内容正文:
2025年高考押题预测卷
高三化学·参考答案
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
B
B
A
A
D
A
C
A
A
D
B
C
C
B
C
B
二、非选择题:本题共4小题,共52分。
17.(16分)
(1)ACD(2分)
(2) Li3N(1分) 2(1分) 8(1分)
(3)Li+半径太小,导致O3-离子相互接触或导致负离子相互接触(2分)
(4)①2Fe1.5P+8CO2=Fe3(PO4)2+8CO(2分) ②pH太低,无法形成LiFePO4沉淀;pH太高,Fe2+水解且易生成LiOH、Li3PO4等沉淀(2分) 产品纯度较高(不含Fe3+杂质);水溶液中反应,条件容易控制;反应条件温和,节能(2分)
③NaOH溶液(1分) 高温(1分) 用碳酸水浸出、过滤(1分)
18.(12分)
(1) (2分)
(2)小于(1分) a点(1分)
(3)80% (2分) 0.643(2分)
(4)碳元素的电负性比氧元素小,容易给出孤电子对(2分)
(5) CO2+H2O+4e-=CO+2OH-(1分) 360(1分)
19.(12分)
(1)使得溶液中二氧化碳气体逸出(2分)
(2)CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl(2分)
(3)温度过低不能有效烘干,高于140℃会使得CaO2·8H2O受热分解(2分)
(4)边搅拌边0.03mol/L氢氧化钠溶液,至溶液变为深蓝色,将溶液置于冰水浴中,边搅拌边加入3%过氧化氢溶液至产生黄褐色沉淀,停止搅拌,静置,向上层清液中滴加3%过氧化氢溶液至无沉淀生成(3分)
(5)96%(3分)
20.(12分)
(1)对硝基苯酚或4-硝基苯酚(1分)
(2) (2分)
(3) (1分) 取代反应(1分)
(4)b(2分)
(5) 12(2分) (1分)
(6) (2分)
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学校:
______________
姓名:
_____________
班级:
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考号:
______________________
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2025年高考押题预测卷02
高三化学
(考试时间:90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。
可能用到的相对分子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 Mg-24 Al-27 Cl-35.5 Ca-40 Mn-55 Cr-52 Fe-56 Cu-64
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48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.下列物质中,具有极性键的非极性分子是( )
A.SiO2 B.SO3 C.SO3 D.P4
2.下列表示正确的是( )
A.PCl3分子的VSEPR模型:
B.反-2-丁烯的球棍模型:
C.用电子式表示MgCl2的形成过程:
D.键线式为的名称:2,4,4-三甲基戊烷
3.下列说法不正确的是( )
A.NaHCO3溶液显碱性,与NaOH不反应
B.SO2有还原性,能防止葡萄酒中一些成分被氧化
C.HNO3有酸性,能与NH3反应
D.HClO有强氧化性,可用作纸张的漂白剂
4.铝铵矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]是一种重要的工业原料。下列说法正确的是( )
A.键角:NH4+>NH3 B.半径:r(O2−)>r(Al3+)
C.沸点:H2S>H2O D.电负性:χ(H)>χ(Al)
5.下列说法不正确的是( )
A.装置①用于验证铁与水蒸气反应 B.装置②用于在通风橱内制取无水AlCl3
C.装置③用于煤的干馏实验 D.装置④用于比较碳酸和苯酚的酸性强弱
6.PH3常作为一种熏蒸剂,在贮粮中用于防治害虫,一种制备PH3的流程如图所示:
下列说法错误的是( )
A.上述流程中每一步均属于氧化还原反应
B.流程中,PH3都属于还原产物
C.已知次磷酸(H3PO2)为一元酸,则次磷酸钠(NaH2PO2)属于正盐
D.1mol次磷酸分解时转移2mol电子
7.结构决定性质,性质决定用途。下列物质性质和用途相匹配的是
选项
物质性质
用途
A
氨气极易溶于水
液氨常用作制冷剂
B
SiO2硬度大
SiO2可用作制光导纤维
C
铁粉还原性强
铁粉可用做食品袋中的抗氧化剂
D
SO2有毒
葡萄酒里含有的SO2具有杀菌和抗氧化作用
8.下列反应对应的离子方程式书写正确的是( )
A.Na2SO3与70%的浓硫酸混合:SO32-+2H+=SO2↑+H2O
B.NH4HCO3与足量的浓溶液混合:NH4++HCO3-+OH-=NH3↑+ CO2↑+H2O
C.Cl2通入水中:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
D.用酸性高锰酸钾标准溶液滴定草酸:5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
9.在化学合成和生物活性研究基础上,我国学者团队发现了具有显著抗骨肉瘤活性的氧杂蒽类化合物,该研究涉及的一个反应如图所示。下列说法错误的是( )
A.甲、乙互为同分异构体 B.甲、乙含相同数目的手性碳原子
C.甲、乙均能使酸性KMnO4溶液褪色 D.甲、乙均能与H2发生加成反应
10.由短周期主族元素X、Y、Z、M、Q组成的离子液体,结构式如图所示,X、Y、Z、M、Q原子序数依次增大。下列说法正确的是( )
A.基态原子未成对电子数:X<Q
B.气态氢化物的稳定性:Z>M
C.该离子中X原子采取sp3杂化,Y原子采取sp杂化
D.YM3与YH3相比,YH3与Cu2+配位的能力更强
11.焦炭催化还原SO2既可除去SO2,同时还可以回收硫(S2):2C(s)+2SO2(g) S2(g)+2CO2(g) 。一定压强下,向1 L密闭容器中加入足量的焦炭、催化剂和1 mol SO2,测得SO2的生成速率与S2(g)的生成速率随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a点时,反应逆向进行
B.图中a、b、c、d四点,只有c点处于平衡状态
C.T3℃时增大压强(压缩容器),能增大活化分子百分数
D.该反应的ΔH>0
12.钠离子电池有耐高温、安全的特点,现有从废水中回收钠的装置如图,中间室中电极材料具有选择性吸附、可将Na+转化为NaMO2,而脱出Na+转化为Na1-xMO2(M为某过渡金属)的功能,废水中钠以形式回收。下列有关说法错误的是( )
A.第一步吸附钠时,应接通“电源1”
B.第二步脱出钠时,中间室电极反应式为NaMO2-xe-=Na1-xMO2+ xNa+
C.为完成钠离子的吸附/脱出,交换膜“a”“b”应选用阴离子交换膜。
D.产品室每生成8gNaOH,理论上标准状况下惰性电极1上生成O2体积为
13.硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根离子(S2O32-,结构如图1)可看作是SO42-中的一个O原子被S原子取代。MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体,边长分别为apm、bpm、cpm,结构如图2所示,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.晶胞中[Mg(H2O)6]2-的个数为4 B.S2O32-的空间结构为四面体形
C.S2O32-中1号S原子可作配位原子 D.晶体的密度为
14.多取代呋喃(M)是许多天然产物和具有生物活性的重要药物的基本结构单元。由炔基酮(A)与重氮酯环加成生成M的反应机理如图所示。下列说法中错误的是( )
A.反应物A中最多有8个原子共平面
B.反应过程中Cu原子成键数目没有变化
C.反应过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
D.合成M的总反应为+N2=CHCOOCH3+N2
15.二元弱酸的酸式盐溶液,存在如下4种平衡:
HA-质子自递平衡:HA-+ HA-H2A+A2-
HA-电离平衡:HA-H++A2-
HA-水解平衡:HA-+H2OH2A+OH-
水电离平衡:H2OH++OH-
已知:25℃,Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11 mol·L-1、Ksp(Ag2CO3)=8.3×10-12。
下列说法不正确的是( )
A.NaHCO3溶液存在的4种平衡中,平衡常数最大的是HCO3-的质子自递平衡
B.10-4mol·L-1的极稀NaHCO3溶液中粒子浓度大小关系:cH2CO3>cOH->cCO32->cH+
C.加水稀释NaHCO3溶液的过程中可能出现:cH2CO3=cCO32-
D.浓度均为0.2 mol·L-1的NaHCO3溶液与AgNO3溶液等体积混合,可析出Ag2CO3沉淀
16.室温下,用含少量Cu2+的 MnSO4溶液制备MnCO3的过程如下:
注:“沉锰”时n(NH4HCO3):n(Mn2+)=2.5:1, 控制溶液pH=7.下列说法正确的是( )
A.NH4HCO3溶液中:c(NH4+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)
B.“过滤1”所得滤液中:
C.“沉锰”时发生反应:Mn2++HCO3-=MnCO3↓+H+
D.“过滤2”所得滤液中: c(NH4+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(HS—)+2c(S2—)
第II卷(非选择题 共52分)
二、非选择题:本题共4小题,共52分。
17.(16分)锂元素被广泛应用于电动汽车、军事通讯以及航空航天等领域。请回答:
(1)关于氢和碱金属的描述,下列说法正确的是___________。
A.熔点:H2<D2<T2
B.金属单质密度:Rb>K>Na>Li
C.得到一个电子释放的能量:H>Li
D.价电子排布为和的原子能量相同
(2)某化合物的晶体结构如下图所示。
①该化合物的化学式为 。
②该化合物中有 种不同化学环境的Li+,N3-的配位数为 。
(3)K、Rb的氢氧化物与O3反应,可以制得臭氧化物KO3、RbO3;而LiO3不能稳定存在,只能以[Li(NH3)4]O3的形式存在。请从离子半径的角度分析LiO3极不稳定的原因 。
(4)近年来,LiFePO4成为动力锂电池首选的正极材料。某兴趣小组在进行专题探究后设计了以下两种制备LiFePO4的方法:
Ⅰ.用Fe-P废渣制备Fe3(PO4)2,再将产物与Li2CO3、H3PO4在高温下反应制得LiFePO4。
Ⅱ.用LiOH、FeSO4、H3PO4和抗坏血酸混合溶液在pH=6的环境下反应制得LiFePO4。
已知:LiFePO4在酸性较强的环境下不稳定。
①方法Ⅰ,将Fe-P废渣(记为Fe1.5P)置于CO2气氛中煅烧,可得到Fe3(PO4)2和一种可燃性气体,该反应的化学反应方程式为 。
②方法Ⅱ,控制pH=6的原因是 。
请根据两种制备方法的差异,推测方法Ⅱ相对于方法Ⅰ的优势 。(写出2点即可)
③为回收废旧锂离子电池正极材料[主要成分为LiFePO4和]中的Li+,设计流程如下:
溶液A是 ,条件B是 ,两步操作C是 。
18.(12分)一氧化碳是合成气和各类煤气的主要成分,是有机化工的重要原料,也可用作燃料及精炼金属的还原剂。回答下列问题:
(1)CO与H2、O2可以合成乙二醇,反应为2CO(g)+O2(g)+5H2(g)=HOCH2CH2OH(l)+2H2O(l)。已知:CO(g)、H2(g)、乙二醇(1)的燃烧热分别为、、。则反应2CO(g)+O2(g)+5H2(g)=HOCH2CH2OH(l)+2H2O(l)的ΔH= 。
(2)工业合成光气的原理为CO(g)+Cl2(g)COCl2(g) ΔH。一定条件下,在密闭容器中充入1molCO与1molCOCl2合成COCl2,平衡时CO的转化率与温度的倒数(),压强的关系如图所示。
①若该反应的熵变为ΔS(J·mol-1·K-1),则温度 (填“大于”“小于”或“等于”)时,该反应自发。
②图示中达到平衡所需要的时间最短的点是 (填“a点”“B点”或“c点”)。
(3)CH4-CO2重整反应可获得合成气CO和H2,主要反应如下:
反应I:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
反应Ⅲ:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
一定温度下,起始时将1molCH4和1.01molCO2的混合气体充入某恒容密闭容器中,平衡时测得n(CO)=1.8mol,CH4和H2O的物质的量分数相等。
①平衡时甲烷的转化率为 。
②若起始压强为12kPa,则该温度下反应Ⅱ的平衡常数Kp= (Kp为用分压表示的平衡常数,分压总压物质的量分数,结果保留三位有效数字)。
(4)八羰基二钴[Co2(CO)8]主要用作有机化合物羰基化反应的催化剂,可由Co与CO在高温高压条件下直接合成。Co2(CO)8中碳原子是该配位化合物的配原子,其理由是 。
(5)研究人员开发出了不需要将CO2溶解在水溶液中,而是通过采用多孔催化剂电极将CO2转化为CO的电解池,工作原理如图1所示。为了使CO2气体直接发生反应,需要在催化剂层内形成大量的由CO2 (气体)、H2O (液体)、催化剂(固体)聚集而成的三相界面,如图2所示。
①阴极的电极反应式为 。
②标准状况下,二氧化碳按的气流速率通过该装置。电解20min后,测得电解效率和选择性,若通过某电极的电子全部用来生成氧气,理论上产生O2的质量为 g。
19.(12分)过氧化钙、过氧化铜可用作化工生产的氧化剂和催化剂。
Ⅰ.过氧化钙的制备。
过氧化钙(CaO2)在室温下稳定。微溶于水,可溶于稀酸生成过氧化氢。实验室制备过氧化钙的过程如下:
(1)“煮沸”的目的是 。
(2)“沉淀”反应的化学方程式为 。
(3) CaO2·8H2O需烘干转化为CaO2。烘干时需控温140℃的原因是 。
Ⅱ.过氧化铜的制备。
反应[Cu(NH3)4]2++H2O2+2H2O=CuO2↓+2NH4++2NH3·H2O可用于制备黄褐色固体CuO2。实验装置与实验用到的试剂如题图所示。
(4)补充完整由胆矾制备过氧化铜的实验步骤:称取NH4Cl和CuSO4·5H2O各2.0g于三颈烧瓶中,加入40mL水溶解, ,过滤,洗涤,晾干,称重。
(5)测定产品纯度。
取产品0.1000g与过量酸性KI溶液完全反应后,溶液呈弱酸性。以淀粉为指示剂,用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液30.00mL。
已知:CuO2+I-+H+→CuI+I2+H2O(未配平),I2+2S2O32-=S4O62-+2I-。
计算产品中CuO2的纯度 (写出计算过程)。、
20.(12分)维拉佐酮是临床上使用广泛的抗抑郁药,其关键中间体G的合成路线如下:
已知:
信息:
(1)A的名称为 。
(2)写出反应②的化学方程式 。
(3)E的结构简式为 ;反应⑥的反应类型是 。
(4)下列相关说法错误的是 。
a.化合物A和B可以用红外光谱进行鉴别
b. 1mol 最多可以与3molNaOH反应
c.反应⑤中K2CO3的作用是与生成的HCl反应,使平衡正向移动
d.F中不存在手性碳原子
(5)B的同分异构体中满足下列条件的有 种;写出其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式: 。
①属于芳香族化合物;②能发生银镜反应
(6)参照上述合成路线,从苯甲醛和乙醇出发,设计合成的路线 (无机试剂任选,合成路线见本题题干)。
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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2025年高考押题预测卷02
高三化学
(考试时间:90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。
可能用到的相对分子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 Mg-24 Al-27 Cl-35.5 Ca-40 Mn-55 Cr-52 Fe-56 Cu-64
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48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.下列物质中,具有极性键的非极性分子是( )
A.SiO2 B.SO3 C.SO3 D.P4
2.下列表示正确的是( )
A.PCl3分子的VSEPR模型:
B.反-2-丁烯的球棍模型:
C.用电子式表示MgCl2的形成过程:
D.键线式为的名称:2,4,4-三甲基戊烷
3.下列说法不正确的是( )
A.NaHCO3溶液显碱性,与NaOH不反应
B.SO2有还原性,能防止葡萄酒中一些成分被氧化
C.HNO3有酸性,能与NH3反应
D.HClO有强氧化性,可用作纸张的漂白剂
4.铝铵矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]是一种重要的工业原料。下列说法正确的是( )
A.键角:NH4+>NH3 B.半径:r(O2−)>r(Al3+)
C.沸点:H2S>H2O D.电负性:χ(H)>χ(Al)
5.下列说法不正确的是( )
A.装置①用于验证铁与水蒸气反应 B.装置②用于在通风橱内制取无水AlCl3
C.装置③用于煤的干馏实验 D.装置④用于比较碳酸和苯酚的酸性强弱
6.PH3常作为一种熏蒸剂,在贮粮中用于防治害虫,一种制备PH3的流程如图所示:
下列说法错误的是( )
A.上述流程中每一步均属于氧化还原反应
B.流程中,PH3都属于还原产物
C.已知次磷酸(H3PO2)为一元酸,则次磷酸钠(NaH2PO2)属于正盐
D.1mol次磷酸分解时转移2mol电子
7.结构决定性质,性质决定用途。下列物质性质和用途相匹配的是
选项
物质性质
用途
A
氨气极易溶于水
液氨常用作制冷剂
B
SiO2硬度大
SiO2可用作制光导纤维
C
铁粉还原性强
铁粉可用做食品袋中的抗氧化剂
D
SO2有毒
葡萄酒里含有的SO2具有杀菌和抗氧化作用
8.下列反应对应的离子方程式书写正确的是( )
A.Na2SO3与70%的浓硫酸混合:SO32-+2H+=SO2↑+H2O
B.NH4HCO3与足量的浓溶液混合:NH4++HCO3-+OH-=NH3↑+ CO2↑+H2O
C.Cl2通入水中:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
D.用酸性高锰酸钾标准溶液滴定草酸:5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
9.在化学合成和生物活性研究基础上,我国学者团队发现了具有显著抗骨肉瘤活性的氧杂蒽类化合物,该研究涉及的一个反应如图所示。下列说法错误的是( )
A.甲、乙互为同分异构体 B.甲、乙含相同数目的手性碳原子
C.甲、乙均能使酸性KMnO4溶液褪色 D.甲、乙均能与H2发生加成反应
10.由短周期主族元素X、Y、Z、M、Q组成的离子液体,结构式如图所示,X、Y、Z、M、Q原子序数依次增大。下列说法正确的是( )
A.基态原子未成对电子数:X<Q
B.气态氢化物的稳定性:Z>M
C.该离子中X原子采取sp3杂化,Y原子采取sp杂化
D.YM3与YH3相比,YH3与Cu2+配位的能力更强
11.焦炭催化还原SO2既可除去SO2,同时还可以回收硫(S2):2C(s)+2SO2(g) S2(g)+2CO2(g) 。一定压强下,向1 L密闭容器中加入足量的焦炭、催化剂和1 mol SO2,测得SO2的生成速率与S2(g)的生成速率随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a点时,反应逆向进行
B.图中a、b、c、d四点,只有c点处于平衡状态
C.T3℃时增大压强(压缩容器),能增大活化分子百分数
D.该反应的ΔH>0
12.钠离子电池有耐高温、安全的特点,现有从废水中回收钠的装置如图,中间室中电极材料具有选择性吸附、可将Na+转化为NaMO2,而脱出Na+转化为Na1-xMO2(M为某过渡金属)的功能,废水中钠以形式回收。下列有关说法错误的是( )
A.第一步吸附钠时,应接通“电源1”
B.第二步脱出钠时,中间室电极反应式为NaMO2-xe-=Na1-xMO2+ xNa+
C.为完成钠离子的吸附/脱出,交换膜“a”“b”应选用阴离子交换膜。
D.产品室每生成8gNaOH,理论上标准状况下惰性电极1上生成O2体积为
13.硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根离子(S2O32-,结构如图1)可看作是SO42-中的一个O原子被S原子取代。MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体,边长分别为apm、bpm、cpm,结构如图2所示,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.晶胞中[Mg(H2O)6]2-的个数为4 B.S2O32-的空间结构为四面体形
C.S2O32-中1号S原子可作配位原子 D.晶体的密度为
14.多取代呋喃(M)是许多天然产物和具有生物活性的重要药物的基本结构单元。由炔基酮(A)与重氮酯环加成生成M的反应机理如图所示。下列说法中错误的是( )
A.反应物A中最多有8个原子共平面
B.反应过程中Cu原子成键数目没有变化
C.反应过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
D.合成M的总反应为+N2=CHCOOCH3+N2
15.二元弱酸的酸式盐溶液,存在如下4种平衡:
HA-质子自递平衡:HA-+ HA-H2A+A2-
HA-电离平衡:HA-H++A2-
HA-水解平衡:HA-+H2OH2A+OH-
水电离平衡:H2OH++OH-
已知:25℃,Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11 mol·L-1、Ksp(Ag2CO3)=8.3×10-12。
下列说法不正确的是( )
A.NaHCO3溶液存在的4种平衡中,平衡常数最大的是HCO3-的质子自递平衡
B.10-4mol·L-1的极稀NaHCO3溶液中粒子浓度大小关系:cH2CO3>cOH->cCO32->cH+
C.加水稀释NaHCO3溶液的过程中可能出现:cH2CO3=cCO32-
D.浓度均为0.2 mol·L-1的NaHCO3溶液与AgNO3溶液等体积混合,可析出Ag2CO3沉淀
16.室温下,用含少量Cu2+的 MnSO4溶液制备MnCO3的过程如下:
注:“沉锰”时n(NH4HCO3):n(Mn2+)=2.5:1, 控制溶液pH=7.下列说法正确的是( )
A.NH4HCO3溶液中:c(NH4+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)
B.“过滤1”所得滤液中:
C.“沉锰”时发生反应:Mn2++HCO3-=MnCO3↓+H+
D.“过滤2”所得滤液中: c(NH4+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(HS—)+2c(S2—)
第II卷(非选择题 共52分)
二、非选择题:本题共4小题,共52分。
17.(16分)锂元素被广泛应用于电动汽车、军事通讯以及航空航天等领域。请回答:
(1)关于氢和碱金属的描述,下列说法正确的是___________。
A.熔点:H2<D2<T2
B.金属单质密度:Rb>K>Na>Li
C.得到一个电子释放的能量:H>Li
D.价电子排布为和的原子能量相同
(2)某化合物的晶体结构如下图所示。
①该化合物的化学式为 。
②该化合物中有 种不同化学环境的Li+,N3-的配位数为 。
(3)K、Rb的氢氧化物与O3反应,可以制得臭氧化物KO3、RbO3;而LiO3不能稳定存在,只能以[Li(NH3)4]O3的形式存在。请从离子半径的角度分析LiO3极不稳定的原因 。
(4)近年来,LiFePO4成为动力锂电池首选的正极材料。某兴趣小组在进行专题探究后设计了以下两种制备LiFePO4的方法:
Ⅰ.用Fe-P废渣制备Fe3(PO4)2,再将产物与Li2CO3、H3PO4在高温下反应制得LiFePO4。
Ⅱ.用LiOH、FeSO4、H3PO4和抗坏血酸混合溶液在pH=6的环境下反应制得LiFePO4。
已知:LiFePO4在酸性较强的环境下不稳定。
①方法Ⅰ,将Fe-P废渣(记为Fe1.5P)置于CO2气氛中煅烧,可得到Fe3(PO4)2和一种可燃性气体,该反应的化学反应方程式为 。
②方法Ⅱ,控制pH=6的原因是 。
请根据两种制备方法的差异,推测方法Ⅱ相对于方法Ⅰ的优势 。(写出2点即可)
③为回收废旧锂离子电池正极材料[主要成分为LiFePO4和]中的Li+,设计流程如下:
溶液A是 ,条件B是 ,两步操作C是 。
18.(12分)一氧化碳是合成气和各类煤气的主要成分,是有机化工的重要原料,也可用作燃料及精炼金属的还原剂。回答下列问题:
(1)CO与H2、O2可以合成乙二醇,反应为2CO(g)+O2(g)+5H2(g)=HOCH2CH2OH(l)+2H2O(l)。已知:CO(g)、H2(g)、乙二醇(1)的燃烧热分别为、、。则反应2CO(g)+O2(g)+5H2(g)=HOCH2CH2OH(l)+2H2O(l)的ΔH= 。
(2)工业合成光气的原理为CO(g)+Cl2(g)COCl2(g) ΔH。一定条件下,在密闭容器中充入1molCO与1molCOCl2合成COCl2,平衡时CO的转化率与温度的倒数(),压强的关系如图所示。
①若该反应的熵变为ΔS(J·mol-1·K-1),则温度 (填“大于”“小于”或“等于”)时,该反应自发。
②图示中达到平衡所需要的时间最短的点是 (填“a点”“B点”或“c点”)。
(3)CH4-CO2重整反应可获得合成气CO和H2,主要反应如下:
反应I:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
反应Ⅲ:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
一定温度下,起始时将1molCH4和1.01molCO2的混合气体充入某恒容密闭容器中,平衡时测得n(CO)=1.8mol,CH4和H2O的物质的量分数相等。
①平衡时甲烷的转化率为 。
②若起始压强为12kPa,则该温度下反应Ⅱ的平衡常数Kp= (Kp为用分压表示的平衡常数,分压总压物质的量分数,结果保留三位有效数字)。
(4)八羰基二钴[Co2(CO)8]主要用作有机化合物羰基化反应的催化剂,可由Co与CO在高温高压条件下直接合成。Co2(CO)8中碳原子是该配位化合物的配原子,其理由是 。
(5)研究人员开发出了不需要将CO2溶解在水溶液中,而是通过采用多孔催化剂电极将CO2转化为CO的电解池,工作原理如图1所示。为了使CO2气体直接发生反应,需要在催化剂层内形成大量的由CO2 (气体)、H2O (液体)、催化剂(固体)聚集而成的三相界面,如图2所示。
①阴极的电极反应式为 。
②标准状况下,二氧化碳按的气流速率通过该装置。电解20min后,测得电解效率和选择性,若通过某电极的电子全部用来生成氧气,理论上产生O2的质量为 g。
19.(12分)过氧化钙、过氧化铜可用作化工生产的氧化剂和催化剂。
Ⅰ.过氧化钙的制备。
过氧化钙(CaO2)在室温下稳定。微溶于水,可溶于稀酸生成过氧化氢。实验室制备过氧化钙的过程如下:
(1)“煮沸”的目的是 。
(2)“沉淀”反应的化学方程式为 。
(3) CaO2·8H2O需烘干转化为CaO2。烘干时需控温140℃的原因是 。
Ⅱ.过氧化铜的制备。
反应[Cu(NH3)4]2++H2O2+2H2O=CuO2↓+2NH4++2NH3·H2O可用于制备黄褐色固体CuO2。实验装置与实验用到的试剂如题图所示。
(4)补充完整由胆矾制备过氧化铜的实验步骤:称取NH4Cl和CuSO4·5H2O各2.0g于三颈烧瓶中,加入40mL水溶解, ,过滤,洗涤,晾干,称重。
(5)测定产品纯度。
取产品0.1000g与过量酸性KI溶液完全反应后,溶液呈弱酸性。以淀粉为指示剂,用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液30.00mL。
已知:CuO2+I-+H+→CuI+I2+H2O(未配平),I2+2S2O32-=S4O62-+2I-。
计算产品中CuO2的纯度 (写出计算过程)。、
20.(12分)维拉佐酮是临床上使用广泛的抗抑郁药,其关键中间体G的合成路线如下:
已知:
信息:
(1)A的名称为 。
(2)写出反应②的化学方程式 。
(3)E的结构简式为 ;反应⑥的反应类型是 。
(4)下列相关说法错误的是 。
a.化合物A和B可以用红外光谱进行鉴别
b. 1mol 最多可以与3molNaOH反应
c.反应⑤中K2CO3的作用是与生成的HCl反应,使平衡正向移动
d.F中不存在手性碳原子
(5)B的同分异构体中满足下列条件的有 种;写出其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式: 。
①属于芳香族化合物;②能发生银镜反应
(6)参照上述合成路线,从苯甲醛和乙醇出发,设计合成的路线 (无机试剂任选,合成路线见本题题干)。
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2025年高考押题预测卷02
高三化学
(考试时间:90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。
可能用到的相对分子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 Mg-24 Al-27 Cl-35.5 Ca-40 Mn-55 Cr-52 Fe-56 Cu-64
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48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.下列物质中,具有极性键的非极性分子是( )
A.SiO2 B.SO3 C.SO3 D.P4
【答案】B
【解析】根据价层电子对互斥理论,中心原子价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数;极性键与非极性分子:极性键由不同原子形成(电负性差异),而非极性分子整体电荷分布对称,正负电荷中心重合。A项,SiO2为共价晶体(网状结构),无独立分子,A错误;B项,SO3中S的价层电子对数为,为sp2杂化,分子为平面三角形(对称结构),S-O键为极性键,分子整体无极性,B正确;C项,O3中O的价层电子对数为,为sp2杂化,有1对孤对电子,分子为V形(不对称),为极性分子,C错误;D项,P4的空间构型是正四面体,是非极性分子,其中P-P键为非极性键,D错误;故选B。
2.下列表示正确的是( )
A.PCl3分子的VSEPR模型:
B.反-2-丁烯的球棍模型:
C.用电子式表示MgCl2的形成过程:
D.键线式为的名称:2,4,4-三甲基戊烷
【答案】B
【解析】A项,PCl3中心磷原子价层电子对数,采取sp3杂化,则PCl3分子的VSEPR模型应为四面体形,A错误;B项,反-2-丁烯中两个甲基分别位于双键的相反两侧,球棍模型为,B正确;C项,MgCl2是离子化合物,Mg2+原子失去电子形成Mg2+,Cl原子得到电子形成Cl-,用电子式表示MgCl2的形成过程:,C错误;D项,主链最长为5个碳原子,母体为戊烷,烷烃命名时,支链位置的代数和应取最小,故2号碳原子上有2个甲基,4号碳原子上有一个甲基,命名为:2,2,4-三甲基戊烷,D错误;故选B。
3.下列说法不正确的是( )
A.NaHCO3溶液显碱性,与NaOH不反应
B.SO2有还原性,能防止葡萄酒中一些成分被氧化
C.HNO3有酸性,能与NH3反应
D.HClO有强氧化性,可用作纸张的漂白剂
【答案】A
【解析】A项,NaHCO3溶液显碱性,和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,故A错误;B项,SO2具有还原性,按标准添加适量SO2能防止葡萄酒中的一些成分被氧化,故B正确;C项,HNO3有酸性,能与NH3反应反应生成硝酸铵,故C正确;D项,HClO有强氧化性,能使有色物质褪色,可用作纸张的漂白剂,故D正确;故选A。
4.铝铵矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]是一种重要的工业原料。下列说法正确的是( )
A.键角:NH4+>NH3 B.半径:r(O2−)>r(Al3+)
C.沸点:H2S>H2O D.电负性:χ(H)>χ(Al)
【答案】A
【解析】A项,NH4+的中心原子价电子对数是4,无孤电子对,NH3中心原子价电子对数为4,有1个孤电子对,所以键角:NH4+>NH3,故A正确;B项,Al3+和O2−电子层结构相同,则核电荷数越大,离子半径越小,则离子半径:r(O2−)>r(Al3+),故B错误;C项,H2O中含有氢键,H2S中不含氢键,则沸点:H2O>H2S,故C错误;D项,AlH3中氢元素化合价为-1价,铝元素化合价为+3价,则电负性:χ(H)>χ(Al),故D错误;故选A。
5.下列说法不正确的是( )
A.装置①用于验证铁与水蒸气反应 B.装置②用于在通风橱内制取无水AlCl3
C.装置③用于煤的干馏实验 D.装置④用于比较碳酸和苯酚的酸性强弱
【答案】D
【解析】A项,铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,用火柴点燃肥皂泡检验氢气,会产生淡蓝色火焰和轻微的爆鸣,A正确;B项,加热AlCl3·6H2O和SOCl2,SOCl2遇水生成的氯化氢,抑制了氯化铝的水解,其反应化学方程式为AlCl3·6H2O+6SOC12A1C13+6SO2↑+12HCl↑,可制取无水AlCl3,B正确;C项,煤干馏生成固态的焦炭、液态的煤焦油、气态的焦炉气,煤焦油的密度比水大且不溶于水,具支试管中上层为水层,下层为煤焦油,C正确;D项,醋酸具有挥发性,醋酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳中混有醋酸气体,醋酸也可以和苯酚钠溶液反应生成苯酚,装置④不能用于比较碳酸和苯酚的酸性强弱,D错误;故选D。
6.PH3常作为一种熏蒸剂,在贮粮中用于防治害虫,一种制备PH3的流程如图所示:
下列说法错误的是( )
A.上述流程中每一步均属于氧化还原反应
B.流程中,PH3都属于还原产物
C.已知次磷酸(H3PO2)为一元酸,则次磷酸钠(NaH2PO2)属于正盐
D.1mol次磷酸分解时转移2mol电子
【答案】A
【解析】A项,NaH2PO2和H2SO4反应生成H3PO2和NaHSO4,无元素化合价发生变化,为非氧化还原反应,A错误;B项,反应P4+3NaOH(浓)+3H2O3NaH2PO2+ PH3↑中,P元素的化合价由0价降至PH3中的-3价,PH3为还原产物,H3PO2中P的化合价为+1价,PH3的化合价为-3价,所以H3PO2分解生成PH3为还原反应,PH3属于还原产物,B正确;C项,因H3PO2为一元酸,只能电离出一个H+,NaH2PO2中无法电离出H+,NaH2PO2为正盐,C正确;D项,H3PO2分解方程式为2 H3PO2=H3PO4+PH3↑,P从+1价升高到+5价,同时,P从+1价降低到-3价,在该反应中,2molH3PO2,转移4mol电子,1 molH3PO2分解时转移2mol电子,D正确;故选A。
7.结构决定性质,性质决定用途。下列物质性质和用途相匹配的是
选项
物质性质
用途
A
氨气极易溶于水
液氨常用作制冷剂
B
SiO2硬度大
SiO2可用作制光导纤维
C
铁粉还原性强
铁粉可用做食品袋中的抗氧化剂
D
SO2有毒
葡萄酒里含有的SO2具有杀菌和抗氧化作用
【答案】C
【解析】A项,氨气易液化,液氨汽化需要吸收大量的热,可用作制冷剂,A项不符合题意;B项,光导纤维的主要成分是二氧化硅,光导纤维是利用光的全反射原理,与二氧化硅的硬度大小无关,B项不符合题意;C项,铁粉可用作食品袋中的抗氧化剂,因为其具有强还原性,C项符合题意;D项,SO2具有还原性且能使蛋白质变性,葡萄酒里含有的SO2具有杀菌和抗氧化作用,D项不符合题意;故选C。
8.下列反应对应的离子方程式书写正确的是( )
A.Na2SO3与70%的浓硫酸混合:SO32-+2H+=SO2↑+H2O
B.NH4HCO3与足量的浓溶液混合:NH4++HCO3-+OH-=NH3↑+ CO2↑+H2O
C.Cl2通入水中:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
D.用酸性高锰酸钾标准溶液滴定草酸:5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
【答案】A
【解析】A项,硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫、硫酸钠和水,离子方程式为:SO32-+2H+=SO2↑+H2O,A正确;B项,电荷不守恒,正确的离子方程式为:
NH4++HCO3-+2OH-= NH3·H2O+ CO32-+H2O,B错误;C项,次氯酸是弱酸,不能拆,正确的离子方程式为:Cl2+H2OHCl+ HClO ,C错误;D项,草酸是弱酸,不能拆,正确的是:5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O,D错误;故选A。
9.在化学合成和生物活性研究基础上,我国学者团队发现了具有显著抗骨肉瘤活性的氧杂蒽类化合物,该研究涉及的一个反应如图所示。下列说法错误的是( )
A.甲、乙互为同分异构体 B.甲、乙含相同数目的手性碳原子
C.甲、乙均能使酸性KMnO4溶液褪色 D.甲、乙均能与H2发生加成反应
【答案】A
【解析】A项,两者含O原子量不同,分子式不同,故不是同分异构体,A错误;B项,,甲、乙含相同数目的手性碳原子,B正确;C项,甲、乙均含有羟基,以及与苯相连的C原子上含有H,能使酸性KMnO4溶液褪色,C正确;D项,甲、乙均含有苯环、酮羰基,均能与H2发生加成反应,D正确;故选A。
10.由短周期主族元素X、Y、Z、M、Q组成的离子液体,结构式如图所示,X、Y、Z、M、Q原子序数依次增大。下列说法正确的是( )
A.基态原子未成对电子数:X<Q
B.气态氢化物的稳定性:Z>M
C.该离子中X原子采取sp3杂化,Y原子采取sp杂化
D.YM3与YH3相比,YH3与Cu2+配位的能力更强
【答案】D
【解析】分析离子液体的结构式,所有的X都形成四个共价键,且原子序数较小,考虑是C元素;所有的Z元素形成两个共价键,且原子序数比X大,考虑是O元素;所有的M元素形成一个共价键,考虑是F元素或Cl元素。所有的Q元素形成六个共价键,则Q为S元素。根据M元素原子序数小于Q原子,则M为F元素;由于每个X、Z、M、Q各自形成的共价键数目都一样,因此该-1价复杂阴离子多出的一个电子应在Y上。Y多一个电子后形成两个共价键,说明此时Y元素最外层有6个电子,则可以确定Y为N元素。A项,C、S基态原子未成对电子数均为2个,故基态原子未成对电子数:X=Q。A项错误;B项,元素的非金属性:O<F,因此气态氢化物的稳定性H2O<HF,B项错误;C项,该离子中X元素形成4个共价键,O元素采取sp3杂化,N元素此时同O元素一样,也是采取sp3杂化,C项错误;D项,YM3与YH3分别为NF3和NH3。NF3中F原子的强吸电子效应使N原子上的孤电子对离N近,不易给出孤电子对形成配位键,故NH3与Cu2+配位的能力更强,D项正确。故选D。
11.焦炭催化还原SO2既可除去SO2,同时还可以回收硫(S2):2C(s)+2SO2(g) S2(g)+2CO2(g) 。一定压强下,向1 L密闭容器中加入足量的焦炭、催化剂和1 mol SO2,测得SO2的生成速率与S2(g)的生成速率随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a点时,反应逆向进行
B.图中a、b、c、d四点,只有c点处于平衡状态
C.T3℃时增大压强(压缩容器),能增大活化分子百分数
D.该反应的ΔH>0
【答案】B
【解析】SO2的生成速率代表逆反应速率,S2(g)的生成速率代表正反应速率。A项,a点时,SO2的生成速率与S2(g)的生成速率相等,说明S2(g)的生成速率大于消耗速率,反应正向进行,故A错误;B项,平衡状态时,SO2的生成速率与S2(g)的生成速率为2:1,故B正确;C项,T3℃时增大压强(压缩容器),增大了单位体积内的活化分子数,但活化分子百分数不变,故C错误;D项,升高温度平衡向吸热方向移动,c点对应温度升高到d点对应温度,SO2的生成速率与S2(g)的生成速率之比大于2∶1,说明SO2的生成速率大于其本身消耗速率,平衡逆向移动,即逆反应是吸热反应,则正反应是放热反应,△H<0,故D错误;故选B。
12.钠离子电池有耐高温、安全的特点,现有从废水中回收钠的装置如图,中间室中电极材料具有选择性吸附、可将Na+转化为NaMO2,而脱出Na+转化为Na1-xMO2(M为某过渡金属)的功能,废水中钠以形式回收。下列有关说法错误的是( )
A.第一步吸附钠时,应接通“电源1”
B.第二步脱出钠时,中间室电极反应式为NaMO2-xe-=Na1-xMO2+ xNa+
C.为完成钠离子的吸附/脱出,交换膜“a”“b”应选用阴离子交换膜。
D.产品室每生成8gNaOH,理论上标准状况下惰性电极1上生成O2体积为
【答案】C
【解析】A项,吸附时,中间室电极要将Na+转化为NaMO2,需要得到电子发生还原反应,该电极作阴极,应接通“电源1”,A正确;B项,脱出钠时,NaMO2转化为Na1-xMO2,Na元素化合价升高,发生氧化反应,电极反应式为NaMO2-xe-=Na1-xMO2+ xNa+,B正确;C项,无论是吸附还是脱出钠的过程,都是Na+在中间室与其他室之间移动,所以交换膜“a”“b”应选用阳离子交换膜,让Na+通过 ,而不是阴离子交换膜,C错误;D项,产品室生成NaOH是因为H2O电离出的H+放电,电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,生成8g(即0.2mol)NaOH ,转移0.2mol电子。惰性电极1上发生反应2H2O-4e-=O2↑+4H+,根据电子守恒,生成O2的物质的量为0.05mol ,标准状况下体积为,D正确;故选C。
13.硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根离子(S2O32-,结构如图1)可看作是SO42-中的一个O原子被S原子取代。MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体,边长分别为apm、bpm、cpm,结构如图2所示,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.晶胞中[Mg(H2O)6]2-的个数为4 B.S2O32-的空间结构为四面体形
C.S2O32-中1号S原子可作配位原子 D.晶体的密度为
【答案】C
【解析】A项,晶胞中,[Mg(H2O)6]2-的个数为,故A正确;B项,S2O32-可看作是SO42-中的1个O原子被S原子取代的产物,二者结构相似,SO42-的中心S原子的价层电子对数为,即SO42-的空间结构为正四面体形,所以S2O32-的空间结构为四面体形,故B正确;C项,具有孤电子对的原子可以给中心原子提供电子对配位,S2O32-中的中心原子S的价层电子对数为4,无孤电子对,不能作配位原子,故C错误;D项,1个MgS2O3·6H2O晶胞中,[Mg(H2O)6]2-的个数为4,S2O32-的个数为4,晶胞体积为,则晶胞密度为,故D正确;故选C。
14.多取代呋喃(M)是许多天然产物和具有生物活性的重要药物的基本结构单元。由炔基酮(A)与重氮酯环加成生成M的反应机理如图所示。下列说法中错误的是( )
A.反应物A中最多有8个原子共平面
B.反应过程中Cu原子成键数目没有变化
C.反应过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
D.合成M的总反应为+N2=CHCOOCH3+N2
【答案】B
【解析】A项,反应物A为CH3COC≡CCH3,5个C原子、1个O原子和每个-CH3上1个H原子共8个原子共平面,A正确;B项,中间产物B、D中Cu原子成键数目为2,C中Cu原子成键数目为3,则反应过程中Cu原子成键数目有变化,B错误;C项,反应②中有碳碳单键的形成和碳碳三键中的π键断裂,有非极性键的形成和断裂;反应③中有C=O键的断裂和C—O键的形成,有极性键的断裂和形成,C正确;D项,由反应机理图可知,合成M的总反应的反应物为炔基酮(A)和重氮酯环(N2=CHCOOCH3),生成物为M和N2,则合成M的总反应为:+N2=CHCOOCH3+N2↑,D正确;故选B。
15.二元弱酸的酸式盐溶液,存在如下4种平衡:
HA-质子自递平衡:HA-+ HA-H2A+A2-
HA-电离平衡:HA-H++A2-
HA-水解平衡:HA-+H2OH2A+OH-
水电离平衡:H2OH++OH-
已知:25℃,Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11 mol·L-1、Ksp(Ag2CO3)=8.3×10-12。
下列说法不正确的是( )
A.NaHCO3溶液存在的4种平衡中,平衡常数最大的是HCO3-的质子自递平衡
B.10-4mol·L-1的极稀NaHCO3溶液中粒子浓度大小关系:cH2CO3>cOH->cCO32->cH+
C.加水稀释NaHCO3溶液的过程中可能出现:cH2CO3=cCO32-
D.浓度均为0.2 mol·L-1的NaHCO3溶液与AgNO3溶液等体积混合,可析出Ag2CO3沉淀
【答案】C
【解析】A项,HA-+ HA-H2A+A2-的平衡常数=,HA-水解平衡常数,比较可知,平衡常数最大的是HCO3-的质子自递平衡,A正确;B项,10-4mol·L-1的极稀NaHCO3溶液中,,得到,,pH≈7.164,A项可知,HCO3-水解程度大于电离程度,则cH2CO3>cCO32-,且,则,溶液pH≈7.164,,则成立;,则cOH->cCO32-成立;pH≈7.164,,则:cCO32->cH+成立,故离子浓度大小关系为:cH2CO3>cOH->cCO32->cH+,B正确;C项,加水稀释NaHCO3溶液的过程中,HCO3-水解程度大于电离程度,则cH2CO3>cCO32-,C错误;D项,浓度均为0.2mol·L-1的NaHCO3溶液与AgNO3溶液等体积混合后,,,,,则析出Ag2CO3沉淀,D正确;故选C。
16.室温下,用含少量Cu2+的 MnSO4溶液制备MnCO3的过程如下:
注:“沉锰”时n(NH4HCO3):n(Mn2+)=2.5:1, 控制溶液pH=7.下列说法正确的是( )
A.NH4HCO3溶液中:c(NH4+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)
B.“过滤1”所得滤液中:
C.“沉锰”时发生反应:Mn2++HCO3-=MnCO3↓+H+
D.“过滤2”所得滤液中: c(NH4+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(HS—)+2c(S2—)
【答案】B
【解析】含少量Cu2+的 MnSO4溶液中加入硫化铵沉淀Cu2+,过滤后,加入碳酸氢铵生成碳酸锰。A项,NH4HCO3溶液中,根据元素守恒可得:c(NH4+)+ c(NH3·H2O)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO₃),故A错误;B项,“过滤1”所得滤液是硫化铜的饱和溶液,而无硫化锰沉淀,则c(Cu2+) c(S2-)= Ksp(CuS),而c(Mn2+) c(S2-)<Ksp(MnS),则,故B正确;C项,“沉锰”时发生反应:Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+H2O+CO2↑,故C错误;D项,“过滤2”所得滤液中,pH=7,根据电荷守恒可得:c(NH4+)+ c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(HS-)+ 2c(S2-)+ 2c(SO42-)+c(OH-),c(H+)=c(OH-),则 c(NH4+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(HS—)+2c(S2—) + 2c(SO42-),故D错误;故选B。
第II卷(非选择题 共52分)
二、非选择题:本题共4小题,共52分。
17.(16分)锂元素被广泛应用于电动汽车、军事通讯以及航空航天等领域。请回答:
(1)关于氢和碱金属的描述,下列说法正确的是___________。
A.熔点:H2<D2<T2
B.金属单质密度:Rb>K>Na>Li
C.得到一个电子释放的能量:H>Li
D.价电子排布为和的原子能量相同
(2)某化合物的晶体结构如下图所示。
①该化合物的化学式为 。
②该化合物中有 种不同化学环境的Li+,N3-的配位数为 。
(3)K、Rb的氢氧化物与O3反应,可以制得臭氧化物KO3、RbO3;而LiO3不能稳定存在,只能以[Li(NH3)4]O3的形式存在。请从离子半径的角度分析LiO3极不稳定的原因 。
(4)近年来,LiFePO4成为动力锂电池首选的正极材料。某兴趣小组在进行专题探究后设计了以下两种制备LiFePO4的方法:
Ⅰ.用Fe-P废渣制备Fe3(PO4)2,再将产物与Li2CO3、H3PO4在高温下反应制得LiFePO4。
Ⅱ.用LiOH、FeSO4、H3PO4和抗坏血酸混合溶液在pH=6的环境下反应制得LiFePO4。
已知:LiFePO4在酸性较强的环境下不稳定。
①方法Ⅰ,将Fe-P废渣(记为Fe1.5P)置于CO2气氛中煅烧,可得到Fe3(PO4)2和一种可燃性气体,该反应的化学反应方程式为 。
②方法Ⅱ,控制pH=6的原因是 。
请根据两种制备方法的差异,推测方法Ⅱ相对于方法Ⅰ的优势 。(写出2点即可)
③为回收废旧锂离子电池正极材料[主要成分为LiFePO4和]中的Li+,设计流程如下:
溶液A是 ,条件B是 ,两步操作C是 。
【答案】(1)ACD(2分)
(2) Li3N(1分) 2(1分) 8(1分)
(3)Li+半径太小,导致O3-离子相互接触或导致负离子相互接触(2分)
(4)①2Fe1.5P+8CO2=Fe3(PO4)2+8CO(2分) ②pH太低,无法形成LiFePO4沉淀;pH太高,Fe2+水解且易生成LiOH、Li3PO4等沉淀(2分) 产品纯度较高(不含Fe3+杂质);水溶液中反应,条件容易控制;反应条件温和,节能(2分)
③NaOH溶液(1分) 高温(1分) 用碳酸水浸出、过滤(1分)
【解析】电池正极材料[主要成分为LiFePO4和Al]用溶液A溶解得到含Al的溶液和浸出渣,溶液A为碱性溶液,Al可以溶解,LiFePO4不溶解,浸出渣LiFePO4与褐煤在高温下反应,再经过碳酸酸溶过滤得到浸出液LiHCO3溶液和含铁、P的浸出渣。
(1)A项,H2、D2、T2都是分子晶体,分子量H2<D2<T2,分子间作用力H2<D2<T2,熔点H2<D2<T2,A正确;B项,碱金属元素中K的密度小于Na的密度,B错误;C项,H与Li属于同主族元素,原子半径H小于Li,得电子能力H>Li,得到一个电子释放的能量:H>Li,C正确;D项,2p能级三个轨道能量相同,价电子排布为和的Li原子能量相同,D正确;故选ACD;
(2)①根据晶胞结构,Li+的个数为,N3-的个数为,化学式为Li3N;②Li的环境有面心和棱上两种;根据晶胞结构,一个顶角的N3-离子周围最近的Li+有8个(同一层有6个,上下个1个);
(3)Li+半径太小,导致O3-离子相互接触或导致负离子相互接触而排斥,不能形成稳定的化合物;
(4)①Fe-P废渣(记为Fe1.5P)置于CO2气氛中煅烧,可得到Fe3(PO4)2和一种可燃性气体为CO,根据电子守恒和原子守恒,该反应的化学反应方程式为:2Fe1.5P+8CO2=Fe3(PO4)2+8CO;②控制pH=6的原因是:pH太低,无法形成LiFePO4沉淀;pH太高,Fe2+水解且易生成LiOH、Li3PO4等沉淀;③根据分析,溶液A为强碱性溶液,为NaOH溶液;条件B需要在高温下反应;两步操作为用碳酸水浸出、再过滤。
18.(12分)一氧化碳是合成气和各类煤气的主要成分,是有机化工的重要原料,也可用作燃料及精炼金属的还原剂。回答下列问题:
(1)CO与H2、O2可以合成乙二醇,反应为2CO(g)+O2(g)+5H2(g)=HOCH2CH2OH(l)+2H2O(l)。已知:CO(g)、H2(g)、乙二醇(1)的燃烧热分别为、、。则反应2CO(g)+O2(g)+5H2(g)=HOCH2CH2OH(l)+2H2O(l)的ΔH= 。
(2)工业合成光气的原理为CO(g)+Cl2(g)COCl2(g) ΔH。一定条件下,在密闭容器中充入1molCO与1molCOCl2合成COCl2,平衡时CO的转化率与温度的倒数(),压强的关系如图所示。
①若该反应的熵变为ΔS(J·mol-1·K-1),则温度 (填“大于”“小于”或“等于”)时,该反应自发。
②图示中达到平衡所需要的时间最短的点是 (填“a点”“B点”或“c点”)。
(3)CH4-CO2重整反应可获得合成气CO和H2,主要反应如下:
反应I:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
反应Ⅲ:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
一定温度下,起始时将1molCH4和1.01molCO2的混合气体充入某恒容密闭容器中,平衡时测得n(CO)=1.8mol,CH4和H2O的物质的量分数相等。
①平衡时甲烷的转化率为 。
②若起始压强为12kPa,则该温度下反应Ⅱ的平衡常数Kp= (Kp为用分压表示的平衡常数,分压总压物质的量分数,结果保留三位有效数字)。
(4)八羰基二钴[Co2(CO)8]主要用作有机化合物羰基化反应的催化剂,可由Co与CO在高温高压条件下直接合成。Co2(CO)8中碳原子是该配位化合物的配原子,其理由是 。
(5)研究人员开发出了不需要将CO2溶解在水溶液中,而是通过采用多孔催化剂电极将CO2转化为CO的电解池,工作原理如图1所示。为了使CO2气体直接发生反应,需要在催化剂层内形成大量的由CO2 (气体)、H2O (液体)、催化剂(固体)聚集而成的三相界面,如图2所示。
①阴极的电极反应式为 。
②标准状况下,二氧化碳按的气流速率通过该装置。电解20min后,测得电解效率和选择性,若通过某电极的电子全部用来生成氧气,理论上产生O2的质量为 g。
【答案】(1) (2分)
(2)小于(1分) a点(1分)
(3)80% (2分) 0.643(2分)
(4)碳元素的电负性比氧元素小,容易给出孤电子对(2分)
(5) CO2+H2O+4e-=CO+2OH-(1分) 360(1分)
【解析】(1)根据① ;② ;③ ;根据盖斯定律:2×①+5×②-③得到:2CO(g)+O2(g)+5H2(g)=HOCH2CH2OH(l)+2H2O(l);则;
(2)①根据图示可知,温度越高,平衡时CO的转化率越小,所以反应CO(g)+Cl2(g)COCl2(g)的ΔH<0,由于该反应的ΔS<0,由ΔG=ΔH-TΔS<0能自发进行,ΔH<TΔS<0,所以(因ΔS为负,不等号方向改变);②a点的温度要比b点和c点的高,且压强大,反应速率快,a点达到平衡时间最短;
(3)①设平衡时,,,由原子守恒可得:C守恒:;H守恒:;O守恒:联解可得,、、,所以平衡时CH4的转化率为;②平衡时,,,,,,反应Ⅱ是气体分子数不变的反应,可用物质的量之比代替分压之比,故反应Ⅱ的;
(4)Co2(CO)8中碳元素的电负性比氧元素小,碳原子容易给出孤电子对形成配位键,是该配位化合物的配原子;
(5)①根据图示可知,阴极上二氧化碳得电子被还原为一氧化碳,电极反应式为CO2+H2O+4e-=CO+2OH-;②的气流速率通过该装置,电解20min,则CO2体积为448L,S(CO)=90%,得,即18mol,转移的电子为36mol,又因为,得通过电极的电子为,依据阳极的电极反应式2H2O-4e-=O2↑+4H+可知,理论上产生O2的物质的量为11.25mol,质量为360g。
19.(12分)过氧化钙、过氧化铜可用作化工生产的氧化剂和催化剂。
Ⅰ.过氧化钙的制备。
过氧化钙(CaO2)在室温下稳定。微溶于水,可溶于稀酸生成过氧化氢。实验室制备过氧化钙的过程如下:
(1)“煮沸”的目的是 。
(2)“沉淀”反应的化学方程式为 。
(3) CaO2·8H2O需烘干转化为CaO2。烘干时需控温140℃的原因是 。
Ⅱ.过氧化铜的制备。
反应[Cu(NH3)4]2++H2O2+2H2O=CuO2↓+2NH4++2NH3·H2O可用于制备黄褐色固体CuO2。实验装置与实验用到的试剂如题图所示。
(4)补充完整由胆矾制备过氧化铜的实验步骤:称取NH4Cl和CuSO4·5H2O各2.0g于三颈烧瓶中,加入40mL水溶解, ,过滤,洗涤,晾干,称重。
(5)测定产品纯度。
取产品0.1000g与过量酸性KI溶液完全反应后,溶液呈弱酸性。以淀粉为指示剂,用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液30.00mL。
已知:CuO2+I-+H+→CuI+I2+H2O(未配平),I2+2S2O32-=S4O62-+2I-。
计算产品中CuO2的纯度 (写出计算过程)。、
【答案】(1)使得溶液中二氧化碳气体逸出(2分)
(2)CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl(2分)
(3)温度过低不能有效烘干,高于140℃会使得CaO2·8H2O受热分解(2分)
(4)边搅拌边0.03mol/L氢氧化钠溶液,至溶液变为深蓝色,将溶液置于冰水浴中,边搅拌边加入3%过氧化氢溶液至产生黄褐色沉淀,停止搅拌,静置,向上层清液中滴加3%过氧化氢溶液至无沉淀生成(3分)
(5)96%(3分)
【解析】碳酸钙和稀盐酸反应后煮沸除去溶解的二氧化碳,滤液加入氨水、过氧化氢沉淀得到CaO2·8H2O和含氯化铵的滤液,CaO2·8H2O处理得到CaO2。
(1)碳酸钙和稀盐酸生成二氧化碳,“煮沸”的目的是使得溶液中二氧化碳气体逸出,防止沉淀时生成碳酸钙杂质;
(2)“沉淀”反应为氯化钙和氨水、过氧化氢生成CaO2·8H2O沉淀和氯化铵,化学方程式为CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl;
(3)烘干时需控温140℃的原因是温度过低不能有效烘干,高于140℃会使得CaO2·8H2O受热分解;
(4)已知,反应[Cu(NH3)4]2++H2O2+2H2O=CuO2↓+2NH4++2NH3·H2O可用于制备黄褐色固体CuO2;氢氧化钠和氯化铵能生成一水合氨,一水合氨能和铜离子转化为深蓝色[Cu(NH3)4]2+,则由胆矾制备过氧化铜的实验步骤:称取NH4Cl和CuSO4·5H2O各2.0g于三颈烧瓶中,加入40mL水溶解,边搅拌边0.03mol/L氢氧化钠溶液,至溶液变为深蓝色,将溶液置于冰水浴中,边搅拌边加入3%过氧化氢溶液至产生黄褐色沉淀,停止搅拌,静置,向上层清液中滴加3%过氧化氢溶液至无沉淀生成,过滤,洗涤,晾干,称重。
(5)根据电子守恒,过氧化铜和碘离子反应为2CuO2+8I-+8H+=2CuI+3I2+4H2O,结合反应I2+2S2O32-=S4O62-+2I-,存在关系:2CuO2~3I2~6S2O32-,则产品中CuO2的纯度为。
20.(12分)维拉佐酮是临床上使用广泛的抗抑郁药,其关键中间体G的合成路线如下:
已知:
信息:
(1)A的名称为 。
(2)写出反应②的化学方程式 。
(3)E的结构简式为 ;反应⑥的反应类型是 。
(4)下列相关说法错误的是 。
a.化合物A和B可以用红外光谱进行鉴别
b. 1mol 最多可以与3molNaOH反应
c.反应⑤中K2CO3的作用是与生成的HCl反应,使平衡正向移动
d.F中不存在手性碳原子
(5)B的同分异构体中满足下列条件的有 种;写出其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式: 。
①属于芳香族化合物;②能发生银镜反应
(6)参照上述合成路线,从苯甲醛和乙醇出发,设计合成的路线 (无机试剂任选,合成路线见本题题干)。
【答案】(1)对硝基苯酚或4-硝基苯酚(1分)
(2) (2分)
(3) (1分) 取代反应(1分)
(4)b(2分)
(5) 12(2分) (1分)
(6) (2分)
【解析】由有机物的转化关系可知,B与ClCH2COOC2H5发生取代反应生成C和氯化氢,则C为;C在稀氢氧化钠溶液中加热转化为D,D与铁粉、盐酸发生反应将硝基还原为氨基,则E为;E中的氨基与卤原子发生取代反应生成F,F与氨发生取代反应生成G和乙醇。
(1)由A的结构可知,A的名称为对硝基苯酚或4-硝基苯酚;
(2)结合C的分子式可知B与ClCH2COOC2H5发生了取代反应,则反应方程式为:;
(3)D与铁粉、盐酸发生反应将硝基还原为氨基,则E为;F与氨发生取代反应生成G和乙醇;
(4)a项,B的红外光谱中有碳氧双键的吸收峰而A中没有,可以进行鉴别,a正确;b项,中的氯原子和酯基均可与NaOH反应,所以理论上1mol该物质最多消耗2molNaOH,b错误;c项,反应⑤生成了HCl,K2CO3可以与HCl反应,促进平衡正向移动,c正确;d项,由F的结构可知,F中不存在手性碳原子,d正确;故选b。
(5)B的结构简,其同分异构体属于芳香族化合物,说明有苯环,能发生银镜反应,说明有醛基或甲酸酯基,若为醛基、硝基和羟基,则可能的结构有9种,分别为、、、、、、、、,若为硝基和甲酸酯基,则可能的结构有3种,分别为:、、,共有12种。核磁共振氢谱为三组峰的同分异构体为;
(6)结合题目所给信息,运用逆推法可知目标化合物可由苯甲醛和乙酸乙酯反应生成,乙酸乙酯可由乙醇和乙酸酯化得到,乙酸可由乙醇氧化得来,因此合成路线为:。
(7)根据所给信息,以和为原料,设计合成的路线为
。
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17.(16分)
(1)
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3)
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(4)①
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②
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③
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4.1A11B11C11D1
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