精品解析：江苏省常州市2024-2025学年高二下学期期末化学试题

常州市2024-2025学年第二学期高二期末质量调研 化学 2025年6月 注意事项： 1.本试卷分为选择题和非选择题两部分，满分为100分，考试时间为75分钟。 2.答题前请将学校、班级、学号、姓名填涂在答题卡密封线内；答案书写在答题卡规定区域内，在草稿纸、试卷上答题无效；考试结束后仅交答题卡。 可能用到的相对原子质量：H-1　C-12　N-14　O-16　K-39　Fe-56　I-127 一、单项选择题：共13小题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 我国科学家屠呦呦因成功提取青蒿素()获得诺贝尔奖。属于 A. 有机物 B. 碱 C. 单质 D. 氧化物 2. 是制备高纯的重要原料。下列说法正确的是 A. 的空间构型为平面形 B. 晶体为共价晶体 C. 位于元素周期表的区 D. 酸性： 3. 规范实验操作是保障实验成功的前提条件。下列图示操作规范的是 A．连接橡胶塞 B．倾倒液体 C．振荡试管 D．测溶液的 A. A B. B C. C D. D 4. 元素、、和位于元素周期表第三周期。下列说法正确的是 A. 原子半径： B. 电离能： C. 氢化物的沸点： D. 电负性： 阅读下列材料，完成下面小题：铁元素的常见价态有+2、+3价，实验室可用赤血盐溶液检验，黄血盐溶液检验。是重要的化工原料，可用作反应的催化剂。 5. 下列有关铁及其化合物的说法正确的是 A. Fe元素位于周期表的第VIB族 B. 绿矾中核外有6个未成对电子 C. 赤血盐是含有配位键的离子化合物 D. 若黄血盐受热分解产物之一的晶胞结构如图所示，则其化学式为 6. 在指定条件下，下列有关铁单质的转化不能实现的是 A. B. C D. 7. 对于反应，下列有关说法不正确的是 A. 加入，反应的焓变不变 B. 升高温度，反应体系活化分子百分数增多 C. 向固定容积的反应体系中充入氦气，反应速率加快 D. 其他条件相同，增大，反应的平衡常数不变 8. 下列基于物质转化的生产、生活等方面的建议不正确的是 A. 模拟生物固氮，实现温和条件下将空气中的转化为生产氮肥 B. 血红蛋白中含有，人体补铁时服维生素可促进对元素的吸收 C. 为酸性氧化物，用作固硫剂可减少燃煤烟气中的污染 D. 通过改变反应历程，降低电解熔融制取金属的能耗 9. 组成核酸的基本单元是核苷酸，下图是核酸的某结构片段，下列说法不正确的是 A. 核酸分子中碱基可通过氢键实现互补配对 B. 脱氧核糖核酸和核糖核酸结构中的碱基完全相同 C. 核苷中戊糖与磷酸形成核苷酸反应属于缩聚反应 D. 一定条件下，核苷酸既能与酸，又能与碱反应 10. 据《环境微生物学》报道，厌氧氨氧化菌中的某些生物酶可以促进和的转移(如下图中转移路径a、b和c)，从而将污水中的和转化为进入大气层(具体原理如下图中反应过程I、Ⅱ和Ⅲ)，该污水脱氮技术具有良好的应用前景。下列说法不正确的是 A. 过程I中发生还原反应 B. 路径a和b中转移的数目相等 C. 过程Ⅱ中参与反应的 D. 过程I→Ⅲ的总反应为 11. 按下图装置进行实验。搅拌一段时间后，滴加浓盐酸。不同反应阶段的预期现象及其相应推理均合理的是 A. 烧瓶壁会变冷，说明存在的反应 B. 试纸会变蓝，说明有生成，产氨过程熵增 C. 滴加浓盐酸后，有白烟产生，说明有升华 D. 实验过程中，气球会一直变大，说明体系压强增大 12. 已知。室温下，向溶液中逐滴滴加溶液，溶液pH随变化关系如图所示。下列说法错误的是 A. 当时，溶液的pH=5.75 B. 当时，加入NaOH溶液的体积小于10.00 mL C. 当加入10.00 mL NaOH溶液时： D. 如图所示各点对应溶液中水电离出来的浓度：a＞b＞c 13. 利用CO2—CH4超干法重整制合成气(CO＋H2)，主要反应如下。 反应Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)⇌2CO(g)＋2H2(g)；ΔH1＝＋247 kJ·mol－1 反应Ⅱ： CH4(g)＋3CO2(g)⇌4CO(g)＋2H2O(g)；ΔH2＝＋330 kJ·mol－1。 反应Ⅲ： CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)；ΔH3＝－41 kJ·mol－1。 恒压条件下，n始(CO2)∶n始(CH4)＝3．3时， 若仅考虑上述反应，平衡时CO2、CH4、CO、H2的体积分数和CH4的还原能力随温度的变化如图所示。已知：工业上将干重整反应中CH4的还原能力(MRC)定义为一个CH4分子消耗的CO2分子的数量。数量越大，还原能力越强。下列说法正确的是 A. 反应Ⅱ的平衡常数为K＝ B. 图中曲线X表示平衡时H2的体积分数随温度的变化 C. 温度在600～1 000 ℃间，升高温度对反应Ⅰ影响程度大于反应Ⅱ D. 其他条件不变，增大压强或选择合适的催化剂均能提高CO的平衡产率 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 回收废旧电子产品部件钕铁硼()，有利于实现稀土资源可持续发展。 （1）干法工艺。下，在中焙烧木屑制成生物炭，再经下列过程可制得稳定的。 已知：金属活动性仅次于、。单质具有磁性，但其氧化物、氢氧化物无磁性。、。 ①下，在中将预处理后样品与生物炭混合、焙烧，发生碳/氢化反应生成碳化钕、以及、单质。生物炭中主要含有的元素为_____(填元素符号)。 ②碳/氢化后的产物冷却后，“水解”生成，同时获得气态烃和。其中与水发生反应的化学方程式为_____。 ③水解所得固体成分主要为和，经_____(填序号)分离后，在下焙烧制得。 A．磁选 B．结晶 C．过滤 D．萃取 （2）湿法工艺。预处理后样品经灼烧转化为对应氧化物，再经下列步骤获得。 ①酸浸。用盐酸浸取灼烧后样品，、元素的浸出率与浸出时间的关系如图-1所示。浸取初期，元素的浸出率先上升后下降的原因是_____。 ②沉钕。向浸出液中加入溶液，转化为沉淀。 反应的平衡常数与、、的代数关系式为_____。 ③焙烧。下，在空气中焙烧生成和一种氧化物，该反应的化学方程式为_____。 （3）上述两种工艺流程中分离出的是重要的副产品。晶体为片层结构，层内的环状结构如图-2所示，层间为分子间作用力。根据晶体结构特点，写出一条物理性质及相应的用途：_____。 （4）对比上述两种工艺，您更倾向选用哪种工艺制取？请做出选择，并给出一条相应的主要理由：_____。 15. 化合物是一种具有生物活性的苯并呋喃衍生物，其合成路线如下： （1）A中的含氧官能团名称为醚键、羟基和_____。 （2）下列有关说法正确的是_____(填序号)。 A. 分子中碳原子的轨道杂化类型均为 B. 的化学名称为二溴乙烷 C. D不易与NaOH溶液反应 D. 与属于同类物质的同分异构体只有1种 （3）反应③和④的顺序不能对换的原因是_____。 （4）同一条件下，下列化合物水解反应速率由大到小的顺序为_____(填标号)。 （5）的反应过程中依次经历了取代、加成和消去三步反应，其中加成反应的化学方程式为_____。 （6）已知： 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用，合成路线流程图示例见本题题干)。 16. 利用“燃烧—碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验装置如下： （1）加样：将amg样品加入管式炉内瓷舟中(瓷舟两端带有气孔且有盖)，聚四氟乙烯活塞滴定管内预装略小于的碱性标准溶液，吸收管内盛有盐酸酸化的淀粉溶液。向内滴入适量碱性标准溶液。 ①取的碱性溶液和一定量的固体，配制碱性标准溶液，下列仪器必须用到的是_____(填序号)。 A．玻璃棒 B．锥形瓶 C．容量瓶 D．胶头滴管 ②向内滴入碱性标准溶液时发生反应的离子方程式为_____。 （2）燃烧：按一定流速通入，经装置和充分干燥。一段时间后，加热并使样品燃烧。装置中通气管末端多孔玻璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子(见放大图)，目的是_____。 （3）滴定：当内溶液浅蓝色消退时，立即_____。随不断进入，滴定过程中溶液颜色“消退-变蓝”不断变换，直至_____，记录实验中消耗碱性标准溶液的总体积。 ①补充完整上述滴定实验方案。 ②实验中共消耗碱性标准溶液，样品中硫的质量分数为_____(用代数式表示)。 （4）若装置冷却气体不充分，可能导致测定结果偏大，原因是_____。 17. 氢气是一种清洁能源，高效制氢、用氢具有重要意义。 （1）利用水煤气变换反应制氢，反应原理为 　 控制压强恒定为，水碳比投料，测得不同条件下反应达平衡时和的分压(某成分分压总压该成分的物质的量分数)如下表： 条件1 0.40 0.40 0 条件2 0.42 0.36 0.02 ①对比条件1，条件2中产率下降是因为发生了一个不涉及的副反应，该反应的化学方程式为_____。 ②在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是_____。 （2）“热循环制氢”的原理为：在密闭容器中，铁粉与溶液反应，生成、和。时，铁粉与溶液反应，反应初期有生成并放出。随着反应进行，迅速转化为活性，活性是转化为的催化剂，其可能反应机理如图-1所示。 ①根据元素电负性的变化规律，反应机理中的步骤I可描述为_____。 ②在其他条件相同时，测得的转化率、的产率随变化关系如图-2所示。的产率随增加而增大的可能原因是_____。 （3）氢能的高效利用途径之一是制成燃料电池。某熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图-3所示。已知：该条件下的摩尔体积为；电荷量电流时间(s)；；。 ①正极发生的电极反应式为_____。 ②该电池以3.2A恒定电流工作14分钟，消耗体积为，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为_____。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 常州市2024-2025学年第二学期高二期末质量调研 化学 2025年6月 注意事项： 1.本试卷分为选择题和非选择题两部分，满分为100分，考试时间为75分钟。 2.答题前请将学校、班级、学号、姓名填涂在答题卡密封线内；答案书写在答题卡规定区域内，在草稿纸、试卷上答题无效；考试结束后仅交答题卡。 可能用到的相对原子质量：H-1　C-12　N-14　O-16　K-39　Fe-56　I-127 一、单项选择题：共13小题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 我国科学家屠呦呦因成功提取青蒿素()获得诺贝尔奖。属于 A. 有机物 B. 碱 C. 单质 D. 氧化物 【答案】A 【解析】 【详解】青蒿素（）含碳元素，符合有机物定义（除少数简单含碳物质外），故A正确；碱需电离出OH⁻，青蒿素无此特性；单质为单一元素，氧化物仅含两种元素且含氧，均与青蒿素组成不符，故B、C、D错误。 故选A。 2. 是制备高纯的重要原料。下列说法正确的是 A. 的空间构型为平面形 B. 晶体为共价晶体 C. 位于元素周期表的区 D. 酸性： 【答案】B 【解析】 【详解】A．SiHCl3的中心Si原子采用sp3杂化，形成四面体结构，而非平面形，A错误； B．晶体Si通过共价键形成三维网状结构，属于共价晶体，B正确； C．Si位于周期表第IVA族，属于p区元素，而非s区，C错误； D．HClO4是强酸，H2SiO3是弱酸，酸性应为HClO4＞H2SiO3，D错误； 故选B。 3. 规范实验操作是保障实验成功的前提条件。下列图示操作规范的是 A．连接橡胶塞 B．倾倒液体 C．振荡试管 D．测溶液的 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．将试管放在桌面，将橡胶塞压入试管进行连接会导致试管破裂，A错误； B．倾倒液体时标签应向着手心，B错误； C．振荡试管不能上下振荡，避免液体流出，C错误； D．测溶液的pH，用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上，D正确； 答案选D。 4. 元素、、和位于元素周期表第三周期。下列说法正确的是 A 原子半径： B. 电离能： C. 氢化物的沸点： D. 电负性： 【答案】D 【解析】 【详解】A．Al位于第三周期第ⅢA族，P位于第ⅤA族。同周期主族元素原子半径随原子序数增大而减小，故r(Al) > r(P)。A错误； B．Mg的电子排布为[Ne]3s2（全充满稳定结构），Al为[Ne]3s23p1。稳定结构导致Mg的第一电离能高于Al，即I1(Mg) > I1(Al)。B错误； C．MgH2为离子晶体，H2S为分子晶体。离子晶体的沸点通常远高于分子晶体，故MgH2沸点应高于H2S。C错误； D．同周期主族元素电负性随原子序数增大而增强，S位于P右侧，故χ(P) < χ(S)。D正确； 故选D。 阅读下列材料，完成下面小题：铁元素的常见价态有+2、+3价，实验室可用赤血盐溶液检验，黄血盐溶液检验。是重要的化工原料，可用作反应的催化剂。 5. 下列有关铁及其化合物的说法正确的是 A. Fe元素位于周期表的第VIB族 B. 绿矾中核外有6个未成对电子 C. 赤血盐是含有配位键的离子化合物 D. 若黄血盐受热分解产物之一的晶胞结构如图所示，则其化学式为 6. 在指定条件下，下列有关铁单质的转化不能实现的是 A. B. C D. 7. 对于反应，下列有关说法不正确的是 A. 加入，反应的焓变不变 B. 升高温度，反应体系的活化分子百分数增多 C. 向固定容积的反应体系中充入氦气，反应速率加快 D. 其他条件相同，增大，反应的平衡常数不变 【答案】5. C 6. B 7. C 【解析】 【5题详解】 A．Fe是26号元素位于周期表的第Ⅷ族，A错误； B．绿矾中价电子排布为3d6，核外有4个未成对电子，B错误； C．赤血盐中铁与氰根之间存在配位键，内外界之间存在离子键，赤血盐是含有配位键的离子化合物，C正确； D．根据均摊法可知晶胞中存在个Fe，个C，则其化学式为FeC2，D错误； 故选C； 【6题详解】 A．氯气有强氧化性，可将铁氧化成氯化铁，因该反应不是在溶液中进行的，故过量的铁也不会和氯化铁反应而生成二价铁，A正确； B．铁和高温水蒸气生成四氧化三铁和氢气，B错误； C．稀硝酸氧化性很强，足量的稀硝酸可将铁单质氧化成硝酸铁，C正确； D．铁可以和硫酸铜发生置换反应生成硫酸亚铁，D正确； 故选B。 【7题详解】 A．加入催化剂能降低反应的活化能，不能改变反应的焓变，A正确； B．升温，分子总数不变，但更多的普通分子吸收能量转化为活化分子，故活化分子百分数增多，B正确； C．向固定容积的反应体系中充入氦气，不影响反应中物质浓度，不影响反应速率，C错误； D．平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数也不变，D正确； 故选C。 8. 下列基于物质转化的生产、生活等方面的建议不正确的是 A. 模拟生物固氮，实现温和条件下将空气中的转化为生产氮肥 B. 血红蛋白中含有，人体补铁时服维生素可促进对元素的吸收 C. 为酸性氧化物，用作固硫剂可减少燃煤烟气中的污染 D. 通过改变反应历程，降低电解熔融制取金属的能耗 【答案】D 【解析】 【详解】A．氮的固定是指氮元素从游离态转化为氮的化合物，生物固氮在温和条件下将N2转化为NH3是可行的，模拟此过程可节能生产氮肥，A正确； B．维生素C的还原性促进Fe3+转化为易吸收的Fe2+，B正确； C．CaO与SO2反应生成CaSO3或CaSO4，有效固硫减少污染，C正确； D．电解熔融NaCl的能耗由热力学决定，改变反应历程（如催化剂）无法降低总能耗，D错误； 答案选D。 9. 组成核酸的基本单元是核苷酸，下图是核酸的某结构片段，下列说法不正确的是 A. 核酸分子中碱基可通过氢键实现互补配对 B. 脱氧核糖核酸和核糖核酸结构中的碱基完全相同 C. 核苷中戊糖与磷酸形成核苷酸的反应属于缩聚反应 D. 一定条件下，核苷酸既能与酸，又能与碱反应 【答案】B 【解析】 【详解】A．核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对，DNA中腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）配对，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）配对，RNA中尿嘧啶（U）替代了胸腺嘧啶（T），结合成碱基对，遵循碱基互补配对原则，A正确； B．脱氧核糖核酸(DNA)的碱基为：腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶，核糖核酸(RNA)的碱基为：腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶，两者的碱基不完全相同，B错误； C．碱基与戊糖缩合形成核苷，核苷与磷酸缩合形成了组成核酸的基本单元——核苷酸，核苷酸缩合聚合可以得到核酸，C正确； D．核苷酸中的磷酸基团能与碱反应，碱基与酸反应，因此核苷酸在一定条件下，既可以与酸反应，又可以与碱反应，D正确； 答案选B。 10. 据《环境微生物学》报道，厌氧氨氧化菌中的某些生物酶可以促进和的转移(如下图中转移路径a、b和c)，从而将污水中的和转化为进入大气层(具体原理如下图中反应过程I、Ⅱ和Ⅲ)，该污水脱氮技术具有良好的应用前景。下列说法不正确的是 A. 过程I中发生还原反应 B. 路径a和b中转移的数目相等 C. 过程Ⅱ中参与反应的 D. 过程I→Ⅲ的总反应为 【答案】C 【解析】 【详解】A．过程I中转化为NO，N元素化合价降低，发生还原反应，A正确； B．由图示可知，过程I中在酶1的作用下转化为NO和H2O，反应的离子方程式为，a过程生成1molNO转移2molH+，过程Ⅱ中NO和NH在酶2的作用下发生反应生成N2H4和H2O，反应的离子方程式为：，b过程消耗1molNO转移2molH+，转移H+数目相等，B正确； C．过程Ⅱ中发生的离子反应为：，，C错误； D．据图可知经过过程I到Ⅲ，NH和发生反应生成N2和水，离子方程式为：，D正确； 故选C。 11. 按下图装置进行实验。搅拌一段时间后，滴加浓盐酸。不同反应阶段的预期现象及其相应推理均合理的是 A. 烧瓶壁会变冷，说明存在的反应 B. 试纸会变蓝，说明有生成，产氨过程熵增 C. 滴加浓盐酸后，有白烟产生，说明有升华 D. 实验过程中，气球会一直变大，说明体系压强增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．烧瓶壁变冷说明八水氢氧化钡与氯化铵的反应是焓变大于0的吸热反应，故A错误； B．试纸会变蓝，说明八水氢氧化钡与氯化铵反应时有氨气生成，该反应是熵增的反应，故B正确； C．滴加浓盐酸后，有白烟产生是因为浓盐酸挥发出的氯化氢气体与反应生成的氨气生成了氯化铵，与氯化铵的升华无关，故C错误； D．八水氢氧化钡与氯化铵生成氯化钡和一水合氨的反应是焓变大于0的吸热反应，烧瓶中温度降低、气体压强会减小会导致气球变小，后因为一水合氨分解生成氨气导致气体压强增大，气球会变大，滴入盐酸后，浓盐酸挥发出的氯化氢气体与反应生成的氨气生成了氯化铵，导致气体压强变小，则实验过程中，气球先变小、后增大，加入盐酸后又变小，故D错误； 故选B。 12. 已知。室温下，向溶液中逐滴滴加溶液，溶液pH随变化关系如图所示。下列说法错误的是 A. 当时，溶液的pH=5.75 B. 当时，加入NaOH溶液的体积小于10.00 mL C. 当加入10.00 mL NaOH溶液时： D. 如图所示各点对应溶液中水电离出来的浓度：a＞b＞c 【答案】D 【解析】 【详解】A．，，所以，温度不变为常数，将(-1，3.75)代入可得，所以，即，将代入可得pH=5.75，A项正确； B．当NaOH溶液的体积为10mL时，溶液中的溶质为等浓度的HX和NaX，，即，则的水解常数，的水解程度小于HX的电离程度，导致溶液中，，要使混合溶液中即，则加入NaOH溶液的体积小于10.00mL，B项正确； C．当NaOH溶液的体积为10.00mL时，溶液中的溶质为等浓度的HX和NaX，存在电荷守恒，存在物料守恒，二式联立可得，C项正确； D．NaX的水解会促进水的电离，随着NaOH溶液加入溶液中NaX浓度逐渐增大，水的电离程度也逐渐增大，当溶质全部为NaX时，水的电离程度达到最大，水电离出来的浓度最大，c点pH=5.75，说明溶质中含有HX，则a、b、c三点水电离出来的浓度：a＜b＜c，D项错误； 答案选D。 13. 利用CO2—CH4超干法重整制合成气(CO＋H2)，主要反应如下。 反应Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)⇌2CO(g)＋2H2(g)；ΔH1＝＋247 kJ·mol－1。 反应Ⅱ： CH4(g)＋3CO2(g)⇌4CO(g)＋2H2O(g)；ΔH2＝＋330 kJ·mol－1。 反应Ⅲ： CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)；ΔH3＝－41 kJ·mol－1。 恒压条件下，n始(CO2)∶n始(CH4)＝3．3时， 若仅考虑上述反应，平衡时CO2、CH4、CO、H2的体积分数和CH4的还原能力随温度的变化如图所示。已知：工业上将干重整反应中CH4的还原能力(MRC)定义为一个CH4分子消耗的CO2分子的数量。数量越大，还原能力越强。下列说法正确的是 A. 反应Ⅱ的平衡常数为K＝ B. 图中曲线X表示平衡时H2的体积分数随温度的变化 C. 温度在600～1 000 ℃间，升高温度对反应Ⅰ的影响程度大于反应Ⅱ D. 其他条件不变，增大压强或选择合适的催化剂均能提高CO的平衡产率 【答案】B 【解析】 【分析】反应I中一个CH4分子消耗一个CO2分子，反应II中一个CH4分子消耗三个CO2分子；低于600℃，随着温度的升高CH4的还原能力减小，说明此过程中升高温度对反应I的影响大于反应II；温度在600~1000℃之间，随着温度的升高CH4的还原能力增大，说明此过程中升高温度对反应I的影响小于反应II。 【详解】A．反应CH4(g)＋3CO2(g)⇌4CO(g)＋2H2O(g)的平衡常数K=，A项错误； B．升高温度，反应I、II都正向移动，反应III逆向移动，CH4、CO2的平衡体积分数随温度升高而减小，CO的平衡体积分数随温度升高而增大，结合分析和反应的特点，低于600℃，升高温度对反应I的影响大于反应III，随温度升高H2的平衡体积分数增大，温度在600~1000℃之间，升高温度对反应I的影响小于反应III，随温度升高H2的平衡体积分数减小，故图中曲线X表示平衡时H2的体积分数随温度的变化，B项正确； C．反应I中一个CH4分子消耗一个CO2分子，反应II中一个CH4分子消耗三个CO2分子，温度在600~1000℃，随着温度的升高CH4的还原能力增强，结合CH4还原能力的定义，温度在600~1000℃，升高温度对反应I的影响小于反应II，C项错误； D．其他条件不变，增大压强，反应I、II都逆向移动，CO的平衡产率减小，选择合适的催化剂，平衡不移动，CO的平衡产率不变，D项错误； 答案选B。 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 回收废旧电子产品部件钕铁硼()，有利于实现稀土资源可持续发展。 （1）干法工艺。下，在中焙烧木屑制成生物炭，再经下列过程可制得稳定的。 已知：金属活动性仅次于、。单质具有磁性，但其氧化物、氢氧化物无磁性。、。 ①下，在中将预处理后样品与生物炭混合、焙烧，发生碳/氢化反应生成碳化钕、以及、单质。生物炭中主要含有的元素为_____(填元素符号)。 ②碳/氢化后的产物冷却后，“水解”生成，同时获得气态烃和。其中与水发生反应的化学方程式为_____。 ③水解所得固体成分主要为和，经_____(填序号)分离后，在下焙烧制得。 A．磁选 B．结晶 C．过滤 D．萃取 （2）湿法工艺。预处理后样品经灼烧转化为对应氧化物，再经下列步骤获得。 ①酸浸。用盐酸浸取灼烧后样品，、元素的浸出率与浸出时间的关系如图-1所示。浸取初期，元素的浸出率先上升后下降的原因是_____。 ②沉钕。向浸出液中加入溶液，转化为沉淀。 反应的平衡常数与、、的代数关系式为_____。 ③焙烧。下，在空气中焙烧生成和一种氧化物，该反应化学方程式为_____。 （3）上述两种工艺流程中分离出的是重要的副产品。晶体为片层结构，层内的环状结构如图-2所示，层间为分子间作用力。根据晶体结构特点，写出一条物理性质及相应的用途：_____。 （4）对比上述两种工艺，您更倾向选用哪种工艺制取？请做出选择，并给出一条相应的主要理由：_____。 【答案】（1） ①. C、H ②. ③. （2） ①. 氧化铁被盐酸溶解为，浸出率上升；随着盐酸的消耗，浓度减小，水解为氢氧化铁，浸出率下降 ②. ③. （3）具有润滑性，可用作润滑剂 （4）湿法工艺：能耗低；或干法工艺：原料廉价、可获得副产品气态烃和 【解析】 【小问1详解】 ①根据题意，800℃下，在中将预处理后样品（）与生物炭混合、焙烧，发生碳/氢化反应生成碳化钕、以及、单质，根据元素守恒，可知生物炭中主要含有的元素为：C和H元素； 故答案为：C、H。 ②根据题意，碳/氢化后的产物冷却后，“水解”生成，同时获得气态烃和，说明与水发生反应生成和气态烃C2H6，反应方程式为：； 故答案为：。 ③Nd(OH)3为固体，Fe为金属，因此分离Nd(OH)3和Fe可以使用磁选法； 故答案为：A。 【小问2详解】 ①盐酸浸取时，氧化铁溶解生成Fe3+，浸出率上升。随着盐酸消耗，H+浓度减小，Fe3+水解为氢氧化铁，浸出率下降； 故答案为：氧化铁被盐酸溶解为，浸出率上升；随着盐酸的消耗，浓度减小，水解为氢氧化铁，浸出率下降。 ②根据反应：，，结合，，，可以推出关系式，； 故答案为：。 ③下，在空气中焙烧生成和一种氧化物，根据元素守恒配平，反应方程式为：； 故答案为：。 【小问3详解】 根据题给信息，H3BO3具有片层结构，层内的环状结构间有分子间作用力，因此具有润滑性，可用作润滑剂； 故答案为：具有润滑性，可用作润滑剂。 【小问4详解】 根据以上分析可知湿法工艺能耗低，干法工艺原料廉价，可获得副产品气态烃和H2； 故答案为：湿法工艺：能耗低；或干法工艺：原料廉价、可获得副产品气态烃和。 15. 化合物是一种具有生物活性的苯并呋喃衍生物，其合成路线如下： （1）A中的含氧官能团名称为醚键、羟基和_____。 （2）下列有关说法正确的是_____(填序号)。 A. 分子中碳原子的轨道杂化类型均为 B. 的化学名称为二溴乙烷 C. D不易与NaOH溶液反应 D. 与属于同类物质的同分异构体只有1种 （3）反应③和④的顺序不能对换的原因是_____。 （4）同一条件下，下列化合物水解反应速率由大到小的顺序为_____(填标号)。 （5）的反应过程中依次经历了取代、加成和消去三步反应，其中加成反应的化学方程式为_____。 （6）已知： 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用，合成路线流程图示例见本题题干)。 【答案】（1）醛基 （2）CD （3）先进行反应③再进行反应④可以防止酚羟基被氧化 （4）①③② （5） （6） 【解析】 【分析】A转化为B苯环上发生取代反应，对比B、C结构，B中的醚键转化为酚羟基，C转化为D发生取代反应，生成含有环状结构的D和HBr，D转化为E发生氧化反应，醛基被氧化为酯基，E转化为F苯环上酯基转化为酚羟基，F转化为G又引入醛基，G转化为H发生了取代、加成和消去反应。 【小问1详解】 A中的含氧官能团名称为醚键、羟基和醛基。故答案为：醛基； 【小问2详解】 A. 分子中7个碳原子的轨道杂化类型均为，醚键上甲基的碳为sp3杂化，故错误； B. 的化学名称为1，2-二溴乙烷，故错误； C. D中含有醛基、醚键，不易与NaOH反应，苯环上的碳氯键，氯原子电负性强，具有吸电子诱导效应（-I），但同时其孤对电子能与苯环的大π键形成p-π共轭（+C），向苯环供电子，D不易与NaOH溶液反应，故正确； D. 与​属于同类物质的同分异构体只有1种ClCH2OCH2Cl，故正确； 故答案为：CD； 【小问3详解】 酚羟基易被氧化，反应③和④的顺序不能对换的原因是先进行反应③再进行反应④可以防止酚羟基被氧化。故答案为：先进行反应③再进行反应④可以防止酚羟基被氧化； 【小问4详解】 同一条件下，下列化合物水解反应速率由大到小的顺序为①③②。 ① 中F的电负性很强，-CF3为吸电子基团，使得-OOCH中C-O键更易断裂，水解反应更易进行，②中-CH3是斥电子基团，使得-OOCH中C-O键更难断裂，水解反应更难进行，因此在同一条件下，化合物水解反应速率由大到小的顺序为：①③②；故答案为：①③②； 【小问5详解】 化合物G→H的合成过程中，G发生取代反应羟基上的H被-CH2COCH3取代，得到， 中的醛基被相邻取代基中的-CH2加成得到，中的羟基发生消去反应得到，其中加成反应的化学方程式为： ；故答案为： ； 【小问6详解】 和Cl2CHOCH3在TiCl4的作用下发生类似反应⑥的反应得到，与HCN加成得到，酸性水解得到，发生缩聚反应得到，具体合成路线为：。故答案为：。 16. 利用“燃烧—碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验装置如下： （1）加样：将amg样品加入管式炉内瓷舟中(瓷舟两端带有气孔且有盖)，聚四氟乙烯活塞滴定管内预装略小于的碱性标准溶液，吸收管内盛有盐酸酸化的淀粉溶液。向内滴入适量碱性标准溶液。 ①取的碱性溶液和一定量的固体，配制碱性标准溶液，下列仪器必须用到的是_____(填序号)。 A．玻璃棒 B．锥形瓶 C．容量瓶 D．胶头滴管 ②向内滴入碱性标准溶液时发生反应的离子方程式为_____。 （2）燃烧：按一定流速通入，经装置和充分干燥。一段时间后，加热并使样品燃烧。装置中通气管末端多孔玻璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子(见放大图)，目的是_____。 （3）滴定：当内溶液浅蓝色消退时，立即_____。随不断进入，滴定过程中溶液颜色“消退-变蓝”不断变换，直至_____，记录实验中消耗碱性标准溶液的总体积。 ①补充完整上述滴定实验方案。 ②实验中共消耗碱性标准溶液，样品中硫的质量分数为_____(用代数式表示)。 （4）若装置冷却气体不充分，可能导致测定结果偏大，原因是_____。 【答案】（1） ①. AD ②. （2）防止倒吸 （3） ①. 用碱性标准溶液滴定至重新出现浅蓝色 ②. 加入最后半滴碱性标准溶液后，溶液由无色变为蓝色，且内不变色 ③. （4）温度过高，部分升华，消耗更多的碱性标准溶液 【解析】 【分析】由题中信息可知，利用“燃烧—碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验中，将氧气经干燥、净化后通入管式炉中将钢铁中硫氧化为SO2，然后将生成的SO2导入碘液中吸收，通过消耗KIO3碱性标准溶液的体积来测定钢铁中硫的含量。 【小问1详解】 ①取的碱性溶液和一定量的KI固体，配制碱性标准溶液(稀释了50倍后的浓度为)，需要用碱式滴定管或移液管量取的碱性溶液，需要用一定精确度的天平称量一定质量的KI固体，需要在烧杯中溶解KI固体，溶解时要用到玻璃棒搅拌，需要用1000mL容量瓶配制标准溶液，需要用胶头滴管定容，因此，下列仪器必须用到的是AD； ②向内滴入碱性标准溶液时发生反应为与生成I2，离子方程式为； 【小问2详解】 装置F中通气管末端多孔玻璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子，其目的是防止倒吸，因为磨砂浮子的密度小于水，若球泡内水面上升，磨砂浮子也随之上升，磨砂浮子可以作为一个磨砂玻璃塞将导气管的出气口堵塞上，从而防止倒吸； 【小问3详解】 ①滴定实验的方案是：内溶液浅蓝色消退时，立即用碱性标准溶液滴定至重新出现浅蓝色，随不断进入，滴定过程中溶液颜色“消退-变蓝”不断变换，直至加入最后半滴碱性标准溶液后，溶液由无色变为蓝色，且内不变色，记录实验中消耗碱性标准溶液的总体积； ②由S元素守恒及、可得关系式：，若滴定消耗碱性标准溶液VmL，则，，样品中硫的质量分数是：； 【小问4详解】 若装置E冷却气体不充分，则通入F的气体温度过高，可能导致部分I2升华，这样就要消耗更多碱性标准溶液，从而可能导致测定结果偏大。 17. 氢气是一种清洁能源，高效制氢、用氢具有重要意义。 （1）利用水煤气变换反应制氢，反应原理为 　 控制压强恒定为，水碳比投料，测得不同条件下反应达平衡时和的分压(某成分分压总压该成分的物质的量分数)如下表： 条件1 0.40 0.40 0 条件2 0.42 0.36 0.02 ①对比条件1，条件2中产率下降是因为发生了一个不涉及副反应，该反应的化学方程式为_____。 ②在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是_____。 （2）“热循环制氢”的原理为：在密闭容器中，铁粉与溶液反应，生成、和。时，铁粉与溶液反应，反应初期有生成并放出。随着反应进行，迅速转化为活性，活性是转化为的催化剂，其可能反应机理如图-1所示。 ①根据元素电负性的变化规律，反应机理中的步骤I可描述为_____。 ②在其他条件相同时，测得的转化率、的产率随变化关系如图-2所示。的产率随增加而增大的可能原因是_____。 （3）氢能的高效利用途径之一是制成燃料电池。某熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图-3所示。已知：该条件下的摩尔体积为；电荷量电流时间(s)；；。 ①正极发生的电极反应式为_____。 ②该电池以3.2A恒定电流工作14分钟，消耗体积为，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为_____。 【答案】（1） ①. ②. 反应物分子在催化剂表面的吸附量减小，催化剂的活性降低 （2） ①. 吸附在上的与中结合；吸附在上的与中羟基结合；反应生成的和吸附在催化剂的上 ②. 催化剂活性的量增多，量增多 （3） ①. ②. 70% 【解析】 【小问1详解】 ①对比条件1，条件2中产率下降，有甲烷生成，则这个不涉及的副反应中，反应物为一氧化碳和氢气，生成甲烷和水，则该反应的化学方程式为。 ②根据信息，该反应过程涉及反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。反应物分子在催化剂表面的吸附量减小，会导致速率下降，升高会导致催化剂活性下降，随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，则其速率减小的原因是：反应物分子在催化剂表面的吸附量减小，催化剂的活性降低。 【小问2详解】 ①电负性大小：O＞H＞Fe，根据流程图示意，H2中共价键断裂，一个氢原子吸附在氧离子上，氧带负电，一个吸附在亚铁离子上，吸附在上的与中结合；吸附在上的与中羟基结合；反应生成的和吸附在催化剂的上，则根据元素电负性的变化规律，反应机理中的步骤I可描述为：吸附在上的与中结合；吸附在上的与中羟基结合；反应生成的和吸附在催化剂的上。 ②在密闭容器中，铁粉与溶液反应，生成、和。时，铁粉与溶液反应，反应初期有生成并放出。随着反应进行，迅速转化为活性，活性是转化为的催化剂，随增加，生成 FeCO3 和 H2的速率更快，得到活性 Fe3O4－x 的速度更快，生成HCOO－的速率更快，产率更大，因此HCOO－的产率随增加而增大。故的产率随增加而增大的可能原因是：催化剂活性的量增多，量增多。 【小问3详解】 ①由图可知，通入氧气的右侧电极为燃料电池的正极，二氧化碳作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成碳酸根离子，电极反应式为。 ②该电池以3.2A恒定电流工作14分钟，消耗体积为，故可测得该电池将化学能转化为电能转化率为：×100%=70%。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$