精品解析：2024届江苏省宿迁市高三下学期三模化学试题

高三年级信息卷 化学 注意事项： 考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求 1.本试卷共8页。满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。 2.答题前，请您务必将自己的姓名、学校、考试号等用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上规定的位置。 3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人的是否相符。 4.作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5 毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。 5.如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。 可能用到的相对原子质量：B-11 Cl-35.5 Ti-48 Cu-64 I-127 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 下列丝绸之路贸易商品的主要成分不属于有机物的是 A. 瓷器 B. 丝绸 C. 茶叶 D. 香料 2. 反应CO＋2[Cu(NH3)4]2++4NH3·H2O=2[Cu(NH3)4]++4NH+CO＋2H2O可用于吸收有毒气体CO。下列说法正确的是 A. NH3的电子式为 B. [Cu(NH3)4]2＋中基态Cu2+的价层电子排布式为3d94s2 C. CO空间构型为平面正三角形 D. 键角：NH3>NH 3. 实验室制取乙烯并验证其化学性质的实验原理及装置均正确的是 A．制取C2H4 B．除去C2H4中的SO2 C．验证不饱和性 D．收集C2H4 A. A B. B C. C D. D 4. 祖母绿(主要成分)被称为宝石之王，与其相似的天然绿色宝石有萤石[主要成分]、磷灰石[主要成分]。下列说法正确的是 A. 半径大小： B. 电负性大小： C. 电离能大小： D. 碱性强弱： 阅读下列材料，完成下面小题： 硫元素约占地球总质量的1.9%，广泛分布并循环于地球内部各圈层。硫有32S、34S、33S和36S四种同位素。硫元素主要以氢化物、硫化物、含氧酸和含氧酸盐等形式存在。硫的单质有S2、S4、S8等多种分子形态；硫的氢化物(H2S、H2S2)均有弱酸性；低价硫易被氧气氧化。硫在生物圈的演化中扮演了重要角色，在细菌作用下硫元素可发生氧化或还原反应，促进了硫元素在地球各圈层中的循环。 5. 下列说法正确的是 A. 32S、34S、33S、36S原子的中子数均相同 B. SO3和中S的杂化类型均为sp2 C. S2、S4、S8均难溶于水，易溶于CS2 D. H2S2分子的构型为直线形 6. 下列化学反应的表示正确的是 A. 二硫化氢与足量烧碱溶液反应：H2S2＋2OH-=＋2H2O B. 黄铁矿在细菌作用下转化为强酸：2FeS2＋2H2O＋7O22Fe2＋＋4H＋＋ C. 用Na2S2O3除去废水中的氯气：＋4Cl2＋10OH-=＋8Cl-＋5H2O D. 硫化亚铁除废水中汞离子：S2-＋Hg2＋=HgS↓ 7. 下列有关物质的性质与结构或物质性质与用途有对应关系的是 A. SO2有氧化性，可用作葡萄酒的防腐剂 B. S单质为淡黄色固体，可制备硫化橡胶 C. H-O键键能大于H-S键键能，因此H2O的沸点比H2S的高 D. 浓硫酸具有吸水性，可以作气体干燥剂 8. 碳及其化合物的转化具有重要作用。下列说法不正确的是 A. 碳和水蒸气高温下转化为水煤气：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) B. 工业制纯碱的主要反应有：NaCl(饱和)+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl C. 300℃时，密闭容器中铁粉与NaHCO3溶液反应得到FeCO3和H2：Fe+2NaHCO3+H2OFeCO3+H2↑+Na2CO3 D. 尿素与碱性次氯酸钠溶液制备水合肼的化学方程式为：CO(NH2)2+NaClO+H2O=N2H4·H2O+CO2↑+NaCl 9. 化合物B是合成一种用于减慢心率药物的中间体，可由下列反应制得。下列说法正确的是 A. 化合物B存在顺反异构 B. 该反应历程经历取代反应、消去反应两步 C. 等物质的量的A、B分别与足量H2加成，消耗的氢气量相等 D. 可用银氨溶液或酸性高锰酸钾溶液检验B中是否含有A 10. 铁触媒作用下，N2和H2合成NH3的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol−1，其反应机理可简单表示如图(*表示吸附态，中间部分表面反应过程未标出)： 已知：N2的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。下列说法正确的是 A. 反应过程中存在非极性共价键的断裂和形成 B. 液化分离出产物NH3，可能利于提高合成氨反应速率 C. 使用铁触媒作催化剂，可降低该反应的焓变 D. “加压”可加快反应速率，但氨的产率降低 11. 下列实验，操作、现象和结论均正确的是 选项 实验操作和现象 实验结论 A 将铁锈溶于浓盐酸，再滴入几滴苯酚溶液，溶液中未出现紫色 铁锈中不含三价铁 B 向FeSO4溶液中滴加KSCN溶液，有血红色沉淀生成 FeSO4溶液已变质 C 向Fe2(SO4)3溶液中加入少量铜粉，振荡，溶液颜色变为蓝色 金属性：铜强于铁 D 向淀粉碘化钾溶液中滴加FeCl3溶液，溶液变蓝 氧化性：I2<Fe3+ A. A B. B C. C D. D 12. 室温下，用含少量ZnSO4杂质的1 mol·L−1 MnSO4溶液制备MnCO3的过程如下图所示。下列说法不正确的是 已知：Ksp(MnS)=2×10−10，Ksp(ZnS)=2×10−24，Ka1(H2CO3)=4.5×10−7，Ka2(H2CO3)=4.7×10−11，Kb(NH3·H2O)=1.8×10−5 A. “除锌”反应的平衡常数K=1×1014 B. pH=8的氨水中存在c(NH)=9.9×10−7mol·L−1 C. 氨水、NH4HCO3溶液中存在c(NH)<2c(CO)+c(HCO) D. “沉锰”后的滤液中存在c(NH)+c(NH3·H2O)>2c(SO) 13. 丁烷催化脱氢是工业制备丁烯的主要方法，反应如下：CH3CH2CH2CH3(g)CH2=CHCH2CH3(g)＋H2(g) ΔH>0。为探究工业生产丁烯的合适温度，在体积为1 L的容器中，充入10 mol丁烷，使用SiO2-CrOx复合催化剂催化丁烷脱氢，相同时间内丁烷的转化率和主要产物的收率分布如图所示。 [收率=(生成某产物的量/投入的原料量)×100%]。 下列说法不正确的是 A. 590℃生成丁烯的物质的量为0.55 mol B. 590℃以后，温度升高，丁烯的收率降低，原因是副产物增多 C. 丁烷转化率增大的原因一定是温度升高平衡右移，丁烷的转化率增大 D. 欲使工业生产丁烯的收率更高，应选用低温下选择性更好的高效催化剂 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 硼化钛(TiB2)常用于制备导电陶瓷材料 I．高钛渣(主要含TiO2、SiO2、Al2O3和CaO，少量MgO、Fe2O3)为原料制取TiB2的流程如图： 已知：①B2O3高温易挥发；②TiO2可溶于热的浓硫酸形成TiO2+。 （1）“酸浸”后的滤液中的阳离子有：H+、Fe3+、___________。 （2）“水解”需在沸水中进行，离子方程式为___________。 （3）“热还原”中发生反应的化学方程式为TiO2+B2O3+5CTiB2+5CO↑，B2O3的实际用量超过了理论用量，原因是___________。 Ⅱ．气相沉积法获得硼化钛：以TiCl4和BCl3为原料，在过量的H2参与下，沉积温度为800～1000℃，可制得具有空间网状结构的磨料级硼化钛。 （4）制得硼化钛的化学方程式为___________，硼化钛能作为磨料的原因是___________。 （5）生产硼化钛，当BCl3和TiCl4投料比[m(BCl3)：m(TiCl4)]超过1.25时硼化钛的纯度下降，原因是___________。 Ⅲ．硼砂(Na2B4O7·10H2O)与NaOH的混合溶液中加入H2O2可以制备X(Na2B2O8H4)。已知X的阴离子[B2O8H4]2-只有一种化学环境的B原子，结构中有一个六元环且B和O原子最外层都达到8电子稳定结构。 （6）X阴离子的结构式为___________。 15. 化合物G是某化工生产中的重要中间体，其合成路线如下： Me：—CH3 Et：—CH2CH3 （1）1mol有机物B中所含碳氧σ键的数目为___________mol。 （2）设计B→E步骤目的是___________。 （3）E→F的反应类型为加成反应，则F的结构简式为___________。 （4）G的一种同分异构体同时满足下列条件，该同分异构体的结构简式：___________。 ①能与FeCl3溶液发生显色反应； ②有5种不同化学环境的氢原子。 （5）已知。写出以、CH3OH和CH3MgBr为原料制备合成路线流程图___________。(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。 16. 碘化亚铜(CuI)是一种难溶于水白色固体，能被O2氧化。 （1）一种碘化亚铜薄膜透光性高、电阻率低，常用于LED等光电子器件中。其简要制备方法：真空中，在硅衬底镀一层铜膜，然后碘蒸汽与铜膜反应得碘化亚铜薄膜。 ①在真空中镀铜膜目的是___________。 ②实验测得不同铜碘比发生反应得到的CuI薄膜在不同波长下的透光率如图所示。合适的铜碘比为___________。 （2）以铜为原料制备碘化亚铜的主要流程如下： ①“转化”离子方程式为___________。其他条件不变，溶液中铜元素的质量随变化情况如图所示，当>2.2时，随着n(KI)/n(Cu2+)增大，铜元素的质量增大，其可能原因是___________。 ②用溶液洗涤沉淀的目的是___________。 （3）硫酸铜为原料制备碘化亚铜。 补充完整制取碘化亚铜的实验方案：取25 mL 0.4mol·L−1 CuSO4溶液于三颈烧瓶中，___________。(实验中须使用的试剂和仪器有：SO2、I2、0.1 mol·L−1 NaOH、乙醇、真空干燥箱)。 （4）已知荧光强度比值与Cu2+浓度关系如图所示。取0.0001 g CuI粗产品，经预处理，将Cu元素全部转化为Cu2+并定容至1000.00 mL。取1.00 mL所配溶液，测得荧光强度比值为10.2，则产品中CuI的纯度为___________(保留一位小数)。 17. 碳中和是科学研究的重要方向，将二氧化碳转化为甲烷、碳酸二甲酯等，是资源化利用CO2的有效方式。 I．合成CH4过程中涉及如下反应： 甲烷化反应(主反应)：CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1=-164.7 kJ·mol−1 逆变换反应(副反应)：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g) ΔH2=＋41.1 kJ·mol−1 （1）不同条件下，按照n(CO2)∶n(H2)=1∶4投料，CO2的平衡转化率如图所示。 ①压强P1、P2、P3由大到小顺序是___________。 ②压强为P1时，随着温度升高，CO2的平衡转化率先减小后增大。温度高于600℃，随温度升高CO2平衡转化率增大的原因是___________。 （2）积炭是制约CO2甲烷化工业应用的主要问题。 积炭反应：2CO(g)=C(s)＋CO2(g) ΔH3 CH4(g)=C(s)＋2H2(g) ΔH4=＋74.8 kJ·mol−1 ①CO歧化积炭反应自发趋势是___________。 A．高温自发 B．低温自发 C．任意温度自发 D．任意温度非自发 ②积碳主要由CH4(g)=C(s)＋2H2(g)引起，关键是开发出具有抗积碳性能[C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)]的催化剂。催化剂A、B对积碳与消碳的影响如图所示。则工业生产时应选择何种催化剂并说明理由___________。 Ⅱ．电化学方法还原可将CO2将其转化为其它化学产品。酸性条件下电化学还原CO2的装置如图所示。 已知法拉第效率(FE)表示为：FE(B)%=。 控制pH=1、电解液中存在KCl时，电化学还原CO2过程中CH4(其他含碳产物未标出)和H2的法拉第效率变化如图所示。 （3）阴极生成甲烷的电极反应式是___________。 （4）结合上图的变化规律，推测KCl可能的作用是___________。 （5）CO2与甲醇可以在一定条件下合成碳酸二甲酯，在CeO2催化CO2合成碳酸二甲酯(DMC)的反应机理可能分三步进行，如图所示，推测反应②的中间体产物的结构式为___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三年级信息卷 化学 注意事项： 考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求 1.本试卷共8页。满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。 2.答题前，请您务必将自己的姓名、学校、考试号等用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上规定的位置。 3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人的是否相符。 4.作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5 毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。 5.如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。 可能用到的相对原子质量：B-11 Cl-35.5 Ti-48 Cu-64 I-127 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 下列丝绸之路贸易商品的主要成分不属于有机物的是 A. 瓷器 B. 丝绸 C. 茶叶 D. 香料 【答案】A 【解析】 【详解】A．瓷器的主要成分为硅酸盐，属于无机物，A符合题意； B．丝绸主要成分是蛋白质，属于有机物，B不符合题意； C．茶叶中主要物质为有机物，C不符合题意； D．香料主要成分属于有机物，D不符合题意； 故选A。 2. 反应CO＋2[Cu(NH3)4]2++4NH3·H2O=2[Cu(NH3)4]++4NH+CO＋2H2O可用于吸收有毒气体CO。下列说法正确的是 A. NH3的电子式为 B. [Cu(NH3)4]2＋中基态Cu2+的价层电子排布式为3d94s2 C. CO空间构型为平面正三角形 D. 键角：NH3>NH 【答案】C 【解析】 【详解】A．NH3中N与H形成共价键，其电子式为，A错误； B．基态Cu的价层电子排布式是，因此基态Cu2+的价层电子排布式为，B错误； C．中C原子上的孤电子对=、价层电子对数为3+0=3，故C原子为sp2杂化、空间构型为平面正三角形，C正确； D．的价层电子对数=4+0=4，NH3的价层电子对数为3+1=4，存在的孤电子对数越多，键角越小，故键角：>NH3，D错误； 故答案为C。 3. 实验室制取乙烯并验证其化学性质的实验原理及装置均正确的是 A．制取C2H4 B．除去C2H4中的SO2 C．验证不饱和性 D．收集C2H4 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．乙醇加热至170℃时在浓硫酸作用下发生消去反应生成乙烯，不能水浴加热，A错误； B．乙烯、二氧化硫均可被酸性高锰酸钾氧化，将原物质除去，不能除杂，B错误； C．乙烯含碳碳双键，与溴发生加成反应，溴的四氯化碳溶液褪色，可验证不饱和性，C正确； D．乙烯的密度与空气密度接近，不能选排空气法收集，应排水法收集，D错误； 故答案为：C。 4. 祖母绿(主要成分)被称为宝石之王，与其相似的天然绿色宝石有萤石[主要成分]、磷灰石[主要成分]。下列说法正确的是 A. 半径大小： B. 电负性大小： C. 电离能大小： D. 碱性强弱： 【答案】B 【解析】 【详解】A．电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则铝离子的离子半径小于氧离子，故A错误； B．同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强，电负性依次增大，则磷元素的电负性大于硅元素，故B正确； C．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，则氟原子的第一电离能大于氧原子，故C错误； D．同周期元素，从左到右元素的金属性依次减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱，同主族元素，从上到下元素的元素的金属性依次增强，最高价氧化物对应水化物的碱性依次增强，则氢氧化钙的碱性强于氢氧化铝，故D错误； 故选B。 阅读下列材料，完成下面小题： 硫元素约占地球总质量的1.9%，广泛分布并循环于地球内部各圈层。硫有32S、34S、33S和36S四种同位素。硫元素主要以氢化物、硫化物、含氧酸和含氧酸盐等形式存在。硫的单质有S2、S4、S8等多种分子形态；硫的氢化物(H2S、H2S2)均有弱酸性；低价硫易被氧气氧化。硫在生物圈的演化中扮演了重要角色，在细菌作用下硫元素可发生氧化或还原反应，促进了硫元素在地球各圈层中的循环。 5. 下列说法正确的是 A. 32S、34S、33S、36S原子的中子数均相同 B. SO3和中S的杂化类型均为sp2 C. S2、S4、S8均难溶于水，易溶于CS2 D. H2S2分子的构型为直线形 6. 下列化学反应的表示正确的是 A. 二硫化氢与足量烧碱溶液反应：H2S2＋2OH-=＋2H2O B. 黄铁矿在细菌作用下转化为强酸：2FeS2＋2H2O＋7O22Fe2＋＋4H＋＋ C. 用Na2S2O3除去废水中的氯气：＋4Cl2＋10OH-=＋8Cl-＋5H2O D. 硫化亚铁除废水中汞离子：S2-＋Hg2＋=HgS↓ 7. 下列有关物质的性质与结构或物质性质与用途有对应关系的是 A. SO2有氧化性，可用作葡萄酒的防腐剂 B. S单质为淡黄色固体，可制备硫化橡胶 C. H-O键键能大于H-S键键能，因此H2O的沸点比H2S的高 D. 浓硫酸具有吸水性，可以作气体干燥剂 【答案】5. C 6. A 7. D 【解析】 【5题详解】 A．32S、34S、33S、36S原子的质子数均相同，中子数分别为：16、18、17、20，A错误； B．SO3的价层电子数为：，的价层电子数为：，前者sp2杂化，后者sp3杂化，B错误； C．S2、S4、S8与CS2均为非极性分子，水为极性分子，根据相似相溶可知，S2、S4、S8均难溶于水，易溶于CS2，C正确； D．H2S2与H2O2为等电子体，分子构型相似，所以H2S2分子的构型为：，D错误； 故选C。 6题详解】 A．二硫化氢为弱酸，与足量烧碱溶液反应：H2S2＋2OH-=＋2H2O，A正确； B．Fe2+能被O2氧化为Fe3+，离子方程式：，B错误； C．Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被氯气氧化成，Cl2被还原为Cl－，则根据电子守恒、原子守恒和电荷守恒，离子方程式：S2O＋4Cl2＋5H2O =2SO＋8Cl-＋10H+，C错误； D．FeS难溶于水，离子方程式：FeS＋Hg2＋=HgS+Fe2+，D错误； 故选A。 【7题详解】 A．二氧化硫具有还原性，可消耗氧化性的物质，从而可用作葡萄酒的防腐剂，故A错误； B．S单质为淡黄色固体，是物理性质，而硫单质还可以用于制备硫化橡胶和硫化塑料，提高其物理性能和耐热性，是化学性质，故B错误； C．水分子间能形成氢键，因此H2O的沸点比H2S的高，故C错误； D．浓硫酸具有吸水性，可用于除去部分气体中的水蒸气，故D正确； 故答案选D。 8. 碳及其化合物的转化具有重要作用。下列说法不正确的是 A. 碳和水蒸气高温下转化为水煤气：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) B. 工业制纯碱的主要反应有：NaCl(饱和)+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl C. 300℃时，密闭容器中铁粉与NaHCO3溶液反应得到FeCO3和H2：Fe+2NaHCO3+H2OFeCO3+H2↑+Na2CO3 D. 尿素与碱性次氯酸钠溶液制备水合肼的化学方程式为：CO(NH2)2+NaClO+H2O=N2H4·H2O+CO2↑+NaCl 【答案】CD 【解析】 【详解】A．碳和水蒸气高温下转化为一氧化碳和氢气得到水煤气，A正确； B．工业制纯碱的主要反应有饱和食盐水通入氨气、二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠晶体和氯化铵，B正确； C．方程式中原子不守恒，应该为Fe+2NaHCO3FeCO3+H2↑+Na2CO3，C错误； D．尿素与碱性次氯酸钠溶液制备水合肼，反应中氮化合价由-3变为-2、氯化合价由+1变为-1，结合电子守恒可知，化学方程式为：CO(NH2)2+NaClO+2NaOH=N2H4·H2O+Na2CO3+NaCl，D错误； 故选CD。 9. 化合物B是合成一种用于减慢心率药物的中间体，可由下列反应制得。下列说法正确的是 A. 化合物B存在顺反异构 B. 该反应历程经历取代反应、消去反应两步 C. 等物质的量的A、B分别与足量H2加成，消耗的氢气量相等 D. 可用银氨溶液或酸性高锰酸钾溶液检验B中是否含有A 【答案】A 【解析】 【详解】A．化合物B含有碳碳双键，碳碳双键中的碳原子连接两种不同基团，存在顺反异构，故A正确； B．物质A中醛基先与NCCH2COOH中亚甲基先加成得到醇羟基，再发生醇的消去反应得到B，该反应历程经历加成反应、消去反应两步，故B错误； C．物质A中含有醛基、苯环能与氢气发生加成反应，1molA消耗4mol H2，物质B中苯环、碳碳双键、-CN都能与氢气发生加成反应，1molB消耗6mol H2，，故C错误； D．物质B中含碳碳双键能使酸性高锰酸钾溶液褪色，物质A含醛基也能使其褪色，则不能用酸性高锰酸钾溶液检验B中是否含有A，故D错误； 故选：A。 10. 铁触媒作用下，N2和H2合成NH3的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol−1，其反应机理可简单表示如图(*表示吸附态，中间部分表面反应过程未标出)： 已知：N2的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。下列说法正确的是 A. 反应过程中存在非极性共价键的断裂和形成 B. 液化分离出产物NH3，可能利于提高合成氨反应速率 C. 使用铁触媒作催化剂，可降低该反应的焓变 D. “加压”可加快反应速率，但氨的产率降低 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据反应可知氮气、氢气反应时可知为非极性键断裂，但并没有非极性共价键形成，故A错误； B．基于NH3有较强的分子间作用力，可以将NH3液化，不断将液氨移去，生成物浓度降低，平衡正向移动，但在影响浓度不够太快时可能平衡的正向移动会提高合成氨的反应速率，但若是氨的浓度降低过快，浓度减小会导致正逆反应速率均减小，故B正确； C．催化剂可以加快反应速率，不能改变反应的焓变，故C错误； D．加压则反应速率加快，反应为气体分子数减少的反应，加压会使平衡正向移动，氨的产率增大，故D错误； 故答案选B。 11. 下列实验，操作、现象和结论均正确的是 选项 实验操作和现象 实验结论 A 将铁锈溶于浓盐酸，再滴入几滴苯酚溶液，溶液中未出现紫色 铁锈中不含三价铁 B 向FeSO4溶液中滴加KSCN溶液，有血红色沉淀生成 FeSO4溶液已变质 C 向Fe2(SO4)3溶液中加入少量铜粉，振荡，溶液颜色变为蓝色 金属性：铜强于铁 D 向淀粉碘化钾溶液中滴加FeCl3溶液，溶液变蓝 氧化性：I2<Fe3+ A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．铁锈可以与浓盐酸产生三价铁离子，但由于铁过量，产生的铁离子会与之反应产生二价铁离子，此时加入苯酚不能产生紫色，A错误； B．检验三价铁，溶液变成红色的原因是，并非是沉淀，B错误； C．Cu和Fe3+反应生成Fe2+和Cu2+，该反应不属于置换反应，则不能说明活泼性Cu>Fe，Fe和Cu2+发生置换反应生成Fe2+和Cu，则活泼性Fe>Cu，C错误； D．向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，可知发生氧化还原反应生成碘单质，则Fe3+的氧化性比I2的强，D正确； 故答案选D。 12. 室温下，用含少量ZnSO4杂质的1 mol·L−1 MnSO4溶液制备MnCO3的过程如下图所示。下列说法不正确的是 已知：Ksp(MnS)=2×10−10，Ksp(ZnS)=2×10−24，Ka1(H2CO3)=4.5×10−7，Ka2(H2CO3)=4.7×10−11，Kb(NH3·H2O)=1.8×10−5 A. “除锌”反应的平衡常数K=1×1014 B. pH=8的氨水中存在c(NH)=9.9×10−7mol·L−1 C. 氨水、NH4HCO3溶液中存在c(NH)<2c(CO)+c(HCO) D. “沉锰”后的滤液中存在c(NH)+c(NH3·H2O)>2c(SO) 【答案】C 【解析】 【分析】含少量ZnSO4杂质的1 mol·L−1 MnSO4溶液加入过量MnS除去锌离子，过滤滤液加入氨水、碳酸氢铵溶液得到MnCO3。 【详解】A．“除锌”反应为,的平衡常数K1×1014，A正确； B．pH=8则水电离出，pOH=6，溶液中总的，则氨水电离出9.9×10−7mol/L，B正确； C．氨水、NH4HCO3溶液中根据电荷守恒存在：c(H+)+c(NH)= c(OH-)+2c(CO)+c(HCO)，氨水溶液显碱性，则c(H+)<c(OH-)，故c(NH)>2c(CO)+c(HCO)，C错误； D．“沉锰”后的滤液成分为硫酸铵、氨水、碳酸氢铵，则由物料守恒可知，存在c(NH)+c(NH3·H2O)>2c(SO)，D正确； 故选C 13. 丁烷催化脱氢是工业制备丁烯的主要方法，反应如下：CH3CH2CH2CH3(g)CH2=CHCH2CH3(g)＋H2(g) ΔH>0。为探究工业生产丁烯的合适温度，在体积为1 L的容器中，充入10 mol丁烷，使用SiO2-CrOx复合催化剂催化丁烷脱氢，相同时间内丁烷的转化率和主要产物的收率分布如图所示。 [收率=(生成某产物的量/投入的原料量)×100%]。 下列说法不正确的是 A. 590℃生成丁烯的物质的量为0.55 mol B. 590℃以后，温度升高，丁烯的收率降低，原因是副产物增多 C. 丁烷转化率增大的原因一定是温度升高平衡右移，丁烷的转化率增大 D. 欲使工业生产丁烯的收率更高，应选用低温下选择性更好的高效催化剂 【答案】AD 【解析】 【详解】A．590℃时，丁烯的收率为20%，根据收率=(生成某产物的量/投入的原料量)×100%，则生成的丁烯的物质的量为10×20%=2mol，A错误； B．由图可知590℃时丁烯的收率最高，温度升高，丁烯的收率降低，副产物增多，B正确； C．制备乙烯的反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，丁烷的转化率增大，C正确； D．该反应为吸热反应，温度降低，平衡逆向移动，且由图可知，降温目标产物的收率也会降低，D错误； 故选AD。 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 硼化钛(TiB2)常用于制备导电陶瓷材料。 I．高钛渣(主要含TiO2、SiO2、Al2O3和CaO，少量MgO、Fe2O3)为原料制取TiB2的流程如图： 已知：①B2O3高温易挥发；②TiO2可溶于热的浓硫酸形成TiO2+。 （1）“酸浸”后的滤液中的阳离子有：H+、Fe3+、___________。 （2）“水解”需在沸水中进行，离子方程式为___________。 （3）“热还原”中发生反应化学方程式为TiO2+B2O3+5CTiB2+5CO↑，B2O3的实际用量超过了理论用量，原因是___________。 Ⅱ．气相沉积法获得硼化钛：以TiCl4和BCl3为原料，在过量的H2参与下，沉积温度为800～1000℃，可制得具有空间网状结构的磨料级硼化钛。 （4）制得硼化钛的化学方程式为___________，硼化钛能作为磨料的原因是___________。 （5）生产硼化钛，当BCl3和TiCl4投料比[m(BCl3)：m(TiCl4)]超过1.25时硼化钛的纯度下降，原因是___________。 Ⅲ．硼砂(Na2B4O7·10H2O)与NaOH的混合溶液中加入H2O2可以制备X(Na2B2O8H4)。已知X的阴离子[B2O8H4]2-只有一种化学环境的B原子，结构中有一个六元环且B和O原子最外层都达到8电子稳定结构。 （6）X阴离子的结构式为___________。 【答案】（1）Al3+、Ca2+、Mg2+ （2）TiO2++(x+1)H2OTiO2•xH2O↓+2H+ （3）B2O3易挥发 （4） ①. ②. 硼化钛是共价晶体，硬度大 （5）BCl3过量，被过量的氢气还原为单质硼 （6） 【解析】 【分析】高钛渣加入稀盐酸，只有SiO2不会溶解，TiO2可溶于热的浓硫酸形成TiO2+，TiO2+沸水中形成TiO2•xH2O，热还原中发生反应的化学方程式为TiO2+B2O3+5CTiB2+5CO↑； 【小问1详解】 “酸浸”加入稀盐酸与Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3反应生成AlCl3、CaCl2、MgCl2、FeCl3，“酸浸”后的滤液中的阳离子有：H+、Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+； 【小问2详解】 “水解”需在沸水中进行，TiO2+沸水中形成TiO2•xH2O，离子方程式为TiO2++(x+1)H2OTiO2•xH2O↓+2H+； 【小问3详解】 “热还原”中发生反应的化学方程式为TiO2+B2O3+5CTiB2+5CO↑，B2O3的实际用量超过了理论化学计量所要求的用量，原因是B2O3高温下蒸气压大、易挥发，只有部分参加了反应； 【小问4详解】 以TiCl4和BCl3为原料，在过量的H2参与下，沉积温度为800～1000℃，制得硼化钛(TiB2)，反应的化学方程式为；硼化钛由Ti和B原子相连构成空间网状结构，能作为磨料的原因是硼化钛是共价晶体，硬度大； 【小问5详解】 当BCl3和TiCl4投料比[m(BCl3)：m(TiCl4)]超过1.25时硼化钛的纯度下降，原因是BCl3过量，被过量的氢气还原为单质硼； 【小问6详解】 X的阴离子[B2O8H4]2-只有一种化学环境的B原子说明结构对称，结构中有一个六元环且B和O原子最外层都达到8电子稳定结构，则B原子与四个O原子相连，X阴离子的结构式为。 15. 化合物G是某化工生产中的重要中间体，其合成路线如下： Me：—CH3 Et：—CH2CH3 （1）1mol有机物B中所含碳氧σ键的数目为___________mol。 （2）设计B→E步骤的目的是___________。 （3）E→F的反应类型为加成反应，则F的结构简式为___________。 （4）G的一种同分异构体同时满足下列条件，该同分异构体的结构简式：___________。 ①能与FeCl3溶液发生显色反应； ②有5种不同化学环境的氢原子。 （5）已知。写出以、CH3OH和CH3MgBr为原料制备的合成路线流程图___________。(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。 【答案】（1）4 （2）保护B中羰基，防止羰基与后续EtMgBr反应 （3） （4） （5） 【解析】 【分析】由有机物的转化关系可知，碳酸钾作用下A与CH2=CHCOOMe发生加成反应生成B，在PPTS作用下与乙二醇发生加成反应生成C，C与EtMgBr发生取代反应生成D，D在PPTS、水、丙酮作用下转化为E，E在MeONa和MeOH作用下发生分子内加成反应生成F ，则F为；F在CH3SO2Cl和Et3N作用下发生消去反应生成G 。 【小问1详解】 B为，结构中有1个羰基、1个酯基，因此则1molB所含碳氧σ键的数目为4mol，故答案为：4。 【小问2详解】 设计B→E步骤的目的是：保护B中羰基，防止羰基与后续EtMgBr反应，故答案为：保护B中羰基，防止羰基与后续EtMgBr反应。 【小问3详解】 由分析可知，F的结构简式为，故答案为：。 【小问4详解】 G为 ，分子式为C15H22O，G的同分异构体能与氯化铁溶液发生显色反应，分子中含有1个酚羟基，有五种不同化学环境的氢原子，符合条件的结构简式为：，故答案为：。 【小问5详解】 以、CH3OH和CH3MgBr为原料制备的合成路线为：，故答案为：。 16. 碘化亚铜(CuI)是一种难溶于水的白色固体，能被O2氧化。 （1）一种碘化亚铜薄膜透光性高、电阻率低，常用于LED等光电子器件中。其简要制备方法：真空中，在硅衬底镀一层铜膜，然后碘蒸汽与铜膜反应得碘化亚铜薄膜。 ①在真空中镀铜膜目的是___________。 ②实验测得不同铜碘比发生反应得到的CuI薄膜在不同波长下的透光率如图所示。合适的铜碘比为___________。 （2）以铜为原料制备碘化亚铜的主要流程如下： ①“转化”离子方程式为___________。其他条件不变，溶液中铜元素的质量随变化情况如图所示，当>2.2时，随着n(KI)/n(Cu2+)增大，铜元素的质量增大，其可能原因是___________。 ②用溶液洗涤沉淀的目的是___________。 （3）硫酸铜为原料制备碘化亚铜。 补充完整制取碘化亚铜的实验方案：取25 mL 0.4mol·L−1 CuSO4溶液于三颈烧瓶中，___________。(实验中须使用的试剂和仪器有：SO2、I2、0.1 mol·L−1 NaOH、乙醇、真空干燥箱)。 （4）已知荧光强度比值与Cu2+浓度关系如图所示。取0.0001 g CuI粗产品，经预处理，将Cu元素全部转化为Cu2+并定容至1000.00 mL。取1.00 mL所配溶液，测得荧光强度比值为10.2，则产品中CuI的纯度为___________(保留一位小数)。 【答案】（1） ①. 防止铜膜以及制得的碘化亚铜薄膜被氧气氧化 ②. 1：10 （2） ①. ②. 过量与CuI反应生成进入溶液 ③. 除去附着在CuI上面碘单质 （3）分批次加入1.27g的I2，搅拌，使溶液充分反应，持续不断通入SO2至溶液变为无色，停止通气体，并将尾气通入至0.1 mol·L−1 NaOH溶液中，过滤，用乙醇洗涤所得固体，置于真空干燥箱中干燥 （4）76.4% 【解析】 【分析】以铜为原料，加入稀硫酸和硝酸铵溶解为铜离子，加入碘化钾溶液生成碘化亚铜，过滤后得到沉淀，加入亚硫酸钠溶液过量碘，最后将沉淀烘干得到碘化亚铜。 【小问1详解】 ①碘化亚铜(CuI)能被O2氧化，在真空中镀铜膜目的是防止铜膜以及制得的碘化亚铜薄膜被氧气氧化，故答案为：防止铜膜以及制得的碘化亚铜薄膜被氧气氧化； ②根据不同铜碘比发生反应得到的CuI薄膜在不同波长下的透光率，合适的铜碘比为1：10，故答案为：1：10。 【小问2详解】 ①“转化”过程中加入碘化钾溶液生成碘化亚铜，离子方程式为；根据反应可知，当>2.2时，随着n(KI)/n(Cu2+)增大，铜元素的质量增大，其可能原因是过量与CuI反应生成进入溶液，故答案为：；过量与CuI反应生成进入溶液； ②亚硫酸钠溶液作为还原剂，氧化碘单质，因此用溶液洗涤沉淀的目的是：除去附着在CuI上面的碘单质，故答案为：除去附着在CuI上面的碘单质。 【小问3详解】 以硫酸铜为原料制备碘化亚铜，制取碘化亚铜的实验方案：取25 mL 0.4mol·L−1 CuSO4溶液于三颈烧瓶中，分批次加入1.27g的I2，搅拌，使溶液充分反应，持续不断通入SO2至溶液变为无色，停止通气体，并将尾气通入至0.1 mol·L−1 NaOH溶液中，过滤，用乙醇洗涤所得固体，置于真空干燥箱中干燥，故答案为：分批次加入1.27g的I2，搅拌，使溶液充分反应，持续不断通入SO2至溶液变为无色，停止通气体，并将尾气通入至0.1 mol·L−1 NaOH溶液中，过滤，用乙醇洗涤所得固体，置于真空干燥箱中干燥。 【小问4详解】 取样1mL测得荧光强度比值为10.2，此时溶液中，该溶液中，则产品中CuI的纯度为，故答案为：76.4%。 17. 碳中和是科学研究的重要方向，将二氧化碳转化为甲烷、碳酸二甲酯等，是资源化利用CO2的有效方式。 I．合成CH4过程中涉及如下反应： 甲烷化反应(主反应)：CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1=-164.7 kJ·mol−1 逆变换反应(副反应)：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g) ΔH2=＋41.1 kJ·mol−1 （1）不同条件下，按照n(CO2)∶n(H2)=1∶4投料，CO2的平衡转化率如图所示。 ①压强P1、P2、P3由大到小的顺序是___________。 ②压强为P1时，随着温度升高，CO2的平衡转化率先减小后增大。温度高于600℃，随温度升高CO2平衡转化率增大的原因是___________。 （2）积炭是制约CO2甲烷化工业应用的主要问题。 积炭反应：2CO(g)=C(s)＋CO2(g) ΔH3 CH4(g)=C(s)＋2H2(g) ΔH4=＋74.8 kJ·mol−1 ①CO歧化积炭反应自发趋势是___________。 A．高温自发 B．低温自发 C．任意温度自发 D．任意温度非自发 ②积碳主要由CH4(g)=C(s)＋2H2(g)引起，关键是开发出具有抗积碳性能[C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)]的催化剂。催化剂A、B对积碳与消碳的影响如图所示。则工业生产时应选择何种催化剂并说明理由___________。 Ⅱ．电化学方法还原可将CO2将其转化为其它化学产品。酸性条件下电化学还原CO2装置如图所示。 已知法拉第效率(FE)表示为：FE(B)%=。 控制pH=1、电解液中存在KCl时，电化学还原CO2过程中CH4(其他含碳产物未标出)和H2的法拉第效率变化如图所示。 （3）阴极生成甲烷的电极反应式是___________。 （4）结合上图的变化规律，推测KCl可能的作用是___________。 （5）CO2与甲醇可以在一定条件下合成碳酸二甲酯，在CeO2催化CO2合成碳酸二甲酯(DMC)的反应机理可能分三步进行，如图所示，推测反应②的中间体产物的结构式为___________。 【答案】（1） ①. P3 > P2 > P1 ②. CO2平衡转化率为反应i和反应ⅱ的CO2平衡转化率之和，反应i为放热反应，随温度升高CO2平衡转化率降低，反应ⅱ为吸热反应，随温度升高CO2平衡转化率升高，温度较高时，CO2平衡转化率主要取决于反应ii，(或: i为放热反应，ⅱ为吸热反应，600℃之后，CO2转化率主要取决于反应ii) （2） ①. 低温 ②. 工业生产时应选择催化剂A，催化剂A对于积碳反应的活化能大，同时对于消碳反应的活化能小，说明不利于积碳有利于消碳 （3） （4）KCl的存在有利于CO2还原成CH4，不利于生成氢气(或KCl的浓度大于1mol/L时，KCl抑制了阴极产生氢气，提高了CO2电化学还原生成CH4的选择性) （5） 【解析】 【小问1详解】 ①该主反应是体积减小的反应，副反应是等体积反应，画一条与y轴相平的平行线，从下到上，转化率变大，说明平衡正向移动，压强不断增大，因此压强P1、P2、P3由大到小的顺序是P3 > P2 > P1，故答案为: P3 > P2 > P1； ②压强为P1时，随着温度升高，CO2的平衡转化率先减小后增大，温度高于600℃之后，随.着温度升高CO2转化率增大，原因是CO2平衡转化率为反应i和反应ⅱ的CO2平衡转化率之和，反应i为放热反应，随温度升高CO2平衡转化率降低，反应ⅱ为吸热反应，随温度升高CO2平衡转化率升高，温度较高时，CO2平衡转化率主要取决于反应ii，(或: i为放热反应，ⅱ为吸热反应，600℃之后，CO2转化率主要取决于反应ii)；故答案为：CO2平衡转化率为反应i和反应ⅱ的CO2平衡转化率之和，反应i为放热反应，随温度升高CO2平衡转化率降低，反应ⅱ为吸热反应，随温度升高CO2平衡转化率升高，温度较高时，CO2平衡转化率主要取决于反应ii，(或: i为放热反应，ⅱ为吸热反应，600℃之后，CO2转化率主要取决于反应ii)； 【小问2详解】 已知：Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1=-164.7 kJ·mol−1 Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g) ΔH2=＋41.1 kJ·mol−1 Ⅳ：CH4(g)=C(s)＋2H2(g) ΔH4=＋74.8 kJ·mol−1 根据盖斯定律，由Ⅰ-Ⅱ2+Ⅳ得反应2CO(g)=C(s)＋CO2(g) ΔH3=ΔH1-2ΔH2+ΔH4=-164.7 kJ·mol−1-(＋41.1 kJ·mol−1)2+74.8 kJ·mol−1=-172.1 kJ·mol−1，ΔH3<0，则2CO(g)=C(s)＋CO2(g)在低温下能自发进行，答案为低温； 为了消除积碳，应该抑制积碳反应的发生，促进消碳反应的进行，由图可知催化剂A对于积碳反应的活化能大，同时对于消碳反应的活化能小，故应该选择催化剂A，答案为：工业生产时应选择催化剂A，催化剂A对于积碳反应的活化能大，同时对于消碳反应的活化能小，说明不利于积碳有利于消碳； 【小问3详解】 酸性条件下，阴极生成甲烷的电极反应式是； 【小问4详解】 图中变化规律是随KCl的浓度的增大，FE(CH4)增大，说明KCl的存在有利于CO2还原成CH4，不利于生成氢气(或KCl的浓度大于1mol/L时，KCl抑制了阴极产生氢气，提高了CO2电化学还原生成CH4的选择性)； 【小问5详解】 根据流程可知，与CO2反应生成中间产物，中间产物与CH318OH反应生成DMC和，可推知中间产物为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $