精品解析：湖南省长沙市长郡中学2024-2025学年高三上学期1月期末考试 化学试题

长郡中学2025届高三期末适应性考试 化学 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页。时量75分钟。满分100分。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 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 Li-7 Na-23 Cl-35.5 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 中华文明悠远而深邃，流传至今的众多古诗词是最好的见证。下列诗词所述内容主要涉及化合反应的是 A. 《鹤林玉露·一钱斩吏》中“绳锯木断，水滴石穿” B. 《无题·相见时难别亦难》中“蜡炬成灰泪始干” C. 《咏煤炭》中“凿开混沌得乌金” D. 《石灰吟》中“烈火焚烧若等闲” 2. 下列化学用语的表述错误的是 A. 葡萄糖的实验式： B. 乙酸中官能团的结构简式： C. 的化学名称：3-甲基-1，3-丁二烯 D. 乙醇的同分异构体的结构简式： 3. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 中质子数与中子数之差为 B. 4.6g乙醇中含有键总数为 C. 1.3g苯和乙炔的混合物中含有原子总数为 D. 1000mL浓硫酸与足量铜片加热充分反应转移电子总数为 4. 下列反应的方程式书写错误的是 A. 向红色溶液中加入过量铁粉： B. 向溶液中通入少量： C. 用纯碱溶液浸泡锅炉水垢： D. 用同位素标记法表示过氧化钠与水的反应： 5. 4-氯乙酰乙酸乙酯是一种治疗心脑血管疾病的高疗效药中间体。双乙烯酮(M)法合成4-氯乙酰乙酸乙酯(N)的工艺涉及反应方程式如下(Cat。表示催化剂)。下列说法错误的是 A. 双乙烯酮中键与键数目之比为 B. X中共平面的原子最多有8个 C. 4-氯乙酰乙酸乙酯能发生氧化、取代、加成、消去反应 D. 等量的X、4-氯乙酰乙酸乙酯分别与足量NaOH溶液反应，消耗的NaOH的量相等 阅读下列材料，完成下列小题。 钛白粉(主要成分为)广泛用于颜料、油漆和造纸等，实验测定钛白粉样品中纯度步骤如下： ①称取mg样品，用稀硫酸充分溶解得到，加入适量铝粉将全部还原为； ②过滤并洗涤，将所得滤液和洗涤液合并后配成100mL溶液； ③取20.00mL所配溶液于锥形瓶中，滴加几滴KSCN溶液，用浓度为的标准溶液滴定，将转化成，重复实验操作3次，消耗标准溶液的平均体积为VmL。 6. 对于上述实验，下列做法正确的是 A. 配制溶液时，烧杯和玻璃棒洗涤1次即可 B. 滴定读数时，应双手一上一下持滴定管保证其竖直 C. 过滤时选择抽滤的方式可加快过滤、使固液分离更彻底 D. 滴入最后半滴标准溶液，锥形瓶中溶液变红，即可判定达到滴定终点 7. 钛白粉样品中纯度(质量分数)计算正确的是 A. B. C. D. 8. 根据上述实验原理，下列说法正确的是 A. 可以用KI溶液代替KSCN溶液作指示剂 B. 步骤①中，若加入铝粉不足，将导致测定结果偏大 C. 步骤②中，若配制溶液时俯视刻度线，将导致测定结果偏小 D. 步骤③滴定时，若不慎将锥形瓶内溶液溅出，将导致测定结果偏小 9. 化合物M可作为酯化、聚合反应的催化剂，其结构如图所示，其中X、Y、Z、R是原子序数依次增大的短周期主族元素，且R的原子序数是Z的2倍，下列说法正确的是 A. 简单氢化物的沸点：Z＜R B. Z和R的最高正价相同 C. YZ2和RZ2的空间结构相同 D. 该化合物溶于水显酸性 10. 非金属卤化物的水解反应机理有亲核水解和亲电水解两种。发生亲核水解的条件是中心原子具有正电性且有空的价层轨道，空轨道用以容纳的配位电子，如图的水解反应；发生亲电水解的条件是中心原子具有负电性且带有孤电子对，可以接受来自的进攻，如图的水解反应。下列说法错误的是 A. 预测的水解产物为和HClO B. 水解过程中中心原子杂化方式改变，水解过程中中心原子杂化方式没有改变 C. 分子中F原子电负性大，N原子难以给出孤电子对，因此难以发生亲电水解 D. 分子中C原子没有空的价层轨道，因此难以发生亲核水解 11. 钌(Ru)为稀有元素，广泛应用于电子、航空航天、化工等领域。一种采用化学溶解—草酸还原法从含钌废料中分离提纯钌的流程如下，反应温度和金属钌与草酸质量比对钌回收率的影响如图甲、乙所示，该流程可避免有毒气体的生成，使生产过程更安全，操作过程更简便。 已知：“预处理”阶段在还原炉中进行，钌的化合物被还原为钌单质。 下列说法错误的是 A. “溶解”过程中钌元素参与反应的离子方程式为 B. 反应控制在温度为70℃，为的条件下最适宜 C. “沉淀”阶段，草酸主要作还原剂 D. “洗涤”时乙酸主要用来洗去杂质草酸，“还原”阶段的还原剂可以改用焦炭 12. 近年来，二维硒氧化铋因其稳定性好、载流子迁移率高等优点，被广泛应用于各种电子设备。研究人员发现，与石墨烯等二维材料不同，二维硒氧化铋的层与层之间是通过弱静电力而非范德华力维系。如图甲是二维硒氧化铋的结构示意图。下列说法正确的是 A. 中，x=y=z=2 B. 二维硒氧化铋晶胞沿z轴方向的投影图应该为 C. 若NA为阿伏加德罗常数的值，则二维硒氧化铋晶体的密度为 D. 二维硒氧化铋晶体经过图乙所示的氮掺杂之后，化学式变为Bi2O2-aSeNb，则a:b=2:3 13. 华南师范大学兰亚乾教授课题组从催化剂结构与性能间关系的角度，设计了一种催化剂同时作用在阳极和阴极，用于CH3OH氧化和CO2还原反应耦合的混合电解，工作原理如图甲所示。不同催化剂条件下CO2→CO电极反应历程如图乙所示。下列说法错误的是 A. 电解总反应为2CO2＋CH3OH2CO＋HCOOH＋H2O B. 若有2 mol H＋穿过质子交换膜，则理论上有44 g CO2被转化 C. 选择Ni8­TET催化剂催化，会比Ni­TPP消耗更多电能 D. 若以铅蓄电池为电源，则B极应与PbO2极相连接 14. 常温下，用0.1000 mol/LNaOH溶液滴定20.00 mL0.1000 mol/L H3PO4溶液时，V(NaOH)、各含磷元素微粒的lg[c/(mol/L)]和pH的关系如图。下列说法正确的是 A. 曲线①代表与pH的关系 B. b点时，溶液中c()＜10c(H3PO4) C. 常温下，H3PO4的 D. d点时，溶液中存在2c(H3PO4)+c()＜c() 第Ⅱ卷 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 金属铑(Rh)是一种高效催化剂，在有机合成中发挥重要作用。从废铑催化剂(主要含Rh，还含有少量的有机物及Cu、Fe等杂质)中提炼铑的工艺如图所示： 已知：①铑很难溶解，铑的氧化物性质稳定且极难溶解； ②25℃时相关物质的如表所示(开始沉淀的金属离子浓度为；金属离子浓度时，认为该离子沉淀完全)。 氢氧化物 回答下列问题： 途径一： （1）“氯化溶解”后，Rh元素以的形式存在，该过程中发生反应的离子方程式为___________。 （2）“阳离子交换”过程中，溶液中被阳离子交换树脂吸附的金属阳离子主要有___________。 途径二： （3）“焚烧”时，当温度高于320℃，铑的回收率会降低，可能的原因是___________。 （4）“熔融”的目的是___________；熔融时有刺激性气味的气体产生，该过程中铑参加反应的化学方程式为___________。 （5）途径二中分两次用氨水调pH，第一次调pH的范围为___________；第二次调节pH后所得溶液的溶质主要为___________(填化学式)，第二次调pH时，当pH高于一定值时，沉淀量迅速减少，可能的原因是___________。 （6）“电解还原”时，阴极的电极反应式为___________。 16. 氟硅酸()是磷矿生产工艺中的副产物，工业上利用其与氨气反应经多次处理后制备，能提高磷矿伴生资源的有效利用，减少资源浪费。实验室模拟该制备过程制备。回答下列问题： （1）制备溶液 连接好装置(如图)，经检查装置气密性良好，装入药品。点燃A处酒精灯，一段时间后，当观察到C中溶液pH为13左右时，用塑料注射器缓慢滴加20%氟硅酸溶液。 已知：①氟硅酸是二元强酸，易分解为四氟化硅和氟化氢；②不溶于；③的密度比水大。 ①装置A中发生反应的化学方程式为___________。 ②装置B和C中的作用是否相同？___________(填“是”或“否”)；两装置中的作用是___________。 ③三颈烧瓶中除生成，还会生成一种难溶于水的酸性氧化物，该反应的离子方程式是___________。 ④三颈烧瓶内部表层需要涂一层石蜡，原因是___________。 （2）制备 将上述三颈烧瓶中的混合物倒出，过滤，取滤液于烧杯中，加入适量石灰乳，充分反应后，经过一系列操作得到含有少量CaO的粗品。 ①指出如图所示过滤操作中不规范之处：___________。 ②一系列操作过程中使用的仪器有___________(填标号)。 （3）产品纯度测定 利用CaO溶于醋酸，而不溶于醋酸的性质提取mg产品中的，并用适当的溶剂将其配制成250mL溶液，移取25.00mL于锥形瓶中，用的EDTA标准溶液滴定至终点，消耗EDTA标准溶液的体积为，做空白实验，消耗EDTA标准溶液的体积为(已知：)。产品中的质量分数为___________%。 17. 化合物M是合成一种解热、镇咳药物的中间体，实验室合成M的一种路线如下： 回答下列问题： （1）A→B的目的是___________。 （2）中键和键个数比为___________。 （3）B→C的化学方程式为___________。 （4）M中所含官能团的名称为___________。G为链状分子，G→H的反应类型为___________。 （5）有机物A与反应生成B，相对分子质量更大的有机物B与A相比熔点反而下降，请说明原因___________。 （6）W为E的同分异构体，同时满足下列条件的W的结构有___________(写出结构简式，不考虑立体异构)。 ①含有苯环，核磁共振氢谱有5组吸收峰； ②1molW最多能与2mol反应。 （7）请补充完成以苯、乙醛和乙炔为原料合成的路线(无机试剂任选) ___________。 (合成路线常用的表示方式为AB目标产物) 18. 氨是一种重要的化工原料，德国化学家F．Haber提出以氮气和氢气为原料合成氨，奠定了合成氨的理论基础，之后科学家们对合成氨反应进行了一系列的相关研究。回答下列问题： （1）一定条件下，科研小组甲用计算机模拟出合成氨反应历程中的能量变化，如图所示。 写出上述反应条件下，生成2mol氨气的热化学方程式___________。 （2）科研小组乙在催化剂作用下合成氨，反应速率(k为速率常数只与温度有关。a、b、m为反应级数，可取正整数、负整数、0，也可取分数)。为了测定反应级数，在一定温度下进行实验，其结果如表()。 序号 反应速率 Ⅰ 1 1 1 n Ⅱ 2 1 1 2n Ⅲ 1 4 1 8n Ⅳ 1 4 2 4n 则反应总级数___________。 （3）科研小组丙、丁研究不同反应条件下的合成氨反应中平衡体系中氨气含量，所得数据如表。 科研小组 压强/() 温度/℃ 平衡混合气体中所占体积分数 丙 100 600 a% 丁 200 400 b% ①实验数据表明，从理论上解释的原因___________。 ②已知平衡时某气体分压与100kPa的比值为该气体的相对平衡分压，用各气体相对平衡分压表示的平衡常数即为相对分压平衡常数。若研究小组丁以物质的量之比为通入氮气和氢气，则___________(写出计算表达式)，通过实验条件分析比较(丁)___________(丙)(填“”“”或“”)。 （4）科研小组戊用计算机模拟合成氨工艺，选择合适的催化剂和温度，研究不同压强下从投料开始反应后相同时间内混合气体中氨气的体积分数，得到下图。 ①过程中，___________(填“”“”或“”)。 ②压强超过，突然大幅度下降的原因是___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 长郡中学2025届高三期末适应性考试 化学 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页。时量75分钟。满分100分。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 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 Li-7 Na-23 Cl-35.5 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 中华文明悠远而深邃，流传至今的众多古诗词是最好的见证。下列诗词所述内容主要涉及化合反应的是 A. 《鹤林玉露·一钱斩吏》中“绳锯木断，水滴石穿” B. 《无题·相见时难别亦难》中“蜡炬成灰泪始干” C. 《咏煤炭》中“凿开混沌得乌金” D. 《石灰吟》中“烈火焚烧若等闲” 【答案】A 【解析】 【详解】A．水滴石穿涉及碳酸钙与二氧化碳、水发生化合反应生成碳酸氢钙，A项正确； B．“蜡炬成灰泪始干”中的蜡主要含C、H、O元素，其燃烧不属于化合反应，B项错误； C．“凿开混沌得乌金”指的是煤的开采，属于物理变化，C项错误； D．“烈火焚烧若等闲”指的是碳酸钙分解，属于分解反应，D项错误； 故选A。 2. 下列化学用语的表述错误的是 A. 葡萄糖的实验式： B. 乙酸中官能团的结构简式： C. 的化学名称：3-甲基-1，3-丁二烯 D. 乙醇的同分异构体的结构简式： 【答案】C 【解析】 【详解】A．葡萄糖的分子式为C6H12O6，其实验式为：，A正确； B．乙酸中含羧基，其官能团的结构简式为：，B正确； C．中含两个碳碳双键，属于二烯烃，根据命名原则可知，其化学名称为2-甲基-1，3-丁二烯，C错误； D．乙醇分子式为C2H6O，其同分异构体的结构简式为：，D正确； 故选C。 3. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 中质子数与中子数之差为 B. 4.6g乙醇中含有键总数为 C. 1.3g苯和乙炔的混合物中含有原子总数为 D. 1000mL浓硫酸与足量铜片加热充分反应转移电子总数为 【答案】C 【解析】 【详解】A．的质量或物质的量未知，无法计算质子数与中子数之差，A项错误； B．单键均为键，1mol乙醇中含有个键，故4.6g(0.1mol)乙醇中含有键总数为，B项错误； C．乙炔和苯的最简式均为CH，则1.3g苯和乙炔的混合物中含有0.1mol“CH”，原子总数为，C项正确； D．浓硫酸反应一段时间变稀后不再与铜反应，难以计算1000mL浓硫酸与足量铜片加热充分反应中转移的电子总数，D项错误； 选C。 4. 下列反应的方程式书写错误的是 A. 向红色溶液中加入过量铁粉： B. 向溶液中通入少量： C. 用纯碱溶液浸泡锅炉水垢： D. 用同位素标记法表示过氧化钠与水的反应： 【答案】A 【解析】 【详解】A．硫氰化铁溶液与过量铁粉反应生成硫氰化亚铁，反应的离子方程式为，A错误； B．向溶液中通入二氧化硫气体，二者发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀，正确的离子方程式为，B正确； C．用纯碱溶液浸泡锅炉水垢发生的反应为微弱的硫酸钙与碳酸钠溶液反应生成难溶的碳酸钙和硫酸钠，反应的离子方程式为，C正确； D．过氧化钠与水的反应中过氧化钠既是氧化剂，又是还原剂，H2O中的O的化合价没有发生变化，，D正确； 故选A； 5. 4-氯乙酰乙酸乙酯是一种治疗心脑血管疾病的高疗效药中间体。双乙烯酮(M)法合成4-氯乙酰乙酸乙酯(N)的工艺涉及反应方程式如下(Cat。表示催化剂)。下列说法错误的是 A. 双乙烯酮中键与键数目之比为 B. X中共平面的原子最多有8个 C. 4-氯乙酰乙酸乙酯能发生氧化、取代、加成、消去反应 D. 等量的X、4-氯乙酰乙酸乙酯分别与足量NaOH溶液反应，消耗的NaOH的量相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．单键全是键，双键中有1个键和1个键，由双乙烯酮（M）的结构可知，双乙烯酮中含有10个键、2个键，二者数目之比为，故A正确； B．结合碳碳双键、碳氧双键均为平面结构，单键可以旋转以及三点共面知，X中最多有如图8个原子共面，故B正确； C．4-氯乙酰乙酸乙酯能燃烧发生氧化反应；含有酯基，能发生水解反应，水解反应属于取代反应，含有酮羰基，能发生加成反应；与氯原子相连的碳原子的邻位碳原子上不含H，不能发生消去反应，故C错误； D．1molX和1mol4-氯乙酰乙酸乙酯中均含有1mol碳氯键、1mol酯基，均能消耗2molNaOH，故D正确； 选C。 阅读下列材料，完成下列小题。 钛白粉(主要成分为)广泛用于颜料、油漆和造纸等，实验测定钛白粉样品中纯度步骤如下： ①称取mg样品，用稀硫酸充分溶解得到，加入适量铝粉将全部还原为； ②过滤并洗涤，将所得滤液和洗涤液合并后配成100mL溶液； ③取20.00mL所配溶液于锥形瓶中，滴加几滴KSCN溶液，用浓度为的标准溶液滴定，将转化成，重复实验操作3次，消耗标准溶液的平均体积为VmL。 6. 对于上述实验，下列做法正确的是 A. 配制溶液时，烧杯和玻璃棒洗涤1次即可 B. 滴定读数时，应双手一上一下持滴定管保证其竖直 C. 过滤时选择抽滤的方式可加快过滤、使固液分离更彻底 D. 滴入最后半滴标准溶液，锥形瓶中溶液变红，即可判定达到滴定终点 7. 钛白粉样品中纯度(质量分数)计算正确的是 A. B. C. D. 8. 根据上述实验原理，下列说法正确的是 A. 可以用KI溶液代替KSCN溶液作指示剂 B. 步骤①中，若加入铝粉不足，将导致测定结果偏大 C. 步骤②中，若配制溶液时俯视刻度线，将导致测定结果偏小 D. 步骤③滴定时，若不慎将锥形瓶内溶液溅出，将导致测定结果偏小 【答案】6. C 7. B 8. D 【解析】 【6题详解】 A．配制溶液时，为减少误差，烧杯和玻璃棒需洗涤2~3次，且洗涤液一并注入容量瓶中，A错误； B．滴定读数时，单手持滴定管上端并保持其自然垂直，视线与凹液面最低处相平，B错误； C．抽滤装置可以使抽滤瓶内和大气产生压强差，形成负压，使漏斗内的液体更快、更多地进入抽滤瓶中，与普通的过滤操作比，抽滤速度更快、固液分离更彻底，C正确； D．滴入最后半滴标准溶液，锥形瓶中溶液变为红色，且半分钟内不恢复原色，方可判定达到滴定终点，D错误； 故选C。 【7题详解】 根据TiO2~Ti3+~Fe3+~TiO2+，20.00 mL溶液中Ti³⁺的物质的量为：，100 mL溶液中，Ti³⁺的物质的量为：5×，样品中TiO₂的质量占样品总质量的百分比：纯度= =，故选B。 【8题详解】 A．若用KI溶液代替KSCN溶液作指示剂，滴加最后半滴标准溶液，被氧化生成，溶液变色不明显，A错误； B．步骤①中，若加入铝粉不足，不能将全部还原为，滴定时消耗标准溶液的体积偏小，将导致测定结果偏小，B错误； C．步骤②中，若配制溶液时俯视刻度线，所配溶液的浓度偏大，将导致测定结果偏大，C错误； D．步骤③滴定时，若不慎将锥形瓶内溶液溅出，则消耗标准溶液的体积偏小，将导致测定结果偏小，D正确； 故选D。 9. 化合物M可作为酯化、聚合反应的催化剂，其结构如图所示，其中X、Y、Z、R是原子序数依次增大的短周期主族元素，且R的原子序数是Z的2倍，下列说法正确的是 A. 简单氢化物的沸点：Z＜R B. Z和R的最高正价相同 C. YZ2和RZ2的空间结构相同 D. 该化合物溶于水显酸性 【答案】D 【解析】 【分析】化合物M的组成元素X、Y、Z、R是原子序数依次增大的短周期主族元素，由于X只形成1个共价键，则X是H元素；Y形成4个共价键，则Y是C元素；Z形成2个共价键，则Z是O元素；R的原子序数是Z的2倍，R可以形成6个共价键，则R是S元素，然后根据元素周期律及物质的性质分析解答。 【详解】根据上述分析可知：X是H，Y是C，Z是O，R是S元素。 A．根据上述分析可知：Z是O，R是S元素，二者是同一主族元素，它们形成的简单氢化物分子式分别是H2O、H2S。H2S分子之间只存在范德华力，而H2O分子之间除存在范德华力外，还存在氢键。氢键的存在增加了分子之间的吸引作用，导致物质的沸点：H2O＞H2S，A错误； B．根据上述分析可知：Z是O，R是S元素。O元素原子半径小，得到电子能力强，只有-2价没有与族序数相同的化合价；而S元素的非金属性比O弱，可以形成与族序数相当的+6价，因此Z和R的最高正价不相同，B错误； C．根据上述分析可知：Y是C，Z是O，R是S元素，YZ2是CO2，RZ2是SO2。CO2分子中C原子价层电子对数是：2+=2，无孤对电子，C原子采用sp杂化，分子结构为直线形；SO2分子中S原子价层电子对数是：2+=3， S原子采用sp2杂化，由1对孤对电子，SO2分子的空间结构为V形，故CO2、SO2的空间结构不相同，C错误； D．根据元素组成可知该化合物为CH3SOOH，由于S原子吸收电子能力比较强，使-O-H中的H+更容易电离出来，因此该化合物溶于水，溶液显酸性，D正确； 故合理选项是D。 10. 非金属卤化物的水解反应机理有亲核水解和亲电水解两种。发生亲核水解的条件是中心原子具有正电性且有空的价层轨道，空轨道用以容纳的配位电子，如图的水解反应；发生亲电水解的条件是中心原子具有负电性且带有孤电子对，可以接受来自的进攻，如图的水解反应。下列说法错误的是 A. 预测的水解产物为和HClO B. 水解过程中中心原子杂化方式改变，水解过程中中心原子杂化方式没有改变 C. 分子中F原子电负性大，N原子难以给出孤电子对，因此难以发生亲电水解 D. 分子中C原子没有空的价层轨道，因此难以发生亲核水解 【答案】A 【解析】 【详解】A．电负性：，因此As具有正电性，且As有空的价层轨道，会结合中的形成，中Cl会结合中的生成HCl，故A错误； B．水解过程中的中心原子Si的杂化方式为杂化，生成的中间体中Si形成5个杂化轨道，其杂化方式变为杂化，而水解过程中中心原子N的杂化方式始终为杂化，未发生改变，故B正确； C．由于分子中F原子电负性非常大，N上的孤电子对受到F原子的强束缚作用而难以给出，因此分子较难发生亲电水解，故C正确； D．分子中的中心原子C为杂化，与Cl成键后没有空的价层轨道，因而难以发生亲核水解，故D正确； 故答案为A。 11. 钌(Ru)为稀有元素，广泛应用于电子、航空航天、化工等领域。一种采用化学溶解—草酸还原法从含钌废料中分离提纯钌的流程如下，反应温度和金属钌与草酸质量比对钌回收率的影响如图甲、乙所示，该流程可避免有毒气体的生成，使生产过程更安全，操作过程更简便。 已知：“预处理”阶段在还原炉中进行，钌的化合物被还原为钌单质。 下列说法错误的是 A. “溶解”过程中钌元素参与反应的离子方程式为 B. 反应控制在温度为70℃，为的条件下最适宜 C. “沉淀”阶段，草酸主要作还原剂 D. “洗涤”时乙酸主要用来洗去杂质草酸，“还原”阶段的还原剂可以改用焦炭 【答案】D 【解析】 【分析】“预处理”阶段在还原炉中进行，钌的化合物被还原为钌单质，加入氢氧化钠、次氯酸钠将钌氧化为，过滤除去不溶性物质，加入草酸沉淀得到，加入乙酸洗涤表面的，通入氢气将还原为高纯钌粉，据此解答。 【详解】A．溶解过程钌单质在碱性环境下被氧化为，故离子方程式为，A正确； B．由图像分析可知，温度为70℃，为时，再升高温度或增加草酸质量，钌的回收率升高幅度不大，此时条件最适宜，B正确； C．“沉淀”阶段，含钌物质由变为，钌元素由价被还原至价，故草酸作还原剂，C正确； D．“洗涤”时乙酸主要洗去的杂质为钠离子，草酸可以在高温还原时分解，无需洗涤，不能改用焦炭还原剂，目的是得到高纯钌粉，若用固体还原剂，还原剂剩余可能导致产物不纯，D错误； 故选D。 12. 近年来，二维硒氧化铋因其稳定性好、载流子迁移率高等优点，被广泛应用于各种电子设备。研究人员发现，与石墨烯等二维材料不同，二维硒氧化铋的层与层之间是通过弱静电力而非范德华力维系。如图甲是二维硒氧化铋的结构示意图。下列说法正确的是 A. 中，x=y=z=2 B. 二维硒氧化铋晶胞沿z轴方向的投影图应该为 C. 若NA为阿伏加德罗常数的值，则二维硒氧化铋晶体的密度为 D. 二维硒氧化铋晶体经过图乙所示的氮掺杂之后，化学式变为Bi2O2-aSeNb，则a:b=2:3 【答案】C 【解析】 【分析】根据图乙，没有掺杂其他原子，利用均摊法可知晶胞中原子数分布如下：含个Bi原子，个Se原子，个O原子，其化学式为，所以图甲中根据电荷守恒知，该晶胞中若为与，则个数比为1:1。 【详解】A．该晶胞中若为与个数比为1:1，结合化合物化学式个数比及化合价规律可知，为，，，A项错误； B．根据立体几何关系可知，晶胞沿Z轴的投影中，Bi3+位于面心，Se2-位于顶点，O2-位于棱上，其投影图为：，B项错误； C．晶胞的化学式为，该晶胞中含有Se个数，结合化学式知该晶胞中含2个，故该晶胞的质量m=g，该晶胞体积，故该晶体的密度为，C项正确； D．二维硒氧化铋晶体经过图乙所示的氮掺杂之后，有一个O原子所在位置成为空穴，还有两个O原子被N原子替换，所以O原子个数变为：，N原子数为：，Bi与Se个数没变化，分别是4和2，即Bi:O:Se:N=4:2.5:2:1=2:1.25:1:0.5，根据化学式可得出2-a=1.25，a=0.75，b=0.5，因此得出a:b=3:2，D项错误； 答案选C。 13. 华南师范大学兰亚乾教授课题组从催化剂结构与性能间关系的角度，设计了一种催化剂同时作用在阳极和阴极，用于CH3OH氧化和CO2还原反应耦合的混合电解，工作原理如图甲所示。不同催化剂条件下CO2→CO电极反应历程如图乙所示。下列说法错误的是 A. 电解总反应为2CO2＋CH3OH2CO＋HCOOH＋H2O B. 若有2 mol H＋穿过质子交换膜，则理论上有44 g CO2被转化 C. 选择Ni8­TET催化剂催化，会比Ni­TPP消耗更多电能 D. 若以铅蓄电池为电源，则B极应与PbO2极相连接 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据甲图可得，A电极为阴极，电极反应式为2CO2+ 4e-+4H+=2CO＋2H2O，B电极为阳极，电极反应式为CH3OH+H2O-4e-═HCOOH +4H+，故电解总反应为2CO2＋CH3OH2CO＋HCOOH＋H2O，A正确； B．根据阴极电极反应式2CO2+ 4e-+4H+=2CO＋2H2O，若有2 mol H＋穿过质子交换膜，则理论上有1molCO2被转化，质量为44g，B正确； C．催化剂不能改变反应的焓变，选择Ni8­TET催化剂催化，和选用Ni­TPP消耗的电能相同，C错误； D．B极为电解池阳极，电解时连接电源正极，若以铅蓄电池为电源，则B极应与PbO2极相连接，D正确； 故选C。 14. 常温下，用0.1000 mol/LNaOH溶液滴定20.00 mL0.1000 mol/L H3PO4溶液时，V(NaOH)、各含磷元素微粒的lg[c/(mol/L)]和pH的关系如图。下列说法正确的是 A. 曲线①代表与pH的关系 B. b点时，溶液中c()＜10c(H3PO4) C. 常温下，H3PO4的 D. d点时，溶液中存在2c(H3PO4)+c()＜c() 【答案】B 【解析】 【分析】根据图中a点，V(NaOH )=l0 mL时，溶液中溶质为n(H3PO4)：n(NaH2PO4) =l：l，故③④为磷酸和磷酸二氢钠的曲线，又因为随着pH变大，H3PO4浓度变小，故③为lgc(H3PO4)与pH的关系曲线，④为lgc()与pH的关系曲线；又因为pH=2.12时，c()最小，故曲线②为lgc()与pH的关系曲线。①为lgc(与pH的关系曲线，据此分析回答。 【详解】A．根据上述分析可知：曲线①代表与pH的关系，A错误； B．根据图中a点c(H3PO4)=c()，Ka1==c(H+)=10-2.12；根据图中c点c()=c() ，Ka2==c(H+)=10-7.20，则b点时，V(NaOH)=20 mL，此时溶质为NaH2PO4，此时溶液pH=5，c(H+)=10-5 mol/L，Ka1·Ka2=×，=100.68＜10，故b点时溶液中c()＜10c(H3PO4)，B正确； C．a点，V(NaOH)=l0 mL，溶液中溶质为c(H3PO4)：c(NaH2PO4)=l：1，即c(H3PO4)=c()，Ka1==c(H+)=10-2.12；c点时，V(NaOH )=30 mL，c()：c() =1：1，即c()=c() ，Ka2==c(H+)=10-7.20，则=105.08，C错误； D．d点时，V(NaOH)=40 mL，n(NaOH)=2n(H3PO4)，溶液中溶质为Na2HPO4，溶液中存在质子守恒c(H+)+2c(H3PO4)+c()=c()+c(OH-)，此时溶液pH为10.00，溶液显碱性，则c(OH-)＞c(H+)，则2c(H3PO4)+c()＞c()，D错误； 故合理选项是B。 第Ⅱ卷 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 金属铑(Rh)是一种高效催化剂，在有机合成中发挥重要作用。从废铑催化剂(主要含Rh，还含有少量的有机物及Cu、Fe等杂质)中提炼铑的工艺如图所示： 已知：①铑很难溶解，铑的氧化物性质稳定且极难溶解； ②25℃时相关物质的如表所示(开始沉淀的金属离子浓度为；金属离子浓度时，认为该离子沉淀完全)。 氢氧化物 回答下列问题： 途径一： （1）“氯化溶解”后，Rh元素以的形式存在，该过程中发生反应的离子方程式为___________。 （2）“阳离子交换”过程中，溶液中被阳离子交换树脂吸附的金属阳离子主要有___________。 途径二： （3）“焚烧”时，当温度高于320℃，铑的回收率会降低，可能的原因是___________。 （4）“熔融”的目的是___________；熔融时有刺激性气味的气体产生，该过程中铑参加反应的化学方程式为___________。 （5）途径二中分两次用氨水调pH，第一次调pH的范围为___________；第二次调节pH后所得溶液的溶质主要为___________(填化学式)，第二次调pH时，当pH高于一定值时，沉淀量迅速减少，可能的原因是___________。 （6）“电解还原”时，阴极的电极反应式为___________。 【答案】（1） （2）、Na+ （3）温度过高，铑转化为性质稳定且极难溶解的氧化物 （4） ①. 将铑转化为可溶性的铑盐 ②. （5） ①. ②. ③. 与过量的氨水形成配合物使沉淀溶解 （6） 【解析】 【分析】由题给流程可知，途径一为向粉碎的废铑材料中加入浓盐酸、通入氯气 “氯化溶解”，将金属元素转化为六氯合铑酸、氯化铜、氯化铁，向溶液中加入草酸溶液，酸溶液中的铜离子转化为草酸铜沉淀，向反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液中和六氯合铑酸，用阳离子交换树脂吸附除去溶液中的铁离子、钠离子，一定条件下使溶液中的六氯合铑酸发生水解生成氢氧化铑，过滤得到滤液和氢氧化铑；氢氧化铑经多步处理得到铑；途径二为废铑材料控温焚烧，将铜、铁转化为氧化铜、氧化铁，向焚烧渣中加入熔融硫酸氢钾，将金属元素转化为硫酸盐，加水浸取得到硫酸盐溶液，向溶液中加入氨水调节溶液pH，将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到氢氧化铁和滤液；向滤液中加入氨水调节溶液pH，将溶液中的铜离子转化为四氨合铜离子，铑离子转化为氢氧化铑沉淀，过滤得到滤液和氢氧化铑；氢氧化铑溶于盐酸得到氯化铑溶液，电解氯化铑溶液，在阴极得到粗铑粉，粗铑粉经酸洗、水洗、焙烧得到铑。 【小问1详解】 由分析可知，加入浓盐酸、通入氯气 “氯化溶解”的目的是将金属元素转化为六氯合铑酸、氯化铜、氯化铁，生成六氯合铑酸的离子方程式为； 【小问2详解】 由分析可知，“阳离子交换”过程中用阳离子交换树脂吸附的目的是除去溶液中的铁离子； 【小问3详解】 “焚烧”时，当温度高于320℃，铑会转化为性质稳定且极难溶解的氧化物，导致铑的回收率会降低； 【小问4详解】 由分析可知，加入熔融硫酸氢钾的目的是将金属元素转化为可溶硫酸盐，该过程中铑参加反应的化学方程式为； 【小问5详解】 由分析可知，第一次加入氨水调节溶液pH的目的是将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀，铜离子不转化为沉淀，由溶度积可知，铁离子完全沉淀时，溶液中氢氧根离子浓度大于=10-11.2mol/L，则溶液pH大于2.8；溶液中铜离子浓度为0.1 mol/L时，溶液中氢氧根离子浓度小于=10-9.3mol/L，则溶液pH小于4.7，所以调节溶液pH的范围为2.8~4.7；第二次加入氨水调节溶液pH的目的是将溶液中的铜离子转化为四氨合铜离子，则所得溶液的溶质主要为硫酸四氨合铜；第二次加入氨水调节溶液pH高于一定值时，氢氧化铑能与氨水反应生成配合物导致氢氧化铑沉淀量迅速减少； 【小问6详解】 由分析可知，“电解还原”时，电解氯化铑溶液，在阴极得到粗铑粉，电极反应式为。 16. 氟硅酸()是磷矿生产工艺中的副产物，工业上利用其与氨气反应经多次处理后制备，能提高磷矿伴生资源的有效利用，减少资源浪费。实验室模拟该制备过程制备。回答下列问题： （1）制备溶液 连接好装置(如图)，经检查装置气密性良好，装入药品。点燃A处酒精灯，一段时间后，当观察到C中溶液pH为13左右时，用塑料注射器缓慢滴加20%氟硅酸溶液。 已知：①氟硅酸是二元强酸，易分解为四氟化硅和氟化氢；②不溶于；③的密度比水大。 ①装置A中发生反应的化学方程式为___________。 ②装置B和C中的作用是否相同？___________(填“是”或“否”)；两装置中的作用是___________。 ③三颈烧瓶中除生成，还会生成一种难溶于水的酸性氧化物，该反应的离子方程式是___________。 ④三颈烧瓶内部表层需要涂一层石蜡，原因是___________。 （2）制备 将上述三颈烧瓶中的混合物倒出，过滤，取滤液于烧杯中，加入适量石灰乳，充分反应后，经过一系列操作得到含有少量CaO的粗品。 ①指出如图所示过滤操作中不规范之处：___________。 ②一系列操作过程中使用的仪器有___________(填标号)。 （3）产品纯度测定 利用CaO溶于醋酸，而不溶于醋酸的性质提取mg产品中的，并用适当的溶剂将其配制成250mL溶液，移取25.00mL于锥形瓶中，用的EDTA标准溶液滴定至终点，消耗EDTA标准溶液的体积为，做空白实验，消耗EDTA标准溶液的体积为(已知：)。产品中的质量分数为___________%。 【答案】（1） ①. ②. 否 ③. B装置中用于监测的通入速率；C装置中用于防倒吸 ④. ⑤. 氟硅酸易分解为四氟化硅和氟化氢，HF会与玻璃中的反应 （2） ①. 缺少玻璃棒引流、漏斗下端颈部没有紧贴烧杯内壁 ②. CDE （3） 【解析】 【分析】制备溶液时，A中可通过加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物制取氨气，氨气进入B中，已知信息：不溶于；可通过观察B装置监测的通入速率；氨气极易溶于水，已知信息：的密度比水大，C中溶解氨气时，导管插入到二硫化碳中的导管逸出被上层的水吸收，所以在C中可防止倒吸，当氨气溶解使C中溶液pH为13左右时，用塑料注射器缓慢滴加20%氟硅酸溶液，反应产生氟化铵溶液，D为尾气处理装置，倒扣的漏斗可防倒吸。 【小问1详解】 ①据分析，装置A中加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物制取氨气，发生反应的化学方程式为。 ②据分析，装置B和C中的作用不相同，故填写“否”；两装置中的作用是B装置中用于监测的通入速率；C装置中用于防倒吸。 ③三颈烧瓶中氨水和20%氟硅酸溶液，反应产生氟化铵溶液，除生成，还会生成一种难溶于水的酸性氧化物，结合元素守恒，该难溶于水的酸性氧化物为二氧化硅，已知信息：氟硅酸是二元强酸，则该反应的离子方程式是。 ④已知信息氟硅酸易分解为四氟化硅和氟化氢，氟化氢气体及其水溶液氢氟酸能腐蚀玻璃，则三颈烧瓶内部表层需要涂一层石蜡，原因是：氟硅酸易分解为四氟化硅和氟化氢，HF会与玻璃中的反应。 【小问2详解】 将上述三颈烧瓶中的混合物倒出，过滤，取滤液于烧杯中，加入适量石灰乳，充分反应后，经过一系列操作得到含有少量CaO的粗品。 ①由图可知，如图所示过滤操作中不规范之处为：缺少玻璃棒引流、漏斗下端颈部没有紧贴烧杯内壁。 ②氟化铵和石灰乳反应生成的氟化钙，且氟化钙难溶于水，则一系列操作包括搅拌促使反应物充分接触、反应，过滤、洗涤、干燥，则图中使用的仪器有酒精灯、坩埚、玻璃棒，故选CDE。 【小问3详解】 利用CaO溶于醋酸，而不溶于醋酸的性质提取mg产品中的，并用适当的溶剂将其配制成250mL溶液，移取25.00mL于锥形瓶中，用的EDTA标准溶液滴定至终点，消耗EDTA标准溶液的体积为，做空白实验，消耗的体积为(已知：)。 滴定反应中，与钙离子反应的EDTA标准溶液为，根据，则产品中的质量分数为%。 17. 化合物M是合成一种解热、镇咳药物的中间体，实验室合成M的一种路线如下： 回答下列问题： （1）A→B的目的是___________。 （2）中键和键个数比为___________。 （3）B→C的化学方程式为___________。 （4）M中所含官能团的名称为___________。G为链状分子，G→H的反应类型为___________。 （5）有机物A与反应生成B，相对分子质量更大的有机物B与A相比熔点反而下降，请说明原因___________。 （6）W为E的同分异构体，同时满足下列条件的W的结构有___________(写出结构简式，不考虑立体异构)。 ①含有苯环，核磁共振氢谱有5组吸收峰； ②1molW最多能与2mol反应。 （7）请补充完成以苯、乙醛和乙炔为原料合成的路线(无机试剂任选) ___________。 (合成路线常用的表示方式为AB目标产物) 【答案】（1）保护-OH （2） （3） （4） ①. 酯基、碳碳双键、醚键 ②. 加成反应 （5）间苯二酚能形成分子间氢键，使熔点升高(或间苯二甲醚无法形成分子间氢键，熔点低) （6）、 （7） 【解析】 【分析】根据A的分子式以及C的结构简式可知，A为，A与SO2(OCH3)2发生取代反应生成B为，B与ClCH=CHCN反应生成C，C与HI反应生成D为，D酸性条件下水解生成E，E在催化剂作用下发生酯化反应生成F为，由（4）问知G为链状分子，根据G的分子式和H的结构简式可知G为，G与乙炔一定条件下反应生成H，H与F在ZnCl2、HCl加热条件下反应生成M。 【小问1详解】 从反应流程看，设计A生成B和C生成D两步过程中，酚羟基被反应然后又转化为酚羟基，其目的是防止酚羟基与发生副反应，增大原料利用率，故为保护-OH。 【小问2详解】 单键均为σ键，双键中含有1个σ键1个π键，叁键含有1个σ键2个π键；中键和键个数比为6:3=； 【小问3详解】 由分析，B与ClCH=CHCN反应生成C，结合质量守恒，同时生成HCl，B→C的化学方程式为； 【小问4详解】 由M结构可知，M中所含官能团的名称为酯基、碳碳双键、醚键。由分析，G为，G和乙炔加成生成H，反应类型为加成反应； 【小问5详解】 A为， B为，间苯二酚A含羟基能形成分子间氢键，使熔点升高(或间苯二甲醚B无法形成分子间氢键，熔点低)，故A熔点高于B； 【小问6详解】 E除苯环外含有3个碳、4个氧、2个不饱和度；W为E的同分异构体，W中含有苯环，核磁共振氢谱中有5组吸收峰，1molW最多能与2mol碳酸氢钠反应，则1个W中含有2个羧基，剩余1个碳形成烷基，则满足条件的W有，共2种。 【小问7详解】 乙醛和乙炔在一定条件下发生G生成H的原理的反应生成，与HCl在催化剂、加热条件下发生加成反应生成，和苯发生取代反应生成目标产物，故流程为：。 18. 氨是一种重要的化工原料，德国化学家F．Haber提出以氮气和氢气为原料合成氨，奠定了合成氨的理论基础，之后科学家们对合成氨反应进行了一系列的相关研究。回答下列问题： （1）一定条件下，科研小组甲用计算机模拟出合成氨反应历程中的能量变化，如图所示。 写出上述反应条件下，生成2mol氨气的热化学方程式___________。 （2）科研小组乙在催化剂作用下合成氨，反应速率(k为速率常数只与温度有关。a、b、m为反应级数，可取正整数、负整数、0，也可取分数)。为了测定反应级数，在一定温度下进行实验，其结果如表()。 序号 反应速率 Ⅰ 1 1 1 n Ⅱ 2 1 1 2n Ⅲ 1 4 1 8n Ⅳ 1 4 2 4n 则反应总级数___________。 （3）科研小组丙、丁研究不同反应条件下的合成氨反应中平衡体系中氨气含量，所得数据如表。 科研小组 压强/() 温度/℃ 平衡混合气体中所占体积分数 丙 100 600 a% 丁 200 400 b% ①实验数据表明，从理论上解释的原因___________。 ②已知平衡时某气体分压与100kPa的比值为该气体的相对平衡分压，用各气体相对平衡分压表示的平衡常数即为相对分压平衡常数。若研究小组丁以物质的量之比为通入氮气和氢气，则___________(写出计算表达式)，通过实验条件分析比较(丁)___________(丙)(填“”“”或“”)。 （4）科研小组戊用计算机模拟合成氨工艺，选择合适的催化剂和温度，研究不同压强下从投料开始反应后相同时间内混合气体中氨气的体积分数，得到下图。 ①过程中，___________(填“”“”或“”)。 ②压强超过，突然大幅度下降的原因是___________。 【答案】（1） （2）1.5 （3） ①. 增大压强，降低温度，平衡向正反应方向移动 ②. ③. （4） ①. ②. 氨气液化 【解析】 【小问1详解】 由图可知，生成氨气放出46kJ，生成2mol氨气放出92kJ，所以热化学方程式为； 【小问2详解】 有Ⅰ、Ⅱ可知，氮气浓度扩大2倍，速率也扩大2倍，所以a=1，由Ⅰ、Ⅲ可知，氢气浓度扩大4倍，速率扩大8倍，所以b=1.5，Ⅲ、Ⅳ可知，氨气浓度扩大2倍，速率减小一半，所以m=-1，故； 【小问3详解】 ①对于合成氨反应，可知气体体积减小，为放热反应，所以增大压强，降低温度，平衡向正反应方向移动，所以，②已知平衡时某气体分压与100kPa的比值为该气体的相对平衡分压，用各气体相对平衡分压表示的平衡常数即为相对分压平衡常数。若研究小组丁以物质的量之比为通入氮气和氢气，假设氮气为1mol，得三段式，，得氨气的体积分数为，，得氢气体积分数为，氮气体积分数为，则；平衡常数仅受温度的印象，合成氨的反应是放热反应，降低温度有利于平衡右移，所以(丁)＞(丙)； 【小问4详解】 ①过程中，随着压强增大，平衡正向移动，混合气体中氨气的体积分数增大，所以＞，②压强超过，氨气液化，混合气体中氨气的体积分数减小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $