精品解析：江苏省海安高级中学2024-2025学年高三上学期12月月考 化学试题

高三年级阶段检测 化学 (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 N：14 O：16 S：32 Cu：64 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. 化学在工农业生产和日常生活中都有重要应用。下列叙述正确的是 A. “尿不湿”中的高吸水性树脂，其主要成分聚丙烯酸钠属于天然有机高分子 B. 2023年诺贝尔化学奖授予量子点研究，直径为2~20nm的硅量子点属于胶体 C. “煤制烯烃大型现代煤化工成套技术开发及应用”中煤的气化和液化均属于化学变化 D. “玉兔二号”月球车首次实现在月球背面着陆，其太阳能电池帆板的主要材料是 【答案】C 【解析】 【详解】A．聚丙烯酸钠是一种高分子树脂，具有很强的吸水性，可用作纸尿裤的材料，属于合成有机高分子，A错误； B．直径为2~20nm的硅量子点为纯净物，不是分散系，不属于胶体，B错误； C．煤的气化是煤与H2O(g)反应生成一氧化碳和氢气，煤的液化是将煤转化为液体燃料的过程，均属于化学变化，C正确； D．太阳能电池帆板的主要材料是Si，D错误； 答案选C。 2. 已知反应；(R表示烷烃基)，该反应可用于提纯炔烃。下列说法不正确的是 A. 的空间构型为直线形 B. 基态O原子的价电子排布图为 C. 的电子式为 D. 中σ键与π键的个数比为1：1 【答案】A 【解析】 【详解】A．中的R表示烷基，烷基的空间构型不是直线形，A不正确； B．基态O原子的价电子排布式为2s22P4，价电子排布图为，B正确； C．与N2互为等电子体，电子式为，C正确； D．中σ键2+2=4个，π键为2×2=4个，个数比为1:1，D正确； 答案选A。 3. 下列有关实验能达到相应实验目的的是 A．实验室制备氯气 B．制备干燥的氨气 C．石油分馏制备汽油 D．制备乙酸乙酯 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A. 浓盐酸与MnO2的反应需要加热，故A错误； B. 氨气的密度比空气的密度小，应选用向下排空气法收集，故B错误； C. 蒸馏时温度计测定馏分的温度，冷却水下进上出，图中操作合理，故C正确； D. 乙酸乙酯能与NaOH溶液反应，小试管中应为饱和Na2CO3溶液，故D错误； 故选C。 4. 氢元素有多种化合物，如等。下列说法正确的是 A. 半径大小： B. 热稳定性大小： C. 电离能大小： D. 电负性大小： 【答案】A 【解析】 【详解】A．电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径，A正确； B．元素的非金属性越强，其简单氢化物的热稳定性越强，则热稳定性大小H2O>NH3>H2S，B错误； C．根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但第IIA族大于第IIIA族，第VA族大于第VIA族，则元素第一电离能：，C错误； D．同周期元素从左到右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，则电负性，D错误； 故选A。 5. 在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．氢氧化钙与氯气反应生成次氯酸钙、氯化钙和水，Ca(ClO)2与足量二氧化硫发生氧化还原反应，ClO-被还原为Cl-，得不到HClO，A错误； B．铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不是生成氧氢化铁，氧氢化铁与盐酸反应生成氯化铁，B错误； C．硫与氧气反应生成二氧化硫，盐酸的酸性强于亚硫酸，所以二氧化硫与氯化钡不反应，C错误； D．氨气催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮和氧气混合和水反应生成硝酸，4NO+3O2+2H2O=4HNO3，物质间转化能实现，D正确； 故选D。 阅读资料，氮元素单质及其化合物作用广泛。地球上的生物氮循环涉及多种合氮物质，转化关系如图甲所示。羟胺()可作油脂工业中的抗氧化剂。在水中可生成，溶液呈弱碱性。是一种高活性的人工固氮产物，其晶胞如图乙所示。回答问题。 6. 下列物质的结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是 A. 化学性质很稳定，可用于工业合成氨 B. 分子含有极性键，易溶于水 C. 具有还原性，可作油脂工业中的抗氧化剂 D. 易与酸反应，可用于制硝酸 7. 下列说法正确的是 A. 形成的晶体属于共价晶体，与中N原子的杂化方式相同 B. 溶液呈弱碱性的原因是 C. 图甲所示属于氮的固定的转化只有1步，N元素被还原的转化有4步 D. 图乙所示晶胞中X表示的是，Y表示 【答案】6. C 7. B 【解析】 【6题详解】 A．N2的化学性质稳定是因为分子中含有键能很大的氮氮三键，A不符合题意； B．N2H4易溶于水主要是因为与水反应生成N2H4·H2O，且N2H4能与水形成氢键，与其含有极性键无关，B不符合题意； C．NH2OH具有还原性，可作油脂工业中的抗氧化剂，两者具有关联性，C符合题意； D．NH3具有还原性，可以发生催化氧化反应，可用于制硝酸，D不符合题意； 故选C。 【7题详解】 A．由分子构成，属于分子晶体，A错误； B．N2H4·H2O溶液呈碱性的原因是能电离出OH-，电离方程式为，B正确； C．氮元素的固定指的是将游离态的氮转化为化合态的氮，图甲所示转化中只有⑤属于氮的固定，N元素被还原的转化有①②③④⑤，共5个，C错误； D．由图乙可知，X的个数为，Y的个数为，根据化学式Li2CN2可知，Y表示的是Li+，X表示，D错误； 故选B。 8. 化学链燃烧技术可提高燃烧效率，并有利于的捕集。某种化学链燃烧技术中的物质转化关系如下图，其中M和N为铜的氧化物，反应①和②在不同装置中进行，燃料用表示。下列说法不正确的是 A. M和N分别是CuO和 B. 若②中燃料为气体，则完全反应时，燃料与①中所需空气的体积比约1：10(相同条件下) C. 相同条件下，理论上燃料通过化学链燃烧比在空气中直接燃烧放出的热量更多 D. 与燃料在空气中燃烧相比，化学链燃烧生成的纯度更高，利于富集 【答案】C 【解析】 【详解】A．CxHy燃烧生成二氧化碳和水，是被氧化，化合价升高，则M→N是化合价降低，故M和N分别是CuO和Cu2O，A正确； B．若②中燃料为CH4，则完全反应时需要的氧气物质的量为CH4物质的量2倍，燃料与①中所需空气则为CH4的10倍，体积比约为1:10，B正确； C．根据盖斯定律可知，一个化学反应不管一步反应还是几步完成，反应热相等，故相同条件下，理论上燃料通过化学链燃烧和在空气中直接燃烧放出的热量相等，C错误； D．由图示可知，从燃料反应器中出来的只有CO2和水，CO2纯度更高，利于富集，D正确； 故选C。 9. 化合物A可用于治疗囊性纤维化，其结构如图。下列说法不正确的是 A. A中含有5种常见官能团 B. 分子式为 C. 1mol A最多可以与2mol NaOH反应 D. A与完全加成的产物分子中含有8个手性碳原子 【答案】B 【解析】 【详解】A．A中含有酮羰基、亚氨基、碳碳双键、酰胺基、羟基共5种常见官能团，A正确； B．A分子中含有24个C原子、2个N原子、3个O原子，不饱和度为12，则含H原子个数为26×2+2-12×2-2=28，分子式为C24H28N2O3，B错误； C．A分子中的酰胺基、酚羟基都能与NaOH反应，则1molA最多可以与2molNaOH反应，C正确； D．手性碳原子指的是连有4种不同原子或原子团的碳原子，A与H2完全加成的产物分子中，带“∗”的碳原子为手性碳原子，共含有8个手性碳原子，D正确； 故选B。 10. 库仑测硫仪可测定烟气中的含量，其原理如下图。检测前，电解质溶液中保持定值，电解池不工作。将a L含、、的待测气体通入电解池后，溶解并将还原，测硫仪便立即进行电解直到回到原定值。已知：电路中转移1mol 时所消耗的电量为f库仑。下列说法正确的是 A. 电解时，M接电源的负极 B. 检测前后，电解池内溶液的pH保持不变 C. 电解消耗的电量为b库仑，待测气体中的含量为 D. 若待测气体中能将部分氧化为，测定结果会偏高 【答案】C 【解析】 【分析】将a L含、、的待测气体通入电解池后，溶解并将还原，生成I-、和H+，反应的离子方程式为，当打破I−和平衡以后，测硫仪便立即进行电解，由图可知，测硫仪工作时，左侧铂电极（M极）为电解池的阳极，I-在阳极失去电子发生氧化反应生成，电极反应式为，直到回到原定值，右侧铂电极（N极）为阴极，溶液中的H+在阴极得到电子发生还原反应生成H2，则SO2含量的计算可以通过总反应：。 【详解】A．电解时，M为阳极，接电源的正极，故A错误； B．由分析可知，检测前后物质的变化可以用总反应方程式表示，消耗水、生成氢离子，则电解池内溶液的pH会发生变化，故B错误； C．电解消耗电量为b库仑，设SO2的含量为x mol，根据反应过程关系得失电子数目守恒： SO2～～2e-，列式 ，可得 ，待测气体中的含量为，故C正确； D．待测气体中O2能将部分I−氧化为，对于反应，即减少参加该反应的SO2的量但总量不受影响，或者说，对，减少了参加该反应的SO2的量，会使电解消耗的电量减小，测定结果会偏低，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 探究目的 探究方案 A 与的大小关系 用pH试纸测量等浓度NaClO溶液和NaCN溶液的pH，比较HClO和HCN的大小 B 探究浓度对反应速率的影响 向两支盛有5ml不同浓度溶液的试管中分别加入同浓度同体积的足量草酸溶液，观察实验现象 C 是否具有氧化性 向盛有水溶液的试管中滴加几滴溶液，振荡，观察溶液颜色变化 D 探究1-溴丁烷的消去反应产物 向圆底烧瓶中加入2.0g NaOH、15mL无水乙醇、碎瓷片和5mL 1-溴丁烷，微热，将产生的气体通入溴水，观察现象 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．NaClO溶液水解生成HClO，HClO具有漂白性会漂白pH试纸，因此应使用pH计测量相同浓度的NaClO溶液和NaCN溶液的pH，A错误； B．由于不同KMnO4溶液的起始颜色不同，与足量的草酸溶液反应，溶液褪色时间不同，因此无法通过实验现象探究浓度对反应速率的影响，B错误； C．与溶液反应，作还原剂，体现的是还原性，C错误； D．1-溴丁烷发生消去反应生成丁烯，丁烯与溴单质发生加成反应导致溴水褪色，因此可以探究1-溴丁烷的消去反应产物，D正确； 故选D。 12. 某研究小组利用电位滴定法研究盐酸滴加亚磷酸钠()溶液的过程，得到电极电位U和溶液pH随盐酸滴加的体积变化曲线如图所示。 已知：①电位滴定法的原理：在化学计量点附近，被测离子浓度发生突跃，指示电极电位也发生了突跃，进而确定滴定终点。②亚磷酸()是二元弱酸，其电离常数分别是，。下列说法正确的是 A. a点对应溶液的pH>7 B. b点对应第二次电极电位突跃，溶液的溶质是 C. c点对应的溶液中存在： D. 水的电离程度：a>b>c 【答案】C 【解析】 【详解】A．a点为第一次电极电位突跃，恰好完成第一步反应，对应溶质为NaH2PO3、NaCl，的电离平衡常数Ka2=10-6.7，水解平衡常数，的电离程度大于水解程度，即pH<7，故A错误； B．发生第二次突跃是NaH2PO3和盐酸恰好完全反应，溶液的溶质是NaCl和H3PO3，故B错误； C．c点对应溶质为NaH2PO3、NaCl、H3PO3，根据电荷守恒有：c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c()+2c()+c(Cl-)，根据物料守恒c(Na+)> c(Cl-)，所以c(H+)<c(OH-)+c()+2c()，故C正确； D．Na2HPO3水解促进水电离，盐酸抑制水电离，加盐酸过程中水的电离程度逐渐减小，所以水的电离程度a>c >b，故D错误； 故选：C。 13. 催化加氢制备的主要反应为： 反应I： 反应II： 一定压强下，在密闭容器中投入和在催化剂作用下发生反应。平衡时，转化率、产率及另外2种含氢气体的物质的量随温度的变化如图所示。 CO选择性可表示为。下列说法正确的是 A. 图中曲线①、曲线③分别表示平衡时物质的量、转化率随温度的变化 B. 反应I的、反应II的 C. 图中Р点对应温度下，平衡时CO选择性为11.1% D. 450℃之后，温度升高导致催化剂活性降低，从而导致甲烷平衡产率减小 【答案】C 【解析】 【分析】结合已知信息和图像可知450℃以前，CO2的平衡转化率等于CH4的平衡产率，随着温度的升高，二氧化碳的转化率和甲烷的平衡产率均减小，反应Ⅰ为放热反应，450℃以后，曲线③和曲线④不再相等，由上述分析可知，二氧化碳转化率增大，甲烷的平衡产率降低，即反应Ⅱ为吸热反应，曲线③代表的是平衡时CH4的产率随温度的变化情况，曲线④代表的是平衡时CO2的转化率随温度的变化情况；p点时2种含氢气体的物质的量均为1.36mol，结合碳原子守恒含碳物质总量为1mol，CH4的物质的量不超过1mol，且曲线随着温度升高逐渐增大，曲线①为H2物质的量随温度的变化情况，曲线②代表H2O(g)物质的量随温度的变化情况，根据上述分析回答下列问题； 【详解】A．根据上述分析可知，图中曲线①、曲线③分别表示平衡时物质的量、CH4的产率随温度的变化情况，A错误； B．根据上述分析可知，反应Ⅰ的、反应Ⅱ的，B错误； C．图中P点对应温度下，反应Ⅰ消耗n(CO2)为xmol，反应Ⅱ消耗n(CO2)为ymol，列三段式如下： ， ，结合p点数据可以得到，解得，===，C正确； D．450℃以后，甲烷平衡产率减小的原因是反应Ⅰ和Ⅱ同时发生，但以反应Ⅱ为主，D错误； 故选C。 二、非选择题：本题共4小题，共61分。 14. 氮化镓是一种新型的半导体，常用于紫光的激光二极管(LED)。某小组以废旧薄膜太阳能电池(CIGS)为原料(主要成分为)制备氮化镓，工艺流程如图： 已知：①硒属于氧族元素，镓、铟与铝位于同主族； ②氨水过量时，； ⑧常温下，． 当金属离子浓度时认为金属离子已完全沉淀。 回答下列问题： （1）基态Se原子的电子排布式为_______。 （2）“烧渣”的主要成分是和，已知：，在“高温焙烧”条件下，CIGS与氧气反应时铜转化成，不生成CuO，其主要原因可能是_______ (用结构理论解释)。 （3）“调过滤”后的“滤渣”主要成分是_______(填化学式)。 （4）“回流过滤”中的作用是_______(用镓相关的化学方程式表示)。“滤液I”加入足量烧碱，加热可以制备一种气体，该气体经干燥后可直接用于上述“_______”工序(填名称)。 （5）在一定硫酸和双氧水、固体颗粒不变的条件下，单位时间内“酸浸氧化”率与温度的关系如图甲所示(氧化率等于被氧化的元素质量与该元素总质量之比)。30℃时达到峰值的原因是_______。 （6）“高温气相沉积”中尾气常选用如图乙所示装置吸收。其原理是_______。 【答案】（1） （2）中的的价电子排布式为，全充满，该条件下更稳定 （3）和 （4） ①. ②. 高温气相沉积 （5）在30℃之前，随着温度升高，氧化速率增大；30℃之后，双氧水分解，反应物浓度降低，氧化率降低 （6）尾气中的HCl和极易溶于水，难溶于四氯化碳，所以直接将其通入四氯化碳中，不会产生倒吸现象 【解析】 【分析】废旧薄膜太阳能电池主要成分为，高温焙烧后得到金属氧化物：、和，加入硫酸和过氧化氢溶解，得到滤液中含有、和，加入过量氨水调节，得到的滤渣中含有和，滤液中含有，向滤渣中加入，分离出沉淀，得到的溶液，通过浓缩结晶得到晶体，最后与氨气作用得到，据此分析； 【小问1详解】 Se是34号元素，基态Se原子的电子排布式为：； 【小问2详解】 因为中的的价电子排布为，全充满，更稳定，所以与氧气反应时铜转化成，不生成； 【小问3详解】 根据以上分析，得到滤液中含有、和，加入过量氨水调节，得到的滤渣中含有和，滤液中含有； 【小问4详解】 与水反应，生成和，与反应生成，总方程式为：；滤液I为溶液，加入氢氧化钠溶液，可以制备，用于“高气相沉积”工序中； 【小问5详解】 双氧水受热以后容易分解，在30℃之前，随着温度升高，氧化速率增大；30℃之后，双氧水分解，反应物浓度降低，氧化率降低； 【小问6详解】 尾气中含有氯化氢和氨气，并且两种气体都极易溶于水，难溶于四氯化碳，并且四氯化碳密度较大，所以直接气体通入四氯化碳中，不会产生倒吸现象。 15. 化合物G是一种药物合成中间体，人工合成路线如下： （1）化合物A分子中最多有___________个原子在同一平面内。 （2）A→B中生成的另一有机产物为___________。 （3）有利于D→E的转化，原因是___________。 （4）写出同时满足下列条件的一种同分异构体，___________。除苯环外不含其它环状结构；含有3种不同化学环境的氢原子；含有2种官能团。 （5）请设计以和乙炔为原料制备的合成路线___________(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干)。 【答案】（1）17 （2） （3）D与发生取代反应生成E和HCl，而能与HCl反应消耗掉生成的HCl，促使该反应正向进行 （4）或 （5） 【解析】 【分析】要合成化合物G，将A在的作用下与乙酸酐反应得B，然后与加成把B还原为C，将C自身形成五元环得到D，D与在的作用下生成E，然后把E在碱性条件下与反应得到F，最后将F与加成得到目标产物G，据此分析解答。 【小问1详解】 A的结构简式为，分子式，结合苯环和双键的原子都处于同一平面，O原子连接的原子可以通过旋转到同一平面可知，只有左上角的中有2个H原子无法与苯环处于同一平面上，其余的17原子都可以在同一平面内。 故答案为：17。 【小问2详解】 A→B的反应方程式为：，则除了生成B外，另一种产物为。 故答案为：。 【小问3详解】 D的结构简式为，与反应后生成E，同时还得到HCl，而加入的能与HCl反应消耗掉生成的HCl，促使该反应正向进行。 故答案为：D与发生取代反应生成E和HCl，而能与HCl反应消耗掉生成的HCl，促使该反应正向进行。 【小问4详解】 的化学式为，它的一种同分异构体满足： ①除苯环外不含其它环状结构：其它原子只能以链状结构出现； ②含有3种不同化学环境的氢原子：即17个H原子要高度对称，只能出现3种情况的H原子，结构中需要出现大量的； ③含有2种官能团； 符合上述情况的结构得到的同分异构体为：和。 故答案为：和。 【小问5详解】 要将和乙炔为原料来制备，需要先将中的醛基氧化为羧基，然后在作用下转变为环状结构，再与乙醛反应得到，最后与加成得到目标产物，合成流程为：。 故答案为：。 16. 马日夫盐［］是一种用于机械设备的防锈磷化剂，工业上利用软锰矿(主要成分为，含少量硅、铁、铝等氧化物)为主要原料，联合处理含的烟气并制备马日夫盐的一种工艺流程如下。请回答下列问题： 已知：①不稳定，易被空气氧化；马日夫盐溶于水且随温度的升高，溶解度显著增大 ②有机萃取剂是溶解了一种酸性磷酸酯(表示为)的磺化煤油，萃取时发生的反应主要为：。 ③，，。 （1）若含的烟气中混有空气，不同的浸出时间下，浸出液中、的浓度和pH测定结果如图所示，在“浸锰”步骤中，主反应的化学方程式为___________，2h后导致溶液中、浓度变化产生明显差异的原因是___________(用化学方程式表示)。 （2）萃取时溶液pH对金属离子萃取率的影响如图所示。萃取时，应采用的最佳pH条件为___________，pH过大或过小都会降低萃取率，结合平衡移动原理解释其原因是___________。 （3）若浸出液中的浓度为1.0mol/L，则“调pH”的范围为___________(当离子浓度时认为沉淀完全)。 （4）以“调pH”后得到的含的滤液为原料，补充完整“沉锰”、“酸溶”及得到马日夫盐的实验操作：___________，过滤、洗涤、干燥，得到马日夫盐。(须使用的试剂：溶液、溶液、稀盐酸、磷酸、蒸馏水) 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. pH=1 ②. pH小于1时，氢离子浓度过大，反应的平衡逆移，萃取率下降；pH过大，水解生成氢氧化铁 （3）5.0~7.6 （4）在搅拌下向溶液中缓慢滴加溶液，至不再产生沉淀时，过滤，用蒸馏水洗涤滤渣至向最后一次洗涤滤液中加入稀盐酸酸化后再加溶液不再产生浑浊。向所得固体中加入磷酸溶液至完全溶解，蒸发浓缩至有晶膜出现、冷却结晶 【解析】 【分析】该工艺流程原料为软锰矿(主要成分为，含少量硅、铁、铝等氧化物)，产品为马日夫盐，流程主线中的主元素为锰，硅、铁、铝等元素在流程工艺中被依次除去，“浸锰”过程二氧化硅不溶，过滤除去，滤渣1为二氧化硅，Mn、Fe、A1以离子形式进入“萃取分液”过程，加入有机萃取剂，除去铁离子，调节水层的pH除去铝离子，滤渣2为氢氧化铝，溶液中主要含有硫酸锰，加入碳酸钠溶液“沉锰”，过滤后再加入磷酸反应，一系列操作后得到。 【小问1详解】 在“浸锰”步骤中，主反应为转化为，锰元素化合价发生降低，为还原反应，故与具有还原性的反应，化学方程式为；后浸出液中相同时间内的浓度增加量小于的浓度增加量，且下降不明显，说明有副反应发生，故产生明显差异的原因为； 【小问2详解】 溶液=1时，萃取率最大，且不会被萃取；小于1时，萃取率下降，从萃取时的反应可知，氢离子浓度过大，反应的平衡逆移，导致萃取率下降，过大，氢离子浓度减小，该水解平衡正移，生成氢氧化铁，且萃取率提高而造成损失； 【小问3详解】 “调”的目的是使完全沉淀除去，不被沉淀出来，完全沉淀，则，，，，故完全沉淀，溶液，不被沉淀出来，，，，，不被沉淀出来，，故答案为：； 【小问4详解】 碳酸钠溶液显碱性，与硫酸锰反应时可能有生成，为减少副产物的生成，根据可知，应使混合溶液的，则碳酸钠溶液不能过量，故正确的操作是将碳酸钠溶液缓慢加入硫酸锰溶液中，并不断搅拌，至不再产生沉淀时，过滤，用蒸馏水洗涤滤渣至向最后一次洗涤滤液中加入稀盐酸酸化后再加溶液不再产生浑浊。向所得固体中加入磷酸溶液至完全溶解，蒸发浓缩至有晶膜出现、冷却结晶。 17. 载人航天器中用萨巴蒂尔(Sabatier)反应将转化为和，配合水的电解实现氢气和氧气的再生。 （1）萨巴蒂尔反应为：，利用萨巴蒂尔反应再生制氧气的大体流程如图所示。 ①上述流程中，化合价发生改变的元素有___________。 ②已知和的燃烧热分别是-285.8，-890.3， ，则： ___________。 （2）萨巴蒂尔反应在300-400℃时转化率较高，副反应主要有： ，催化加制的反应历程如图所示。 ①用代替，通过检测生成的水中含有、、HDO，可能的原因有___________。 ②向恒压、密闭容器中通入1mol 和4mol ，平衡时混合气体中含碳物质(、、CO)的物质的量随温度的变化如图所示。温度低于600℃时，随着温度升高，B的物质的量增大的原因是___________。 （3）一种铜基催化KOH、尿素［］无膜电解系统用于电解水，可以低成本生产氢气。相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分氧化产物在不同电解电压时的法拉第效率() 如图所示。(法拉第效率：) ①当电解电压为时，阳极同时生成和的电极反应式为：___________。 ②不同电流密度下，阴极产物的法拉第效率和的生成速率如图所示。电流密度大于时，的法拉第效率降低的原因可能是：___________。 【答案】（1） ①. C、H、O ②. -164.9 （2） ①. 催化剂中含有H原子，且历程中反应是可逆反应 ②. 主反应的，副反应的。温度低于600℃时，随温度升高，主反应平衡逆向移动，浓度增大；随温度升高，副反应平衡正向移动，浓度减小；主反应的影响大于副反应，所以剩余物质的量增大，故温度低于600℃时，随着温度升高，B的物质的量增大 （3） ①. ②. 电流密度较大时，阳极产生的浓度大，扩散到阴极得电子 【解析】 【分析】由流程图知，宇航员呼出气体，将气体进行富集，在萨巴蒂尔反应器中发生反应，再将生成的进行电解，得到氢气和氧气，氢气回到萨巴蒂尔反应器中循环使用，氧气则供给宇航员进行呼吸，据此回答。 【小问1详解】 ①在上述流程中，发生的主要反应为和，故化合价发生改变的元素有C、H、O； ②已知和的燃烧热分别是-285.8，-890.3，则反应I为，反应Ⅱ为，令反应Ⅲ为 ，由反应I×4-反应Ⅱ+反应Ⅲ×3得，； 【小问2详解】 ①由图知，催化剂中含有H原子，且历程中反应是可逆反应，所以若用代替，生成的水中含有、、HDO； ②主反应的，副反应的。温度低于600℃时，随温度升高，主反应平衡逆向移动，浓度增大；随温度升高，副反应平衡正向移动，浓度减小；主反应的影响大于副反应，所以剩余物质的量增大，故温度低于600℃时，随着温度升高，B的物质的量增大； 【小问3详解】 ①由图知，当电解电压为时，和法拉第效率各为49%，两者的物质的量之比为1∶1，则阳极由KOH和尿素［］同时生成和的电极反应式为； ②由于电流密度较大时，阳极产生的浓度大，扩散到阴极得电子，使得的法拉第效率降低。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三年级阶段检测 化学 (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 N：14 O：16 S：32 Cu：64 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. 化学在工农业生产和日常生活中都有重要应用。下列叙述正确的是 A. “尿不湿”中的高吸水性树脂，其主要成分聚丙烯酸钠属于天然有机高分子 B. 2023年诺贝尔化学奖授予量子点研究，直径为2~20nm的硅量子点属于胶体 C. “煤制烯烃大型现代煤化工成套技术开发及应用”中煤的气化和液化均属于化学变化 D. “玉兔二号”月球车首次实现在月球背面着陆，其太阳能电池帆板的主要材料是 2. 已知反应；(R表示烷烃基)，该反应可用于提纯炔烃。下列说法不正确的是 A. 的空间构型为直线形 B. 基态O原子的价电子排布图为 C. 的电子式为 D. 中σ键与π键的个数比为1：1 3. 下列有关实验能达到相应实验目的的是 A．实验室制备氯气 B．制备干燥的氨气 C．石油分馏制备汽油 D．制备乙酸乙酯 A. A B. B C. C D. D 4. 氢元素有多种化合物，如等。下列说法正确的是 A. 半径大小： B. 热稳定性大小： C. 电离能大小： D. 电负性大小： 5. 在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是 A. B. C. D. 阅读资料，氮元素单质及其化合物作用广泛。地球上的生物氮循环涉及多种合氮物质，转化关系如图甲所示。羟胺()可作油脂工业中的抗氧化剂。在水中可生成，溶液呈弱碱性。是一种高活性的人工固氮产物，其晶胞如图乙所示。回答问题。 6. 下列物质的结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是 A. 化学性质很稳定，可用于工业合成氨 B. 分子含有极性键，易溶于水 C. 具有还原性，可作油脂工业中的抗氧化剂 D. 易与酸反应，可用于制硝酸 7. 下列说法正确的是 A. 形成的晶体属于共价晶体，与中N原子的杂化方式相同 B. 溶液呈弱碱性的原因是 C. 图甲所示属于氮的固定的转化只有1步，N元素被还原的转化有4步 D. 图乙所示晶胞中X表示的是，Y表示 8. 化学链燃烧技术可提高燃烧效率，并有利于的捕集。某种化学链燃烧技术中的物质转化关系如下图，其中M和N为铜的氧化物，反应①和②在不同装置中进行，燃料用表示。下列说法不正确的是 A. M和N分别是CuO和 B. 若②中燃料为气体，则完全反应时，燃料与①中所需空气的体积比约1：10(相同条件下) C. 相同条件下，理论上燃料通过化学链燃烧比在空气中直接燃烧放出的热量更多 D. 与燃料在空气中燃烧相比，化学链燃烧生成的纯度更高，利于富集 9. 化合物A可用于治疗囊性纤维化，其结构如图。下列说法不正确的是 A. A中含有5种常见官能团 B. 分子式为 C. 1mol A最多可以与2mol NaOH反应 D. A与完全加成的产物分子中含有8个手性碳原子 10. 库仑测硫仪可测定烟气中的含量，其原理如下图。检测前，电解质溶液中保持定值，电解池不工作。将a L含、、的待测气体通入电解池后，溶解并将还原，测硫仪便立即进行电解直到回到原定值。已知：电路中转移1mol 时所消耗的电量为f库仑。下列说法正确的是 A. 电解时，M接电源的负极 B. 检测前后，电解池内溶液的pH保持不变 C. 电解消耗的电量为b库仑，待测气体中的含量为 D. 若待测气体中能将部分氧化为，测定结果会偏高 11. 室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是 探究目的 探究方案 A 与的大小关系 用pH试纸测量等浓度NaClO溶液和NaCN溶液的pH，比较HClO和HCN的大小 B 探究浓度对反应速率的影响 向两支盛有5ml不同浓度溶液的试管中分别加入同浓度同体积的足量草酸溶液，观察实验现象 C 是否具有氧化性 向盛有水溶液的试管中滴加几滴溶液，振荡，观察溶液颜色变化 D 探究1-溴丁烷的消去反应产物 向圆底烧瓶中加入2.0g NaOH、15mL无水乙醇、碎瓷片和5mL 1-溴丁烷，微热，将产生的气体通入溴水，观察现象 A. A B. B C. C D. D 12. 某研究小组利用电位滴定法研究盐酸滴加亚磷酸钠()溶液的过程，得到电极电位U和溶液pH随盐酸滴加的体积变化曲线如图所示。 已知：①电位滴定法的原理：在化学计量点附近，被测离子浓度发生突跃，指示电极电位也发生了突跃，进而确定滴定终点。②亚磷酸()是二元弱酸，其电离常数分别是，。下列说法正确的是 A. a点对应溶液的pH>7 B. b点对应第二次电极电位突跃，溶液的溶质是 C. c点对应的溶液中存在： D. 水的电离程度：a>b>c 13. 催化加氢制备的主要反应为： 反应I： 反应II： 一定压强下，在密闭容器中投入和在催化剂作用下发生反应。平衡时，转化率、产率及另外2种含氢气体的物质的量随温度的变化如图所示。 CO选择性可表示为。下列说法正确的是 A. 图中曲线①、曲线③分别表示平衡时物质的量、转化率随温度的变化 B. 反应I的、反应II的 C. 图中Р点对应温度下，平衡时CO选择性为11.1% D. 450℃之后，温度升高导致催化剂活性降低，从而导致甲烷平衡产率减小 二、非选择题：本题共4小题，共61分。 14. 氮化镓是一种新型的半导体，常用于紫光的激光二极管(LED)。某小组以废旧薄膜太阳能电池(CIGS)为原料(主要成分为)制备氮化镓，工艺流程如图： 已知：①硒属于氧族元素，镓、铟与铝位于同主族； ②氨水过量时，； ⑧常温下，． 当金属离子浓度时认为金属离子已完全沉淀。 回答下列问题： （1）基态Se原子的电子排布式为_______。 （2）“烧渣”的主要成分是和，已知：，在“高温焙烧”条件下，CIGS与氧气反应时铜转化成，不生成CuO，其主要原因可能是_______ (用结构理论解释)。 （3）“调过滤”后的“滤渣”主要成分是_______(填化学式)。 （4）“回流过滤”中的作用是_______(用镓相关的化学方程式表示)。“滤液I”加入足量烧碱，加热可以制备一种气体，该气体经干燥后可直接用于上述“_______”工序(填名称)。 （5）在一定硫酸和双氧水、固体颗粒不变的条件下，单位时间内“酸浸氧化”率与温度的关系如图甲所示(氧化率等于被氧化的元素质量与该元素总质量之比)。30℃时达到峰值的原因是_______。 （6）“高温气相沉积”中尾气常选用如图乙所示装置吸收。其原理是_______。 15. 化合物G是一种药物合成中间体，人工合成路线如下： （1）化合物A分子中最多有___________个原子在同一平面内。 （2）A→B中生成的另一有机产物为___________。 （3）有利于D→E的转化，原因是___________。 （4）写出同时满足下列条件的一种同分异构体，___________。除苯环外不含其它环状结构；含有3种不同化学环境的氢原子；含有2种官能团。 （5）请设计以和乙炔为原料制备的合成路线___________(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干)。 16. 马日夫盐［］是一种用于机械设备的防锈磷化剂，工业上利用软锰矿(主要成分为，含少量硅、铁、铝等氧化物)为主要原料，联合处理含的烟气并制备马日夫盐的一种工艺流程如下。请回答下列问题： 已知：①不稳定，易被空气氧化；马日夫盐溶于水且随温度的升高，溶解度显著增大 ②有机萃取剂是溶解了一种酸性磷酸酯(表示为)的磺化煤油，萃取时发生的反应主要为：。 ③，，。 （1）若含的烟气中混有空气，不同的浸出时间下，浸出液中、的浓度和pH测定结果如图所示，在“浸锰”步骤中，主反应的化学方程式为___________，2h后导致溶液中、浓度变化产生明显差异的原因是___________(用化学方程式表示)。 （2）萃取时溶液pH对金属离子萃取率的影响如图所示。萃取时，应采用的最佳pH条件为___________，pH过大或过小都会降低萃取率，结合平衡移动原理解释其原因是___________。 （3）若浸出液中的浓度为1.0mol/L，则“调pH”的范围为___________(当离子浓度时认为沉淀完全)。 （4）以“调pH”后得到的含的滤液为原料，补充完整“沉锰”、“酸溶”及得到马日夫盐的实验操作：___________，过滤、洗涤、干燥，得到马日夫盐。(须使用的试剂：溶液、溶液、稀盐酸、磷酸、蒸馏水) 17. 载人航天器中用萨巴蒂尔(Sabatier)反应将转化为和，配合水的电解实现氢气和氧气的再生。 （1）萨巴蒂尔反应为：，利用萨巴蒂尔反应再生制氧气的大体流程如图所示。 ①上述流程中，化合价发生改变的元素有___________。 ②已知和的燃烧热分别是-285.8，-890.3， ，则： ___________。 （2）萨巴蒂尔反应在300-400℃时转化率较高，副反应主要有： ，催化加制的反应历程如图所示。 ①用代替，通过检测生成的水中含有、、HDO，可能的原因有___________。 ②向恒压、密闭容器中通入1mol 和4mol ，平衡时混合气体中含碳物质(、、CO)的物质的量随温度的变化如图所示。温度低于600℃时，随着温度升高，B的物质的量增大的原因是___________。 （3）一种铜基催化KOH、尿素［］无膜电解系统用于电解水，可以低成本生产氢气。相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分氧化产物在不同电解电压时的法拉第效率() 如图所示。(法拉第效率：) ①当电解电压为时，阳极同时生成和的电极反应式为：___________。 ②不同电流密度下，阴极产物的法拉第效率和的生成速率如图所示。电流密度大于时，的法拉第效率降低的原因可能是：___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $