福建省福州高级中学2024-2025学年高三上学期化学校本作业14

福州高级中学2024—2025学年第一学期高三化学校本作业14 （可能用到的相对原子质量：H—1 O—16 Ca—40 Ti—48 Mn—55） 一、选择题（每小题仅有一个选项符合题目要求。每小题4分，共40分） 1． “嫦娥六号”的返回展现了我国强大的实力。下列说法正确的是 A．运载火箭采用液氧和煤油作为推进剂，液氧与臭氧互为同素异形体 B．氢氧燃料电池生成H2O，H2O的空间填充模型为 C．太阳能电池板使用的晶体硅为分子晶体 D．月壤样本中含有3He的质子数为3 2．吡啶()的结构与苯相似，用途广泛。利用吡啶合成乙醇吡啶的方法如下： 下列说法错误的是 A．反应①为取代反应 B．甲基吡啶中所有原子共平面 C．乙醇吡啶的分子式为C7H9NO D．吡啶的二氯代物有6种 3．ClO2能把废水中的CN-氧化成无毒气体，原理是2ClO2+2NaCN=2CO2+N2+2NaCl，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．ClO2与CO2的VSEPR模型相同 B．1mol CN-中含有的键数目为2 NA C．22.4L N2中含有的原子数为NA D．1mol·L-1NaCl溶液中含有的Na+的数目为NA 4．M、Z、R、Q、E是五种原子序数依次递增的短周期元素。已知：M的一种同位素可以用于测定文物的年代；基态R原子含3对成对电子；Q在同周期金属元素中第一电离能最大；基态E原子的3p轨道中含有自旋相反且数目之比为3:1的电子。下列说法正确的是 A．原子半径： Z<R<Q<E B．简单氢化物的沸点：M<Z<R<E C．M形成的氧化物，一定是非极性分子 D．Q的单质可以在M和R形成的某种化合物中燃烧 5．将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、CuCl2和HCl的混合溶液中反应回收S，其物质转化历程如图所示。下列说法正确的是 A．历程①发生反应H2S+Cu2+ = CuS↓+2H+ B．历程②中CuS作氧化剂 C．历程③中n(Fe2+):n(O2)=1:4 D．若要吸收34gH2S，则至少要通入56L空气(空气中氧气体积按20%计) 6．用FeCl3·6H2O晶体制取无水FeCl3的实验装置如图所示，已知无水FeCl3易水解、易升华。下列说法错误的是 A．先打开分液漏斗活塞再点燃酒精灯 B．b装置中盛装的试剂是浓硫酸 C．d装置起到冷凝收集产物的作用 D．f装置中上层为苯，下层为NaOH溶液 7．下图为某新型的可充电锌-肼()电池充、放电时的物质转化示意图，其采用双功能电催化剂在同一电极实现了独立的析氢反应(放电)和产氮反应(充电)、下列说法不正确的是 A．充电时，阴极区溶液的增大 B．放电时，正极反应式为2H2O +2e-=H2↑+2OH- C．充电时，理论上每转移1mol e-，阳极上会生成5.6L N2(标准状况) D．当生成2.2L(标准状况) H2时，理论上锌电极增重6.5g 8．烯烃是一种应用广泛的化学原料。烯烃之间存在下列三个反应： 反应I： 反应II： 反应III： 在恒压密闭容器中，反应达平衡时，三种组分的物质的量分数x随温度T的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．反应III的 B．700K时反应II的平衡常数(以物质的量分数代替平衡浓度) C．提高C4H8物质的量分数，需研发低温条件下活性好且耐高压的催化剂 D．超过700K后曲线a下降的原因可能是随着温度升高反应I逆向移动，反应II正向移动 ※9．空气中CO2浓度过大会导致海水酸化，从而导致珊瑚礁(主要成分为CaCO3)减少。实验室模拟珊瑚礁附近水体环境探究lg(X) (X为H2CO3、HCO3-、CO32-或Ca2+)与pH的关系，实验结果如下图所示。下列说法正确的是 A．线段③表示HCO3-与pH的关系 B．Ka2(H2CO3)的数量级为10-10 C．c点的pH等于8.3 D．CaCO3在纯水中的溶解度为10-9.2 mol·L-1 ※10．磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。可通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。下列说法错误的是 已知：①“焙烧”中，TiO2、SiO2几乎不发生反应，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐。②该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表。 金属离子 Fe3+ Al3+ Mg2+ Ca2+ 开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4 沉淀完全(c=1.0×10-5 mol·L-1)的pH 3.2 4.7 11.1 13.8 A．“焙烧”中Al2O3转化为NH4Al(SO4)2的化学方程式为： B．“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH由2至11.6，则依次沉淀的金属离子是Fe3+、Al3+ 、Mg2+ C．“分步沉淀”后pH=11.6，则“母液①”中Mg2+浓度为1×10-3mol·L-1 D．水浸渣需在160℃时“酸溶”，则最适合的酸是硫酸 11．草酸亚铁 (FeC2O4)不溶于水，在碱性或中性环境中不稳定，易分解或被氧化，可广泛用于新型电池材料、感光材料的生产。以炼钢厂的脱硫渣（主要成分是Fe2O3）为原料生产电池级草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)的工艺流程如下： (1)基态Fe2+的价层电子排布式为 。 (2)酸浸时，加料完成后以一定速率搅拌反应。提高铁元素浸出率的方法还有 。 (3)金属Fe参与的主要反应的离子方程式为 。 (4)判断Fe3+已经完全被还原的试剂是 。 (5)合成反应的pH适宜控制在2.0左右是因为 。 (6)测定制得的草酸亚铁晶体纯度： 步骤1：称取4.59g草酸亚铁固体样品，溶于30mL2 mol·L-1H2SO4溶液中，在60～80℃水浴加热，用100mL容量瓶配成100.00mL溶液。 步骤2：取20.00mL上述溶液，用酸性KMnO4标准溶液，消耗70mL（C2O42-、Fe2+都能与MnO4-反应，反应中MnO4-→Mn2+）。 步骤3：向滴定后的溶液中加入适量锌粉，将Fe3+和多余KMnO4恰好还原，过滤，洗涤，洗涤液并入滤液中。 步骤4：继续用0.05 mol·L-1酸性KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗20mL。计算固体样品的纯度 。※ 12．Co基活性炭催化CH4-CO2重整不仅可获得合成气(CO与)，还能同时消耗两种温室气体，回答下列问题： (1) CH4-CO2重整反应为CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)  ΔH>0，相关物质的燃烧热数值如下表所示： 物质 CH4(g) CO(g) H2(g) 燃烧热ΔH/(kJ·mol-1) a b c 该催化重整反应的 (用含a、b、c的代数式表示)，从热力学角度考虑，有利于合成气生成的条件是 (填“高压”或“低压”)。 (2)控制温度为T℃，总压为5.0MPa，在密闭容器中加入1 CH4与2 CO2及催化剂进行重整反应，达到平衡时的体积分数为20%，CH4的平衡转化率为 ，平衡常数Kp= 。 (3)常压条件下，将等物质的量的CH4与CO2充入密闭容器，同时存在以下反应： ①   ②   ③   ④   ※反应达平衡时混合气体的组成如图，曲线m和n中，表示CO的是 。在900℃之前，m曲线明显处于表示的曲线上方，原因是 。 (4)以作催化剂，利用合成气制备烃类物质的反应机制如图： 根据图示，利用该反应机制合成乙烯的化学方程式为 。合成乙烯过程中，下列说法正确的是 (填序号)。 a．反应物吸附过程只断裂极性键 b．C-C偶联过程中只形成非极性键 c．整个反应过程中无极性键生成 13．氨基磺酸(H2NSO3H)是一种无味、无毒的固体强酸，可用于制备金属清洗剂等，微溶于乙醇，260℃时分解，溶于水时存在反应：。实验室用羟胺(NH2OH)和SO2反应制备氨基磺酸。已知：NH2OH性质不稳定，室温下同时吸收水蒸气和CO2时迅速分解，加热时爆炸。实验室常用亚硫酸钠粉末与75%硫酸制备SO2，根据下列装置回答相关问题： (1)仪器X名称为 。 (2)气流从左至右，导管接口连接顺序为a→ (装置可以重复使用)。 (3)实验过程中，先旋开 (填“A”或“C”)装置的分液漏斗活塞，后旋开另一个活塞，其目的是 。 (4)D装置可以用下列装置替代的是 (填标号)。 a．盛装饱和食盐水的洗气瓶     b．盛装品红溶液的洗气瓶 c．盛装碱石灰的U形管         d．盛装五氧化二磷的U形管 (5)下列说法正确的是 (填标号)。 a．C装置应采用热水浴控制温度 b．本实验应在通风橱中进行 c．实验完毕后，采用分液操作分离C装置中的混合物 d．A装置中用饱和亚硫酸钠溶液替代亚硫酸钠粉末可以加快化学反应速率 ※(6)产品纯度测定。取w g氨基磺酸溶于蒸馏水配制成100 mL溶液，准确量取25.00 mL配制溶液于锥形瓶中，滴加几滴甲基橙溶液，用标准NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液的体积为V mL。产品纯度为 (用含w、c、V的代数式表示)。若选用酚酞溶液作指示剂；测得结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 14．化合物N是一种具有玫瑰香味的香料，可用作化妆品和食品的添加剂。实验室制备N的两种合成路线如下： 已知：ⅰ． (R1、R3为烃基，R2为H或烃基)。 ⅱ． (R1、R2、R3为烃基)。 回答下列问题： (1)A→B所需的试剂是 ；D→E反应类型是 。 (2)G、M的结构简式分别为 、 。 (3)I与新制Cu(OH)2悬浊液发生反应的方程式为 。 (4)写出满足下列条件的K的同分异构体的结构简式 (写出两种即可) ①属于芳香族化合物 ②能发生银镜反应     ③核磁共振氢谱有4组峰，峰面积比为1∶1∶2∶6 ※(5)已知。根据本题信息，写出以乙烯为原料制备不超过五步的合成路线(乙醚及其他无机试剂任选) 高三化学校本作业14参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B B D A D D C C C 11．(1) (2)提高酸浸温度或延长酸浸时间 (3) Fe+2 Fe2+=3 Fe3+ (4) KSCN或NH4SCN (5) pH过大，草酸亚铁易分解或被氧化；pH过小，又会使草酸亚铁部分溶解，造成产率降低 (6)解：，根据5 Fe2+~MnO4-，样品中，则该固体样品的纯度为 12．(1) (a-2b-2c) 低压 (2) 37.5% 0.55 (3) m 温度低于900℃时， 温度升高有利于反应③正向移动，反应③既消耗H2，又生成CO (4) 4H2+2COCH2=CH2+2H2O b 13．(1)三颈烧瓶 (2)f →g→d→e→f→g→b(3) A 将装置中的空气排尽 (4)d (5)b (6) 偏高 14．(1)铁粉和液溴 取代反应 (2) CH3MgBr (3) (4)、、、(写出两种即可) (5) 【详解】 1．A A．液氧和O3都是由同种元素形成的不同单质，二者属于同素异形体； B．H2O空间构型是V形； C．晶体硅属于共价晶体； D．3He的质量数为3，质子数为2。 2．B A．反应①中吡啶与CH3I发生取代反应生成2-甲基吡啶和HI，反应①为取代反应； B．2-甲基吡啶中存在甲基，甲基中所有原子不可能共面； C．根据2-乙醇吡啶的结构简式()可知，其分子式为C7H9NO； D．吡啶()的结构与苯相似，根据“定一议二”法确定吡啶二氯代物的数量，若一氯代物结构为：，则第二个Cl原子有4个位置，对应二氯代物有4种结构；若一氯代物结构为：，第二个Cl原子有2个位置，对应二氯代物有2种结构，则吡啶的二氯代物有4+2=6种。 3．B A．ClO2中心原子Cl原子价层电子对=2+，其中Cl提供一个单电子，2个O原子的2p轨道各提供两个电子，形成大π键，中心原子Cl的价电子数为3，VSEPR为平面三角形，CO2中心原子C原子价层电子对=2+=2，VSEPR构型为直线形结构，二者的VSEPR模型不同； B．CN-中有一个键，中含有的键数目为2 NA； C．没有注明标准状况，不能确定N2的物质的量； D．没有给出溶液的体积，无法计算NaCl的物质的量。 4．D 【分析】M的一种同位素可以用于测定文物的年代，则M为C；基态R原子含3对成对电子，R的电子排布式为，则R为O、Z为N；Q在同周期金属元素中第一电离能最大，则Q为Mg；基态E原子的轨道中含有自旋相反且数目之比为的电子，基态E原子的价层电子排布式为，E为S。 A．原子半径应为Mg>S>N>O； B．由于氢键的作用，简单氢化物中H2O的沸点最高； C．C形成的氧化物CO为极性分子； D．Mg可以在CO2中燃烧。 5．A A．硫化氢为弱电解质，离子方程式应保留化学式； B．CuS反应过程中S元素化合价由-2升高至0，化合价升高，作还原剂； C．历程③中，Fe元素化合价由+2升高至+3，，O元素化合价由0降低至-2，根据化合价升降守恒可知； D．未指明标准状况，气体体积不可知。 6．D A．FeCl3·6H2O晶体在HCl氛围中加热才能抑制FeCl3的水解，因此先打开分液漏斗产生HCl，过段时间再点燃酒精灯； B．用B装置干燥HCl，故选用浓硫酸； C．无水FeCl3易升华，遇冷也易凝华，d中冰块起的作用是降低无水FeCl3蒸气的温度，便于物质冷凝结晶； D．为防倒吸，f中上层为NaOH溶液，下层为CCl4。 7．D 【分析】采用双功能电催化剂在同一电极实现了独立的析氢反应(放电)和产氮反应(充电)，放电时正极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，负极反应式为 ，充电时阳极反应式为 ，阴极反应式为； A．充电时，阴极反应式为，阴极区溶液的pH增大； B．放电时，正极析出氢气，正极反应式为； C．充电时阳极反应式为，理论上每转移，阳极上会生成0.25mol氮气，生成氮气的体积为5.6L (标准状况)； D．放电时正极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，负极发生反应，当生成(标准状况)时，转移0.2mol电子，根据电子守恒，理论上锌电极减轻6.5g。 8．C A．反应I加上反应II的2倍，再整体除以3得到反应III； B．丁烯逐渐减少，丙烯先增大后减少，乙烯逐渐增大即丁烯、丙烯、乙烯分别是曲线b、a、c，700K时反应II的平衡常数； C．反应I、反应III都是体积增大的反应，要提高C4H8物质的量分数，需研发低温条件下活性好且耐高压的催化剂，加压后，平衡逆向移动； D．丁烯在不断减小，则超过700K后曲线a下降的原因可能是随着温度升高反应I正向移动，反应II正向移动，反应II正向移动的程度大于反应I正向移动的程度。 9．C 【分析】由题给流程可知，高钛炉渣与硫酸铵混合后焙烧时，二氧化钛和二氧化硅不反应，氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化铁转化为相应的硫酸盐，尾气为氨气；将焙烧后物质加入热水水浸，二氧化钛、二氧化硅不溶于水，微溶的硫酸钙部分溶于水，硫酸铁、硫酸镁和硫酸铝铵溶于水，过滤得到含有二氧化钛、二氧化硅、硫酸钙的水浸渣和含有硫酸铁、硫酸镁、硫酸铝铵和硫酸钙的滤液；向pH约为2.0的滤液中加入氨水至11.6，溶液中铁离子、铝离子和镁离子依次沉淀，过滤得到含有硫酸铵、硫酸钙的母液①和氢氧化物沉淀；向水浸渣中加入浓硫酸加热到160℃酸溶，二氧化硅和硫酸钙与浓硫酸不反应，二氧化钛与稀硫酸反应得到TiOSO4，过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙的酸溶渣和TiOSO4溶液；将TiOSO4溶液加入热水稀释并适当加热，使TiOSO4完全水解生成TiO2·x H2O沉淀和硫酸，过滤得到含有硫酸的母液②和TiO2·x H2O。 A．由分析可知， “焙烧”中，TiO2、SiO2几乎不发生反应， Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐，硫酸铵与氧化铝在高温条件下生成硫酸铝铵，所给化学方程式正确； B．由题中所给的金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH表可知，用氨水逐步调节pH由2至11.6时，依次沉淀的金属离子是Fe3+、Al3+ 、Mg2+； C．由镁离子完全沉淀时溶液pH=11.1可知，，当溶液pH=11.6时，溶液中镁离子浓度应为=； D．为了使微溶的Ca2+全部转化为沉淀，且在160℃不易挥发分解，所以应在水浸渣"酸溶"过程中加入硫酸。 10．C 【分析】随着pH的增大，HCO3-的浓度增大，当pH继续增大时，CO32-的浓度会大于HCO3-的浓度，随着CO32-的浓度增大，Ca2+的浓度减小，故线①代表Ca2+浓度变化，线②代表HCO3-浓度变化，线③代表CO32-浓度变化。 A．据以上分析可知，线段③表示CO32-与pH的关系； B．d点且，，的数量级为； C．a点，故，c点，，则c点的c(H+)=10-8.3mol/L，pH等于8.3； D．b点，，结合，b点，所以，故CaCO3在纯水中的溶解度为。 11．【分析】脱硫渣中加入硫酸酸浸，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁，硫酸铁中加入金属Fe，Fe与硫酸铁反应生成硫酸亚铁，滤渣2为剩余的金属铁，硫酸亚铁中加入过量氨水，生成氢氧化亚铁沉淀，过滤得到的氢氧化亚铁中加入草酸，生成草酸亚铁，再经过过滤等一系列操作，得到草酸亚铁晶体。 （1）基态Fe2+的价层电子排布式为3d6；（2）酸浸时，加料完成后，以一定速率搅拌反应。提高铁元素浸出率的方法还有：提高酸浸温度或延长酸浸时间；（3）金属铁主要与硫酸铁反应生成硫酸亚铁，离子方程式为：Fe+2Fe2+=3 Fe3+；（4）判断Fe3+已经完全被还原的试剂是：KSCN或NH4SCN；（5）合成反应的适宜控制在2.0左右是因为：过大，草酸亚铁易分解或被氧化；pH过小，又会使草酸亚铁部分溶解，造成产率降低；（6）步骤2草酸亚铁中亚铁离子和草酸根离子均能与酸性高锰酸钾反应，步骤3中加入Zn，将Fe3+和多余的KMnO4恰好反应，步骤4中继续用酸性高锰酸钾滴定，此时是Fe2+与高锰酸钾反应，，根据5 Fe2+~MnO4-，样品中，则该固体样品的纯度为。 12．（1）由、、的燃烧热数值可知① ；② ；③ ；由盖斯定律可知，可得①-2×②-2×③可得 (a-2b-2c)；该反应是气体体积增大的反应，低压有利于合成气生成的条件。 （2）根据已知条件列出“三段式” 达到平衡时CO的体积分数为20%，解得x=0.375mol，的平衡转化率为=37.5%，因控制总压为5.0，则平衡常数=0.55。 （3）由盖斯定律可知，反应②-反应④可得反应①  ，反应①和反应③是吸热反应，反应④是放热反应，升高温度反应①和反应③正向移动，反应④逆向移动，CO的体积分数增大，则表示CO的是m，900℃之前，m曲线明显处于表示的曲线上方，原因是：温度低于900℃时， 温度升高有利于反应③正向移动，反应③既消耗H2，又生成CO。 （4）利用该反应机制合成乙烯的化学方程式为：4H2+2COCH2=CH2+2H2O。 a．反应物吸附过程断裂了H-H非极性键和碳氧极性键； b．C-C偶联过程中只形成C-C非极性键； c．整个反应过程中有O-H极性键生成。 13．【分析】该实验用羟胺(NH2OH)和SO2反应制备氨基磺酸，用亚硫酸钠粉末与75%硫酸制备SO2，得到的气体需通入浓硫酸进行干燥，而后通入到装置C中进行反应，反应后需要对SO2进行尾气吸收。 （1）根据仪器构造，可知仪器X的名称是三颈烧瓶； （2）必须先制备干燥的二氧化硫，否则产品会混有杂质硫酸氢铵。用氢氧化钠溶液吸收尾气，要防止氢氧化钠溶液中的水蒸气入装置C，故装置排序为a→f →g→d→e→f→g→b； （3）装置C中反应之前要排尽装置内CO2、水蒸气，即先旋开装置A中分液漏斗活塞，利用SO2将装置中空气排尽； （4）装置D中浓硫酸用于干燥SO2，吸收水，可选择装有五氧化二磷的U型管来替代装置D，a、b不能吸收水，c与SO2反应； （5）a．依题意，羟胺加热时会发生爆炸；b．本实验有SO2产生，应在通风橱中进行；c．氨基磺酸微溶于乙醇，采用过滤操作分离；d．若用饱和亚硫酸钠溶液替代亚硫酸钠粉末，则相当于把浓硫酸稀释，不能加快反应速率； （6）氨基磺酸(H2NSO3H)是一元强酸，与NaOH反应化学方程式为H2NSO3H+NaOH= H2NSO3Na+H2O，根据比例关系，产品纯度为=；若用酚酞作指示剂，消耗氢氧化钠溶液增多，测得结果偏高。 14．【分析】由A的分子式、C的结构简式，可知A为，A与溴发生取代反应生成B为，对比D、F的结构，结合B→C的转化，可知D中羟基被溴原子取代生成E，故E为，对比F、N的结构，结合信息i可知G为，苯甲醛与乙醛脱去1分子水生成，被氢氧化铜氧化、再酸化生成J，故J为，K与甲醇发生酯化反应生成L，L与M发生信息ii中反应生成N，由K的分子式、N的结构可知J中碳碳双键与氢气发生加成反应生成K，故K为，则L为，M为CH3MgBr； （1）A→B是转化为，所需的试剂是液溴、铁粉；可知D中羟基被溴原子取代生成E，D→E反应类型是取代反应； （2）G的结构简式为，M的结构简式为CH3MgBr； （3）I为，故I与与新制Ca(OH)2悬浊液发生反应的方程式为：； （4）K分子式为C9H10O2，满足条件：①属于芳香族化合物，说明含有苯环，②能发生银镜反应，说明有醛基，③核磁共振氢谱有4组峰，峰面积比为1：1：2：6，说明含有4种环境的氢原子，同分异构体有 、、、(写出两种即可)； （5）由信息i可知，CH3CHO与CH3CH2MgBr反应生成，乙烯氧化生成乙醛，乙烯与HBr发生加成反应生成CH3CH2Br，CH3CH2Br与Mg/乙醚反应生成CH3CH2MgBr，合成路线为 高三化学校本作业1 学科网（北京）股份有限公司 $$