内容正文:
2025年高考第一次模拟考试
高三化学
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 P 31 S 32 K 39 Co 59
第Ⅰ卷(选择题 共39分)
一、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符合题目要求。
1.传统鎏金工艺是将金溶于汞中制成“金汞漆”,涂在器物表面,然后加火除汞,使金附着在器物表面。下列说法错误的是
A.刻金工艺中金发生了化学反应 B.鎏金工艺利用了汞的挥发性
C.鎏金工艺的原理可用于金的富集 D.将银代替金溶于汞中即为鎏银工艺
【答案】A
【解析】A.鎏金工艺中金溶于汞中制成“金汞漆”,再加热除汞,金始终是单质没有发生化学变化,故A错误;B.鎏金工艺将金溶于汞中制成“金汞漆”,再利用汞的挥发性,加热将其除去,故B正确;C.鎏金工艺将金溶于汞中制成“金汞漆”,再利用汞的挥发性,加热将其除去,使得金的纯度增大,所以可实现金的富集,故C正确;D.根据题意可知,金溶于汞中制成“金汞漆”,而后进行鎏金工艺,那么以银汞齐为原料,其工艺即为鎏银工艺,故D正确;故答案选A。
2.光气(COCl2)是一种重要的有机中间体。反应CHCl3+H2O2=COCl2↑+HCl+H2O可用于制备光气。下列有关叙述正确的是
A.CHCl3为非极性分子
B.氯离子的结构示意图为
C.H2O2的电子式为
D.COCl2中碳原子的轨道杂化类型为sp2杂化
【答案】D
【解析】A.CHCl3为四面体结构,但不是正四面体,即正负电荷中心不能重合,为极性分子,故A错误;B.氯离子原子核外有18个电子,结构示意图为:,故B错误;C.H2O2是共价化合物,其电子式为:,故C错误;D.COCl2中含有碳氧双键,碳原子为sp2杂化,故D正确;故选D。
3.下列有关氨气的制备及性质的实验原理和操作正确的是
A.制备氨气
B.干燥氨气
C.收集氨气
D.制备[Cu(NH3)4]SO4溶液
【答案】D
【解析】A.用固体混合物NH4Cl与Ca(OH)2加热制取NH3时,为防止水蒸气遇冷回流使试管炸裂,应该使试管口略向下倾斜,A错误;B.P2O5是酸性干燥剂,其能够与NH3发生反应,因此不能用P2O5干燥碱性气体NH3,应该使用碱性固体干燥剂如碱石灰来干燥NH3,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NH3,即短进长处,C错误;D.向CuSO4溶液中滴加氨水,首先发生反应:Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2,产生蓝色Cu(OH)2沉淀,当氨水过量时,Cu(OH)2沉淀溶解,发生反应:Cu(OH)2+4NH3 =[Cu(NH3)4]2++2OH-,得到深蓝色透明溶液,若往其中再加入乙醇,会析出[Cu(NH3)4]SO4,因此可以使用题给方法制取[Cu(NH3)4]SO4溶液,D正确;选D。
4.对金属材料中C、O、N、S的含量进行定性和定量分析,可以确定金属材料的等级。下列不正确的是
A.电离能大小: B.热稳定性:
C.酸性强弱: D.半径大小:
【答案】B
【解析】A.N原子2p能级半充满,结构稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,同主族从上到下第一电离能依次减小,电离能大小:,故A正确;B.元素的非金属性越强,简单氢化物越稳定,同周期从左到右非金属性增强,所以热稳定性H2O>NH3>CH4,故B错误;C.硝酸是强酸,亚硫酸、碳酸为弱酸,但是亚硫酸的酸性比碳酸强,所以酸性强弱:,故C正确;D.电子层数越多半径越大,电子层数相同,质子数越多半径越小,半径大小:,故D正确;故选B。
阅读下列材料,完成5~7题:
铁基催化剂在工业生产中具有广泛的用途:铁触媒可催化合成氨反应;铁基氧化物可催化加氢生成、催化乙苯脱氢生成苯乙烯、催化加氢获得乙烯、乙醛、乙醇等多种产物。铁基催化剂在消除污染方面也发挥巨大的作用:催化氧化脱除天然气中的并生成;铁基催化剂可催化法脱硝,铁基催化剂先催化与生成,再与生成;催化溶液产生,可将烟气中的高效氧化。
5.下列说法正确的是
A.合成氨反应中,铁触媒能提高该反应的活化能
B.催化加氢的反应中,铁基氧化物能加快化学反应速率
C.与的反应中,其他条件不变,可选择不同的催化剂改变乙醛的平衡选择性
D.与的反应中,能减小该反应的焓变
【答案】B
【解析】A.合成氨反应中,铁触媒为催化剂,能降低该反应的活化能,加快反应的进行,A错误;B.催化加氢的反应中,铁基氧化物为催化剂,能降低反应活化能,加快化学反应速率,B正确;C.其他条件不变,催化剂加快反应速率,但是不改变平衡的移动,不能改变平衡选择性,C错误;D.与的反应中,为催化剂,改变反应速率,但不能减小该反应的焓变,D错误;故选B。
6.下列化学反应表示不正确的是
A.催化加氢生成的反应:
B.催化加氢生成的反应:
C.法脱硝的总反应:
D.氧化的反应:
【答案】C
【解析】A.催化加氢生成,结合质量守恒,还生成水,反应为:,A正确;B.催化加氢生成,为二氧化碳和氢气催化反应生成乙烯和水,反应:,B正确;C.铁基催化剂可催化法脱硝,铁基催化剂先催化与生成:,再与反应:,则总反应为:,C错误;D.可将烟气中的高效氧化生成硫酸根离子:,D正确;故选C。
7.下列有关反应描述正确的是
A.催化加氢制乙醇,铁基氧化物主要起吸附作用
B.乙苯转化为苯乙烯,苯环侧链碳原子轨道的杂化类型由转化为
C.加氢生成,断裂键
D.催化氧化脱除时,较高温度有利于脱硫
【答案】B
【解析】A.催化加氢制乙醇,铁基氧化物主要为催化作用,A错误;B.乙苯中乙基中2个碳为饱和碳,为sp3杂化,转化为苯乙烯,支链中双键碳为sp2杂化,则苯环侧链碳原子轨道的杂化类型由转化为,B正确;C.结构为,结构为,则加氢生成,断裂σ键,C错误;D.较高温度下产物硫和氧气反应生成污染物二氧化硫,且催化剂需要一定的活性温度,故催化氧化脱除时,不是较高温度有利于脱硫,D错误;故选B。
8.利用H2S废气制取单质硫有两种途径如图所示,下列说法正确的是
A.SO2是H2S转化为S反应中的催化剂
B.每生成32gS,理论上消耗1molFe2(SO4)3
C.两种途径中所涉及的反应均为氧化还原反应
D.2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(g)的ΔS>0
【答案】B
【解析】A.SO2和H2S转化为S的反应方程式为,SO2中S的化合价降低,作为氧化剂,A错误;B.由ZnS与Fe2(SO4)3得到S的化学方程式为,每生成32gS,即1mol S时,理论上消耗1molFe2(SO4)3,B正确;C.由H2S与ZnO得到ZnS的反应中,化合价未发生变化,为非氧化还原反应,C错误;D.由2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(g)可知,该反应为气体分子数减少的反应,为熵减的反应,故ΔS<0,D错误; 故选B。
9.2022年诺贝尔化学奖授予了在点击化学方面作出贡献的科学家。一种点击化学反应如下:
下列说法正确的是
A.Y物质存在顺反异构体
B.标况下,22.4LX物质含有1mol手性碳原子
C.该反应的原子利用率为100%
D.Z物质不能与溴水发生加成反应
【答案】C
【解析】A.物质的碳碳三键是直线形结构,不存在顺反异构体,A错误;B.根据的结构和碳原子、羟基数目得到标况下是非气态物质,因此无法计算物质的量,B错误;C.发生加成反应生成,产物只有,该反应的原子利用率为,C正确;D.物质含有碳碳双键,可以和溴水发生加成反应,D错误;故选C。
10.在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化不能实现的是
A.金属铝制备:
B.锅炉除垢:
C.酸雨形成:
D.检验葡萄糖:
【答案】A
【解析】A.和盐酸反应生成溶液,电解溶液的过程中,阳离子Al3+不放电,不能生成Al,A符合题意;B.的溶解度小于,和碳酸钠溶液反应生成,和盐酸反应生成氯化钙溶液,B不符合题意;C.酸雨形成过程中,和水反应生成,被空气中的氧气氧化为,C不符合题意;D.检验葡萄糖过程中,溶液和过量NaOH溶液反应得到悬浊液,加入葡萄糖溶液反应生成砖红色的,D不符合题意;故选A。
11.探究0.1 mol/LCuSO4溶液的性质,下列实验方案不能达到探究目的是
选项
探究目的
实验方案
A
Cu2+是否水解
测定0.1 mol/LCuSO4溶液的pH值
B
Cu2+能否催化H2O2分解
向2 mL1.5%的H2O2溶液中滴加5滴0.1 mol/LCuSO4溶液,观察气泡产生情况
C
Cu2+是否具有氧化性
向2 mL0.1 mol/LCuSO4溶液中通入一定量的HI气体,观察实验现象
D
Cu2+能否形成配位键
向2 mL0.1 mol/LCuSO4溶液中,边振荡边滴加过量浓氨水,观察实验现象
【答案】B
【解析】A.CuSO4是强酸弱碱盐,在溶液中Cu2+发生水解反应,消耗水电离产生的OH-变为Cu(OH)2,使水电离平衡正向移动,最终达到平衡时,溶液中c(H+)>c(OH-),溶液显酸性,溶液pH<7,故可以通过测定0.1 mol/LCuSO4溶液的pH值判断Cu2+是否发生水解反应,A正确;B.铜离子或硫酸根离子催化H2O2分解,观察气泡产生情况,不能证明Cu2+能否催化H2O2分解,B错误;C.CuSO4溶液中通入一定量的HI气体,二者反应生成CuI沉淀,Cu元素的化合价降低,得到电子被还原,可知Cu2+具有氧化性,C正确;D.CuSO4溶液中边振荡边滴加过量浓氨水,先生成蓝色Cu(OH)2沉淀,后沉淀溶解,溶解时生成硫酸四氨合铜,则Cu2+能形成配位键,D正确;故合理选项是B。
12.室温下,为了探究Na2SO3,H2SO3的性质进行了下列实验,已知Ksp(BaSO3)=5.0×10-10,Ka1(H2SO3)=1.4×10-2,Ka2(H2SO3)=6.0×10-8,下列说法正确的是
实验
实验操作及结论
1
测定某浓度的Na2SO3溶液pH约为10.0
2
测量并计算0.2mol·L-1 H2SO3溶液的c(H+)约为0.04 mol·L-1
3
测量并计算0.2mol·L-1 H2SO3溶液中的c(H2SO3)约为0.14 mol·L-1
A.实验1所在溶液中:c(HSO)>(SO)
B.实验1所在溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HSO)+2c(H2SO3)
C.0.2mol·L-1 H2SO3溶液中存在:c(HSO)>c(H2SO3)
D.将浓度均为0.4mol·L-1H2SO3与BaCl2等体积混合,不能生成BaSO3沉淀
【答案】B
【解析】题目中提供了如下数据:①测定某浓度的溶液约为10.0;②测量并计算溶液的约为;③测量并计算 溶液中的约为;④ Ksp(BaSO3)=5.0×10-10,Ka1(H2SO3)=1.4×10-2,Ka2(H2SO3)=6.0×10-8;⑤列电离方程式:、;⑥列水解方程式:、,⑦列水解三大守恒:电荷守恒:;物料守恒:;质子守恒:。A.根据盐类的水解是比较弱的性质,可知在溶液中,结合的水解方程式得出,A错误;
B.在溶液中,根据分析中的质子守恒:可知,B正确;C.根据分析中的数据,在溶液中的约为,约为,根据的电离方程式,得出,所以,C错误;D.将浓度均为与等体积混合后,体积增大一倍,为,为,将的Ka1和Ka2相乘得,得出和的离子积,所以溶液中会产生沉淀,D错误;故答案为:B。
13.二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
Ⅰ.
Ⅱ.
在密闭容器中,、、时,平衡后反应体系中各物质的物质的量随温度的变化如题图所示。
的选择性可表示为%。
下列说法不正确的是
A.的物质的量的曲线为B
B.CO的平衡选择性随着温度的升高而增加
C.在505℃,反应Ⅱ的平衡常数
D.平衡转化率随温度的上升先下降后上升
【答案】C
【解析】从图中看出,温度低于300℃时,平衡后的反应体系中A、B物质的量约为2mol、1mol,D、E物质的量约为0,反应Ⅰ为放热反应,反应Ⅱ为吸热反应,随温度升高反应Ⅰ平衡逆向移动、反应Ⅱ平衡正向移动,导致的物质的量减小、的物质的量增加,结合碳原子守恒含碳物质总量为1mol,的物质的量最大不超过1mol,则B曲线代表的物质的量,A代表,C代表,E代表,D代表。A.根据上述分析可知,的物质的量的曲线为B,A正确;B.随温度升高反应Ⅱ平衡正向移动,的物质的量增加,的平衡选择性随着温度的升高而增加,B正确;C.在505℃,,设平衡时生成的物质的量为xmol、的物质的量为ymol,根据三段式分析,、,平衡时,解得,则平衡时,反应Ⅱ的平衡常数,C错误;D.从图中可看出,代表的D曲线,温度低于300℃时几乎为0,即平衡转化率几乎等于100%,随温度的升高增加,则平衡转化率降低,600℃之后,减小,则平衡转化率升高,故平衡转化率随温度的上升先下降后上升,D正确;答案选C。
第II卷(非选择题 共61分)
二、非选择题,共4题,共61分。
14.(15分)锂离子电池正极材料(主要成分为LiCoO2,还含有少量的铝箔)可回收钴和锂。
(1)基态Co原子外围电子排布式为 。
(2)“酸浸”过程中有O2放出,反应的化学方程式为 。
(3)“萃取”的反应原理为。
①“反萃取”时从有机相中分离出钴元素可加入的试剂X为 。
a.NaOH b.H2SO4 c.Co(OH)2 d.HR
②“萃取”和“反萃取”操作的目的是 。
(4)“沉钴”时,向含的溶液中滴加溶液,溶液浓度不能过大且滴速不宜太快的原因为 。
(5)钴酸锂(LiCoO2)的晶胞结构如图所示,各离子位于晶胞的顶点、棱和体内。1个晶胞中含有的数目为 。
(6)CoCO3在空气中加热时,固体残留率随温度的变化如图所示。1000℃时,剩余固体的成分的化学式为 。(写出计算过程)
【答案】(1)3d74s2(2分)
(2)(2分)
(3) ①b(2分) ②使和分离,提纯。(或提纯并富集钴元素) (2分)
(4)防止溶液局部碱性过强,生成或碱式碳酸钴杂质(2分)
(5)3(2分)
(6)CoO(3分)
【解析】由流程可知,向废旧锂离子电池的正极材料中加入NaOH溶液进行碱浸,Al发生反应生成Na[Al(OH)4],将Al溶解,得到的溶液液含有Na[Al(OH)4]和过量的NaOH,滤渣为LiCoO2;加稀H2SO4、双氧水酸浸后得到含有Li+、Co2+的滤液,加入萃取剂HR,将Co2+萃取到有机层中,Li+在无机层中,分液进行分离,无机层中进过处理得到Li2CO3,有机层加入酸进行反萃取,得到含Co2+的水溶液,加入碳酸钠生成碳酸钴沉淀,分离得到碳酸钴。(1)Co原子序数为27,基态Co原子外围电子排布式为3d74s2。(2)“酸浸”过程中有O2放出,说明LiCoO2将H2O2氧化为O2,反应的化学方程式为。(3)①“萃取”的反应原理为,则反萃取时应该加入酸,之前流程中加入了稀硫酸,故X为H2SO4,答案选b;②由流程可知,“萃取”和“反萃取”操作的目的是使和分离,提纯。(4)碳酸钠溶液显碱性,溶液浓度过大且滴速太快的话可能会生成或碱式碳酸钴杂质。(5)根据晶胞图中Co3+的位置,一个晶胞中含有的Co3+个数为=3。(6)设开始时CoCO3的物质的量为1mol,质量为119g,由图可知,1000℃时,剩余固体质量为,刚好是1molCoO的质量,即此时剩余的固体为CoO。
15.(15分)化合物G是合成治疗急性偏头痛药物Zavzpret的中间体,其合成路线如下:
其中,“—Boc”为“—COOC(CH3)3”的缩写。
(1) A→B的反应机理如下(“”表示一对电子的转移),其中“步骤1”的反应类型为 。
(2) 请用“*”标记E分子中的手性碳原子: 。
(3) E→F有副产物CH3OH产生,F的分子式为C19H26N2O4, 其结构简式为 。
(4) D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: 。
分子中含三元碳环,不同化学环境的氢原子个数比为18∶4∶1;1 mol该物质完全水解时最多消耗4 mol NaOH。
(5) 请设计以和(CH3O)3P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) 取代反应(2分)
(2) (2分)
(3) (3分)
(4) (3分)
(5) (5分)
【解析】(1) “步骤1”中-Br被原子团取代,反应类型为取代反应。(2) 连接四种不同原子或基团的碳原子为手性碳,E分子中的手性碳原子为。(3) E中含有硝基,在Fe作用下还原为氨基,E→F有副产物CH3OH产生,则酯基发生水解,已知F的分子式为C19H26N2O4,“—Boc”为“—COOC(CH3)3”,根据O原子个数说明F中除了羟基和—Boc外只剩下一个O原子,则羧基和氨基发生反应,故F的结构简式为。(4) 分子中含三元碳环即环丙烷,1 mol该物质完全水解时最多消耗4 mol NaOH说明含有2 mol酯基和2 mol酰胺基,由于D只含1个N原子,则存在结构,不同化学环境的氢原子个数比为18∶4∶1,则有9个甲基,该同分异构体的结构简式为。(5) 和溴单质发生1,4加成反应可得,与(CH3O)3P发生流程中A→B的反应生成,再与发生B→C的反应生成,最后与氢气发生加成反应生成,据此可写出合成路线流程图。
16.(15分)LiFePO4和FePO4可以作为锂离子电池的正极材料。
(1)LiFePO4具有良好的结构稳定性,与的结构密切相关,的空间结构为 。
(2)LiFePO4的制备。在氮气的氛围中,将一定量的(NH4)2Fe(SO4)2溶液与H3PO4、LiOH溶液中的一种混合,然后加到三颈烧瓶中(如下图),在搅拌下通过滴液漏斗缓慢滴加剩余的另一种溶液,充分反应后,过滤、洗涤、干燥得到粗产品。
①滴液漏斗中的溶液是 。
②(NH4)2Fe(SO4)2与H3PO4、LiOH反应得到LiFePO4和NH4HSO4,该反应的离子方程式为 。已知:。
③工业制取LiFePO4在高温成型前,常向LiFePO4中加入少量活性炭黑,其作用除了可以改善成型后LiFePO4的导电性能外,还能 。
(3)FePO4的制备。取一定量比例的铁粉、浓磷酸、水放入容器中,加热充分反应,向反应后的溶液中加入一定量H2O2,同时加入适量水调节pH,静置后过滤、洗涤、干燥得到FePO4˙2H2O,高温煅烧FePO4˙2H2O,即可得到FePO4。
①其他条件不变时,磷酸与水的混合比例对铁粉溶解速率的影响如图所示:
当时,随着水的比例增加,铁粉溶解速率迅速升高的原因是 。
②将Fe2(SO4)3和Na2HPO4溶液混合也可以得到FePO4,反应原理为:Fe2(SO4)3+2Na2HPO4=2FePO4↓+2Na2SO4+H2SO4。不同pH对磷酸铁沉淀的影响如图所示。
请补充完整以FeSO4溶液制备FePO4的方案:取一定量的FeSO4溶液, ,固体干燥,得到较纯净的FePO4。(必须使用的试剂:1 mol·L-1Na2HPO4溶液、3%H2O2溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、盐酸、BaCl2溶液、蒸馏水)
【答案】(1)正四面体(2分)
(2) ①LiOH溶液(2分) ② Fe2++Li++OH-+H3PO4+2=LiFePO4↓+H2O+2 (2分)
③利用其还原性,防止Fe(Ⅱ)被氧化(2分)
(3) ①当时,随着水的比例增加,促进了H3PO4的电离,使c(H+)显著增大,反应速率较快,同时反应放热,也加快了反应速率 (3分)
②向其中滴加的3%双氧水溶液,直至取少量溶液滴加K3[Fe(CN)6]溶液不出现深蓝色沉淀为止,边搅拌边向所得溶液中缓慢滴加1 mol·L-1Na2HPO4溶液,至溶液的pH约为2.5,静置后过滤,所得沉淀用蒸馏水洗涤至最后一次洗涤液滴加盐酸酸化的BaCl2溶液无白色沉淀出现(4分)
【解析】硫酸亚铁铵是强酸弱碱盐,在溶液中水解使溶液呈酸性,能与氢氧化锂溶液反应,则制备磷酸铁锂的实验操作为在氮气的氛围中,将一定量的硫酸亚铁铵溶液和磷酸溶液混合加到三颈烧瓶中,在搅拌下通过滴液漏斗缓慢滴加氢氧化锂溶液,充分反应后,过滤、洗涤、干燥得到粗磷酸铁锂。(1)中的中心P原子价层电子对数是:4+=4,无孤对电子,因此的空间结构为正四面体形。(2)①由分析可知,滴液漏斗中的溶液是LiOH溶液;②由分析可知:制备磷酸铁锂的反应为氢氧化锂溶液与硫酸亚铁铵、磷酸混合溶液反应生成磷酸铁锂、硫酸氢铵和水,反应的离子方程式为:Fe2++Li++OH-+H3PO4+2=LiFePO4↓+H2O+2;③Fe2+易被氧化变为Fe3+,活性炭黑能够导电,具有较强的还原性,则在氮气氛围下,焙烧时向磷酸铁锂中加入少量活性炭黑的目的是除了能够改善成型后磷酸铁锂的导电性能,同时可利用其具有的还原性,防止Fe2+被氧化变为Fe3+。(3)①磷酸是三元中强酸,在溶液中分步电离产生氢离子,向磷酸中加水时,磷酸在溶液中电离出氢离子,溶液中氢离子浓度增大,氢离子与铁生成亚铁离子的速率增大,且反应放出的热量,使反应温度增大,也会导致反应速率加快,所以当,时,随着水的比例增加,铁粉溶解速率迅速升高;②以FeSO4溶液制备FePO4时,首先向溶液中加入3%的H2O2溶液作氧化剂,将Fe2+氧化变为Fe3+,然后向该溶液中加入Na2HPO4溶液,反应产生FePO4沉淀。操作为:取一定量的FeSO4溶液,向其中滴加的3%双氧水溶液,直至取少量溶液滴加K3[Fe(CN)6]溶液不出现深蓝色沉淀为止,此时溶液中不再含有Fe2+,然后边搅拌边向所得溶液中缓慢滴加1 mol·L-1Na2HPO4溶液,至溶液的pH约为2.5,Fe3+与电离产生的反应产生FePO4沉淀。静置后过滤,将所得沉淀用蒸馏水洗涤,直至向最后一次洗涤液滴加盐酸酸化的BaCl2溶液无白色沉淀出现,说明洗涤液中无,则所得沉淀就是纯净的FePO4沉淀。
17.(16分)氢气是一种理想的清洁能源。
(1)制氢。利用卤化物热化学循环制氢,原理如图所示(部分反应物和产物已略去)。
①加热条件下发生反应Ⅲ的化学方程式为 。
②若反应IV中有水参加反应,理论上该反应可生成 。
(2)储氢。镁基储氢材料等体系能与水反应释放出氢气。已知。不同储氢材料与水反应制氢速率曲线如图I所示,在溶液中的水解机理如图II所示。
①与水反应放出氢气的速率较慢,原因可能为 。
②复合材料与水反应放出氢气的速率最快,原因可能为 。
③在溶液中水解速率较快,结合机理说明其原因 。
(3)实验室利用铁基催化剂进行电催化硝酸盐还原合成氨的装置如图III所示。电解时,先吸附到催化剂表面放电产生。控制其它条件不变,的产率和法拉第效率随变化如图IV所示。。其中,表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。
①写出电解生成的电极反应式 。
②从5变化到3时,的产率逐渐减小的原因可能为 。
【答案】(1) ①(2分) ②1(2分)
(2) ①该反应的活化能较大(2分)
②和都能和水反应生成氢气,同时和水反应生成和Ni构成了原电池,两者作用使反应放出氢气速率最快(3分)
③水解生成和将表面覆盖的除去,使能和,接触而直接反应(2分)
(3) ① (2分) ②溶液中浓度增大,更多的得到电子生成得到电子产生的量减少,的产率逐渐减小(3分)
【解析】(1)①加热条件下反应Ⅲ中Fe3O4和HBr反应生成Br2、H2O和FeBr2,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:;
②反应Ⅳ中FeBr2和H2O反应生成Fe3O4、HBr、H2,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:3FeBr2+4H2O=Fe3O4+H2↑+6HBr,有4mol水参加反应,理论上该反应可生成1 molH2。(2)①反应活化能越大,反应速率越慢,与水反应放出氢气的速率较慢,原因可能为:该反应的活化能较大;②复合材料与水反应放出氢气的速率最快,原因可能为:和都能和水反应生成氢气,同时和水反应生成,Mg和构成了原电池,两者作用使反应放出氢气速率最快;③在溶液中水解速率较快,原因为:水解生成和H+,H+将表面覆盖的除去,使能和,接触而直接反应。(3)①电解时,先吸附到催化剂表面放电产生,氮元素化合价降低,得电子发生还原反应,电极反应式为;②pH从5变化到3时,酸性增强,溶液中H+浓度增大,H+得电子生成氢气,造成硝酸根离子得电子产生铵根离子的量减少,则的产率逐渐减小的原因可能为:溶液中浓度增大,更多的得到电子生成,得到电子产生的量减少,的产率逐渐减小。
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2025年高考第一次模拟考试
高三化学·参考答案
一、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符合题目要求。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A
D
D
B
B
C
B
B
C
A
B
B
C
二、非选择题,共4题,共61分。
14.(15分) (1)3d74s2(2分)
(2)(2分)
(3) ①b(2分) ②使和分离,提纯。(或提纯并富集钴元素) (2分)
(4)防止溶液局部碱性过强,生成或碱式碳酸钴杂质(2分)
(5)3(2分)
(6)CoO(3分)
15.(15分)(1) 取代反应(2分)
(2) (2分)
(3) (3分)
(4) (3分)
(5) (5分)
16.(15分)(1)正四面体(2分)
(2) ①LiOH溶液(2分) ② Fe2++Li++OH-+H3PO4+2=LiFePO4↓+H2O+2 (2分)
③利用其还原性,防止Fe(Ⅱ)被氧化(2分)
(3) ①当时,随着水的比例增加,促进了H3PO4的电离,使c(H+)显著增大,反应速率较快,同时反应放热,也加快了反应速率 (3分)
②向其中滴加的3%双氧水溶液,直至取少量溶液滴加K3[Fe(CN)6]溶液不出现深蓝色沉淀为止,边搅拌边向所得溶液中缓慢滴加1 mol·L-1Na2HPO4溶液,至溶液的pH约为2.5,静置后过滤,所得沉淀用蒸馏水洗涤至最后一次洗涤液滴加盐酸酸化的BaCl2溶液无白色沉淀出现(4分)
17.(16分)(1) ①(2分) ②1(2分)
(2) ①该反应的活化能较大(2分)
②和都能和水反应生成氢气,同时和水反应生成和Ni构成了原电池,两者作用使反应放出氢气速率最快(3分)
③水解生成和将表面覆盖的除去,使能和,接触而直接反应(2分)
(3) ① (2分) ②溶液中浓度增大,更多的得到电子生成得到电子产生的量减少,的产率逐渐减小(3分)
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姓名:
准考证号:
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注意事项
1,答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准
考生禁填:缺考标记
条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
口
违纪标记
▣
2.选择题必须用2B铅笔填涂:非选择题必须用0.5mm黑色签字笔
以上标志由监考人员用2B铅笔填涂
答题,不得用铅笔或圆珠笔答题:字体工整、笔迹清嘶。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案
选择题填涂样例:
无效:在草稿纸、试题卷上答题无效,
正确填涂■
4.
保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
错误填涂×1【1【/门
第I卷(请用2B铅笔填涂)
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6.AIIBIICIID]
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10[AJIBJICIID]
第Ⅱ卷(请在各试题的答题区内作答)
14.(15分)(1)
(2)
(3)①
②
(4)
(5)
(6
请在各邀目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
15.(15分)(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
16.(15分)(1)
(2)①
②
③
(3)①
②
17.(16分)(1)①
②
(2)①
②
③
(3)①
②
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!■■■■■■■■
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答题,不得用铅笔或圆珠笔答题:字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答愿区域内作答,超出区域书写的答案
选择题填涂样例:
无效:在草稿纸,试题卷上答题无效。
正确填涂■
4.
保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
错误填涂×1111/1
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1AJIBIICIIDI
6.A11B11C1ID1
11.A11B11C1ID1
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3.AIIBI[CIIDI
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13.JAIBIICIIDI
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9.JAJIBIICIIDI
5.AIIBIICIIDI
10.JAIIBIICIIDI
第Ⅱ卷(请在各试题的答题区内作答)
14.(15分)(1)
(2)
(3)①
②
(4)
(5)
(6
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15.(15分)(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
16.(15分)(1)
(2)①
②
③
(3)①
②
17.(16分)(1)①
②
(2)①
②
③
(3)①
②
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
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此卷只装订不密封
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2025年高考第一次模拟考试
高三化学
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 P 31 S 32 K 39 Co 59
第Ⅰ卷(选择题 共39分)
一、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符合题目要求。
1.传统鎏金工艺是将金溶于汞中制成“金汞漆”,涂在器物表面,然后加火除汞,使金附着在器物表面。下列说法错误的是
A.刻金工艺中金发生了化学反应 B.鎏金工艺利用了汞的挥发性
C.鎏金工艺的原理可用于金的富集 D.将银代替金溶于汞中即为鎏银工艺
2.光气(COCl2)是一种重要的有机中间体。反应CHCl3+H2O2=COCl2↑+HCl+H2O可用于制备光气。下列有关叙述正确的是
A.CHCl3为非极性分子
B.氯离子的结构示意图为
C.H2O2的电子式为
D.COCl2中碳原子的轨道杂化类型为sp2杂化
3.下列有关氨气的制备及性质的实验原理和操作正确的是
A.制备氨气
B.干燥氨气
C.收集氨气
D.制备[Cu(NH3)4]SO4溶液
4.对金属材料中C、O、N、S的含量进行定性和定量分析,可以确定金属材料的等级。下列不正确的是
A.电离能大小: B.热稳定性:
C.酸性强弱: D.半径大小:
阅读下列材料,完成5~7题:
铁基催化剂在工业生产中具有广泛的用途:铁触媒可催化合成氨反应;铁基氧化物可催化加氢生成、催化乙苯脱氢生成苯乙烯、催化加氢获得乙烯、乙醛、乙醇等多种产物。铁基催化剂在消除污染方面也发挥巨大的作用:催化氧化脱除天然气中的并生成;铁基催化剂可催化法脱硝,铁基催化剂先催化与生成,再与生成;催化溶液产生,可将烟气中的高效氧化。
5.下列说法正确的是
A.合成氨反应中,铁触媒能提高该反应的活化能
B.催化加氢的反应中,铁基氧化物能加快化学反应速率
C.与的反应中,其他条件不变,可选择不同的催化剂改变乙醛的平衡选择性
D.与的反应中,能减小该反应的焓变
6.下列化学反应表示不正确的是
A.催化加氢生成的反应:
B.催化加氢生成的反应:
C.法脱硝的总反应:
D.氧化的反应:
7.下列有关反应描述正确的是
A.催化加氢制乙醇,铁基氧化物主要起吸附作用
B.乙苯转化为苯乙烯,苯环侧链碳原子轨道的杂化类型由转化为
C.加氢生成,断裂键
D.催化氧化脱除时,较高温度有利于脱硫
8.利用H2S废气制取单质硫有两种途径如图所示,下列说法正确的是
A.SO2是H2S转化为S反应中的催化剂
B.每生成32gS,理论上消耗1molFe2(SO4)3
C.两种途径中所涉及的反应均为氧化还原反应
D.2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(g)的ΔS>0
9.2022年诺贝尔化学奖授予了在点击化学方面作出贡献的科学家。一种点击化学反应如下:
下列说法正确的是
A.Y物质存在顺反异构体
B.标况下,22.4LX物质含有1mol手性碳原子
C.该反应的原子利用率为100%
D.Z物质不能与溴水发生加成反应
10.在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化不能实现的是
A.金属铝制备:
B.锅炉除垢:
C.酸雨形成:
D.检验葡萄糖:
11.探究0.1 mol/LCuSO4溶液的性质,下列实验方案不能达到探究目的是
选项
探究目的
实验方案
A
Cu2+是否水解
测定0.1 mol/LCuSO4溶液的pH值
B
Cu2+能否催化H2O2分解
向2 mL1.5%的H2O2溶液中滴加5滴0.1 mol/LCuSO4溶液,观察气泡产生情况
C
Cu2+是否具有氧化性
向2 mL0.1 mol/LCuSO4溶液中通入一定量的HI气体,观察实验现象
D
Cu2+能否形成配位键
向2 mL0.1 mol/LCuSO4溶液中,边振荡边滴加过量浓氨水,观察实验现象
12.室温下,为了探究Na2SO3,H2SO3的性质进行了下列实验,已知Ksp(BaSO3)=5.0×10-10,Ka1(H2SO3)=1.4×10-2,Ka2(H2SO3)=6.0×10-8,下列说法正确的是
实验
实验操作及结论
1
测定某浓度的Na2SO3溶液pH约为10.0
2
测量并计算0.2mol·L-1 H2SO3溶液的c(H+)约为0.04 mol·L-1
3
测量并计算0.2mol·L-1 H2SO3溶液中的c(H2SO3)约为0.14 mol·L-1
A.实验1所在溶液中:c(HSO)>(SO)
B.实验1所在溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HSO)+2c(H2SO3)
C.0.2mol·L-1 H2SO3溶液中存在:c(HSO)>c(H2SO3)
D.将浓度均为0.4mol·L-1H2SO3与BaCl2等体积混合,不能生成BaSO3沉淀
13.二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
Ⅰ.
Ⅱ.
在密闭容器中,、、时,平衡后反应体系中各物质的物质的量随温度的变化如题图所示。
的选择性可表示为%。
下列说法不正确的是
A.的物质的量的曲线为B
B.CO的平衡选择性随着温度的升高而增加
C.在505℃,反应Ⅱ的平衡常数
D.平衡转化率随温度的上升先下降后上升
第II卷(非选择题 共61分)
二、非选择题,共4题,共61分。
14.(15分)锂离子电池正极材料(主要成分为LiCoO2,还含有少量的铝箔)可回收钴和锂。
(1)基态Co原子外围电子排布式为 。
(2)“酸浸”过程中有O2放出,反应的化学方程式为 。
(3)“萃取”的反应原理为。
①“反萃取”时从有机相中分离出钴元素可加入的试剂X为 。
a.NaOH b.H2SO4 c.Co(OH)2 d.HR
②“萃取”和“反萃取”操作的目的是 。
(4)“沉钴”时,向含的溶液中滴加溶液,溶液浓度不能过大且滴速不宜太快的原因为 。
(5)钴酸锂(LiCoO2)的晶胞结构如图所示,各离子位于晶胞的顶点、棱和体内。1个晶胞中含有的数目为 。
(6)CoCO3在空气中加热时,固体残留率随温度的变化如图所示。1000℃时,剩余固体的成分的化学式为 。(写出计算过程)
15.(15分)化合物G是合成治疗急性偏头痛药物Zavzpret的中间体,其合成路线如下:
其中,“—Boc”为“—COOC(CH3)3”的缩写。
(1) A→B的反应机理如下(“”表示一对电子的转移),其中“步骤1”的反应类型为 。
(2) 请用“*”标记E分子中的手性碳原子: 。
(3) E→F有副产物CH3OH产生,F的分子式为C19H26N2O4, 其结构简式为 。
(4) D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: 。
分子中含三元碳环,不同化学环境的氢原子个数比为18∶4∶1;1 mol该物质完全水解时最多消耗4 mol NaOH。
(5) 请设计以和(CH3O)3P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.(15分)LiFePO4和FePO4可以作为锂离子电池的正极材料。
(1)LiFePO4具有良好的结构稳定性,与的结构密切相关,的空间结构为 。
(2)LiFePO4的制备。在氮气的氛围中,将一定量的(NH4)2Fe(SO4)2溶液与H3PO4、LiOH溶液中的一种混合,然后加到三颈烧瓶中(如下图),在搅拌下通过滴液漏斗缓慢滴加剩余的另一种溶液,充分反应后,过滤、洗涤、干燥得到粗产品。
①滴液漏斗中的溶液是 。
②(NH4)2Fe(SO4)2与H3PO4、LiOH反应得到LiFePO4和NH4HSO4,该反应的离子方程式为 。已知:。
③工业制取LiFePO4在高温成型前,常向LiFePO4中加入少量活性炭黑,其作用除了可以改善成型后LiFePO4的导电性能外,还能 。
(3)FePO4的制备。取一定量比例的铁粉、浓磷酸、水放入容器中,加热充分反应,向反应后的溶液中加入一定量H2O2,同时加入适量水调节pH,静置后过滤、洗涤、干燥得到FePO4˙2H2O,高温煅烧FePO4˙2H2O,即可得到FePO4。
①其他条件不变时,磷酸与水的混合比例对铁粉溶解速率的影响如图所示:
当时,随着水的比例增加,铁粉溶解速率迅速升高的原因是 。
②将Fe2(SO4)3和Na2HPO4溶液混合也可以得到FePO4,反应原理为:Fe2(SO4)3+2Na2HPO4=2FePO4↓+2Na2SO4+H2SO4。不同pH对磷酸铁沉淀的影响如图所示。
请补充完整以FeSO4溶液制备FePO4的方案:取一定量的FeSO4溶液, ,固体干燥,得到较纯净的FePO4。(必须使用的试剂:1 mol·L-1Na2HPO4溶液、3%H2O2溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、盐酸、BaCl2溶液、蒸馏水)
17.(16分)氢气是一种理想的清洁能源。
(1)制氢。利用卤化物热化学循环制氢,原理如图所示(部分反应物和产物已略去)。
①加热条件下发生反应Ⅲ的化学方程式为 。
②若反应IV中有水参加反应,理论上该反应可生成 。
(2)储氢。镁基储氢材料等体系能与水反应释放出氢气。已知。不同储氢材料与水反应制氢速率曲线如图I所示,在溶液中的水解机理如图II所示。
①与水反应放出氢气的速率较慢,原因可能为 。
②复合材料与水反应放出氢气的速率最快,原因可能为 。
③在溶液中水解速率较快,结合机理说明其原因 。
(3)实验室利用铁基催化剂进行电催化硝酸盐还原合成氨的装置如图III所示。电解时,先吸附到催化剂表面放电产生。控制其它条件不变,的产率和法拉第效率随变化如图IV所示。。其中,表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。
①写出电解生成的电极反应式 。
②从5变化到3时,的产率逐渐减小的原因可能为 。
试题 第7页(共10页) 试题 第8页(共10页)
试题 第9页(共10页) 试题 第10页(共10页)
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高三化学
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 P 31 S 32 K 39 Co 59
第Ⅰ卷(选择题 共39分)
一、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符合题目要求。
1.传统鎏金工艺是将金溶于汞中制成“金汞漆”,涂在器物表面,然后加火除汞,使金附着在器物表面。下列说法错误的是
A.刻金工艺中金发生了化学反应 B.鎏金工艺利用了汞的挥发性
C.鎏金工艺的原理可用于金的富集 D.将银代替金溶于汞中即为鎏银工艺
2.光气(COCl2)是一种重要的有机中间体。反应CHCl3+H2O2=COCl2↑+HCl+H2O可用于制备光气。下列有关叙述正确的是
A.CHCl3为非极性分子
B.氯离子的结构示意图为
C.H2O2的电子式为
D.COCl2中碳原子的轨道杂化类型为sp2杂化
3.下列有关氨气的制备及性质的实验原理和操作正确的是
A.制备氨气
B.干燥氨气
C.收集氨气
D.制备[Cu(NH3)4]SO4溶液
4.对金属材料中C、O、N、S的含量进行定性和定量分析,可以确定金属材料的等级。下列不正确的是
A.电离能大小: B.热稳定性:
C.酸性强弱: D.半径大小:
阅读下列材料,完成5~7题:
铁基催化剂在工业生产中具有广泛的用途:铁触媒可催化合成氨反应;铁基氧化物可催化加氢生成、催化乙苯脱氢生成苯乙烯、催化加氢获得乙烯、乙醛、乙醇等多种产物。铁基催化剂在消除污染方面也发挥巨大的作用:催化氧化脱除天然气中的并生成;铁基催化剂可催化法脱硝,铁基催化剂先催化与生成,再与生成;催化溶液产生,可将烟气中的高效氧化。
5.下列说法正确的是
A.合成氨反应中,铁触媒能提高该反应的活化能
B.催化加氢的反应中,铁基氧化物能加快化学反应速率
C.与的反应中,其他条件不变,可选择不同的催化剂改变乙醛的平衡选择性
D.与的反应中,能减小该反应的焓变
6.下列化学反应表示不正确的是
A.催化加氢生成的反应:
B.催化加氢生成的反应:
C.法脱硝的总反应:
D.氧化的反应:
7.下列有关反应描述正确的是
A.催化加氢制乙醇,铁基氧化物主要起吸附作用
B.乙苯转化为苯乙烯,苯环侧链碳原子轨道的杂化类型由转化为
C.加氢生成,断裂键
D.催化氧化脱除时,较高温度有利于脱硫
8.利用H2S废气制取单质硫有两种途径如图所示,下列说法正确的是
A.SO2是H2S转化为S反应中的催化剂
B.每生成32gS,理论上消耗1molFe2(SO4)3
C.两种途径中所涉及的反应均为氧化还原反应
D.2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(g)的ΔS>0
9.2022年诺贝尔化学奖授予了在点击化学方面作出贡献的科学家。一种点击化学反应如下:
下列说法正确的是
A.Y物质存在顺反异构体
B.标况下,22.4LX物质含有1mol手性碳原子
C.该反应的原子利用率为100%
D.Z物质不能与溴水发生加成反应
10.在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化不能实现的是
A.金属铝制备:
B.锅炉除垢:
C.酸雨形成:
D.检验葡萄糖:
11.探究0.1 mol/LCuSO4溶液的性质,下列实验方案不能达到探究目的是
选项
探究目的
实验方案
A
Cu2+是否水解
测定0.1 mol/LCuSO4溶液的pH值
B
Cu2+能否催化H2O2分解
向2 mL1.5%的H2O2溶液中滴加5滴0.1 mol/LCuSO4溶液,观察气泡产生情况
C
Cu2+是否具有氧化性
向2 mL0.1 mol/LCuSO4溶液中通入一定量的HI气体,观察实验现象
D
Cu2+能否形成配位键
向2 mL0.1 mol/LCuSO4溶液中,边振荡边滴加过量浓氨水,观察实验现象
12.室温下,为了探究Na2SO3,H2SO3的性质进行了下列实验,已知Ksp(BaSO3)=5.0×10-10,Ka1(H2SO3)=1.4×10-2,Ka2(H2SO3)=6.0×10-8,下列说法正确的是
实验
实验操作及结论
1
测定某浓度的Na2SO3溶液pH约为10.0
2
测量并计算0.2mol·L-1 H2SO3溶液的c(H+)约为0.04 mol·L-1
3
测量并计算0.2mol·L-1 H2SO3溶液中的c(H2SO3)约为0.14 mol·L-1
A.实验1所在溶液中:c(HSO)>(SO)
B.实验1所在溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HSO)+2c(H2SO3)
C.0.2mol·L-1 H2SO3溶液中存在:c(HSO)>c(H2SO3)
D.将浓度均为0.4mol·L-1H2SO3与BaCl2等体积混合,不能生成BaSO3沉淀
13.二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
Ⅰ.
Ⅱ.
在密闭容器中,、、时,平衡后反应体系中各物质的物质的量随温度的变化如题图所示。
的选择性可表示为%。
下列说法不正确的是
A.的物质的量的曲线为B
B.CO的平衡选择性随着温度的升高而增加
C.在505℃,反应Ⅱ的平衡常数
D.平衡转化率随温度的上升先下降后上升
第II卷(非选择题 共61分)
二、非选择题,共4题,共61分。
14.(15分)锂离子电池正极材料(主要成分为LiCoO2,还含有少量的铝箔)可回收钴和锂。
(1)基态Co原子外围电子排布式为 。
(2)“酸浸”过程中有O2放出,反应的化学方程式为 。
(3)“萃取”的反应原理为。
①“反萃取”时从有机相中分离出钴元素可加入的试剂X为 。
a.NaOH b.H2SO4 c.Co(OH)2 d.HR
②“萃取”和“反萃取”操作的目的是 。
(4)“沉钴”时,向含的溶液中滴加溶液,溶液浓度不能过大且滴速不宜太快的原因为 。
(5)钴酸锂(LiCoO2)的晶胞结构如图所示,各离子位于晶胞的顶点、棱和体内。1个晶胞中含有的数目为 。
(6)CoCO3在空气中加热时,固体残留率随温度的变化如图所示。1000℃时,剩余固体的成分的化学式为 。(写出计算过程)
15.(15分)化合物G是合成治疗急性偏头痛药物Zavzpret的中间体,其合成路线如下:
其中,“—Boc”为“—COOC(CH3)3”的缩写。
(1) A→B的反应机理如下(“”表示一对电子的转移),其中“步骤1”的反应类型为 。
(2) 请用“*”标记E分子中的手性碳原子: 。
(3) E→F有副产物CH3OH产生,F的分子式为C19H26N2O4, 其结构简式为 。
(4) D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: 。
分子中含三元碳环,不同化学环境的氢原子个数比为18∶4∶1;1 mol该物质完全水解时最多消耗4 mol NaOH。
(5) 请设计以和(CH3O)3P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.(15分)LiFePO4和FePO4可以作为锂离子电池的正极材料。
(1)LiFePO4具有良好的结构稳定性,与的结构密切相关,的空间结构为 。
(2)LiFePO4的制备。在氮气的氛围中,将一定量的(NH4)2Fe(SO4)2溶液与H3PO4、LiOH溶液中的一种混合,然后加到三颈烧瓶中(如下图),在搅拌下通过滴液漏斗缓慢滴加剩余的另一种溶液,充分反应后,过滤、洗涤、干燥得到粗产品。
①滴液漏斗中的溶液是 。
②(NH4)2Fe(SO4)2与H3PO4、LiOH反应得到LiFePO4和NH4HSO4,该反应的离子方程式为 。已知:。
③工业制取LiFePO4在高温成型前,常向LiFePO4中加入少量活性炭黑,其作用除了可以改善成型后LiFePO4的导电性能外,还能 。
(3)FePO4的制备。取一定量比例的铁粉、浓磷酸、水放入容器中,加热充分反应,向反应后的溶液中加入一定量H2O2,同时加入适量水调节pH,静置后过滤、洗涤、干燥得到FePO4˙2H2O,高温煅烧FePO4˙2H2O,即可得到FePO4。
①其他条件不变时,磷酸与水的混合比例对铁粉溶解速率的影响如图所示:
当时,随着水的比例增加,铁粉溶解速率迅速升高的原因是 。
②将Fe2(SO4)3和Na2HPO4溶液混合也可以得到FePO4,反应原理为:Fe2(SO4)3+2Na2HPO4=2FePO4↓+2Na2SO4+H2SO4。不同pH对磷酸铁沉淀的影响如图所示。
请补充完整以FeSO4溶液制备FePO4的方案:取一定量的FeSO4溶液, ,固体干燥,得到较纯净的FePO4。(必须使用的试剂:1 mol·L-1Na2HPO4溶液、3%H2O2溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、盐酸、BaCl2溶液、蒸馏水)
17.(16分)氢气是一种理想的清洁能源。
(1)制氢。利用卤化物热化学循环制氢,原理如图所示(部分反应物和产物已略去)。
①加热条件下发生反应Ⅲ的化学方程式为 。
②若反应IV中有水参加反应,理论上该反应可生成 。
(2)储氢。镁基储氢材料等体系能与水反应释放出氢气。已知。不同储氢材料与水反应制氢速率曲线如图I所示,在溶液中的水解机理如图II所示。
①与水反应放出氢气的速率较慢,原因可能为 。
②复合材料与水反应放出氢气的速率最快,原因可能为 。
③在溶液中水解速率较快,结合机理说明其原因 。
(3)实验室利用铁基催化剂进行电催化硝酸盐还原合成氨的装置如图III所示。电解时,先吸附到催化剂表面放电产生。控制其它条件不变,的产率和法拉第效率随变化如图IV所示。。其中,表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。
①写出电解生成的电极反应式 。
②从5变化到3时,的产率逐渐减小的原因可能为 。
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