精品解析：湖北省孝感高级中学2025-2026学年高三上学期测试（三）化学试题

孝感高中2023级高三年级 化学试题(三) 可能用到的相对原子质量：H-1；O-16；Ni-59；Fe-56；Cu-64；Mn-55 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45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。 1. 化学与人类生活、生产和社会可持续发展密切相关。下列说法正确的是 A. 在食品袋中放入硅胶、生石灰的透气小袋，可防止食物受潮、氧化变质 B. 天然气、酒精和汽油分别属于化石能源、不可再生能源和二次能源 C. 富含N、P元素的生活用水可以直接排放 D. 酸雨样品露天放置一段时间，酸性增强，是由于雨水所含成分被氧化的原因 【答案】D 【解析】 【详解】A．硅胶和生石灰只能吸水防潮，无法防止食物氧化变质，A错误； B．酒精属于可再生能源，而非不可再生能源，B错误； C．富含N、P元素的生活用水直接排放会导致水体富营养化，C错误； D．酸雨中H2SO3被氧化为H2SO4，酸性增强，D正确； 故答案选D。 2. 化学用语是学习化学的工具。下列化学用语表述错误的是 A. 和核内中子数之比为1:2 B. 基态铬原子的简化电子排布式： C. 激发态H原子的轨道表示式： D. Cu的原子结构示意图： 【答案】C 【解析】 【详解】A．的中子数为，的中子数为，二者核内中子数之比为，A正确； B．铬为24号元素，基态原子简化电子排布式为（半满结构更稳定），B正确； C．H原子的电子层中，时只有1s轨道，不存在1p轨道，激发态H原子应是1s轨道电子跃迁到2s或2p等轨道，C错误； D．Cu为29号元素，原子结构示意图为，D正确； 故答案选C。 3. 能正确表示下列反应的离子方程式为 A. 向溶液中通入过量： B. 向饱和碳酸钠溶液中通入足量： C. 向碘化钾溶液中加入少量双氧水： D. 向硫化钠溶液中通入过量： 【答案】D 【解析】 【详解】A．FeBr2电离产生的Fe2+、Br-都具有还原性，向该溶液中通入过量Cl2，Fe2+、Br－都会被氧化，离子方程式为：2Fe2++4Br－+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl－，故A错误； B．向饱和碳酸钠溶液中通入足量CO2，Na2CO3、CO2、H2O发生反应生成NaHCO3沉淀，反应的离子方程式为：=，故B错误； C．H2O2具有氧化性，在酸性条件下，会将I－氧化为I2，反应的离子方程式为：H2O2+2H++2I－=I2+2H2O，故C错误； D．向硫化钠溶液中通入过量SO2，由于酸性H2SO3＞H2S，由于SO2过量，发生的反应有：S2−+2SO2+2H2O=H2S+2，SO2+ 2H2S=3S↓+2H2O，总反应方程式为2S2−+5SO2+2H2O=3S↓+4，故D正确； 故选D。 4. 下列实验装置能达到实验目的的是 A．图1：制取乙烯 B．图2：比较C、Si、S非金属性大小 C．图3：用乙醇萃取碘水中的碘 D．图4：检验氯化铵受热分解的产物 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．乙醇在浓硫酸作用下170℃发生消去反应生成乙烯，温度计应插在液面以下测量反应溶液的温度，故A错误； B．该装置实验稀硫酸与碳酸钠反应生成的二氧化碳，则非金属性S＞C，CO2通入硅酸钠溶液，生成硅酸沉淀，可以比较碳硅元素非金属性大小，故B正确； C．乙醇与水互溶，不能萃取碘水中的碘，故C错误； D．碱石灰能和氯化氢反应，P2O5能和氨气反应；此实验中，氯化氢可以用湿润的蓝色石蕊试纸检验，氨气可以用湿润的酚酞试纸检验；应将碱石灰和P2O5位置互换，故D错误； 故选B。 5. 某多孔储氢材料前驱体结构如图，M、W、X、Y、Z五种短周期元素原子序数依次增大，基态Z原子的电子填充了3个能级，其中有2个未成对电子。下列叙述正确的是 A. 最简单氢化物的热稳定性：Y>Z B. 该化合物阴阳离子中均有配位键 C. 第一电离能：Z>Y>X>W D. Y元素基态原子有5种不同运动状态的电子 【答案】B 【解析】 【分析】由题干信息可知，基态Z原子的电子填充了3个能级，其中有2个未成对电子，故Z为C元素或者O原子，根据多孔材料前驱体机构，Z可以形成2个共价键，因此，Z为O元素，M只形成一个单键，因此M为H元素，Y周围形成了4个化学键，因此Y为N元素，X可形成4个共价键，因此X为C元素，W为B元素。综上所述，M为H元素、W为B元素、X为C元素、Y为N元素、Z为O元素。 【详解】A．C的非金属性弱于N，因此其气态氢化物的稳定CH4<NH3，选项A错误； B．Y为N元素，其可以形成3个共价键，还存在一对孤电子对，在结构的阳离子中，N与H+形成配位键，H+提供空轨道，N提供孤电子对；B最外层有3个电子，可以形成3个共价键，B还存在可以容纳孤电子对的空轨道，因此B可以容纳O提供的孤电子对形成配位键，因此，材料的阴阳离子中均存在配位键，选项B正确； C．W、X、Y、Z均为同一周期元素，其第一电离能的变化趋势为逐渐增大，但由于Y为N元素，其电子结构中存在半满状态，导致其第一电离能要比相邻两族的元素高，因此W、X、Y、Z的第一电离能大小为Y＞Z＞X＞W，选项C错误； D．N元素有7个电子，每个电子的运动状态均不相同，因此N元素基态原子有7种不同运动状态的电子，选项D错误； 答案选B。 6. 下列实验方案能达到相应目的的是 选项 实验方案 目的 A 取少量Fe3O4与足量盐酸反应后的溶液于试管中，滴加几滴K4[Fe(CN)6]溶液，观察现象 检验Fe3O4与盐酸反应后的溶液中含有Fe2+ B 向0.1mol∙L−1H2O2溶液中滴加几滴硫酸酸化的0.1mol∙L−1KMnO4溶液，观察溶液颜色变化 探究H2O2具有还原性 C 取少量NaCl、Na2CO3混合溶液于试管中，滴加AgNO3溶液，观察现象 验证NaCl、Na2CO3混合溶液中的Cl- D 取待测液进行焰色试验，观察火焰颜色呈黄色 判断某溶液中无K+ A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．Fe3+与K4[Fe(CN)6]反应生成普鲁士蓝沉淀。Fe3O4与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁，滴加几滴K4[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀，证明含有Fe3+，Fe2+离子用铁氰化钾检验，故A错误； B．酸性条件下，KMnO4作为强氧化剂，H2O2被氧化为O2，KMnO4紫色褪去，证明H2O2具有还原性，故B正确； C．Na2CO3与AgNO3反应生成Ag2CO3沉淀，NaCl、Na2CO3混合溶液于试管中，滴加AgNO3溶液，有白色沉淀出现，不能说明含有Cl-，故C错误； D．焰色试验中Na+的黄色火焰会掩盖K+的紫色。取待测液进行焰色试验，观察火焰颜色呈黄色，说明一定含有Na+，不能说明无K+，故D错误； 选B。 7. 现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力，常用于电解池、原电池中。电解溶液可制备，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A. 去掉a膜，阳极区用稀硫酸作电解液，不影响的纯度 B. N室发生的电极反应式为 C. 为一元弱酸 D. a、c膜均为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜 【答案】A 【解析】 【分析】与电源正极相连的石墨电极为阳极，H2O失电子生成H+和O2，H+通过a膜进入产品室，则a膜为阳膜；与电源负极相连的石墨电极为阴极，H2O得电子生成H2和OH-，从NaOH溶液的流向看，其浓度应增大，所以Na+通过c膜流向N室，c膜为阳膜；通过b膜流向产品室，则b膜为阴膜。 【详解】A．产品室中，通过a膜进入的H+与通过b膜进入的发生反应：＋H＋=H3BO3＋H2O，去掉a膜，阳极区用稀硫酸作电解液，会影响的纯度，A错误； B．N室中与电源负极相连的石墨电极为阴极，H2O得电子生成H2和OH-，电极方程式为：，B正确； C．产品室中，通过a膜进入的H+与通过b膜进入的发生反应生成，可以推知可以发生电离平衡：+H2O+H+，则为一元弱酸，C正确； D．由分析可知，a、c膜均为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜，D正确； 故选A。 8. 化合物Z是合成盐酸伊伐布雷定的中间体，其合成路线如图。 下列说法错误的是 A. M的结构简式为 B. X、Y、Z的含氧官能团均为两种 C. X能发生加成反应、取代反应、不能发生氧化反应 D. X、Y、Z均能与NaOH溶液发生反应 【答案】C 【解析】 【详解】A．结合X和Y的结构式，M的分子式，可知X和Y脱去一分子氯化氢，M结构简式为，故A正确； B．X的含氧官能团为醚键和羧基，Y的含氧官能团为醚键和酯基，Z的含氧官能团为醚键和酰胺基，故B正确； C．X含有苯环能发生加成反应，含有羧基能发生取代反应，与苯环直接相连的碳原子上存在氢原子，能发生氧化反应，故C错误； D．X中的羧基、Y中的酯基、Z中的酰胺基，均能与NaOH溶液发生反应，故D正确； 答案选C。 9. 全氟磺酸质子交换膜广泛用于酸性氢氧燃料电池。其传导质子的原理示意图如下。电池放电时，脱出，生成的会吸引邻近水分子中的H，在电场的驱动下，以水分子为载体，在膜中沿“氢键链”迅速转移，达到选择透过的效果。 下列说法不正确的是。 A. 全氟磺酸质子膜属于有机高分子材料 B. 电池放电时，脱出的参与正极反应 C. 与烃链相比，采用氟代物作为主链，可使的酸性减弱 D. 主链疏水，内侧亲水，形成了质子传导的水通道 【答案】C 【解析】 【详解】A．全氟磺酸质子膜是聚合物，属于有机高分子材料，故A正确； B．电池放电时，阳离子H+向正极移动参与正极反应，故B正确； C．氟原子电负性较大，是吸电子基团，导致附近电子云密度减小，而氢离子带正电，电子云密度减小后与带正电的氢离子结合不紧密，因此电离变得比较容易，酸性会增强，故C错误； D．由图可知，主链疏水，内侧亲水，形成了质子传导的水通道，故D正确； 故选C。 10. 的同分异构体中，含有苯环、-NH2且能发生银镜反应的有 A. 10种 B. 13种 C. 15种 D. 17种 【答案】D 【解析】 【详解】该有机物的分子式C8H9NO，其中需含有苯环、-NH2，且能发生银镜反应，则该分子除苯环、-NH2外，还含有-CHO，根据原子守恒可知，苯环上有3个不同取代基时，取代基分别为-NH2、-CHO和-CH3，则有10种，苯环上有2个不同取代基时，取代基可能为-NH2、-CH2CHO或-CHO、-CH2NH2，则有6种，最后是只有1个取代基时，取代基只能是-CH(NH2)CHO，则有1种，共有17种，故答案选D。 11. 我国科研团队创制了一种新型可充放电的“生物质电池”(如图所示)，存储/释放电能的同时，实现糠醛()生产高附加值的和。下列说法正确的是 A. 放电时，N为电池的负极，发生氧化反应 B. 放电时，M电极上的反应为 C. 充电时，消耗，理论上可制得 D. 充电时，由N电极移向M电极 【答案】C 【解析】 【分析】根据示意图可知，放电时NiOOH→，镍元素化合价变化为+3→+2，发生还原反应（N为正极），M为负极，充电和放电是相反的过程，根据电子守恒进行计算，据此解答问题。 【详解】A．根据示意图可知，放电时NiOOH→，镍元素化合价变化为+3→+2，N为正极，发生还原反应，故A错误； B．放电时N为正极，因此M为负极，发生氧化反应，糠醛失电子转化成糠酸根离子，电极反应式为C5H4O2+3OH――2e－＝+2H2O，故B错误； C．充电时N为阳极，消耗物质的量为1mol，根据示意图可知化合价变化为+2→+3，失电子1mol，充电时M极为阴极，糠醛发生还原反应生成糠醇，电极反应式为C5H4O2+2H2O+2e－＝C5H6O2+2OH－，充电时阴阳两电极转移电子物质的量相等，因此消耗0.5mol糠醛得电子1mol，故C正确； D．放电时M极为负极，因此充电时M极为阴极，充电时，OH－由阴极移向阳极，因此OH－由M电极移向N电极，故D错误； 故选C。 12. 用惰性电极电解硫酸铜溶液，整个过程转移电子的物质的量与产生气体总体积的关系如图所示(气体体积均在相同状况下测定)。欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入(　　) A. 0.1 mol CuO B. 0.1 mol CuCO3 C. 0.1 mol Cu(OH)2 D. 0.05 mol Cu2(OH)2CO3 【答案】D 【解析】 【详解】观察图象中曲线的斜率可知，OP段和PQ段气体的成分不同。由于阳极始终是OH－放电，所以可以推断出，OP段只有阳极产生O2(阴极无气体生成)，PQ段阴、阳两极都产生气体。因此，整个过程发生的反应为①2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑和②2H2OH2↑＋O2↑。结合图象中转移电子的物质的量，可计算出反应①析出0.1 mol Cu和0.05 mol O2，反应②消耗0.05 mol H2O。根据“出什么加什么，出多少加多少”的原则，欲使溶液恢复到起始状态，应向溶液中加入0.1 mol CuO和0.05 mol H2O。而0.05 mol Cu2(OH)2CO3恰好相当于0.1 mol CuO和0.05 mol H2O(生成0.05 mol CO2无影响)，故D正确，故答案为D。 【点睛】本题考查图象分析与相关计算，意在考查考生通过对实际事物、实验现象、实物、模型、图形、图表的观察，以及对自然界、社会、生产、生活中的化学现象的观察，获取有关的感性知识和印象，并进行初步加工、吸收、有序存储的能力。 13. 直接过氧化氢燃料电池(DPPFC)是一种以作为燃料和氧化剂的新型液态燃料电池，能在无氧环境下，可作为空间站和水下使用的电源，其工作原理如图所示(正、负极电极均为石墨电极)，下列说法错误的是 A. 右侧石墨电极为正极 B. 通过离子交换膜2移向右室 C. 左侧石墨电极的电极反应式为 D. 当中间室溶液质量减轻17.4 g时，右侧产生气体的体积为2.24 L(标准状况) 【答案】D 【解析】 【详解】A．燃料电池中，燃料发生氧化反应的电极为负极，氧化剂发生还原反应的电极为正极。左侧通入和混合溶液，作为燃料被氧化（失去电子），为负极；右侧通入和混合溶液，作为氧化剂被还原（得到电子），为正极，A正确； B．原电池中阳离子移向正极，右侧为正极，作为阳离子通过离子交换膜2（允许阳离子通过）移向右室，B正确； C．左侧为负极，在碱性条件下被氧化为，电极反应式为（O从-1价升高到0价，失去2e⁻，用平衡电荷），C正确； D．右侧为正极，在酸性条件下发生还原反应：（O从-1价降低到-2价，得到电子），产物为，无气体生成；中间室质量减轻源于和的迁移，但右侧不产生气体，D错误； 故答案选D。 14. 一种新型醌类()酸碱混合电池具有高能量密度和优异的循环稳定性，该电池工作示意图如下。下列说法正确的是 A. c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 B. 放电时，中间室的K2SO4溶液浓度减小 C. 充电时，电路中每转移1mol电子，阳极区溶液的质量增加4.5g D. 放电时有1mol生成，理论上电路中转移电子的数目为2NA个 【答案】C 【解析】 【分析】由题干图示信息可知，放电时a电极为正极，MnO2转化为Mn2+，发生还原反应，电极反应为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O；b电极为负极，发生氧化反应，电极反应为+2nOH--4ne-=+2nK++2nH2O，此时阳离子移向正极，阴离子移向负极，则c交换膜为阴离子交换膜，则左室的进入中间K2SO4室，d为阳离子交换膜，右室的K+进入中间K2SO4室。 【详解】A．结合分析知，c为阴离子交换膜，d为阳离子交换膜，故A错误； B．放电时，则左室的进入中间K2SO4室，右室的K+进入中间K2SO4室，导致K2SO4溶液浓度增大，故B错误； C．充电时，a为阳极，电极反应为Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+，电路中每转移2mol电子，阳极区生成1molMnO2，质量减少87g，同时中间室有1mol经c膜进入左室阳极区，质量增加96g，则阳极质量最终增加(96-87)g=9g，故电路中每转移1mol电子，阳极区质量增加4.5g，故C正确； D．由分析可知，放电时b电极为负极，有1mol生成，理论上电路中转移电子的数目为4nNA个，故D错误； 选C。 15. 萤石的主要成分为CaF2，常用于冶金、化工和建材三大行业。CaF2难溶于水、可溶于盐酸。常温下，向CaF2浊液中逐滴加入盐酸，测得在不同条件下，体系中(X为Ca2+或F-)与的关系如图所示。下列说法错误的是 A. L2代表与的变化曲线 B. 的数量级为 C. 三点溶液中均存在 D. b点溶液存在： 【答案】D 【解析】 【详解】A．由电离平衡得，则，故横坐标与成正比。溶解平衡：，则，即与横坐标呈斜率为2的线性关系（L2）；与横坐标呈斜率为-1的线性关系（L1）。故L2代表曲线，A正确； B．取a点（横坐标1.0，）和c点（横坐标1.0，），则，，，数量级为，B正确； C．电荷守恒：，物料守恒（元素）：，联立消去和得，C正确； D．b点为L1和L2交点，即，则，由物料守恒得。由得；由的（），故，正确关系为，D错误； 二、非选择题：本题共4小题，共55分。 16. 晶体锗(Ge)是一种重要的半导体材料，具有高导热率、高电阻率、低膨胀系数和稳定的化学性质等优点。一种用锌浸渣(主要含，另含少量以及)提取Ge和的工艺流程如下： 已知：①锗在硫酸中的存在形式：时主要为时主要为。 ②常温下，。 回答下列问题： （1）科学家常利用_____，区分晶体锗和无定形锗。 （2）写出酸性条件下被双氧水氧化的离子方程式：_____。 （3）“中和沉淀”时，调节溶液和Fe共沉淀，此时滤液中_____。 （4）“水解”工序中，水解生成的化学方程式为_____。 （5）在被还原为Ge的反应中，常用氢气作还原剂，当转移2mol电子时，实际所用的质量大于理论值，其可能的原因为_____。 （6）一种锗晶胞结构如图1，与锗原子距离最近且相等的锗原子有_____个，锗原子C的原子坐标为，锗原子B的原子坐标为_____。将该晶胞沿图中体对角线投影，图1中锗原子B投影的位置是图2的_____(填数字)号位。 【答案】（1）X射线衍射实验 （2） （3） （4） （5）还原前先通排空气，还原后在氛围中冷却Ge(或其他合理答案) （6） ①. 4 ②. (1，) ③. 4 【解析】 【分析】由题中流程可知，向锌浸渣中加入过氧化氢和硫酸的混合溶液，将ZnFe2O4转化为硫酸锌、硫酸铁，硫化锌、二硫化锗转化为硫酸锌、硫酸锗和硫，二氧化硅不反应，过滤得到含有硫酸钙、二氧化硅和硫的滤渣和滤液；向滤液中加入氧化锌调节溶液pH，将溶液中的铁离子、锗离子转化为氢氧化铁、氢氧化锗沉淀，过滤得到滤液和滤饼；滤液经蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥得到一水硫酸锌晶体；向滤饼中加入盐酸溶解后，蒸馏得到四氯化锗，四氯化锗一定条件下水解、过滤得到水解液和二氧化锗；二氧化锗与合适的还原剂一定条件下反应生成锗。 【小问1详解】 晶体锗和无定形锗最本质区别是内部粒子排列，X射线衍射实验可根据衍射图谱区分，因此科学家常利用X射线衍射实验来区分晶体锗和无定形锗。 【小问2详解】 根据分析可知，硫化锗与过氧化氢和硫酸混合溶液反应生成硫酸锗、硫和水，离子方程式为：。 【小问3详解】 调节溶液pH=4.4时，c(OH-)=10-9.6，由溶度积可知，滤液中锗离子的浓度为，铁离子的浓度为，则锗离子与铁离子的浓度比为：101.6:1。 【小问4详解】 由分析可知，四氯化锗一定条件下水解、过滤得到水解液和二氧化锗，反应的化学方程式为：。 【小问5详解】 当转移2mol电子时，实际所用H2的质量大于理论值，其可能的原因为还原前先通H2排空气，还原后在H2氛围中冷却Ge。 【小问6详解】 由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的锗原子与位于体对角线上的锗原子距离最近，则与锗原子距离最近且相等的锗原子有4个；锗原子C的原子坐标为，说明晶胞的边长为1，则位于右侧面心的锗原子B的原子坐标为(1,)；由投影图中锗原子A、C的位置可知，锗原子B投影的位置是图中的4号位。 17. 纳米级Cu2O是优良的催化剂和半导体材料，工业上常用下列方法制备Cu2O。 （1）热还原法 加热条件下，用液态肼（N2H4）还原新制的Cu(OH）2制备Cu2O，同时放出N2。该反应的化学方程式为________________。 （2）电解法 以氢氧燃料电池为电源，用电解法制备Cu2O的装置如图。 ①A的化学式为________________。 ②燃料电池中，OH-的移动方向为________________（填“由左向右”或“由右向左”）；电解池中，阳极的电极反应式为________________。 ③电解一段时间后，欲使阴极室溶液恢复原来组成，应向其中补充一定量________________(填化学式）。 ④制备过程中，可循环利用的物质为________________（填化学式）。 （3）干法还原法 利用反应Cu +CuOCu2O制备Cu2O。将反应后的均匀固体混合物（含有三种成分）等分为两份，一份与足量H2充分反应后，固体质量减少6.4g；另一份恰好溶于500mL稀硝酸，生成标准状况下4.48LNO，该稀硝酸的物质的量浓度为________。 【答案】 ①. 4Cu (OH）2+N2H4N2+2Cu2O+6H2O ②. O2 ③. 由左向右 ④. 2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O ⑤. H2O ⑥. H2 ⑦. 3.2mol/L 【解析】 【详解】（1）在加热条件下，用液态肼（N2H4）还原新制的Cu(OH）2制备Cu2O，同时放出N2。根据原子守恒、电子守恒可得该反应的化学方程式为4Cu(OH）2+N2H4N2+2Cu2O+6H2O；（2）①用氢氧燃料电池为电源，用电解法制备Cu2O，则Cu电极与电源的正极连接，在燃料电池通氧气的极为正极，通入氢气的电极为负极，所以可知气体A为氧气，A的化学式为O2 ； ②根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，在原电池内阴离子向负极移动，故燃料电池内OH-的移动方向为从左向右移动；在电解池中阳极是铜被氧化产生Cu+，然后与溶液中的OH-结合形成Cu2O，电极反应式为2Cu+ 2OH-- 2e-=Cu2O+H2O； ③电解池内发生的总反应式为2Cu+H2OCu2O+H2↑，可知从溶液中减少了水的组成，故需要补充的物质是水，化学式是H2O； ④电解池阴极得到的氢气可补充燃料电池中，作为燃料消耗的氢气，可见可循环的物质为H2； （3） 将Cu2O拆分为Cu、CuO，原混合物看作Cu、CuO的混合物,将一份混合物用足量的氢气还原，得到Cu和水，反应后固体质量减少6.40g为混合物中O元素的质量，O原子的物质的量为n(O)=6.4g÷16g/mol=0.4mol，根据Cu元素守恒可知n(CuO）= n(O)=0.4mol；另一份中加入500mL稀硝酸，固体恰好完全溶解，溶液中溶质为Cu(NO3)2，且同时收集到标准状况下NO气体4.48L，NO的物质的量为n(NO）=4.48L÷22.4L/mol=0.2mol，根据电子转移守恒可知在拆分后Cu、CuO的混合物中,2n(Cu）=3n(NO）=3×0.2mol，n (Cu）=0.3mol，由铜元素守恒可知n[Cu(NO3)2]=n（CuO）+n（Cu）=0.4mol+0.3mol=0.7mol，根据氮元素守恒可知n(HNO3)= n(NO)+2 n[Cu(NO3)2] =0.2mol+2×0.7mol=1.6mol，硝酸的浓度为1.6mol÷0.5L=3.2 mol/L。 18. 综合利用化石燃料，提高利用率，有助于实现“碳达峰、碳中和”。回答下列问题： Ⅰ.利用CH4－CO2干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响。该反应一般认为通过如图步骤来实现： ①CH4(g)C(ads)+2H2(g) ②C(ads)+CO2(g)2CO(g) 上述反应中C(ads)为吸附活性炭，反应历程的能量变化如图： （1）CH4~CO2干重整反应的热化学方程式为________(选用含E1、E2、E3、E4、E5的表达式表示反应热)，该反应的决速步骤是________(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。 （2）在恒压条件下，等物质的量的CH4(g)和CO2(g)发生干重整反应时，CH4和CO2的平衡转化率曲线随温度变化如图所示。已知在干重整中还发生了副反应： ③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H＞0，则表示CO2平衡转化率的是曲线_______(填“A或B”)，判断的依据________。 Ⅱ.在一密闭容器中，通入1molCH4和3molH2O(g)发生甲烷的水蒸气重整反应，方程式如下： ④CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)。 （3）500℃时，反应相同时间后测得CH4的转化率随压强的变化如图所示，则图中E点和G点，处于化学平衡状态的是________点(填“E或G”)。 （4）若tmin后反应至E点，此时容积为VL，则用H2O(g)表示的化学反应速率为________mol/(L•min)(用含t、V的式子表示)。结合图中的相关数据，计算此温度下反应④的平衡常数Kp=________(用分压代替浓度，分压=总压×物质的量分数，列出计算式，无需化简)。 【答案】（1） ①. ②. 反应Ⅰ （2） ①. A ②. 是吸热反应，发生副反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H＞0，副反应中二氧化碳和氢气反应也是吸热反应，因此升高温度，两个反应平衡正向移动，二氧化碳转化率更大 （3）G （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 根据题意，焓变等于生成物总能量减去反应物总能量，则CH4~CO2干重整反应的热化学方程式为；过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，峰值越小则活化能越小，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；反应Ⅱ的活化能比反应Ⅰ活化能小，该反应的决速步骤是比反应Ⅰ； 【小问2详解】 是吸热反应，发生副反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H＞0，副反应中二氧化碳和氢气反应也是吸热反应，因此升高温度，两个反应平衡正向移动，二氧化碳转化率更大，因此表示平衡转化率的是曲线A； 【小问3详解】 增加压强，反应速率加快，相同时间内甲烷转化率增大，F点甲烷转化率最高，反应为气体分子数减小的反应，继续增加压强，平衡逆向移动，甲烷转化率减小，则E点没有达到平衡状态、G达到平衡状态； 【小问4详解】 若tmin后反应至E点，此时容积为VL，甲烷的转化率为0.6，则反应甲烷0.6mol，则； K只有温度，由G点可知， 反应总的物质的量为5.2mol，此温度下反应④的平衡常数。 19. 有机物N是治疗胃溃疡的一种药物中间体，其合成路线如图所示。 已知： （1）A→B的反应类型是___________。 （2）E含有酯基，E的名称为___________；G中所含官能团名称为___________。 （3）J的结构简式为___________。 （4）写出K与NaOH反应得到L的化学方程式___________。 （5）符合下列条件的G的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。 a．一定条件下可以发生银镜反应 b．遇FeCl3溶液显紫色 c．苯环上只有2个取代基 （6）F与NH2OH反应生成G的过程如图。 已知：ⅰ．发生加成反应时，断开键 ⅱ．同一个碳上连着一个羟基和一个氨基或取代的氨基时不稳定，易脱水生成亚胺，写出Q的结构简式：___________。 （7）以B(氯苯)为原料，利用上述合成路线中的相关试剂，设计合成有机物的路线___________(无机试剂任选)。 【答案】（1）取代反应 （2） ①. 乙酸苯酚酯 ②. (酚)羟基、酰胺基 （3） （4）+NaOH→+CH3COONa （5）12 （6） （7） 【解析】 【分析】由有机物的转化关系可知，氯化铁做催化剂条件下与氯气发生取代反应生成，则A为、B为；在氢氧化钠溶液中先发生水解反应后，后酸化得到，则D为；与乙酸酐发生取代反应生成，则E为；氯化铝做催化剂条件下发生题给信息反应生成，与羟胺发生加成反应，则P为；发生脱水反应生成。则Q为；发生重排反应生成；与碳酸二甲酯发生取代反应生成，则J为；浓硫酸作用下与浓硝酸共热发生硝化反应生成，则K为；在氢氧化钠溶液中发生水解反应生成，则L为；与铁、盐酸发生还原反应生成，氢氧化钾作用下与二硫化碳反应生成。 【小问1详解】 由分析可知，A→B的反应为氯化铁做催化剂条件下与氯气发生取代反应生成和氯化氢； 【小问2详解】 由分析可知，E为，名称为乙酸苯酚酯；由结构简式可知，的官能团为酚羟基、酰胺基； 【小问3详解】 由分析可知，J的结构简式为； 【小问4详解】 由分析可知，K与氢氧化钠溶液反应得到L反应为在氢氧化钠溶液中发生水解反应生成和乙酸钠，反应的化学方程式为+NaOH→+CH3COONa； 【小问5详解】 G的同分异构体一定条件下可以发生银镜反应说明同分异构体分子中含有醛基或甲酸酯基；遇氯化铁溶液显紫色说明含有酚羟基，则同分异构体分子中含有酚羟基和醛基，不含有甲酸酯基，则苯环上的2个取代基为：①-OH和-CH2NHCHO、②-OH和-NHCH2CHO、③-OH和-CH(NH2)CHO、④-OH和-N(CH3)CHO，2个取代基在苯环上有邻、间、对三种位置关系，所以符合条件的同分异构体共有3×4=12种； 【小问6详解】 由分析可知，Q的结构简式为； 【小问7详解】 由有机物的转化关系可知，以B为原料合成有机物的合成步骤为浓硫酸作用下与浓硝酸发生硝化反应生成，在氢氧化钠溶液中先发生水解反应，后酸化得到，与碳酸二甲酯发生取代反应生成，合成路线为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 孝感高中2023级高三年级 化学试题(三) 可能用到的相对原子质量：H-1；O-16；Ni-59；Fe-56；Cu-64；Mn-55 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45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。 1. 化学与人类生活、生产和社会可持续发展密切相关。下列说法正确的是 A. 在食品袋中放入硅胶、生石灰的透气小袋，可防止食物受潮、氧化变质 B. 天然气、酒精和汽油分别属于化石能源、不可再生能源和二次能源 C. 富含N、P元素的生活用水可以直接排放 D. 酸雨样品露天放置一段时间，酸性增强，是由于雨水所含成分被氧化的原因 2. 化学用语是学习化学的工具。下列化学用语表述错误的是 A. 和核内中子数之比为1:2 B. 基态铬原子的简化电子排布式： C. 激发态H原子的轨道表示式： D. Cu的原子结构示意图： 3. 能正确表示下列反应的离子方程式为 A. 向溶液中通入过量： B. 向饱和碳酸钠溶液中通入足量： C. 向碘化钾溶液中加入少量双氧水： D. 向硫化钠溶液中通入过量： 4. 下列实验装置能达到实验目的的是 A．图1：制取乙烯 B．图2：比较C、Si、S非金属性大小 C．图3：用乙醇萃取碘水中的碘 D．图4：检验氯化铵受热分解的产物 A. A B. B C. C D. D 5. 某多孔储氢材料前驱体结构如图，M、W、X、Y、Z五种短周期元素原子序数依次增大，基态Z原子的电子填充了3个能级，其中有2个未成对电子。下列叙述正确的是 A. 最简单氢化物的热稳定性：Y>Z B. 该化合物阴阳离子中均有配位键 C. 第一电离能：Z>Y>X>W D. Y元素基态原子有5种不同运动状态的电子 6. 下列实验方案能达到相应目的的是 选项 实验方案 目的 A 取少量Fe3O4与足量盐酸反应后的溶液于试管中，滴加几滴K4[Fe(CN)6]溶液，观察现象 检验Fe3O4与盐酸反应后的溶液中含有Fe2+ B 向0.1mol∙L−1H2O2溶液中滴加几滴硫酸酸化的0.1mol∙L−1KMnO4溶液，观察溶液颜色变化 探究H2O2具有还原性 C 取少量NaCl、Na2CO3混合溶液于试管中，滴加AgNO3溶液，观察现象 验证NaCl、Na2CO3混合溶液中的Cl- D 取待测液进行焰色试验，观察火焰颜色呈黄色 判断某溶液中无K+ A. A B. B C. C D. D 7. 现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力，常用于电解池、原电池中。电解溶液可制备，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A. 去掉a膜，阳极区用稀硫酸作电解液，不影响的纯度 B. N室发生的电极反应式为 C. 为一元弱酸 D. a、c膜均为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜 8. 化合物Z是合成盐酸伊伐布雷定的中间体，其合成路线如图。 下列说法错误的是 A. M的结构简式为 B. X、Y、Z的含氧官能团均为两种 C. X能发生加成反应、取代反应、不能发生氧化反应 D. X、Y、Z均能与NaOH溶液发生反应 9. 全氟磺酸质子交换膜广泛用于酸性氢氧燃料电池。其传导质子的原理示意图如下。电池放电时，脱出，生成的会吸引邻近水分子中的H，在电场的驱动下，以水分子为载体，在膜中沿“氢键链”迅速转移，达到选择透过的效果。 下列说法不正确的是。 A. 全氟磺酸质子膜属于有机高分子材料 B. 电池放电时，脱出的参与正极反应 C. 与烃链相比，采用氟代物作为主链，可使的酸性减弱 D. 主链疏水，内侧亲水，形成了质子传导的水通道 10. 的同分异构体中，含有苯环、-NH2且能发生银镜反应的有 A. 10种 B. 13种 C. 15种 D. 17种 11. 我国科研团队创制了一种新型可充放电的“生物质电池”(如图所示)，存储/释放电能的同时，实现糠醛()生产高附加值的和。下列说法正确的是 A. 放电时，N为电池的负极，发生氧化反应 B. 放电时，M电极上的反应为 C. 充电时，消耗，理论上可制得 D. 充电时，由N电极移向M电极 12. 用惰性电极电解硫酸铜溶液，整个过程转移电子的物质的量与产生气体总体积的关系如图所示(气体体积均在相同状况下测定)。欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入(　　) A. 0.1 mol CuO B. 0.1 mol CuCO3 C. 0.1 mol Cu(OH)2 D. 0.05 mol Cu2(OH)2CO3 13. 直接过氧化氢燃料电池(DPPFC)是一种以作为燃料和氧化剂的新型液态燃料电池，能在无氧环境下，可作为空间站和水下使用的电源，其工作原理如图所示(正、负极电极均为石墨电极)，下列说法错误的是 A. 右侧石墨电极为正极 B. 通过离子交换膜2移向右室 C. 左侧石墨电极的电极反应式为 D. 当中间室溶液质量减轻17.4 g时，右侧产生气体的体积为2.24 L(标准状况) 14. 一种新型醌类()酸碱混合电池具有高能量密度和优异的循环稳定性，该电池工作示意图如下。下列说法正确的是 A. c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 B. 放电时，中间室的K2SO4溶液浓度减小 C. 充电时，电路中每转移1mol电子，阳极区溶液的质量增加4.5g D. 放电时有1mol生成，理论上电路中转移电子的数目为2NA个 15. 萤石的主要成分为CaF2，常用于冶金、化工和建材三大行业。CaF2难溶于水、可溶于盐酸。常温下，向CaF2浊液中逐滴加入盐酸，测得在不同条件下，体系中(X为Ca2+或F-)与的关系如图所示。下列说法错误的是 A. L2代表与的变化曲线 B. 的数量级为 C. 三点溶液中均存在 D. b点溶液存在： 二、非选择题：本题共4小题，共55分。 16. 晶体锗(Ge)是一种重要的半导体材料，具有高导热率、高电阻率、低膨胀系数和稳定的化学性质等优点。一种用锌浸渣(主要含，另含少量以及)提取Ge和的工艺流程如下： 已知：①锗在硫酸中的存在形式：时主要为时主要为。 ②常温下，。 回答下列问题： （1）科学家常利用_____，区分晶体锗和无定形锗。 （2）写出酸性条件下被双氧水氧化的离子方程式：_____。 （3）“中和沉淀”时，调节溶液和Fe共沉淀，此时滤液中_____。 （4）“水解”工序中，水解生成的化学方程式为_____。 （5）在被还原为Ge的反应中，常用氢气作还原剂，当转移2mol电子时，实际所用的质量大于理论值，其可能的原因为_____。 （6）一种锗晶胞结构如图1，与锗原子距离最近且相等的锗原子有_____个，锗原子C的原子坐标为，锗原子B的原子坐标为_____。将该晶胞沿图中体对角线投影，图1中锗原子B投影的位置是图2的_____(填数字)号位。 17. 纳米级Cu2O是优良的催化剂和半导体材料，工业上常用下列方法制备Cu2O。 （1）热还原法 加热条件下，用液态肼（N2H4）还原新制的Cu(OH）2制备Cu2O，同时放出N2。该反应的化学方程式为________________。 （2）电解法 以氢氧燃料电池为电源，用电解法制备Cu2O的装置如图。 ①A的化学式为________________。 ②燃料电池中，OH-的移动方向为________________（填“由左向右”或“由右向左”）；电解池中，阳极的电极反应式为________________。 ③电解一段时间后，欲使阴极室溶液恢复原来组成，应向其中补充一定量________________(填化学式）。 ④制备过程中，可循环利用的物质为________________（填化学式）。 （3）干法还原法 利用反应Cu +CuOCu2O制备Cu2O。将反应后的均匀固体混合物（含有三种成分）等分为两份，一份与足量H2充分反应后，固体质量减少6.4g；另一份恰好溶于500mL稀硝酸，生成标准状况下4.48LNO，该稀硝酸的物质的量浓度为________。 18. 综合利用化石燃料，提高利用率，有助于实现“碳达峰、碳中和”。回答下列问题： Ⅰ.利用CH4－CO2干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响。该反应一般认为通过如图步骤来实现： ①CH4(g)C(ads)+2H2(g) ②C(ads)+CO2(g)2CO(g) 上述反应中C(ads)为吸附活性炭，反应历程的能量变化如图： （1）CH4~CO2干重整反应的热化学方程式为________(选用含E1、E2、E3、E4、E5的表达式表示反应热)，该反应的决速步骤是________(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。 （2）在恒压条件下，等物质的量的CH4(g)和CO2(g)发生干重整反应时，CH4和CO2的平衡转化率曲线随温度变化如图所示。已知在干重整中还发生了副反应： ③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H＞0，则表示CO2平衡转化率的是曲线_______(填“A或B”)，判断的依据________。 Ⅱ.在一密闭容器中，通入1molCH4和3molH2O(g)发生甲烷的水蒸气重整反应，方程式如下： ④CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)。 （3）500℃时，反应相同时间后测得CH4的转化率随压强的变化如图所示，则图中E点和G点，处于化学平衡状态的是________点(填“E或G”)。 （4）若tmin后反应至E点，此时容积为VL，则用H2O(g)表示的化学反应速率为________mol/(L•min)(用含t、V的式子表示)。结合图中的相关数据，计算此温度下反应④的平衡常数Kp=________(用分压代替浓度，分压=总压×物质的量分数，列出计算式，无需化简)。 19. 有机物N是治疗胃溃疡的一种药物中间体，其合成路线如图所示。 已知： （1）A→B的反应类型是___________。 （2）E含有酯基，E的名称为___________；G中所含官能团名称为___________。 （3）J的结构简式为___________。 （4）写出K与NaOH反应得到L的化学方程式___________。 （5）符合下列条件的G的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。 a．一定条件下可以发生银镜反应 b．遇FeCl3溶液显紫色 c．苯环上只有2个取代基 （6）F与NH2OH反应生成G的过程如图。 已知：ⅰ．发生加成反应时，断开键 ⅱ．同一个碳上连着一个羟基和一个氨基或取代的氨基时不稳定，易脱水生成亚胺，写出Q的结构简式：___________。 （7）以B(氯苯)为原料，利用上述合成路线中的相关试剂，设计合成有机物的路线___________(无机试剂任选)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $