精品解析：上海市普陀区2025届高三下学期3月二模化学试题

2024学年第二学期普陀区高三质量调研 化学试卷 试卷满分100分，考试时间60分钟 本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写学校、姓名、座位号（考号），并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。答题前，务必在答题卡上填写座位号、学校和姓名。 一、氮循环与羟胺 1. 地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质，转化关系之一如图所示（X、Y均为氮氧化物），羟胺（NH2OH）以中间产物的形式参与循环。 （1）上述过程中属于固氮的是________。 A. ① B. ②③ C. ④ D. ⑤ （2）羟胺（NH2OH）可看成是氨分子内的一个氢原子被羟基取代的衍生物，其中氮原子的杂化方式为________。 （3）下列N原子的轨道表示式表示的状态中，能量由高到低的顺序是________。 ① ② ③ ④ A. ③④②① B. ④③②① C. ④②③① D. ②④③① （4）NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是________。 A. 羟胺中N元素的化合价为-3 B. 标准状况下，2.24L X和Y混合气体中氧原子数为0.1NA C. 2.8g N2中含有的σ键为0.2NA D. 1mol 中N的价层电子对数为6NA 羟胺（NH2OH）的水溶液呈碱性，与盐酸反应的产物盐酸羟胺（[NH3OH]Cl)广泛用子药品、香料等的合成。[已知25℃时，，。] （5）羟胺易溶于水，可能是因为________。 （6）NH2OH的水溶液呈弱碱性的原理与NH3的水溶液相似，用离子方程式表示其原因________。 （7）下列有关物质结构或性质的比较中，正确的是________（不定项）。 A. 键角： B. 熔点：NH2OH<[NH3OH]Cl C. 25℃同浓度水溶液的pH：[NH3OH]Cl>NH4Cl D. [NH3OH]Cl溶液中： 2024年中国科学家首次提出了一种通过双中心催化（Pb和Cu作为电极材料）电解草酸（H2C2O4）和羟胺（NH2OH）的混合溶液合成甘氨酸（）的方法。其中，X电极区的反应原理示意图如下： （8）①X电极为________极。 A．阴 B．阳 C．正 D．负 ②当生成1mol 时，外电路中转移的电子数为________。 ③X电极区总反应：________。 二、储氢材料“AMH4” 2. 氢能是一种优秀的新型清洁能源，储氢材料的发展对氢气的高效存储起到至关重要的作用，也是氢气能否被广泛利用的关键。AMH4型物质是一类无机储氢材料，其中A可为Li、Na、K，M可为B、Al、Ga。 （1）氢气沸点低，其可能的原因是：________。 （2）研究发现，该类物质中A+离子半径越大、M元素电负性越强，物质越稳定，则该类物质中最稳定的一种的化学式为________。 A. LiAlH4 B. KBH4 C. NaBH4 D. KGaH4 （3）AMH4型物质中，H的活性与M-H键的极性相关，已知Al、B、H电负性分别为1.5、2.0、2.1，请解释NaAlH4还原性比NaBH4强的原因：________。 硼氢化钠（NaBH4）也是一种典型的AMH4型物质，其在催化剂钌（Ru）表面与水反应的历程如图所示： （4）NaBH4与水反应的离子方程式为：________。 （5）上述历程为放热过程，该反应能自发进行的条件是________。 A. 高温 B. 低温 C. 任意温度 D. 无法判断 （6）下列说法正确的是________（不定项）。 A. 反应过程中硼元素的化合价发生了变化 B. 若将NaBH4中的H用D代替，反应后生成的气体中含有H2、HD和D2 C. 催化剂可以加快反应速率，其用量多少不影响反应速率 D. 相同物质的量的与，具有相同数量的配位键 （7）已知：浓度较大时，NaB(OH)4易以NaBO2形式结晶析出。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图所示，试分析浓度过低或过高反应速率变慢的原因________。 硼氢化钠（NaBH4）的晶胞结构及晶胞参数如图所示： （8）该晶体中与距离最近的Na+的数量为________。 （9）已知硼氢化钠（M=38g·mol-1）晶体的密度为ρ g·cm-3，则阿伏加德罗常数的值NA=________（用含ρ、a的代数式表示）。 三、“臭名昭著”的硫化氢 3. 硫化氢（H2S）是一种臭鸡蛋气味的有毒气体，但其在合成光电材料、污水处理方面有着重要作用，硫化氢尾气的回收处理并资源化利用是长期面临的重要研究课题。 （1）下列关于H2S说法中正确的是________（不定项）。 A. 利用其气味可添加在管道煤气中监测燃气泄露 B. 氢硫酸是一种二元弱酸，属于弱电解质 C. 将H2S气体通入AlCl3溶液中的离子方程式： D. 硫化氢的球棍模型为 25℃，H2S饱和溶液浓度约为0.1mol·L-1，H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数δ随pH变化关系如下图： （2）图中表示S2-物质的量分数变化的曲线是________。 A．曲线a B．曲线b C．曲线c （3）下列说法正确的是________。 A. 饱和H2S溶液中加入等体积的NaOH溶液（体积变化忽略不计），则 B. 以酚酞为指示剂，可用NaOH标准溶液滴定H2S水溶液至Na2S测定其浓度 C. 1.0L 1mol·L-1的NaOH溶液最多能吸收1mol H2S(g) D. NaHS溶液呈碱性是由于S2-的水解程度大于HS-的电离程度 （4）由图可知，________。 （5）已知0.1mol·L-1的Na2S溶液中S2-水解率约为62%，，，0.010mol·L-1的FeCl2溶液中加入等体积0.20mol·L-1的Na2S溶液，反应初始生成沉淀的情况是________。 A. 只有FeS沉淀 B. 只有Fe(OH)2沉淀 C. 没有沉淀 D. FeS、Fe(OH)2都有 实验室中，以FeCl3为吸收液脱除H2S。实验发现，在FeCl3溶液中加入一定浓度的CuCl2可以明显提高H2S的脱除率。对比实验结果如下： 实验序号 ① ② ③ 吸收液 FeCl3溶液 CuCl2溶液 FeCl3溶液、CuCl2溶液 H2S脱除率 ≈92% ≈100% ≈100% H2S脱除产物 S CuS S （6）将①中脱除H2S的反应补充完整________：。 （7）pH减小会降低①中脱除率，但对②中的脱除率几乎无影响，解释原因：________。 （8）③中，加入CuCl2后，脱除率几乎达到100%。结合方程式解释原因：________。 四、分子砌块SGD-11275 4. 分子砌块SGD-11275是新研发抗体偶联药物的重要中间体，可由A为起始原料，经7步反应得到B（SGD-11275），但高温高压反应存在安全风险。近日其新一代工艺合成路线公布，先合成2，3-二氢苯并呋喃中间体C，然后酰基化反应得到B。 原路线： 新路线： 已知： （1）SGD-11275中含氧官能团的名称是________。 （2）下列关于化合物A说法正确的是________。 A. 化合物A的分子式为C7H6NO4 B 化合物A与足量氢气反应后，产物中有3个不对称碳原子 C. 化合物A中碳原子的杂化类型有sp2和sp3 D. 化合物A中的所有原子一定处于同一平面内 （3）写出反应I→J的化学方程式为________。 （4）有关化合物I的下列说法正确的是________（不定项）。 A. 能与3mol NaOH发生反应 B. 系统命名法命名为2，5-二溴苯酚 C. 遇FeCl3溶液显紫色，是由于Fe3+氧化了酚羟基 D. 与NaHCO3溶液反应，证明其酸性强于 （5）写出化合物C的结构简式：C________。 （6）H→B的转化中添加盐酸的作用是①________；②形成盐酸盐，在获得粗产品B后，可以通过________（填实验操作）进一步提纯盐SGD-11275。 （7）写出一种J同分异构体的结构简式_______，要求同时满足下列条件。 ①与FeCl3发生显色反应 ②可以发生消去反应 ③核磁共振氢谱有4种氢，且峰面积之比为1：2：2：2 （8）参照上述流程，设计以为原料，制备太阳能电池材料的合成路线________（无机试剂和有机试剂均任选）。（合成路线常用的表示方式为：目标产物） 五、水蒸气制氢 5. CH4用水蒸气重整制氢包含的反应为： Ⅰ．水蒸气重整： Ⅱ．水煤气变换： 总反应可表示为： （1）总反应的________，该反应为________（填“吸热”或“放热”）反应。 水碳比定义为原料气中H2O和CH4的物质的量之比，此处用X表示： 反应Ⅰ——水蒸气重整： （2）在恒容密闭容器中，加入1mol CH4和一定量的H2O(g)，若仅发生反应Ⅰ，CH4的平衡转化率按不同投料比X随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是________（不定项）。 A. 点a、b、c对应的平衡常数：Ka=Kb>Kc B. X1>X2>X3 C. 反应温度为T1，当容器内比值不变时，可判断反应达到平衡状态 D. 反应速率： 反应Ⅱ——水煤气变换： 水煤气变换是重要化工过程，主要用于合成氨，制氢以及合成气加工等工业领域中。曾有科学家做过如下实验，在721℃下，分别使H2和CO还原CoO(s)，得到如下数据： 化学方程式 平衡后气体的物质的量分数 H2：0.025 CO：00192 （3）根据上述实验结果判断：①CO、H2还原CoO(s)为Co(s)能力的强弱________。 A． CO>H2 B． CO<H2 C． CO=H2 D． 无法判断 ②反应Ⅱ水煤气变换的化学平衡常数K=________（写出过程，保留3位有效数字）。 我国学者研发了一种用于低温水煤气变换反应高效稳定催化剂——原子层金簇负载α-MoC催化剂，下图表示该催化剂与金催化剂的反应历程：（吸附在催化剂表面上的物种用★标注） （4）使用金催化剂决速步发生的化学方程式：________。 （5）使用金催化剂（A）和原子层金簇负载α-MoC催化剂（B），哪种更有利于该反应进行？________（填“A”或“B”），原因是________。 （6）100kPa时，将X=3的混合气体投入恒压反应器中，平衡时，各组分的物质的最分数与温度的关系如下图所示 ①上图中表示CO2曲线是________（选填曲线“A”或“B”），理由是________。 ②在600℃，将X=3的混合气投入恒容反应器中，CH4的平衡物质的量分数________0.04（填“>”“<”或“=”）。 ③反应在600℃、t小时后达到平衡，t小时内计算v(H2O)=________kPa·h-1。（用含t的代数式表示，气体分压=总压强×气体物质的最分数） ④某研究小组发现，随着反应进行，实验测得CO的释放速率与模拟数据吻合，但是H2的释放速率高于模拟值，如图所示，你认为可能的原因是________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024学年第二学期普陀区高三质量调研 化学试卷 试卷满分100分，考试时间60分钟 本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写学校、姓名、座位号（考号），并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。答题前，务必在答题卡上填写座位号、学校和姓名。 一、氮循环与羟胺 1. 地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质，转化关系之一如图所示（X、Y均为氮氧化物），羟胺（NH2OH）以中间产物的形式参与循环。 （1）上述过程中属于固氮的是________。 A. ① B. ②③ C. ④ D. ⑤ （2）羟胺（NH2OH）可看成是氨分子内的一个氢原子被羟基取代的衍生物，其中氮原子的杂化方式为________。 （3）下列N原子的轨道表示式表示的状态中，能量由高到低的顺序是________。 ① ② ③ ④ A. ③④②① B. ④③②① C. ④②③① D. ②④③① （4）NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是________。 A. 羟胺中N元素的化合价为-3 B. 标准状况下，2.24L X和Y混合气体中氧原子数为0.1NA C. 2.8g N2中含有的σ键为0.2NA D. 1mol 中N的价层电子对数为6NA 羟胺（NH2OH）的水溶液呈碱性，与盐酸反应的产物盐酸羟胺（[NH3OH]Cl)广泛用子药品、香料等的合成。[已知25℃时，，。] （5）羟胺易溶于水，可能是因为________。 （6）NH2OH的水溶液呈弱碱性的原理与NH3的水溶液相似，用离子方程式表示其原因________。 （7）下列有关物质结构或性质的比较中，正确的是________（不定项）。 A. 键角： B. 熔点：NH2OH<[NH3OH]Cl C. 25℃同浓度水溶液的pH：[NH3OH]Cl>NH4Cl D. [NH3OH]Cl溶液中： 2024年中国科学家首次提出了一种通过双中心催化（Pb和Cu作为电极材料）电解草酸（H2C2O4）和羟胺（NH2OH）的混合溶液合成甘氨酸（）的方法。其中，X电极区的反应原理示意图如下： （8）①X电极为________极。 A．阴 B．阳 C．正 D．负 ②当生成1mol 时，外电路中转移的电子数为________。 ③X电极区总反应：________。 【答案】（1）D （2）sp3 （3）C （4）B （5）羟胺分子与水分子均为极性分子，分子间能形成氢键 （6） （7）BD （8） ①. A ②. 2NA ③. 【解析】 【小问1详解】 将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫氮的固定，上述流程中属于固氮的是步骤⑤，故选D。 【小问2详解】 NH2OH中氮原子与2个H原子分别形成N-H键，与1个O原子形成N-O键，共形成3个键，对孤电子对数=，则N原子形成的价层电子对数为4，故N原子的杂化方式为。 【小问3详解】 图①是基态N原子的轨道表示式，原子能量最低；图③表示2s能级上的一个电子跃迁到2p能级上，原子能量比图①状态高；图②表示1s能级上的一个电子跃迁到2p能级上，原子能量比图③状态高；图④表示1s、2s能级上各有1个电子跃迁到2p能级上，原子能量比图②状态高，因此能量由高到低的顺序是④②③①，故选C。 小问4详解】 A．羟胺（NH2OH）中H化合价为+1，O化合价为-2，根据分子中化合价之和为0可计算得N化合价为-1，A错误； B．根据图中转化步骤，经过三步还原反应后生成，N化合价从+3降低到0，则上述还原反应中，N化合价变化为每一步均降低1价，结合题给信息“X、Y均是氮的氧化物”得X是NO，Y是N2O。标准状况下，2.24L NO和N2O混合气体物质的量为0.1mol，含有氧原子0.1mol，氧原子数为0.1，B正确； C．N2中两个N以三键结合，每个N2分子中含有1个键，2.8gN2物质的量为0.1mol，含有键的数目为0.1，C错误； D．中N原子与2个O原子分别形成N=O键，共有2个键，孤电子对数=，则N原子的价层电子对数为3，1mol 中N的价层电子对数为，D错误； 故选B。 【小问5详解】 NH2OH中N原子的杂化方式为，分子中N原子与其成键原子H、O之间形成三角锥形结构，羟胺分子为极性分子，水分子也为极性分子，且羟胺分子与水分子之间能形成氢键，根据相似相溶原理，羟胺易溶于水。 【小问6详解】 NH3水溶液呈弱碱性是由于NH3与水反应生成，部分电离生成，NH2OH的水溶液呈弱碱性的原理与NH3的水溶液相似，可用离子方程式表示其原因。 【小问7详解】 A．中N原子的杂化方式为，中N原子的杂化方式为，键角：，A错误； B．NH2OH是分子晶体，[NH3OH]Cl是离子晶体，熔点：NH2OH<[NH3OH]Cl，B正确； C．已知25℃时，，，则碱性：，根据盐类水解原理“越弱越水解”知，25℃同浓度水溶液中，水解程度大于，则溶液的pH：[NH3OH]Cl<NH4Cl，C错误； D．[NH3OH]Cl溶液中，不水解，能水解，因此，D正确； 故选BD。 【小问8详解】 ①该合成方法为电解法，X电极区中，草酸在Pb催化下，羧基得到电子还原生成醛基，因此X电极为阴极，故选A。 ②草酸生成时，C的化合价由+3降低到+2，当生成1mol时，外电路中转移的电子数为。 ③X电极为阴极，根据图中所示，该电极区主要反应物有草酸、，生成物有、，根据原子守恒及电荷守恒原理，X电极区总反应的化学方程式为：。 二、储氢材料“AMH4” 2. 氢能是一种优秀的新型清洁能源，储氢材料的发展对氢气的高效存储起到至关重要的作用，也是氢气能否被广泛利用的关键。AMH4型物质是一类无机储氢材料，其中A可为Li、Na、K，M可为B、Al、Ga。 （1）氢气沸点低，其可能原因是：________。 （2）研究发现，该类物质中A+离子半径越大、M元素电负性越强，物质越稳定，则该类物质中最稳定的一种的化学式为________。 A. LiAlH4 B. KBH4 C. NaBH4 D. KGaH4 （3）AMH4型物质中，H的活性与M-H键的极性相关，已知Al、B、H电负性分别为1.5、2.0、2.1，请解释NaAlH4还原性比NaBH4强的原因：________。 硼氢化钠（NaBH4）也是一种典型的AMH4型物质，其在催化剂钌（Ru）表面与水反应的历程如图所示： （4）NaBH4与水反应的离子方程式为：________。 （5）上述历程为放热过程，该反应能自发进行的条件是________。 A. 高温 B. 低温 C. 任意温度 D. 无法判断 （6）下列说法正确的是________（不定项）。 A. 反应过程中硼元素的化合价发生了变化 B. 若将NaBH4中的H用D代替，反应后生成的气体中含有H2、HD和D2 C. 催化剂可以加快反应速率，其用量多少不影响反应速率 D. 相同物质的量的与，具有相同数量的配位键 （7）已知：浓度较大时，NaB(OH)4易以NaBO2形式结晶析出。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图所示，试分析浓度过低或过高反应速率变慢的原因________。 硼氢化钠（NaBH4）的晶胞结构及晶胞参数如图所示： （8）该晶体中与距离最近的Na+的数量为________。 （9）已知硼氢化钠（M=38g·mol-1）晶体的密度为ρ g·cm-3，则阿伏加德罗常数的值NA=________（用含ρ、a的代数式表示）。 【答案】（1）H2相对分子质量小，且为非极性分子，分子间作用力小 （2）B （3）Al、B、H电负性分别为1.5、2.0、2.1，NaAlH4还原性比NaBH4强，这是由于电负性相差越大，原子核对电子的吸引能力差越大，共用电子对能力倾向越小，电子倾向于偏移到电负性大的原子核附近，极性增强；NaAlH4中氢活性更高，还原性更强； （4） （5）C （6）BD （7）NaBH4含量较低时，溶液浓度较低，（催化剂未被充分利用，催化性能未充分发挥），反应速率慢；NaBH4含量较高时，水解反应产物NaBO2易吸附于催化剂表面，从而阻碍与催化剂活性位的接触 （8）8 （9） 【解析】 【小问1详解】 H2为分子晶体，相对分子质量小，且为非极性分子，分子间作用力小，故氢气沸点低； 【小问2详解】 同族元素离子半径从上至下增大，故离子半径：K+>Na+>Li+；同主族元素电负性由上至下减弱，故电负性：B>Al>Ga；则离最稳定的是KBH4，故选B； 【小问3详解】 Al、B、H电负性分别为1.5、2.0、2.1，NaAlH4还原性比NaBH4强，这是由于电负性相差越大，原子核对电子的吸引能力差越大，共用电子对能力倾向越大，电子倾向于偏移到电负性大的原子核附近，极性增强；NaAlH4中Al与H电负性差大，极性大，氢活性更高，还原性更强； 【小问4详解】 由图可知，反应物为和，生成物为和，离子方程式为：； 【小问5详解】 由方程式可知，根据，当时反应自发进行，根据该反应、可知该反应任意温度下均可自发进行，故选C； 【小问6详解】 A．各步骤中硼元素的化合价均为+3价，A错误； B．由历程可知，若将NaBH4中的H用D代替，反应中提供H的为和水，则生成的气体中含有H2、HD和D2，B正确； C．催化剂可以加快反应速率，其用量多反应速率加快，C错误； D．和均为+3价，均含1个配位键，故相同物质的量的与，具有相同数量的配位键，D正确； 故选BD； 【小问7详解】 NaBH4含量较低时，溶液浓度较低，（催化剂未被充分利用，催化性能未充分发挥），反应速率慢；NaBH4含量较高时，水解反应生成较多的以形式结晶析出，产物NaBO2易吸附于催化剂表面，从而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； 【小问8详解】 由晶胞示意图可知，以体心为例，与距离最近的Na+的数量8（棱心4个，面心4个）； 【小问9详解】 已知硼氢化钠晶体的密度为，NA代表阿伏加德罗常数的值，由晶胞示意图可知，每个晶胞的体积为：a2×2a×10-21cm3=2a3×10-21cm3，一个晶胞中含有Na+个数为：=4，含有BH个数为：=4，则一个晶胞的质量为：g，故有，NA=。 三、“臭名昭著”的硫化氢 3. 硫化氢（H2S）是一种臭鸡蛋气味的有毒气体，但其在合成光电材料、污水处理方面有着重要作用，硫化氢尾气的回收处理并资源化利用是长期面临的重要研究课题。 （1）下列关于H2S的说法中正确的是________（不定项）。 A. 利用其气味可添加在管道煤气中监测燃气泄露 B. 氢硫酸是一种二元弱酸，属于弱电解质 C. 将H2S气体通入AlCl3溶液中的离子方程式： D. 硫化氢的球棍模型为 25℃，H2S饱和溶液浓度约为0.1mol·L-1，H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数δ随pH变化关系如下图： （2）图中表示S2-物质的量分数变化的曲线是________。 A．曲线a B．曲线b C．曲线c （3）下列说法正确的是________。 A. 饱和H2S溶液中加入等体积的NaOH溶液（体积变化忽略不计），则 B. 以酚酞为指示剂，可用NaOH标准溶液滴定H2S水溶液至Na2S测定其浓度 C. 1.0L 1mol·L-1的NaOH溶液最多能吸收1mol H2S(g) D. NaHS溶液呈碱性是由于S2-的水解程度大于HS-的电离程度 （4）由图可知，________。 （5）已知0.1mol·L-1的Na2S溶液中S2-水解率约为62%，，，0.010mol·L-1的FeCl2溶液中加入等体积0.20mol·L-1的Na2S溶液，反应初始生成沉淀的情况是________。 A. 只有FeS沉淀 B. 只有Fe(OH)2沉淀 C. 没有沉淀 D. FeS、Fe(OH)2都有 实验室中，以FeCl3为吸收液脱除H2S。实验发现，在FeCl3溶液中加入一定浓度的CuCl2可以明显提高H2S的脱除率。对比实验结果如下： 实验序号 ① ② ③ 吸收液 FeCl3溶液 CuCl2溶液 FeCl3溶液、CuCl2溶液 H2S脱除率 ≈92% ≈100% ≈100% H2S脱除产物 S CuS S （6）将①中脱除H2S的反应补充完整________：。 （7）pH减小会降低①中脱除率，但对②中的脱除率几乎无影响，解释原因：________。 （8）③中，加入CuCl2后，脱除率几乎达到100%。结合方程式解释原因：________。 【答案】（1）D （2）C （3）AC （4）1×10-7 （5）D （6） （7）pH减小，c(H+)增大，不利于H2S的溶解和电离，降低①中脱除率；CuS的溶解度极小，难溶于酸，所以对②中H2S的脱除率几乎无影响 （8）加入CuCl2后发生反应：，，Cu2+促进了H2S的转化 【解析】 【小问1详解】 A．H2S是剧毒气体，其燃烧产物SO2也是有毒气体，所以不能利用其气味添加在管道煤气中监测燃气泄露，A不正确； B．氢硫酸的电离分两步进行，且都为可逆，它是一种二元弱酸，氢硫酸是混合物，不属于弱电解质，B不正确； C．将H2S气体通入AlCl3溶液中，不发生反应，且Al2S3在水溶液中会发生双水解反应，不能稳定存在，C不正确； D．硫化氢分子中，S原子的孤电子对数为=2，形成2个σ键，价层电子对数为4，发生sp3杂化，球棍模型为，D正确； 故选D。 【小问2详解】 25℃，H2S饱和溶液呈酸性，此时硫元素主要以H2S的形式存在，往溶液中加入碱增大溶液的pH，此时H2S不断转化为HS-，继续增大溶液的pH，HS-不断转化为S2-，所以曲线a表示H2S的物质的量分数，曲线b表示HS-的物质的量分数，曲线c表示S2-的物质的量分数，故选C。 【小问3详解】 A．25℃，H2S饱和溶液浓度约为0.1mol·L-1，饱和H2S溶液中加入等体积的NaOH溶液(体积变化忽略不计)，H2S的浓度变为原来的一半，即为0.05mol∙L-1，依据元素守恒，则，A正确； B．酚酞的变色范围pH:8.2~10.0，根据图示，Ka2(H2S)==10-13，当NaOH标准溶液滴定H2S水溶液至Na2S时，S2-+H2OHS-+OH-，Kh1====0.1，c(OH-)=0.1mol/L，溶液的pH=13，超出了酚酞的变色范围，B不正确； C．往NaOH溶液中通入足量H2S，生成NaHS等，则1.0L 1mol·L-1的NaOH溶液最多能吸收1mol H2S(g)，C正确； D．NaHS溶液呈碱性是由于HS-的水解程度大于HS-的电离程度，D不正确； 故选AC。 【小问4详解】 由图可知，在pH=7.0时，c(H2S)=c(HS-)，=1×10-7。 【小问5详解】 0.010mol·L-1的FeCl2溶液中加入等体积0.20mol·L-1的Na2S溶液，所得混合溶液中c(Fe2+)=0.0050mol·L-1，c(S2-)=0.10mol·L-1，S2-发生水解后溶液中c(S2-)=0.10mol·L-1×(1-62%)=0.038 mol·L-1，c(OH-)=0.10mol·L-1×62%=0.062 mol·L-1，Q(FeS)=0.0050mol·L-1×0.038 mol·L-1=1.9×10-4＞6.3×10-18，有FeS沉淀生成；Q[Fe(OH)2]=0.0050mol·L-1×0.0622=1.922×10-5＞4.9×10-17，有Fe(OH)2沉淀生成，所以反应初始生成沉淀的情况是FeS、Fe(OH)2都有，故选D。 【小问6详解】 实验①中，H2S脱除产物为S，则Fe3+作氧化剂，将H2S氧化为S和H+，依据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒，可得出脱除HS-的反应方程式为：。 【小问7详解】 H2S溶液呈酸性，pH减小会抑制H2S的溶解，从而降低①中脱除率，而CuS难溶于酸，pH减小对②中的脱除率几乎无影响，原因：pH减小，c(H+)增大，不利于H2S的溶解和电离，降低①中脱除率；CuS的溶解度极小，难溶于酸，所以对②中H2S的脱除率几乎无影响。 【小问8详解】 ③中，加入CuCl2后，脱除率几乎达到100% ，则Cu2+是反应的催化剂，Cu2+先与H2S反应生成CuS，CuS还能被Fe3+氧化，重新生成Cu2+。结合方程式解释原因：加入CuCl2后发生反应：，，Cu2+促进了H2S的转化。 【点睛】CuCl2提高H2S在FeCl3溶液中的脱除率，发生反应为2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+。 四、分子砌块SGD-11275 4. 分子砌块SGD-11275是新研发抗体偶联药物的重要中间体，可由A为起始原料，经7步反应得到B（SGD-11275），但高温高压反应存在安全风险。近日其新一代工艺合成路线公布，先合成2，3-二氢苯并呋喃中间体C，然后酰基化反应得到B。 原路线： 新路线： 已知： （1）SGD-11275中含氧官能团的名称是________。 （2）下列关于化合物A说法正确的是________。 A. 化合物A的分子式为C7H6NO4 B. 化合物A与足量氢气反应后，产物中有3个不对称碳原子 C. 化合物A中碳原子的杂化类型有sp2和sp3 D. 化合物A中的所有原子一定处于同一平面内 （3）写出反应I→J的化学方程式为________。 （4）有关化合物I的下列说法正确的是________（不定项）。 A. 能与3mol NaOH发生反应 B. 系统命名法命名为2，5-二溴苯酚 C. 遇FeCl3溶液显紫色，是由于Fe3+氧化了酚羟基 D. 与NaHCO3溶液反应，证明其酸性强于 （5）写出化合物C的结构简式：C________。 （6）H→B的转化中添加盐酸的作用是①________；②形成盐酸盐，在获得粗产品B后，可以通过________（填实验操作）进一步提纯盐SGD-11275。 （7）写出一种J的同分异构体的结构简式_______，要求同时满足下列条件。 ①与FeCl3发生显色反应 ②可以发生消去反应 ③核磁共振氢谱有4种氢，且峰面积之比为1：2：2：2 （8）参照上述流程，设计以为原料，制备太阳能电池材料的合成路线________（无机试剂和有机试剂均任选）。（合成路线常用的表示方式为：目标产物） 【答案】（1）醚键，羰基 （2）B （3） 或 （4）B （5） （6） ①. 盐酸水解N上的酰胺基 ②. 重结晶 （7） （8） 【解析】 【小问1详解】 观察SGD-11275的结构，可知含氧官能团有醚键，羰基。 【小问2详解】 化合物A为，化合物化合物A分子式为C7H5NO4，故A选项错误；化合物A与足量氢气反应，苯环和双键可被加氢，加氢后产物为饱和六元环和饱和碳链，产物中有3个不对称碳原子，故B选项正确；化合物A中碳原子的杂化类型只有sp2，故C选项错误；化合物A中氮原子为sp3杂化，具有四面体结构，因此所有原子不可能共面，故D选项错误；答案选B。 【小问3详解】 反应I→J涉及碱性条件下发生取代反应，反应方程式为或 【小问4详解】 化合物I的物质的量未知，无法判断消耗NaOH的物质的量，A错误；系统命名法命名为2，5-二溴苯酚，B正确；酚羟基与FeCl3溶液显紫色是由于形成配合物，而非氧化反应，C错误；化合物I中含有酚羟基，其酸性弱于碳酸，不能与NaHCO3反应，D错误；故答案选B。 【小问5详解】 中间体C是2，3-二氢苯并呋喃，其结构是因为苯环并和一个部分氧化的呋喃环，跟=根据其分子式，可得C的结构式为。 【小问6详解】 盐酸可以水解N上的酰胺基；在获得粗产品B后，可以通过重结晶进一步提纯盐SGD-11275。 【小问7详解】 J的结构式为，与FeCl3发生显色反应说明含酚羟基，能发生消去反应说明含有溴原子，核磁共振氢谱有4种氢，且峰面积之比为1：2：2：2，说明等效氢原子有4种，比例为1：2：2：2；故符合上述条件的同分异构体有。 【小问8详解】 根据所给信息，合成路线可为。 五、水蒸气制氢 5. CH4用水蒸气重整制氢包含反应为： Ⅰ．水蒸气重整： Ⅱ．水煤气变换： 总反应可表示为： （1）总反应的________，该反应为________（填“吸热”或“放热”）反应。 水碳比定义为原料气中H2O和CH4的物质的量之比，此处用X表示： 反应Ⅰ——水蒸气重整： （2）在恒容密闭容器中，加入1mol CH4和一定量的H2O(g)，若仅发生反应Ⅰ，CH4的平衡转化率按不同投料比X随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是________（不定项）。 A. 点a、b、c对应的平衡常数：Ka=Kb>Kc B. X1>X2>X3 C. 反应温度为T1，当容器内比值不变时，可判断反应达到平衡状态 D. 反应速率： 反应Ⅱ——水煤气变换： 水煤气变换重要化工过程，主要用于合成氨，制氢以及合成气加工等工业领域中。曾有科学家做过如下实验，在721℃下，分别使H2和CO还原CoO(s)，得到如下数据： 化学方程式 平衡后气体的物质的量分数 H2：0.025 CO：0.0192 （3）根据上述实验结果判断：①CO、H2还原CoO(s)为Co(s)能力的强弱________。 A． CO>H2 B． CO<H2 C． CO=H2 D． 无法判断 ②反应Ⅱ水煤气变换的化学平衡常数K=________（写出过程，保留3位有效数字）。 我国学者研发了一种用于低温水煤气变换反应的高效稳定催化剂——原子层金簇负载α-MoC催化剂，下图表示该催化剂与金催化剂的反应历程：（吸附在催化剂表面上的物种用★标注） （4）使用金催化剂决速步发生的化学方程式：________。 （5）使用金催化剂（A）和原子层金簇负载α-MoC催化剂（B），哪种更有利于该反应进行？________（填“A”或“B”），原因是________。 （6）100kPa时，将X=3的混合气体投入恒压反应器中，平衡时，各组分的物质的最分数与温度的关系如下图所示 ①上图中表示CO2曲线是________（选填曲线“A”或“B”），理由是________。 ②在600℃，将X=3的混合气投入恒容反应器中，CH4的平衡物质的量分数________0.04（填“>”“<”或“=”）。 ③反应在600℃、t小时后达到平衡，t小时内计算v(H2O)=________kPa·h-1。（用含t的代数式表示，气体分压=总压强×气体物质的最分数） ④某研究小组发现，随着反应进行，实验测得CO的释放速率与模拟数据吻合，但是H2的释放速率高于模拟值，如图所示，你认为可能的原因是________。 【答案】（1） ①. +164.9 ②. 吸热 （2）CD （3） ①. A ②. 1.31 （4）或 （5） ①. B ②. 使用金催化剂（A），反应需要最大活化能为2.02eV，而使用原子层金簇负载α-MoC催化剂（B）反应最大活化能为1.66eV，更有利于反应进行 （6） ①. A ②. 反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，温度升高，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ逆向移动。600℃前随温度升高，CO浓度增大使反应Ⅱ正向进行的程度大于温度升高使其逆向进行的程度（或“600℃后，CO浓度增大使反应Ⅱ正向进行的程度小于温度升高使其逆向进行的程度”），所以CO2的物质的量分数先增大后减小，故曲线A符合 ③. > ④. ⑤. 随反应进行，发生甲烷裂解等副反应（或其他合理答案） 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律，总反应=反应Ⅰ+Ⅱ，总反应的=；该反应为吸热反应； 【小问2详解】 A．反应Ⅰ为吸热反应，升高温度，平衡常数增大，点a、b、c对应的平衡常数：Ka=Kb>Kc，A正确； B．在恒容密闭容器中，加入1mol CH4和一定量的H2O(g)，越大，H2O(g)越多，CH4的平衡转化率越大，可知X1>X2>X3，B正确； C．容器内比值等于其化学计量系数之比，一直不变，不能判断反应达到平衡状态，C错误； D．越大，H2O(g)越多，反应物浓度越大，反应速率越快，，D错误； 故选CD； 【小问3详解】 ①根据平衡后CO气体的物质的量分数更小，说明CO气体转化更多，还原CoO(s)为Co(s)能力更强，故选A； ②反应a：的平衡常数，反应b：的平衡常数，反应Ⅱ=反应b-反应a，反应Ⅱ水煤气变换的化学平衡常数K=； 【小问4详解】 决速步骤活化能最大，由图可知，使用金催化剂决速步发生的化学方程式：或； 【小问5详解】 使用金催化剂（A），反应需要最大活化能为2.02eV，而使用原子层金簇负载α-MoC催化剂（B）反应最大活化能为1.66eV，更有利于反应进行，故原子层金簇负载α-MoC催化剂（B）更有利于该反应进行； 【小问6详解】 ①反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，温度升高，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ逆向移动。600℃前随温度升高，CO浓度增大使反应Ⅱ正向进行的程度大于温度升高使其逆向进行的程度（或“600℃后，CO浓度增大使反应Ⅱ正向进行的程度小于温度升高使其逆向进行的程度”），所以CO2的物质的量分数先增大后减小，故曲线A表示CO2曲线； ②随着温度升高，甲烷浓度减小，100kPa时，将X=3的混合气体投入恒压反应器中，CH4的平衡物质的量分数为0.04，若将X=3的混合气投入恒容反应器中，为气体分子数增多的反应，容器内压强增大，CH4的平衡转化率下降，CH4的平衡物质的量分数>0.04； ③反应反应在600℃，H2O的平衡物质的量分数为0.32，平衡时，起始=3，起始，t小时后达到平衡，t小时内计算； ④随着反应进行，实验测得CO的释放速率与模拟数据吻合，但是H2的释放速率高于模拟值，可能的原因是随反应进行，发生甲烷裂解生成氢气等副反应。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $