精品解析：江苏省泰州中学2024-2025学年高三上学期10月月考化学试题

2024～2025学年度第一学期高三年级化学独立作业(一) (考试时间：75分钟；考试总分：100分) 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Mn-55 一、单项选择题：本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项最符合题意。 1. 江南大学科学家利用双点位催化剂实现由二氧化碳和氢气一步合成乙醇。下列说法正确的是 A. 该反应有利于实现碳中和 B. 该反应中C的化合价不变 C. 与氢能相比乙醇不易储存 D. 乙醇的结构简式为 【答案】A 【解析】 【详解】A．碳中和是指在规定时期内，二氧化碳的人为移除与人为排放相抵消，江南大学科学家利用双点位催化剂实现由二氧化碳和氢气一步合成乙醇，减少了二氧化碳，所以能实现碳中和，A正确； B．二氧化碳中C元素化合价为+4价、乙醇中碳元素平均化合价为-2价，所以碳元素化合价改变，B错误； C．乙醇为液态物质、氢气为气态物质，所以与氢能相比，乙醇易储存，C错误； D．C2H6O为乙醇的分子式，乙醇的结构简式为CH3CH2OH，D错误； 故选A。 2. 反应应用于石油开采。下列说法正确的是 A. 基态N原子的核外电子排布图为 B. 的结构示意图为 C. 的VSEPR模型为平面三角形 D. 的空间填充模型为 【答案】C 【解析】 【详解】A．基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，轨道表示式为 ，A错误； B．Cl-的核电荷数为17，核外电子数为18，结构示意图：，B错误； C．中成键电子对是2，孤对电子对是，VSEPR模型为平面三角形，C正确； D．H2O的空间填充模型为，题给模型为其球棍模型，D错误； 本题选C。 3. 实验室拟制取少量液氯。干冰、液氯和氯化氢的沸点分别为和，下列实验装置或操作不能达到实验目的的是 A. 用装置甲制取氯气 B. 用装置乙干燥氯气 C. 用装置丙液化氯气 D. 用装置丁吸收尾气 【答案】A 【解析】 【详解】A．二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气，则由实验装置图可知，装置甲缺少酒精灯，无法达到制取氯气制取氯气的实验目的，故A错误； B．由实验装置图可知，装置乙中盛有的浓硫酸能达到干燥氯气的实验目的，故B正确； C．由干冰、液氯和氯化氢的沸点可知，干冰能使氯气液化，但不能使氯化氢液化，实验装置丙能达到液化氯气除去氯化氢的实验目的，故C正确； D．由实验装置图可知，装置丁中盛有的氢氧化钠溶液能达到吸收氯气和氯化氢，防止污染空气的实验目的，故D正确； 故选A。 4. 前4周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的3倍；在同周期元素中，第一电离能数值比Y大的元素有2种；Z是金属性最强的短周期元素；W元素基态原子最外层只有2个电子，且内层轨道均排满电子。下列说法中正确的是 A. Y在周期表中位于第二周期VIA族 B. 电负性大小：x(Z)<x(X)<x(Y) C. X的最高价氧化物的水化物酸性比Y的强 D. W元素在元素周期表中的s区 【答案】B 【解析】 【分析】基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的3倍则X的电子排布为1s22s1或1s22s22p2，X为Li或C。Z是金属性最强的短周期元素，Z为Na。在同周期元素中，第一电离能数值比Y大的元素有2种，Y为N。W元素基态原子最外层只有2个电子，且内层轨道均排满，W可能为Mg或Zn。 【详解】A．Y第二周期ⅤA族，A项错误； B．同周期从左往右电负性增强，同族元素从下往上电负性增强，则电负性Z<X<Y，B项正确； C．同周期从左往右非金属性增强，最高价氧化为的水化物酸性增强，即X的最高价氧化物的水化物酸性比Y的弱，C项错误； D．若W为Zn，则属于ds区元素，D项错误； 故选B。 阅读下列材料，完成下面小题。 元素周期表中ⅡA族元素及其化合物应用广泛。铍的化合物的性质与铝相似，BeO的熔点为2575℃，熔融时能导电，而不能导电；Mg的燃烧热为610kJ/mol，实验室中常用的水解反应制备乙炔，某些金属碳化物也类似于能发生水解反应。铍镍合金可用于制造弹簧秤的弹簧，可用作隔音材料，CaO可用作工业废气脱硫剂。 5. 下列有关说法正确的是 A. 和均为离子化合物 B. BeO的晶胞如图所示，晶胞中的配位数为4 C. ⅡA族元素形成的氧化物均能与冷水直接化合生成强碱 D. 在空气中加热蒸发和溶液都能得到和固体 6. 下列化学反应表示正确的是 A. BeO与NaOH溶液反应： B. 镁的燃烧： C. 向溶液中滴加足量NaOH溶液： D. 的水解反应： 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. 难溶于水，可用作隔音材料 B. CaO能与水反应，可作工业废气脱硫剂 C. 的半径比小，MgO的熔点比CaO高 D. 铍镍合金具有导电性，可以用于制造弹簧秤的弹簧 【答案】5. B 6. C 7. C 【解析】 【5题详解】 A．熔融时能导电，为离子化合物，而不能导电，为共价化合物，A错误； B．O2-在顶点和面心，Ba2+在体内，的配位数为4，B正确； C．MgO不溶于水，不与水反应，C错误； D．加热蒸发和溶液，需要在HCl气流中，抑制水解，D错误； 故答案为：B； 【6题详解】 A．铍的化合物性质与铝相似，，A错误； B．燃烧热是指1mol纯物质燃烧所放出的热量，镁的燃烧，B错误； C．向溶液中滴加足量NaOH溶液：Mg(HCO3)2+4NaOH=Mg(OH)2↓+2Na2CO3+2H2O，离子方程式为，C正确； D．的水解反应，Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3 + 3CH4↑，D错误； 故答案为：C； 【7题详解】 A．BaSO4具有高吸音性能，可用作隔音材料，与BaSO4难溶于水无关，A错误； B．氧化钙和二氧化硫反应得到亚硫酸钙，亚硫酸钙被氧化得到硫酸钙，避免生成污染气体，可以用作脱硫剂，B错误； C．离子晶体熔点取决于离子的半径和所带电荷，通常半径小、所带电荷多的熔点高，Mg2+和Ca2+所带的电荷数一样，Mg2+的半径比Ca2+小，MgO的晶格能比CaO大，所以MgO的熔点比CaO高，C正确； D．铍镍合金具有延展性，可以用于制造弹簧秤的弹簧，D错误； 故答案为：C。 8. 以甲苯为原料通过间接氧化法可以制取苯甲醛、苯甲酸等物质，反应原理如下图所示。 下列说法正确的是 A. 电解时的阳极反应为：2Cr3++6e-+7H2O=+14H+ B. 电解结束后，阴极区溶液pH升高 C. 1 mol甲苯氧化为0.5 mol苯甲醛和0.5 mol苯甲酸时，共消耗mol D. 甲苯、苯甲醛、苯甲酸的混合物可以通过分液的方法分离 【答案】C 【解析】 【详解】A．电解时，阳极发生氧化反应，电极反应式为：2Cr3+-6e-+7H2O=+14H+，A错误； B．电解时，阴极发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，由于同一闭合回路中电子转移数目相等，所以电解时阴极反应消耗的H+与阳极区转移过来的H+数目相等，故电解结束后，阴极区溶液pH不变，B错误； C. l mol甲苯氧化为0.5 mol苯甲醛和0.5 mol苯甲酸时，失去电子为0.5 mol×4+0.5 mol×6=5 mol，1 mol 被还原为Cr3+时共得到6 mol电子，所以1 mol甲苯氧化为0.5 mol苯甲醛和0.5 mol苯甲酸时，共消耗的物质的量是 mol，C正确； D．甲苯、苯甲醛、苯甲酸的混合物是互溶的液体混合物，不可以通过分液的方法分离，应该采用蒸馏的方法进行分离，D错误； 故合理选项是C。 9. 有机化合物Z是一种重要化工中间体，可由如下反应制得。 下列有关说法正确的是 A. 该反应涉及加成反应、消去反应 B. Y分子中和杂化的碳原子数目比为1∶2 C. X、Y均可与新制悬浊液反应 D. 1mol X与氢气反应最多消耗氢气3mol 【答案】A 【解析】 【详解】A.X和Y反应历程： ，因此该反应涉及加成反应、消去反应，故A正确； B. Y分子中和杂化的碳原子数目比为1∶4，故B错误； C. X含有醛基可与新制悬浊液反应，Y无醛基不能与新制悬浊液反应，故C错误； D. 1mol X与氢气反应最多消耗氢气4mol，加成苯环需要3mol氢气，醛基需要1mol氢气，因此1mol X与氢气反应最多消耗氢气4mol，故D错误； 故选A。 【点睛】醛基可与与新制悬浊液反应。 10. 铁及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A. 工业制硫酸涉及的物质转化： B. 实验室制溴苯涉及的物质转化：， C. 利用高温水蒸气处理铁器的化学方程式： D. 利用铁粉从AgCl中获取Ag的离子方程式： 【答案】C 【解析】 【详解】A．高温下与氧气反应生成， 不能一步生成，转化错误，故 A错误； B．，故B错误； C．高温水蒸气与铁反应的化学方程式为：，故C正确； D．利用铁粉从AgCl中获取Ag的离子方程式为：，故D错误； 故选C。 11. 室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是 选项 探究方案 探究目 A 用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验，观察火焰颜色 溶液中存在 B 向盛有3mL0.1mol/L 溶液的试管中滴加2滴0.1mol/L NaCl溶液，振荡试管，再向试管中滴加2滴0.1mol/L碘化钾溶液，观察生成沉淀的颜色 (AgI)<(AgCl) C 将中间裹有锌皮的铁钉放在滴有酚酞的饱和NaCl溶液中，一段时间后观察铁钉周围溶液颜色变化 铁钉能发生吸氧腐蚀 D 向溶液中缓慢滴加硫酸，观察溶液颜色变化 探究浓度对和相互转化的影响 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验，通过观察火焰颜色可以确定金属元素种类，不能确定物质一定是碳酸钠，A错误； B．溶液过量，与加入的碘化钾直接生成AgI沉淀，不能确认是发生了沉淀的转化，不能确定(AgI)、(AgCl)的大小关系，B错误； C．将中间裹有锌皮的铁钉放在滴有酚酞的饱和NaCl溶液中，一段时间后形成了铁锌原电池，Zn作负极，Fe作正极，铁钉不被腐蚀，C错误； D．，和两种离子在不同pH条件下可以发生转化并显示不同的颜色，可以实现探究目的，，D正确； 故选D。 12. 以废锌催化剂(主要含ZnO及少量、CuO)为原料制备锌的工艺流程如图所示 已知：ZnO、CuO可以溶于氨水生成和。 下列说法正确的是 A. “浸取”时ZnO发生反应： B. 0.1mol/L的溶液中存在： C. “除铜”所得上层清液中存在：) D. ZnS、CuS均不能溶于氨水生成和 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据已知，“浸取”时发生反应：，A错误； B．溶液中存在物料守恒：、电荷守恒：，两式联立得：，B错误； C．”除铜”所得上层清液中锌离子没有沉淀，溶液中存在，C正确； D．除铜步骤中，说明CuS不能溶于氨水生成配离子四氨合铜离子，但没有生成ZnS沉淀，则ZnS能溶于氨水生成，D错误； 故选C。 13. 在恒压密闭容器中，充入起始量一定的和，主要发生下列反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 达平衡时，转化率和CO的选择性随温度的变化如图所示[CO的选择性]，下列说法正确的是 A. 反应Ⅰ的△S>0 B. 升高温度能提高的平衡产率 C. 温度高于300℃时，曲线②随温度升高而升高说明此时主要发生反应Ⅱ D. 同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性，应选择在低温低压条件下反应 【答案】A 【解析】 【分析】反应I是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO的选择性逐渐增大，因此曲线①是的选择性随温度的变化、曲线②是转化率随温度的变化。 【详解】A．反应I能够自发进行，根据可知，，故A正确； B．反应I正向反应是吸热反应，反应Ⅱ正向反应是放热反应，升高温度，反应I正向移动，反应Ⅱ逆向移动，平衡产率降低，故B错误； C．根据前面分析曲线①是的选择性随温度的变化曲线、曲线②是转化率随温度的变化曲线，温度高于300℃时，曲线①随温度升高增大趋势大于曲线②，说明此时主要发生反应I，故C错误； D．反应Ⅱ正向反应是体积减小的放热反应，要同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性，应选择在低温高压条件下反应，故D错误； 综上所述，答案为A。 二、非选择题：本题共4小题，共61分。 14. 一种以低品位菱锰矿(含和少量钙、铝的碳酸盐及等)为主要原料制备的流程如下。 （1）基态核外电子排布式为_______。 （2）已知常温下：，，取“除钙”后得到的，向其中加入，再加入充分搅拌至完全转化，至少需要加入的物质的量为_______mol(溶液体积变化忽略不计)。 （3）常温下，在含的水溶液中会产生具有强氧化性的自由基·。 ①写出“氧化”时·与的发生反应的离子方程式：_______。 ②当和的用量一定时，的产率随温度的变化如图所示，相同时间内，50℃下的产率高于40℃和60℃时的产率，原因分别是_______。 （4）含量测定：称取样品，加入的溶液和适量溶液，加热使充分转化为溶液。冷却后，向溶液中加入的溶液滴定过量，消耗溶液。计算样品中的质量分数。______(写出计算过程)，已知：；。(方程式均未配平) 【答案】（1）[Ar]3d5 （2）20.1 （3） ①. 2·OH+Mn2++2OH—=MnO2↓+2H2O ②. 40℃时，反应温度低，反应速率慢，相同时间内MnO2的产率低于50℃；60℃时，温度过高，Na2S2O8受热分解，导致相同时间内MnO2的产率低于50℃ （4）87% 【解析】 【分析】由题给流程可知，菱锰矿中加入稀硫酸酸浸时，金属碳酸盐与稀硫酸反应生成可溶性硫酸盐，二氧化硅不与稀硫酸反应，过滤得到二氧化硅和可溶性硫酸盐溶液；向溶液中加入氢氧化钠溶液，将溶液中的铝离子转化为氢氧化铝沉淀，过滤得到氢氧化铝和滤液；向滤液中加入氟化铵溶液，将溶液中的钙离子转化为氟化钙沉淀，过滤得到氟化钙和硫酸锰溶液；向溶液中加入过二硫酸钠和氢氧化钠溶液，将硫酸锰转化为二氧化锰，过滤得到硫酸钠溶液和二氧化锰。 【小问1详解】 锰元素的原子序数为25，基态锰离子的电子排布式为[Ar]3d5，故答案为：[Ar]3d5； 【小问2详解】 由题意可得如下方程式：CaF2+Mg2+= MgF2+ Ca 2+，反应的平衡常数K=====，当0.1mol氟化钙完全转化为氟化镁时，消耗氯化镁的物质的量为0.1mol，溶液中钙离子的浓度为=0.02mol/L，则溶液中镁离子的物质的量为0.02mol/L×200×5L=20mol，所以至少需要加入氯化镁的物质的量为20.1mol，故答案为：20.1； 【小问3详解】 ①由题意可知，碱性条件下·OH与锰离子反应生成二氧化锰沉淀和水，反应的离子方程式为2·OH+Mn2++2OH—=MnO2↓+2H2O，故答案为：2·OH+Mn2++2OH—=MnO2↓+2H2O； ②由图可知，温度为50℃时二氧化锰的产率最大，当温度为40℃时，反应温度低，反应速率慢，相同时间内生成二氧化锰的物质的量减小，二氧化锰的产率低于50℃；当温度为60℃时，温度过高，过二硫酸钠受热分解，导致相同时间内二氧化锰的产率低于50℃，故答案为：40℃时，反应温度低，反应速率慢，相同时间内MnO2的产率低于50℃；60℃时，温度过高，Na2S2O8受热分解，导致相同时间内MnO2的产率低于50℃； 【小问4详解】 由得失电子数目守恒可得：2n(C2O)=2n(MnO2)+5n(MnO)，滴定消耗16.00mL 0.100mol/L高锰酸钾溶液，则样品中二氧化锰的质量分数为×100%=87%，故答案为：87%。 15. 化合物G为一种促进睡眠的药物，其部分合成路线如图： （1）A能与水以任意比混溶，原因是该分子为极性分子且___________。 （2）A转化为B需经历A→X→B，中间体X的结构简式，则X→B的反应类型为___________。 （3）由C和D转化为E的过程中，还生成2分子的甲醇，则化合物D()的结构简式为___________。 （4）F经水解并还原得到的一种产物为H()，写出满足下列条件的H的同分异构体的结构简式___________。 ①分子中含有1个苯环；②能发生银镜反应，存在4种不同化学环境的氢原子。 （5）已知。写出以苯酚和碘甲烷为原料制的合成路线流程图(无机试剂任用，合成路线流程图见本题题干)___________。 【答案】（1）该分子能与水分子之间形成氢键 （2）取代反应 （3） （4）或 ； （5） 【解析】 【分析】A与(CH3)2SO4反应生成B，B到C根据官能团的变化可知，发生了加成反应，根据E的结构简式及(3)已知信息可以判断D的结构简式为：；E到F根据结构简式的变化判断发生了取代反应，取代反应的特点：有上有下。 【小问1详解】 根据物质的溶解性影响因素进行判断：A分子属于极性分子，易溶于极性溶剂，其次A中含有氧原子和氮原子可以与水分子中的氢原子形成氢键； 【小问2详解】 对比、(CH3)2SO4与B的结构简式可知，X转化为B的反应类型为取代反应； 【小问3详解】 根据E的结构简式判断D中含有苯环，且含两个取代基在间位，根据C的结构简式和生成2分子的甲醇判断C和D反应时，C中脱去2个-CH3O，D分子中脱去2个氢原子，故D的结构简式为：； 【小问4详解】 F分子经水解还原得到的一种产物为H()，则H的结构简式为，H的同分异构体能够发生银镜反应，说明含有醛基，根据存在4中不同化学环境的氢原子判断分子对称性高，符合要求的H的同分异构体的结构简式为： 或 ； 【小问5详解】 以苯酚和碘甲烷为原料制备 时，可以由与碘甲烷反应生成，据信息可知，在硫酸作用下生成，与H2NOH•HCl反应生成，苯酚与氢气反应生成环己醇，环己醇催化氧化为环己酮，故合成流程为：。 16. 硫脲[]是白色晶体，易溶于水，150℃时能转变为。常用于制造树脂、染料、药物，实验室可用下列方法制备。 步骤Ⅰ：称取一定质量的CaS在三颈烧瓶中制成浆液，不断搅拌下通入适量，反应生成溶液，装置如下图所示。 步骤Ⅱ：将一定量的与溶液混合，加热至80℃时生成硫脲。 已知：，；，。 回答下列问题： （1）在步骤Ⅰ的三颈烧瓶中生成，其反应的化学方程式为___________。 （2）实验中不宜使用盐酸代替的主要原因是___________。 （3）按如图装置实验，实验一段时间后b中会出现黑色沉淀的可能原因是___________。 （4）硫脲能被酸性溶液氧化生成两种无毒的气体及，该反应的离子方程式为___________。 （5）已知：溶液呈酸性，KSCN溶液呈中性；、KSCN都易溶于乙醇、水，温度高时容易分解和氧化；常温下KSCN的溶解度为217g。 利用硫脲制备KSCN的方法是：取一定量硫脲___________，将加热后的产物溶于一定比例的无水乙醇和水中形成溶液，___________干燥，得到KSCN晶体。(实验中须使用的试剂：KOH溶液、稀硫酸。实验中须使用的实验仪器有pH计)。 【答案】（1） （2）反应中会生成可溶性的，增加了分离的难度 （3）因为，当过量时，CaS会转化成，与溶液反应会生成黑色的CuS沉淀 （4） （5） ①. 在隔绝空气的条件下加热至150℃充分反应 ②. 边搅拌边滴加KOH溶液并微热，同时用稀硫酸吸收反应中放出的，待用pH计测量溶液pH为中性时停止滴加，继续微热，低温将乙醇和水蒸出至大量晶体析出，过滤 【解析】 【分析】步骤I中，CaS的浆液和CO2在三颈烧瓶中发生反应，由题可知，H2S的第一、第二步电离常数比H2CO3的第一、第二步电离常数分别都小一些，可知酸性强弱，H2CO3＞H2S＞＞HS−，故反应为2CaS+CO2+H2O=Ca(HS)2+CaCO3，根据强酸制弱酸的原理，反应中可能生成H2S，装置b中的硫酸铜溶液用于吸收H2S，此时可用于检验装置a中通入二氧化碳的含量；步骤II中可将过滤得到的Ca(HS)2溶液与CaCN2加热反应得到硫脲。 【小问1详解】 在步骤I的三颈烧瓶中生成Ca(HS)2，其反应的化学方程式为。 【小问2详解】 盐酸是强酸，能继续与Ca(HS)2发生反应，最终可转化为H2S，若制备产品需要控制盐酸用量，并且反应后会生成可溶于水的CaCl2溶液，不易与Ca(HS)2溶液分离，故实验中不宜使用盐酸代替CO2的主要原因是反应中会生成可溶性的CaCl2，增加了分离的难度。 【小问3详解】 因为，当过量时，CaS会转化成，与溶液反应会生成黑色的CuS沉淀。 【小问4详解】 根据题目信息，硫脲[CS(NH2)2]与酸性KMnO4溶液反应转化为两种无毒的气体，根据元素守恒，可知气体为CO2和氮气，同时生成Mn2+和，根据氧化还原反应的规律配平方程式为：。 【小问5详解】 根据题目信息，硫脲[CS(NH2)2]是白色晶体，易溶于水，150℃时能转变为NH4SCN。NH4SCN属于铵盐，能与KOH发生复分解反应得到NH3·H2O和KSCN。NH4SCN、KSCN都易溶于乙醇、水，温度高时容易分解和氧化，加热硫脲时注意隔绝空气，另外，NH4SCN溶液呈酸性，KSCN溶液呈中性，可通过该性质去测量反应过程中溶液的pH，当达到中性溶液时，判断KSCN的生成。故利用硫脲制备KSCN的方法是：取一定量硫脲在隔绝空气的条件下加热至150℃充分反应，将加热后的产物溶于一定比例的无水乙醇和水中形成溶液，边搅拌边滴加KOH并微热除去NH3至用pH计测量溶液pH为中性时停止滴加，微热，低温将乙醇和水蒸出至大量晶体析出，过滤，干燥，得到KSCN晶体。 17. 甲烷是一种重要的化工原料，常用于制H2和CO。 （1）甲烷裂解制氢的反应为CH4(g)=C(s)+2H2(g) △H=75kJ/mol，Ni和活性炭均可作该反应催化剂。CH4在催化剂孔道表面反应，若孔道堵塞会导致催化剂失活。 ①Ni催化剂可用NiC2O4·2H2O晶体在氩气环境中受热分解制备，该反应方程式为___________。 ②向反应系统中通入水蒸气可有效减少催化剂失活，其原因是___________。 ③在相同气体流量条件下，不同催化剂和进料比[]对甲烷转化率的影响如图所示。 使用活性炭催化剂，且其他条件相同时，随着进料比的增大，甲烷的转化率逐渐增大的原因是___________。 ④使用Ni催化剂，且其他条件相同时，随时间增加，温度对Ni催化剂催化效果的影响如图所示。使用催化剂的最佳温度为___________，650℃条件下，1000s后，氢气的体积分数快速下降的原因为___________。 （2）甲烷、二氧化碳重整制CO经历过程I、II。过程I如图所示，可描述为___________；过程II保持温度不变，再通入惰性气体，CaCO3分解产生CO2，Fe将CO2还原得到CO和Fe3O4。 【答案】（1） ①. NiC2O4·2H2ONi+2CO2↑+2H2O ②. 水蒸气与碳反应生成CO(或CO2)与氢气，减少固体碳对孔道的堵塞 ③. 进入反应的甲烷含量越低，甲烷分子与催化剂接触的几率越大，转化率越高 ④. 600℃ ⑤. 温度升高反应速率加快，催化剂内积碳量增加，催化剂快速失活 （2）CH4和CO2在催化剂Ni表面反应，产生CO和H2，H2和CO还原Fe3O4生成Fe、CO2和H2O，未反应完和生成的CO2与CaO反应生成CaCO3 【解析】 【小问1详解】 ①根据题意可知，在氩气环境中受热分解可得到Ni：NiC2O4·2H2O Ni+2CO2↑+2H2O ②向反应系统中通入水蒸气可有效减少催化剂失活，是因为水蒸气与碳反应生成CO(或CO2)与氢气，减少固体碳对孔道的堵塞； ③进料比的增大，进入反应的甲烷含量越低，甲烷分子与催化剂接触的几率越大，转化率越高； ④由图可知，550℃，600℃，650℃催化效率最高的是650℃时，但650℃时1000s后催化剂会失活，600℃时催化效率较高且可以一直保持较高的催化活性，故使用催化剂的最佳温度为600℃；故答案为：600℃；650℃条件下，氢气的体积分数快速下降，是因为温度升高反应速率加快，催化剂内积碳量增加，催化剂快速失活； 【小问2详解】 由图可知，CH4和CO2在催化剂Ni表面反应，生成CO和H2，H2和CO还原Fe3O4生成Fe、CO2和H2O，未反应完和生成的CO2与CaO反应生成CaCO3。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024～2025学年度第一学期高三年级化学独立作业(一) (考试时间：75分钟；考试总分：100分) 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Mn-55 一、单项选择题：本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项最符合题意。 1. 江南大学科学家利用双点位催化剂实现由二氧化碳和氢气一步合成乙醇。下列说法正确的是 A. 该反应有利于实现碳中和 B. 该反应中C的化合价不变 C. 与氢能相比乙醇不易储存 D. 乙醇的结构简式为 2. 反应应用于石油开采。下列说法正确的是 A. 基态N原子的核外电子排布图为 B. 的结构示意图为 C. 的VSEPR模型为平面三角形 D. 的空间填充模型为 3. 实验室拟制取少量液氯。干冰、液氯和氯化氢的沸点分别为和，下列实验装置或操作不能达到实验目的的是 A. 用装置甲制取氯气 B. 用装置乙干燥氯气 C. 用装置丙液化氯气 D. 用装置丁吸收尾气 4. 前4周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的3倍；在同周期元素中，第一电离能数值比Y大的元素有2种；Z是金属性最强的短周期元素；W元素基态原子最外层只有2个电子，且内层轨道均排满电子。下列说法中正确的是 A. Y在周期表中位于第二周期VIA族 B 电负性大小：x(Z)<x(X)<x(Y) C. X的最高价氧化物的水化物酸性比Y的强 D. W元素在元素周期表中的s区 阅读下列材料，完成下面小题。 元素周期表中ⅡA族元素及其化合物应用广泛。铍的化合物的性质与铝相似，BeO的熔点为2575℃，熔融时能导电，而不能导电；Mg的燃烧热为610kJ/mol，实验室中常用的水解反应制备乙炔，某些金属碳化物也类似于能发生水解反应。铍镍合金可用于制造弹簧秤的弹簧，可用作隔音材料，CaO可用作工业废气脱硫剂。 5. 下列有关说法正确的是 A. 和均为离子化合物 B. BeO的晶胞如图所示，晶胞中的配位数为4 C. ⅡA族元素形成的氧化物均能与冷水直接化合生成强碱 D. 在空气中加热蒸发和溶液都能得到和固体 6. 下列化学反应表示正确的是 A. BeO与NaOH溶液反应： B. 镁燃烧： C. 向溶液中滴加足量NaOH溶液： D. 的水解反应： 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. 难溶于水，可用作隔音材料 B. CaO能与水反应，可作工业废气脱硫剂 C. 的半径比小，MgO的熔点比CaO高 D. 铍镍合金具有导电性，可以用于制造弹簧秤的弹簧 8. 以甲苯为原料通过间接氧化法可以制取苯甲醛、苯甲酸等物质，反应原理如下图所示。 下列说法正确的是 A. 电解时的阳极反应为：2Cr3++6e-+7H2O=+14H+ B. 电解结束后，阴极区溶液pH升高 C. 1 mol甲苯氧化为0.5 mol苯甲醛和0.5 mol苯甲酸时，共消耗mol D. 甲苯、苯甲醛、苯甲酸的混合物可以通过分液的方法分离 9. 有机化合物Z是一种重要化工中间体，可由如下反应制得。 下列有关说法正确的是 A. 该反应涉及加成反应、消去反应 B. Y分子中和杂化的碳原子数目比为1∶2 C. X、Y均可与新制悬浊液反应 D. 1mol X与氢气反应最多消耗氢气3mol 10. 铁及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A. 工业制硫酸涉及的物质转化： B. 实验室制溴苯涉及的物质转化：， C. 利用高温水蒸气处理铁器的化学方程式： D. 利用铁粉从AgCl中获取Ag的离子方程式： 11. 室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是 选项 探究方案 探究目 A 用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验，观察火焰颜色 溶液中存在 B 向盛有3mL0.1mol/L 溶液的试管中滴加2滴0.1mol/L NaCl溶液，振荡试管，再向试管中滴加2滴0.1mol/L碘化钾溶液，观察生成沉淀的颜色 (AgI)<(AgCl) C 将中间裹有锌皮的铁钉放在滴有酚酞的饱和NaCl溶液中，一段时间后观察铁钉周围溶液颜色变化 铁钉能发生吸氧腐蚀 D 向溶液中缓慢滴加硫酸，观察溶液颜色变化 探究浓度对和相互转化影响 A. A B. B C. C D. D 12. 以废锌催化剂(主要含ZnO及少量、CuO)为原料制备锌的工艺流程如图所示 已知：ZnO、CuO可以溶于氨水生成和。 下列说法正确的是 A. “浸取”时ZnO发生反应： B. 0.1mol/L的溶液中存在： C. “除铜”所得上层清液中存在：) D. ZnS、CuS均不能溶于氨水生成和 13. 在恒压密闭容器中，充入起始量一定的和，主要发生下列反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 达平衡时，转化率和CO的选择性随温度的变化如图所示[CO的选择性]，下列说法正确的是 A. 反应Ⅰ的△S>0 B. 升高温度能提高的平衡产率 C. 温度高于300℃时，曲线②随温度升高而升高说明此时主要发生反应Ⅱ D. 同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性，应选择在低温低压条件下反应 二、非选择题：本题共4小题，共61分。 14. 一种以低品位菱锰矿(含和少量钙、铝的碳酸盐及等)为主要原料制备的流程如下。 （1）基态核外电子排布式为_______。 （2）已知常温下：，，取“除钙”后得到的，向其中加入，再加入充分搅拌至完全转化，至少需要加入的物质的量为_______mol(溶液体积变化忽略不计)。 （3）常温下，在含的水溶液中会产生具有强氧化性的自由基·。 ①写出“氧化”时·与的发生反应的离子方程式：_______。 ②当和的用量一定时，的产率随温度的变化如图所示，相同时间内，50℃下的产率高于40℃和60℃时的产率，原因分别是_______。 （4）含量测定：称取样品，加入的溶液和适量溶液，加热使充分转化为溶液。冷却后，向溶液中加入的溶液滴定过量，消耗溶液。计算样品中的质量分数。______(写出计算过程)，已知：；。(方程式均未配平) 15. 化合物G为一种促进睡眠的药物，其部分合成路线如图： （1）A能与水以任意比混溶，原因是该分子为极性分子且___________。 （2）A转化为B需经历A→X→B，中间体X的结构简式，则X→B的反应类型为___________。 （3）由C和D转化为E的过程中，还生成2分子的甲醇，则化合物D()的结构简式为___________。 （4）F经水解并还原得到的一种产物为H()，写出满足下列条件的H的同分异构体的结构简式___________。 ①分子中含有1个苯环；②能发生银镜反应，存在4种不同化学环境的氢原子。 （5）已知。写出以苯酚和碘甲烷为原料制的合成路线流程图(无机试剂任用，合成路线流程图见本题题干)___________。 16. 硫脲[]是白色晶体，易溶于水，150℃时能转变为。常用于制造树脂、染料、药物，实验室可用下列方法制备。 步骤Ⅰ：称取一定质量的CaS在三颈烧瓶中制成浆液，不断搅拌下通入适量，反应生成溶液，装置如下图所示。 步骤Ⅱ：将一定量的与溶液混合，加热至80℃时生成硫脲。 已知：，；， 回答下列问题： （1）在步骤Ⅰ的三颈烧瓶中生成，其反应的化学方程式为___________。 （2）实验中不宜使用盐酸代替的主要原因是___________。 （3）按如图装置实验，实验一段时间后b中会出现黑色沉淀的可能原因是___________。 （4）硫脲能被酸性溶液氧化生成两种无毒的气体及，该反应的离子方程式为___________。 （5）已知：溶液呈酸性，KSCN溶液呈中性；、KSCN都易溶于乙醇、水，温度高时容易分解和氧化；常温下KSCN的溶解度为217g。 利用硫脲制备KSCN的方法是：取一定量硫脲___________，将加热后的产物溶于一定比例的无水乙醇和水中形成溶液，___________干燥，得到KSCN晶体。(实验中须使用的试剂：KOH溶液、稀硫酸。实验中须使用的实验仪器有pH计)。 17. 甲烷是一种重要的化工原料，常用于制H2和CO。 （1）甲烷裂解制氢的反应为CH4(g)=C(s)+2H2(g) △H=75kJ/mol，Ni和活性炭均可作该反应催化剂。CH4在催化剂孔道表面反应，若孔道堵塞会导致催化剂失活。 ①Ni催化剂可用NiC2O4·2H2O晶体在氩气环境中受热分解制备，该反应方程式为___________。 ②向反应系统中通入水蒸气可有效减少催化剂失活，其原因是___________。 ③在相同气体流量条件下，不同催化剂和进料比[]对甲烷转化率的影响如图所示。 使用活性炭催化剂，且其他条件相同时，随着进料比的增大，甲烷的转化率逐渐增大的原因是___________。 ④使用Ni催化剂，且其他条件相同时，随时间增加，温度对Ni催化剂催化效果的影响如图所示。使用催化剂的最佳温度为___________，650℃条件下，1000s后，氢气的体积分数快速下降的原因为___________。 （2）甲烷、二氧化碳重整制CO经历过程I、II。过程I如图所示，可描述为___________；过程II保持温度不变，再通入惰性气体，CaCO3分解产生CO2，Fe将CO2还原得到CO和Fe3O4。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $