精品解析：山西省太原市2024-2025学年高三下学期期末学业诊断 化学试卷

2024~2025学年第一学期高三年级期末学业诊断 化学试卷 说明：本试卷为第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，答题时间75分钟，满分100分。 题号 一 二 总分 得分 可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 P31 S32 Ni59 第I卷（选择题 共42分） 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42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，请将正确选项的序号填入答案栏内。 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 题号 8 9 10 11 12 13 14 答案 1. “历史很远，山西很近”。关于山西的传统文化，下列说法错误的是 A. 怀仁的黑釉瓷器是由优质黏土烧制而成，黏土的主要成分是含水的铝硅酸盐 B. 太原古县城修复使用了大量的青砖，使其呈青色的有色物质是Fe2O3 C. 晋绣的主要材质包括棉布、麻、丝缎等，棉、麻的主要成分是纤维素 D. 山西威风锣鼓的鼓面用牛皮制成，牛皮的主要成分是蛋白质 2. 下列化学用语表示错误的是 A. 次氯酸的结构式：H—O—Cl B. 中子数为18的氯原子： C. NH3的VSEPR模型： D. NaCl溶液中的水合离子： 3. 下列事实对应的离子方程式错误的是 A. 用氢氟酸刻蚀玻璃： B. 含氟牙膏防治龋齿： C. 用AgNO3溶液制备银氨溶液： D. 使用NaClO在强碱性条件下氧化Fe3+制备新型绿色消毒剂高铁酸钠（Na2FeO4）： 4. 下列实验装置（夹持装置已略去）及操作正确是 A. 装置甲：实验室制Cl2 B. 装置乙：实验室制氨气 C. 装置丙：氢气的干燥 D. 装置丁：溶液pH的测量 5. 过氧化钠可用作潜水装置中CO2吸收剂和供氧剂。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 44gCO2中σ键的数目为2NA B. 1molNa2O2晶体中离子的数目为4NA C. 1L1mol/LNa2CO3溶液中的数目为1NA D. 该反应中每转移1mol电子，生成O2分子的数目为1NA 6. 分枝酸可用于生化研究，其结构简式如图。下列关于分枝酸叙述错误的是 A. 分子中有两个手性碳 B. 分子中所有原子可能共平面 C. 既能发生加聚反应又能发生缩聚反应 D. 分子中的C原子有两种杂化轨道类型 7. R、X、Y、Z为短周期元素，XY3ZR3的分子结构如图所示。R原子中的电子只有一种自旋取向；X、Y、Z处于同一周期；X原子的核外电子数等于基态Y原子的最高能级电子数，且等于基态Z原子的最外层电子数。下列说法错误的是 A. 电负性：Y>Z>X B. 简单离子半径：Y>Z C 基态原子未成对电子数：R=X=Y<Z D. 该分子可由XY3分子和ZR3分子通过配位键结合而成 8. 下列说法正确的是 A. XeF2中心原子的价层电子对数为4 B. 配离子中的配体是 C. 苯胺与甲苯的相对分子质量接近，但前者的熔点、沸点较高 D. C60在高温高压下可转变为具有一定导电性的非晶态碳玻璃，碳玻璃具有自范性 9. 溴及其化合物广泛应用于医药、农药和阻燃剂等生产中。一种利用空气“吹出法”从海水中提取溴的工艺流程如下。 浓缩海水酸化海水含溴空气含溴溶液…→产品溴 已知：①与Na2CO3反应时，Br2转化为和。 ②HBrO3为强酸。 下列说法错误的是 A. 酸化海水中通入Cl2提取溴的反应： B. 流程中，溴元素经过了、的转化过程，这样反复转化的目的是富集溴元素 C. 用Na2CO3溶液吸收足量Br2蒸气后，所得产物中的含碳粒子主要是 D. H2SO4酸化后重新得到Br2的反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶5 10. 根据下列实验事实或现象能得出相应结论的是 选项 事实或现象 结论 A 在酸性KMnO4溶液中加入几滴FeSO4溶液，振荡后滴入两滴KSCN溶液，没有明显现象 溶液中没有Fe3+生成 B 向Na2SO3溶液中通入足量H2S气体，溶液变浑浊 氢硫酸的酸性强于亚硫酸 C 两支试管各盛4mL0.1mol/L酸性KMnO4溶液，分别加入2mL0.1mol/L草酸溶液和2mL0.2mol/L草酸溶液，加入0.2mol/L草酸溶液的试管中溶液褪色更快 其他条件相同时，反应浓度越大，反应速率更快 D 将封装有NO2和N2O4混合气体的圆底烧瓶浸入冷水中，红棕色变浅 反应的正反应活化能小于逆反应活化能 A. A B. B C. C D. D 11. 利用CO2气体和甲醇（CH3OH）蒸气合成碳酸二甲酯（）是近年来CO2清洁转化的研究重点。其一种反应机理如图所示。下列说法错误的是 已知：①反应中CO2插入催化剂的Sn-O键中得以活化；②H2O会降低该催化剂的活性。 A. 若加入缩醛可以防止催化剂失活 B. I→II过程中有非极性键的形成 C. 该过程的主反应为 D. 压缩体积增大压强可以提高碳酸二甲酯的平衡产率 12. 25℃时，在10mL浓度均为0.1的NaOH和CH3COONa混合溶液中滴加0.1盐酸，溶液的pH随盐酸体积的变化如图所示。下列说法正确的是 A. a点溶液中： B. b点溶液中： C. c点溶液中： D. 根据d点计算，该温度下CH3COOH的电离常数 13. 我国科学家基于生物质平台分子——糠醛的性质，创制了一种新型可充放电的“生物质电池”。该电池在糠醛生成糠酸的同时发电，并在生成糠醇的同时储存电能。下列说法错误的是 A. 放电时，正极发生反应： B. 充电时，阴极发生反应：+2H2O+2e-+2OH- C. 放电时，由正极向负极迁移 D. 该离子交换膜为阳离子交换膜 14. 价类二维图是学习元素化合物的一种重要方法。氯、硫元素的价类二维图如图所示。下列说法正确的是 A. i的浓溶液可干燥h和f B. c、d、h均可用于自来水消毒 C. 实验室实现e→a的转化，可加入i的浓溶液 D. b、g分别与Fe反应，产物中铁元素的化合价相同 第II卷（非选择题 共58分） 题号 二 总分 15 16 17 18 得分 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 肉桂酸是从肉桂皮中分离出的有机酸，主要用于香精香料、食品添加、有机合成等领域，可通过如下反应合成肉桂酸： 已知： 名称 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/（） 性质 苯甲醛 106 26 179 1.044 微溶于水，能与水形成共沸物。 共沸物的沸点低于各组分的沸点。 醋酸酐 102 73 139 1.080 有吸湿性，缓慢地溶于水生成乙酸。 肉桂酸 148 133 300 1.245 难溶于冷水，可溶于热水，易溶于乙醇等有机溶剂。 实验过程： 在250mL干燥的圆底烧瓶中加入无水碳酸钾5.0g、苯甲醛5.3g和乙酸酐15.3g，在150~170℃时加热回流1h，冷却混合物（反应装置如图1，图中所示夹持仪器、加热仪器、搅拌仪器已略去）。 在冷却后的混合物中加入40mL水，浸泡10分钟，并用玻璃棒捣碎圆底烧瓶中的固体，安装好水蒸气蒸馏装置（如图2）进行蒸馏。蒸馏结束，待圆底烧瓶冷却后加入40mL10%的氢氧化钠溶液、搅拌。再加入90mL水和脱色剂，加热煮沸脱色，趁热过滤。待滤液冷却后，边搅拌边小心地加入盐酸至溶液pH=1~2，冷却结晶。抽滤、洗涤、烘干得粗产品5.3g。 （1）仪器A的名称是_______，加热回流时宜选择的加热方式是_______。 （2）水蒸气蒸馏的优点是_______；水蒸气蒸馏时蒸出的物质是______（填名称）；蒸馏结束时的操作是_____（填标号）。 a．先停止通冷却水，再打开活塞B，最后停止加热 b．先打开活塞B，再停止加热，最后停止通冷却水 c．先停止加热，再打开活塞B，最后停止通冷却水 （3）加入氢氧化钠溶液的目的是_______，发生反应的化学方程式是_______。 （4）抽滤后洗涤时选择的洗涤剂是_______，本实验中肉桂酸的产率是______（保留两位有效数字）。 16. 丙烷（C3H8）氧化脱氢（ODHP）是一种极具前景的丙烯（C3H6）制备技术，主要反应如下： 。回答下列问题： （1）其他条件相同时，在不同的硼基催化剂作用下，一定时间内丙烷的转化率与反应温度的变化关系如图所示。 ①在480℃时，在相同的条件下为使丙烷的转化率最大，应选择的催化剂是_______（填标号）。 A．4%Ni@BOx/BN B．2%B/SiO2 C．2%B/BN D．BN ②图中丙烷的转化率随温度升高而上升的原因可能是________。 ③经研究发现，硼基催化剂必须在500℃以上才能提供足够的活性，但此时丙烷的转化率开始下降，原因可能是________。 ④丙烷氧化脱氢除生成C3H6外，还会过度氧化生成CO、CO2等物质，此过程______（填“吸收”或“释放”）能量。 （2）天津大学巩金龙教授团队通过将二氧化钛与金属镍结合，开发了一种新型的Ni@TiOx催化剂。这种催化剂不仅成本低、环境友好，而且在丙烷脱氢反应： 中展现出高选择性和高稳定性。 ①已知： 物质 丙烷（C3H8） 丙烯（C3H6） 氢气 燃烧热/（） 则丙烷脱氢反应的_______（用、、表示）。 ②在总压恒定为100kPa的密闭容器中通入C3H8和N2的混合气体进行丙烷脱氢反应（N2不参与反应）。已知通入气体中C3H8的物质的量分数为0.4，在温度为T℃时，C3H8的平衡转化率为50%。则T℃时该反应的平衡常数Kp=_______kPa（提示：以平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数，化为最简式）。 ③从热力学角度考虑，__________有利于C3H6的生成（写出两点）。 17. 工业上大部分镍盐生产是以金属镍为原料。某电镀污泥含Ni、Cr、Fe等有价金属，主要成分为NiO、Cr2O3，Fe2O3及少量CaO、SiO2等。以此污泥为原料制备金属Ni和CrPO4的一种工艺流程如下： 已知：①常温下，，； 物质 CrPO4 FePO4 Fe3(PO4)2 NiS FeS Ksp ②当溶液中剩余离子浓度时，通常认为沉淀完全。 ③Ni和Fe的化学性质相似，但还原性。 回答下列问题： （1）滤渣①主要成分是_________（填化学式）。 （2）“还原”工序中加入Fe还原过量酸的目的是：________。 （3）NiS与稀HNO3反应生成S离子方程式为_________。“净化”时加入适量双氧水，之后若操作不当易形成胶体，为减少沉淀物对Ni2+的夹杂，操作时应采取的措施是_________。（写出1种即可） （4）用惰性电极“电解”时，在________极得到镍单质，电解产物中________可以循环使用。 （5）若Ni2+恰好沉淀完全时，溶液中H2S平衡浓度为0.1mol/L，此时溶液的c(H+)约为________。 （6）一种含铁化合物的晶胞结构如图，每个晶胞可以划分为8个小的立方单位，且有A、B两种类型，B中由Fe3+和组成立方体的棱长是立方单位B棱长的一半。O点原子的分数坐标为（0，0，0）。 I．该化合物的化学式为_________。 Ⅱ．该晶胞中立方单位中加粗的①号Fe3+的分数坐标为_________。 18. 支气管扩张药物特布他林（H）的一种合成路线如下，回答下列问题。 已知：①Ph—代表； ②； ③PhCOOC2H5+ （R、R'=H，烷基，酰基）； ④R1Br+R2NHCH2Ph （R1、R2=烷基）。 （1）已知B的结构简式为，其中含有的官能团为_________（填名称）。A物质的化学名称是_________。 （2）D的结构简式为__________。 （3）E→F的化学方程式为_________。 （4）H的同分异构体中，仅含有-OCH2CH3、-NH2和苯环结构的有_______种（不考虑立体异构）。 （5）某同学根据上述信息，以为主要原料设计合成的路线： 该路线中I和J的结构简式分别为_________和_________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024~2025学年第一学期高三年级期末学业诊断 化学试卷 说明：本试卷为第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，答题时间75分钟，满分100分。 题号 一 二 总分 得分 可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 P31 S32 Ni59 第I卷（选择题 共42分） 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42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，请将正确选项的序号填入答案栏内。 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 题号 8 9 10 11 12 13 14 答案 1. “历史很远，山西很近”。关于山西的传统文化，下列说法错误的是 A. 怀仁的黑釉瓷器是由优质黏土烧制而成，黏土的主要成分是含水的铝硅酸盐 B. 太原古县城修复使用了大量的青砖，使其呈青色的有色物质是Fe2O3 C. 晋绣的主要材质包括棉布、麻、丝缎等，棉、麻的主要成分是纤维素 D. 山西威风锣鼓的鼓面用牛皮制成，牛皮的主要成分是蛋白质 【答案】B 【解析】 【详解】A．黏土的主要成分是含水的铝硅酸盐，黑釉瓷器由黏土烧制而成，A正确； B．青砖的青色通常由FeO或Fe3O4在还原气氛中形成，而Fe2O3呈红棕色，B错误； C．棉、麻属于植物纤维，主要成分为纤维素，C正确； D．牛皮的主要成分是蛋白质，D正确； 故选B。 2. 下列化学用语表示错误的是 A. 次氯酸的结构式：H—O—Cl B. 中子数为18的氯原子： C. NH3的VSEPR模型： D. NaCl溶液中的水合离子： 【答案】D 【解析】 【详解】A．次氯酸为共价化合物，结构式为H-O-Cl，A正确； B．中子数为18的氯原子的质量数为18+17=35，可表示为：，B正确； C．NH3分子的中心原子N原子的价层电子对数为，氮原子含有一对孤电子对，其VSEPR模型为，C正确； D．NaCl溶液中的水合离子中H2O朝向错了，应该表示为：，D错误； 故选D。 3. 下列事实对应的离子方程式错误的是 A. 用氢氟酸刻蚀玻璃： B. 含氟牙膏防治龋齿： C. 用AgNO3溶液制备银氨溶液： D. 使用NaClO在强碱性条件下氧化Fe3+制备新型绿色消毒剂高铁酸钠（Na2FeO4）： 【答案】A 【解析】 【详解】A．氢氟酸是弱酸，在离子方程式中应以分子形式存在，故该反应用表示，A符合； B．氟磷酸钙比羟基磷酸钙更难溶，氟离子与羟基磷酸钙发生沉淀转化生成氟磷酸钙和氢氧根，反应可逆且方程式书写正确，B正确； C．制备银氨溶液时，用AgNO3溶液和过量一水合氨反应生成银氨离子，离子方程式符合实际反应过程且电荷守恒，C正确； D．强碱性条件下ClO-氧化Fe3+生成高铁酸根，电荷、原子均守恒且符合氧化还原反应规律，D正确； 选A。 4. 下列实验装置（夹持装置已略去）及操作正确的是 A. 装置甲：实验室制Cl2 B. 装置乙：实验室制氨气 C. 装置丙：氢气的干燥 D. 装置丁：溶液pH的测量 【答案】C 【解析】 【详解】A．二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气，由图可知，装置甲中缺少酒精灯加热，不能用于制备氯气，A错误； B．氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，即NH4Cl NH3↑+HCl↑，在试管口又重新化合生成氯化铵，即NH3+HCl=NH4Cl，不能用来制备氨气，B错误； C．由图可知，装置丙可用于干燥反应生成的氢气，C正确； D．测定溶液pH时，pH试纸不能插入溶液中，否则会将试剂污染，则装置丁不能用于pH测量，D错误； 故选C。 5. 过氧化钠可用作潜水装置中CO2吸收剂和供氧剂。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 44gCO2中σ键的数目为2NA B. 1molNa2O2晶体中离子的数目为4NA C. 1L1mol/LNa2CO3溶液中的数目为1NA D. 该反应中每转移1mol电子，生成O2分子的数目为1NA 【答案】A 【解析】 【详解】A．的结构式为O=C=O，每个分子含2个σ键，44g为1mol，σ键数目为，A正确； B．晶体中每摩尔含2mol和1mol，总离子数为，B错误； C．会水解，溶液中实际数目小于，C错误； D．反应中每生成1mol转移2mol电子，转移1mol电子时生成的，D错误； 综上，答案是A。 6. 分枝酸可用于生化研究，其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述错误的是 A. 分子中有两个手性碳 B. 分子中所有原子可能共平面 C. 既能发生加聚反应又能发生缩聚反应 D. 分子中的C原子有两种杂化轨道类型 【答案】B 【解析】 【详解】A．手性碳原子是连有四个不同原子或原子团的碳原子，分枝酸分子中六元环上与、相连的两个碳原子为手性碳，A正确； B．分子中存在饱和碳原子（与相连的六元环上的碳原子等），饱和碳原子具有四面体结构，所以所有原子不可能共平面，B错误； C．分枝酸含有碳碳双键，能发生加聚反应；含有和，能发生缩聚反应（如形成聚酯），C正确； D．分子中碳碳双键上的碳原子为杂化，饱和碳原子（如六元环上非双键碳原子）为杂化，C原子有两种杂化轨道类型，D正确； 故选B。 7. R、X、Y、Z为短周期元素，XY3ZR3的分子结构如图所示。R原子中的电子只有一种自旋取向；X、Y、Z处于同一周期；X原子的核外电子数等于基态Y原子的最高能级电子数，且等于基态Z原子的最外层电子数。下列说法错误的是 A. 电负性：Y>Z>X B. 简单离子半径：Y>Z C. 基态原子未成对电子数：R=X=Y<Z D. 该分子可由XY3分子和ZR3分子通过配位键结合而成 【答案】B 【解析】 【分析】R、X、Y、Z为短周期元素，R中电子只有一种自旋取向，R为H元素；X、Y、Z处于同一周期，X的核外电子数等于Y的最高能级电子数，且等于Z的最外层电子数，XY3ZR3的分子中X、Z均形成4个共价键，则X为B元素，Z为N元素；Y只能形成1个共价键，结合位置可知Y为F元素，据此分析解题。 【详解】A．同周期元素从左到右电负性增强，B、N、F三种元素电负性大小顺序为F>N>B，A正确； B．N3-、F-核外电子层排布相同，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径：N3->F-，故B错误； C．基态H、B、F原子未成对电子数均为1，N为3，基态原子未成对电子数：H=B=F<N，C正确； D．B原子最外层3个电子，是缺电子原子，NH3中N原子含有1个孤电子对，故N提供孤电子对、B提供空轨道形成配位键，D正确； 答案选B。 8. 下列说法正确的是 A. XeF2中心原子的价层电子对数为4 B. 配离子中的配体是 C. 苯胺与甲苯的相对分子质量接近，但前者的熔点、沸点较高 D. C60在高温高压下可转变为具有一定导电性的非晶态碳玻璃，碳玻璃具有自范性 【答案】C 【解析】 【详解】A．XeF2中心原子Xe价电子为8，每个F贡献1个电子，总价电子数为10，价层电子对数为5，A项错误； B．配离子中为中心离子，提供空轨道，提供孤电子对的配体是，B项错误； C．苯胺结构中含有氨基，能形成分子间氢键，熔点、沸点较甲苯高，C项正确； D．晶态具有自范性，碳玻璃为非晶态，不具有自范性，D项错误； 答案选C。 9. 溴及其化合物广泛应用于医药、农药和阻燃剂等生产中。一种利用空气“吹出法”从海水中提取溴的工艺流程如下。 浓缩海水酸化海水含溴空气含溴溶液…→产品溴 已知：①与Na2CO3反应时，Br2转化为和。 ②HBrO3为强酸。 下列说法错误的是 A. 酸化海水中通入Cl2提取溴的反应： B. 流程中，溴元素经过了、的转化过程，这样反复转化的目的是富集溴元素 C. 用Na2CO3溶液吸收足量Br2蒸气后，所得产物中的含碳粒子主要是 D. H2SO4酸化后重新得到Br2的反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶5 【答案】C 【解析】 【详解】A．酸化海水中Cl2将Br⁻氧化为Br2，反应的离子方程式为，故A正确； B．溴元素在海水中的浓度小，经过多次转化的目的是富集溴元素，故B正确； C．足量Br2与Na2CO3反应生成NaBr、NaBrO3和CO2，所得产物中的含碳粒子主要是CO2，故C错误； D．酸性条件下与反应生成Br2，反应的离子方程式为，氧化剂()与还原剂(Br⁻)物质的量比为1:5，故D正确； 选C。 10. 根据下列实验事实或现象能得出相应结论的是 选项 事实或现象 结论 A 在酸性KMnO4溶液中加入几滴FeSO4溶液，振荡后滴入两滴KSCN溶液，没有明显现象 溶液中没有Fe3+生成 B 向Na2SO3溶液中通入足量H2S气体，溶液变浑浊 氢硫酸的酸性强于亚硫酸 C 两支试管各盛4mL0.1mol/L酸性KMnO4溶液，分别加入2mL0.1mol/L草酸溶液和2mL0.2mol/L草酸溶液，加入0.2mol/L草酸溶液的试管中溶液褪色更快 其他条件相同时，反应浓度越大，反应速率更快 D 将封装有NO2和N2O4混合气体的圆底烧瓶浸入冷水中，红棕色变浅 反应的正反应活化能小于逆反应活化能 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．酸性KMnO4溶液具有强氧化性，会将氧化为，但由于酸性KMnO4溶液过量，加入两滴KSCN溶液后，KMnO4可能会将KSCN氧化而导致溶液中不能生成Fe(SCN)3(红色络合物)，所以没有明显现象，这并不能说明溶液中没有Fe3+生成，A错误； B．Na2SO3与H2S发生归中反应生成了S单质而使溶液变浑浊，反应本质是二者发生了氧化还原反应，与氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱无关，结论错误，B错误； C．高锰酸钾和草酸发生氧化还原反应，反应的离子方程式为，草酸的物质的量至少为高锰酸钾物质的量的2.5倍时，酸性高锰酸钾溶液才会褪色，题中所给的酸性高锰酸钾溶液均过量，加入草酸溶液后，两支试管中溶液的紫红色均不会褪去，无法得出此结论，C错误； D．圆底烧瓶中存在反应，降温红棕色变浅，说明降温时平衡正向移动导致NO2的浓度减小而N2O4的浓度增大，则正反应为放热反应，所以(分别代表反应的正反应活化能、逆反应活化能)，故该反应的正反应活化能小于逆反应活化能，D正确； 故选D。 11. 利用CO2气体和甲醇（CH3OH）蒸气合成碳酸二甲酯（）是近年来CO2清洁转化的研究重点。其一种反应机理如图所示。下列说法错误的是 已知：①反应中CO2插入催化剂的Sn-O键中得以活化；②H2O会降低该催化剂的活性。 A. 若加入缩醛可以防止催化剂失活 B. I→II过程中有非极性键的形成 C. 该过程的主反应为 D. 压缩体积增大压强可以提高碳酸二甲酯的平衡产率 【答案】B 【解析】 【详解】A．H2O会降低该催化剂的活性，反应生成的水能被缩醛吸收，所以加入缩醛可以防止催化剂失活，故A正确； B．I→II过程中有极性键C-O、O-Sn的形成，无非极性键的形成，故B错误； C．根据图示，该过程的主反应为 ，故C正确； D．正反应气体物质的量减少，压缩体积增大压强，平衡正向移动，可以提高碳酸二甲酯的平衡产率，故D正确； 选B。 12. 25℃时，在10mL浓度均为0.1的NaOH和CH3COONa混合溶液中滴加0.1盐酸，溶液的pH随盐酸体积的变化如图所示。下列说法正确的是 A. a点溶液中： B. b点溶液中： C c点溶液中： D. 根据d点计算，该温度下CH3COOH的电离常数 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，a点溶液为等体积等物质的量浓度的NaOH和CH3COONa混合溶液，溶液呈碱性，则，水和氢氧化钠都电离出OH-，CH3COO-水解，所以溶液中，A错误； B．b点处，氢氧化钠和盐酸恰好完全反应生成氯化钠，b点溶液中的溶质为等物质的量的CH3COONa和NaCl，CH3COO-水解，溶液中存在质子守恒，可得，B正确； C．浓度均为0.1的NaOH和CH3COONa混合溶液中存在物料守恒，混合溶液中滴加0.1盐酸，不改变此物料守恒，C错误； D．d点溶液中的溶质为NaCl和CH3COOH，溶液的pH=3.12，，溶液中CH3COOH浓度约为，该温度下CH3COOH的电离常数，D错误； 故选B。 13. 我国科学家基于生物质平台分子——糠醛性质，创制了一种新型可充放电的“生物质电池”。该电池在糠醛生成糠酸的同时发电，并在生成糠醇的同时储存电能。下列说法错误的是 A. 放电时，正极发生反应： B. 充电时，阴极发生反应：+2H2O+2e-+2OH- C. 放电时，由正极向负极迁移 D. 该离子交换膜为阳离子交换膜 【答案】D 【解析】 【分析】由题意可知，放电时左侧铜基双功能催化剂失去电子为负极，电极反应为-2e-+3OH-=+2H2O；右侧氢氧化镍电极为正极，电极反应为NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-；充电时铜基双功能催化剂电极为阴极，电极反应为+2H2O+2e－＝+2OH－，氢氧化镍电极为阳极，电极反应为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O。 【详解】A．根据分析，放电时正极反应为NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-，A正确； B．根据分析，充电时阴极反应为+2H2O+2e－＝+2OH－，B正确； C．放电时阴离子向负极移动，因此OH-向负极迁移，C正确； D．放点时负极消耗OH－，正极生成OH－，因此OH－从正极向负极移动，离子交换膜为阴离子交换膜，D错误； 故选D。 14. 价类二维图是学习元素化合物一种重要方法。氯、硫元素的价类二维图如图所示。下列说法正确的是 A. i的浓溶液可干燥h和f B. c、d、h均可用于自来水消毒 C. 实验室实现e→a的转化，可加入i的浓溶液 D. b、g分别与Fe反应，产物中铁元素的化合价相同 【答案】C 【解析】 【分析】根据氯、硫元素的价类二维图，a为HCl，b为Cl2，c为ClO2，d为HClO，e为NaCl，f为H2S，g为S，h为SO2，i为H2SO4； 【详解】A．浓硫酸具有强氧化性，不能干燥还原性强的H2S，A错误； B．c为ClO2，d为HClO，具有强氧化性，均可用于自来水消毒，h为SO2，不能用于自来水消毒，B错误； C．氯化氢易挥发，实验室实现NaCl→HCl的转化，可加入浓硫酸，C正确； D．氯气氧化性大于硫，氯气与铁反应生成氯化铁，硫与铁反应生成硫化亚铁，D错误； 故选C。 第II卷（非选择题 共58分） 题号 二 总分 15 16 17 18 得分 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 肉桂酸是从肉桂皮中分离出的有机酸，主要用于香精香料、食品添加、有机合成等领域，可通过如下反应合成肉桂酸： 已知： 名称 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/（） 性质 苯甲醛 106 26 179 1.044 微溶于水，能与水形成共沸物。 共沸物的沸点低于各组分的沸点。 醋酸酐 102 73 139 1.080 有吸湿性，缓慢地溶于水生成乙酸。 肉桂酸 148 133 300 1.245 难溶于冷水，可溶于热水，易溶于乙醇等有机溶剂。 实验过程： 在250mL干燥的圆底烧瓶中加入无水碳酸钾5.0g、苯甲醛5.3g和乙酸酐15.3g，在150~170℃时加热回流1h，冷却混合物（反应装置如图1，图中所示夹持仪器、加热仪器、搅拌仪器已略去）。 在冷却后的混合物中加入40mL水，浸泡10分钟，并用玻璃棒捣碎圆底烧瓶中的固体，安装好水蒸气蒸馏装置（如图2）进行蒸馏。蒸馏结束，待圆底烧瓶冷却后加入40mL10%的氢氧化钠溶液、搅拌。再加入90mL水和脱色剂，加热煮沸脱色，趁热过滤。待滤液冷却后，边搅拌边小心地加入盐酸至溶液pH=1~2，冷却结晶。抽滤、洗涤、烘干得粗产品5.3g。 （1）仪器A的名称是_______，加热回流时宜选择的加热方式是_______。 （2）水蒸气蒸馏的优点是_______；水蒸气蒸馏时蒸出的物质是______（填名称）；蒸馏结束时的操作是_____（填标号）。 a．先停止通冷却水，再打开活塞B，最后停止加热 b．先打开活塞B，再停止加热，最后停止通冷却水 c．先停止加热，再打开活塞B，最后停止通冷却水 （3）加入氢氧化钠溶液的目的是_______，发生反应的化学方程式是_______。 （4）抽滤后洗涤时选择的洗涤剂是_______，本实验中肉桂酸的产率是______（保留两位有效数字）。 【答案】（1） ①. 球形冷凝管 ②. 油浴加热（或其他合理答案） （2） ① 形成共沸物蒸馏时温度低（或其他合理说法） ②. 苯甲醛 ③. b （3） ①. 与肉桂酸反应生成易溶于水的肉桂酸钠，与难溶于水的杂质分离 ②. （4） ①. 冷水 ②. 72% 【解析】 【分析】本实验目的是合成肉桂酸，主要分为两个阶段：①反应阶段：无水碳酸钾（碱性催化剂）、苯甲醛（反应物）、乙酸酐（反应物），在150℃~170℃时加热回流1h，促使苯甲醛与乙酸酐反应生成肉桂酸，反应方程式为；②肉桂酸的分离提纯阶段：先进行水蒸气蒸馏：在冷却后的混合物中加入40mL水，浸泡10分钟，并用玻璃棒捣碎圆底烧瓶中的固体，除去未反应的低沸点杂质（苯甲醛），利用水蒸气降低其沸点，实现分离。再用碱液处理与脱色：蒸馏结束，待圆底烧瓶冷却后加入40mL10%的氢氧化钠溶液、搅拌，使肉桂酸与碱反应成易溶于水的盐，反应方程式简化为：；再加入90mL水和脱色剂，加热煮沸脱色，趁热过滤，除去不溶性杂质与有色物质，保证滤液纯净。最后酸化结晶：待滤液冷却后，边搅拌边小心地加入盐酸至溶液pH=1~2，让苯甲酸钠盐重新生成苯甲酸，反应方程式简化为：，冷却结晶，抽滤、洗涤、烘干得肉桂酸粗产品。 【小问1详解】 ①根据图1可知，仪器A的名称是球形冷凝管； ②该反应需要在150℃~170℃时加热回流，为了方便控温、防暴沸且加热稳定，在加热回流时宜选择油浴加热； 【小问2详解】 ①水蒸气蒸馏是将水和有机物形成共沸物，共沸物的沸点低于各组分的沸点，其优点是可以降低蒸馏温度（在低于100℃下蒸馏），防止有机物受热变质，故答案为：形成共沸物蒸馏时温度低； ②水蒸气蒸馏适用于分离与水不互溶，沸点高且加热易分解或易被氧化的有机物。根据已知信息，苯甲醛微溶于水，能与水形成共沸物；乙酸酐有吸湿性，缓慢地溶于水生成乙酸；肉桂酸难溶于冷水，可溶于热水；所以水蒸气蒸馏时蒸出的物质是苯甲醛； ③蒸馏结束时需要防倒吸，所以要先打开活塞B，再停止加热，最后停止通冷却水，故b项正确； 【小问3详解】 ①肉桂酸含羧基（-COOH），加入氢氧化钠可使其转化为肉桂酸钠（可溶于水的盐）实现与难溶性杂质的分离。所以，加入氢氧化钠溶液的目的是：与肉桂酸反应生成易溶于水的肉桂酸钠，与难溶与水的杂质分离； ②肉桂酸和氢氧化钠反应生成肉桂酸钠和水，反应的方程式为：; 【小问4详解】 ①抽滤得到的是肉桂酸固体，为了减少固体溶解损失，根据已知信息，肉桂酸难溶于冷水，所以选择用冷水来洗涤； ②本实验加入的反应物为：苯甲醛5.3g和乙酸酐15.3g，则，，根据反应可知乙酸酐过量，要用苯甲醛的物质的量计算肉桂酸的量，则n(肉桂酸)=n(苯甲醛)=0.05mol，，。 16. 丙烷（C3H8）氧化脱氢（ODHP）是一种极具前景的丙烯（C3H6）制备技术，主要反应如下： 。回答下列问题： （1）其他条件相同时，在不同的硼基催化剂作用下，一定时间内丙烷的转化率与反应温度的变化关系如图所示。 ①在480℃时，在相同的条件下为使丙烷的转化率最大，应选择的催化剂是_______（填标号）。 A．4%Ni@BOx/BN B．2%B/SiO2 C．2%B/BN D．BN ②图中丙烷的转化率随温度升高而上升的原因可能是________。 ③经研究发现，硼基催化剂必须在500℃以上才能提供足够的活性，但此时丙烷的转化率开始下降，原因可能是________。 ④丙烷氧化脱氢除生成C3H6外，还会过度氧化生成CO、CO2等物质，此过程______（填“吸收”或“释放”）能量。 （2）天津大学巩金龙教授团队通过将二氧化钛与金属镍结合，开发了一种新型的Ni@TiOx催化剂。这种催化剂不仅成本低、环境友好，而且在丙烷脱氢反应： 中展现出高选择性和高稳定性。 ①已知： 物质 丙烷（C3H8） 丙烯（C3H6） 氢气 燃烧热/（） 则丙烷脱氢反应的_______（用、、表示）。 ②在总压恒定为100kPa密闭容器中通入C3H8和N2的混合气体进行丙烷脱氢反应（N2不参与反应）。已知通入气体中C3H8的物质的量分数为0.4，在温度为T℃时，C3H8的平衡转化率为50%。则T℃时该反应的平衡常数Kp=_______kPa（提示：以平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数，化为最简式）。 ③从热力学角度考虑，__________有利于C3H6的生成（写出两点）。 【答案】（1） ①. A ②. 温度升高，催化剂活性增强，反应速率变大 ③. 该反应是放热反应，达到平衡后温度升高，平衡逆向移动，导致丙烷转化率下降 ④. 释放 （2） ①. ②. 或16.67 ③. 升高温度、增大体积减小压强或及时移出H2等合理说法 【解析】 【小问1详解】 ①由图可知，在480℃时，在相同的条件下使用4%Ni@BOx/BN催化剂时，丙烷的转化率最大，因此选A； ②图中丙烷的转化率随温度升高而上升的原因可能是：温度升高，催化剂活性增强，反应速率变大； ③经研究发现，硼基催化剂必须在500℃以上才能提供足够的活性，但此时丙烷的转化率开始下降，原因可能是：该反应是放热反应，达到平衡后温度升高，平衡逆向移动，导致丙烷转化率下降； ④丙烷过度氧化生成CO、CO2等物质，即燃烧反应，燃烧过程放出热量，因此此过程释放能量。 【小问2详解】 ①由表格数据可得：，，， 则丙烷脱氢反应的； ②设混合气体的物质的量为xmol，则气体中C3H8的物质的量为0.4xmol，N2的物质的量为0.6xmol，根据三段式计算可得，，则T℃时各物质物质的量分数为，、，则该反应的平衡常数Kp=； ③从热力学角度考虑，升高温度、增大体积减小压强或及时移出H2等都能使平衡正向移动，均有利于C3H6的生成。 17. 工业上大部分镍盐生产是以金属镍为原料。某电镀污泥含Ni、Cr、Fe等有价金属，主要成分为NiO、Cr2O3，Fe2O3及少量CaO、SiO2等。以此污泥为原料制备金属Ni和CrPO4的一种工艺流程如下： 已知：①常温下，，； 物质 CrPO4 FePO4 Fe3(PO4)2 NiS FeS Ksp ②当溶液中剩余离子浓度时，通常认为沉淀完全。 ③Ni和Fe的化学性质相似，但还原性。 回答下列问题： （1）滤渣①的主要成分是_________（填化学式）。 （2）“还原”工序中加入Fe还原过量酸的目的是：________。 （3）NiS与稀HNO3反应生成S的离子方程式为_________。“净化”时加入适量双氧水，之后若操作不当易形成胶体，为减少沉淀物对Ni2+的夹杂，操作时应采取的措施是_________。（写出1种即可） （4）用惰性电极“电解”时，在________极得到镍单质，电解产物中________可以循环使用。 （5）若Ni2+恰好沉淀完全时，溶液中H2S平衡浓度为0.1mol/L，此时溶液的c(H+)约为________。 （6）一种含铁化合物的晶胞结构如图，每个晶胞可以划分为8个小的立方单位，且有A、B两种类型，B中由Fe3+和组成立方体的棱长是立方单位B棱长的一半。O点原子的分数坐标为（0，0，0）。 I．该化合物的化学式为_________。 Ⅱ．该晶胞中立方单位中加粗的①号Fe3+的分数坐标为_________。 【答案】（1）CaSO4、SiO2 （2）防止氢离子浓度大，不易生成CrPO4 （3） ①. ②. 控制NaOH溶液的滴加速度、NaOH溶液浓度不宜过大、加热后过滤、搅拌等（或其他合理答案） （4） ①. 阴 ②. H2SO4 （5）0.13mol/L （6） ①. CoFe2O4 ②. 【解析】 【分析】某电镀污泥含Ni、Cr、Fe等有价金属，主要成分为NiO、Cr2O3，Fe2O3及少量CaO、SiO2等，加入硫酸进行酸浸，得到滤渣①主要为氧化钙与硫酸反应生成的CaSO4、和不溶于硫酸的SiO2；滤液①加入硫化钠控制pH沉铁镍，滤渣②为FeS和NiS，加入硫酸和硝酸进行酸浸，生成NO，同时氧化得到含铁离子和镍离子的溶液，再加入氢氧化钠和双氧水进行净化，得到滤渣③为氢氧化铁；一系列反应后得到硫酸镍溶液，电解得到镍；滤液②加水稀释再加铁还原，再加入磷酸钠晶体，沉铬得到CrPO4； 【小问1详解】 根据分析可知，滤渣①的主要成分是CaSO4、SiO2； 【小问2详解】 “还原”工序中加入Fe还原过量酸的目的是：防止氢离子浓度大，不易生成CrPO4； 【小问3详解】 NiS与稀HNO3反应生成S，同时硝酸被还原生成NO，反应的离子方程式为； “净化”时加入适量双氧水，之后若操作不当易形成胶体，为减少沉淀物对Ni2+的夹杂，操作时应采取的措施是控制NaOH溶液的滴加速度、NaOH溶液浓度不宜过大、加热后过滤、搅拌等； 【小问4详解】 用惰性电极“电解”时，镍离子得电子产生镍，故在阴极得到镍单质，电解硫酸镍属于放氧生酸型，故电解产物中H2SO4可以循环使用； 【小问5详解】 若Ni2+恰好沉淀完全时，c(Ni2+)，Ksp(NiS)= ，c(S2-)，溶液中H2S平衡浓度为0.1mol/L，= ，此时溶液的c(H+)约为==0.13mol/L； 【小问6详解】 Ⅰ、由图可知，该晶胞由4个A、4个B立方单位组成，分别将1个A、B立方单位组合成一个长方体，则4个Co位于顶点，2个Co位于棱中心，1个Co位于体内，故该组合中Co原子个数为，Fe原子个数为4，O原子个数为4+4=8，故这些原子最简个数比为Co:Fe:O=1：2：4，该含钴化合物化学式为CoFe2O4； Ⅱ、由图可知，B立方单位左下角顶点即O点，左上角顶点坐标为（0，0，），其体心坐标（，，），由Fe和O组成的小立方体位于B立方体内，且与B共体心，该小立方体的棱长为，故①号Fe3+在OP方向的高度为，在另外两个坐标方向的长度分别为，则①号Fe3+坐标为。 18. 支气管扩张药物特布他林（H）的一种合成路线如下，回答下列问题。 已知：①Ph—代表； ②； ③PhCOOC2H5+ （R、R'=H，烷基，酰基）； ④R1Br+R2NHCH2Ph （R1、R2=烷基）。 （1）已知B的结构简式为，其中含有的官能团为_________（填名称）。A物质的化学名称是_________。 （2）D的结构简式为__________。 （3）E→F的化学方程式为_________。 （4）H的同分异构体中，仅含有-OCH2CH3、-NH2和苯环结构的有_______种（不考虑立体异构）。 （5）某同学根据上述信息，以为主要原料设计合成的路线： 该路线中I和J的结构简式分别为_________和_________。 【答案】（1） ①. 羟基、酯基 ②. 3，5-二羟基苯甲酸 （2）CH3COOC2H5 （3）+Br2 +HBr （4）6 （5） ①. ②. 【解析】 【分析】由C的结构简式和有机物的转化关系可知，在浓硫酸作用下，与乙醇共热发生酯化反应生成，则A为、B为 ；在碳酸钾作用下与PhCH2Cl发生取代反应生成， 与CH3COOC2H5发生信息Ⅱ反应生成，则D为CH3COOC2H5、E为；在乙酸作用下与溴发生取代反应生成 ，则F为 ；一定条件下与(CH3)3CNHCH2Ph发生取代反应生成，则G为 ； 在Pd—C做催化剂作用下与氢气反应生成H。 【小问1详解】 已知B的结构简式为，其中含有的官能团为羟基、酯基。A物质的化学名称是3，5-二羟基苯甲酸。故答案为：羟基、酯基；3，5-二羟基苯甲酸； 【小问2详解】 D的结构简式为CH3COOC2H5。故答案为：CH3COOC2H5； 【小问3详解】 E→F的反应为在乙酸作用下与溴发生取代反应生成 和溴化氢，反应的化学方程式为+Br2 +HBr， 故答案为：+Br2 +HBr； 【小问4详解】 H的同分异构体仅含有-OCH2CH3、-NH2可知，同分异构体的结构可以视作、、分子中苯环上的氢原子被—NH2取代所得结构，所得结构分别有1、3、2，共有6种； 故答案为：6； 【小问5详解】 由题给信息可知，以4—羟基邻苯二甲酸二乙酯制备的合成步骤为在碳酸钾作用下与PhCH2Cl发生取代反应生成，发生信息Ⅱ反应生成，在Pd—C做催化剂作用下与氢气反应生成，合成路线为 。对比，该路线中I和J的结构简式分别为和。故答案为：；。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $