精品解析：江苏省常州市联盟校2024-2025学年高三上学期12月月考 化学试题

2024-2025学年第一学期联盟校高三年级联合调研 化学试卷 2024年12月 可能用到的相对原子质量：N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Si-28 Al-27 Mn-55 V-51 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。 1. 人类对能源的利用经历了柴薪、煤炭和石油时期，现正向新能源方向高质量发展。下列有关能源的叙述错误的是 A. 木材与煤均含有碳元素 B. 石油裂化可生产汽油 C. 燃料电池将热能转化为电能 D. 太阳能光解水可制氢 【答案】C 【解析】 【详解】A．木材的主要成分为纤维素，纤维素中含碳、氢、氧三种元素，煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的变化逐渐形成的固体，是有机物和无机物组成的复杂混合物，主要含碳元素，A正确； B．石油裂化是将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程，汽油的相对分子质量较小，可以通过石油裂化的方式得到，B正确； C．燃料电池是将燃料的化学能变成电能的装置，不是将热能转化为电能，C错误； D．在催化剂作用下，利用太阳能光解水可以生成氢气和氧气，D正确； 故答案选C。 2. 下列表示不正确的是 A. 中子数为10的氧原子： B. 的价层电子对互斥(VSEPR)模型： C. 用电子式表示的形成过程： D. 的名称：2-甲基-4-乙基戊烷 【答案】D 【解析】 【详解】A．质子数为8，质量数为18，根据质量数=质子数+中子数，可算得中子数为10，A说法正确； B．中心原子S价层电子对数：，其价层电子对互斥(VSEPR)模型为平面三角形，B说法正确； C．为离子化合物，其电子式表示形成过程：，C说法正确； D．有机物主链上有6个碳原子，第2、4号碳原子上连有甲基，命名为：2，4-二甲基己烷，D说法错误； 答案选D。 【点睛】 3. 在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是 A. 金属Al制备：溶液Al B. 硝酸工业： C. 纯碱工业：NaCl溶液 D. 高纯硅制备：粗硅高纯硅 【答案】D 【解析】 【详解】A．工业上制备Al是电解熔融的Al2O3，而不是电解AlCl3溶液，A不符合题意； B．NO不能与H2O反应生成HNO3，B不符合题意； C．向NaCl溶液中直接通入CO2不能制得NaHCO3，应向饱和食盐水中先通入NH3，后通入CO2才能制得NaHCO3，C不符合题意； D．粗硅与HCl在高温下反应生成SiHCl3，SiHCl3再与H2在高温反应生成高纯硅，分别发生反应：Si+3HClSiHCl3+H2、SiHCl3+H2Si+3HCl，则高纯硅制备为：粗硅高纯硅，D符合题意； 故选D。 4. 元素N、O、P、S位于周期表中p区。下列说法正确的是 A. 电离能：(P)>(S) B. 原子半径：r(O)>r(N) C. 酸性： D. 热稳定性： 【答案】A 【解析】 【详解】A．同一周期第一电离能从左向右是增大趋势，但ⅤA族元素p轨道为半充满稳定结构，因此电离能：I1(P)＞I1(S)，A正确； B．同周期从左向右原子半径逐渐减小，因此原子半径r(N)＞r(O)，B错误； C．已知N、P位于同一主族，从上往下元素的非金属性依次减弱，则最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱，即此酸性HNO3＞H3PO4，且知H3PO4为中强酸，HNO3为强酸，C错误； D．已知O、S位于同一主族，从上往下元素的非金属性依次减弱，即非金属性O＞S，则热稳定：H2O＞H2S，D错误； 故答案为：A。 阅读材料，完成下列问题 氯气在生产、生活中应用广泛。实验室用KMnO4和浓盐酸常温下反应制取Cl2，工业上用电解饱和食盐水制备Cl2，也可用地康法制备Cl2.450℃，以CuCl2作催化剂，地康法原理如图所示。氨气可以检验Cl2是否发生泄露，遇Cl2泄漏时反应有白烟生成。Cl2可用于制备氯水或含KClO等成分的消毒剂，也可用于处理含氰(CN-)废水。 5. 关于地康法制Cl2，下列说法正确的是 A. 反应的平衡常数可表示为 B. 其他条件不变，升高温度HCl的平衡转化率降低说明该反应 C. CuCl2的使用可以增大反应的活化能 D. 每生成22.4LCl2时，转移电子的数目为 6. 下列反应表示正确的是 A. HClO在水中见光分解： B. 惰性电极电解氯化镁溶液： C. NaClO碱性溶液与Fe(OH)3反应： D. Ca(ClO)2溶液中通入SO2： 7. 下列物质的性质与用途具有对应关系的是 A. CCl4具有挥发性，可用于萃取碘水中碘 B. 盐酸有强酸性，可用于除去铁锈 C. FeCl3易水解，可用于刻蚀覆铜板 D. HClO不稳定，可用于自来水消毒剂 【答案】5. B 6. C 7. B 【解析】 【5题详解】 A．根据图知，“地康法”制取氯气的总反应的化学方程式为：4HCl+O22H2O+2Cl2，该反应的化学平衡常数K等于生成物浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积的比值，则，A错误； B．其他条件不变，升高温度HCl的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，即ΔH＜0，B正确； C．催化剂能降低反应的活化能，CuCl2是该反应的催化剂，能降低该反应的活化能，C错误； D．22.4LCl2所处状态未知，则无法计算每生成22.4LCl2时，转移电子的数目，D错误； 故选B。 【6题详解】 A．HClO在水中见光分解生成和，反应的离子方程式为：2HClOO2↑+2H++2Cl-，A错误； B．惰性电极电解氯化镁溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上水中的氢离子放电生成氢气，同时生成氢氧化镁沉淀，总反应的离子方程式为：Mg2++2Cl-+2H2OMg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑，B错误； C．NaClO碱性溶液与Fe(OH)3反应生成Na2FeO4和H2O、NaCl，反应的离子方程式为：3ClO-+4OH-+2Fe(OH)3=+3Cl-+5H2O，C正确； D．Ca(ClO)2溶液中通入SO2，二者发生氧化还原反应，二氧化硫不足时的反应为：Ca2++3ClO-+H2O+SO2=CaSO4↓+2HClO+Cl-；二氧化硫过量时的反应为：Ca2++2ClO-+2H2O+2SO2=CaSO4↓++4H++2Cl-，D错误； 故选C。 【7题详解】 A．碘(I2)易溶于四氯化碳，水不溶于四氯化碳，碘(I2)和水在四氯化碳中的溶解度差异较大，可用于萃取碘水中碘，与CCl4的挥发性无关，性质与用途无对应关系，A不符合题意； B．盐酸有强酸性，能与氧化铁反应生成氯化铁和水，可用于除去铁锈，性质与用途有对应关系，B符合题意； C．FeCl3具有氧化性，能与Cu发生反应：，可用于刻蚀覆铜板，与FeCl3易水解无关，性质与用途无对应关系，C不符合题意； D．HClO具有强氧化性，能杀菌消毒，可用于自来水消毒剂，与其不稳定无关，性质与用途无对应关系，D不符合题意； 故选B。 8. 下列实验探究方案设计能达到相应探究目的的是 选项 探究方案 探究目的 A 室温下，用电导率传感器分别测定CH3COOH溶液和盐酸的电导率，比较溶液的导电性强弱 判断CH3COOH是否为弱电解质 B 向1.00mol/L CuSO4溶液中通入H2S气体，观察是否有黑色沉淀(CuS)生成 比较H2S与H2SO4的酸性强弱 C 向2mL 1mol/L NaOH溶液中滴加2滴0.1mol/L MgCl2，再滴加2滴0.1mol/L FeCl3溶液，先生成白色沉淀，后生成红褐色沉淀 > D 向I2的CCl4溶液中加入等体积浓KI溶液，振荡后静置，观察两层溶液颜色变化 比较I2在浓KI溶液与CCl4中的溶解能力 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．CH3COOH溶液和盐酸的浓度未知，应测定等浓度溶液的电导率，判断醋酸为弱电解质，A错误； B．CuSO4溶液中通入H2S气体，生成CuS沉淀不溶于硫酸，不能比较酸性的强弱，B错误； C．2滴0.1mol•L−1MgCl2溶液中滴加2mL 1mol•L-1NaOH溶液，NaOH过量，没有实现沉淀的转化，则无法判断Ksp[Mg(OH)2]、Ksp[Fe(OH)3]的大小，且两种沉淀类型也不相同，C错误； D．I2的CCl4溶液中加入等体积浓KI溶液，振荡后静置，下层颜色变浅，则I2在浓KI溶液的溶解能力比在CCl4中的溶解能力大，D正确； 故答案为：D。 9. 一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作(血糖浓度以葡萄糖浓度计)。电池工作时，下列叙述错误的是 A. 电池总反应为 B. 电池工作时，电流由b电极沿导线流向a电极 C. a电极反应式为 D. 两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为a→b 【答案】B 【解析】 【分析】从图中可知，a电极上氧气得电子生成氢氧根离子，则a电极为正极，b电极上Cu2O失电子生成CuO，b电极为负极。 【详解】A．a电极反应式为，为正极，b电极反应式为，为负极。接着发生反应：。所以总反应为，A正确； B．电流从正极沿导线流向负极，电流从a电极沿导线流向b电极，B错误； C．a电极为正极，反应式为，C正确； D．内电路中，阴离子流向负极，为阴离子，流向为正极到负极即a→b，D正确。 故选B。 10. NaAlH4是一种强还原剂，在碱性条件下能够与CuSO4发生反应，下列说法不正确的是 A. 还原剂和还原产物之比为1：4 B. NaAlH4遇水可能发生爆炸，并产生白色沉淀 C. H2O中中心原子为sp3杂化，VSEPR空间构型为四面体 D. 每生成1molNa[Al(OH)4]转移电子的物质的量为8mol 【答案】B 【解析】 【详解】A．由方程式可知，反应中氢元素的化合价升高被氧化，四氢合铝酸钠是反应的还原剂，铜元素的化合价降低被还原，硫酸铜是氧化剂，还原剂和还原产物之比为1：4，故A正确； B．四氢合铝酸钠与水反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，反应中没有氢氧化铝沉淀生成，故B错误； C．水分子中氧原子的价层电子对数为4，氧原子的杂化方式为sp3杂化，分子的VSEPR空间构型为四面体，故C正确； D．由方程式可知，反应生成1mol四羟基合铝酸钠时，转移电子的物质的量为8mol，故D正确； 故选B。 11. 一种治疗镰状细胞病药物的部分合成路线如下，下列说法正确的是 A. W在水中的溶解度比X在水中的溶解度小 B. X和Y可用酸性高锰酸钾溶液进行鉴别 C. Y和Z分子中所含的官能团种类相同 D. 该路线能使W中特定位置上的-OH与反应 【答案】D 【解析】 【详解】A．W含2个羟基、1个羧基，与水分子形成氢键多，X只含1个羟基，且酯基、醚键不溶于水，则W在水中的溶解度比X在水中的溶解度大，A错误； B．X中酚羟基、Y中碳碳双键，均使酸性高锰酸钾溶液褪色，现象相同，不能鉴别，B错误； C．Y含酯基、醚键，Z中含羧基、醚键，不含酯基，官能团不同，C错误； D．对比W、Z的结构可知，酚羟基上H原子被取代，则该路线能使W中特定位置上的—OH与反应，D正确； 故答案为：D。 12. 室温下，通过下列实验探究溶液的性质。 实验1：测得10mL 0.1 溶液的pH<7 实验2：向0.1 溶液中通入一定量，测得溶液pH=7. 实验3：向10mL 0.1 溶液中加入等体积0.1 HCl溶液，无明显现象。 下列说法正确的是 A. 实验1中： B. 根据实验1推测： C. 实验2所得溶液中： D. 实验3所得溶液中： 【答案】C 【解析】 【详解】A．实验1中：室温下溶液的pH<7，说明 电离大于水解，则，故A错误； B．根据实验1，室温下溶液的pH<7，说明电离大于水解，即 ，所以，故B错误； C．实验2所得溶液pH=7，则根据电荷守恒有，根据物料守恒有，所以，故C正确； D．根据物料守恒，实验3所得溶液中，故D错误； 选C。 13. 催化加氢制能实现碳的循环利用。一定压强下，1mol 与3mol 在密闭容器中发生的反应如下： Ⅰ：；△H<0 Ⅱ：；△H>0 反应相同时间，测得不同温度下转化率和选择性如右图实验值所示。图中平衡值表示在相同条件下达到平衡状态时转化率和选择性随温度的变化。 已知：的选择性。 下列说法正确的是 A. 曲线b表示的平衡转化率 B. 其他条件不变，240℃时加压或使用高效催化剂均可能使转化率达到X点 C. 220～280℃时，反应Ⅰ生成速率小于反应Ⅱ生成CO的速率 D. 为提高生产效率，需选择相对较低的温度 【答案】A 【解析】 【详解】A．反应I为放热反应，反应II为吸热反应，升高温度，反应I平衡逆向移动导致的平衡转化率降低，反应II平衡正向移动导致的平衡转化率升高，的平衡转化率不会一直随温度的升高而降低，故曲线b表示的平衡转化率，故A正确； B．使用催化剂对化学平衡无影响，所以使用高效催化剂不可能使转化率超过平衡转化率，故B错误； C．260～280 ℃间，选择性的实验值大于50%，说明相同时间内得到的CH3OH更多，反应I的速率大于反应II，即反应Ⅰ生成速率大于反应Ⅱ生成的速率，故C错误； D．由图像可知，升高温度，转化率升高，选择性降低，为提高生产效率，需选择适宜的温度，而不是相对较低的温度，故D错误； 故选A。 二、非选择题(共61分) 14. 五氧化二钒()广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。从废钒催化剂(含有、、、、、NiO等)中回收钒，既能避免对环境的污染，又能节约宝贵的资源，回收工艺流程如下： 已知： ①“酸浸”时和与稀硫酸反应分别生成和。 ②溶液中与可相互转化：，且为沉淀。 （1）钒原子的价层电子排布式为___________。 （2）“还原转化”中加入的目的是将转化为，写出反应的离子方程式：___________。 （3）“氧化1”后，溶液中含有的金属阳离子主要有、、、，调节溶液的pH为2.8(即)，可使沉淀完全。若溶液中，则此时___________(填“有”或“无”)沉淀生成。请列式并简单表示推理过程___________(假设溶液体积不变，)。 （4）向反萃取后的水层中加入氧化，再加入得到沉淀。 ①“氧化2”过程中发生反应的离子方程式为___________。 ②“沉钒”时，通入氨气的作用是___________。 ③氧化所得溶液中发现还含有一种复杂的含钒阴离子结构如图所示，由4个四面体(位于体心的V为＋5价)，通过共用顶点氧原子构成八元环，其化学式为___________。 （5）取234g 进行煅烧获得，过程中减少的质量(△m)随温度变化的曲线如图所示。写出C→D过程中的化学方程式：___________() 【答案】（1） （2）VO+ Fe2++2H+= VO2++ Fe3++H2O （3） ①. 无 ②. <，所以无生成 （4） ①. ClO+6VO2++3H2O=6VO+ Cl-+6H+ ②. 使平衡正向移动，将VO转化为，同时增大NH的浓度 ③. （5）(或） 【解析】 【分析】本题主要考查由废钒催化剂制备五氧化二钒的工艺流程，向废钒催化剂中加入稀硫酸进行酸浸，将和与稀硫酸反应分别生成和，Fe2O3转化为Fe2(SO4)3，NiO转化为NiSO4，过滤后的滤渣1，主要成分为SiO2，加入FeSO4是将转化为，加入H2O2是将过量的Fe2+全部转化为Fe3+便于后续调pH步骤中除去，过滤得滤渣2，主要成分为Fe(OH)3，滤液2中加入萃取剂，萃取出含有钒微粒，再进行反萃取后得到含钒的溶液，加入H2SO4和KClO3的目的是将低价态的钒氧化为+5价的钒，经过加入NH4Cl和NH3后析出NH4VO3沉淀，过滤洗涤最后灼烧沉淀得V2O5，据此分析解题。 【小问1详解】 钒为23号元素，钒原子的价层电子排布式为； 【小问2详解】 “还原转化”中加入的目的是将转化为，根据氧化还原反应配平可知，该反应的离子方程式为：， 【小问3详解】 <，所以无生成； 【小问4详解】 ①将氧化为的过程中，中氯元素得电子被还原为，根据氧化还原反应配平可得其离子方程式为， ②溶液中存在平衡，通入氨气，溶液中OH-浓度增大，消耗了H+，该平衡正向移动，从而使VO尽可能都转化为； ③由图可知， 4个四面体通过共用顶点氧原子构成八元环，V原子位于体心总数为4，O原子实际个数为4×4－4=12，V为价，其化学式为：； 【小问5详解】 234g NH4VO3的物质的量为2mol，n(V)=2mol，A→B(C)质量减少34g，则减少的是2mol NH3的质量，故B(C)为HVO3（或H2V2O6），C →D质量减少（52-34）g =18g，减少的是1molH2O，HVO3失重即变成钒的氧化物，234g-52g=182g，含氧原子的物质的量：，因此D是V2O5，则C到D过程中的化学方程式：(或)； 15. 化合物F是制备汉防已甲素的重要中间体，一种合成路线如下： （1）A分子中碳原子杂化轨道类型为___________。 （2）C→D的反应类型为___________。 （3）D→E的反应须经历D→X→E，中间体X的分子式为，写出X的结构简式___________。 （4）写出满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式___________。 ①分子中含3种不同化学环境的氢原子 ②一定条件下能与银氨溶液反应，且在碱性条件下能水解 （5）已知：(R、代表烃基或H，代表烃基)。写出以、和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任选，合成路线流程图示例见本题题干)___________。 【答案】（1）、 （2）取代反应 （3） （4）或(或) （5）或 【解析】 【分析】与CH3NO2在醋酸铵的条件下发生反应，氧原子被取代，生成，进而与NaBH4反应下断双键，引入氨基，在的条件下氢原子被取代，二者脱去水分子生成D，D经过成环脱水后生成E，E断双键生成F。 【小问1详解】 结构中存在醛基和醚键，有碳氧双键和碳氧单键，对应的碳原子的杂化方式分别为、； 【小问2详解】 C→D的反应中氨基内的氢原子被取代，故反应类型为取代反应； 【小问3详解】 D的分子式为，中间体X的分子式为，E的分子式为，故从D到X，原子总数未变，X到E，脱去一分子水，从结构的变化看，过程中需要成环，出现双键，根据D到X化学式不变，可知这一步为成环的步骤，故X的结构式为； 【小问4详解】 根据信息，要发生银镜反应需要有醛基，要在碱性环境下水解需要有酯基，结合三种环境的氢原子可知同分异构有或(或)； 【小问5详解】 反应物中的醛基需要利用题中流程的第一步转化为硝基，进而利用图中所给流程的第二步转化为氨基得到中间产物①，所给原料与氯气发生1,4加成，再与氢气发生加成可生成②，①与②在（5）所给条件下可以发生取代并成环，得到产物，故流程为 ；也可让所给原料与氯气发生1,4加成生成，直接与①发生取代反应，成环后在于氢气加成，故流程为 ；故答案为或 16. 二氧化锰是电池工业中非常重要的原料之一、 （1）二氧化锰的制备与含量测定 利用含锰阳极渣(主要成分为，含有一定量的等)制备纯度较高的二氧化锰。 ①用醋酸铵可以溶解生成醋酸铅，从而实现与的分离。铅的浸出率与温度的关系如图，铅的浸出率随着温度的升高而增大，当温度达到以后，铅的浸出率降低的原因是___________。 ②在酸性条件下，向上述粗品中加入葡萄糖，可得溶液，其离子方程式为___________。 ③所得硫酸锰的溶液中含有少量的，设计实验方案来制取固体：___________，将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，___________。[已知在为3.1时可沉淀完全，开始沉淀的为8.3；硫酸锰热稳定好，分解温度为，硫酸铵分解温度。(可选用的试剂：的氨水、的溶液)。] ④利用“电解”溶液，可获得比较纯的。含量的方法如下： 步骤一：称取样品于碘量瓶中，加适量硫酸及足量碘化钾溶液充分反应。 步骤二：待反应完全后加入少量淀粉溶液，用溶液滴定至终点，消耗溶液，计算软锰矿中的质量分数，写出计算过程___________。已知：(未配平) （2）二氧化锰的应用 实验室中在氯酸钾固体加入作催化剂后加热，可加快生成的速率。 ①温度加热到后，生成的速率突然加快(如图所示)，其可能原因是___________。 ②将氯酸钾和二氧化锰固体混合，在高温下充分反应后，冷却，加水溶解反应后的固体，并洗涤干燥，称量发现固体质量比开始时加入的的质量小，其原因是___________。 【答案】（1） ①. 醋酸铵分解(或醋酸铵挥发) ②. ③. 向所得的硫酸锰溶液中滴加的氨水，调节溶液，过滤 ④. 过滤，控制温度在之间加热所得固体至恒重，即得到硫酸锰固体 ⑤. （2） ①. 此温度范围内的活性较高 ②. 转化为或等低价锰的氧化物[或转化为低价锰的氧化物] 【解析】 【小问1详解】 温度较高时，醋酸铵容易分解，葡萄糖具有较强还原性，容易被氧化成为二氧化碳和水，注意沉淀时只能沉淀铁离子，锰离子不能沉淀选择pH在3.1-8.3之间，最后灼烧时温度要控制硫酸锰不能分解，故选择355-850℃为最佳。通过计算可得n(MnO2)=1.1×10-4mol，m(MnO2)= n(MnO2)M (MnO2)=0.0957g，计算软锰矿中的质量分数：，故答案为：醋酸铵分解(或醋酸铵挥发)、、向所得的硫酸锰溶液中滴加的氨水，调节溶液，过滤、过滤，控制温度在之间加热所得固体至恒重，即得到硫酸锰固体、。 【小问2详解】 温度会影响催化剂的活性，突然速率增大说明温度使催化剂活性达到较高，Mn没有流失，而总体锰的氧化物质量减少了，只能是在反应过程中有低价锰的氧化物生成，故答案为：此温度范围内的活性较高、转化为或等低价锰的氧化物[或转化为低价锰的氧化物]。 17. 氢能是一种清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。 （1）甲烷水蒸气重整制氢： ①总反应： ΔH>0能自发进行的条件是___________。 A．低温 B．高温 C．任意温度 D．无法判断 ②下列措施中一定能提高H2平衡产率的是___________。 A．选择合适的催化剂 B．降低温度 C．升高温度 D．恒温恒压下通入气体Ar （2）工业上利用甲醇和水蒸气可制备氢气。 Ⅰ．电解法制氢：甲醇电解可制得H2，其原理如图所示。 ①阳极的电极反应式为___________。 Ⅱ．催化重整法制氢 ②已知： 反应1： 反应2： 则反应3： ___________ （3）硼氢化钠(NaBH4)是一种高效储氢材料，25℃时NaBH4水解制氢生成Na[B(OH)4]。在掺杂了MoO3的纳米Co2B合金催化剂表面部分反应机理如图所示。 ①写出NaBH4水解制氢的离子方程式___________。 ②其他条件不变，用D2O代替H2O，写出中间产物X的结构式：___________。 ③其他条件不变，催化剂Co2B中掺杂MoO3能提高制H2效率的原因是___________。 ④其他条件相同时，测得平均每克催化剂使用量下，NaBH4浓度对制氢速率的影响如下图所示。(已知：浓度较大时，Na[B(OH)4]易以NaBO2形式结晶析出。) 分析NaBH4质量分数超过10%后制氢速率下降的可能原因___________。 ⑤NaBH4转化为NaBO2后，电解NaBO2溶液又可制得NaBH4，实现物质的循环利用，电解装置如图所示。 阴极上的电极反应式是___________。 【答案】（1） ①. B ②. CD （2） ①. CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+ ②. +49.4 （3） ①. +4H2O[B(OH)4]-+4H2↑ ②. ③. MoO3能吸附水分子并解离出H+，加快氢气的生成速率 ④. NaBH4浓度较高时，生成较多的NaB(OH)4以NaBO2形式结晶析出，覆盖在催化剂表面，阻碍与催化剂活性位的接触(或催化剂活性下降)，制氢速率下降 ⑤. +8e-+6H2O=+8OH- 【解析】 【小问1详解】 ①总反应 ΔH>0即总反应是一个正反应为气体体积增大的吸热反应，即，故该反应能自发进行的条件是高温，故答案为：B； ② A．催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，即选择合适的催化剂不能改变H2的平衡产率，A不合题意； B．由上述信息可知，该反应正反应是一个吸热反应，则降低温度化学平衡逆向移动，H2的平衡产率减小，B不合题意； C．该反应正反应是一个吸热反应，则升高温度化学平衡正向移动，H2的平衡产率提高，C符合题意； D．恒温恒压下通入气体Ar则容器体积增大，相当于反应体系压强减小，正反应是一个气体体积增大的方向，即平衡正向移动，H2的平衡产率提高，D符合题意； 故答案为：CD； 【小问2详解】 ①由图可知，阳极甲醇失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，反应为CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+，故答案为：CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+； ②由盖斯定律可知，反应1+2得到反应3：CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)ΔH3=(90.6-41.2)kJ•mol-1=+49.4kJ•mol-1，故答案为：+49.4； 【小问3详解】 ①NaBH4与水反应生成Na[B(OH)4]和氢气，发生归中反应，其离子方程式为+4H2O[B(OH)4]-+4H2↑，故答案为：+4H2O[B(OH)4]-+4H2↑； ②根据图知，如果是H2O，得到的X为H2BOH，其他条件不变，用D2O代替H2O，中间产物X为H2BOD，X的结构式为，故答案为：； ③根据图知，其他条件不变，催化剂Co2B中掺杂MoO3，MoO3能吸附水分子并且解离水分子，导致提高制H2效率，故答案为：MoO3能吸附水分子并解离出H+，加快氢气的生成速率； ④图中是NaBH4含量对制氢速率的影响，NaBH4浓度较低时，催化剂表面活性位未被充分利用，催化剂性能未充分发挥，对制氢速率较低；NaBH4浓度较高时，生成较多的NaB(OH)4以NaBO2形式结晶析出，覆盖在催化剂表面，阻碍与催化剂活性位的接触(或催化剂活性下降)，制氢速率下降，故答案为：NaBH4浓度较高时，生成较多的NaB(OH)4以NaBO2形式结晶析出，覆盖在催化剂表面，阻碍与催化剂活性位的接触(或催化剂活性下降)，制氢速率下降； ⑤电解池阴极得电子发生还原反应，NaBO2得到电子生成NaBH4，电极反应式为+8e-+6H2O=+8OH-，故答案为：+8e-+6H2O=+8OH-。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年第一学期联盟校高三年级联合调研 化学试卷 2024年12月 可能用到的相对原子质量：N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Si-28 Al-27 Mn-55 V-51 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。 1. 人类对能源的利用经历了柴薪、煤炭和石油时期，现正向新能源方向高质量发展。下列有关能源的叙述错误的是 A. 木材与煤均含有碳元素 B. 石油裂化可生产汽油 C. 燃料电池将热能转化为电能 D. 太阳能光解水可制氢 2. 下列表示不正确的是 A. 中子数为10的氧原子： B. 的价层电子对互斥(VSEPR)模型： C. 用电子式表示的形成过程： D. 的名称：2-甲基-4-乙基戊烷 3. 在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是 A. 金属Al制备：溶液Al B. 硝酸工业： C. 纯碱工业：NaCl溶液 D. 高纯硅制备：粗硅高纯硅 4. 元素N、O、P、S位于周期表中p区。下列说法正确的是 A. 电离能：(P)>(S) B. 原子半径：r(O)>r(N) C. 酸性： D. 热稳定性： 阅读材料，完成下列问题 氯气在生产、生活中应用广泛。实验室用KMnO4和浓盐酸常温下反应制取Cl2，工业上用电解饱和食盐水制备Cl2，也可用地康法制备Cl2.450℃，以CuCl2作催化剂，地康法原理如图所示。氨气可以检验Cl2是否发生泄露，遇Cl2泄漏时反应有白烟生成。Cl2可用于制备氯水或含KClO等成分的消毒剂，也可用于处理含氰(CN-)废水。 5. 关于地康法制Cl2，下列说法正确的是 A. 反应的平衡常数可表示为 B. 其他条件不变，升高温度HCl的平衡转化率降低说明该反应 C. CuCl2的使用可以增大反应的活化能 D. 每生成22.4LCl2时，转移电子的数目为 6. 下列反应表示正确的是 A. HClO在水中见光分解： B. 惰性电极电解氯化镁溶液： C. NaClO碱性溶液与Fe(OH)3反应： D. Ca(ClO)2溶液中通入SO2： 7. 下列物质的性质与用途具有对应关系的是 A. CCl4具有挥发性，可用于萃取碘水中碘 B. 盐酸有强酸性，可用于除去铁锈 C. FeCl3易水解，可用于刻蚀覆铜板 D. HClO不稳定，可用于自来水消毒剂 8. 下列实验探究方案设计能达到相应探究目的的是 选项 探究方案 探究目的 A 室温下，用电导率传感器分别测定CH3COOH溶液和盐酸的电导率，比较溶液的导电性强弱 判断CH3COOH是否为弱电解质 B 向1.00mol/L CuSO4溶液中通入H2S气体，观察是否有黑色沉淀(CuS)生成 比较H2S与H2SO4的酸性强弱 C 向2mL 1mol/L NaOH溶液中滴加2滴0.1mol/L MgCl2，再滴加2滴0.1mol/L FeCl3溶液，先生成白色沉淀，后生成红褐色沉淀 > D 向I2的CCl4溶液中加入等体积浓KI溶液，振荡后静置，观察两层溶液颜色变化 比较I2在浓KI溶液与CCl4中的溶解能力 A. A B. B C. C D. D 9. 一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作(血糖浓度以葡萄糖浓度计)。电池工作时，下列叙述错误的是 A. 电池总反应为 B. 电池工作时，电流由b电极沿导线流向a电极 C. a电极反应式为 D. 两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为a→b 10. NaAlH4是一种强还原剂，在碱性条件下能够与CuSO4发生反应，下列说法不正确的是 A. 还原剂和还原产物之比为1：4 B. NaAlH4遇水可能发生爆炸，并产生白色沉淀 C. H2O中中心原子为sp3杂化，VSEPR空间构型为四面体 D. 每生成1molNa[Al(OH)4]转移电子的物质的量为8mol 11. 一种治疗镰状细胞病药物的部分合成路线如下，下列说法正确的是 A. W在水中的溶解度比X在水中的溶解度小 B. X和Y可用酸性高锰酸钾溶液进行鉴别 C. Y和Z分子中所含的官能团种类相同 D. 该路线能使W中特定位置上的-OH与反应 12. 室温下，通过下列实验探究溶液的性质。 实验1：测得10mL 0.1 溶液的pH<7 实验2：向0.1 溶液中通入一定量，测得溶液pH=7. 实验3：向10mL 0.1 溶液中加入等体积0.1 HCl溶液，无明显现象。 下列说法正确的是 A. 实验1中： B. 根据实验1推测： C. 实验2所得溶液中： D. 实验3所得溶液中： 13. 催化加氢制能实现碳的循环利用。一定压强下，1mol 与3mol 在密闭容器中发生的反应如下： Ⅰ：；△H<0 Ⅱ：；△H>0 反应相同时间，测得不同温度下转化率和选择性如右图实验值所示。图中平衡值表示在相同条件下达到平衡状态时转化率和选择性随温度的变化。 已知：的选择性。 下列说法正确的是 A. 曲线b表示的平衡转化率 B. 其他条件不变，240℃时加压或使用高效催化剂均可能使转化率达到X点 C. 220～280℃时，反应Ⅰ生成速率小于反应Ⅱ生成CO的速率 D. 为提高生产效率，需选择相对较低的温度 二、非选择题(共61分) 14. 五氧化二钒()广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。从废钒催化剂(含有、、、、、NiO等)中回收钒，既能避免对环境的污染，又能节约宝贵的资源，回收工艺流程如下： 已知： ①“酸浸”时和与稀硫酸反应分别生成和。 ②溶液中与可相互转化：，且为沉淀。 （1）钒原子的价层电子排布式为___________。 （2）“还原转化”中加入的目的是将转化为，写出反应的离子方程式：___________。 （3）“氧化1”后，溶液中含有的金属阳离子主要有、、、，调节溶液的pH为2.8(即)，可使沉淀完全。若溶液中，则此时___________(填“有”或“无”)沉淀生成。请列式并简单表示推理过程___________(假设溶液体积不变，)。 （4）向反萃取后的水层中加入氧化，再加入得到沉淀。 ①“氧化2”过程中发生反应的离子方程式为___________。 ②“沉钒”时，通入氨气的作用是___________。 ③氧化所得溶液中发现还含有一种复杂的含钒阴离子结构如图所示，由4个四面体(位于体心的V为＋5价)，通过共用顶点氧原子构成八元环，其化学式为___________。 （5）取234g 进行煅烧获得，过程中减少的质量(△m)随温度变化的曲线如图所示。写出C→D过程中的化学方程式：___________() 15. 化合物F是制备汉防已甲素的重要中间体，一种合成路线如下： （1）A分子中碳原子杂化轨道类型为___________。 （2）C→D的反应类型为___________。 （3）D→E的反应须经历D→X→E，中间体X的分子式为，写出X的结构简式___________。 （4）写出满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式___________。 ①分子中含3种不同化学环境的氢原子 ②一定条件下能与银氨溶液反应，且在碱性条件下能水解 （5）已知：(R、代表烃基或H，代表烃基)。写出以、和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任选，合成路线流程图示例见本题题干)___________。 16. 二氧化锰是电池工业中非常重要的原料之一、 （1）二氧化锰的制备与含量测定 利用含锰阳极渣(主要成分为，含有一定量的等)制备纯度较高的二氧化锰。 ①用醋酸铵可以溶解生成醋酸铅，从而实现与的分离。铅的浸出率与温度的关系如图，铅的浸出率随着温度的升高而增大，当温度达到以后，铅的浸出率降低的原因是___________。 ②在酸性条件下，向上述粗品中加入葡萄糖，可得溶液，其离子方程式为___________。 ③所得硫酸锰的溶液中含有少量的，设计实验方案来制取固体：___________，将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，___________。[已知在为3.1时可沉淀完全，开始沉淀的为8.3；硫酸锰热稳定好，分解温度为，硫酸铵分解温度。(可选用的试剂：的氨水、的溶液)。] ④利用“电解”溶液，可获得比较纯的。含量的方法如下： 步骤一：称取样品于碘量瓶中，加适量硫酸及足量碘化钾溶液充分反应。 步骤二：待反应完全后加入少量淀粉溶液，用溶液滴定至终点，消耗溶液，计算软锰矿中的质量分数，写出计算过程___________。已知：(未配平) （2）二氧化锰的应用 实验室中在氯酸钾固体加入作催化剂后加热，可加快生成的速率。 ①温度加热到后，生成的速率突然加快(如图所示)，其可能原因是___________。 ②将氯酸钾和二氧化锰固体混合，在高温下充分反应后，冷却，加水溶解反应后的固体，并洗涤干燥，称量发现固体质量比开始时加入的的质量小，其原因是___________。 17. 氢能是一种清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。 （1）甲烷水蒸气重整制氢： ①总反应： ΔH>0能自发进行的条件是___________。 A．低温 B．高温 C．任意温度 D．无法判断 ②下列措施中一定能提高H2平衡产率的是___________。 A．选择合适的催化剂 B．降低温度 C．升高温度 D．恒温恒压下通入气体Ar （2）工业上利用甲醇和水蒸气可制备氢气。 Ⅰ．电解法制氢：甲醇电解可制得H2，其原理如图所示。 ①阳极的电极反应式为___________。 Ⅱ．催化重整法制氢 ②已知： 反应1： 反应2： 则反应3： ___________ （3）硼氢化钠(NaBH4)是一种高效储氢材料，25℃时NaBH4水解制氢生成Na[B(OH)4]。在掺杂了MoO3的纳米Co2B合金催化剂表面部分反应机理如图所示。 ①写出NaBH4水解制氢的离子方程式___________。 ②其他条件不变，用D2O代替H2O，写出中间产物X的结构式：___________。 ③其他条件不变，催化剂Co2B中掺杂MoO3能提高制H2效率的原因是___________。 ④其他条件相同时，测得平均每克催化剂使用量下，NaBH4浓度对制氢速率的影响如下图所示。(已知：浓度较大时，Na[B(OH)4]易以NaBO2形式结晶析出。) 分析NaBH4质量分数超过10%后制氢速率下降的可能原因___________。 ⑤NaBH4转化为NaBO2后，电解NaBO2溶液又可制得NaBH4，实现物质的循环利用，电解装置如图所示。 阴极上的电极反应式是___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $