算，则，，的数量级为，D正确； 故选D。 二、非选择题 8. 草酸钴在化学中应用广泛，可用于制备催化剂等。以钴矿[主要成分为、、，含少量的、、、、等]为原料制取草酸钴晶体的工艺流程如图所示。 回答下列问题： （1）位于元素周期表中第___________周期第___________族。 （2）浸出渣主要成分是___________(填化学式)。“浸取”时发生反应的化学方程式为___________。 （3）“氧化”过程中消耗的量明显偏高的原因是___________(用化学方程式表示)。 （4）取“调节”后所得滤液，将调至9.4，可得到沉淀，在空气中煅烧该沉淀得到的化学方程式为___________。 （5）“提纯”分为萃取和反萃取两步进行。向除杂后的溶液中加入某有机酸萃取剂发生反应当溶液处于一定范围内时，测得萃取率随溶液的增大而增大，其原因是___________。反萃取时，应加入___________。 （6）取草酸钴晶体，在空气中加热至恒重，得到和的混合物，则该混合物中的质量为___________。 【答案】（1） ①. 四 ②. Ⅷ （2） ①. ②. （3） （4） （5） ①. 溶液增大，减小，萃取反应平衡向正反应方向移动 ②. 稀硫酸 （6）12.05 【解析】 【分析】钴矿中加入Na2SO3、稀硫酸浸取，浸出液中主要含有Al3+、Fe2+、Co2+、Mn2+和离子，则Co、Co(OH)2、Al2O3、CuO、FeO都和稀硫酸反应生成硫酸盐，MnO2被还原为Mn2+、Co2O3被还原为Co2+，同时被氧化为，SiO2不溶于稀硫酸，所以浸出渣为SiO2；向滤液中加入H2O2，H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，然后加入NaOH调节pH值，Al3+、Fe3+都转化为氢氧化物沉淀而除去，滤液提纯后加入(NH4)2C2O4沉钴，得到CoC2O4•2H2O。 【小问1详解】 与是同族元素，位于元素周期表的第四周期第VIII族。 【小问2详解】 不与、稀硫酸反应，故浸出渣的主要成分为。“浸取”时和分别被还原为、，被氧化为，浸取液中主要含有、、、、和。 【小问3详解】 “氧化”时将氧化为，和都会促进自身的分解反应，所以的总消耗量会明显高于作为氧化剂的的用量。 【小问4详解】 在空气中煅烧得到的化学方程式为。 【小问5详解】 对于反应，溶液增大，减小，平衡向正反应方向移动，萃取率增大。反萃取时，需要增大使平衡逆向移动，故可加入稀硫酸。 【小问6详解】 第一步：计算草酸钴晶体的物质的量。。第二步：计算混合物的物质的量。设混合物中的物质的量为，由钴元素守恒得混合物中的物质的量为，混合物的总质量为，解得。第三步：计算混合物中的质量。混合物中的质量为。 9. 某学习小组为探究化合物[化学式为]的性质，设计并完成如下实验： I．取少量固体，加入稀盐酸，固体溶解，有无色气体逸出，且生成蓝色溶液。 Ⅱ．取固体，按如图装置进行实验(夹持装置略，装置和中为常见药品)： 充分反应后，停止加热，冷却至室温，称得石英管中余下残渣，装置c增重； Ⅲ．将Ⅱ中的残渣B加入到水中，部分溶解，离心分离出红色固体(单一成分)，向溶解液中继续加水至得到溶液； IV．测定溶液的，再取溶液加入足量的稀硫酸，得到白色沉淀。 V．将红色固体溶于稀硝酸得到蓝色溶液，加入过量的氨水生成深蓝色溶液。 回答下列问题： （1）步骤Ⅱ中： ①装置用石英管，而不用普通玻璃管的原因是___________，装置中的前段和后段分别盛有一种试剂，有检测气体产物中某一成分的作用，装置中盛放药品的方法是___________；装置的作用是___________。 ②停止加热后的实验操作是___________。 （2）步骤Ⅲ中向溶解液继续加水至得到溶液时，一定未用到下列仪器中的___________(填名称)。 （3）步骤IV测定溶液的的实验操作是___________；溶液是___________(填“单一溶质”或“混合溶质”)，理由是___________。 （4）步骤V中红色固体溶于稀硝酸发生反应的离子方程式是___________。 （5）中的z：w=___________。 【答案】（1） ①. 酒精喷灯温度高，高温下普通玻璃管会软化 ②. 前段盛放无水粉末、后段盛放粉末 ③. 防止空气中的水蒸气进入装置c ④. 继续通入空气，直到石英管冷却至室温 （2）分液漏斗 （3） ①. 取试纸放在干燥的表面皿上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液D滴到试纸中央，待试纸颜色不再变化时与标准比色卡比对 ②. 单一溶质 ③. 溶液D呈碱性，与硫酸反应生成白色沉淀，故为，溶液D中，可知，其，故溶液是单一溶质 （4） （5）2：1 【解析】 【分析】由实验装置图可知，装置a中盛有的浓硫酸用于吸收空气中的水蒸气，装置b中化合物M受热分解生成二氧化碳和水，装置c中前段盛放的无水用于验证水的生成、后段盛放的无水氯化钙用于吸收水蒸气，装置d中盛有的固体干燥剂用于吸收空气中是水蒸气，防止空气中的水蒸气进入装置c，使测得的水含量偏高；停止加热后应继续通入空气，将装置b中的水蒸气赶入装置c中，直到石英管冷却至室温，防止使测得的水含量偏低。 【小问1详解】 ①装置用石英管是因为二氧化硅的熔点高，使用酒精喷灯加热普通玻璃管时玻璃管会软化，无法完成实验；由分析可知，装置c中前段盛放的无水用于验证水的生成、后段盛放的无水氯化钙用于吸收水蒸气，装置d中盛有的固体干燥剂用于吸收空气中是水蒸气，防止空气中的水蒸气进入装置c，使测得的水含量偏高，故答案为：酒精喷灯温度高，高温下普通玻璃管会软化；前段盛放无水粉末、后段盛放粉末；防止空气中的水蒸气进入装置c； ②由分析可知，停止加热后应继续通入空气，将装置b中的水蒸气赶入装置c中，直到石英管冷却至室温，防止使测得的水含量偏低，故答案为：继续通入空气，直到石英管冷却至室温； 【小问2详解】 步骤Ⅲ中向溶解液继续加水至2000mL得到溶液D时，需要用到2000mL容量瓶、烧杯、胶头滴管，不需要用到分液漏斗，故答案为：分液漏斗； 【小问3详解】 步骤测定溶液的的实验操作是取试纸放在干燥的表面皿上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液滴到试纸中央，待试纸颜色不再变化时与标准比色卡比对；溶液呈碱性，与硫酸反应生成白色沉淀，为，溶液中，可知，溶液，所以溶液是单一溶质，故答案为：取试纸放在干燥的表面皿上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液D滴到试纸中央，待试纸颜色不再变化时与标准比色卡比对；单一溶质； 【小问4详解】 由题意可知，红色固体溶于稀硝酸得到蓝色溶液，加入过量的氨水生成深蓝色溶液，说明是，则溶于稀硝酸发生反应的离子方程式为，故答案为：； 【小问5详解】 由步骤II中装置增重，可知，则化合物中；残渣中含红色固体，步骤I现象证明化合物中为价，则；又，根据化合物呈电中性知。故、的物质的量之比，故答案为：2：1。 10. 甲烷化是实现“碳中和”“碳达峰”的有效手段。该过程的总反应为，此反应可理解为分两步完成，反应过程如下： ①； ② 回答下列问题： （1）甲烷化的技术核心是催化剂的选择。图甲是两种不同催化剂条件下反应相同时间，转化率和选择性随温度的变化。 对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂是___________，使用的合适温度为___________。 （2）在某温度下，向恒容密闭容器中充入和，初始压强为，反应经达到平衡，此时，，则总反应的___________。该温度下反应①的___________(用平衡分压代替平衡浓度)；在该平衡体系，若保持温度不变压缩容器的容积，的物质的量___________(填“增加”“减小”或“不变”)。 （3）为研究反应过程的热效应，一定温度范围内对上述反应的平衡常数进行计算，得的线性关系如图乙。则温度下___________。 （4）恒压、时，和按物质的量之比投料，经图丙的反应过程(主要产物已标出)可实现的高效转化。 ①下列说法正确的是___________(填序号)。 A．可循环利用，不可循环利用 B．过程ii吸收可促使氧化反应的平衡正向移动 C．过程ii产生的最终未被吸收，在过程ⅲ被排出 ②过程ii平衡后通入，保持恒压条件，测得一段时间内物质的量上升，根据过程iii，结合平衡移动原理，解释物质的量上升的原因：___________。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. 0.6 ②. ③. 增加 （3）1 （4） ①. BC ②. 恒压条件下，通入后，相当于减小压强，分解平衡正向移动，导致增大，促进还原平衡正移 【解析】 【小问1详解】 由图甲可知，图示温度和反应时间下，使用催化剂时的转化率比使用催化剂时要高，使用时甲烷的选择性也高于使用催化剂，因此应用作催化剂，温度应选，在此温度下二氧化碳的转化率最高，且甲烷的选择性也较高。 【小问2详解】 在该温度下，向恒容密闭容器中充入和，气体总物质量为，初始压强为，根据相同条件下压强之比等于物质的量之比，反应经达到平衡，此时，，可知反应①生成，反应②消耗，列三段式： ，；；将容器的容积压缩，压强增大，反应②平衡正向移动，则的物质的量增加。 【小问3详解】 根据盖斯定律，由总反应得，则，由图乙可知，当温度为时，，则。 【小问4详解】 ①根据流程可知，转化为，又转化为，可循环利用，与反应生成，受热分解生成和，也可循环利用，A错误； 过程ii，吸收使浓度降低，促进氧化为反应的平衡正向移动，B正确； 过程ii中吸收，而产生的最终未被吸收、结合原子守恒可知、产生的在过程iii被排出，C正确； 故选BC。 ②过程iii中存在反应：，恒温、恒压条件下通入，相当于减小压强，分解反应的平衡正向移动，导致增大，促进还原反应的平衡正向移动，故过程ii平衡后通入，测得一段时间内物质的量上升。 [化学——选修3：物质结构与性质] 11. 某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收溶液的有机高聚物(结构片段如图所示)作固态电解质，其电池总反应为，电池结构如图所示。 回答下列问题： （1）如图所示的几种含碳物质中，不与碳纳米管互为同素异形体的是___________(填名称，下同)，存在分子间作用力的是___________；属于共价晶体的是___________。 （2）中的化合价是_________，有机高聚物中C的杂化方式为__________。 （3）键中离子键成分的百分数小于键，原因是___________。的第二电离能___________(填“大于”或“小于”)。 （4）一种新型稀磁半导体的立方晶胞结构如图所示。 ①m=___________，n=___________。 ②已知为阿伏加德罗常数的值，的摩尔质量为，晶体密度为。该晶体中原子与原子之间的最短距离为___________nm(列出计算式)。 【答案】（1） ①. 碳化硅 ②. 石墨炔、 ③. 金刚石、碳化硅 （2） ①. +3 ②. 、 （3） ①. N的电性小于O ②. 大于 （4） ①. 0.75 ②. 0.25 ③. 【解析】 【小问1详解】 同素异形体是指同种元素形成的结构不同的单质、碳纳米管、石墨炔、金刚石、互为同素异形体；石墨炔、是分子晶体，存在分子间作用力；金刚石、碳化硅是共价晶体，作用力是共价键。 【小问2详解】 MnOOH中，O为-2价，H为+1价，根据化合物中各元素化合价代数和为0可知，Mn的化合价是+3价；有机高聚物中含有碳氧双键和碳碳单键，的杂化方式包括、。 【小问3详解】 的电负性小于，故键中离子键成分的百分数小于键。基态原子的价电子排布式为，失去1个电子后轨道处于半充满状态，较稳定，不易再失去一个电子、而基态原子的价电子排布式为，失去1个电子后轨道有两个电子，相对容易再失去一个电子，故的第二电离能大于。 【小问4详解】 ①根据均摊法，每个晶胞中含有的原子数为，原子数为，原子数为，原子数为4，化简即可得中，。 ②原子与原子之间的最短距离为晶胞体对角线长的，为晶胞棱长的。设晶胞棱长为，一个晶胞中含有4个“”，所以，。原子与原子之间的最短距离为。 [选修5—有机化学基础] 12. 天然产物F具有抗肿瘤、镇痉等生物活性，可通过以下路线合成： 已知：。 回答下列问题： （1）若X是不饱和羧酸，则其化学名称是___________；B分子中碳原子的杂化轨道类型有___________种。 （2）C中含氧官能团名称为___________。 （3）C转变为D的化学方程式为___________，反应类型为___________。 （4）D→E反应生成的副产物分子式为，其结构简式为___________。 （5）在A的同分异构体中，同时满足下列条件的共有___________种(不考虑立体异构)。 ①能与溶液发生显色反应； ②两个取代基处于苯环对位； ③不含醚键。 其中，核磁共振氢谱显示为6组峰，且峰面积比为的同分异构体的结构简式为___________。 （6）设计由和制备的合成路线________(无机试剂任选)。 【答案】（1） ①. 丙炔酸 ②. 3 （2）羰基、酯基 （3） ①. 2＋O22＋2H2O ②. 氧化反应 （4） （5） ①. 12 ②. 、 （6） 【解析】 【分析】A和X反应生成B，结合X是不饱和羧酸和B的结构可知，X为 ，B到C为加成反应，C到D为脱氢氧化反应，D到E为取代反应，E到F为还原反应。 【小问1详解】 比较、的结构简式，知官能团由，发生了取代反应、则是羧酸或酯；再结合“是不饱和羧酸”知，的结构简式为，其名称为丙炔酸。B分子中，饱和碳原子采取sp3杂化，碳碳双键和碳氧双键上碳原子采取sp2杂化，碳碳三键上碳原子采取sp杂化，故碳原子的杂化轨道类型有3种。 【小问2详解】 C中含氧官能团为酯基和羰基。 【小问3详解】 据流程分析，被氧化脱氢，故反应方程式为2＋O2＋2H2O，反应类型为氧化反应。 【小问4详解】 比较和的结构简式知是酮羰基邻位原子上的2个原子与发生取代反应，结合副产物的分子式知其为1个H原子被取代的产物，结构简式为。 【小问5详解】 的不饱和度为4，的同分异构体中，分子中含有苯环，有2个氧原子，1个取代基为酚羟基、又不含醚键，则另个取代基应是醇羟基、除苯环和酚羟基外，剩余基团含4个饱和碳原子，形成的取代基与酚羟基处于苯环对位。问题转化成判断4个饱和碳原子上含有2个不同基团（、）时的情况，采取“定一动一”法判断。将进行固定，移动，如、、、，共12种。其中，核磁共振氢谱显示为6组峰，且峰面积比为6:2:2:2:1:1的同分异构体，说明含2个甲基，其结构简式为、。 【小问6详解】 比较原料和目标物知，要形成碳环。结合信息知，应先合成共轭二烯烃，然后再加成、还原，所以合成路线为：。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $