精品解析：江苏省南京市中华中学2023-2024学年高三上学期初模拟检测化学试卷

2023-2024 学年中华中学高三上期初模拟检测 化学试卷 本卷考试时间：75分钟 总分：100分 可能用到的相对原子量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 K-39 Mn-55 Co-59 一、单选题。本题包括 13 小题，每小题 3 分，共计 39 分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 2021年4月29日，中国空间站核心舱“天和号”成功送入预定轨道，它与化学有着密切联系。下列说法错误的是 A. 中国空间站推进器的推进剂氙气(Xe)属于稀有气体 B. “天和号”推进器的氮化硼陶瓷基材料属于新型无机非金属材料 C. 宇航服材料中的聚氯乙烯属于有机高分子材料 D. 空间站太阳能电池板的主要材料属于硅酸盐 【答案】D 【解析】 【详解】A．氙气(Xe)属于稀有气体，故A正确； B．氮化硼陶瓷有耐高温、硬度大、耐磨损、密度小等优点，属于新型无机非金属材料，故B正确； C．聚氯乙烯属于有机高分子材料，故C正确； D．空间站太阳能电池板的主要材料是单质硅，属于氧化物，不属于硅酸盐，故D错误； 故答案：D。 2. KIO3常用作食盐中的补碘剂，可用“氯酸钾氧化法”制备，该方法的第一步反应为： 6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCI+3Cl2↑。下列有关说法正确的是 A. KClO3仅含离子键 B. KCl的电子式： C. KH(IO3)2中I元素的化合价为+7 D. H2O的空间构型为直线形 【答案】B 【解析】 【详解】A．KClO3中含离子键，氧原子和氯原子之间还有共价键，A错误； B．KCl离子化合物，电子式为，B正确； C．KH(IO3)2中K和H均是+1价，O是－2价，所以I元素的化合价为+5，C错误； D．H2O的空间构型为V形，D错误； 答案选B。 3. 下列有关酸的性质与用途具有对应关系的是 A. 盐酸具有还原性，可用于金属除锈 B. 浓硫酸具有脱水性，可用作干燥剂 C. 过氧乙酸有强氧化性，可用作消毒剂 D. 硝酸具有挥发性，可用于制造化肥 【答案】C 【解析】 【详解】A．盐酸用于金属除锈，并不是利用其还原性，而是利用其酸的通性，A不合题意； B．浓硫酸用作干燥剂，是利用浓硫酸的吸水性而不是脱水性，B不合题意； C．过氧乙酸有强氧化性，可以是蛋白质发生变性，故可用作消毒剂，C符合题意； D．硝酸用于制造化肥，是利用其中含有的N元素可以被植物吸收转化为蛋白质，而不是因为其具有挥发性，D不合题意； 故答案为：C。 4. 下列各装置能够达到相应实验目的的是 A. 用装置甲除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸 B. 用装置乙除去氯气中的少量氯化氢 C. 用装置丙制取无水MgCl2 D. 用装置丁制取乙烯 【答案】C 【解析】 【详解】A. 乙酸乙酯遇到氢氧化钠溶液会发生水解，不能用装置甲除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸，A项错误； B. 氯气溶于水生成盐酸和次氯酸，盐酸与硝酸银溶液反应，所以氯气也会被吸收，B项错误； C. MgCl2·2H2O受热时会发生水解，最终得不到MgCl2，在氯化氢气流中加热可抑制MgCl2·2H2O的水解，C项正确； D. 温度计应该插到液面以下，D项错误。 答案选C。 氨、氮、硫的化合物应用广泛。ClO2(分子空间填充模型为)。 NaClO 等含氯消毒剂可用于杀菌消毒。人工固氮可将 N2 转化为 NH3，再进一步制备肼(N2H4)、硝酸、铵盐等化合物，肼和偏二甲肼(C2H8N2)常用作火箭燃料，肼的燃烧热为 622.08 kJ·mol-1，H2S可除去废水中Hg2+等重金属离子，H2S水溶液在空气中会缓慢氧化生成S而变浑浊。阅读以上材料，回答下列问题。 5. 下列说法正确的是 A. 基态氮原子的核外电子有 5 种运动状态 B. NH和H2S中心原子均采用sp3 杂化方式 C. ClO2 是由极性键构成的非极性分子 D. 偏二甲肼(C2H8N2)的结构简式为： 6. 下列化学反应的方程式表示不正确的是 A. NaClO溶液与CO2 反应生成NaHCO3：ClO-+ CO2+ H2O = HClO+ HCO B. H2S水溶液在空气中变浑浊的化学方程式：2H2S+ O2= 2S↓ + 2H2O C. 用石墨作电极电解 NaCl 溶液的离子方程式： D. 表示肼燃烧热的热化学方程式：N2H4(l)+O2(g)=N2(g) +2H2O(g) =-622.08 kJ·mol-1 【答案】5. B 6. D 【解析】 【5题详解】 A．基态氮原子的核外电子有7个电子，所以有7种运动状态，A错误； B．和H2S中心原子的价层电子对数都是4，所以均采用sp3杂化方式，B正确； C．ClO2是夹角小于120°的折线结构，是由极性键构成的极性分子，C错误； D．偏二甲肼(C2H8N2)的结构简式为：，D错误； 答案选B。 【6题详解】 A．HClO的酸性大于，因此CO2参加反应后生成而不是，A正确； B．H2S水溶液在空气中变浑浊是因为生成了S单质，反应为2H2S+O2=2S↓+2H2O，B正确； C．电解氯化钠溶液，电极两侧分别生成氯气和氢气，其离子方程式为： ，C正确； D．物质燃烧的热化学方程式中，产物H2O必须是液态，故D错误； 答案选D。 7. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其中基态X原子核外电子只有一种运动状态，Y、Z、W位于X的下一周期，四种元素形成的化合物(结构如图)可用于检验M2+；M位于元素周期表第四周期第VIII族，且基态M原子价层含有2个未成对电子。下列说法正确的是 A. 第一电离能：Y<Z<W B. 氢化物的沸点：W>Z>Y C. 该化合物中各原子均达到8电子稳定结构 D. 基态M原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为球形 【答案】D 【解析】 【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其中基态X原子核外电子只有一种运动状态，且在化合物中只形成一个共价键，故X为H元素；Y、Z、W位于X的下一周期，Y形成4个共价键，Z形成3个共价键，W形成2个共价键，则Y为C，Z为N，W为O；四种元素形成的化合物(结构如图)可用于检验 M2+ ；M位于元素周期表第四周期第VIII族，且基态M原子价层含有2个未成对电子，则基态M原子的价层电子排布式为 3d84s2，M为Ni元素；即X、Y、Z、W、M分别为H、C、N、O、Ni，据此分析解答。 【详解】A．同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但N原子2p能级轨道半充满比较稳定，其第一电离能大于相邻元素，则第一电离能：C<O<N，A错误； B．Y为C，C的氢化物为烃，其沸点随碳原子数增多可从气体到液体到固体，因此Y的氢化物的沸点不一定比W、Z的氢化物低，B错误； C．X为H，该化合物中H达到2电子稳定结构，C错误； D．M为Ni，基态M原子核外电子排布式为[Ar] 3d84s2，则其电子占据最高能级的电子云轮廓图为球形，D正确； 故选D。 8. 由化合物X、Y为起始原料可合成药物Z。下列说法正确的是（ ） A. X分子中所有碳原子可处于同一平面 B. X、Z分子中均含有2个手性碳原子 C. 1molZ最多只能与2molBr2发生反应 D. X、Y、Z均可与NaOH稀溶液发生反应 【答案】B 【解析】 【详解】A. X分子中六元素环不是苯环而含有烷基，根据甲烷的正四面体结构，X中所有碳原子不可能处于同一平面，选项A错误； B. X（ ）、Z（ ）分子中均含有2个手性碳原子，选项B正确； C. 1molZ（ ）最多能与3molBr2发生反应，选项C错误； D. X只含有碳碳双键和醇羟基，不能与NaOH稀溶液发生反应；Y、Z均含有酚羟基，Z含有羧基，可与NaOH稀溶液发生反应，选项D错误。 答案选B。 【点睛】本题考查有机物的结构、性质。注意官能团的判断。手性碳原子是指人们将连有四个不同基团的碳原子形象地称为手性碳原子，常以*标记手性碳原子。该原子存在于生命化合物中。X（ ）、Z（ ）分子中均含有2个手性碳原子。 9. 下列实验操作或结论错误的是 实验操作 结论 A 将铁锈溶于浓盐酸，再滴入KMnO4 溶液，紫红色褪去 铁锈与浓盐酸反应生成亚铁离子 B 用洁净的铂丝蘸取溶液在火焰上灼烧，火焰呈黄色 溶液中一定有钠元素，可能有钾元素 C 室温下，用pH计测定0.1mol·L-1 NaClO溶液和0.1mol·L-1CH3COONa溶液的pH，前者大 HClO的酸性比CH3COOH的酸性弱 D 向蛋白质溶液中滴加溶液，产生白色沉淀，加水沉淀不消失 蛋白质发生了变性 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．将铁锈溶于浓盐酸，再滴入KMnO4 溶液，紫红色褪去，是因为酸性条件下氯离子将高锰酸根离子还原，A错误； B．钠焰色试验为黄色，钾的焰色试验为紫色，钠的焰色会掩盖钾的焰色，因此用洁净的铂丝蘸取溶液在火焰上灼烧，火焰呈黄色，则溶液中一定有钠元素，可能有钾元素，B正确； C．次氯酸和醋酸均为弱酸，对应盐在水溶液中发生水解，且“越弱越水解”，根据该实验现象可以确定HClO的酸性比CH3COOH的酸性弱，C正确； D．为重金属盐，加入蛋白质中会使蛋白质变性而产生白色沉淀，加水沉淀不消失，D正确； 故选A。 10. 2021 年我国研制出第一代钠离子电池，该电池具备高能量密度、高倍率充电等优势。它的工作原理为：，其装置如图所示，负极充电为碳基材料(NamCn)，利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电，下列说法不正确的是 A. 放电时a极反应式为：Na1-mMnO2+mNa++me-=NaMnO2 B. 放电时，电子由b极经过导线移向a极 C. 充电时，若转移1 mol e−，碳基材料电极将增重23克 D. 用该电池电解精炼铜，当电池中迁移1mol Na+时，理论上可获得 64g 纯铜 【答案】D 【解析】 【分析】根据，放电过程中碳基材料失电子发生氧化反应，b为负极、a为正极。 【详解】A．放电时a极是正极，正极发生氧化反应，电极反应式为：Na1-mMnO2+mNa++me-=NaMnO2，故A正确； B．放电时，b为负极、a为正极，电子由b极经过导线移向a极，故B正确； C．充电时，若转移1 mol e−，1molNa+得电子生成金属Na，碳基材料电极将增重23克，故C正确； D．用该电池电解精炼铜，当电池中迁移1mol Na+时，电路中转移1mol电子，根据电子守恒，理论上可获得 32g 纯铜，故D错误； 选D。 11. 工业生产中利用方铅矿(主要成分为 PbS，含有 FeS2 等杂质)制备 PbSO4 晶体的工艺流程如图所示： 已知：PbCl2 难溶于冷水，易溶于热水； ；，。下列说法错误的是 A. “浸取”的主要离子反应： B. “沉降”时加入冰水，是为了温度降低，有利于 PbCl2 沉淀更完全 C. “滤液a”经过处理后可以返回到浸取工序循环使用 D. PbCl2 经“沉淀转化”后得到PbSO4，若用1LH2SO4 溶液转化5mol的PbCl2(忽略溶液体积变化)，则H2SO4 溶液的最初物质的量浓度不得低于5.08mol•L-1 【答案】A 【解析】 【分析】方铅矿(主要成分为PbS，含有FeS2等杂质)和MnO2中加入盐酸浸取，盐酸与MnO2、PbS反应生成PbCl2和S，MnO2被还原为Mn2+，加入的NaCl可促进反应平衡正向移动，使更多的Pb元素存在于溶液中，加入MnO调节溶液pH，使铁离子转化成氢氧化铁沉淀除去，然后过滤得到滤渣2为氢氧化铁沉淀，PbCl2难溶于冷水，将滤液冷水沉降过滤得到PbCl2晶体，之后加入稀硫酸发生沉淀转化，生成硫酸铅晶体，滤液a中主要成分为HCl。 【详解】A．浸取时盐酸与MnO2、PbS反应生成PbCl2和S，MnO2被还原为Mn2+，加入的NaCl可促进反应平衡正向移动，使更多的Pb元素存在于溶液中，离子方程式为，A错误； B．的，加入冰水温度降低，化学平衡逆向移动，有利于PbCl2沉淀更完全，B正确； C．滤液a中主要成分为HCl，经处理后可返回浸取工艺循环利用，C正确； D．沉淀转化的离子方程式为，该反应的平衡常数K=，5mol PbCl2沉淀转化后溶液中，则沉淀转化后溶液中，反应生成的PbSO4沉淀为5mol，则H2SO4的起始物质的量至少为5.08mol，即溶液的起始物质的量浓度不得低于5.08mol/ L，D正确； 故选A。 12. 邻苯二甲酸(用H2A表示)为二元弱酸，常温下，Ka1=1.1×10-3，Ka2=3.9×10-6，室温下用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 H2A溶液至终点。滴定过程得到的下列溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是 A. 滴加20 mL NaOH溶液时：c(OH-) = c(H＋) ＋ c(H2A ) - 2c(A2-) B. 滴定过程中可能会出现：c(Na＋) > c(HA-) = c(A2-) > c(OH-) > c(H＋) C. pH=7的溶液：c(Na＋) < 0.050 00 mol·L-1 ＋ c(A2-) - c(H2A) D. 滴加40 mL NaOH溶液时：2c(Na＋) = c(H2A) ＋ c(A2-) ＋ c(HA-) 【答案】C 【解析】 【详解】A．滴加20 mL 0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液时，与20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 H2A溶液反应生成NaHA，溶液中存在物料守恒：c(Na+)= c(H2A )+c(A2－)+ c(HA－)，电荷守恒为：c(OH－)+2c(A2－)+ c(HA－)= c(Na+)+ c(H＋)，将物料守恒式代入电荷守恒式可得：c(OH－)=c(H＋)＋c(H2A )－c(A2－)，则c(OH－)＞c(H＋)+c(H2A )-2c(A2－)，A错误； B．滴加20 mL 0.1000 mol·L-1 NaOH溶液时，与20.00 mL 0.1000 mol·L-1 H2A溶液反应生成NaHA，在继续滴加NaOH溶液，可使NaHA转化为Na2A，滴加达到一定体积可使c(HA－)=c(A2－)，已知，Ka2=3.9×10-6，则Kh(HA－)=＜Ka2，则溶液中HA－电离程度大于水解程度，溶液显酸性，则c(OH－)＜c(H＋)，B错误； C．起始时，0.1000 mol·L-1 H2A溶液中c(总)= c(H2A )+c(A2－)+c(HA－)=0.1000 mol·L-1，滴入NaOH溶液后，总体积增大，c(H2A )+c(A2－)+c(HA－)＜0.1000 mol·L-1，溶液中存在电荷守恒：c(OH－)+2c(A2－)+ c(HA－)=c(Na+)+ c(H＋)，pH=7的溶液的溶液中，c(OH－)=c(H＋)，则 2c(A2－)+c(HA－)=c(Na+)，c(Na+)＜0.1000 mol·L-1+c(A2－)-c(H2A)，要是溶液pH=7，加入氢氧化钠的体积大于20mL，离子浓度小于原来的一半，即c(Na+)＜0.05000 mol·L-1+c(A2－)-c(H2A)，C正确； D．滴加40 mL NaOH溶液时，20.00 mL 0.1000 mol·L-1 H2A溶液完全反应生成Na2A，溶液中存在物料守恒：c(Na＋)＝2[c(H2A)＋c(A2－)＋c(HA－)]，D错误； 答案选C。 13. 二甲醚催化制备乙醇主要涉及以下两个反应： 反应Ⅰ：； 反应Ⅱ：； 反应Ⅰ、Ⅱ的平衡常数的对数、与温度的关系如图-1所示；固定CO、、的原料比、体系压强不变的条件下，同时发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时各物质的物质的量分数随温度的变化如图-2所示。下列说法正确的是 A. B. 测得X点的物质的量分数是10%，则X点反应Ⅱ有：v正＜v逆 C. 由的曲线知，600K后升高温度对反应Ⅰ的影响程度大于反应Ⅱ D. 曲线B表示的物质的量分数随温度的变化 【答案】C 【解析】 【分析】图-1可知，升高温度，lgK1减小，则K1减小，说明温度升高平衡逆向移动，逆向是吸热反应；300～400K时，由图1知，此温度范围内反应Ⅰ较完全，温度升高，反应Ⅱ平衡左移，导致CH3CH2OH物质的量分数降低；600～700K时，CH3COOCH3物质的量分数随温度升高而降低，反应Ⅰ平衡左移超过反应Ⅱ平衡左移的幅度。A为H2，B为CO或CH3OH。 【详解】A． 结合图-1可知，升高温度，lgK1减小，则K1减小，说明温度升高平衡逆向移动，逆向是吸热反应，正向放热反应，所以a＜0，故A错误； B． 测得X点的物质的量分数是10%，要达到平衡，乙醇的物质的量分数要增大，平衡正向进行，则X点反应Ⅱ有：v正＞ v逆，故B错误； C． 由图-1当温度相同时，K1大于K2，温度升高反应Ⅰ平衡逆向移动程度大，由图-2的曲线知，600K后升高温度反应Ⅰ平衡左移超过反应Ⅱ平衡左移的幅度，对反应Ⅰ的影响程度大于反应Ⅱ，故C正确； D． 温度低时，反应Ⅰ较完全，反应反应Ⅱ进行得少，CO含量低，600K后，反应Ⅰ平衡左移超过反应Ⅱ平衡左移的幅度，CO含量增大，曲线B表示表示CO的物质的量分数随温度的变化，曲线A表示的物质的量分数随温度的变化，故D错误； 故选C。 二、非选择题，共61分。 14. 某锂离子电池正极材料有钴酸锂()、导电剂乙炔黑和铝箔等，可再生利用。充电时，该锂离子电池阴极发生的反应为。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。回答下列问题： （1）“拆解”废旧锂离子电池前需进行“放电处理”，具体操作是先将其浸入 NaCl 溶液中，使电池短路而放电。“放电处理”有利于锂在正极回收，其主要原因是___________。 （2）“酸浸”时，过氧化氢的主要作用是___________。 （3）过滤后的滤液，调pH生成的过程中往往需要加热并不断搅拌，主要目的是___________。 （4）“萃取”时有机磷萃取剂 P204(用HA 表示，密度 0.97g/cm3)，萃取金属离子的原理可表示为：Mn++nHA(有机层)MAn(有机层)+nH+ (水层)。“反萃取”的目的是将有机层Co2+转移到水层。使Co2+尽可能多地发生上述转移，请将实验操作步骤补充完整：取萃取后的有机相于分液漏斗中，___________，重复上述操作2~3次，并___________，得到CoSO4 溶液。(可供选择的试剂和主要仪器：稀硫酸、稀盐酸、蒸馏水、pH计)P204 对不同金属离子的萃取率与pH的关系如图。 （5）“沉钴”时的离子方程式为___________。 （6）工业上，有些工艺中“沉钴”的产物可能是，是制备钴的氧化物的重要原料。二水合草酸钴()在空气中受热的质量变化曲线如图所示，曲线中300℃及以上所得固体均为钴的氧化物。通过计算确定 C 点剩余固体的化学成分为___________(写化学式)。 【答案】（1）锂离子从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中 （2）作还原剂(或将Co3+还原为Co2+) （3）使反应速率增大，生成更多Al(OH)3，防止生成胶体或者胶状沉淀，从而有利于沉淀的生成和分离 （4） ①. 加入稀硫酸和蒸馏水，利用pH计测量溶液酸碱性，至溶液pH约为2，充分振荡，静置后分层，取下层水溶液 ②. 将水相合并 （5） （6）或 【解析】 【分析】废旧锂离子电池进行放电处理，再拆解，向正极溶液中加入氢氧化钠溶液碱浸，过滤，向滤液中调节pH值再加热，得到沉淀后过滤得到氢氧化铝沉淀，向滤渣中加入硫酸和双氧水氧还原Co3+变为Co2+，调节pH值后过滤，向滤液中加萃取剂萃取得到有机相，再反萃取得到硫酸钴水相，加入碳酸氢铵和氨气沉钴，过滤得到CoCO3固体。 【小问1详解】 “放电处理”有利于锂在正极回收，其主要原因是锂在负极中脱出变为锂离子，经由电解质向正极移动并进入正极材料中；故答案为：锂在负极中脱出变为锂离子，经由电解质向正极移动并进入正极材料中。 【小问2详解】 “酸浸”时，Co3+与过氧化氢发生氧化还原反应，将Co3+变为Co2+，过氧化氢的主要作用是作还原剂或将Co3+还原为Co2+；故答案为：作还原剂或将Co3+还原为Co2+。 【小问3详解】 胶体物质不利于分离，过滤后的滤液，调pH生成的过程中往往需要加热并不断搅拌，主要目的是使反应速率增大，生成更多Al(OH)3沉淀，防止生成胶体或者胶状沉淀，从而有利于沉淀的生成和分离；故答案为：使反应速率增大，生成更多Al(OH)3沉淀，防止生成胶体或者胶状沉淀，从而有利于沉淀的生成和分离。 小问4详解】 根据图中信息溶液pH在2左右Co2+萃取与其他金属离子易分开，根据萃取金属离子的原理可表示为：Mn++nHA(有机层)MAn(有机层)+nH+ (水层)。“反萃取”的目的是将有机层Co2+转移到水层，利用上述平衡移动原理，不断加入氢离子，使Co2+尽可能多地发生上述转移，则实验操作步骤：取萃取后的有机相于分液漏斗中，加入稀硫酸和蒸馏水，利用pH计测量溶液酸碱性，至溶液pH约为2，充分振荡，静置后分层，取下层水溶液，重复上述操作2~3次，并将水相合并，为得到更多的CoSO4 溶液，避免损耗较多的Co2+；故答案为：加入稀硫酸和蒸馏水，利用pH计测量溶液酸碱性，至溶液pH约为2，充分振荡，静置后分层，取下层水溶液；将水相合并。 【小问5详解】 “沉钴”时是将CoSO4 溶液加入氨水和碳酸氢铵反应 草酸钴和硫酸铵，其反应的离子方程式为；故答案为：。 【小问6详解】 工业上，有些工艺中“沉钴”的产物可能是，是制备钴的氧化物的重要原料。二水合草酸钴()在空气中受热的质量变化曲线如图所示，曲线中300℃及以上所得固体均为钴的氧化物。36.6g物质的量为0.2mol，C点是钴的氧化物，根据质量守恒，则氧的物质的量为，，则C的化学式或；故答案为：或。 15. 如图是一种含酰亚胺结构的对苯二胺衍生物的合成路线，其产物(F)可作为一种空腔孔径较大的新型大环芳酰胺的合成原料。 (1)A中官能团的名称为________和________。 (2)F→G的反应类型为________。 (3)D的分子式为C14H16N2O3，写出D的结构简式：________。 (4)A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能与FeCl3溶液发生显色反应； ②含有苯环，且苯环上含有硝基； ③含有三种不同化学环境的氢原子。 (5)写出以甲苯、邻二甲苯，制备(无机试剂和DMF，(CH3CO)2O及有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)________。 【答案】 ①. 羧基 ②. 硝基 ③. 还原 ④. ⑤. 或 ⑥. 【解析】 【详解】（1）根据有机物A的结构，A中含有的官能团的名称为羧基、硝基； （2）F→G的反应属于加氢去氧的反应，在有机反应类型中属于还原反应； （3）有机物C通过两步反应变成有机物D，第一步经Pd/C做催化剂与H2发生反应将硝基还原为氨基，第二部氨基通过和(CH3CO)2发生反应生成有机物D，又知D的分子式为C14H16N2O3，故D的结构式为； （4）通过已知条件，能发生显色反应，说明含有酚羟基，当结构中有1个羟基时，剩余基团为1个羧基和1个醛基，此时不会出现三种不同化学环境的氢原子，当结构中有2个羟基时，剩余基团为2个醛基，可能会出现三种化学环境的氢原子，当有机物结构为对称结构时，分子结构中含有三种不同化学环境的氢原子，故可能的结构简式为 或 ； （5）通过A→B的反应可知，可将邻二甲苯氧化为邻二苯甲酸，在通过A→B的反应生成 ，将甲苯经取代反应制得邻硝基甲苯，再还原成邻氨基甲苯，将邻氨基甲苯和 通过B→C的反应可制得目标产物，具体的合成路线为。 16. 过二硫酸钠(Na2S2O8)也叫高硫酸钠，可用于废气处理及有害物质氧化降解。用(NH4)2S2O8溶液和一定浓度的 NaOH 溶液混合可制得 Na2S2O8晶体，同时还会放出氨气。某化学兴趣小组利用该原理在实验室制备 Na2S2O8 晶体(装置如图所示)。 已知：反应过程中发生的副反应为。 （1）图中装有(NH4)2S2O8 溶液的仪器的名称为___________，反应过程中持续通入氮气的目的是___________。 （2）(NH4)2S2O8 可由电解硫酸铵和硫酸的混合溶液制得，写出电解时阳极的电极反应式：___________。 （3）Na2S2O8 溶于水中，会发生一定程度的水解，最终仅生成 H2SO4、Na2SO4 和另一种常温下为液态且具有强氧化性的物质，写出该反应的化学方程式：___________。 （4）Na2S2O8 具有强氧化性，该兴趣小组设计实验探究不同环境下Na2S2O8 氧化性的强弱。将 MnSO4•H2O(1.69g)与过量Na2S2O8(10g)溶于水中形成的混合溶液煮沸3min，观察并记录加入试剂时和加热过程中的现象(如表格所示)。 环境 调节溶液氧化环境时的现象 加热煮沸3min 期间产生的现象 中性 加入VmL 蒸馏水，无明显现象 30s时开始有大量气泡冒出，3min后溶液变深棕色，溶液中有悬浮小颗粒 碱性 加入VmL 某浓度的NaOH 溶液，瞬间变为棕色(MnO2) 10s后溶液逐渐变为深紫色()，没有明显冒气泡现象 酸性 加入VmL 稀H2SO4 无明显现象 煮沸3min 后，有气泡冒出 ①在___________ (填“中性”“酸性”或“碱性”)条件下，Na2S2O8 的氧化能力最强。 ②若用 0.10mol•L-1 的H2O2 溶液滴定碱性氧化反应后的溶液(先将溶液调至酸性再滴定)，滴定终点时的现象为___________；达到滴定终点时，消耗 H2O2 溶液的体积为20.00mL。则碱性氧化后的溶液中溶质NaMnO4 质量为___________g(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。 【答案】（1） ①. 三颈烧瓶 ②. 将三颈烧瓶中产生的NH3及时排出，减少副反应的发生 （2） （3）Na2S2O8+2H2O=H2SO4+Na2SO4+H2O2 （4） ①. 碱性 ②. 当滴入最后一滴H2O2溶液时，溶液由紫色变为无色，且在半分钟内不变色 ③. 0.11 【解析】 【分析】(NH4)2S2O8溶液和一定浓度的NaOH溶液混合，发生复分解反应，生成Na2S2O8和NH3，由于反应生成NH3，易发生副反应，所以在反应过程中需不断往反应液中通N2将NH3尽快排出，以减少副反应的发生； 图示中硫酸吸收氨气，防止污染。 【小问1详解】 根据装置图，装有(NH4)2S2O8 溶液仪器的名称为三颈烧瓶；由于反应生成NH3，易发生副反应，持续通入氮气可以将三颈烧瓶中产生的NH3及时排出，减少副反应的发生。 【小问2详解】 电解硫酸铵和硫酸的混合溶液制得(NH4)2S2O8 ，硫酸铵发生氧化反应生成(NH4)2S2O8，电解时阳极发生氧化反应，所以阳极的电极反应式为。 【小问3详解】 Na2S2O8 溶于水中会发生一定程度的水解，最终仅生成 H2SO4、Na2SO4 和另一种常温下为液态且具有强氧化性的物质，Na2S2O8含有O-O键，可知生成物为H2O2，该反应的化学方程式为Na2S2O8+2H2O=H2SO4+Na2SO4+H2O2。 【小问4详解】 ①由信息知，在碱性溶液中，能瞬间将Mn2+逐渐氧化为MnO2，煮沸10s就能生成，说明在碱性条件下，与Mn2+的反应剧烈，Na2S2O8 的氧化能力最强。 ②若用 0.10mol•L-1 的H2O2 溶液滴定碱性氧化反应后的溶液(先将溶液调至酸性再滴定)，双氧水还原，滴定终点时的现象为当滴入最后一滴H2O2溶液时，溶液由紫色变为无色，且在半分钟内不变色；达到滴定终点时，消耗 H2O2 溶液的体积为20.00mL。双氧水被氧化为氧气、被还原为Mn2+，根据得失电子守恒建立反应关系式5H2O2~2，n(NaMnO4)=，则碱性氧化后的溶液中溶质NaMnO4 质量为。 17. 为了实现“碳达峰”和“碳中和”的目标，将CO2 转化成可利用的化学能源的“负碳”技术是世界各国关注的焦点。 方法：CO2 催化加氢制甲醇。 以CO2、H2 为原料合成CH3OH 涉及的反应如下： 反应i：CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) H1 反应ii：CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) H2=+41.0 kJ·mol-1 反应iii：CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) H3=-90.0 kJ·mol-1 （1）计算反应i的H1=___________。 （2）5Mpa时，往某密闭容器中按投料比 n(H2)：n(CO2)=3：1充入H2和CO2。反应达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。 ①图中Z代表___________(填化学式)。 ②体系中 CO2 的物质的量分数受温度影响不大，原因是 ___________。 方法：CO2 电解法制甲醇 利用电解原理，可将CO2 转化为CH3OH，其装置如下图所示： （3）双极膜 B 侧为___________ (填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。 （4）TiO2 电极上电极反应方程式：___________。 方法：CO2 催化加氢制低碳烯烃(2～4 个C的烯烃) 某研究小组使用Zn-Ga-O/SAPO-34双功能催化剂实现了CO2 直接合成低碳烯烃，并给出了其可能的反应历程(如图所示)。H2首先在Zn-Ga-O表面解离成2个H*，随后参与到CO2的还原过程；SAPO-34则催化生成的甲醇转化为低碳烯烃。 注：☐表示氧原子空位，*表示吸附在催化剂上的微粒。 （5）反应机理中步骤和步骤的过程可以描述为___________，历程中消耗的H*与生成的甲醇的物质的量之比为___________。 【答案】（1）-49 kJ·mol-1 （2） ①. H2O ②. 1<0，2>0，随温度升高，反应ii正向进行的程度与反应i逆向进行的程度相差不大 （3）阳离子 （4）CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O （5） ①. H2首先在Zn-Ga-O表面解离成2个H*，并与催化剂Zn-Ga-O中的氧原子结合生成水脱离，留下氧原子空位，二氧化碳分子中的氧原子落在氧空位中与催化剂结合 ②. 6：1 【解析】 【小问1详解】 由盖斯定律得反应i=反应ii+反应iii，故，故答案为-49kJ/mol； 小问2详解】 ①，，即生成甲醇的反应均为放热反应，所以温度升高平衡时甲醇的物质的量分数应减小，，生成 CO的反应为吸热反应，所以随温度升高 CO平衡时的物质的量分数会变大，二者共同作用导致水蒸气减小幅度小于甲醇，所以Z代表H2O，Y代表CH3OH，X代表CO； ②体系中 CO2 的物质的量分数受温度影响不大，原因是，，随温度升高，反应ii正向进行的程度与反应i逆向进行的程度相差不大； 【小问3详解】 H+需要在TiO2极参与反应而OH-需要在BiVO4极发生反应，则H+经B膜移向TiO2电极，B为阳离子交换膜，而A极为阴离子交换膜； 【小问4详解】 从图看CO2在TiO2极发生还原反应产生CH3OH，电极反应式为CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O； 【小问5详解】 ①根据反应图示机理可知，H2首先在Zn-Ga-O表面解离成2个H*，并与催化剂Zn-Ga-O中的氧原子结合生成水脱离，留下氧原子空位，二氧化碳分子中的氧原子落在氧空位中与催化剂结合； ②根据上述分析，由得失电子守恒有3H2~CH3OH~6H*，所以产生1mol CH3OH消耗6mol H*，反应历程中消耗的H*与生成的甲醇的物质的量之比为6：1。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023-2024 学年中华中学高三上期初模拟检测 化学试卷 本卷考试时间：75分钟 总分：100分 可能用到的相对原子量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 K-39 Mn-55 Co-59 一、单选题。本题包括 13 小题，每小题 3 分，共计 39 分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 2021年4月29日，中国空间站核心舱“天和号”成功送入预定轨道，它与化学有着密切联系。下列说法错误的是 A. 中国空间站推进器的推进剂氙气(Xe)属于稀有气体 B. “天和号”推进器的氮化硼陶瓷基材料属于新型无机非金属材料 C. 宇航服材料中的聚氯乙烯属于有机高分子材料 D. 空间站太阳能电池板的主要材料属于硅酸盐 2. KIO3常用作食盐中的补碘剂，可用“氯酸钾氧化法”制备，该方法的第一步反应为： 6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCI+3Cl2↑。下列有关说法正确的是 A. KClO3仅含离子键 B. KCl的电子式： C. KH(IO3)2中I元素的化合价为+7 D. H2O的空间构型为直线形 3. 下列有关酸的性质与用途具有对应关系的是 A. 盐酸具有还原性，可用于金属除锈 B. 浓硫酸具有脱水性，可用作干燥剂 C. 过氧乙酸有强氧化性，可用作消毒剂 D. 硝酸具有挥发性，可用于制造化肥 4. 下列各装置能够达到相应实验目的的是 A. 用装置甲除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸 B. 用装置乙除去氯气中的少量氯化氢 C. 用装置丙制取无水MgCl2 D. 用装置丁制取乙烯 氨、氮、硫的化合物应用广泛。ClO2(分子空间填充模型为)。 NaClO 等含氯消毒剂可用于杀菌消毒。人工固氮可将 N2 转化为 NH3，再进一步制备肼(N2H4)、硝酸、铵盐等化合物，肼和偏二甲肼(C2H8N2)常用作火箭燃料，肼的燃烧热为 622.08 kJ·mol-1，H2S可除去废水中Hg2+等重金属离子，H2S水溶液在空气中会缓慢氧化生成S而变浑浊。阅读以上材料，回答下列问题。 5. 下列说法正确的是 A. 基态氮原子的核外电子有 5 种运动状态 B. NH和H2S中心原子均采用sp3 杂化方式 C. ClO2 是由极性键构成的非极性分子 D. 偏二甲肼(C2H8N2)的结构简式为： 6. 下列化学反应方程式表示不正确的是 A. NaClO溶液与CO2 反应生成NaHCO3：ClO-+ CO2+ H2O = HClO+ HCO B. H2S水溶液在空气中变浑浊的化学方程式：2H2S+ O2= 2S↓ + 2H2O C. 用石墨作电极电解 NaCl 溶液的离子方程式： D. 表示肼燃烧热的热化学方程式：N2H4(l)+O2(g)=N2(g) +2H2O(g) =-622.08 kJ·mol-1 7. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其中基态X原子核外电子只有一种运动状态，Y、Z、W位于X的下一周期，四种元素形成的化合物(结构如图)可用于检验M2+；M位于元素周期表第四周期第VIII族，且基态M原子价层含有2个未成对电子。下列说法正确的是 A. 第一电离能：Y<Z<W B. 氢化物的沸点：W>Z>Y C. 该化合物中各原子均达到8电子稳定结构 D. 基态M原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为球形 8. 由化合物X、Y为起始原料可合成药物Z。下列说法正确的是（ ） A. X分子中所有碳原子可处于同一平面 B. X、Z分子中均含有2个手性碳原子 C. 1molZ最多只能与2molBr2发生反应 D. X、Y、Z均可与NaOH稀溶液发生反应 9. 下列实验操作或结论错误的是 实验操作 结论 A 将铁锈溶于浓盐酸，再滴入KMnO4 溶液，紫红色褪去 铁锈与浓盐酸反应生成亚铁离子 B 用洁净铂丝蘸取溶液在火焰上灼烧，火焰呈黄色 溶液中一定有钠元素，可能有钾元素 C 室温下，用pH计测定0.1mol·L-1 NaClO溶液和0.1mol·L-1CH3COONa溶液pH，前者大 HClO的酸性比CH3COOH的酸性弱 D 向蛋白质溶液中滴加溶液，产生白色沉淀，加水沉淀不消失 蛋白质发生了变性 A. A B. B C. C D. D 10. 2021 年我国研制出第一代钠离子电池，该电池具备高能量密度、高倍率充电等优势。它的工作原理为：，其装置如图所示，负极充电为碳基材料(NamCn)，利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电，下列说法不正确的是 A. 放电时a极反应式为：Na1-mMnO2+mNa++me-=NaMnO2 B. 放电时，电子由b极经过导线移向a极 C. 充电时，若转移1 mol e−，碳基材料电极将增重23克 D. 用该电池电解精炼铜，当电池中迁移1mol Na+时，理论上可获得 64g 纯铜 11. 工业生产中利用方铅矿(主要成分为 PbS，含有 FeS2 等杂质)制备 PbSO4 晶体工艺流程如图所示： 已知：PbCl2 难溶于冷水，易溶于热水； ；，。下列说法错误的是 A. “浸取”的主要离子反应： B. “沉降”时加入冰水，是为了温度降低，有利于 PbCl2 沉淀更完全 C. “滤液a”经过处理后可以返回到浸取工序循环使用 D. PbCl2 经“沉淀转化”后得到PbSO4，若用1LH2SO4 溶液转化5mol的PbCl2(忽略溶液体积变化)，则H2SO4 溶液的最初物质的量浓度不得低于5.08mol•L-1 12. 邻苯二甲酸(用H2A表示)为二元弱酸，常温下，Ka1=1.1×10-3，Ka2=3.9×10-6，室温下用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 H2A溶液至终点。滴定过程得到的下列溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是 A. 滴加20 mL NaOH溶液时：c(OH-) = c(H＋) ＋ c(H2A ) - 2c(A2-) B. 滴定过程中可能会出现：c(Na＋) > c(HA-) = c(A2-) > c(OH-) > c(H＋) C. pH=7的溶液：c(Na＋) < 0.050 00 mol·L-1 ＋ c(A2-) - c(H2A) D. 滴加40 mL NaOH溶液时：2c(Na＋) = c(H2A) ＋ c(A2-) ＋ c(HA-) 13. 二甲醚催化制备乙醇主要涉及以下两个反应： 反应Ⅰ：； 反应Ⅱ：； 反应Ⅰ、Ⅱ的平衡常数的对数、与温度的关系如图-1所示；固定CO、、的原料比、体系压强不变的条件下，同时发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时各物质的物质的量分数随温度的变化如图-2所示。下列说法正确的是 A. B. 测得X点的物质的量分数是10%，则X点反应Ⅱ有：v正＜v逆 C. 由的曲线知，600K后升高温度对反应Ⅰ的影响程度大于反应Ⅱ D. 曲线B表示的物质的量分数随温度的变化 二、非选择题，共61分。 14. 某锂离子电池正极材料有钴酸锂()、导电剂乙炔黑和铝箔等，可再生利用。充电时，该锂离子电池阴极发生的反应为。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。回答下列问题： （1）“拆解”废旧锂离子电池前需进行“放电处理”，具体操作是先将其浸入 NaCl 溶液中，使电池短路而放电。“放电处理”有利于锂在正极回收，其主要原因是___________。 （2）“酸浸”时，过氧化氢的主要作用是___________。 （3）过滤后的滤液，调pH生成的过程中往往需要加热并不断搅拌，主要目的是___________。 （4）“萃取”时有机磷萃取剂 P204(用HA 表示，密度 0.97g/cm3)，萃取金属离子的原理可表示为：Mn++nHA(有机层)MAn(有机层)+nH+ (水层)。“反萃取”的目的是将有机层Co2+转移到水层。使Co2+尽可能多地发生上述转移，请将实验操作步骤补充完整：取萃取后的有机相于分液漏斗中，___________，重复上述操作2~3次，并___________，得到CoSO4 溶液。(可供选择的试剂和主要仪器：稀硫酸、稀盐酸、蒸馏水、pH计)P204 对不同金属离子的萃取率与pH的关系如图。 （5）“沉钴”时的离子方程式为___________。 （6）工业上，有些工艺中“沉钴”的产物可能是，是制备钴的氧化物的重要原料。二水合草酸钴()在空气中受热的质量变化曲线如图所示，曲线中300℃及以上所得固体均为钴的氧化物。通过计算确定 C 点剩余固体的化学成分为___________(写化学式)。 15. 如图是一种含酰亚胺结构的对苯二胺衍生物的合成路线，其产物(F)可作为一种空腔孔径较大的新型大环芳酰胺的合成原料。 (1)A中官能团的名称为________和________。 (2)F→G的反应类型为________。 (3)D的分子式为C14H16N2O3，写出D的结构简式：________。 (4)A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能与FeCl3溶液发生显色反应； ②含有苯环，且苯环上含有硝基； ③含有三种不同化学环境的氢原子。 (5)写出以甲苯、邻二甲苯，制备(无机试剂和DMF，(CH3CO)2O及有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)________。 16. 过二硫酸钠(Na2S2O8)也叫高硫酸钠，可用于废气处理及有害物质氧化降解。用(NH4)2S2O8溶液和一定浓度的 NaOH 溶液混合可制得 Na2S2O8晶体，同时还会放出氨气。某化学兴趣小组利用该原理在实验室制备 Na2S2O8 晶体(装置如图所示)。 已知：反应过程中发生的副反应为。 （1）图中装有(NH4)2S2O8 溶液的仪器的名称为___________，反应过程中持续通入氮气的目的是___________。 （2）(NH4)2S2O8 可由电解硫酸铵和硫酸的混合溶液制得，写出电解时阳极的电极反应式：___________。 （3）Na2S2O8 溶于水中，会发生一定程度的水解，最终仅生成 H2SO4、Na2SO4 和另一种常温下为液态且具有强氧化性的物质，写出该反应的化学方程式：___________。 （4）Na2S2O8 具有强氧化性，该兴趣小组设计实验探究不同环境下Na2S2O8 氧化性的强弱。将 MnSO4•H2O(1.69g)与过量Na2S2O8(10g)溶于水中形成的混合溶液煮沸3min，观察并记录加入试剂时和加热过程中的现象(如表格所示)。 环境 调节溶液氧化环境时的现象 加热煮沸3min 期间产生的现象 中性 加入VmL 蒸馏水，无明显现象 30s时开始有大量气泡冒出，3min后溶液变深棕色，溶液中有悬浮小颗粒 碱性 加入VmL 某浓度的NaOH 溶液，瞬间变为棕色(MnO2) 10s后溶液逐渐变为深紫色()，没有明显冒气泡现象 酸性 加入VmL 稀H2SO4 无明显现象 煮沸3min 后，有气泡冒出 ①在___________ (填“中性”“酸性”或“碱性”)条件下，Na2S2O8 的氧化能力最强。 ②若用 0.10mol•L-1 的H2O2 溶液滴定碱性氧化反应后的溶液(先将溶液调至酸性再滴定)，滴定终点时的现象为___________；达到滴定终点时，消耗 H2O2 溶液的体积为20.00mL。则碱性氧化后的溶液中溶质NaMnO4 质量为___________g(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。 17. 为了实现“碳达峰”和“碳中和”的目标，将CO2 转化成可利用的化学能源的“负碳”技术是世界各国关注的焦点。 方法：CO2 催化加氢制甲醇。 以CO2、H2 为原料合成CH3OH 涉及反应如下： 反应i：CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) H1 反应ii：CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) H2=+41.0 kJ·mol-1 反应iii：CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) H3=-90.0 kJ·mol-1 （1）计算反应i的H1=___________。 （2）5Mpa时，往某密闭容器中按投料比 n(H2)：n(CO2)=3：1充入H2和CO2。反应达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。 ①图中Z代表___________(填化学式)。 ②体系中 CO2 的物质的量分数受温度影响不大，原因是 ___________。 方法：CO2 电解法制甲醇 利用电解原理，可将CO2 转化为CH3OH，其装置如下图所示： （3）双极膜 B 侧为___________ (填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。 （4）TiO2 电极上电极反应方程式：___________。 方法：CO2 催化加氢制低碳烯烃(2～4 个C的烯烃) 某研究小组使用Zn-Ga-O/SAPO-34双功能催化剂实现了CO2 直接合成低碳烯烃，并给出了其可能的反应历程(如图所示)。H2首先在Zn-Ga-O表面解离成2个H*，随后参与到CO2的还原过程；SAPO-34则催化生成的甲醇转化为低碳烯烃。 注：☐表示氧原子空位，*表示吸附在催化剂上的微粒。 （5）反应机理中步骤和步骤的过程可以描述为___________，历程中消耗的H*与生成的甲醇的物质的量之比为___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $