精品解析：江苏省扬州市宝应县氾水高级中学2023-2024学年高三上学期第一次学情检测化学试题

2023～2024学年度第一次学情检测 高三化学 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7页，包含选择题(第1题～第13题，共39分)。非选择题(第14题～第17题，共61分)两部分。本次考试时间为75分钟，满分100分。考试结束后，请将答题卡交回。 2.答题前，请考生务必将自己的姓名、学校、班级、座位号、考试证号用0.5毫米的黑色签字笔写在答题卡上相应的位置，并将条形码贴在指定区域。 3.选择题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，在其他位置作答一律无效。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。非选择题请用0.5毫米的黑色签字笔在答题卡指定区域作答。在试卷或草稿纸上作答一律无效。 4.如有作图需要，可用2B铅笔作答，并请加黑加粗，描写清楚。 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 Na：23 Cl：35.5 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. 下列说法与实现碳达峰、碳中和相符合的是 A. 大规模开采可燃冰作为新能源 B. 光催化CO2和H2O合成甲醇是实现碳中和的有效手段 C. 通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D. 利用火力发电产生的电能电解水制氢有利于实现碳中和 2. 反应可用于制备还原剂肼(N2H4)。下列说法正确的是 A. H2O为极性分子 B. NH3的空间构型为平面三角形 C. NaClO的电子式为 D. N2H4中只含极性键 3. 下列实验室制取、干燥、收集NH3并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是 A 制取NH3 B. 干燥NH3 C. 收集NH3 D. 处理尾气 A. A B. B C. C D. D 4. 元素Ge、As、Sc是周期表中第四周期主族元素，下列说法正确的是 A. 原子半径：r(Ge)<r(As)<r(Se) B. 电负性：X(Ge)<(As)<X(Se) C. 第一电离能：I1(Ge)<I1(As)<I1(Se) D. 古氏试砷法的原理是AsH3与硝酸银溶液反应生成银单质，体现了AsH3具有极强的氧化性 阅读下列材料，周期表中ⅥA族元素及其化合物应用广泛。是常见的氧化剂和助燃剂。催化氧化是工业制硫酸的重要反应之一。 。Se(硒)是重要的工业原材料与动物体必须营养素。提取Se的主要原材料为电解铜产生的阳极泥。可通过阳极泥硫酸化焙烧提取Se．硫酸化焙烧提取Se的步骤主要分为两步：第一步焙烧，硫酸将单质Se氧化为。第二步还原吸收，在水中将转化为单质Se。 5. 下列有关说法正确的是 A. 的键角为 B. 硒原子基态核外电子排布式为 C. 是分子晶体 D. ⅥA族元素所形成的氢化物都有酸性 6. 下列化学反应表示正确的是 A. 焙烧时浓硫酸将Se氧化为：(浓) B. 将通入过量氨水中： C. 电解精炼铜时阴极电极反应为： D. 溶液与溶液的反应： 7. 下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是 A. 二氧化硫具有还原性，可用作漂白剂 B. 硒在光照下导电性显著提高，可用作光敏材料 C. 臭氧分子结构为V形，臭氧具有强氧化性 D. 硫酸具有强酸性，可用作干燥剂 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. 实验室探究少量浓硫酸与足量锌反应的气态产物： B. 工业制硫酸过程中的物质转化： C. 浓硫酸与铜反应： D. 向工业废液中通入足量H2S以除去Cu2+： 9. 化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体，其合成路线如下： 下列说法正确的是 A. X不能与FeCl3溶液发生显色反应 B. Y中的含氧官能团分别是酯基、羧基 C. 1molZ最多能与4molH2发生加成反应 D. X、Y、Z可用NaOH溶液进行鉴别 10. 活性Fe3O4-x催化反应，进而可制得甲酸。反应机理如图所示。下列说法正确的是 A. 该反应的△H>0 B. 该反应的平衡常数 C. 反应前后，碳原子的杂化方式和化合价均没有发生变化 D. 题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为带部分负电荷的氢与HCO中带部分正电荷的碳结合，带部分正电荷的氢与带部分负电荷的羟基氧结合生成水，HCO转化为的HCOO- 11. 常温下，根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是 选项 实验操作和现象 实验结论 A 分别测量浓度均为0.1mol·L-1Na2CO3溶液和Na[Al(OH)4]溶液的pH，后者pH更大 Al(OH)比CO更容易结合H+ B 将亚硫酸钠样品溶于水，加入盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液，出现白色沉淀 亚硫酸钠样品已变质 C 将盐酸滴入Na2CO3溶液产生无色气体，将产生的气体直接通入Na2SiO3溶液， 非金属性：Cl>C>Si D 向BaCl2溶液中通入SO2和气体X，出现白色沉淀 气体X一定具有氧化性 A. A B. B C. C D. D 12. 常温下，。实验室进行多组实验测定某些酸、碱、盐性质，相关实验记录如表： 实验 实验操作和现象 1 常温下，测得0.10mol·L-1NaHC2O4溶液的pH=4.2 2 常温下，向0.10mol·L-1NaHC2O4溶液加入一定体积的等浓度CaCl2溶液产生白色沉淀，测得上层清液， 3 常温下，向0.10mol·L-1Na2C2O4溶液中滴加等浓度盐酸至溶液的pH=7 下列所得结论不正确的是 A. 0.10 mol·L-1Na2C2O4溶液中：c(Na+)<c(HC2O)+2c(C2O) B. 实验1溶液中：c(C2O)>c(H2C2O4) C. 实验2清液中：pH=4 D 实验3溶液中 13. CO2催化加氢是转化CO2的一种方法，其过程中主要发生下列反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CO的选择性随温度的变化如图。其中：。 下列说法正确的是 A. B. △H1<0 C 温度高于300℃时主要发生反应Ⅱ D. 其他条件不变，图中A点选择合适催化剂可提高CO的选择性 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 钴(27Co)的常见化合价有+2、+3等，对应的化合物性质也各有差异。 （1）利用钴渣(主要含金属钴，还含有铜、铁等金属)可富集钴，流程如下： ①“氧化除铁”的化学反应方程式为___________。 ②S2O的结构如图1所示，用“口”标识出S2O中体现强氧化性的基团：___________。 （2）六氨合钴(化学式：[Co(NH3)6]Cl2)溶液可用于脱除烟气中的NO，用活性炭作催化剂、水作还原剂可实现[Co(NH3)6]2+的再生，维持溶液脱除NO的能力，可能机理如图2所示。 已知：活性炭表面既有大量的酸性基团，又有大量的碱性基团。溶液的pH对活性炭表面所带电荷有影响。pH>6.5时带负电荷，pH越高，表面所带负电荷越多；pH<3.5时带正电荷，pH越低，表面所带正电荷越多。 ①由步骤(ii)可知活性炭表面有大量的___________(填“酸性”"或“碱性”)基团。 ②写出步骤(iii)的离子反应方程式：___________。 ③一定温度下，pH对再生反应的影响如图3所示。pH过小或过大时，[Co(NH3)6]2+的转化率均比较小的原因是___________。 15. 化合物J是一种重要的药物中间体，其人工合成路线如下： （1）B分子中碳原子杂化轨道类型是___________。 （2）B→D需经历的过程。中间体X的分子式为C9H7O2C1，X转化为D的另一产品为HCl，则C的结构简式为___________。 （3）(Boc)2O的结构简式为，F→G中加入(C2H5)3N是为了结合反应中产生的___________(填结构简式)。 （4）H的分子式为C10H7F，G→I的反应类型为___________。 （5）写出同时满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式：___________。 ①既能发生银镜反应，也能与FeCl3发生显色反应 ②分子中有4种不同化学环境的氢。 （6）已知：。 写出以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. 实验室以Cl2、NaOH和尿素[CO(NH2)2]为原料制备水合肼[N2H4·H2O]，再用水合肼处理铜氨废液并制得铜粉，其实验过程可表示为 已知：N2H4·H2O沸点约118℃，具有强还原性。 （1）在搅拌下向NaOH溶液中匀速缓慢通入Cl2生成NaClO，由于反应放热，若温度超过40℃，转化中会有NaC1O3生成，写出该反应的离子方程式：___________。实验中为了控制温度所采取的措施有___________。 （2）制备水合肼的装置如图1所示，实验中用NaC1O碱性溶液与尿素水溶液在一定温度下可以制取水合肼，通过滴液漏斗滴加的溶液是___________；合成水合肼过程中理论上需控制/___________(保留2位小数)，在实际生产中，原因是___________。 （3）已知：。铜粉沉淀率与水合肼溶液初始浓度的关系如图2所示。请设计由铜氨废液回收铜粉的实验方案：取一定体积6mol·L-1水合肼溶液，___________，静置、过滤、洗涤、干燥。[须使用的试剂：2mol·L-1硫酸、NaOH固体、铜氨废液、蒸馏水]。 17. CO2捕获是实现资源利用的重要途径。 （1）烟气中CO2的捕集可通过如下所示的物质转化实现。 “碳化”的温度不能过高的原因是___________；“脱碳”的化学反应方程式为___________。 （2）CO2和H2催化合成CH4。主要发生反应为，一定温度和压强下，将一定比例CO2和H2分别通过装有两种不同催化剂的反应器，反应相同时间，测得CO2转化率随温度变化情况如图1所示。 ①高于320℃后，用Ni作催化剂，CO2转化率明显上升，其原因是___________。 ②高于320℃后，用Ni-CeO2作催化剂，CO2转化率略有下降，可能原因是___________。 （3）一种有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种有机物的骨架上)电催化还原CO2的装置示意图如图2所示。控制其他条件相同，将一定量的CO2通入该电催化装置中，阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如图3所示。 ①b电极生成HCOOH的电极反应式为___________。 ②科研小组利用13CO2代替原有的CO2进行研究，其目的是___________。 ③控制电压为0.8V，电解时转移电子的物质的量为___________mol。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023～2024学年度第一次学情检测 高三化学 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7页，包含选择题(第1题～第13题，共39分)。非选择题(第14题～第17题，共61分)两部分。本次考试时间为75分钟，满分100分。考试结束后，请将答题卡交回。 2.答题前，请考生务必将自己的姓名、学校、班级、座位号、考试证号用0.5毫米的黑色签字笔写在答题卡上相应的位置，并将条形码贴在指定区域。 3.选择题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，在其他位置作答一律无效。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。非选择题请用0.5毫米的黑色签字笔在答题卡指定区域作答。在试卷或草稿纸上作答一律无效。 4.如有作图需要，可用2B铅笔作答，并请加黑加粗，描写清楚。 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 Na：23 Cl：35.5 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. 下列说法与实现碳达峰、碳中和相符合的是 A. 大规模开采可燃冰作为新能源 B. 光催化CO2和H2O合成甲醇是实现碳中和的有效手段 C. 通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D. 利用火力发电产生的电能电解水制氢有利于实现碳中和 【答案】B 【解析】 【详解】A．可燃冰是甲烷的结晶水合物，大量开采使用，燃烧会产生CO2，不利用碳中和，A错误； B．研发催化剂将CO2还原为甲醇，有利于减少CO2的排放，对促进“碳中和”最直接，B正确； C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染，只会减少SO2的排放，但对CO2的排放总量无影响，C错误； D．火力发电过程中消耗燃料产生二氧化碳，不利于碳中和，D错误； 故选B。 2. 反应可用于制备还原剂肼(N2H4)。下列说法正确的是 A. H2O为极性分子 B. NH3的空间构型为平面三角形 C. NaClO的电子式为 D. N2H4中只含极性键 【答案】A 【解析】 【详解】A．H2O分子中中心O原子价层电子对数为2+=4，O原子采用sp3杂化，O原子上含有2对孤电子对，所以H2O分子是V形分子，由于分子中正负电荷重心不重合，因此H2O是极性分子，A正确； B．NH3分子中N原子的价层电子对数为3＋=4，孤电子对数为1，所以为三角锥形结构，B错误； C．NaClO是离子化合物，Na+与ClO-之间以离子键结合，在ClO-中Cl与O原子之间以共价键结合，故NaClO的电子式为：，C错误； D．N2H4中含有氮氮非极性键，D错误； 故选A。 3. 下列实验室制取、干燥、收集NH3并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是 A. 制取NH3 B. 干燥NH3 C. 收集NH3 D. 处理尾气 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．加热NH4Cl和氢氧化钙固体制取NH3，试管口应略向下倾斜，故A错误； B．NH3与浓硫酸能发生反应，因此不可以使用浓硫酸干燥NH3，故B错误； C．NH3的密度比空气小，应该使用向下排空气的方法收集，故导气管应短进长出，C错误； D．NH3极易溶于水，可以使用水作吸收剂，为防止发生倒吸现象，可在导气管末端安装一个球形干燥管，故D正确； 故选D。 4. 元素Ge、As、Sc是周期表中第四周期主族元素，下列说法正确的是 A. 原子半径：r(Ge)<r(As)<r(Se) B. 电负性：X(Ge)<(As)<X(Se) C. 第一电离能：I1(Ge)<I1(As)<I1(Se) D. 古氏试砷法的原理是AsH3与硝酸银溶液反应生成银单质，体现了AsH3具有极强的氧化性 【答案】B 【解析】 【详解】A．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；故原子半径：r(Ge)>r(As)>r(Se)，A错误； B．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；电负性：X(Ge)<(As)<X(Se)，B正确； C．同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，As的4p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能：I1(Ge<I1(Se) )<I1(As)，C错误； D．AsH3与硝酸银溶液反应生成银单质，银发生了还原反应，需要还原剂，体现了AsH3具有极强的还原性，D错误。 故选B。 阅读下列材料，周期表中ⅥA族元素及其化合物应用广泛。是常见的氧化剂和助燃剂。催化氧化是工业制硫酸的重要反应之一。 。Se(硒)是重要的工业原材料与动物体必须营养素。提取Se的主要原材料为电解铜产生的阳极泥。可通过阳极泥硫酸化焙烧提取Se．硫酸化焙烧提取Se的步骤主要分为两步：第一步焙烧，硫酸将单质Se氧化为。第二步还原吸收，在水中将转化为单质Se。 5. 下列有关说法正确的是 A. 的键角为 B. 硒原子基态核外电子排布式为 C. 是分子晶体 D. ⅥA族元素所形成的氢化物都有酸性 6. 下列化学反应表示正确的是 A. 焙烧时浓硫酸将Se氧化为：(浓) B. 将通入过量氨水中： C. 电解精炼铜时阴极电极反应为： D. 溶液与溶液的反应： 7. 下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是 A. 二氧化硫具有还原性，可用作漂白剂 B. 硒在光照下导电性显著提高，可用作光敏材料 C. 臭氧分子结构为V形，臭氧具有强氧化性 D. 硫酸具有强酸性，可用作干燥剂 【答案】5. C 6. A 7. B 【解析】 【5题详解】 A．SO2的价层电子对数为2+×(6-2×2)=3，孤电子对数为1，因此空间构型为V形，由于孤电子对的斥力较大，因此键角小于120°，A错误； B．Se34号元素，基态核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4，B错误； C．SeO2是由极性共价键形成的分子晶体，C正确； D．ⅥA族中O形成的氢化物H2O为中性，D错误； 故选C。 6题详解】 A．焙烧时浓硫酸将Se氧化为SeO2，S元素由+6价下降到+4价，Se由0价上升到+4价，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：Se+2H2SO4(浓)=SeO2+2SO2↑+2H2O，故A正确； B．将SO2通入过量氨水中生成(NH4)2SO3，离子方程式为：，故B错误； C．电解精炼铜时阴极Cu2+得电子生成Cu，电极方程式为：，故C错误； D．中和热是指在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态水时所释放的热量，1molH2SO4与1molBa(OH)2溶液反应生成BaSO4沉淀和2molH2O，放出的热量不是57.3kJ，故D错误； 故选A。 【7题详解】 A．二氧化硫能够与有色物质化合生成无色物质，具有漂白性能做漂白剂，与二氧化硫具有还原性无关，A不符合题意； B．硒是典型的半导体，在光照下导电性显著提高，可用作光敏材料，性质与用途具有对应关系，B符合题意； C．臭氧中心氧原子以sp2杂化轨道成键，分子结构为V形，但其与臭氧具有强氧化性无关，性质与用途不具有对应关系，C不符合题意； D．浓硫酸具有吸水性，可做干燥剂，与浓硫酸具有强酸性无关，性质与用途不具有对应关系，D不符合题意； 故选B。 8. 硫及其化合物转化具有重要应用。下列说法正确的是 A. 实验室探究少量浓硫酸与足量锌反应的气态产物： B. 工业制硫酸过程中的物质转化： C. 浓硫酸与铜反应： D. 向工业废液中通入足量H2S以除去Cu2+： 【答案】C 【解析】 【详解】A．实验室探究少量浓硫酸与足量锌反应的气态产物：开始时，随着反应的进行浓硫酸变为稀硫酸，，选项A错误； B．工业制硫酸过程中的物质转化：，选项B错误； C．浓硫酸与铜反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式为：，选项C正确； D．向工业废液中通入足量H2S以除去Cu2+，反应的离子方程式为：，选项D错误； 答案选C。 9. 化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体，其合成路线如下： 下列说法正确的是 A. X不能与FeCl3溶液发生显色反应 B. Y中的含氧官能团分别是酯基、羧基 C. 1molZ最多能与4molH2发生加成反应 D. X、Y、Z可用NaOH溶液进行鉴别 【答案】C 【解析】 【详解】A．X中含有酚羟基，能与溶液发生显色反应，A错误； B．Y中的含氧官能团分别是酯基、醚键，B错误； C．Z中1mol苯环可以和3mol氢气发生加成反应，1mol醛基可以和1mol氢气发生加成反应，故1molZ最多能与4mol氢气发生加成反应，C正确； D．X、Y、Z均含有可以和氢氧化钠反应的基团，反应无明显现象，不可用NaOH溶液进行鉴别，D错误。 故选C。 10. 活性Fe3O4-x催化反应，进而可制得甲酸。反应机理如图所示。下列说法正确的是 A. 该反应的△H>0 B. 该反应的平衡常数 C. 反应前后，碳原子的杂化方式和化合价均没有发生变化 D. 题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为带部分负电荷的氢与HCO中带部分正电荷的碳结合，带部分正电荷的氢与带部分负电荷的羟基氧结合生成水，HCO转化为的HCOO- 【答案】D 【解析】 【详解】A．从方程式得知反应将一分子气体转化为一分子液体故一定是熵减反应，又可以自发进行则必定是放热反应，故△H<0，A错误； B．平衡常数等于生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比；水为纯物质，故反应的平衡常数，B错误； C．由反应可知，反应前后，碳的化合价由+4变为+2，C错误； D．氧的电负性大于碳，HCO中碳带正电荷、氧带负电荷，题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为带部分负电荷的氢与HCO中带部分正电荷的碳结合，带部分正电荷的氢与带部分负电荷的羟基氧结合生成水，HCO转化为的HCOO-，D正确； 故选D。 11. 常温下，根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是 选项 实验操作和现象 实验结论 A 分别测量浓度均为0.1mol·L-1Na2CO3溶液和Na[Al(OH)4]溶液的pH，后者pH更大 Al(OH)比CO更容易结合H+ B 将亚硫酸钠样品溶于水，加入盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液，出现白色沉淀 亚硫酸钠样品已变质 C 将盐酸滴入Na2CO3溶液产生无色气体，将产生的气体直接通入Na2SiO3溶液， 非金属性：Cl>C>Si D 向BaCl2溶液中通入SO2和气体X，出现白色沉淀 气体X一定具有氧化性 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．后者pH更大，说明Al(OH)比CO更容易结合H+，从而导致溶液中氢离子浓度减小，pH增大，A正确； B．酸性条件下硝酸根离子会把亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子生成硫酸钡沉淀，干扰亚硫酸钠变质的检验，B错误； C．挥发的盐酸也会和硅酸钠生成硅酸沉淀，干扰二氧化碳和硅酸钠的反应，C错误； D．向BaCl2溶液中通入SO2和气体X，出现白色沉淀，该白色沉淀可能为BaSO4或BaSO3，则气体X可能具有氧化性或者碱性，D错误； 故选A。 12. 常温下，。实验室进行多组实验测定某些酸、碱、盐性质，相关实验记录如表： 实验 实验操作和现象 1 常温下，测得0.10mol·L-1NaHC2O4溶液的pH=4.2 2 常温下，向0.10mol·L-1NaHC2O4溶液加入一定体积的等浓度CaCl2溶液产生白色沉淀，测得上层清液， 3 常温下，向0.10mol·L-1Na2C2O4溶液中滴加等浓度盐酸至溶液的pH=7 下列所得结论不正确的是 A. 0.10 mol·L-1Na2C2O4溶液中：c(Na+)<c(HC2O)+2c(C2O) B. 实验1溶液中：c(C2O)>c(H2C2O4) C. 实验2清液中：pH=4 D. 实验3溶液中 【答案】A 【解析】 【详解】A．0.10 mol·L-1Na2C2O4溶液中由电荷守恒可知，草酸根离子水解使得溶液显碱性，则c(Na+)>c(HC2O)+2c(C2O)，A错误； B．实验1溶液中溶液显酸性，NaHC2O4的电离大于水解，故c(C2O)>c(H2C2O4)，B正确； C．实验2清液中，, ，故pH=4，C正确； D．实验3溶液中pH=7，；由电荷守恒可知；由物料守恒可知，；则有，D正确； 故选A。 13. CO2催化加氢是转化CO2的一种方法，其过程中主要发生下列反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CO的选择性随温度的变化如图。其中：。 下列说法正确的是 A. B. △H1<0 C. 温度高于300℃时主要发生反应Ⅱ D. 其他条件不变，图中A点选择合适催化剂可提高CO的选择性 【答案】D 【解析】 【详解】A．由方程式可知，，A错误； B．由图可知，升高温度，CO2的转化率先降低后升高，CO的选择性一直增大，则反应Ⅰ正向移动，反应为吸热反应，△H1>0，B错误； C．温度高于300℃时，CO的选择性更大，产率更多，故主要发生反应Ⅰ，C错误； D．A点没有达到CO的平衡选择性，故其他条件不变，图中A点选择合适催化剂促进CO的生成，提高CO的选择性，D正确； 故选D。 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 钴(27Co)的常见化合价有+2、+3等，对应的化合物性质也各有差异。 （1）利用钴渣(主要含金属钴，还含有铜、铁等金属)可富集钴，流程如下： ①“氧化除铁”的化学反应方程式为___________。 ②S2O的结构如图1所示，用“口”标识出S2O中体现强氧化性的基团：___________。 （2）六氨合钴(化学式：[Co(NH3)6]Cl2)溶液可用于脱除烟气中的NO，用活性炭作催化剂、水作还原剂可实现[Co(NH3)6]2+的再生，维持溶液脱除NO的能力，可能机理如图2所示。 已知：活性炭表面既有大量的酸性基团，又有大量的碱性基团。溶液的pH对活性炭表面所带电荷有影响。pH>6.5时带负电荷，pH越高，表面所带负电荷越多；pH<3.5时带正电荷，pH越低，表面所带正电荷越多。 ①由步骤(ii)可知活性炭表面有大量的___________(填“酸性”"或“碱性”)基团。 ②写出步骤(iii)的离子反应方程式：___________。 ③一定温度下，pH对再生反应的影响如图3所示。pH过小或过大时，[Co(NH3)6]2+的转化率均比较小的原因是___________。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. 酸性 ②. ③. 由于pH越低，活性炭表面所带正电荷越多，与[Co(NH3)6]2+静电斥力增加，不利于[Co(NH3)6]2+的催化还原，因此当时pH<3.5时，[Co(NH3)6]2+的转化率随pH的减小而降低；由于pH增加，[Co(NH3)6]2+的解离受到抑制，不利于[Co(NH3)6]2+的催化还原，所以当pH>6.5时，[Co(NH3)6]2+的转化率随pH的增大而降低 【解析】 【分析】钴渣加入硫酸酸浸后滤液加入过氧化氢、氢氧化钠除去铁，滤液加入Na2S2O8、氢氧化钠将钴转化为氢氧化钴沉淀； 【小问1详解】 ①“氧化除铁”的化学反应在过氧化氢条件下将二价铁氧化为三价铁和氢氧化钠生成氢氧化铁沉淀除去，方程式为。 ②由图可知，S2O的结构中具有氧化性的基团为过氧根：； 【小问2详解】 ①由步骤(ⅱ)可知有Co3＋产生，所以活性炭表面有大量的酸性基团； ②步骤(ⅲ)中Co3＋被还原为Co2＋，同时生成氧气和氢离子，反应的离子反应方程式为。 ③由于pH越低，活性炭表面所带正电荷越多，与[Co(NH3)6]2+静电斥力增加，不利于[Co(NH3)6]2+的催化还原，因此当时pH<3.5时，[Co(NH3)6]2+的转化率随pH的减小而降低；由于pH增加，[Co(NH3)6]2+的解离受到抑制，不利于[Co(NH3)6]2+的催化还原，所以当pH>6.5时，[Co(NH3)6]2+的转化率随pH的增大而降低。故一定温度下，pH过小或过大时，[Co(NH3)6]2+的转化率均比较小。 15. 化合物J是一种重要的药物中间体，其人工合成路线如下： （1）B分子中碳原子的杂化轨道类型是___________。 （2）B→D需经历的过程。中间体X的分子式为C9H7O2C1，X转化为D的另一产品为HCl，则C的结构简式为___________。 （3）(Boc)2O的结构简式为，F→G中加入(C2H5)3N是为了结合反应中产生的___________(填结构简式)。 （4）H的分子式为C10H7F，G→I的反应类型为___________。 （5）写出同时满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式：___________。 ①既能发生银镜反应，也能与FeCl3发生显色反应 ②分子中有4种不同化学环境的氢。 （6）已知：。 写出以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）sp2、sp3杂化 （2）CH3OH （3）(CH3)3COCOOH （4）取代反应 （5） （6） 【解析】 【分析】由流程可知，A发生取代反应生成B，B和SOCl2、C甲醇发生反应生成D，D中酮羰基转化为=NOH生成E，E中=NOH转化为氨基、酯基转化为羟基得到F，F发生取代得到G，G中羟基和H发生取代反应引入2个环得到I，H的分子式为C10H7F，则H为，I最终转化为J； 【小问1详解】 B分子中苯环碳、羰基碳均为sp2杂化，支链中-CH2-为饱和碳为sp3杂化； 【小问2详解】 经历的过程，中间体X的分子式为C9H7O2C1，结合BD结构可知，X为，X转化为D的另一产品为HCl，X和C甲醇发生取代反应生成D，C的结构简式为CH3OH； 【小问3详解】 (Boc)2O取代F中1个氨基氢生成G同时生成(CH3)3COCOOH，加入(C2H5)3N是为了结合反应中产生的(CH3)3COCOOH促使反应正向进行； 【小问4详解】 由分析可知，G→I的反应类型为取代反应； 【小问5详解】 同时满足下列条件的D的同分异构体： ①既能发生银镜反应，也能与FeCl3发生显色反应，含有醛基、酚羟基；②分子中有4种不同化学环境的氢，则结构较为对称；故结构可以为。 【小问6详解】 中甲基被酸性高锰酸钾氧化为羧基，再和SOCl2发生取代引入氯原子，和苯发生已知反应原理生成，将羰基发生D生成E的反应原理转化为，通过E生成F的反应原理得到产物，故流程为：。 16. 实验室以Cl2、NaOH和尿素[CO(NH2)2]为原料制备水合肼[N2H4·H2O]，再用水合肼处理铜氨废液并制得铜粉，其实验过程可表示为 已知：N2H4·H2O沸点约118℃，具有强还原性。 （1）在搅拌下向NaOH溶液中匀速缓慢通入Cl2生成NaClO，由于反应放热，若温度超过40℃，转化中会有NaC1O3生成，写出该反应的离子方程式：___________。实验中为了控制温度所采取的措施有___________。 （2）制备水合肼装置如图1所示，实验中用NaC1O碱性溶液与尿素水溶液在一定温度下可以制取水合肼，通过滴液漏斗滴加的溶液是___________；合成水合肼过程中理论上需控制/___________(保留2位小数)，在实际生产中，原因是___________。 （3）已知：。铜粉沉淀率与水合肼溶液初始浓度的关系如图2所示。请设计由铜氨废液回收铜粉的实验方案：取一定体积6mol·L-1水合肼溶液，___________，静置、过滤、洗涤、干燥。[须使用的试剂：2mol·L-1硫酸、NaOH固体、铜氨废液、蒸馏水]。 【答案】（1） ①. ②. 可适当减慢通入Cl2的速率以减缓反应速率，或者不断搅拌溶液增大热量散失速率 （2） ①. 次氯酸钠溶液 ②. 1.24 ③. 增大还原剂CO(NH2)2的量，防止N2H4·H2O被氧化 （3）加入蒸馏水稀释水合肼溶液至3.0～3.25mol/L，加入适量2mol/LNaOH溶液，边搅拌边逐滴加入铜氨废液，加热使其充分反应，同时用2mol/L硫酸吸收反应中放出的NH3，直至溶液中无气泡产生，停止滴加 【解析】 【分析】Cl2和NaOH反应生成次氯酸钠，再加入尿素发生氧化还原反应生成还原性的水合肼，再用水合肼处理铜氨废液，还原铜得到铜粉； 【小问1详解】 若温度超过40℃，氯气和氢氧化钠生成NaC1O3，同时部分氯元素化合价降低生成氯化钠，该反应的离子方程式：。为提高NaClO产率，实验中为了控制温度所采取的措施有：可适当减慢通入Cl2的速率以减缓反应速率，或者不断搅拌溶液增大热量散失速率； 【小问2详解】 N2H4·H2O具有强还原性，能够被NaClO氧化，导致N2H4·H2O产率降低，因此通过滴液漏斗滴加的溶液是次氯酸钠溶液，防止开始次氯酸钠过量，氧化生成的水合肼；NaClO与CO(NH2)2反应合成水合肼的过程中，Cl元素化合价由+1降低至-1，N元素化合价由-3升高至-2，反应过程中溶液为碱性，根据化合价升降守恒、电荷守恒以及原子守恒可知反应方程式为，则合成水合肼过程中理论上需控制，在实际生产中，原因是生成的N2H4·H2O容易被NaClO氧化，通过增大还原剂CO(NH2)2的量，防止N2H4·H2O被氧化，减少生成物水合肼的氧化损耗量； 小问3详解】 由图可知，当水合肼溶液浓度为3.0～3.25mol/L时铜粉沉淀率最高，因此可利用3.0～3.25mol/L的水合肼溶液与铜氨废液在碱性并加热条件下反应回收铜粉，反应过程中生成NH3、N2，NH3不能排放至空气中，可利用2mol•L-1硫酸吸收，当溶液中不再生成N2时，说明铜氨废液回收基本完全，故答案为：加入蒸馏水稀释水合肼溶液至3.0～3.25mol/L，加入适量2mol/LNaOH溶液，边搅拌边逐滴加入铜氨废液，加热使其充分反应，同时用2mol/L硫酸吸收反应中放出的NH3，直至溶液中无气泡产生，停止滴加，然后静置、过滤、洗涤、干燥。 17. CO2的捕获是实现资源利用的重要途径。 （1）烟气中CO2的捕集可通过如下所示的物质转化实现。 “碳化”的温度不能过高的原因是___________；“脱碳”的化学反应方程式为___________。 （2）CO2和H2催化合成CH4。主要发生反应为，一定温度和压强下，将一定比例CO2和H2分别通过装有两种不同催化剂的反应器，反应相同时间，测得CO2转化率随温度变化情况如图1所示。 ①高于320℃后，用Ni作催化剂，CO2转化率明显上升，其原因是___________。 ②高于320℃后，用Ni-CeO2作催化剂，CO2转化率略有下降，可能原因是___________。 （3）一种有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种有机物的骨架上)电催化还原CO2的装置示意图如图2所示。控制其他条件相同，将一定量的CO2通入该电催化装置中，阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如图3所示。 ①b电极生成HCOOH的电极反应式为___________。 ②科研小组利用13CO2代替原有的CO2进行研究，其目的是___________。 ③控制电压为0.8V，电解时转移电子的物质的量为___________mol。 【答案】（1） ①. 温度过高导致二氧化碳的溶解度减小不利于反应进行，且温度过高不利于碳酸氢锂的生成 ②. （2） ①. CO2和H2催化合成甲烷化反应速率慢，320℃后，升高温度，反应速率加快，反应相同时间时CO2的转化率增加 ②. 320℃时，CO2和H2催化合成反应已达到平衡，升高温度，平衡向逆反应方向移动，CO2的转化率减小 （3） ①. CO2+2e- +2H+= HCOOH ②. 确定阴极上生成含碳化合物源自二氧化碳而非有机多孔电极材料 ③. 2.8 【解析】 【小问1详解】 “碳化”过程二氧化碳恶化碳酸锂生成碳酸氢锂，碳酸氢锂不稳定，受热易分解；故温度不能过高的原因是：温度过高导致二氧化碳的溶解度减小不利于反应进行，且温度过高不利于碳酸氢锂的生成；“脱碳”的化学反应为碳酸氢锂受热分解为碳酸锂和二氧化碳、水，方程式为； 【小问2详解】 ①由图可知，320℃时，Ni—GeO2的催化活性强于Ni的催化活性，以Ni—GeO2为催化剂时，催化合成反应已达到平衡，而以Ni为催化剂时，催化合成反应未达到平衡，320℃后，升高温度，反应速率加快，反应相同时间时二氧化碳的转化率增加，故答案为：CO2和H2催化合成甲烷化反应速率慢，320℃后，升高温度，反应速率加快，反应相同时间时CO2的转化率增加； ②由图可知，320℃时，以Ni—GeO2为催化剂时，催化合成反应已达到平衡，该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二氧化碳的转化率减小，故答案为：320℃时，CO2和H2催化合成反应已达到平衡，升高温度，平衡向逆反应方向移动，CO2的转化率减小； 【小问3详解】 ①b电极为阴极，二氧化碳得到电子在酸性环境下发生还原反应生成HCOOH，电极反应式为CO2+2e- +2H+= HCOOH。 ②有机多孔电极材料中含有碳元素，科研小组利用13CO2代替原有的CO2进行研究，其目的是确定阴极上生成含碳化合物源自二氧化碳而非有机多孔电极材料。 ③由图可知，控制电压为0.8V，电解时生成0.2mol乙醇和0.2mol氢气，电极反应为、，则转移电子的物质的量为0.2mol×12+0.2mol×2=2.8mol。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$