精品解析：江苏省南京市六校联合体2023-2024学年高二下学期期末联合调研化学试卷

南京2023-2024学年第二学期六校联合体期末调研试卷 高二化学 可能用到的相对原子质量：H1 C12 O16 Sc45 一、单选题(本题包括13小题，每题3分，共39分。每小题只有一个选项符合题意) 1. 2023年诺贝尔化学奖授予发现和合成量子点材料的三位科学家。将富含维生素、蛋白质、糖类的有机物经高温碳化后可以获得直径为2～10nm碳量子点材料。下列说法正确的是 A. 维生素、蛋白质、糖类组成元素相同 B. 碳量子点材料属于有机高分子材料 C. 高温碳化有机物属于物理变化 D. 将碳量子点材料分散到溶液中所形成的分散系为胶体 2. 常用于微电子工业，可由反应制备。下列说法正确的是 A. NH3是极性分子 B. 中子数为2的H原子可表示为 C. F原子的结构示意图为 D. 的电子式为 3. 金云母的化学式为，下列说法正确的是 A. 半径大小： B. 非金属性强弱： C. 电离能大小： D. 碱性强弱： 4. 下列关于各实验装置图的叙述中正确的是 A. 装置①：实验室制取乙烯 B. 装置②：实验室制取乙酸乙酯 C. 装置③：验证乙炔的还原性 D. 装置④：验证溴乙烷发生消去反应可生成烯烃 周期表中ⅥA族元素及其化合物应用广泛。O3具有杀菌、消毒、漂白等作用；H2S是一种易燃的有毒气体(燃烧热为)，常用于沉淀重金属离子；硫酰氯(SO2Cl2)是重要的化工试剂，在催化剂作用下合成反应为SO2(g)+Cl2(g)⇌SO2Cl2(g)　∆H=akJ·mol-1(a<0)；硒()和碲()的单质及其化合物在电子、冶金、材料等领域有广阔的发展前景，H2Se具有较强的还原性，工业上通过电解强碱性Na2TeO3溶液制备Te。 阅读以上材料，完成下列问题： 5. 下列说法正确的是 A. 16O、17O、18O互为同素异形体 B. H3O+和H2O的中心原子杂化轨道类型均为sp3 C. H2O2为直线形分子 D. H2O比H2S稳定是因为水分子间能形成氢键 6. 下列方程式书写正确的是 A. H2S的燃烧：H2S(g)+2O2(g)=SO2(g)+H2O(g)　∆H=-562.2kJ·mol-1 B. CuSe和浓硫酸反应：CuSe+H2SO4(浓)=CuSO4+H2Se↑ C. 电解强碱性Na2TeO3溶液的阴极反应：TeO+4e-+3H2O=Te+6OH- D SO2Cl2遇水强烈水解生成两种酸：SO2Cl2+2H2O=H2SO3+2H++2Cl- 7. 下列有关硫及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A. 二氧化硫具有氧化性，可用作葡萄酒的抗氧化剂 B. 亚硫酸钠溶液显碱性，可用于吸收少量的二氧化硫 C. 硫具有还原性，可用硫黄处理洒落汞单质 D. 硫酸铜溶液具有酸性，可用作泳池杀菌剂 8. 硫及其化合物的转化形态丰富。下列说法正确的是 A. 用氨水吸收烟气中SO2的物质转化： B. 工业制硫酸过程中的物质转化： C. 用Na2SO3溶液还原酸性废液中I2的反应：+I2=+2I- D. 饱和Na2CO3溶液分批浸取重晶石：(aq)+BaSO4(s)⇌BaCO3(s)+(aq) 9. 制备重要的有机合成中间体丙的反应如下。下列说法正确的是 A. 1mol含有键 B. 甲能发生氧化反应、还原反应、消去反应等 C. 乙分子与足量氢气加成后的产物含有4个手性碳原子 D. 丙能与盐酸发生反应 10. 已知：2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g)　，下列说法正确的是 A. 该反应的平衡常数可表达为 B. 其他条件不变，反应在绝热条件下进行，则平衡常数K增大 C. 该反应中每消耗1molNO2，转移电子的数目约为3.01×1023 D. NaCl晶胞(如图所示)中每个周围与其距离最近的有6个 11. 通过下列实验操作和现象能得出相应结论的是 选项 实验操作和现象 结论 A 向5mL0.1mol·L-1AgNO3溶液中滴加几滴0.1mol·L-1NaCl溶液，有白色沉淀产生，继续滴加几滴0.1mol·L-1NaI溶液，有黄色沉淀产生 B 将浓硫酸和灼热的木炭反应，产生的气体依次通过品红溶液、饱和NaHCO3溶液、澄清石灰水，观察现象 浓硫酸和木炭反应产生SO2和CO2气体 C 向蔗糖溶液中滴加稀硫酸，水浴加热，冷却后加入氢氧化钠溶液调节pH呈碱性，再加入新制的Cu(OH)2悬浊液，加热，产生砖红色沉淀 蔗糖已经发生水解 D 分别测浓度均为0.1mol·L-1的CH3COONH4和NaHCO3溶液的pH，后者大于前者 结合H+能力：CH3COO-< A. A B. B C. C D. D 12. 用含少量的溶液制备的过程如图所示。已知：室温下，。下列说法正确的是 A. 溶液呈酸性，且 B. 除钙镁后溶液中： C. 溶液中： D. 若将流程中 换成 ，则制得的纯度更高 13. 乙醇与水催化重整制氢。恒压条件下，反应体系中充入1 mol 和3mol 发生以下反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 平衡时和CO的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图所示。 已知：CO的选择性=。 下列说法正确的是 A. B. 曲线a表示的是乙醇的转化率 C. 其他条件不变时，增大压强，CO、的物质的量均增大 D. 向体系中加入适量疏松多孔CaO，有利用于提高的产率 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 钪(Sc)广泛应用于航空航天、超导、核能等领域。从钛白水解工业废酸(含Sc3+、TiO2+、Mn2+、H+、等离子)中提取Sc2O3的一种工艺流程如下： （1）①钪基态原子的电子排布式为___________。 ②钛白水解工业废酸中需先加入H2O2生成难萃取的[TiO(H2O2)]2+，再进行萃取，写出该过程的离子方程式___________。 （2）“萃取”可采用有机磷萃取剂(RO)3PO，其中—R代表烃基，(RO)3PO可通过以下反应制备：3ROH+POCl3⇌(RO)3PO+3HCl。 ①—R对(RO)3PO产率的影响如下表： —R —CH2CH3 —CH2CH2CH3 —CH2CH2CH2CH3 (RO)3PO产率/% 82 62 20 随着碳原子数增加，(RO)3PO产率降低的原因可能为___________。 ②钪的萃取率(E%)与O/A值[萃取剂体积(O)和废酸液体积(A)之比]的关系如图所示。采用一次萃取时，应选择最合适的O/A值为___________。 （3）“反萃取”时生成Sc(OH)3、MnO2沉淀，生成MnO2反应的离子方程式为___________。 （4）“沉钪”时得到Sc2(C2O4)3·6H2O沉淀。“沉钪”时测得相同时间钪的沉淀率随温度的变化如图所示，随温度升高钪的沉淀率先升高后降低的可能原因是___________。 （5）“灼烧”时，Sc2(C2O4)3·6H2O[摩尔质量为462g/mol]在空气中分解得到Sc2O3，实验测得灼烧过程中固体残留率随温度的变化如图所示，500K时，固体的主要成分是___________。(写出计算过程) 15. 化合物E是合成抗癌药帕比司他的中间体，其合成路线如下： （1）1molA分子中采取sp2杂化的碳原子数目是___________。 （2）A→B中有一种分子式为C8H10O2的副产物生成，该副产物的结构简式为___________。 （3）已知B→C的反应有中间体X生成，中间体X的分子式为C11H12O6，B→X的反应类型为___________。 （4）D的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：___________。 ①分子中含有苯环，且不同化学环境氢原子个数之比为1∶1； ②1mol该物质最多能与4molNaOH反应。 （5）肉桂酸苄酯()是一种天然香料。写出以和CH2(COOH)2为原料制备肉桂酸苄酯的合成路线___________(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干)。 16. 锗是一种重要的半导体材料，中国是世界上锗的主要生产国之一。工业上可用锌粉置换镓锗渣制备高纯度，相关流程包含浸出、沉锗、氯化、水解等步骤。 （1）浸出：可用草酸(HOOC―COOH)作浸出剂，将Ge转化为配离子，转移到溶液中。 ①中含有两个五元环，Ge为六配位，配位原子均为氧，画出该离子的结构式：___________。 ②使用草酸浸取的缺点之一在于矿渣中的其他金属阳离子易与草酸形成沉淀或配合物，草酸的利用率降低。已知25℃，，，，则反应的平衡常数K的数值为___________。 ③以热的浓硫酸作为氧化剂，可将彻底氧化，将锗元素转化为进入溶液，反应的化学方程式为___________。 （2）丹宁酸沉锗：丹宁酸是一种多酚(简记为HL)，易与)配位得到，最终转化为沉淀，从而将溶液中的锗沉出，配位反应可以表示为，若反应体系中存在较多不利于锗的沉淀，原因是___________。 （3）粗品中常含有少量。为了提纯，可先将其转化为，再在0℃下水解得到高纯。已知： ①与均为两性氧化物，部分晶型的难溶于盐酸； ②常温下是液体，沸点为84℃，易与共沸； ③在pH为0.4~0.6时有还原性； 现有已知As含量的粗品，补充完整提纯的实验方案：向粗品中分批加入NaOH溶液，直至粗品完全溶解，___________，过滤，洗涤2~3次，干燥。(实验中须使用的试剂：盐酸、氯酸钠固体、蒸馏水) 17. 将二氧化碳转化为高附加值化学品和含氮物质的综合处理是目前研究的热点问题 （1）利用CO2合成甲醇 ①CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)　∆H1=-49kJ/mol ②CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)　∆H2=+41.17kJ/mol ③CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)　∆H3 根据以上信息判断反应③___________(填“高温自发”、“低温自发”或“任何温度下都自发”)，该反应中活化能Ea(正)___________Ea(逆)(填“>”或“<”)。 （2）电催化CO2和含氮物质可合成尿素，同时可解决含氮废水污染问题。常温常压下，向一定浓度的KNO3溶液通入CO2至饱和，经电解获得尿素，其原理如图所示。 电解过程中生成尿素的电极反应式为___________。 （3）我国科研人员研究出在Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2氢化合成甲醇的反应历程如图所示。 ①分析在反应气中加入少量的水能够提升甲醇产率的可能原因是___________。 ②乙醇胺(HOCH2CH2NH2)可完成对CO2捕集。乙醇胺溶液能够吸收和释放CO2的原因是_______。 （4）研究脱除烟气中的NO是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。有氧条件下，在Fe基催化剂表面，NH3还原NO的反应机理如图所示，该过程可描述为___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 南京2023-2024学年第二学期六校联合体期末调研试卷 高二化学 可能用到的相对原子质量：H1 C12 O16 Sc45 一、单选题(本题包括13小题，每题3分，共39分。每小题只有一个选项符合题意) 1. 2023年诺贝尔化学奖授予发现和合成量子点材料的三位科学家。将富含维生素、蛋白质、糖类的有机物经高温碳化后可以获得直径为2～10nm碳量子点材料。下列说法正确的是 A. 维生素、蛋白质、糖类组成元素相同 B. 碳量子点材料属于有机高分子材料 C. 高温碳化有机物属于物理变化 D. 将碳量子点材料分散到溶液中所形成的分散系为胶体 【答案】D 【解析】 【详解】A．维生素、糖类组成元素相同，都含碳、氢、氧元素，蛋白质除含碳、氢、氧元素以外，还含有氮元素，故A错误； B．碳量子点材料是碳单质，不属于有机高分子材料，故B错误； C．高温碳化有机物是将有机物变为碳，属于化学变化，故C错误； D．碳量子点材料直径为2～10nm，将碳量子点材料分散到溶液中所形成的分散系为胶体，故D正确。 综上所述，答案为D。 2. 常用于微电子工业，可由反应制备。下列说法正确的是 A. NH3是极性分子 B. 中子数为2的H原子可表示为 C. F原子的结构示意图为 D. 的电子式为 【答案】A 【解析】 【详解】A．中心原子价层电子对数为3+(5-3×1)=4，含有1个孤电子对，分子结构为三角锥形，是极性分子，A正确； B．中子数为2的H原子质量数为1+2=3，可表示为，B错误； C．F是9号元素，结构示意图为，C错误； D．NH4F是离子化合物，电子式为：，D错误； 故选A。 3. 金云母的化学式为，下列说法正确的是 A. 半径大小： B. 非金属性强弱： C. 电离能大小： D. 碱性强弱： 【答案】A 【解析】 【详解】A．镁离子与氟离子具有相同的电子层结构，镁离子核电荷数大，半径小，A正确； B．氧原子更容易得到电子，非金属性更强，B错误； C．越容易失去电子，第一电离能越小，K的金属性更强，更容易失去电子，第一电离能更小，C错误； D．金属性越强，最高价氧化物对应水化物碱性越强，所以氢氧化钾碱性更强，D错误； 故选A。 4. 下列关于各实验装置图的叙述中正确的是 A. 装置①：实验室制取乙烯 B. 装置②：实验室制取乙酸乙酯 C. 装置③：验证乙炔的还原性 D. 装置④：验证溴乙烷发生消去反应可生成烯烃 【答案】D 【解析】 【详解】A.实验室制取乙烯需要浓硫酸与乙醇混合加热170℃，装置①中温度计不能测得反应溶液的温度，A错误； B.实验室制取乙酸乙酯，为了更好的分离混合物同时防止倒吸现象的发生，导气管要在饱和碳酸钠溶液的液面上，不能伸入到液面以下，B错误； C.电石中含有的杂质与水反应产生H2S也具有还原性，能够使酸性KMnO4溶液褪色，因此不能验证乙炔的还原性，C错误； D.溴乙烷发生消去反应生成烯烃,能够使溴的四氯化碳溶液溶液褪色，而挥发的乙醇不能发生反应，因此可以达到验证反应产物，D正确； 故合理选项是D。 周期表中ⅥA族元素及其化合物应用广泛。O3具有杀菌、消毒、漂白等作用；H2S是一种易燃的有毒气体(燃烧热为)，常用于沉淀重金属离子；硫酰氯(SO2Cl2)是重要的化工试剂，在催化剂作用下合成反应为SO2(g)+Cl2(g)⇌SO2Cl2(g)　∆H=akJ·mol-1(a<0)；硒()和碲()的单质及其化合物在电子、冶金、材料等领域有广阔的发展前景，H2Se具有较强的还原性，工业上通过电解强碱性Na2TeO3溶液制备Te。 阅读以上材料，完成下列问题： 5. 下列说法正确的是 A. 16O、17O、18O互为同素异形体 B. H3O+和H2O的中心原子杂化轨道类型均为sp3 C. H2O2为直线形分子 D. H2O比H2S稳定是因为水分子间能形成氢键 6. 下列方程式书写正确的是 A. H2S的燃烧：H2S(g)+2O2(g)=SO2(g)+H2O(g)　∆H=-562.2kJ·mol-1 B. CuSe和浓硫酸反应：CuSe+H2SO4(浓)=CuSO4+H2Se↑ C. 电解强碱性Na2TeO3溶液的阴极反应：TeO+4e-+3H2O=Te+6OH- D. SO2Cl2遇水强烈水解生成两种酸：SO2Cl2+2H2O=H2SO3+2H++2Cl- 7. 下列有关硫及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A. 二氧化硫具有氧化性，可用作葡萄酒抗氧化剂 B. 亚硫酸钠溶液显碱性，可用于吸收少量的二氧化硫 C. 硫具有还原性，可用硫黄处理洒落的汞单质 D. 硫酸铜溶液具有酸性，可用作泳池杀菌剂 8. 硫及其化合物的转化形态丰富。下列说法正确的是 A. 用氨水吸收烟气中SO2的物质转化： B. 工业制硫酸过程中的物质转化： C. 用Na2SO3溶液还原酸性废液中I2的反应：+I2=+2I- D. 饱和Na2CO3溶液分批浸取重晶石：(aq)+BaSO4(s)⇌BaCO3(s)+(aq) 【答案】5. B 6. C 7. B 8. D 【解析】 【5题详解】 A．16O、17O、18O互为同位素，故A错误； B．H2O中O有2对孤对电子，形成H2O时和2个H原子共形成了2个σ键，所以为sp3杂化，H3O+本身还有1对孤对电子对，所以形成4个杂化轨道，杂化类型是sp3，故B正确 C．H2O2空间构型不是直线形，为展开书页形结构，故C错误； D．H2O比H2S稳定是因为O的氧化性强于S，故D错误； 故答案选B。 【6题详解】 A．燃烧热应该是生成稳定化合物，水应该是液态，不是气态，故A错误； B．CuSe和浓硫酸反应，浓硫酸会继续氧化Se元素，使其氧化为SeO2，故B错误； C．电解强碱性Na2TeO3溶液的阴极反应，阴极得电子，并且符合碱性环境，故C正确； D．SO2Cl2遇水强烈水解生成两种酸，分别是硫酸和盐酸，故D错误； 故答案选C。 【7题详解】 A．二氧化硫具有较强还原性，可用作葡萄酒的抗氧化剂，故A错误； B．亚硫酸钠溶液水解显碱性，可用于吸收少量的二氧化硫，故B正确； C．硫具有氧化性，汞单质有还原性，所以可用硫黄处理洒落的汞单质，形成稳定的硫化汞，故C错误； D．铜离子能使蛋白质变性，硫酸铜溶液可用作泳池杀菌剂，故D错误。  故答案选B。 【8题详解】 A．用氨水吸收烟气中过量的SO2生成亚硫酸氢铵，吸收少量的二氧化硫生成亚硫酸铵，故A错误； B．FeS2首先被氧化为SO2，不是SO3，故B错误； C．碘具有氧化性，能氧化亚硫酸钠生成硫酸钠，自身被还原生成碘离子，反应物遗漏了水，产物增加H+，故C错误； D．饱和Na2CO3溶液分批浸取重晶石，BaSO4转化为BaCO3，故D正确； 故答案选D。 9. 制备重要的有机合成中间体丙的反应如下。下列说法正确的是 A. 1mol含有键 B. 甲能发生氧化反应、还原反应、消去反应等 C. 乙分子与足量氢气加成后的产物含有4个手性碳原子 D. 丙能与盐酸发生反应 【答案】D 【解析】 【分析】考查有机物官能团性质及其变化规律，熟悉有机反应类型 【详解】A．1 mol(分子式为C3H5OCl)含有10molσ键，A错误； B．甲含有酚羟基、羰基，能发生氧化反应、还原反应等，但是不能发生消去反应，B错误； C．乙分子和足量氢气加成以后 的产物为，含有5个手性碳原子，C错误； D．丙含有－NH,可以和酸反应，D正确； 故答案选D 【点睛】考查有机物官能团及其相关化学性质 10. 已知：2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g)　，下列说法正确的是 A. 该反应的平衡常数可表达为 B. 其他条件不变，反应在绝热条件下进行，则平衡常数K增大 C. 该反应中每消耗1molNO2，转移电子的数目约为3.01×1023 D. NaCl晶胞(如图所示)中每个周围与其距离最近的有6个 【答案】C 【解析】 【详解】A．NaCl、NaNO3是固体，固体不出现在平衡常数表达式中，该反应的平衡常数可表达为，故A错误； B．该反应是放热反应，其他条件不变，反应在绝热条件下进行，体系的温度升高，则平衡常数K减小，故B错误； C．当有1molNO2参与反应，有0.5molNO2转化为NaNO3，N元素化合价由+4价变为+5价，则转移电子数为0.5mol×1×6.02×1023mol-1=3.01×1023，故C正确； D．由NaCl晶胞图可知，距体心的Na+距离最近的Na+位于棱心，共有12个，故D错误； 答案选C。 11. 通过下列实验操作和现象能得出相应结论的是 选项 实验操作和现象 结论 A 向5mL0.1mol·L-1AgNO3溶液中滴加几滴0.1mol·L-1NaCl溶液，有白色沉淀产生，继续滴加几滴0.1mol·L-1NaI溶液，有黄色沉淀产生 B 将浓硫酸和灼热的木炭反应，产生的气体依次通过品红溶液、饱和NaHCO3溶液、澄清石灰水，观察现象 浓硫酸和木炭反应产生SO2和CO2气体 C 向蔗糖溶液中滴加稀硫酸，水浴加热，冷却后加入氢氧化钠溶液调节pH呈碱性，再加入新制的Cu(OH)2悬浊液，加热，产生砖红色沉淀 蔗糖已经发生水解 D 分别测浓度均为0.1mol·L-1的CH3COONH4和NaHCO3溶液的pH，后者大于前者 结合H+能力：CH3COO-< A A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．硝酸银溶液过量，滴入的NaI溶液与硝酸银直接反应生成AgI，不能说明AgCl转化为AgI，因此不能比较两者Ksp大小，故A错误； B．二氧化硫能和饱和碳酸氢钠反应生成二氧化碳，干扰了二氧化碳的检验，故B错误； C．蔗糖水解液中先加NaOH中和至碱性再加新制氢氧化铜悬浊液加热煮沸，若出现砖红色沉淀，则证明有葡萄糖生成，从而说明蔗糖已经水解，故C正确； D．两种盐的阳离子不同，实验变量不同，因此不能据此验证阴离子结合氢离子的能力大小，故D错误； 故选：C。 12. 用含少量的溶液制备的过程如图所示。已知：室温下，。下列说法正确的是 A. 溶液呈酸性，且 B. 除钙镁后的溶液中： C. 溶液中： D. 若将流程中 换成 ，则制得的纯度更高 【答案】A 【解析】 【分析】CoCl2溶液中含有少量Ca2+和Mg2+，加入NH4F沉淀Ca2+和Mg2+，在使用(NH4)2C2O4沉钴得到CoC2O4，最后灼烧得到CoO，据此分析解题。 【详解】A．NH4F溶液呈酸性，说明水解程度大，所以，故A正确； B．除钙镁后的溶液中，故B错误； C．根据物料守恒有，所以，故C错误； D．若使用Na2C2O4替换(NH4)2C2O4，将引入Na元素为杂质，制得的纯度更低，故D错误； 故答案选A。 13. 乙醇与水催化重整制氢。恒压条件下，反应体系中充入1 mol 和3mol 发生以下反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 平衡时和CO的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图所示。 已知：CO的选择性=。 下列说法正确的是 A. B. 曲线a表示的是乙醇的转化率 C. 其他条件不变时，增大压强，CO、的物质的量均增大 D. 向体系中加入适量疏松多孔CaO，有利用于提高的产率 【答案】D 【解析】 【详解】A．反应Ⅰ： ，反应Ⅱ： ，根据盖斯定律，由Ⅰ+Ⅱ2得反应Ⅲ： ==+173.3kJ/mol>0，选项A错误； B．反应I、Ⅲ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，随着温度的升高，反应Ⅰ、Ⅲ平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，反应Ⅱ逆向移动CO2转化为CO，故温度升高CO的选择性增大，因为CO的选择性+CO2的选择性=1，则CO2的选择性减小。表示CO2选择性的曲线为a，表示CO的选择性曲线为c，则b表示乙醇的转化率，选项B错误； C．其他条件不变时，增大压强，反应I、Ⅲ逆向移动，反应Ⅱ不移动，则CO、物质的量均减小，选项C错误； D．加入CaO (s)能吸附CO2，促进反应正向进行，可以提高H2的产率，选项D正确； 答案选D。 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 钪(Sc)广泛应用于航空航天、超导、核能等领域。从钛白水解工业废酸(含Sc3+、TiO2+、Mn2+、H+、等离子)中提取Sc2O3的一种工艺流程如下： （1）①钪基态原子的电子排布式为___________。 ②钛白水解工业废酸中需先加入H2O2生成难萃取的[TiO(H2O2)]2+，再进行萃取，写出该过程的离子方程式___________。 （2）“萃取”可采用有机磷萃取剂(RO)3PO，其中—R代表烃基，(RO)3PO可通过以下反应制备：3ROH+POCl3⇌(RO)3PO+3HCl。 ①—R对(RO)3PO产率的影响如下表： —R —CH2CH3 —CH2CH2CH3 —CH2CH2CH2CH3 (RO)3PO产率/% 82 62 20 随着碳原子数增加，(RO)3PO产率降低的原因可能为___________。 ②钪的萃取率(E%)与O/A值[萃取剂体积(O)和废酸液体积(A)之比]的关系如图所示。采用一次萃取时，应选择最合适的O/A值为___________。 （3）“反萃取”时生成Sc(OH)3、MnO2沉淀，生成MnO2反应的离子方程式为___________。 （4）“沉钪”时得到Sc2(C2O4)3·6H2O沉淀。“沉钪”时测得相同时间钪的沉淀率随温度的变化如图所示，随温度升高钪的沉淀率先升高后降低的可能原因是___________。 （5）“灼烧”时，Sc2(C2O4)3·6H2O[摩尔质量为462g/mol]在空气中分解得到Sc2O3，实验测得灼烧过程中固体残留率随温度的变化如图所示，500K时，固体的主要成分是___________。(写出计算过程) 【答案】（1） ①. 1s22s22p63s23p63d14s2或[Ar]3d14s2 ②. TiO2++H2O2=[TiO(H2O2)]2+ （2） ①. 随着碳原子数增加，O—H键极性减弱更难断裂，(RO)3PO产率降低(或随着碳原子数增加，烃基推电子能力增强，O—H键更难断裂，(RO)3PO产率降低) ②. 1∶4 （3）Mn2++H2O2+2OH-=MnO2↓+2H2O （4）温度低于80℃时，随温度升高，沉淀反应速率加快，钪的沉淀率上升(或随温度升高，草酸电离程度增大，草酸根离子浓度增大，钪的沉淀率上升)；温度高于80℃时，随着温度的升高，草酸钪的溶解度增大，致使钪的沉淀率下降 （5）Sc2(C2O4)3。 【解析】 【分析】钛白水解工业废酸含有Sc3+、TiO2+、Mn2+、H+、SO等离子，加入H2O2是为了使TiO2+转化为难萃取的[TiO(H2O2)]2+，用有机萃取剂进行萃取，分液分离出油相，油相中加入NaOH溶液和H2O2，生成Sc(OH)3、MnO2沉淀，过滤后滤渣加入酸溶解，过滤除去MnO2，加草酸沉钪，Sc2(C2O4)3·6H2O，过滤后灼烧得到Sc2O3； 【小问1详解】 ①Sc的原子序数为21，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d14s2或[Ar]3d14s2； ②H2O2与TiO2+生成难萃取的[TiO(H2O2)]2+，离子方程式为：TiO2++H2O2=[TiO(H2O2)]2+； 【小问2详解】 ①随着碳原子数增加，(RO)3PO产率降低的原因可能为随着碳原子数增加，O—H键极性减弱更难断裂，(RO)3PO产率降低(或随着碳原子数增加，烃基推电子能力增强，O—H键更难断裂，(RO)3PO产率降低)； ②采用一次萃取时，最合适为O/A值应满足在保证萃取率较高的同时，增大A值，当O/A值1：4时，钪的萃取率已经很高，继续增加萃取剂时，萃取率提高不大，故应选择最合适的O/A值为1：4； 【小问3详解】 反萃取时，H2O2氧化Mn2+为MnO2，反应的离子方程式为：Mn2++H2O2+2OH-=MnO2↓+2H2O； 【小问4详解】 沉钪时随温度的升高，钪的沉淀率先升高后降低的可能原因是温度低于80℃时，随温度升高，沉淀反应速率加快，钪的沉淀率上升(或随温度升高，草酸电离程度增大，草酸根离子浓度增大，钪的沉淀率上升)；温度高于80℃时，随着温度的升高，草酸钪的溶解度增大，致使钪的沉淀率下降； 【小问5详解】 设Sc2(C2O4)3·6H2O为1mol，质量为462g，由图可知，，500K时，失去的质量为462g，即刚好失去6个结晶水，故剩余的固体为Sc2(C2O4)3。 15. 化合物E是合成抗癌药帕比司他的中间体，其合成路线如下： （1）1molA分子中采取sp2杂化的碳原子数目是___________。 （2）A→B中有一种分子式为C8H10O2的副产物生成，该副产物的结构简式为___________。 （3）已知B→C的反应有中间体X生成，中间体X的分子式为C11H12O6，B→X的反应类型为___________。 （4）D的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：___________。 ①分子中含有苯环，且不同化学环境的氢原子个数之比为1∶1； ②1mol该物质最多能与4molNaOH反应。 （5）肉桂酸苄酯()是一种天然香料。写出以和CH2(COOH)2为原料制备肉桂酸苄酯合成路线___________(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干)。 【答案】（1）8mol或8NA或4.816×1024 （2） （3）加成反应 （4） （5） 【解析】 【分析】本题为有机综合推断题，由合成流程图可知，A到B是醛基被还原为醇羟基，B到C为醛基与CH2(COOH)2先发生加成反应，后再消去反应，C和CH3OH通过酯化反应制得D，D在一定条件下转化为E，(3)根据X的分子式并结合题干信息可知，X的结构简式为：，(5) 本题采用逆向合成法可知，可由和通过酯化反应制得，根据题干B到C的转化信息可知，可由和CH2(COOH)2在一定条件下转化而来，可由苯甲醇催化氧化制得，苯甲醇又可由水解得到，由此分析确定合成路线，据此分析解题。 【小问1详解】 由题干流程图中A的结构简式可知，A分子中所有的C原子均与周围的原子形成3个σ键，无孤电子对，故1molA分子中采取sp2杂化的碳原子数目是8mol，故答案为：8mol或8NA或4.816×1024。 【小问2详解】 由题干流程图中信息可知，A→B即其中一个醛基转化为醇羟基，结合副产物的分子式可知，有一种分子式为C8H10O2的副产物，该副产物的结构简式为，故答案为：。 【小问3详解】 已知B→C的反应有中间体X生成，中间体X的分子式为C11H12O6，结合转化信息和X的分子式可知，X的结构简式为：，故B→X的反应类型为加成反应，故答案为：加成反应。 【小问4详解】 由题干流程图信息可知，D的分子式为：C11H12O3，则其同时满足下列条件①分子中含有苯环，且不同化学环境的氢原子个数比为1∶1，即含有两种不同环境的氢，②1mol该物质最多能与4molNaOH反应，结合分子式可知其分子中含有2mol酚酯基，故该同分异构体的结构简式为： ，故答案为：； 【小问5详解】 据分析可知，用逆合成分析法确定的合成路线为。 16. 锗是一种重要的半导体材料，中国是世界上锗的主要生产国之一。工业上可用锌粉置换镓锗渣制备高纯度，相关流程包含浸出、沉锗、氯化、水解等步骤。 （1）浸出：可用草酸(HOOC―COOH)作为浸出剂，将Ge转化为配离子，转移到溶液中。 ①中含有两个五元环，Ge为六配位，配位原子均为氧，画出该离子的结构式：___________。 ②使用草酸浸取的缺点之一在于矿渣中的其他金属阳离子易与草酸形成沉淀或配合物，草酸的利用率降低。已知25℃，，，，则反应的平衡常数K的数值为___________。 ③以热的浓硫酸作为氧化剂，可将彻底氧化，将锗元素转化为进入溶液，反应的化学方程式为___________。 （2）丹宁酸沉锗：丹宁酸是一种多酚(简记为HL)，易与)配位得到，最终转化为沉淀，从而将溶液中的锗沉出，配位反应可以表示为，若反应体系中存在较多不利于锗的沉淀，原因是___________。 （3）粗品中常含有少量。为了提纯，可先将其转化为，再在0℃下水解得到高纯。已知： ①与均为两性氧化物，部分晶型的难溶于盐酸； ②常温下是液体，沸点为84℃，易与共沸； ③在pH为0.4~0.6时有还原性； 现有已知As含量的粗品，补充完整提纯的实验方案：向粗品中分批加入NaOH溶液，直至粗品完全溶解，___________，过滤，洗涤2~3次，干燥。(实验中须使用的试剂：盐酸、氯酸钠固体、蒸馏水) 【答案】（1） ①. ②. ③. （2）丹宁酸中有大量酚羟基，易与反应使丹宁酸浓度下降，从而使浓度下降； （3）向溶液中加入盐酸至(0.4~0.6间的任意值均可1分)。随后加入足量固体充分反应；在84℃蒸馏，将馏分冷却后，与0℃的蒸馏水混合，充分搅拌直至无沉淀生成 【解析】 【小问1详解】 根据题目中的“五元环”“六配位”即可得出配离子的结构：，根据盖斯定律可以看做、两个平衡的合反应。目标反应=①-②；因此；Ge在反应前后都是+4价，浓硫酸氧化的是碳元素。 方程式为：故答案为：；；； 【小问2详解】 Fe3+会和酚发生反应，而单宁酸是多酚，故答案为：丹宁酸中有大量酚羟基，易与反应使丹宁酸浓度下降，从而使浓度下降； 【小问3详解】 先将溶液中的Ge和As转化为盐酸盐，然后将AsCl3氧化，防止后续蒸馏时产生共沸，利用蒸馏将GeCl4分离，最后0℃下水解得到高纯。故答案为：向溶液中加入盐酸至(0.4~0.6间的任意值均可1分)。随后加入足量固体充分反应；在84℃蒸馏，将馏分冷却后，与0℃的蒸馏水混合，充分搅拌直至无沉淀生成。 17. 将二氧化碳转化为高附加值化学品和含氮物质的综合处理是目前研究的热点问题 （1）利用CO2合成甲醇 ①CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)　∆H1=-49kJ/mol ②CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)　∆H2=+41.17kJ/mol ③CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)　∆H3 根据以上信息判断反应③___________(填“高温自发”、“低温自发”或“任何温度下都自发”)，该反应中活化能Ea(正)___________Ea(逆)(填“>”或“<”)。 （2）电催化CO2和含氮物质可合成尿素，同时可解决含氮废水污染问题。常温常压下，向一定浓度KNO3溶液通入CO2至饱和，经电解获得尿素，其原理如图所示。 电解过程中生成尿素的电极反应式为___________。 （3）我国科研人员研究出在Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2氢化合成甲醇的反应历程如图所示。 ①分析在反应气中加入少量的水能够提升甲醇产率的可能原因是___________。 ②乙醇胺(HOCH2CH2NH2)可完成对CO2捕集。乙醇胺溶液能够吸收和释放CO2的原因是_______。 （4）研究脱除烟气中的NO是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。有氧条件下，在Fe基催化剂表面，NH3还原NO的反应机理如图所示，该过程可描述为___________。 【答案】（1） ①. 低温自发 ②. < （2）2+16e-+CO2+18H+=CO(NH2)2+7H2O （3） ①. 反应③的化学方程式为*H3CO+H2O=CH3OH+*HO，适当加入少量的水，反应物浓度增大，向正反应方向移动，甲醇产率升高 ②. 乙醇胺含有氨基和羟基，具有很好的水溶性；乙醇胺含有氨基，有碱性，可与二氧化碳和水反应生成盐，该盐在较低温度下又可以充分分解为乙醇胺和二氧化碳 （4）在Fe基催化剂表面，NH3吸附在酸性配位点上形成，NO与O2吸附在Fe3+配位点上形成NO2，然后与NO2结合生成NO2()2，最后NO2()2与NO反应生成N2、H2O，并从催化剂表面逸出 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律，反应①-②可得反应③，∆H3=∆H1-∆H2=-49-41.17=-90.17kJ/mol，反应③是放热反应∆H3<0，该正反应气体分子数减小∆S<0，由自发进行的判据：∆G=∆H-T∆S<0，反应③低温自发，由∆H3= Ea(正)- Ea(逆)<0，该反应中活化能Ea(正)< Ea(逆)； 【小问2详解】 由图可知，装置为电解池，尿素在左侧电极生成，硝酸根转化为尿素，N元素化合价从+5价降低为-3价，得电子，左侧电子为阴极，结合装置中的质子交换膜，电极反应式为2+16e−+CO2+18H+=CO(NH2)2+7H2O； 【小问3详解】 ①在反应气中加入少量的水能够提升甲醇产率的可能原因是：反应③的化学方程式为*H3CO+H2O=CH3OH+*HO，适当加入少量的水，反应物浓度增大，向正反应方向移动，甲醇产率升高； ②乙醇胺含有氨基和羟基，具有很好的水溶性；乙醇胺含有氨基，有碱性，可与二氧化碳和水反应生成盐，该盐在较低温度下又可以充分分解为乙醇胺和二氧化碳，乙醇胺(HOCH2CH2NH2)可完成对CO2捕集，能够吸收和释放CO2； 【小问4详解】 根据图中的反应机理可知：在Fe基催化剂表面，NH3吸附在酸性配位点上形成，NO与O2吸附在Fe3+配位点上形成NO2，然后与NO2结合生成NO2()2，最后NO2()2与NO反应生成N2、H2O，并从催化剂表面逸出。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$