精品解析：江苏省南菁高中、常州一中、南京二十九中等五校2024-2025学年高三上学期12月月考化学试题

12月份高三化学五校联考 (满分：100分 考试时间：75分钟) 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 S-32 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. “绿色、智能、节俭、文明”的第19届亚运会在杭州圆满闭幕。下列说法不正确的是 A. 火炬“薪火”使用的1070铝合金具有硬度高、耐高温的特点 B. 火炬“薪火”的燃料“零碳甲醇”是用CO2和H2合成的，使用“零碳甲醇”有利于实现“碳中和” C. 会场“莲花碗”采取自然采光方式有利于实现“碳中和” D. 吉祥物“江南忆”机器人所采用芯片的主要成分为二氧化硅 2. 下列化学用语表述不正确的是 A. 次氯酸钠的电子式： B. 固体HF中的链状结构： C. 铜的基态原子的简化电子排布式： D. 的模型 3. 我国超低轨道遥通一体卫星上大量使用砷化镓(GaAs)太阳能电池。下列有关说法正确的是 A. 单质的还原性： As> Ga B. 氢化物的稳定性： C. 镓的某些化合物可以用作半导体材料 D. As 原子最多可以得到5个电子达到8电子稳定结构 4. 在实验室中，下列气体不能用图示装置完成制备和收集的是 选项 制备气体 发生装置所用试剂 试剂X A 浓盐酸 饱和食盐水 B 较浓硫酸 饱和溶液 C 溶液 D NO Cu+稀硝酸 A. A B. B C. C D. D 阅读下列资料，完成下列问题。 NH3、NH4Cl、NO、NO2、HNO3等是氮重要的化合物。NH3中的一个H原子若被-NH2取代可形成N2H4(联氨)，NH3经过一定的转化可以形成N2、NO、NO2、N2O4(无色)、HNO3等，NO2与N2O4能相互转化。 5. 在题给条件下，下列物质间的转化可以实现的是 A. B. C. D. 6. 中国科学院科研团队研究表明，在常温常压和可见光下，基于LDH(一种固体催化剂)合成NH3的原理如图所示。下列说法正确的是 A. 该过程中没有非极性键的断裂与生成 B. 氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：1 C. 基于LDH合成NH3的过程属于氮的固定 D. NH3可以作制冷剂是因为氨的沸点低 7. 对于反应将盛有NO2的密闭烧瓶浸入冷水，红棕色变浅，下列说法正确的是 A. 该反应的 B. 将反应器容积压缩为原来的一半，气体颜色比压缩前深 C. 升高温度，该反应的正反应速率减小，逆反应速率增大 D. 其它条件不变，向平衡后的容器中再加入少量，达新平衡后的值减小 8. 用精炼铜漂浮阳极泥(主要成分为BiAsO4、SbAsO4，含有少量Ag、Au)制备Bi2O3的工艺流程如下： 已知：①“转化”分两步进行，其第一步BiOCl转化为Bi(OH)3。 ②常温下， 。 下列说法错误的是 A. “滤渣1”的主要成分是Ag、Au，含砷废水主要成分是Na3AsO4 B. “水解”分离Sb和Bi的原理是的水解pH低于水解的pH C. “转化”的总反应方程式为： D. 当BiOCl恰好完全转化成Bi(OH)3时，溶液，此时溶液pH=12 9. 黄铁矿(主要成分为FeS2)因其呈浅黄铜色，且具有明亮的金属光泽，常被误认为是黄金，故又称为“愚人金”。在酸性条件和催化剂的作用下FeS2可发生如图所示的转化。下列分析正确的是 A. 反应I的离子方程式：4Fe(NO)2++O2+2H2O=4Fe3++4NO+4OH﹣ B. 反应II中，每消耗1molFeS2，转移电子的物质的量为14mol C. 反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应 D. 在酸性条件下，黄铁矿催化氧化中只有Fe3+作催化剂 10. 化合物W是重要的药物中间体，可由下列反应制得。下列有关说法正确的是 A. X分子中采取sp2杂化的碳原子有8个 B. 生成Z和W的反应都是加成反应 C. Z分子存在2个手性碳原子 D. W分子不能发生氧化反应 11. 科学家基于水/有机双相电解质开发了一种新型的铜锌二次电池，双相电解质建立了离子选择性界面，仅允许氯离子迁移，其放电时的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A. 充电时，石墨电极与电源正极相连 B. 充电时，石墨电极上可发生电极反应 C. 放电时，氯离子向锌电极迁移 D. 放电时，理论上电路中每转移2mol电子，锌电极质量增加136g 12. 室温下，通过矿物中获得的过程如下： 已知：，。下列说法正确的是 A. 溶液中： B. 反应正向进行，需满足 C. “脱硫”后的上层清液中： D. 悬浊液加入“溶解”过程中，溶液中浓度逐渐增大 13. 在、下，以水蒸气作稀释气，作催化剂，乙苯脱氢生成苯乙烯时会发生反应： 反应I：(主反应) 反应II：(副反应) 反应III：(副反应) 以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性随乙苯转化率的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A. 曲线b代表的产物是苯 B. 加入可改变乙苯的平衡转化率 C. 曲线a下降是由于反应I的平衡逆向移动 D. 增加水蒸气的充入量，可提高乙苯的平衡转化率 二、非选择题：本题共4小题，共61分。 14. 铊()是一种稀有分散元素，具有良好的电子特性和光学特性，被广泛应用于电子、光学和化学等领域。从富铊灰(主要成分、、、、等)中提炼铊的工艺流程之一如图所示： 已知：①萃取过程的反应原理为。 ②易被氧化为。 ③。 （1）铊()与铝同主族，基态原子的价电子排布式为___________。 （2）“酸浸”步骤的酸应选择___________(a． b． c．，填字母)，其作用除了酸化提供，另一作用为___________。 （3）“酸浸”步骤反应的离子方程式为___________(转化为)，生产中用量总是多于理论用量，可能的原因是___________。 （4）试从化学平衡的角度解释“反萃取”步骤加入的原理和目的___________。 （5）“还原、沉淀”时，转化成，还原剂与氧化剂的物质的量之比为___________。 （6）①废水中浓度仍较高，经处理后使用以树脂基质为原料的复合纳米吸附剂，经纳米改性后填充纳米水合二氧化锰粒子，其比表面积与平均孔径值如下表所示，根据表中数据分析复合纳米吸收剂相比于树脂基质具有良好吸附效果的原因___________。 吸附剂种类 比表面积 平均孔径 树脂基质 21.52 33.1 复合纳米吸附剂 27.47 4.1 ②测得铊的去除率随投加量的变化关系如图所示。在纳米用量不变的情况下，欲提高的去除效果，可采取的措施是___________。 15. 化合物G可通过如下图所示的方法进行合成： （1）化合物D分子中sp2、sp3杂化的碳原子个数比为___________。 （2）①设计A→B的目的是___________。 ②E→F为什么所用试剂溶液碱性不能太强___________。 （3）若F→G的反应经历F→X→G的过程，已知X的分子式为，则F→X、X→G的反应类型分别为___________、___________。 （4）B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能与NaHCO3溶液发生反应，能与FeCl3溶液发生显色反应。 ②分子中含有4种不同化学环境的氢。 （5）设计以、和为原料制取的合成路线流程图___________(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. 研究小组探究高铜酸钠的制备和性质。 资料：高铜酸钠为棕黑色固体，难溶于水。 实验I：向溶液中滴加溶液，迅速产生蓝绿色沉淀，振荡后得到棕黑色的浊液，将其等分成2份。 （1）蓝绿色沉淀中含有。用离子方程式表示溶液显碱性的原因：___________。 探究棕黑色沉淀的组成。 实验Ⅱ：将一份浊液过滤、洗涤、干燥，得到固体。取少量固体，滴加稀，沉淀溶解，有气泡产生，得到蓝色溶液。 （2）①另取少量固体b进行实验，证实了中钠元素的存在，实验操作的名称是___________。 ②进一步检验，棕黑色固体是。与稀反应的离子方程式是___________。 探究实验条件对制备的影响。 实验Ⅲ：向另一份浊液a中继续滴加溶液，沉淀由棕黑色变为蓝绿色，溶液的约为5，有Cl2产生。 （3）①对的来源，甲同学认为是和反应生成了，乙同学认为该说法不严谨，提出了生成的其他原因：___________。 ②探究“继续滴加溶液，能氧化”的原因。 i．提出假设1：增大，的还原性增强。实验证明假设成立。操作和现象是：取少量固体于试管中，___________。 ii．提出假设2：___________，经证实该假设也成立。 改进实验方案，进行实验。 实验Ⅳ：向溶液中滴加溶液，迅速生成蓝色沉淀，振荡后得到棕黑色浊液。浊液放置过程中，沉淀表面缓慢产生气泡并出现蓝色固体，该气体不能使湿润的淀粉试纸变蓝。 （4）根据上述实验，制备在水溶液中稳定存在的，应选用的试剂是溶液、___________和___________通过以上实验，根据化学性质的认识，设计实验方案制备无水___________。 17. 可用于合成荧光粉、光导体等。在石油化工、天然气开采等行业产生的废水废气中含有较多的，脱除废水废气中的对环境保护、资源再利用有着现实意义。回答下列问题： （1）天然气开采过程产生的废水中主要含有，可用氧化处理。 常温下，向浓度为的溶液中加入一定量固体，在不同下的去除率随时间变化如图1所示。 ①实际生产中采取的去除条件，而不选择更低的原因是___________。 ②时，前的去除速率___________；实际生产中反应时间选择而不是更长，其原因是___________。 （2）通过光伏-电催化可将与协同转化为S、、等产品。 已知：还原产物X的法拉第效率。 当还原得到的和的分别为24%和8%时，___________。 （3）等离子体催化与协同转化可制得和等产品。在电场的激发下，部分反应历程如下： i． ii． iii．___________ iv． v． 补充步骤iii的反应历程：___________。 （4）某科研小组将微电池技术用于去除废气中的，其装置示意图如图2，主要反应：(难溶于水)，室温时，的条件下，研究反应时间对的去除率的影响。 ①装置中微电池负极的电极反应式为___________。 ②一段时间后，电流减小，单位时间内的去除率降低，可能的原因是___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 12月份高三化学五校联考 (满分：100分 考试时间：75分钟) 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 S-32 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. “绿色、智能、节俭、文明”的第19届亚运会在杭州圆满闭幕。下列说法不正确的是 A. 火炬“薪火”使用的1070铝合金具有硬度高、耐高温的特点 B. 火炬“薪火”的燃料“零碳甲醇”是用CO2和H2合成的，使用“零碳甲醇”有利于实现“碳中和” C. 会场“莲花碗”采取自然采光方式有利于实现“碳中和” D. 吉祥物“江南忆”机器人所采用芯片的主要成分为二氧化硅 【答案】D 【解析】 【详解】A．铝合金具有硬度高、耐高温的特点，A正确； B．因为火炬“薪火”的燃料“零碳甲醇”是用CO2和H2合成的，所以使用“零碳甲醇”有利于实现“碳中和”，B正确； C．会场“莲花碗”采取自然采光方式，充分利用了太阳光，节省能源，有利于实现“碳中和”，C正确； D．硅是半导体材料，所以吉祥物“江南忆”机器人所采用芯片的主要成分为硅，D错误； 故选D。 2. 下列化学用语表述不正确的是 A. 次氯酸钠的电子式： B. 固体HF中的链状结构： C. 铜的基态原子的简化电子排布式： D. 的模型 【答案】C 【解析】 【详解】A．次氯酸钠是离子化合物，O原子得到Na原子失去的一个电子，O和Cl原子再形成一对共用电子，则次氯酸钠的电子式为：，A正确； B．在固体HF中，一个HF分子中的氢原子与另一个HF分子中的氟原子之间形成分子间氢键，多个HF分子通过氢键作用连接成链状结构：，B正确； C．铜是29号元素，铜的基态原子电子排布为：，则其简化电子排布式为：，C错误； D．的中心原子S周围的价层电子对数为：3+=4，有1对孤电子对，则的模型为：，D正确； 故选C。 3. 我国超低轨道遥通一体卫星上大量使用砷化镓(GaAs)太阳能电池。下列有关说法正确的是 A. 单质的还原性： As> Ga B. 氢化物的稳定性： C. 镓的某些化合物可以用作半导体材料 D. As 原子最多可以得到5个电子达到8电子稳定结构 【答案】C 【解析】 【详解】A．单质还原性同周期主族元素自左向右逐渐减小，单质还原性：As<Ga，A错误； B．非金属性越强，氢化物越稳定，非金属性As<N，则氢化物的稳定性： ，B错误； C．镓单质是金属，本身并不是一种半导体材料，但它的一些化合物，如砷化镓（GaAs），是重要的半导体材料‌，C正确； D．As 原子最多可以得到5个电子达到10电子结构，D错误； 故选C。 4. 在实验室中，下列气体不能用图示装置完成制备和收集的是 选项 制备气体 发生装置所用试剂 试剂X A 浓盐酸 饱和食盐水 B 较浓硫酸 饱和溶液 C 溶液 D NO Cu+稀硝酸 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．高锰酸钾能与浓盐酸反应生成氯气，氯气几乎不溶于饱和食盐水，可以用排溶于饱和食盐水的方法收集氯气，故A不符合题意； B．亚硫酸钠与较浓硫酸反应生成二氧化硫，二氧化硫能与亚硫酸钠溶液反应生成亚硫酸氢钠，所以不能用排饱和亚硫酸钠溶液的方法收集二氧化硫，故B符合题意； C．二氧化锰做催化剂条件下，过氧化氢溶液分解生成氧气和水，氧气不溶于水，可以用排水法收集氧气，故C不符合题意； D．铜与稀硝酸反应生成一氧化氮，一氧化氮不溶于水，可以用排水法收集，故D不符合题意； 故选B。 阅读下列资料，完成下列问题。 NH3、NH4Cl、NO、NO2、HNO3等是氮重要的化合物。NH3中的一个H原子若被-NH2取代可形成N2H4(联氨)，NH3经过一定的转化可以形成N2、NO、NO2、N2O4(无色)、HNO3等，NO2与N2O4能相互转化。 5. 在题给条件下，下列物质间的转化可以实现的是 A. B. C. D. 6. 中国科学院科研团队研究表明，在常温常压和可见光下，基于LDH(一种固体催化剂)合成NH3的原理如图所示。下列说法正确的是 A. 该过程中没有非极性键的断裂与生成 B. 氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：1 C. 基于LDH合成NH3的过程属于氮的固定 D. NH3可以作制冷剂是因为氨的沸点低 7. 对于反应将盛有NO2的密闭烧瓶浸入冷水，红棕色变浅，下列说法正确的是 A. 该反应的 B. 将反应器容积压缩为原来的一半，气体颜色比压缩前深 C. 升高温度，该反应的正反应速率减小，逆反应速率增大 D. 其它条件不变，向平衡后的容器中再加入少量，达新平衡后的值减小 【答案】5. A 6. C 7. B 【解析】 【5题详解】 A．已知3NO2+H2O=2HNO3+NO，故转化能够实现，A符合题意； B．SO2没有强氧化性，不能将-3价的N氧化为N2，即转化不能实现，B不合题意； C．Cl2具有强氧化性，即Cl2与N2H4反应时应该转化为N2，而不是NH3，即转化不能实现，C不合题意； D．NH3在催化剂作用下与O2加热生成NO和H2O，即在题给条件下转化不能实现，D不合题意； 故答案为：A； 【6题详解】 A．由题干转化关系图可知，该过程中有N≡N非极性键的断裂与O=O非极性键的生成，A错误； B．由题干转化关系图可知，该转化的总反应为：2N2+6H2O4NH3+3O2，反应中氧化剂是N2与还原剂是H2O，二者的物质的量之比为1:3，B错误； C．已知由游离态的氮转化为化合态的氮过程为氮的固定，故基于LDH合成NH3的过程属于氮的固定，C正确； D．NH3可以作制冷剂是因为氨的沸点高，易液化，且气化时吸收大量的热，D错误； 故答案为：C； 【7题详解】 A．由题干信息可知，将盛有NO2的密闭烧瓶浸入冷水，红棕色变浅，说明上述平衡正向移动，即正反应是一个放热反应，即该反应的，A错误； B．由题干反应方程式可知，该反应正反应是一个气体体积减小的反应，则将反应器容积压缩为原来的一半，平衡正向移动，根据勒夏特列原理可知，气体颜色比压缩前深，B正确； C．升高温度，该反应的正反应速率增大，逆反应速率增大，C错误； D．的平衡常数K=，故其它条件不变，向平衡后的容器中再加入少量，达新平衡后的值不变，D错误； 故答案为：B。 8. 用精炼铜漂浮阳极泥(主要成分为BiAsO4、SbAsO4，含有少量Ag、Au)制备Bi2O3的工艺流程如下： 已知：①“转化”分两步进行，其第一步BiOCl转化为Bi(OH)3。 ②常温下， 。 下列说法错误的是 A. “滤渣1”的主要成分是Ag、Au，含砷废水主要成分是Na3AsO4 B. “水解”分离Sb和Bi的原理是的水解pH低于水解的pH C. “转化”的总反应方程式为： D. 当BiOCl恰好完全转化成Bi(OH)3时，溶液，此时溶液pH=12 【答案】D 【解析】 【分析】漂浮阳极泥中的Ag、Au不与盐酸反应，故酸浸过滤后成为“滤渣1”的主要成分，由图可知Sb3+水解步骤后的水解生成SbOCl，经过滤变为滤渣出掉，调节pH的目的是除砷，可推出含砷废水主要成分是Na3AsO4，BiOCl转化为Bi(OH)3，最后转化为Bi2O3。 【详解】A．由分析可知：“滤渣1”的主要成分是Ag、Au，含砷废水主要成分是Na3AsO4，故A正确； B．由图可知，加NaOH之前，Sb3+水解生成SbOCl，此时溶液pH较小，加入NaOH后，Bi3+水解，故“水解”分离Sb和Bi的原理是的Sb3+水解pH值低于Bi3+水解的pH值，故B正确； C．由图可判断出“转化"的反应物为BiOCl和NaOH，生成物为Bi2O3，再结合元素守恒可知方程式正确，故C正确； D．BiOCl+H2O⇋Bi3++2OH-+Cl-的K=c(Bi3+)·c2(OH-)·c(Cl-)，等号两边同乘以c(OH-)可得c(Bi3+)·c3(OH-)·c(Cl-)×c(OH-)，×c(OH-)，×0.04=×c(OH-)，c(OH-)=0.1mol/L，pH=13，故D错误； 故选D。 9. 黄铁矿(主要成分为FeS2)因其呈浅黄铜色，且具有明亮的金属光泽，常被误认为是黄金，故又称为“愚人金”。在酸性条件和催化剂的作用下FeS2可发生如图所示的转化。下列分析正确的是 A. 反应I的离子方程式：4Fe(NO)2++O2+2H2O=4Fe3++4NO+4OH﹣ B. 反应II中，每消耗1molFeS2，转移电子的物质的量为14mol C. 反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应 D. 在酸性条件下，黄铁矿催化氧化中只有Fe3+作催化剂 【答案】B 【解析】 【详解】A．反应Ⅰ中，Fe(NO)2+与O2反应生成Fe3+和NO，酸性条件下，反应Ⅰ的离子方程式为：4Fe(NO)2++O2+4H+=4Fe3++4NO+2H2O ，A错误； B．反应Ⅱ中，FeS2中S元素的化合价由-1价升高为+6价，则每消耗1mol FeS2，转移电子物质的量为14mol， B正确； C．反应Ⅲ中，Fe2+与NO结合生成Fe(NO)2+，没有元素化合价的变化，不是氧化还原反应，C错误； D． 由图可知，NO参与了反应又重新生成、也是该反应的催化剂，所以在酸性条件下，黄铁矿催化氧化中NO和Fe3+均是催化剂， D错误； 故答案为B。 10. 化合物W是重要的药物中间体，可由下列反应制得。下列有关说法正确的是 A. X分子中采取sp2杂化的碳原子有8个 B. 生成Z和W的反应都是加成反应 C. Z分子存在2个手性碳原子 D. W分子不能发生氧化反应 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题干X的结构简式可知，X分子中苯环、碳碳双键和酮羰基上的碳原子均采取sp2杂化，故sp2杂化的碳原子有9个，A错误； B．由题干转化关系图可知，生成Z和W的反应都是加成反应，B正确； C．已知同时连有4个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子，故Z分子存在1个手性碳原子，如图所示：，C错误； D．由题干W的结构简式可知，W分子中与苯环相连的碳原子上含有H能使酸性高锰酸钾溶液褪色，发生氧化反应，且W能够燃烧，燃烧属于氧化反应，即W分子能发生氧化反应，D错误； 故答案为：B。 11. 科学家基于水/有机双相电解质开发了一种新型的铜锌二次电池，双相电解质建立了离子选择性界面，仅允许氯离子迁移，其放电时的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A. 充电时，石墨电极与电源正极相连 B. 充电时，石墨电极上可发生电极反应 C. 放电时，氯离子向锌电极迁移 D. 放电时，理论上电路中每转移2mol电子，锌电极质量增加136g 【答案】D 【解析】 【分析】由题干装置信息可知，放电时石墨电极上为：[CuClx]2-x+e-=[CuClx]1-x，[CuClx]1-x+e-=Cu+xCl-，发生还原反应，则为正极，而Zn/ZnCl2电极上电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，发生氧化反应，则为负极，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，放电时石墨电极为正极，故充电时，石墨电极与电源正极相连，A正确； B．由分析可知，放电时石墨电极上为：[CuClx]2-x+e-=[CuClx]1-x，[CuClx]1-x+e-=Cu+xCl-，故充电时，石墨电极上可发生电极反应，B正确； C．由分析可知，放电时，石墨电极为正极，锌电极为负极，故氯离子向锌电极迁移，C正确； D．由分析可知，放电时，Zn/ZnCl2电极上电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，理论上电路中每转移2mol电子，则有2molCl-转移到锌电极上，故锌电极质量增加2mol×35.5g/mol=71g，D错误； 故答案为：D。 12. 室温下，通过矿物中获得的过程如下： 已知：，。下列说法正确的是 A. 溶液中： B. 反应正向进行，需满足 C. “脱硫”后的上层清液中： D. 悬浊液加入“溶解”过程中，溶液中浓度逐渐增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．已知Na2CO3溶液显碱性，根据电荷守恒有：，故溶液中：，A错误； B．已知平衡时的K=，故若要反应正向进行，需满足，B错误； C．“脱硫”后的上层清液中，有、、Na+、Pb2+、H+、OH-、碳酸根会发生水解，根据电荷守恒可知：，C正确； D．PbCO3悬浊液中存在溶解平衡PbCO3(s)Pb2+(aq)+(aq)，加入HNO3后由于溶液中被反应，促使上述溶解平衡正向移动而“溶解”，导致Pb2+浓度增大，根据Ksp不变，碳酸根浓度减小， D错误； 故答案为：C。 13. 在、下，以水蒸气作稀释气，作催化剂，乙苯脱氢生成苯乙烯时会发生反应： 反应I：(主反应) 反应II：(副反应) 反应III：(副反应) 以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性随乙苯转化率的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A. 曲线b代表的产物是苯 B. 加入可改变乙苯的平衡转化率 C. 曲线a下降是由于反应I的平衡逆向移动 D. 增加水蒸气的充入量，可提高乙苯的平衡转化率 【答案】D 【解析】 【分析】苯乙烯是主反应产物，选择性最大，曲线a为苯乙烯；反应I与反应II都是气体分子数增大的反应，随着乙苯转化率提高，因为压强不变，则容器体积增大，各参与反应的气体分压减小，则反应I与反应II平衡正移，但是主反应生成的氢气含量逐渐增大，促使反应Ⅲ正向移动的程度增大，使得甲苯的选择性大于苯的选择性，故曲线b表示甲苯，曲线c表示苯。 【详解】A．由分析可知，曲线b代表的产物是甲苯，A错误； B．催化剂不能使平衡发生移动，不能改变乙苯的平衡转化率，B错误； C．由分析可知，随着乙苯转化率提高，甲苯的选择性与苯的选择性都增大，则苯乙烯的选择性减小，但是三个反应的平衡都是正向移动，C错误； D．随着水蒸气的通入，因为压强不变，则容器体积增大，相当于减小压强，反应I与反应II平衡正移，主反应生成的氢气量增大，促使反应Ⅲ正向移动，所以能提高乙苯的平衡转化率，D正确； 故选D。 二、非选择题：本题共4小题，共61分。 14. 铊()是一种稀有分散元素，具有良好的电子特性和光学特性，被广泛应用于电子、光学和化学等领域。从富铊灰(主要成分、、、、等)中提炼铊的工艺流程之一如图所示： 已知：①萃取过程的反应原理为。 ②易被氧化为。 ③。 （1）铊()与铝同主族，基态原子的价电子排布式为___________。 （2）“酸浸”步骤的酸应选择___________(a． b． c．，填字母)，其作用除了酸化提供，另一作用为___________。 （3）“酸浸”步骤反应的离子方程式为___________(转化为)，生产中用量总是多于理论用量，可能的原因是___________。 （4）试从化学平衡的角度解释“反萃取”步骤加入的原理和目的___________。 （5）“还原、沉淀”时，转化成，还原剂与氧化剂的物质的量之比为___________。 （6）①废水中浓度仍较高，经处理后使用以树脂基质为原料的复合纳米吸附剂，经纳米改性后填充纳米水合二氧化锰粒子，其比表面积与平均孔径值如下表所示，根据表中数据分析复合纳米吸收剂相比于树脂基质具有良好吸附效果的原因___________。 吸附剂种类 比表面积 平均孔径 树脂基质 21.52 33.1 复合纳米吸附剂 27.47 4.1 ②测得铊的去除率随投加量的变化关系如图所示。在纳米用量不变的情况下，欲提高的去除效果，可采取的措施是___________。 【答案】（1） （2） ①. b ②. 将溶液中的铅离子转化为PbSO4沉淀 （3） ①. ②. 酸浸时加入食盐水，酸性条件下有部分被离子还原为 （4）与反应，减小了离子浓度，使平衡逆向移动，Tl元素以形式重新进入水层 （5）1：1 （6） ①. 复合纳米吸附剂具有更大的比表面积，增加了更多的活性吸附位点：平均孔径更小，具有更高的铊吸附容量 ②. 用氧化剂将氧化为 【解析】 【分析】富铊灰经过酸浸，残渣为，被氧化为+3价与结合成，经过萃取，进入有机层，和进入水层，在经过反萃取，进入水层，用亚硫酸钠还原沉淀得到TlCl，经过焙烧，浓硫酸酸化得到硫酸盐，最后用锌置换得到Tl单质； 【小问1详解】 铊与铝同主族，铝元素位于元素周期表第三周期第三主族，而铊位于第六周期，则基态Tl原子的价电子排布式为； 【小问2详解】 HCl会被高锰酸钾氧化，会产生氮氧化物，故酸应选择硫酸，且需要硫酸根离子用以沉淀，因此选用； 【小问3详解】 中Tl为+1价，反应后生成中的Tl为+3价，故反应的离子方程式为：，酸浸时加入食盐水，酸性条件下有部分被离子还原为，导致高锰酸钾用量总是多于理论用量； 【小问4详解】 反萃取过程加入，与反应，减小了离子浓度，使平衡逆向移动，Tl元素以形式重新进入水层； 【小问5详解】 “还原、沉铊”过程中与亚硫酸根离子反应生成TlCl沉淀、硫酸根离子、氯离子和氢离子，反应的离子方程式为：，反应中铊元素从+3价降低到+1价，S元素从+4价升高到+6价，因此作为氧化剂，亚硫酸钠作为还原剂，反消耗的氧化剂与还原剂物质的量之比为：1：1； 【小问6详解】 表格中复合纳米吸附剂的比表面积更大，使得吸附面积增大也就是有更多活性吸附点，而平均孔径更小能拦截吸附更多的，即铊吸附容量大；由图可知比去除铊的效果更差，所以可以将氧化为来提高铊的去除率；故答案为氧化剂氧化为。 15. 化合物G可通过如下图所示的方法进行合成： （1）化合物D分子中sp2、sp3杂化的碳原子个数比为___________。 （2）①设计A→B的目的是___________。 ②E→F为什么所用试剂溶液碱性不能太强___________。 （3）若F→G的反应经历F→X→G的过程，已知X的分子式为，则F→X、X→G的反应类型分别为___________、___________。 （4）B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能与NaHCO3溶液发生反应，能与FeCl3溶液发生显色反应。 ②分子中含有4种不同化学环境的氢。 （5）设计以、和为原料制取的合成路线流程图___________(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）7:5 （2） ①. 保护醛基，防止其在后续步骤中被H2还原为醇羟基 ②. 防止碱性太强而破坏酰胺基 （3） ①. 加成反应 ②. 消去反应 （4）或或或(其他答案满足条件均可） （5） 【解析】 【分析】由题干合成路线图可知，A中醛基与HOCH2CH2CH2OH发生反应转化为B，把醛基保护起来，B中硝基在Pd/C催化作用下被H2还原为氨基，C与ClCH2COCl发生取代反应生成D，D转化为E，重新出现醛基，E在K2CO3条件下发生取代反应转化为F，F中的醛基先与CH3CH2NH2发生加成反应，然后在发生消去反应生成G，据此分析解题。 【小问1详解】 由题干化合物D的结构简式可知，化合物D分子中苯环和酰胺基上的碳原子采用sp2，其余碳原子采用sp3杂化，故sp2、sp3杂化的碳原子个数比为7:5，故答案为：7:5； 【小问2详解】 ①由分析可知，设计A→B的目的是保护醛基，防止其在后续步骤中被H2还原为醇羟基，故答案为：保护醛基，防止其在后续步骤中被H2还原为醇羟基； ②由题干流程图可知，E、F中含有酰胺基，在强碱性溶液中能够发生水解反应而被破坏，故E→F为什么所以试剂溶液碱性不能太强的原因是防止碱性太强而破坏酰胺基，故答案为：防止碱性太强而破坏酰胺基； 【小问3详解】 由分析可知，若F→G的反应经历F→X→G的过程，已知X的分子式为C11H14N2O3，则X的结构简式为：，则F中的醛基先与CH3CH2NH2发生加成反应，然后在发生消去反应生成G，即F→X、X→G的反应类型分别为加成反应、消去反应，故答案为：加成反应；消去反应； 【小问4详解】 由题干流程图中B的结构简式可知，B的分子式为：C10H11NO5，不饱和度为：6，则B同时满足下列条件①能与NaHCO3溶液发生反应即含有羧基，能与FeCl3溶液发生显色反应即含有酚羟基，②分子中含有4种不同化学环境的氢即分子结构高度对称的一种同分异构体的结构简式为： 或或或，故答案为：或者或或； 【小问5详解】 由题给有机物的转化关系可知，以、HOCH2CHO和为原料制取的合成步骤为在浓硫酸作用下与浓硝酸共热发生硝化反应生成，催化剂作用下与氢气发生还原反应生成，HOCH2CHO与氯化氢共热发生取代反应生成ClCH2CHO，ClCH2CHO与在K2CO3作用下发生取代反应生成，甲苯做溶剂条件下与先发生加成反应、后发生消去反应生成，则合成路线流程图为：。 16. 研究小组探究高铜酸钠的制备和性质。 资料：高铜酸钠为棕黑色固体，难溶于水。 实验I：向溶液中滴加溶液，迅速产生蓝绿色沉淀，振荡后得到棕黑色的浊液，将其等分成2份。 （1）蓝绿色沉淀中含有。用离子方程式表示溶液显碱性的原因：___________。 探究棕黑色沉淀的组成。 实验Ⅱ：将一份浊液过滤、洗涤、干燥，得到固体。取少量固体，滴加稀，沉淀溶解，有气泡产生，得到蓝色溶液。 （2）①另取少量固体b进行实验，证实了中钠元素的存在，实验操作的名称是___________。 ②进一步检验，棕黑色固体是。与稀反应的离子方程式是___________。 探究实验条件对制备的影响。 实验Ⅲ：向另一份浊液a中继续滴加溶液，沉淀由棕黑色变为蓝绿色，溶液的约为5，有Cl2产生。 （3）①对的来源，甲同学认为是和反应生成了，乙同学认为该说法不严谨，提出了生成的其他原因：___________。 ②探究“继续滴加溶液，能氧化”的原因。 i．提出假设1：增大，的还原性增强。实验证明假设成立。操作和现象是：取少量固体于试管中，___________。 ii．提出假设2：___________，经证实该假设也成立。 改进实验方案，进行实验。 实验Ⅳ：向溶液中滴加溶液，迅速生成蓝色沉淀，振荡后得到棕黑色浊液。浊液放置过程中，沉淀表面缓慢产生气泡并出现蓝色固体，该气体不能使湿润的淀粉试纸变蓝。 （4）根据上述实验，制备在水溶液中稳定存在的，应选用的试剂是溶液、___________和___________通过以上实验，根据化学性质的认识，设计实验方案制备无水___________。 【答案】（1）ClO-+H2OHClO+OH- （2） ①. 焰色试验 ②. 4NaCuO2+12H+=4Cu2++4Na++O2↑+6H2O （3） ①. pH减小，ClO-也可能氧化Cl-生成Cl2 ②. 滴加浓NaCl溶液，产生使湿润的淀粉KI试纸变蓝的气体 ③. c(H+)增大，NaCuO2的氧化性增强 （4） ①. CuSO4溶液 ②. NaOH溶液 ③. 向溶液中，逐滴滴加，边加边搅拌，然后将缓缓加入上述混合物中，边加边搅拌，使可溶物完全溶解，过滤，并用冰水洗涤沉淀2至3次，将黑色固体在低温条件下自然晾干。 【解析】 【分析】实验Ⅰ中：向溶液中滴加溶液，迅速产生蓝绿色沉淀，振荡后得到棕黑色的浊液，通过总反应得到含高铜酸钠沉淀，则浊液含高铜酸钠沉淀、氯离子、过量次氯酸根的混合物； 实验Ⅱ：将一份浊液过滤、洗涤、干燥，得到固体为高铜酸钠沉淀，与稀反应而溶解，说明它在酸性环境中不稳定； 实验Ⅲ：向另一份浊液a中继续滴加溶液，沉淀由棕黑色变为蓝绿色，溶液的约为5，有Cl2产生。说明铜化合价降低，高铜酸钠被还原，而氯离子被氧化为氯气；可根据氧化还原反应规律做出相应的猜想并通过实验验证是否正确；通过实验，证明了高铜酸钠溶液具有氧化性，且酸性条件下氧化性增强； Ⅳ通过把硫酸铜代替氯化铜制备了高铜酸钠，发现浊液放置过程中，沉淀表面缓慢产生气泡并出现蓝色固体，该气体不能使湿润的淀粉试纸变蓝，则气体为氧气，应该是高铜酸钠缓慢地把水中-2价的氧氧化为氧气，可见制备在水溶液中稳定存在的，应在碱性环境中进行，应选用的试剂是溶液、CuSO4溶液、NaOH溶液； 【小问1详解】 NaClO为强碱弱酸盐，水解显碱性，溶液显碱性的原因：ClO-+H2OHClO+OH-； 【小问2详解】 ①钠元素的焰色试验为黄色，可以通过焰色试验证明钠元素的存在； ②蓝色溶液为硫酸铜，则NaCuO2与稀H2SO4发生氧化还原反应，铜元素化合价降低，生成的气体应该是氧化产物氧气，故反应生成硫酸铜、硫酸钠、氧气、水，反应的离子方程式是4NaCuO2+12H+=4Cu2++4Na++O2↑+6H2O； 【小问3详解】 ①要找的来源，需要找到能把氯离子氧化为氯气的强氧化剂，溶液中存在次氯酸根离子，具有氧化性，也可能氧化氯离子生成氯气，则生成Cl2的其他原因：pH减小，ClO-也可能氧化Cl-生成Cl2； ②对于“继续滴加溶液，能氧化”； i.提出假设1：c(Cl-)增大，Cl-的还原性增强。要证明假设成立，只要提供氯离子浓度大的溶液、阳离子不影响反应，则可选用浓氯化钠溶液和NaCuO2固体反应，观察有没有气体生成使湿润的淀粉KI试纸变蓝的气体，故答案是：取少量NaCuO2固体于试管中，滴加浓NaCl溶液，产生使湿润的淀粉KI试纸变蓝的气体。 ii. 根据向另一份浊液a中继续滴加溶液，沉淀由棕黑色变为蓝绿色，溶液的约为5，有Cl2产生。可见反应是在酸性条件下产生氯气，则提出假设2：c(H+)增大，NaCuO2的氧化性增强，把氯离子氧化为氯气，经证实该假设也成立。 【小问4详解】 上述实验Ⅳ中硫酸铜替代了氯化铜，由得失电子守恒可知反应过程中次氯酸钠过量，制取过程中没有氯气产生， NaCuO2较稳定，结合分析可知NaCuO2在碱性条件下较稳定，则可以用NaClO溶液、CuSO4溶液和NaOH溶液制备在水溶液中稳定存在的NaCuO2，应选用的试剂是NaClO溶液、CuSO4溶液和NaOH溶液。根据和Ⅳ中数据，制备在水溶液中稳定存在的，具体步骤为：向溶液中，逐滴滴加，边加边搅拌，然后将缓缓加入上述混合物中，边加边搅拌，使可溶物完全溶解，过滤，并用冰水洗涤沉淀2至3次，将黑色固体在低温条件下自然晾干。 17. 可用于合成荧光粉、光导体等。在石油化工、天然气开采等行业产生的废水废气中含有较多的，脱除废水废气中的对环境保护、资源再利用有着现实意义。回答下列问题： （1）天然气开采过程产生的废水中主要含有，可用氧化处理。 常温下，向浓度为的溶液中加入一定量固体，在不同下的去除率随时间变化如图1所示。 ①实际生产中采取的去除条件，而不选择更低的原因是___________。 ②时，前的去除速率___________；实际生产中反应时间选择而不是更长，其原因是___________。 （2）通过光伏-电催化可将与协同转化为S、、等产品。 已知：还原产物X的法拉第效率。 当还原得到的和的分别为24%和8%时，___________。 （3）等离子体催化与协同转化可制得和等产品。在电场的激发下，部分反应历程如下： i． ii． iii．___________ iv． v． 补充步骤iii的反应历程：___________。 （4）某科研小组将微电池技术用于去除废气中的，其装置示意图如图2，主要反应：(难溶于水)，室温时，的条件下，研究反应时间对的去除率的影响。 ①装置中微电池负极的电极反应式为___________。 ②一段时间后，电流减小，单位时间内的去除率降低，可能的原因是___________。 【答案】（1） ①. pH值过低，c(H+)增大，使反应H2SH++HS－逆向进行，促使H2S从溶液中部分逸出，酸性增强，易和Na2SO3固体产生二氧化硫气体逸出，污染环境。 ②. 1.4×10−3 ③. 10min后H2S去除率增幅不大，时间成本增加，经济效率低 （2）12：1 （3）或 （4） ①. ②. 生成的FeS附着在铁碳填料的表面，原电池负极的表面积减小，化学反应速率减慢；铁的量因消耗而减少，形成微原电池的数量减少，化学反应速率减慢 【解析】 【小问1详解】 ①实际生产中采取pH=5的去除条件，而不选择更低pH的原因是pH值过低，c(H+)增大，使反应H2SH++HS－逆向进行，促使H2S从溶液中部分逸出，酸性增强，易和Na2SO3固体产生二氧化硫气体逸出，污染环境； ②pH=5时，前10minH2S的去除速率；实际生产中反应时间选择10min而不是更长，根据图中曲线分析10min后H2S去除率增幅不大，时间成本增加，经济效率低。 【小问2详解】 还原得到1mol转移电子2mol，还原得到1mol转移电子8mol，当还原得到的和的分别为24%和8%时，； 【小问3详解】 结合步骤v中出现OH，可知iii中应生成OH，步骤iii的反应历程：或； 【小问4详解】 ①装置中NaCl溶液能导电，作用是作电解质溶液，Fe失电子发生氧化反应生成FeS，FeS在负极生成，根据反应可知，该电池铁作负极，负极反应为：。 ②一段时间后，电流减小，单位时间内H2S的去除率降低，可能的原因是生成的FeS附着在铁碳填料的表面，原电池负极的表面积减小，化学反应速率减慢；铁的量因消耗而减少，形成微原电池的数量减少，化学反应速率减慢。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $