精品解析：江苏省常州市第一中学2024-2025学年高三上学期开学考试化学试题

常州市第一中学2024~2025学年期初考试 高三化学 可能用到的相对原子质量：H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Fe 56 Co 59 卷I 选择题：本题共13小题，每小题3分，共390分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 化学与科技密切相关。下列说法正确的是 A. 超分子粘合剂具有很高的粘合强度，超分子以共价键连接其他分子 B. 催化电解工业废水中的硝酸盐制取氨气，实现了氮的固定 C. 弹道二维晶体管有优异的光学性能，其成分是一种合金材料 D. 全氟磺酸质子膜广泛用于水电解制氢，磺酸基具有很好的亲水性 【答案】D 【解析】 【详解】A．超分子内的分子间作用力属于非共价键，A错误； B．将游离态氮转变为化合态氮的过程叫氮的固定，B错误； C．Se是非金属，故不是合金材料，C错误； D．水电解制氢膜是一种固体聚合物电解质，是一种带有离子交换功能端基的全氟磺酸树脂均质膜，具有优良的耐热性能、力学性能、电化学性能以及化学稳定性能，磺酸基具有很好的亲水性，可在强酸、强碱、强氧化剂介质等苛刻条件下使用，D正确； 故选D。 2. 下列化学用语或表述正确的是 A. BeCl2的空间结构：V形 B. P4中的共价键类型：非极性键 C. 基态Ni原子价电子排布式：3d10 D. 顺—2—丁烯的结构简式： 【答案】B 【解析】 【详解】A．BeCl2的中心原子为Be，根据VSEPR模型可以计算，BeCl2中不含有孤电子对，因此BeCl2为直线型分子，A错误； B．P4分子中相邻两P原子之间形成共价键，同种原子之间形成的共价键为非极性共价键，P4分子中的共价键类型为非极性共价键，B正确； C．Ni原子的原子序数为28，其基态原子的价电子排布为3d84s2，C错误； D．顺-2-丁烯的结构中两个甲基在双键的同一侧，其结构简式为，D错误； 故答案选B。 3. 以下实验装置正确，且能达到实验目的的是 A. 图1装置观察钠在空气中燃烧现象 B. 图2装置测定碘的浓度 C. 图3装置探究温度对反应速率的影响 D. 图4装置制备乙酸乙酯 【答案】B 【解析】 【详解】A．观察钠在空气中燃烧现象应该在石棉网上加热，不能直接用蒸发皿上加热，选项A错误； B．亚硫酸钠为强碱弱酸盐，溶液呈碱性，利用碱式滴定管通过滴定测定碘水中碘的浓度，能实现实验目的，选项B正确； C．探究温度对反应速率的影响时其他条件应该相同，实验中除温度不同外，酸的浓度相等但氢离子浓度不相同，无法确定是浓度还是温度对速率的影响，选项C错误； D．制备乙酸乙酯时收集乙酸乙酯的导管不能伸入饱和碳酸钠溶液中，防止倒吸，选项D错误； 答案选B。 4. X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X为元素周期表中半径最小的原子，Z是地壳中含量最多的元素，W的原子序数为29，X、Y、Z、W形成的阳离子如图所示，下列说法正确的是 A. 原子半径： B. 该阳离子中心离子的配位数为6 C. 氢化物的沸点： D. W的核外电子排布式： 【答案】B 【解析】 【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X为元素周期表中半径最小的原子，则X为H ；Z是地壳中含量最多的元素，Z为氧；W的原子序数为29，W为Cu；由图可以看出，连接三个键的为N，即Y为N，据此回答。 【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；原子半径：N>O>H，A错误； B．由图可知，该阳离子中心离子邻近原子数为6，则配位数为6，B正确； C．没有说明为简单氢化物，故不能判断两者的氢化物的沸点，C错误； D．W的原子序数为29，W为Cu，Cu的核外电子排布式：[Ar]，D错误； 故选B。 读下面文字，回答有关问题： 某化学小组探究浓硝酸原电池中硝酸浓度对“电极反转”的影响，将规格完全相同的Cu片和Fe片插入、、、、的硝酸溶液中，组成原电池测试电流变化如图所示。已知：氧化层比更致密。 5. 用浓硝酸配制上述硝酸。下列操作错误的是 A. 检查容量瓶是否漏水，至少倒置两次容量瓶 B. 用量筒准确量取一定体积的浓硝酸转移到容量瓶中 C. 转移溶液用玻璃棒引流时，将玻璃棒一端靠在容量瓶颈刻度线以下内壁上，不要让玻璃棒其他部位触及容量瓶口 D. 试剂瓶在装入配制的硝酸溶液之前，应保持干燥 6. 根据上述实验，下列说法错误的是 A. 初始阶段，铁做负极 B. 的硝酸溶液中，一段时间后，发生“电极反转” C. 硝酸浓度小于时，硝酸浓度越小，电流强度越大 D. 将Fe换为Al后，测得“硝酸”原电池电极反转的硝酸溶液浓度的临界值为，工业上用铝罐储存硝酸更合适 【答案】5. B 6. C 【解析】 【5题详解】 A．检查容量瓶是否漏水，向容量瓶加入少量水，塞上瓶塞，倒置观察，不漏水的话，正立容量瓶，将瓶塞旋转180度，再导致观察，如果也不漏水，则检漏完成，故至少倒置两次容量瓶，A正确； B．用量筒准确量取一定体积的浓硝酸，先在烧杯中稀释冷却后，再转移到容量瓶中，B错误； C．转移溶液用玻璃棒引流时，将玻璃棒一端靠在容量瓶颈刻度线以下内壁上，不要让玻璃棒其他部位触及容量瓶口，以防转移时液体流到容量瓶外，C正确； D．试剂瓶在装入配制的硝酸溶液之前，应保持干燥，否则会导致溶液浓度变小，D正确； 答案选B。 【6题详解】 A．根据图像可知初始阶段电流的方向均是一致的，这说明铁均做负极，铜是正极，A正确； B．15mol/L的硝酸溶液中，一段时间后，电流反向，说明铁被钝化，铁电极是正极，铜电极是负极，即发生了“电极反转”，B正确； C．根据图像可知硝酸浓度小于13.3mol/L时，在开始阶段，硝酸浓度越大，电流强度越大，C错误； D．将Fe换为Al后，测得“Cu-Al-硝酸”原电池电极反转的硝酸溶液浓度的临界值为9.1mol/L，且氧化铝氧化层比氧化铁更致密，所以工业上用铝罐储存硝酸更合适，D正确； 答案选C。 7. 丙酮与反应并进一步转化为2-氰基丙烯，过程如下： 已知：氰基（）是一个强吸电子基团。下列说法正确的是 A. 步骤③，“条件1”可以是醇溶液，加热 B. 步骤①，丙酮中羰基的键共用电子对转化为碳原子与氰基间的键共用电子对 C. 反应物中加不等质量固体，随着增加，反应速率先增大后减小 D. 酸性： 【答案】C 【解析】 【详解】A．步骤③是醇类发生消去反应，反应条件是浓硫酸、加热，故A错误； B．由步骤①的示意图可知，CN−进攻丙酮中羰基的碳原子，羰基的π键断裂，共用电子对转化为氧原子上的孤电子对，而不是转化为碳原子与氰基间的σ键共用电子对，故B错误； C．在步骤①中，CN−对反应速率有影响，NaOH固体可提供OH−，促进HCN电离产生CN−，开始时随着NaOH增加，CN−浓度增大，反应速率增大；但NaOH过量时，碱性过强可能会对后续反应产生不利影响，使反应速率减小，所以随着NaOH增加，反应速率先增大后减小 ，故C正确； D．是强吸电子基团，故 中羟基上的氢更活泼，酸性更强，故D错误。 答案选C。 8. 科研人员借助太阳能，将H2S转化为可再利用的S和H2的工作原理如图所示。下列叙述错误的是（ ） A. 该电池能实现将光能转化为化学能 B. a电极的电极反应：2H++2e-=H2↑ C. 光照后，b电极的电极反应：H2S-2e-=2H++S D. a电极区溶液的pH不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．该电池通过光照发生化学反应，形成原电池，将光能转化为化学能，故A不符合题意； B．根据图示，在a电极上H+获得电子变成氢气，a电极的电极反应为2H++2e-=H2↑，故B不符合题意； C．根据图示，光照后，b电极上，Fe2+失去电子，电极反应为Fe2+-e-= Fe3+，故C符合题意； D．电池工作时，a极区消耗的H+的物质的量与通过离子交换膜进入a极区的H+相等，因此a极区溶液的pH不变，故D不符合题意。 答案选C。 9. NaOH活化过的催化剂对甲醛氧化为具有较好的催化效果，有学者提出该催化反应的机理如下。下列说法不正确的是 A. 步骤Ⅰ中存在非极性键的断裂 B. 步骤Ⅰ可理解为HCHO中带部分负电荷的O与催化剂表面的-OH发生作用 C. 步骤Ⅱ中发生的反应可表示为 D. 该催化剂对苯的催化氧化效果优于对HCHO的催化氧化效果 【答案】D 【解析】 【详解】A．步骤Ⅰ中O2断键为非极性键断裂，故A正确； B．氧的电负性大于碳，HCHO中带部分负电荷的O，由图可知，与催化剂表面的-OH中带部分正电荷的H发生作用，故B正确； C．步骤Ⅱ中观察反应物质的变化可知，生成了CO和H2O，发生的反应可表示为，故C正确； D．苯中存在共轭效应，电子分布较均匀，该催化剂要有正、负电荷的作用，因此对苯的催化氧化效果弱于对HCHO的催化氧化效果，故D错误； 故答案选D。 10. 下列实验探究方案能达到相应探究目的的是 选项 探究方案 探究目的 A 向乙醇中加入一小粒金属钠，观察现象 乙醇中是否含有水 B 取少量久置的粉末于试管中，向其中滴加酸化，再滴加溶液，观察现象 是否变质 C 将乙醇和浓硫酸在170℃时共热所得气体通入酸性溶液中，观察现象 乙烯具有还原性 D 室温下，测定溶液的pH 比较与的大小 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，不能证明是否含水，A错误； B．滴加酸化，引入硫酸根离子，与氯化钡反应生成白色沉淀，由实验操作和现象，不能证明是否变质，B错误； C．生成的乙烯中可能混有二氧化硫，且挥发的乙醇、生成的乙烯、二氧化硫均可使酸性高锰酸钾溶液褪色，紫色褪去，不能证明乙烯具有还原性，C错误； D．室温下，测定溶液的pH，若溶液显酸性，可知草酸氢根离子的电离大于其水解，即，则> Kw，D正确； 故选D。 11. 已知室温下Ka1(H2S)=10-7，Ka2(H2S)=10-12.9。通过下列实验探究含硫化合物的性质。 实验l：测得0.1mol•L-1NaHS溶液的pH>7 实验2：向0.1mol•L-1NaHS溶液中通入过量Cl2，无淡黄色沉淀产生 实验3：向0.1mol•L-1NaHS溶液中加入等体积0.1mol•L-1NaHCO3溶液充分混合，无气泡产生 下列说法正确的是 A. 由实验1可知：c(H+)•c(S2-)＞c(H2S)•c(OH-) B. 实验2说明HS-不能被Cl2氧化 C. 实验3所得溶液中：c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)＞c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3) D. 0.001mol•L-1Na2S溶液中：c(Na+)＞c(OH-)＞c(S2-)＞c(H+) 【答案】D 【解析】 【详解】A．NaHS溶液的pH>7，说明HS-的水解程度大于其电离程度，则c(H2S)>c(S2-)，c(OH-)>c(H+)，故c(H+)•c(S2-)<c(H2S)•c(OH-)，故A错误； B．Cl2有强氧化性，HS-有较强还原性，二者能发生氧化还原反应，实验2没有淡黄色沉淀产生，可能是Cl2将HS-氧化为SO，故B错误； C．向0.1mol•L-1NaHS溶液中加入等体积0.1mol•L-1NaHCO3溶液充分混合，无气泡产生，根据元素质量守恒有c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)，故C错误； D．0.001mol•L-1Na2S溶液中，S2-发生两步水解，第一步水解产生OH-和HS-， 第二步水解产生OH-和H2S，溶液呈碱性，所以c(Na+)＞c(OH-)＞c(S2-)＞c(H+)，故D正确； 故选D。 12. 利用环戊二烯（）加氢制备环戊烯（），按加入恒容密闭容器中，仅发生如下反应： ① ② 测得在相同时间内，环戊二烯转化率和环戊烯选择性随温度变化曲线如图（已知：选择性=转化为目标产物的反应物在总转化量中的占比）。下列说法错误的是 A. 60℃时，的转化率为72% B. 由图可知，反应决速步的活化能①>② C. 相同条件下，若增大，选择性提高 D. 60℃后，环戊烯选择性降低的原因可能是催化剂活性减弱 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，60℃时，环戊二烯的转化率为90%，环戊烯的选择性为80%，则H2的转化量n(H2)=n(环戊烯)=1mol×90%×80%=0.72mol，的转化率为72%，A正确； B．由图可知，环戊烯选择性选择性较高，活化能越小，反应速率越快，相同时间内，反应①的速率较快活化能较低，说明反应的活化能①＜②，B错误； C．相同条件下，若增大，相当于增大H2的物质的量，反应①中环戊二烯转化率增大，环戊烯选择性增大，C正确； D．两个反应均为放热反应，升高温度， 平衡逆向移动转化率有所下降，但是选择性大幅度下降可能是催化剂活性减弱，D正确； 故选B。 卷II 非选择题：本题包含4小题，共61分 13. 从废旧钴酸锂电池的正极材料(在铝箔上涂覆活性物质LiCoO2，且外面包裹隔膜PP/PE)中回收钴、锂的工艺流程如下： 已知：①当反应的平衡常数K＞105时，可以认为反应进行完全； ②Ksp(CoC2O4))=10-8.48，草酸的电离常数Ka1=5.6×10-2、Ka2=1.5×10-4 回答下列问题： （1）Co元素在周期表中的位置为_______。 （2）隔膜PP/PE的主要成分为聚丙烯和聚乙烯。有机合成中主要以石油裂解气为原料进行______反应获得(填反应类型)。 （3）“碱浸”所得滤液中通入过量CO2可制备氢氧化铝，此反应的离子方程式为____________。 （4）“酸浸”时发生的主要反应的离子方程式为____________。 （5）“沉钴”一般加入草酸铵溶液，为了使沉淀反应进行完全，______(填“能”“否”)用草酸溶液代替草酸铵溶液，写出计算过程______。 （6）根据图1碳酸锂的溶解度曲线分析，实验室模拟“沉锂”中获得Li2CO3固体的操作主要包括______、______、洗涤、干燥等步骤。 为研究Na2CO3的投加量对Li2CO3结晶的影响，固定其他条件不变进行实验，结果如图2。为了既保证碳酸锂有较高的产率和纯度，又降低生产的成本，选择碳酸钠的投加量应为_____%。 （7）草酸钴是制备钴氧化物的重要原料，图3为二水合草酸钴(CoC2O4·2H2O，M=183)在空气中受热的固体残留率随温度的变化，曲线中300℃之后所得固体均为钴的氧化物(固体残留率=×100%)。则B→C过程中发生反应的化学方程式为__________。 【答案】（1）第四周期第Ⅷ族 （2）加聚 （3）[Al(OH)4]-+CO2=Al(OH)3↓+或+CO2+2H2O=A(OH)3↓+ （4）8LiCoO2++22H+=8Li++8Co2++2+11H2O （5） ①. 否 ②. Co2++H2C2O4CoC2O4↓+2H+ K=，分子、分母同乘c()，可得K==8.4×102.48＜105，反应不能进行到底，钴离子沉淀不完全 （6） ①. 蒸发结晶 ②. 趁热过滤 ③. 110 （7）3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2 【解析】 【分析】由流程可知，废旧钴酸锂电池的正极材料经放电拆解，可得外面包裹隔膜PP/PE以及涂覆LiCoO2的铝箔，加入NaOH碱液浸泡，将Al充分溶解变为NaAlO2，过滤后得到的滤液为含有偏铝酸钠，滤渣为LiCoO2。加硫酸、Na2S2O3，发生氧化还原反应：8LiCoO2++22H+=8Li++8Co2++2+11H2O，该反应发生将+3价的Co还原转化为+2价的Co2+，用草酸铵“沉钴”发生反应产生CoC2O4沉淀，然后向滤液中加入Na2CO3溶液可生成Li2CO3沉淀，据此解答。 【小问1详解】 Co是27号元素，在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族； 【小问2详解】 隔膜PP/PE的主要成分为聚丙烯和聚乙烯。有机合成中主要以石油裂解气为原料，乙烯发生加聚反应产生聚乙烯；丙烯发生加聚反应产生聚丙烯，因此以石油裂解气为原料，通过加聚反应产生隔膜PP/PE隔膜； 【小问3详解】 碱浸时Al与NaOH溶液反应产生可溶性NaAlO2，向过滤得到的滤液中通入过量CO2气体，发生反应产生Al(OH)3沉淀，反应的离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2=Al(OH)3↓+或+CO2+2H2O=A(OH)3↓+； 【小问4详解】 向滤渣中加入H2SO4酸浸，同时加入Na2S2O3，可以使Co元素由+3价的LiCoO2变为+2价的Co2+，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，结合物质存在形式，可得主要反应的离子方程式为：8LiCoO2++22H+=8Li++8Co2++2+11H2O； 【小问5详解】 “沉钴”时一般加入草酸铵溶液，Co2+与形成CoC2O4沉淀，而不采用加入草酸的方法，这是由于H2C2O4是弱酸，主要以电解质分子H2C2O4形式存在，离子浓度很小，若加入草酸，假设能够发生反应：Co2++H2C2O4CoC2O4↓+2H+ 则化学平衡常数K=，分子、分母同乘c()，可得K==8.4×102.48＜105，反应不能进行到底，钴离子沉淀不完全，因此不使用草酸； 【小问6详解】 根据图1的碳酸锂的溶解度曲线可知：温度升高，碳酸锂的溶解度降低，因此实验室模拟“沉锂”中获得Li2CO3固体的操作主要包括蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、烘干等操作； 根据Na2CO3的投加量对Li2CO3结晶的影响，在固定其他条件不变进行实验，利用Na2CO3的投加量对Li2CO3结晶的产率及纯度的影响，为了既保证碳酸锂有较高的产率和纯度，又降低生产的成本，选择碳酸钠的投加量应为110%； 【小问7详解】 根据图示可知在由A点到B点，固体残留率不变，都是80.33，结合草酸钴晶体化学式CoC2O4·2H2O可知，若失去全部结晶水，则固体残留率为×100%=80.33%，说明此时固体物质为CoC2O4，到B点恰好失去全部结晶水，假设CoC2O4物质的量为1 mol，根据已知条件在曲线中300℃之后所得固体均为钴的氧化物，设反应产生的氧化物化学式为CoOx，可得×100%=43.88%，解得x=1.33，因此反应后的固体产物是Co3O4，结合元素守恒及电子守恒，可得反应方程式为：3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。 14. 化合物J是一种昆虫生长调节剂，其人工合成路线如下： （1）C的分子式，其结构简式为___________。 （2）合成时不采用的方法，原因是___________。 （3）F→G反应需控制在130℃左右，温度过高会有一种分子式为的副产物生成，该副产物的结构简式为___________。 （4）H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能发生银镜反应，能与溶液发生显色，碱性条件水解 ②分子中含有4种不同化学环境的氢原子； （5）已知： 。写出以甲苯、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） （2）I直接与A反应有副产物生成 （3） （4） 或 （5） 【解析】 【分析】结合C的分子式和B→D： 可知B中N-H断裂，则C为断C-Cl，发生取代反应生成产物HCl，据此可知C为 ，据此解题。 【小问1详解】 由分析可知发生反应： +→+HCl，C为。 【小问2详解】 合成时若采用的方法，反应步骤增多，转化率降低，副产物增多如 ，产率下降。 【小问3详解】 F→G反应温度过高，可能导致另外一个碳氯键同样发生取代反应得到醚结构，结合分子式可知副产物为 。 【小问4详解】 H的同分异构体能发生银镜反应，能与溶液发生显色，碱性条件水解说明既含有酚羟基又是甲酸酯，结合分子中含有4种不同化学环境的氢原子可知H的同分异构体为 或 。 【小问5详解】 结合已知信息和A→D的流程可知合成路线如下：。 15. 连二亚硫酸钠广泛应用于造纸等行业。易被氧化，129℃时分解，在碱性条件下较稳定，易溶于水，不溶于乙醇。实验室用碱性溶液和酸性溶液制取，实验室制备装置如题图1所示。 （1）实验前需打开K通入一段时间氮气，其目的是_______。 （2）在10℃~35℃下，向盛有一定浓度的溶液容器中滴加溶液，生成和，制备的化学方程式为_______。 （3）产率与加入溶液与溶液质量比的关系如题图2所示，碱性溶液与酸性溶液加料质量比增大时，产率下降的原因是_______。 （4）Zn还原法 已知： 二价锌在水溶液中存在形式的物质的量浓度的对数与pH的关系如题图3所示。 请补充完整制备的实验方案：向水中加入Zn粉，搅拌，_______，将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，蒸馏水洗涤，再用乙醇洗涤，低温烘干，得到(实验中须使用的试剂：、溶液) 【答案】（1）排出装置内的空气，防止生成物被氧气氧化 （2） （3）过量的把还原到更低价态，导致的产率降低 （4）28～35℃加热条件下，向其中缓慢通入SO2至Zn粉完全溶解(或浊液变澄清)，再向溶液中边搅拌边滴加溶液至pH在8.2～10.5之间，过滤 【解析】 【分析】从题给信息Na2S2O4在空气中极易被氧化，在碱性环境下较稳定得知在碱性溶液中用NaBH4还原NaHSO3法制备Na2S2O4的环境不宜在空气中进行，所以需要通入氮气排出装置内空气；Zn还原法制备，先用锌还原亚硫酸生成ZnS2O4，再加氢氧化钠调节pH生成Zn(OH)2沉淀和。 【小问1详解】 易被氧化，为防止生成物被氧气氧化，实验前需打开K通入一段时间氮气排出装置内的空气。 【小问2详解】 在10℃~35℃下，和反应生成和，制备的化学方程式为。 【小问3详解】 具有还原性，过量的把还原到更低价态，所以产率随碱性溶液与酸性溶液加料质量比增大而下降。 【小问4详解】 根据二价锌在水溶液中存在形式的物质的量浓度的对数与pH的关系可得完整制备的实验方案为：向水中加入Zn粉，搅拌，28～35℃加热条件下，向其中缓慢通入SO2至Zn粉完全溶解(或浊液变澄清)，再向溶液中边搅拌边滴加溶液至pH在8.2～10.5之间，过滤，将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，蒸馏水洗涤，再用乙醇洗涤，低温烘干，得到。 16. 不同催化剂作用下还原的机理与效果是研究烟气(含、、等)脱硝的热点。 （1）二价铜微粒可用作汽车尾气脱硝的催化剂，其可能的催化机理如图-1所示，反应过程中不同态物质体系所含的能量如图-2所示。下列说法正确的是。 a．使用催化剂，可以提高NOx的脱除速率和平衡转化率 b．状态②到状态③的变化过程决定了整个历程的反应速率 c．状态③到状态④中有非极性键和极性键生成 d．在题图-1所示历程中，铜元素的化合价发生变化 （2）隔膜电解法同时脱硫脱硝的装置如图-3所示，其中电极A、B均为惰性电极，电解液为稀硫酸。为提高脱除效率，将阴极室的溶液pH调至4～7，则阴极上的电极反应为___________。 （3）选择性催化还原脱硝技术是控制尾部烟气中NOx排放的最成熟有效的技术之一，在相同时间内，三种催化剂下NO的转化率、浓度随温度变化如图-4所示。空速(规定的条件下，单位时间、单位体积催化剂处理的气体量)的大小直接决定了烟气在催化剂表面的停留时间和装置的烟气处理能力。催化剂能够适应较大的空速，就可以在保证足够高的脱硝效率的前提下提高催化剂处理烟气的能力。相同时间内，MnCeZr催化剂在不同空速下NO的转化率随温度的变化如图-5所示。 ①温度约为___________℃时，催化剂的活性最大。在MnCe或MnCeZr的催化作用下，350～400℃ 浓度明显增大的原因是___________。 ②在MnCe催化剂催化作用下，X点的正反应速率___________(填“>”、“<”或“=”)逆反应速率，说明理由：___________。 ③在MnCeZr的催化作用下，实际工业脱硝应选择的空速为30000，原因是___________。 【答案】（1）cd （2） （3） ①. 300℃ ②. 在较高温度下，随着催化剂活性的下降，没有参加反应的NO逐渐被氧化成了 ③. > ④. X点反应未达最大限度，反应仍在正向进行 ⑤. 不同的空速条件下，NO的转化率相差不大。但使用较大的空速，可以在保证足够高的脱硝效率的前提下提高催化剂处理烟气的能力 【解析】 【小问1详解】 a.催化剂只能提高脱硝的速率，不能改变平衡转化率，故a错误； b.慢反应决定了整个历程的反应速率，故状态③到状态④的变化过程决定了整个历程的反应速率，故b错误； c.状态③到状态④中有N与N之间非极性键和H与O之间极性键生成，故c正确； d.在图1所示历程中铜元素的化合价有+1、+2，故d正确； 故答案为：cd； 【小问2详解】 由图可知，阴极发生还原反应，则阴极上的电极反应为得到电子被还原为，电极反应式为：； 【小问3详解】 ①催化剂活性越大，NO转化率越高，由图4可知MnCeZr催化剂在约300℃时NO转化率最高，活性最大；烟气含，温度升高后，MnCeZr、MnCe催化活性均下降，反应速率减慢，​氧化NO生成​的速率加快，因此350～400℃ 浓度明显增大。 ②相同时间内，X点时NO的转化率不是最大的(CeZr做催化剂时NO的转化率更大)，所以X点时反应没有达到平衡，正向进行，因此正反应速率大于逆反应速率。 ③在MnCeZr的催化作用下，实际工业脱硝应选择的空速为30000 h−1，原因是：不同的空速条件下，NO的转化率相差不大。但使用较大的空速，可以在保证足够高的脱硝效率的前提下提高催化剂处理烟气的能力。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 常州市第一中学2024~2025学年期初考试 高三化学 可能用到的相对原子质量：H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Fe 56 Co 59 卷I 选择题：本题共13小题，每小题3分，共390分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 化学与科技密切相关。下列说法正确的是 A. 超分子粘合剂具有很高的粘合强度，超分子以共价键连接其他分子 B. 催化电解工业废水中的硝酸盐制取氨气，实现了氮的固定 C. 弹道二维晶体管有优异的光学性能，其成分是一种合金材料 D. 全氟磺酸质子膜广泛用于水电解制氢，磺酸基具有很好的亲水性 2. 下列化学用语或表述正确的是 A. BeCl2的空间结构：V形 B. P4中的共价键类型：非极性键 C. 基态Ni原子价电子排布式：3d10 D. 顺—2—丁烯的结构简式： 3. 以下实验装置正确，且能达到实验目的的是 A. 图1装置观察钠在空气中燃烧现象 B. 图2装置测定碘的浓度 C. 图3装置探究温度对反应速率的影响 D. 图4装置制备乙酸乙酯 4. X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X为元素周期表中半径最小的原子，Z是地壳中含量最多的元素，W的原子序数为29，X、Y、Z、W形成的阳离子如图所示，下列说法正确的是 A. 原子半径： B. 该阳离子中心离子的配位数为6 C. 氢化物的沸点： D. W的核外电子排布式： 读下面文字，回答有关问题： 某化学小组探究浓硝酸原电池中硝酸浓度对“电极反转”的影响，将规格完全相同的Cu片和Fe片插入、、、、的硝酸溶液中，组成原电池测试电流变化如图所示。已知：氧化层比更致密。 5. 用浓硝酸配制上述硝酸。下列操作错误的是 A. 检查容量瓶是否漏水，至少倒置两次容量瓶 B. 用量筒准确量取一定体积的浓硝酸转移到容量瓶中 C. 转移溶液用玻璃棒引流时，将玻璃棒一端靠在容量瓶颈刻度线以下内壁上，不要让玻璃棒其他部位触及容量瓶口 D. 试剂瓶在装入配制的硝酸溶液之前，应保持干燥 6. 根据上述实验，下列说法错误的是 A. 初始阶段，铁做负极 B. 的硝酸溶液中，一段时间后，发生“电极反转” C. 硝酸浓度小于时，硝酸浓度越小，电流强度越大 D. 将Fe换为Al后，测得“硝酸”原电池电极反转的硝酸溶液浓度的临界值为，工业上用铝罐储存硝酸更合适 7. 丙酮与反应并进一步转化为2-氰基丙烯，过程如下： 已知：氰基（）是一个强吸电子基团。下列说法正确的是 A. 步骤③，“条件1”可以是醇溶液，加热 B. 步骤①，丙酮中羰基的键共用电子对转化为碳原子与氰基间的键共用电子对 C. 反应物中加不等质量固体，随着增加，反应速率先增大后减小 D. 酸性： 8. 科研人员借助太阳能，将H2S转化为可再利用的S和H2的工作原理如图所示。下列叙述错误的是（ ） A. 该电池能实现将光能转化为化学能 B. a电极的电极反应：2H++2e-=H2↑ C. 光照后，b电极的电极反应：H2S-2e-=2H++S D. a电极区溶液的pH不变 9. NaOH活化过的催化剂对甲醛氧化为具有较好的催化效果，有学者提出该催化反应的机理如下。下列说法不正确的是 A. 步骤Ⅰ中存在非极性键的断裂 B. 步骤Ⅰ可理解为HCHO中带部分负电荷的O与催化剂表面的-OH发生作用 C. 步骤Ⅱ中发生的反应可表示为 D. 该催化剂对苯的催化氧化效果优于对HCHO的催化氧化效果 10. 下列实验探究方案能达到相应探究目的的是 选项 探究方案 探究目的 A 向乙醇中加入一小粒金属钠，观察现象 乙醇中是否含有水 B 取少量久置的粉末于试管中，向其中滴加酸化，再滴加溶液，观察现象 是否变质 C 将乙醇和浓硫酸在170℃时共热所得气体通入酸性溶液中，观察现象 乙烯具有还原性 D 室温下，测定溶液的pH 比较与的大小 A. A B. B C. C D. D 11. 已知室温下Ka1(H2S)=10-7，Ka2(H2S)=10-12.9。通过下列实验探究含硫化合物的性质。 实验l：测得0.1mol•L-1NaHS溶液的pH>7 实验2：向0.1mol•L-1NaHS溶液中通入过量Cl2，无淡黄色沉淀产生 实验3：向0.1mol•L-1NaHS溶液中加入等体积0.1mol•L-1NaHCO3溶液充分混合，无气泡产生 下列说法正确的是 A. 由实验1可知：c(H+)•c(S2-)＞c(H2S)•c(OH-) B. 实验2说明HS-不能被Cl2氧化 C. 实验3所得溶液中：c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)＞c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3) D. 0.001mol•L-1Na2S溶液中：c(Na+)＞c(OH-)＞c(S2-)＞c(H+) 12. 利用环戊二烯（）加氢制备环戊烯（），按加入恒容密闭容器中，仅发生如下反应： ① ② 测得在相同时间内，环戊二烯转化率和环戊烯选择性随温度变化曲线如图（已知：选择性=转化为目标产物的反应物在总转化量中的占比）。下列说法错误的是 A. 60℃时，的转化率为72% B. 由图可知，反应决速步的活化能①>② C. 相同条件下，若增大，选择性提高 D. 60℃后，环戊烯选择性降低的原因可能是催化剂活性减弱 卷II 非选择题：本题包含4小题，共61分 13. 从废旧钴酸锂电池的正极材料(在铝箔上涂覆活性物质LiCoO2，且外面包裹隔膜PP/PE)中回收钴、锂的工艺流程如下： 已知：①当反应的平衡常数K＞105时，可以认为反应进行完全； ②Ksp(CoC2O4))=10-8.48，草酸的电离常数Ka1=5.6×10-2、Ka2=1.5×10-4 回答下列问题： （1）Co元素在周期表中的位置为_______。 （2）隔膜PP/PE的主要成分为聚丙烯和聚乙烯。有机合成中主要以石油裂解气为原料进行______反应获得(填反应类型)。 （3）“碱浸”所得滤液中通入过量CO2可制备氢氧化铝，此反应的离子方程式为____________。 （4）“酸浸”时发生的主要反应的离子方程式为____________。 （5）“沉钴”一般加入草酸铵溶液，为了使沉淀反应进行完全，______(填“能”“否”)用草酸溶液代替草酸铵溶液，写出计算过程______。 （6）根据图1碳酸锂的溶解度曲线分析，实验室模拟“沉锂”中获得Li2CO3固体的操作主要包括______、______、洗涤、干燥等步骤。 为研究Na2CO3的投加量对Li2CO3结晶的影响，固定其他条件不变进行实验，结果如图2。为了既保证碳酸锂有较高的产率和纯度，又降低生产的成本，选择碳酸钠的投加量应为_____%。 （7）草酸钴是制备钴氧化物的重要原料，图3为二水合草酸钴(CoC2O4·2H2O，M=183)在空气中受热的固体残留率随温度的变化，曲线中300℃之后所得固体均为钴的氧化物(固体残留率=×100%)。则B→C过程中发生反应的化学方程式为__________。 14. 化合物J是一种昆虫生长调节剂，其人工合成路线如下： （1）C的分子式，其结构简式为___________。 （2）合成时不采用的方法，原因是___________。 （3）F→G反应需控制在130℃左右，温度过高会有一种分子式为的副产物生成，该副产物的结构简式为___________。 （4）H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能发生银镜反应，能与溶液发生显色，碱性条件水解 ②分子中含有4种不同化学环境的氢原子； （5）已知： 。写出以甲苯、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)。 15. 连二亚硫酸钠广泛应用于造纸等行业。易被氧化，129℃时分解，在碱性条件下较稳定，易溶于水，不溶于乙醇。实验室用碱性溶液和酸性溶液制取，实验室制备装置如题图1所示。 （1）实验前需打开K通入一段时间氮气，其目的是_______。 （2）在10℃~35℃下，向盛有一定浓度的溶液容器中滴加溶液，生成和，制备的化学方程式为_______。 （3）产率与加入溶液与溶液质量比的关系如题图2所示，碱性溶液与酸性溶液加料质量比增大时，产率下降的原因是_______。 （4）Zn还原法 已知： 二价锌在水溶液中存在形式的物质的量浓度的对数与pH的关系如题图3所示。 请补充完整制备的实验方案：向水中加入Zn粉，搅拌，_______，将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，蒸馏水洗涤，再用乙醇洗涤，低温烘干，得到(实验中须使用的试剂：、溶液) 16. 不同催化剂作用下还原的机理与效果是研究烟气(含、、等)脱硝的热点。 （1）二价铜微粒可用作汽车尾气脱硝的催化剂，其可能的催化机理如图-1所示，反应过程中不同态物质体系所含的能量如图-2所示。下列说法正确的是。 a．使用催化剂，可以提高NOx的脱除速率和平衡转化率 b．状态②到状态③的变化过程决定了整个历程的反应速率 c．状态③到状态④中有非极性键和极性键生成 d．在题图-1所示历程中，铜元素的化合价发生变化 （2）隔膜电解法同时脱硫脱硝的装置如图-3所示，其中电极A、B均为惰性电极，电解液为稀硫酸。为提高脱除效率，将阴极室的溶液pH调至4～7，则阴极上的电极反应为___________。 （3）选择性催化还原脱硝技术是控制尾部烟气中NOx排放的最成熟有效的技术之一，在相同时间内，三种催化剂下NO的转化率、浓度随温度变化如图-4所示。空速(规定的条件下，单位时间、单位体积催化剂处理的气体量)的大小直接决定了烟气在催化剂表面的停留时间和装置的烟气处理能力。催化剂能够适应较大的空速，就可以在保证足够高的脱硝效率的前提下提高催化剂处理烟气的能力。相同时间内，MnCeZr催化剂在不同空速下NO的转化率随温度的变化如图-5所示。 ①温度约为___________℃时，催化剂的活性最大。在MnCe或MnCeZr的催化作用下，350～400℃ 浓度明显增大的原因是___________。 ②在MnCe催化剂催化作用下，X点的正反应速率___________(填“>”、“<”或“=”)逆反应速率，说明理由：___________。 ③在MnCeZr的催化作用下，实际工业脱硝应选择的空速为30000，原因是___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $