精品解析：江苏省南通市2023-2024学年高一下学期6月期末考试化学试题

2024年南通市高一学年度质量监测 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6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：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Fe 56 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. 氮化铝(AlN)陶瓷广泛应用于汽车等领域。氮化铝陶瓷属于 A. 金属材料 B. 有机合成材料 C. 硅酸盐材料 D. 无机非金属材料 2. 液氨与钾发生反应：。下列说法正确的是 A. K原子结构示意图为 B. 的电子式为 C. 晶体属于离子晶体 D. 与互为同位素 3. 实验室制取的实验原理及装置均正确的是 A．制取 B．净化 C．收集 D．尾气处理 A. A B. B C. C D. D 4. 糖类、油脂、蛋白质等是人体必需的基本营养物质。下列有关说法正确的是 A. 糖类、油脂和蛋白质均由C、H、O三种元素组成 B. 糖类在一定条件下都可以发生水解反应 C. 油脂在碱性条件下水解可获得高级脂肪酸和甘油 D. 可以通过灼烧闻气味的方法鉴别蚕丝和人造丝织物 资源化再利用是如期实现“碳中和”目标的关键技术之一、MgO或CaO掺杂形成捕获剂(Ⅹ为Mg或Ca)，捕获生成。加热可使捕获剂再生。再生时，阳离子电荷数越高、半径越小，越易分解。和可在铜基催化剂(含有和Cu)作用下合成。请回答下列问题： 5. 下列说法正确的是 A. 电离能： B. 分子中共价键极性： C. 基态核外电子排布式： D. 分解温度： 6. 下列物质性质与用途具有对应关系的是 A. MgO熔点高，用作耐高温材料 B. 易溶于水，用作食品添加剂 C. 具有香味，用作燃料 D. Cu具有导电性，用作催化剂 7. 下列化学反应表示正确的是 A. 再生反应： B 通入足量NaOH溶液： C. 和合成乙醇： D 与足量稀硝酸反应： 8. 前四周期主族元素X、Y、Z、Q、W的原子序数依次增大。基态X原子的s能级电子总数与p能级电子总数相等，Y在同周期中原子半径最大，Z的主族序数与周期序数相同，常温常压下Q的单质为黄绿色气体，W与Q同主族。下列有关说法不正确的是 A. 简单离子半径：X>Y B. 电解YQ的饱和溶液可得到单质Y C. Y、Z、Q最高价氧化物对应水化物能两两相互反应 D. 气态氢化物热稳定性：Q>W 9. 下列说法正确的是 A. 不存在同分异构体 B. 中阴、阳离子个数之比为1：1 C. 用丁达尔效应可鉴别蒸馏水和NaCl溶液 D. 用澄清石灰水可鉴别溶液和溶液 10. 根据实验操作和现象所得到的结论正确的是 选项 实验操作和现象 结论 A 向乙醇中加入一小块金属钠，有无色气体产生 该乙醇中含水 B 用铂丝蘸取某溶液，在酒精灯外焰上灼烧，观察到黄色火焰 该溶液中不含 C 向某溶液中加入少量新制氯水，再滴入几滴KSCN溶液，溶液变红 该溶液中含 D 向溶液中滴加酸性溶液，溶液褪色，并有无色气体产生 具有还原性 A. A B. B C. C D. D 11. 氮肥厂高浓度氨氮(和)废水可通过下列步骤实现氨氮的回收、处理。 步骤Ⅰ：向废水中加入石灰乳，调节pH至9，升温至30℃，通入空气。 步骤Ⅱ：微生物在弱碱性、有氧条件下，实现硝化过程：。 步骤Ⅲ：向硝化后的废水中加入，实现反硝化过程：。 下列说法正确的是 A. “步骤Ⅰ”中加入石灰乳后浓度增大 B. “步骤Ⅰ”中“升温至30℃，通入空气”可降低氨氮浓度 C. “步骤Ⅱ”中发生反应 D. “步骤Ⅲ”中利用了的氧化性 12. 我国最早在南海海底试开采可燃冰，可燃冰中处于由多个形成的笼中。工业上以为原料生产的流程如图所示： 转化炉中主要产物为CO和，变换塔中的主要反应为。 下列说法正确的是 A. 可燃冰中和形成分子间氢键 B. CO和的催化反应中有非极性键的断裂和形成 C. 转化炉、变换塔中参加主要反应的水均作氧化剂 D. 洗涤塔用热水更有利于洗去体系中产生的 13. 是常见的还原剂，实验室可通过反应①制得。利用反应②。(结构如图)可测定的含量。可作配体，其结构可看成是中一个氧原子被硫原子代替。下列说法不正确的是 A. 中四个硫原子不处于同一直线 B. 作配体时中心S原子为配位原子 C. 反应①理论上原子利用率可达100% D. 反应②可用淀粉溶液判断是否完全反应 二、非选择题：共4题，共61分。 14. A、B是石油裂解的产物，两者互为同系物。以A、B为原料合成食用香料E的路线如下： （1）A的结构式为___________，A→C的反应类型为___________。 （2）中σ键和π键的数目比为___________。 （3）已知C+D→E为酯化反应，写出该反应的化学方程式：___________。 （4）设计检验D中所含官能团的实验方案：___________。 （5）补充完整以下合成路线流程图(补充①处所需试剂及反应条件，写出②处有机物的结构简式) ___________、___________。 15. 催化还原具有重要意义。 （1）催化还原 研究表明，240℃时在催化剂作用下，还原生成经历：的过程，且每步中都有生成。 ①第一步转化的化学方程式为___________。 ②第二步转化中生成9.6g时转移的电子数为___________。 ③表、等，、均易溶于，原因是___________。 （2）CO催化还原 (Ce的常见化合价有+3、+4)催化剂在600℃时催化CO还原的微观反应过程如图所示，这种方法也可处理烟气中的CO。 ①反应中生成少量有毒的羰基硫(COS)，羰基硫的空间结构为___________。 ②反应(ⅰ)中化合价发生改变的元素有___________。 ③若用标记中的氧原子，图示转化中含的物质有、、___________。 ④适当提高反应物的配比[]，有利于转化为S。结合含Ce物种转化解释其原因：___________。 （3）从物质转化与能源利用的角度分析，两种催化还原方法各自的优点：___________。 16. 醋酸亚铬[]不溶于冷水和乙醚，易被氧化。实验室以铬铁合金(主要成分为Cr、Fe，还含少量C、Si等杂质)为原料制备醋酸亚铬。 已知：相同温度下，亚铁铵矾[]的溶解度比铁铵矾、铬铵矾的小。 （1）酸浸。将一定量的铬铁合金与足量硫酸反应。 ①酸浸中产生、。写出铬转化为的离子方程式：___________。 ②配制250mL硫酸需要98%的浓硫酸(密度为)的体积为___________mL。 （2）沉铁。向酸浸所得滤液中加入足量硫酸铵溶液，生成亚铁铵矾沉淀。控制其他条件相同，测得反应温度对沉铁率的影响如图所示。 ①写出生成亚铁铵矾沉淀的化学方程式：___________。 ②90℃时沉铁率低于70℃时的可能原因是___________。 （3）制备。利用图所示装置制备醋酸亚铬。 ①检查该装置气密性的实验操作是___________。 ②补充完整由溶液制备的实验方案：向抽滤瓶、锥形瓶中分别加入适量的溶液、溶液，___________，加盖密封，充分反应后，将抽滤瓶中溶液倾倒至锥形瓶中，充分反应，___________，乙醚洗涤2~3次，室温下干燥，密封保存(实验中还须使用的试剂：锌粒、溶液、溶液)。 17. 光解水制氢中催化剂研究是开发新能源的重要课题。 （1）TiO2催化分解水制氢 ①一种TiO2晶胞结构如图，该晶胞中含有的氧原子数为___________。 ②TiO2光热协同分解水制氢的过程如图所示，反应的关键为Vo(氧空位)的产生和消除。 过程(ⅰ)为光化学阶段：反应原理为； 过程(ⅱ)~(ⅳ)为热化学阶段：反应原理可表示为___________。 （2）近年来，[Fe3O(HCOO)6(H2O)3]NO3·4H2O (R表示氢原子或烃基)等三核金属-氧簇结构的配合物光催化剂的研究受到重视。配合物中暴露的金属原子是光催化反应的活性位点(能有效催化反应的表面位置)。 ①[Fe3O(HCOO)6(H2O)3]+的结构如图(H原子已略去)。中心氧原子与3个Fe3+形成平面三角形，该O原子的杂化轨道类型为___________，每个Fe3+相邻的O原子围成的几何形状为___________。 ②配合物中铁的含量关乎光催化反应效果，可利用热重分析法测定铁的含量。称取一定量样品[Fe3O(HCOO)6(H2O)3]NO3·4H2O(M=726 g/mol)在空气中加热，样品的固体残留率()随温度的变化如图所示。通过计算确定500℃时残留的金属氧化物的化学式(写出计算过程)。___________ ③与[Fe3O(CH3COO)6(H2O)3]+相比，用[Fe3O(HCOO)6(H2O)3]+作催化剂，制氢反应效率大幅提升，其主要原因是___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024年南通市高一学年度质量监测 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6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：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Fe 56 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. 氮化铝(AlN)陶瓷广泛应用于汽车等领域。氮化铝陶瓷属于 A. 金属材料 B. 有机合成材料 C. 硅酸盐材料 D. 无机非金属材料 【答案】D 【解析】 【详解】A．金属材料分为纯金属和金属合金，A不符合题意； B．氮化铝不存在碳元素，不是有机物，B不符合题意； C．硅酸盐材料是指由硅酸根离子与金属阳离子或铵根离子结合形成的无机非金属材料，氮化铝不含硅元素，C不符合题意； D．氮化铝陶瓷属于无机非金属材料，D符合题意； 故选D。 2. 液氨与钾发生反应：。下列说法正确的是 A. K原子结构示意图为 B. 的电子式为 C. 晶体属于离子晶体 D. 与互为同位素 【答案】C 【解析】 【详解】A．K原子质子数为19，原子核外有4个电子层，各层电子数为2、8、8、1，原子结构示意图为，故A错误； B．氮原子最外层有5个电子，满足8电子稳定结构，则NH3的电子式为，故B错误； C．晶体含有K+和通过相互作用形成的离子键，属于离子晶体，故C正确； D．与是同种元素组成的性质不同种单质，同位素是指质子数相同而中子数不同的不同核素，两者不是同位素，故D错误； 故答案为：C。 3. 实验室制取的实验原理及装置均正确的是 A．制取 B．净化 C．收集 D．尾气处理 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．Cu与稀硝酸反应生成NO，不能制备二氧化氮，故A错误； B．二氧化氮与NaOH溶液发生氧化还原反应，不能净化二氧化氮，故B错误； C．二氧化氮的密度比空气密度大，图中导管长进短出可收集二氧化氮，故C正确； D．二氧化氮与水反应生成硝酸、NO，NO不溶于水，且NO有毒，应选NaOH溶液吸收尾气，故D错误； 故选：C。 4. 糖类、油脂、蛋白质等是人体必需的基本营养物质。下列有关说法正确的是 A. 糖类、油脂和蛋白质均由C、H、O三种元素组成 B. 糖类在一定条件下都可以发生水解反应 C. 油脂在碱性条件下水解可获得高级脂肪酸和甘油 D. 可以通过灼烧闻气味的方法鉴别蚕丝和人造丝织物 【答案】D 【解析】 【详解】A．蛋白质由C、H、O、N等多种元素组成，糖类和油脂只含有C、H、O三种元素，故A错误； B．糖类中的单糖不能发生水解反应，故B错误； C．油脂在碱性条件下的水解反应生成高级脂肪酸盐和甘油，故C错误； D．蚕丝的主要成分是蛋白质，灼烧蛋白质有烧焦羽毛的气味，人造丝织物没有烧焦羽毛的气味，所以可利用灼烧的方法鉴别，故D正确； 故选：D。 资源化再利用是如期实现“碳中和”目标的关键技术之一、MgO或CaO掺杂形成捕获剂(Ⅹ为Mg或Ca)，捕获生成。加热可使捕获剂再生。再生时，阳离子电荷数越高、半径越小，越易分解。和可在铜基催化剂(含有和Cu)作用下合成。请回答下列问题： 5. 下列说法正确的是 A. 电离能： B. 分子中共价键的极性： C. 基态核外电子排布式： D. 分解温度： 6. 下列物质性质与用途具有对应关系的是 A. MgO熔点高，用作耐高温材料 B. 易溶于水，用作食品添加剂 C. 具有香味，用作燃料 D. Cu具有导电性，用作催化剂 7. 下列化学反应表示正确的是 A. 再生反应： B. 通入足量NaOH溶液： C. 和合成乙醇： D. 与足量稀硝酸反应： 【答案】5. B 6. A 7. A 【解析】 【5题详解】 A．同主族从上到下第一电离能减小，Ca、Mg为同主族元素，电离能：I1(Ca)＜I1(Mg)，故A错误； B．原子半径C＞O，CH3CH2OH分子中共价键的极性：O—H＞C—H，故B正确； C．Cu是29号元素，基态Cu原子的电子排布式为[Ar]3d104s1，4s失去1个电子得到Cu+，基态Cu+核外电子排布式：[Ar]3d10，故C错误； D．离子半径Mg2+＜Ca2+，镁离子的极化能力较强，使得碳酸镁在较高温度下不稳定，钙离子的极化能力相对较弱，使得碳酸钙在较高温度下脚稳定，分解温度：MgCO3＜CaCO3，故D错误； 故选：B； 【6题详解】 A．MgO熔点高，常用作耐高温材料，故A正确； B．碳酸钠为强碱弱酸盐，水解显碱性，用作食品添加剂，故B错误； C．乙醇含C、H、O三种元素，燃烧生成水和二氧化碳，所以乙醇可用作燃料，故C错误； D．铜表面会与反应物或产物进行吸附，从而改变反应物分子的构型，所以常用作催化剂，与其导电性无关，故D错误； 故选：A； 【7题详解】 A．CaO—Na2CO3分解生成CaO—Na2CO3和二氧化碳，化学方程式为：，故A正确； B．CO2通入足量NaOH溶液生成碳酸钠和水，离子方程式为：CO2+2OH-=+H2O，故B错误； C．CO2和H2反应生成乙醇和水，反应方程式为：2CO2+6H2CH3CH2OH+3H2O，故C错误； D．Cu2O与足量稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，离子方程式为：3Cu2O+14H++2=6Cu2++2NO↑+7H2O，故D错误； 故选：A。 8. 前四周期主族元素X、Y、Z、Q、W的原子序数依次增大。基态X原子的s能级电子总数与p能级电子总数相等，Y在同周期中原子半径最大，Z的主族序数与周期序数相同，常温常压下Q的单质为黄绿色气体，W与Q同主族。下列有关说法不正确的是 A. 简单离子半径：X>Y B. 电解YQ的饱和溶液可得到单质Y C. Y、Z、Q最高价氧化物对应水化物能两两相互反应 D. 气态氢化物热稳定性：Q>W 【答案】B 【解析】 【分析】前四周期主族元素X、Y、Z、Q、W的原子序数依次增大，常温常压下Q的单质为黄绿色气体，可知Q为Cl元素，而W与Q同主族，W的原子序数大于Q(氯)，故W为Br元素；基态X原子的s能级电子总数与p能级电子总数相等，其核外电子排布式1s22s22p4或1s22s22p63s2，Y在同周期中原子半径最大，则Y处于IA族，Y的原子序数大于X且小于Q，故Y只能处于第三周期，X的核外电子排布式为1s22s22p4，则X为O元素、Y为Na元素；结合原子序数可相对大小可知Z处于第三周期，Z的主族序数与周期序数相同，则Z为Al元素。 【详解】由分析可知，X为O元素、Y为Na元素、Z为Al元素、Q为Cl元素、W为Br元素； A．电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径：O2-＞Na+，故A正确； B．电解NaCl溶液发生反应：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑，不能得到Na单质，故B错误； C．Y、Z、Q最高价氧化物对应水化物依次为NaOH、Al(OH)3、HClO4，氢氧化钠与高氯酸发生中和反应，氢氧化铝属于两性氢氧化物，既能与氢氧化钠反应又能与高氯酸反应，故C正确； D．元素非金属性：Cl＞Br,则氢化物稳定性：HCl＞HBr,故D正确； 故选：B。 9. 下列说法正确的是 A. 不存在同分异构体 B. 中阴、阳离子个数之比为1：1 C. 用丁达尔效应可鉴别蒸馏水和NaCl溶液 D. 用澄清石灰水可鉴别溶液和溶液 【答案】A 【解析】 【详解】A．CH2Cl2是四面体结构，不存在同分异构体，故A正确； B．Na2O2由2个钠离子和1个过氧根离子组成，阴、阳离子个数之比为1：2，故B错误； C．胶体具有丁达尔效应，蒸馏水和NaCl溶液都不是胶体，则用丁达尔效不能鉴别蒸馏水和NaCl溶液，故C错误； D．澄清石灰水中Ca(OH)2与Na2CO3溶液或NaHCO3溶液都能生成碳酸钙白色沉淀，用澄清石灰水不能鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，故D错误； 故选：A。 10. 根据实验操作和现象所得到的结论正确的是 选项 实验操作和现象 结论 A 向乙醇中加入一小块金属钠，有无色气体产生 该乙醇中含水 B 用铂丝蘸取某溶液，在酒精灯外焰上灼烧，观察到黄色火焰 该溶液中不含 C 向某溶液中加入少量新制氯水，再滴入几滴KSCN溶液，溶液变红 该溶液中含 D 向溶液中滴加酸性溶液，溶液褪色，并有无色气体产生 具有还原性 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．乙醇、水均与Na反应生成氢气，有无色气体产生，不能证明乙醇中含水，故A错误； B．钠元素的焰色为黄色，观察K的焰色需透过蓝色的钴玻璃，由实验操作和现象可知，该溶液中含Na+，不能确定是否含K+，故B错误； C．先加氯水可氧化亚铁离子，不能排除铁离子的干扰，应先加KSCN溶液无现象，后加氯水检验亚铁离子，故C错误； D．酸性高锰酸钾溶液可氧化过氧化氢，则溶液褪色，并有无色气体产生，可知H2O2具有还原性，故D正确； 故选：D。 11. 氮肥厂高浓度氨氮(和)废水可通过下列步骤实现氨氮的回收、处理。 步骤Ⅰ：向废水中加入石灰乳，调节pH至9，升温至30℃，通入空气。 步骤Ⅱ：微生物在弱碱性、有氧条件下，实现硝化过程：。 步骤Ⅲ：向硝化后的废水中加入，实现反硝化过程：。 下列说法正确的是 A. “步骤Ⅰ”中加入石灰乳后浓度增大 B. “步骤Ⅰ”中“升温至30℃，通入空气”可降低氨氮浓度 C. “步骤Ⅱ”中发生反应 D. “步骤Ⅲ”中利用了的氧化性 【答案】B 【解析】 【详解】A．“步骤Ⅰ”中加入石灰乳Ca(OH)2中OH-能与反应，造成其浓度减小，A错误； B．“步骤Ⅰ”中“升温至30℃，通入空气” ，发生反应的离子方程式，氨气逸出，可降低氨氮浓度，B正确； C．“步骤Ⅱ”中在弱碱性、有氧条件下，铵根离子氧化得到硝酸根离子，发生反应，C错误； D．步骤Ⅲ中加入实现反硝化过程，氮元素化合价降低，则是还原剂，利用其还原性，D错误； 故选B。 12. 我国最早在南海海底试开采可燃冰，可燃冰中处于由多个形成的笼中。工业上以为原料生产的流程如图所示： 转化炉中的主要产物为CO和，变换塔中的主要反应为。 下列说法正确的是 A. 可燃冰中和形成分子间氢键 B. CO和的催化反应中有非极性键的断裂和形成 C. 转化炉、变换塔中参加主要反应的水均作氧化剂 D. 洗涤塔用热水更有利于洗去体系中产生的 【答案】C 【解析】 【分析】已知转化炉中有CO和H2产生，CH4与H2O反应方程式为CH4+H2O=CO+3H2，洗涤塔中用水吸收CO2气体； 【详解】A．碳的非金属性较小，甲烷分子与水分子间不能形成氢键，只存在分子间作用力，故A错误； B．变换塔中的主要反应为，反应物CO和水都只存在极性键，因此没有非极性键的断裂，故B错误； C．转化炉中发生的反应方程式为CH4+H2O=CO+3H2，水中氢元素化合价降低，水做氧化剂，变换塔中水生成氢气，水也是做氧化剂，故C正确； D．洗涤塔中用水吸收CO2气体，用热水会降低二氧化碳在水中的溶解度，不利于洗去体系中产生的，故D错误； 故选C。 13. 是常见的还原剂，实验室可通过反应①制得。利用反应②。(结构如图)可测定的含量。可作配体，其结构可看成是中一个氧原子被硫原子代替。下列说法不正确的是 A. 中四个硫原子不处于同一直线 B. 作配体时中心S原子为配位原子 C. 反应①理论上原子利用率可达100% D. 反应②可用淀粉溶液判断是否完全反应 【答案】B 【解析】 【详解】A．结构中间的每个硫原子都存在两对孤对电子，价层电子对数为2+2=4，是四面体结构，中四个硫原子不处于同一直线，故A正确； B．端基S原子有孤电子对可以做配位原子，而中心S原子无孤电子对不可以做配位原子，故B错误； C．反应①是化合反应，理论上原子利用率可达100%，故C正确； D．反应②，若加入淀粉溶液不变蓝，说明反应完全，则可以用淀粉检验碘单质是否完全反应，故D正确； 故选：B。 二、非选择题：共4题，共61分。 14. A、B是石油裂解的产物，两者互为同系物。以A、B为原料合成食用香料E的路线如下： （1）A的结构式为___________，A→C的反应类型为___________。 （2）中σ键和π键的数目比为___________。 （3）已知C+D→E为酯化反应，写出该反应的化学方程式：___________。 （4）设计检验D中所含官能团的实验方案：___________。 （5）补充完整以下合成路线流程图(补充①处所需试剂及反应条件，写出②处有机物的结构简式) ___________、___________。 【答案】（1） ①. ②. 加成反应 （2）8：1 （3） （4）分别取少许D于两支试管中，向其中一支试管中滴入几滴酸性高锰酸钾溶液，振荡，颜色褪去证明含有碳碳双键；向另一支试管中加入碳酸氢钠溶液，产生气泡，证明含有羧基 （5） ①. 、Cu，加热 ②. 【解析】 【分析】A、B是石油裂解的产物，两者互为同系物，而A与水反应生成分子式为C2H6O的物质C，则A为CH2=CH2、C为CH3CH2OH，乙烯与水发生加成反应生成乙醇，结合E的结构简式推知D为CH2=CHCOOH，丙烯发生氧化反应生成CH2=CHCOOH； 【小问1详解】 A是乙烯，其的结构式为，A→C是CH2=CH2与H2O反应生成CH3CH2OH，该反应类型为加成反应； 【小问2详解】 单键为σ键，双键含有1个σ键和1个π键，CH2=CHCH3中σ键和π键的数目比为8：1； 【小问3详解】 C为CH3CH2OH，D为CH2=CHCOOH，C+D→E为酯化反应，该反应的化学方程式为； 【小问4详解】 D的结构简式为CH2=CHCOOH，含有的官能团有碳碳双键、羧基，检验D中所含官能团的实验方案：分别取少许D于两支试管中，向其中一支试管中滴入几滴酸性高锰酸钾溶液，振荡，颜色褪去证明含有碳碳双键；向另一支试管中加入碳酸氢钠溶液，产生气泡，证明含有羧基； 【小问5详解】 乙醇在Cu、加热条件下发生氧化反应生成CH3CH2O，由高聚物结构简式可知，CH3CHO与CH3CH2CN反应生成，发生加聚反应生成目标物，故答案为：、Cu，加热；。 15. 催化还原具有重要意义。 （1）催化还原 研究表明，240℃时在催化剂作用下，还原生成经历：的过程，且每步中都有生成。 ①第一步转化的化学方程式为___________。 ②第二步转化中生成9.6g时转移的电子数为___________。 ③表、等，、均易溶于，原因是___________。 （2）CO催化还原 (Ce的常见化合价有+3、+4)催化剂在600℃时催化CO还原的微观反应过程如图所示，这种方法也可处理烟气中的CO。 ①反应中生成少量有毒的羰基硫(COS)，羰基硫的空间结构为___________。 ②反应(ⅰ)中化合价发生改变的元素有___________。 ③若用标记中的氧原子，图示转化中含的物质有、、___________。 ④适当提高反应物的配比[]，有利于转化为S。结合含Ce物种转化解释其原因：___________。 （3）从物质转化与能源利用的角度分析，两种催化还原方法各自的优点：___________。 【答案】（1） ①. ②. 0.4NA ③. 与、都是非极性分子，符合“相似相溶”原理 （2） ①. 直线形 ②. Ce、C ③. 、 ④. 过量的CO还原，生成的可将还原为S，形成Ce的氧化还原循环，加快氧原子传递，有利于的转化 （3）催化还原优点：低能耗，低碳；CO催化还原优点：能同时处理烟气中的多种有害气体 【解析】 【小问1详解】 ①240℃时在催化剂作用下，H2还原SO2生成Sx经历：SO2→H2S→Sx的过程，且每步中都有H2O生成，第一步转化是二氧化硫和氢气反应生成硫化氢和水，第一步转化的化学方程式为：； ②生成Sx时的反应为xSO2+2xH2S=3Sx↓+2xH2O，生成3 mol Sx，电子转移物质的量为4x mol，第二步转化中生成9.6gSx时，Sx物质的量n==mol，转移的电子数=0.4mol×NA/mol=0.4NA； ③Sx表S2、S8等，S2、S8均易溶于CS2，原因是：CS2与S2、S8都是非极性分子，符合“相似相溶”原理； 【小问2详解】 ①羰基硫COS的价层电子对数=2+，则羰基硫中C原子sp杂化，羰基硫的空间结构为：直线形； ②反应(ⅰ)中CO转化为CO2，Ce的常见化合价有+3、+4，化合价发生改变的元素有：Ce、C； ③若用18O标记SO2中的氧原子，图示转化中含18O的物质有SO2、Ce2O3、CO2、CeO2，故答案为：CO2、CeO2； ④当提高反应物的配比[n(CO)/n(SO2)]，有利于SO2转化为S。结合含Ce物种转化解释其原因为：过量的CO还原CeO2，生成的Ce2O3可将SO2还原为S，形成Ce的氧化还原循环，加快氧原子传递，有利于SO2的转化； 【小问3详解】 从物质转化与能源利用的角度分析，两种催化还原方法各自的优点为：H2催化还原优点：低能耗，低碳；CO催化还原优点：能同时处理烟气中的多种有害气体。 16. 醋酸亚铬[]不溶于冷水和乙醚，易被氧化。实验室以铬铁合金(主要成分为Cr、Fe，还含少量C、Si等杂质)为原料制备醋酸亚铬。 已知：相同温度下，亚铁铵矾[]的溶解度比铁铵矾、铬铵矾的小。 （1）酸浸。将一定量的铬铁合金与足量硫酸反应。 ①酸浸中产生、。写出铬转化为的离子方程式：___________。 ②配制250mL硫酸需要98%的浓硫酸(密度为)的体积为___________mL。 （2）沉铁。向酸浸所得滤液中加入足量硫酸铵溶液，生成亚铁铵矾沉淀。控制其他条件相同，测得反应温度对沉铁率的影响如图所示。 ①写出生成亚铁铵矾沉淀的化学方程式：___________。 ②90℃时沉铁率低于70℃时的可能原因是___________。 （3）制备。利用图所示装置制备醋酸亚铬。 ①检查该装置气密性的实验操作是___________。 ②补充完整由溶液制备的实验方案：向抽滤瓶、锥形瓶中分别加入适量的溶液、溶液，___________，加盖密封，充分反应后，将抽滤瓶中溶液倾倒至锥形瓶中，充分反应，___________，乙醚洗涤2~3次，室温下干燥，密封保存(实验中还须使用的试剂：锌粒、溶液、溶液)。 【答案】（1） ①. ②. 62.50 （2） ①. ②. 温度过高，易被氧化为，而铁铵矾溶解度较大，不易结晶析出，使沉铁率降低；温度过高，亚铁铵矾溶解度变大 （3） ①. 将连接抽滤瓶的导管插入水中，用热毛巾捂住抽滤瓶，导管口产生气泡 ②. 向抽滤瓶中加入稍过量的锌粒，然后迅速加入适量溶液 ③. 过滤，用冷水洗涤，直至向最后一次洗涤液中加入溶液无沉淀生成 【解析】 【分析】Fe和稀硫酸生成硫酸亚铁，FeSO4加入足量硫酸铵溶液，生成亚铁铵矾沉淀，用Cr在稀硫酸和氧气的作用下生成硫酸铬，和反应生成； 【小问1详解】 ①酸浸中铬与硫酸反应生成Cr2+，Cr2+被O2氧化为Cr3+，离子方程式为； ②98%的浓硫酸(密度为)物质的量浓度为，由250mL×=V×，解得V=62.50，配制250mL硫酸需要98%的浓硫酸(密度为)的体积为62.50mL； 【小问2详解】 ①向酸浸所得滤液中FeSO4加入足量硫酸铵溶液，生成亚铁铵矾沉淀，化学方程式：； ②90℃时沉铁率低于70℃时的可能原因是温度过高，易被氧化为，而铁铵矾溶解度较大，不易结晶析出，使沉铁率降低；温度过高，亚铁铵矾溶解度变大； 【小问3详解】 ①检查该装置气密性的实验操作是：将连接抽滤瓶的导管插入水中，用热毛巾捂住抽滤瓶，导管口产生气泡； ②已知易被氧化，可用锌和稀硫酸反应生成氢气排尽氧气，用和反应生成，已知醋酸亚铬[]不溶于冷水和乙醚，需用冷水洗涤，再用乙醚干燥，由溶液制备的实验方案：向抽滤瓶、锥形瓶中分别加入适量的溶液、溶液，向抽滤瓶中加入稍过量的锌粒，然后迅速加入适量溶液，加盖密封，充分反应后，将抽滤瓶中溶液倾倒至锥形瓶中，充分反应，过滤，用冷水洗涤，直至向最后一次洗涤液中加入溶液无沉淀生成，乙醚洗涤2~3次，室温下干燥，密封保存。 17. 光解水制氢中催化剂的研究是开发新能源的重要课题。 （1）TiO2催化分解水制氢 ①一种TiO2晶胞结构如图，该晶胞中含有的氧原子数为___________。 ②TiO2光热协同分解水制氢的过程如图所示，反应的关键为Vo(氧空位)的产生和消除。 过程(ⅰ)为光化学阶段：反应原理为； 过程(ⅱ)~(ⅳ)为热化学阶段：反应原理可表示为___________。 （2）近年来，[Fe3O(HCOO)6(H2O)3]NO3·4H2O (R表示氢原子或烃基)等三核金属-氧簇结构的配合物光催化剂的研究受到重视。配合物中暴露的金属原子是光催化反应的活性位点(能有效催化反应的表面位置)。 ①[Fe3O(HCOO)6(H2O)3]+的结构如图(H原子已略去)。中心氧原子与3个Fe3+形成平面三角形，该O原子的杂化轨道类型为___________，每个Fe3+相邻的O原子围成的几何形状为___________。 ②配合物中铁的含量关乎光催化反应效果，可利用热重分析法测定铁的含量。称取一定量样品[Fe3O(HCOO)6(H2O)3]NO3·4H2O(M=726 g/mol)在空气中加热，样品的固体残留率()随温度的变化如图所示。通过计算确定500℃时残留的金属氧化物的化学式(写出计算过程)。___________ ③与[Fe3O(CH3COO)6(H2O)3]+相比，用[Fe3O(HCOO)6(H2O)3]+作催化剂，制氢反应效率大幅提升，其主要原因是___________。 【答案】（1） ①. 4 ②. 2Ti3++Vo+H2O→2Ti4++O2-+H2↑ （2） ①. sp2 ②. 八面体 ③. Fe2O3 ④. 甲酸根配体相较于乙酸根配体具有更小的空间占比，催化剂中金属原子暴露程度更大 【解析】 【小问1详解】 ①用均摊方法计算。含有的小球原子数目是8×+1=2；含有的大球原子数目是4×+2=4，小球与大球原子个数比为2:4=1:2，所以根据物质化学式TiO2，可知：小球表示Ti原子，大球表示O原子，因此在该晶胞中含有的氧原子数为4个； ②根据图示可知：过程(ⅱ)~(ⅳ)的反应原理为2Ti3++Vo+H2O→2Ti4++O2-+H2↑； 【小问2详解】 ①在[Fe3O(HCOO)6(H2O)3]+结构中，中心O原子与3个Fe3+形成平面三角形，则键角是120°，说明该O原子的杂化轨道类型为sp2杂化； 根据图示可知每个Fe3+与周围相邻的6个O原子形成正八面体结构； ②设取[Fe3O(HCOO)6(H2O)3]NO3·4H2O的物质的量是1 mol，其质量是726 g，其中含有Fe的质量是m=3×56 g=168 g；根据图示可知500℃时固体残留率是33.06%，则残留固体的质量为726 g×33.06%=240 g，其中含有的O元素的物质的量n(O)==4.5 mol，n(Fe):n(O)=3 mol:4.5 mol=2:3，所以该物质的化学式为Fe2O3； ③与[Fe3O(CH3COO)6(H2O)3]+相比，用[Fe3O(HCOO)6(H2O)3]+作催化剂，制氢反应效率大幅提升，其主要原因是甲酸根配体相较于乙酸根配体具有更小的空间占比，催化剂中金属原子暴露程度更大，因此制氢反应效率大幅提升。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $