精品解析：江苏省南京市中华中学2023-2024学年高三上学期12月阶段性检测化学试卷

2023-2024学年高三上学期南京一中12月阶段性检测化学试卷 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 K-39 V-51 Mn-55 一、单选题(每题只有一个符合题意的答案，每题3分，共39分) 1. 我国承诺在2060年前实现“碳中和”，体现了中国对解决气候问题的大国担当。下列措施中对促进“碳中和”最直接有效的是 A. 将重质油裂解为轻质油作为燃料 B. 大规模开采可燃冰作为新能源 C. 通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D. 研究推广将二氧化碳转化为淀粉 【答案】D 【解析】 【详解】A．将重质油裂解为轻质油作为燃料，轻质油燃烧仍会产生CO2，无法有效促进碳中和，A错误； B．可燃冰成分为甲烷等，甲烷燃烧产生CO2，无法有效促进碳中和，B错误； C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染，只是减小了SO2的排放，并没有减少CO2的排放，C错误； D．将二氧化碳转化为淀粉，可减少二氧化碳的排放，对促进碳中和最直接有效，D正确； 故答案选D。 2. 反应COCl2+4NH3=CO(NH2)2+2NH4Cl可除去COCl2（）污染。下列说法正确的是 A. COCl2的中心原子是sp2杂化 B. NH3电子式： C. COCl2中含有非极性键 D. 中子数为18的Cl原子：18Cl 【答案】A 【解析】 【详解】A．碳原子形成了3条σ键，无孤电子对，根据价层电子对互斥模型可得中心碳原子采取sp2杂化，故A正确； B．NH3电子式：，故B错误； C．COCl2中不含非极性键，C=O和C-Cl均为极性键，故C错误； D．中子数为18的Cl原子：，故D错误； 故选择A选项。 3. 二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体，易溶于水，在水中的溶解度约为Cl2的5倍，其水溶液在较高温度与光照下会生成ClO与ClO。ClO2是一种极易爆炸的强氧化性气体，实验室制备ClO2的反应为2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4。下列有关实验室制备ClO2的实验原理和装置不能达到实验目的的是 A. 用装置甲获取SO2 B. 用装置乙制备ClO2 C. 用装置丙吸收ClO2 D. 用装置丁处理尾气 【答案】B 【解析】 详解】A．用装置甲通过70%硫酸与亚硫酸钠反应生成硫酸钠、二氧化硫和水获取SO2，选项A正确； B．实验室制备ClO2的反应为2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4，试剂选择正确，但二氧化硫通入时导管应该长进短出，才能充分接触，否则反应很难进行，选项B错误； C. ClO2是一种极易爆炸的强氧化性气体，易溶于水，可用冰水吸收，选项C正确； D．制备过程中有毒气体直接排放到空气中会造成污染，可用装置丁处理尾气吸收，氢氧化钠能与二氧化硫、二氧化氯反应，选项D正确； 答案选B。 4. 下列说法不正确的是 A. 臭氧是极性分子，但它在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度 B. 缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块 C. 只含非极性键的分子一定是非极性分子，只含极性键的分子一定是极性分子 D. 工业盐酸(俗称粗盐酸)呈亮黄色，是配合物的颜色 【答案】C 【解析】 【详解】A．臭氧的极性很微弱，臭氧在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度，A正确； B．由于晶体具有自范性，缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块，B正确； C．只含非极性键的分子一定是非极性分子，如、；含有极性键的分子不一定是极性分子，如CO2是非极性分子，C错误； D．工业盐酸(俗称粗盐酸)呈亮黄色，是配合物的颜色，D正确； 故选C。 阅读下列材料，完成下面小题。 含氰废水中氰化物的主要形态是HCN和CN-，CN-具有较强的配位能力，能与Cu＋形成一种无限长链离子，其片段为；CN-结合H＋能力弱于。氰化物浓度较低时，可在碱性条件下用H2O2或Cl2将其转化为N2；浓度较高时，可加入HCN、Fe和K2CO3溶液反应生成K4[Fe(CN)6]溶液。 5. 下列说法正确的是 A. 基态Fe2＋核外电子排布式为[Ar]3d54s1 B. K4[Fe(CN)6]中Fe2＋的配位数为6 C. Cu＋与CN-形成的离子的化学式为[Cu(CN)3]2- D. 某铁晶体(晶胞如图所示)中与每个Fe紧邻的Fe数为6 6. 下列物质性质与用途具有对应关系的是 A. N2的化学性质稳定，可用于金属焊接保护 B. H2O2具有还原性，可用于处理含氰废水 C. FeCl3溶液显酸性，可用于刻蚀覆铜板 D NH3沸点低，工业上常用液氨做制冷剂 7. 下列化学反应表示正确的是 A. NaCN溶液通入少量的CO2： B. Fe与HCN溶液反应：Fe＋2HCN=Fe2＋＋H2↑+2CN- C. K2CO3水解： D. Cl2处理含氰废水：5Cl2＋2CN-＋4OH-=10Cl-＋N2↑+4H＋＋2CO2↑ 【答案】5. B 6. A 7. A 【解析】 【5题详解】 A．基态Fe原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2，失去两个4s电子后基态Fe2＋核外电子排布式为[Ar]3d6，A错误； B．根据化学式K4[Fe(CN)6]可知，其中Fe2＋的配位数为6，B正确； C．由图可知，Cu+与3个CN-相连，其中2个CN-被Cu+共有，则Cu+与CN-的个数之比为1∶(1+2×)=1∶2，所以化学式应该为[Cu(CN)2]-，C错误； D．根据晶胞结构可知，Fe原子位于顶点和面心，与每个Fe紧邻的Fe数为12，D错误； 故选B。 【6题详解】 A．N2的化学性质稳定，一般条件下不会和金属发生反应，可用于金属焊接保护，A正确； B．H2O2具有氧化性，可用于处理含氰废水，B错误； C．FeCl3溶液中的Fe3+具有强氧化性，可用于刻蚀覆铜板，C错误； D．NH3易液化，液氨汽化时吸收大量的热，具有制冷作用，工业上常用液氨作制冷剂，D错误； 故选A。 【7题详解】 A．酸性H2CO3＞HCN＞，因此NaCN溶液通入少量的CO2：，A正确； B．HCN酸性很弱，常温下很难与铁反应置换氢气，即使反应，亚铁离子和氢氰酸根离子会生成配合离子，B错误； C．碳酸根离子水解微弱，以第一步水解为主，K2CO3水解：，C错误； D．Cl2处理含氰废水：，D错误； 故选A。 8. 硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A. 实验室探究铜与硫反应的产物： Cu CuS H2S B. 工业制硫酸过程中的物质转化： FeSSO3H2SO4 C. 钙基固硫主要反应：2CaO+O2+2SO22CaSO4 D. 实验室制备少量SO2的原理：NaHSO3 + CO2 = NaHCO3 +SO2 【答案】C 【解析】 【详解】A．铜和硫反应生成硫化亚铜，另外硫化铜和硫酸不反应，A错误； B．硫化亚铁和氧气反应生成的是二氧化硫，二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫，三氧化硫溶于水生成硫酸，B错误； C．钙基固硫主要反应为2CaO+O2+2SO22CaSO4，C正确； D．碳酸的酸性弱于亚硫酸，碳酸不能制备二氧化硫，D错误； 答案选C。 9. 布洛芬是一种经典解热镇痛药，异丁基苯是合成它的一种原料，二者的结构简式如图。下列说法不正确的是 A. 异丁基苯属于芳香烃，与对二乙苯互为同分异构体 B. 异丁基苯所有碳原子不可能处于同一平面 C. 布洛芬与足量H2反应生成的有机化合物含1个手性碳原子 D. 1mol布洛芬与过量的Na2CO3稀溶液反应生成22g CO2 【答案】D 【解析】 【详解】A．异丁基苯属于芳香烃，与对二乙苯分子式相同，结构式不同，互为同分异构体，故A正确； B．异丁基苯含有两个甲基且连在同一个碳原子上，所有碳原子不可能处于同一平面，故B正确； C．手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子，布洛芬与足量H2反应生成的有机化合物为 ， 含1个手性碳原子，位置为 ，故C正确； D．布洛芬含有1个羧基，与过量的Na2CO3稀溶液反应不能生成二氧化碳，故D错误； 故选D。 10. 电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是 A. 充电时，电池的总反应 B. 充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 C. 放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移 D. 放电时，正极发生反应 【答案】C 【解析】 【分析】充电时光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应（Li++e-=Li）和阳极反应（Li2O2+2h+=2Li++O2），则充电时总反应为Li2O2=2Li+O2，结合图示，充电时金属Li电极为阴极，光催化电极为阳极；则放电时金属Li电极为负极，光催化电极为正极；据此作答。 【详解】A．光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电，结合阴极反应和阳极反应，充电时电池的总反应为Li2O2=2Li+O2，A正确； B．充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空穴有关，故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B正确； C．放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误； D．放电时总反应为2Li+O2=Li2O2，正极反应为O2+2Li++2e-=Li2O2，D正确； 答案选C。 11. 下列实验设计、现象和结论都正确的是 选项 实验目的 实验设计 现象和结论 A H2O2 具有漂白性 将足量的 H2O2 溶液滴入少量的酸性 高锰酸钾溶液 溶液的紫色褪去 B 比较AgBr和AgCl的Ksp大小 向等浓度NaCl 和NaBr的稀混合溶液 中逐滴加入少量AgNO3溶液 产生淡黄色沉淀，说明 Ksp(AgBr)<Ksp(AgCl) C 证明干燥的氯气不具有漂白性 将干燥的氯气通入盛放红色鲜花的集气瓶中 红色鲜花颜色褪去，说明干 燥的氯气有漂白性 D 探究浓度对反应速率的影响 室温下向A、B两支试管中分别装入等体积的稀硫酸和浓硫酸，再加入表面积相等的铁片 B 试管中无明显现象，说明 浓度越大反应速率越慢 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．将足量的H2O2溶液滴入少量的酸性高锰酸钾溶液中，高锰酸钾溶液褪色，体现H2O2溶的还原性，故不选A； B．向等浓度NaCl 和NaBr稀混合溶液中逐滴加入少量AgNO3溶液，产生淡黄色沉淀，说明更易生成AgBr沉淀，则Ksp(AgBr)<Ksp(AgCl)，故选B； C．红色鲜花中含有水分，将干燥的氯气通入盛放红色鲜花的集气瓶中，红色鲜花颜色褪去，不能证明干燥的氯气有漂白性，故C错误； D．室温下铁在浓硫酸中钝化，B试管中无明显现象，不能说明浓度越大反应速率越慢，故不选D； 选B。 12. 室温下，向1LpH=10的NaOH溶液中通入CO2，溶液中水电离出的c(OH-)与通入CO2的体积(V)的关系如图所示，下列说法正确的是 A. a点：水电离产生的c(H+)=1×10-4mol•L-1 B. b点：溶液中c(OH—)=1×10-7mol•L-1 C. c点：c(Na+)＞c(HCO)＞c(CO) D. d点：c(Na+)=2c(CO)+c(HCO) 【答案】D 【解析】 【分析】由图可知，a点为氢氧化钠溶液，b点为氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液，溶液呈碱性，c点氢氧化钠溶液与二氧化碳恰好反应，反应得到的溶液为碳酸钠溶液，d点为碳酸氢钠和碳酸的混合液，溶液呈中性。 【详解】A．由分析可知，a点为pH=10的氢氧化钠溶液，溶液中氢氧根离子会抑制水的电离，则溶液中水电离出的氢离子浓度为=1×10-10mol/L，故A错误； B．由分析可知，b点为氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液，溶液呈碱性，则溶液中氢氧根离子浓度大于1×10-7mol/L，故B错误； C．由分析可知，c点氢氧化钠溶液与二氧化碳恰好反应，反应得到的溶液为碳酸钠溶液，溶液中碳酸根离子浓度大于碳酸氢根离子，故C错误； D．由分析可知，d点为碳酸氢钠和碳酸的混合液，溶液呈中性，溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，由电荷守恒c(Na+)+ c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+ c(OH—)可知，溶液中c(Na+)=2c(CO)+c(HCO)，故D正确； 故选D。 13. 我国提出了2030年前碳达峰、2060年前碳中和的“双碳”目标。二氧化碳催化加氢合成是一种实现“双碳”目标的有效方法，其主要反应的热化学方程式为 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 恒压下，时，甲醇产率随温度的变化如图所示(分子筛膜能选择性分离出)。下列关于该实验的说法不正确的是 A. 甲醇平衡产率随温度升高而降低的主要原因：温度升高，反应I平衡逆向移动 B. 采用分子筛膜时的适宜反应温度：210℃ C. M→N点甲醇产率增大的原因：温度升高，反应I平衡常数增大 D. X点甲醇产率高于Y点主要原因：分子筛膜可从反应体系中分离出，有利于反应I正向进行 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据图象可知，随着温度的升高，甲醇的平衡产率降低，反应I为放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，该反应平衡向逆反应放向进行，甲醇的平衡产率降低，故A说法正确； B．根据图象可知，采用分子筛膜时，温度在210℃时甲醇产率最高，故B说法正确； C．反应I为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，化学平衡常数降低，M→N甲醇的产率增大原因是这段时间反应没有达到平衡，反应向正反应方向进行，甲醇产率增大，故C说法错误； D．根据题中信息，分子筛膜能选择性分离出H2O，根据勒夏特列原理，降低生成物浓度，反应I平衡向正反应方向进行，故D说法正确； 答案为C。 二、主观题(共四题，共61分) 14. 钒(23V)被称为“现代工业味精”，可添加在钢铁中，钒的化合物被广泛用作催化剂。我国钒钛磁铁矿储量较大，是世界上产钒大国。请完成下列问题： （1）钒的基态原子的电子排布式为 ___________ （2）“弱碱性铵盐沉钒法”原理是在含有钒元素的溶液中加入铵盐后形成NH4VO3沉淀，如图是在工业生产中不同pH环境下沉钒率的测定值。实际工业生产中常选择pH=7.5为沉钒的最佳条件，当pH超过 8.0 时沉钒率降低，其原因是溶液中转化为 、___________ (请另写出一点原因) （3）NH4VO3在高温下分解产生的V2O5可作为硫酸工业中2SO2(g) +O2(g) ⇌ 2SO3(g) 的催化剂，其催化原理如图所示。 ①过程a和过程b的化学方程式为：V2O5(s) + SO2(g) = V2O4(s) + SO3(g) ；V2O4(s)+O2(g) + 2SO2(g) = 2VOSO4(g) 请写出过程c的热化学方程式：___________。 ②根据价键理论画出V2O5的结构___________ （4）NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。 用活化后的V2O5作催化剂，氨气将NO还原成N2的一种反应历程如图1所示，①请写出图1中所示的总反应方程式 ___________， ②该反应的含氮气体组分随温度变化如图2所示，当温度大于600K时，N2浓度下降的原因是___________。 【答案】（1）[Ar]3d34s2 （2）pH过大，溶液中的会转化为NH3·H2O （3） ①. 2VOSO4(s)=V2O5(s)+SO3(g)+SO2(g)(或4VOSO4(s)+O2(g)=2V2O5(s)+4SO3(g)) ②. （4） ①. 4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O ②. N2与O2反应产生了NO(或者催化剂活性下降) 【解析】 【小问1详解】 钒为23号元素，钒的基态原子的电子排布式为[Ar]3d34s2； 【小问2详解】 当pH超过8.0时，溶液中转化为、溶液中的会转化为，所以导致沉钒率降低； 【小问3详解】 ①，②，③，根据盖斯定律，可得过程c的热化学方程式,亦可得过程c的热化学方程式；每个​分子中，‌两个钒原子之间通过氧原子桥接，‌形成如下的结构； 【小问4详解】 根据图示1可知、、反应生成和，方程式为；当温度大于600K时，浓度下降的原因是和发生反应产生了，也可能是随着温度的升高，催化剂活性下降导致了浓度下降。 15. 化合物H是四氢异喹啉阿司匹林衍生物，其合成路线如下： （1）B→D过程中使用了三乙胺(Et3N)，其作用是___________。 （2）D中含氧官能团名称___________和___________。 （3）D → E中有和E互为同分异构体的副产物生成，该副产物的结构简式为___________。 （4）G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属于芳香族化合物，能发生银镜反应； ②碱性条件下水解，酸化后得到三种分子中都有 2 种不同化学环境的氢。 （5）写出以CH3CHO和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）中和产生的HCl，有利于生成D （2） ①. 醚键 ②. 酰胺基 （3） （4） （5）CH3CHOCH3COOHCH3COCl ， 【解析】 【分析】A和SOCl2发生取代反应生成B，B和C在一定条件下发生取代反应生成D，D到E形成环状结构，E到F发生还原反应，E和G在一定条件下发生取代反应生成H。 【小问1详解】 B→D反应生成HCl，三乙胺(Et3N)与生成的HCl反应，消耗HCl，有利于反应进行，B→D过程中使用了三乙胺(Et3N)，其作用是中和产生的HCl，有利于生成D；故答案为：中和产生的HCl，有利于生成D。 【小问2详解】 D中含氧官能团名称为醚键和酰胺基；故答案为：醚键；酰胺基。 【小问3详解】 D → E中有和E互为同分异构体的副产物生成，根据D → E分析断裂苯环下边的碳氢键，可知副产物可断裂苯环相邻上边的碳氢键，则该副产物的结构简式为；故答案为：。 【小问4详解】 G的一种同分异构体满足①属于芳香族化合物，说明含有苯环，能发生银镜反应，说明含有醛基；②碱性条件下水解，酸化后得到三种分子中都有 2 种不同化学环境的氢，则苯环取代基处于对位，水解有甲酸和乙酸，其同分异构体的结构简式：；故答案为：。 【小问5详解】 CH3CHO与氧气在催化剂作用下反应生成乙酸，乙酸和SOCl2加热反应生成CH3COCl，CH3COCl与在Et3N，CH2Cl2，0℃反应生成，与POCl3、甲苯在加热条件反应生成，与NaBH4，0℃和CH3OH反应生成，其合成路线为：CH3CHOCH3COOHCH3COCl ， ；故答案为：CH3CHOCH3COOHCH3COCl ， 。 16. 实验室探究制备高锰酸钾的绿色化方案，其实验流程如图1。 已知：①K2MnO4水溶液呈墨绿色，在酸性、中性和弱碱性环境下，会发生自身氧化还原(歧化)反应，生成和MnO2；②碱性条件下，三价锰易形成MnOOH沉淀，该物质250℃分解为Mn2O3；③相关物质的溶解度数据如表： 20℃ K2CO3 KHCO3 K2MnO4 KMnO4 S(g/100g水) 111 33.7 11.1 6.34 图1 图2 (1)“共熔”投料的顺序为先加入KOH和KClO3混合均匀，待小火完全熔融，再加入MnO2，迅速搅拌。不能先将KClO3与MnO2混合的原因是__________ (2)溶解后所得溶液转入三颈瓶中，趁热滴入6mol·L-1的乙酸，调节pH≈10，在如图2所示的装置中进行歧化。 ①判断三颈瓶中K2MnO4完全反应的实验方法是：用玻璃棒蘸取溶液点在滤纸上，若观察到___________，表示已完全反应。 ②也可以将滴入乙酸改为通入CO2引发“歧化”，反应化学方程式是___________，当溶液pH值达10～11时，停止通CO2；若CO2过多，可能造成的不良后果是___________ (3)从提高原料利用率的角度分析，本实验流程的优点是_________ (4)请设计实验方案，由MnSO4溶液制备较纯净Mn2O3.向MnSO4溶液中，72h后得到产品Mn2O3(必须使用的试剂：0.2mol•L-1氨水、3%H2O2溶液、热水)。_________ 【答案】 ①. MnO2会催化KClO3分解，消耗更多的原料 ②. 滤纸上仅有紫红色而没有绿色痕迹 ③. 3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3 ④. CO2过多时会生成碳酸氢钾，结晶时会同高锰酸钾一起析出，导致产品纯度降低 ⑤. 滤渣可回收MnO2，作为反应物制备KMnO4 ⑥. 边搅拌边加入适(过)量3%过氧化氢溶液和0.2mol•L-1氨水至沉淀完全， 过滤，用热水洗涤沉淀2～3次，控制温度在250℃将沉淀充分加热 【解析】 【分析】在强碱性条件下，MnO2与KClO3共熔发生氧化还原反应，可制得K2MnO4，加水溶解后，在酸性环境下，会发生自身氧化还原（歧化）反应，生成MnO2和，过滤浓缩，得到高锰酸钾晶体。 (1) KClO3在MnO2催化作用下受热会分解； (2) ①水溶液呈墨绿色，水溶液呈紫红色，可通过颜色检验； ②加入CO2时，会发生自身氧化还原反应，发生歧化反应，生成不溶于水的MnO2，同时生成KMnO4； (3)会发生自身氧化还原反应，生成不溶于水的MnO2，回收MnO2，作为反应物制备KMnO4； (4) KMnO4在水溶液中，90℃以上开始分解，因此需要控制蒸发温度低于90℃；又由于KMnO4固体240℃会分解，故烘干时要低于240℃。 【详解】(1)在强碱性条件下，MnO2与KClO3共熔可制得K2MnO4，投料的顺序为先加入KOH和KClO3混合均匀，待小火完全熔融，再加入MnO2，迅速搅拌。不能先将KClO3与MnO2混合的原因是MnO2会催化KClO3分解，消耗更多的原料，故答案为：MnO2会催化KClO3分解，消耗更多的原料； (2) ①锰酸根为墨绿色，高锰酸根为紫红色，判断三颈瓶中K2MnO4完全反应的实验方法是：用玻璃棒蘸取溶液点在滤纸上，若观察到滤纸上仅有紫红色而没有绿色痕迹，表示已完全反应，故答案为：滤纸上仅有紫红色而没有绿色痕迹； ②加入CO2时，会发生自身氧化还原反应，发生歧化反应，生成不溶于水的MnO2，同时生成KMnO4，反应的化学方程式为3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3；CO2过多时会生成碳酸氢钾，结晶时会同高锰酸钾一起析出，导致产品纯度降低； (3)从提高原料利用率的角度分析，本实验流程的优点是滤渣可用于回收MnO2，作为反应物制备KMnO4，故答案为：滤渣可用于回收MnO2，作为反应物制备KMnO4； (4) 由MnSO4溶液制备较纯净Mn2O3实验方案：向MnSO4溶液中，边搅拌边加入适(过)量3%过氧化氢溶液和0.2mol•L-1氨水至沉淀完全， 过滤，用热水洗涤沉淀2～3次，控制温度在250℃将沉淀充分加热。 17. 一定条件下，二氧化碳可合成低碳烯烃，缓解温室效应、充分利用碳资源。 （1）已知：2CO2 (g) + 6H2 (g)C2H4 (g) + 4H2O(g) ，反应温度、投料比[ = x]对CO2平衡转化率的影响如图所示： a___________3(填“ >”“<”或“ =”，下同)；M、N两点反应的平衡常数KM___________KN。 （2）中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应，所得产物含CH4、C3H6 、C4H8 等副产物，反应过程如图： 催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性，在其他条件相同时，添加不同助剂，经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如表： 助剂 CO2转化率(%) 各产物在所有产物中的占比(%) C2H4 C3H6 其他 Na 42.5 35.9 39.6 24.5 K 27.2 75.6 22.8 1.6 Cu 9.8 80.7 12.5 6.8 下列说法正确的是___________(填标号)。 a．第 i 步反应为CO2+ H2CO+ H2O b．第 i 步反应的活化能低于第 ii 步 c．催化剂助剂生要在低聚反应、异构化反应环节起作用 d．Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的减小 e．添加不同助剂后，反应的平衡常数各不相同 f．欲提高单位时间内乙烯的产量，在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加K助剂效果最好 （3）用电化学方法还原CO2将其转化为其它化学产品可以实现对CO2的综合利用。图3是在酸性条件下电化学还原CO2的装置。（已知法拉第效率(FE)表示为：） 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4所示。 ①写出阴极产生CH4的电极反应___________。 ②结合上图的变化规律，推测KCl可能的作用是___________。 ③c(KCl) = 3mol/L时，22.4 L(已折合为标准状况，下同)的CO2被完全吸收并还原为CH4和C2H4，分离H2后，将CH4 和C2H4 混合气体通入如图5所示装置(反应完全)，出口处收集到气体 8.96L(不考虑水蒸气)，则FE (C2H4)% =___________。 【答案】（1） ①. > ②. > （2）acf （3） ①. CO2+8H++8e-=CH4+2H2O ②. 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) ③. 22.5％ 【解析】 【小问1详解】 相同温度下： = a时二氧化碳的转化率高，增大，二氧化碳的平衡转化率升高，故a>3；如图所示，随着温度的升高，二氧化碳的平衡转化率降低，故该反应为放热反应，升高温度，平衡常数减小，故M、N两点反应的平衡常数KM>KN； 【小问2详解】 第一步为CO2+ H2CO+ H2O，慢反应，为决速步骤；第二步CO和水反应得到(CH2)n，快反应，经过低聚反应和异构化反应后得到不同的产物。 a．根据分析，第一步反应正确，a正确； b．第ⅰ步反应为慢反应，活化能高于第ⅱ步，b错误； c．从图中可以看出，催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用，故c正确； d．加入催化剂不能改变反应的，d错误； e．平衡常数只与温度有关，添加不同助剂后，反应的平衡常数相同，e错误； f．通过表格中可以看出，选择Na为助剂时，乙烯的选择性太低；选择Cu为助剂时二氧化碳的转化率太低，选K作助剂时效果最好，f正确； 故选acf； 【小问3详解】 图3为电解池装置，二氧化碳转化为甲烷，C元素化合价降低，故CO2在阴极反应，电极IV为阴极，水失去电子生呈氧气和氢离子，电极III为阳极。 ①根据分析，阴极的电极反应式为：CO2+8H++8e-=CH4+2H2O； ②由图可知，KCl存在时，有利于二氧化碳还原成甲烷，不利于生成氢气，尤其是KCl浓度大于1mol/L时，甲烷的选择性强，故KCl可能的作用是：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)； ③标况下22.4L CO2的物质的量为1mol，完全吸收并还原为CH4和C2H4，分离H2后，将CH4和C2H4混合气体通入如图所示的装置，出口处收集到的8.96L气体为CH4，物质的量为，根据C原子守恒生成C2H4的物质的量为，生成CH4所用的电子的物质的量为，生成C2H4的物质的量为，c(KCl)=3mol/L时，FE(CH4)=20%，则 FE(C2H4)% =。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年高三上学期南京一中12月阶段性检测化学试卷 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 K-39 V-51 Mn-55 一、单选题(每题只有一个符合题意的答案，每题3分，共39分) 1. 我国承诺在2060年前实现“碳中和”，体现了中国对解决气候问题的大国担当。下列措施中对促进“碳中和”最直接有效的是 A. 将重质油裂解为轻质油作为燃料 B. 大规模开采可燃冰作为新能源 C. 通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D. 研究推广将二氧化碳转化为淀粉 2. 反应COCl2+4NH3=CO(NH2)2+2NH4Cl可除去COCl2（）污染。下列说法正确的是 A. COCl2的中心原子是sp2杂化 B. NH3电子式： C. COCl2中含有非极性键 D. 中子数为18的Cl原子：18Cl 3. 二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体，易溶于水，在水中的溶解度约为Cl2的5倍，其水溶液在较高温度与光照下会生成ClO与ClO。ClO2是一种极易爆炸的强氧化性气体，实验室制备ClO2的反应为2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4。下列有关实验室制备ClO2的实验原理和装置不能达到实验目的的是 A. 用装置甲获取SO2 B. 用装置乙制备ClO2 C. 用装置丙吸收ClO2 D. 用装置丁处理尾气 4. 下列说法不正确的是 A. 臭氧是极性分子，但它在四氯化碳中溶解度大于在水中的溶解度 B. 缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块 C. 只含非极性键的分子一定是非极性分子，只含极性键的分子一定是极性分子 D. 工业盐酸(俗称粗盐酸)呈亮黄色，是配合物的颜色 阅读下列材料，完成下面小题。 含氰废水中氰化物的主要形态是HCN和CN-，CN-具有较强的配位能力，能与Cu＋形成一种无限长链离子，其片段为；CN-结合H＋能力弱于。氰化物浓度较低时，可在碱性条件下用H2O2或Cl2将其转化为N2；浓度较高时，可加入HCN、Fe和K2CO3溶液反应生成K4[Fe(CN)6]溶液。 5. 下列说法正确的是 A. 基态Fe2＋核外电子排布式为[Ar]3d54s1 B. K4[Fe(CN)6]中Fe2＋的配位数为6 C. Cu＋与CN-形成的离子的化学式为[Cu(CN)3]2- D. 某铁晶体(晶胞如图所示)中与每个Fe紧邻的Fe数为6 6. 下列物质性质与用途具有对应关系的是 A. N2的化学性质稳定，可用于金属焊接保护 B. H2O2具有还原性，可用于处理含氰废水 C. FeCl3溶液显酸性，可用于刻蚀覆铜板 D. NH3沸点低，工业上常用液氨做制冷剂 7. 下列化学反应表示正确的是 A. NaCN溶液通入少量的CO2： B. Fe与HCN溶液反应：Fe＋2HCN=Fe2＋＋H2↑+2CN- C. K2CO3水解： D. Cl2处理含氰废水：5Cl2＋2CN-＋4OH-=10Cl-＋N2↑+4H＋＋2CO2↑ 8. 硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A. 实验室探究铜与硫反应的产物： Cu CuS H2S B. 工业制硫酸过程中的物质转化： FeSSO3H2SO4 C. 钙基固硫主要反应：2CaO+O2+2SO22CaSO4 D. 实验室制备少量SO2的原理：NaHSO3 + CO2 = NaHCO3 +SO2 9. 布洛芬是一种经典解热镇痛药，异丁基苯是合成它的一种原料，二者的结构简式如图。下列说法不正确的是 A. 异丁基苯属于芳香烃，与对二乙苯互为同分异构体 B. 异丁基苯所有碳原子不可能处于同一平面 C. 布洛芬与足量H2反应生成的有机化合物含1个手性碳原子 D. 1mol布洛芬与过量的Na2CO3稀溶液反应生成22g CO2 10. 电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是 A. 充电时，电池的总反应 B. 充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 C. 放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移 D. 放电时，正极发生反应 11. 下列实验设计、现象和结论都正确的是 选项 实验目的 实验设计 现象和结论 A H2O2 具有漂白性 将足量的 H2O2 溶液滴入少量的酸性 高锰酸钾溶液 溶液的紫色褪去 B 比较AgBr和AgCl的Ksp大小 向等浓度NaCl 和NaBr的稀混合溶液 中逐滴加入少量AgNO3溶液 产生淡黄色沉淀，说明 Ksp(AgBr)<Ksp(AgCl) C 证明干燥的氯气不具有漂白性 将干燥的氯气通入盛放红色鲜花的集气瓶中 红色鲜花颜色褪去，说明干 燥的氯气有漂白性 D 探究浓度对反应速率的影响 室温下向A、B两支试管中分别装入等体积的稀硫酸和浓硫酸，再加入表面积相等的铁片 B 试管中无明显现象，说明 浓度越大反应速率越慢 A. A B. B C. C D. D 12. 室温下，向1LpH=10的NaOH溶液中通入CO2，溶液中水电离出的c(OH-)与通入CO2的体积(V)的关系如图所示，下列说法正确的是 A. a点：水电离产生的c(H+)=1×10-4mol•L-1 B. b点：溶液中c(OH—)=1×10-7mol•L-1 C. c点：c(Na+)＞c(HCO)＞c(CO) D. d点：c(Na+)=2c(CO)+c(HCO) 13. 我国提出了2030年前碳达峰、2060年前碳中和的“双碳”目标。二氧化碳催化加氢合成是一种实现“双碳”目标的有效方法，其主要反应的热化学方程式为 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 恒压下，时，甲醇产率随温度的变化如图所示(分子筛膜能选择性分离出)。下列关于该实验的说法不正确的是 A. 甲醇平衡产率随温度升高而降低的主要原因：温度升高，反应I平衡逆向移动 B. 采用分子筛膜时的适宜反应温度：210℃ C. M→N点甲醇产率增大的原因：温度升高，反应I平衡常数增大 D. X点甲醇产率高于Y点主要原因：分子筛膜可从反应体系中分离出，有利于反应I正向进行 二、主观题(共四题，共61分) 14. 钒(23V)被称为“现代工业味精”，可添加在钢铁中，钒的化合物被广泛用作催化剂。我国钒钛磁铁矿储量较大，是世界上产钒大国。请完成下列问题： （1）钒的基态原子的电子排布式为 ___________ （2）“弱碱性铵盐沉钒法”原理是在含有钒元素的溶液中加入铵盐后形成NH4VO3沉淀，如图是在工业生产中不同pH环境下沉钒率的测定值。实际工业生产中常选择pH=7.5为沉钒的最佳条件，当pH超过 8.0 时沉钒率降低，其原因是溶液中转化为 、___________ (请另写出一点原因) （3）NH4VO3在高温下分解产生的V2O5可作为硫酸工业中2SO2(g) +O2(g) ⇌ 2SO3(g) 的催化剂，其催化原理如图所示。 ①过程a和过程b的化学方程式为：V2O5(s) + SO2(g) = V2O4(s) + SO3(g) ；V2O4(s)+O2(g) + 2SO2(g) = 2VOSO4(g) 请写出过程c的热化学方程式：___________。 ②根据价键理论画出V2O5结构___________ （4）NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。 用活化后的V2O5作催化剂，氨气将NO还原成N2的一种反应历程如图1所示，①请写出图1中所示的总反应方程式 ___________， ②该反应的含氮气体组分随温度变化如图2所示，当温度大于600K时，N2浓度下降的原因是___________。 15. 化合物H是四氢异喹啉阿司匹林衍生物，其合成路线如下： （1）B→D过程中使用了三乙胺(Et3N)，其作用是___________。 （2）D中含氧官能团名称为___________和___________。 （3）D → E中有和E互为同分异构体的副产物生成，该副产物的结构简式为___________。 （4）G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属于芳香族化合物，能发生银镜反应； ②碱性条件下水解，酸化后得到三种分子中都有 2 种不同化学环境的氢。 （5）写出以CH3CHO和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)___________。 16. 实验室探究制备高锰酸钾的绿色化方案，其实验流程如图1。 已知：①K2MnO4水溶液呈墨绿色，在酸性、中性和弱碱性环境下，会发生自身氧化还原(歧化)反应，生成和MnO2；②碱性条件下，三价锰易形成MnOOH沉淀，该物质250℃分解为Mn2O3；③相关物质的溶解度数据如表： 20℃ K2CO3 KHCO3 K2MnO4 KMnO4 S(g/100g水) 111 33.7 11.1 6.34 图1 图2 (1)“共熔”投料的顺序为先加入KOH和KClO3混合均匀，待小火完全熔融，再加入MnO2，迅速搅拌。不能先将KClO3与MnO2混合的原因是__________ (2)溶解后所得溶液转入三颈瓶中，趁热滴入6mol·L-1的乙酸，调节pH≈10，在如图2所示的装置中进行歧化。 ①判断三颈瓶中K2MnO4完全反应的实验方法是：用玻璃棒蘸取溶液点在滤纸上，若观察到___________，表示已完全反应。 ②也可以将滴入乙酸改为通入CO2引发“歧化”，反应化学方程式是___________，当溶液pH值达10～11时，停止通CO2；若CO2过多，可能造成的不良后果是___________ (3)从提高原料利用率的角度分析，本实验流程的优点是_________ (4)请设计实验方案，由MnSO4溶液制备较纯净Mn2O3.向MnSO4溶液中，72h后得到产品Mn2O3(必须使用的试剂：0.2mol•L-1氨水、3%H2O2溶液、热水)。_________ 17. 一定条件下，二氧化碳可合成低碳烯烃，缓解温室效应、充分利用碳资源。 （1）已知：2CO2 (g) + 6H2 (g)C2H4 (g) + 4H2O(g) ，反应温度、投料比[ = x]对CO2平衡转化率的影响如图所示： a___________3(填“ >”“<”或“ =”，下同)；M、N两点反应的平衡常数KM___________KN。 （2）中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应，所得产物含CH4、C3H6 、C4H8 等副产物，反应过程如图： 催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性，在其他条件相同时，添加不同助剂，经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如表： 助剂 CO2转化率(%) 各产物在所有产物中的占比(%) C2H4 C3H6 其他 Na 42.5 35.9 39.6 24.5 K 27.2 75.6 22.8 1.6 Cu 9.8 80.7 12.5 6.8 下列说法正确的是___________(填标号)。 a．第 i 步反应为CO2+ H2CO+ H2O b．第 i 步反应的活化能低于第 ii 步 c．催化剂助剂生要在低聚反应、异构化反应环节起作用 d．Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃减小 e．添加不同助剂后，反应的平衡常数各不相同 f．欲提高单位时间内乙烯的产量，在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加K助剂效果最好 （3）用电化学方法还原CO2将其转化为其它化学产品可以实现对CO2的综合利用。图3是在酸性条件下电化学还原CO2的装置。（已知法拉第效率(FE)表示为：） 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4所示。 ①写出阴极产生CH4的电极反应___________。 ②结合上图的变化规律，推测KCl可能的作用是___________。 ③c(KCl) = 3mol/L时，22.4 L(已折合为标准状况，下同)CO2被完全吸收并还原为CH4和C2H4，分离H2后，将CH4 和C2H4 混合气体通入如图5所示装置(反应完全)，出口处收集到气体 8.96L(不考虑水蒸气)，则FE (C2H4)% =___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$