精品解析:安徽阜阳市临泉田家炳实验中学(临泉县教师进修学校) 2025-2026学年高三下学期开学考试 化学试卷
2026-03-04
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2份
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31页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-开学 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 安徽省 |
| 地区(市) | 阜阳市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.28 MB |
| 发布时间 | 2026-03-04 |
| 更新时间 | 2026-05-09 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-03-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56664058.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
高三化学
(75分钟 100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 Mg 24 S 32 Cl 35.5 Cu 64 Sn 119 I 127
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。
1. 人类的生活与化学密切相关。下列说法正确的是
A. 热干面制作过程中,用到的碳酸钠属于碱
B. 铸造曾侯乙编钟的原料为青铜,青铜属于化合物
C. 茶叶中的茶多酚属于高分子化合物
D. 制作米酒的主要原料是大米或糯米,其主要成分为淀粉,淀粉属于糖类
2. 下列实验操作,选用的仪器正确的是
A
B
C
D
盛装Na2SiO3溶液
钠在空气中加热
准确量取一定体积KMnO4标准溶液
蒸馏用冷凝管
A. A B. B C. C D. D
3. 氯化氮作为一种广泛使用的化学物质,在抗菌、消毒、除臭和水处理等多个领域中发挥着重要作用,其与水反应的化学方程式为NCl3+3H2O=NH3+3HClO。下列说法正确的是
A. NCl3分子的空间结构:平面三角形
B. 用电子式表示H2O的形成过程:
C. NH3的电子式:
D. HClO的结构式:H—O—Cl
4. 已知:①+HNO3+H2O ΔH<0;②硝基苯的沸点为210.9 ℃。下列制取硝基苯的操作或装置(部分夹持装置略去)中,正确的是
A.分液
B.配制混酸
C.水浴加热
D.蒸馏提纯
A. A B. B C. C D. D
5. 下图所示的有机物是人工合成的低毒、高效、对昆虫有强烈触杀作用的杀虫剂。下列关于该化合物的说法正确的是
A. 分子式为C22H23NO3Br2
B. 分子中含有5种官能团
C. 存在顺反异构
D. 分子含有4个手性碳原子
6. 为检验下列久置于空气中的物质是否变质,所选检验试剂(括号内)能达到目的的是
A. 新制氯水(AgNO3溶液) B. FeCl2溶液(KSCN溶液)
C. 漂白粉(Na2CO3溶液) D. Na2SO3溶液(BaCl2溶液)
7. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1 L pH=1的硫酸中含有H+的数目为0.2NA
B. 在0 ℃和101 kPa条件下,22.4 L H2O中含有的质子数为10NA
C. 一定条件下,1 mol Fe分别在足量的氧气、氯气中燃烧,转移的电子数均为3NA
D. 用惰性电极电解足量CuCl2溶液时,若阴极增重12.8 g,则理论上阳极生成的气体分子数为0.2NA
8. 劳动最光荣,也是将理论知识转化为实践活动的有效途径。下列劳动项目与化学知识不对应的是
选项
劳动项目
化学知识
A
学蒸馒头:在家帮父母用酵母粉发面蒸馒头
酵母中的碳酸氢钠受热分解
B
制老豆腐:使用卤水点豆腐
豆浆中的蛋白质在盐的作用下凝聚
C
喷洒农药:夏天对果树喷洒波尔多液(硫酸铜与氢氧化钙的混合物)
波尔多液能使病菌中的蛋白质变性
D
锅炉除垢:利用盐酸去除锅炉中的水垢
盐酸与水垢中的碳酸钙、氢氧化镁等发生复分解反应
A. A B. B C. C D. D
9. 吡啶甲酸铬(结构简式如图所示),别名吡啶羧酸铬、甲基吡啶铬,紫红色结晶性细小粉末,流动性良好,常温下稳定,微溶于水,不溶于乙醇。下列说法正确的是
A. 该化合物中配位键的个数为3
B. 该化合物中C、N原子的杂化方式相同
C. 第一电离能:O>N>C>H
D. 基态Cr原子的价电子排布式为3d44s2
10. W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z原子的质子数等于W原子与Y原子的质子数之和,W的价层电子数为偶数,X原子核外未成对电子数与W的相同,四种元素中只有Y为金属元素。下列说法正确的是
A. 最简单离子半径:Z>Y>X
B. 电负性:Z>X>W
C. X与Y形成的化合物可能含有共价键
D. W与Z形成的化合物具有可燃性
11. 锂-空气电池具有很高的能量密度(11680 wh·kg-1),接近燃油的能量密度,且对环境友好,其工作原理示意图如下:
下列有关该电池的说法正确的是
A. a中的隔膜为阳离子交换膜
B. 充电时,b中Li+从左向右移动
C. 放电时,a和b两装置中的正极反应相同
D. 装置中含Li+的有机电解液可以用水代替,Li电极也可以用Mg、Al代替
12. 利用Pt基催化剂载体表面的晶格氧可提高催化活性,甲醛催化氧化机理如图所示。
下列说法错误的是
A. HCOOH、HCHO和H2O均为极性分子
B. 上述反应涉及氢键、非极性键和极性键的断裂
C. 催化剂中Pt的化合价不变
D. 若将O2替换为18O2,则反应后催化剂的晶格氧可能含有18O
13. 在固态钙钛矿太阳能电池中最典型的吸收层是金属有机卤化物,其晶体结构如图所示(M表示CH3N、CH3CH2N或HN=CHN等;N表示Pb2+或Sn2+;X表示I-、Br-或Cl-)。
下列说法错误的是
A. 若M为CH3N、N为Pb2+、X为Cl-,则该金属卤化物的化学式为CH3NH3PbCl3
B. 该晶体为分子晶体
C. N的配位数为6
D. M与X形成的四面体空隙有8个
14. 常温下,分别向20 mL等浓度的一元碱NaOH溶液和溶液中滴加0.10 mol·L-1的HCl标准溶液,滴定过程中得到混合溶液的pH随盐酸的体积变化如图所示。下列说法正确的是
A. 两个滴定过程都可以用酚酞作指示剂
B. 水的电离程度:a点>b点
C. 溶液中滴加20 mL HCl溶液时,存在
D. 滴定读数时先仰视后俯视,则所测的待测液浓度偏高
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 硼镁泥是一种工业废料,主要成分为MgO(约占40%),还含有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质。一种从硼镁泥中提取MgSO4·7H2O的工艺流程如下:
已知:①Mn2+具有较强的还原性,可被强氧化剂氧化为MnO2;
②CaSO4的溶解度随温度的变化不大;
③部分氢氧化物沉淀的pH如下表:
氢氧化物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Fe(OH)2
开始沉淀时的pH
2.3
4.0
7.6
完全沉淀时的pH
4.1
5.2
9.6
回答下列问题:
(1)沉淀A和沉淀C的主要成分分别为___________、___________。
(2)“氧化水解”过程中发生的氧化还原反应的离子方程式为___________。
(3)“一系列操作”指的是___________。
(4)下列操作或描述正确的是___________(填字母)。
A.调节pH=1是为了加快“酸溶”的速率
B.“氧化水解”过程中,加入硼镁泥的目的是使氧化水解反应进行完全
C.为提升“过滤Ⅱ”的效果,可以采用减压过滤的方式
D.“蒸发浓缩”过程中不可以用玻璃棒搅拌
E.为提高浸取率,滤液中含有的少量MgSO4可以循环利用
(5)测定MgSO4·7H2O的产率。称取m g硼镁泥工业废料,最终得到n g产品,则产率为___________(用含m、n的代数式表示)。
(6)立方氮化硼的硬度仅次于金刚石,但热稳定性远高于金刚石,其晶胞结构如图所示。若a点原子的分数坐标为(0,),则b点原子的分数坐标为___________。设阿伏加德罗常数的值为NA,立方氮化硼的密度为ρ g·cm-3,则距离最近的两个N原子之间的距离为___________pm(列出化简后的计算式)。
16. 某兴趣小组设计实验探究Ce-MnOx催化空气氧化CO的效率。实验设计及操作如下,根据题目要求回答下列问题:
Ⅰ.制备CO
在通风橱中用下图装置制备CO。(加热及夹持装置省略,甲酸容易挥发)
(1)装置A中盛装甲酸的仪器名称是___________。
(2)以浓硫酸与甲酸混合加热制备CO,反应中浓硫酸表现出脱水性,该反应的化学方程式为___________。
(3)从装置B、C、D中选择合适的装置收集CO,正确的接口连接顺序为_________。
a→___________→___________→___________→___________→h。(每空填一个接口字母)
Ⅱ.探究Ce-MnOx催化空气氧化CO的效率
将一定量的CO与空气混合,得到体积分数为1%的CO气体样品。使用下图装置(部分加热及夹持装置省略)进行实验,调节管式炉温度至120 ℃,按一定流速通入气体样品。已知:I2O5是白色固体,易吸水潮解,与CO的反应为5CO+I2O5=I2+5CO2。
(4)通入11.2 L(已折算为标准状况)气体样品后,继续向装置内通入一段时间的氮气,最终测得U形管内生成0.1016 g I2。
①能证明CO被空气氧化的现象是___________。
②CO被催化氧化的百分率为___________。
③若未通入氮气,则CO被催化氧化的百分率___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)探究气体与催化剂接触时长对催化氧化效率的影响时,采用___________方法可以缩短接触时长。
17. 某企业是我国钢铁行业首个突破二氧化碳制备工业产品的企业,这对推进行业节能降碳工作具有重大意义。基于甲酸的“固碳-甲酸”技术可实现绿氢闭环,其示意图如下:
回答下列问题:
(1)人工光合固碳装置可以实现将光能转化为电能,然后利用电能实现将CO2和水合成甲酸,从而实现“绿电固碳”,装置如图1所示。阴极反应为___________。
(2)酸性条件下,人工光合固碳装置反应中在二维锑片(电极材料)催化剂表面生成氢气、甲酸和一氧化碳的反应历程如图2所示,电极表面吸附*CO2。生成甲酸的最大能垒为___________eV,对应的反应为___________。
(3)一定条件下,向一恒压密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,此时压强为10 kPa,发生如下反应:
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)HCOOH(g) ΔH1>0
Ⅱ.2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH2<0
Ⅲ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3>0
达到平衡时,CO2的平衡转化率为80%,HCOOH的选择性为70%,CH3OCH3的选择性为20%,则反应 Ⅲ 的平衡常数Kp=___________(分压=总压×物质的量分数,结果保留2位有效数字),提高甲酸产率的方法有___________(至少写2种)。
(4)在3 L恒容密闭容器中只发生反应2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH<0。某压强下起始时按照不同氢碳比[]投料,测得CO2的平衡转化率与温度的关系如图3所示。氢碳比最大的曲线是___________(填序号)。按曲线③的起始氢碳比投料,充入2 mol CO2和6 mol H2,发生反应达到平衡。已知该反应速率v=v正-v逆=k正c2(CO2)·c6(H2)-k逆c(CH3OCH3)·c3(H2O),其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。a、b、c点对应lgk正-lgk逆的大小关系为___________(用a、b、c表示);a点对应的=___________(填数值,保留2位小数)。
18. 阿普斯特(H)是一种磷酸二酯酶-4的抑制剂,可用于治疗银屑病、关节炎。其中一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)B的分子式为___________,含有___________种官能团,N原子采用___________杂化。
(2)B→C的化学方程式为___________,反应类型是___________。
(3)符合下列条件的E的同分异构体有___________种。
①分子中含有一个羧基和一个氨基且连在同一个碳原子上;
②核磁共振氢谱图中有5组峰,且峰面积之比为9∶2∶2∶1∶1;
③该分子为链状有机化合物;
(4)结合题干及以下信息,设计一条以和为原料合成的路线_________(无机试剂任选)。
信息1:;
信息2:。
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高三化学
(75分钟 100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 Mg 24 S 32 Cl 35.5 Cu 64 Sn 119 I 127
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。
1. 人类的生活与化学密切相关。下列说法正确的是
A. 热干面制作过程中,用到的碳酸钠属于碱
B. 铸造曾侯乙编钟的原料为青铜,青铜属于化合物
C. 茶叶中的茶多酚属于高分子化合物
D. 制作米酒的主要原料是大米或糯米,其主要成分为淀粉,淀粉属于糖类
【答案】D
【解析】
【详解】A.碳酸钠(Na2CO3)是一种盐,其水溶液呈碱性,但本身不属于碱类,而是盐类,A错误;
B.青铜是铜和锡等金属组成的合金,属于混合物,而非化合物,B错误;
C.茶多酚是茶叶中的多酚类物质,分子量较小(通常几百),不属于高分子化合物(高分子化合物分子量一般超过几千),C错误;
D.大米或糯米的主要成分是淀粉,淀粉是一种多糖,属于糖类,D正确;
故答案为D。
2. 下列实验操作,选用的仪器正确的是
A
B
C
D
盛装Na2SiO3溶液
钠在空气中加热
准确量取一定体积KMnO4标准溶液
蒸馏用冷凝管
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.硅酸钠溶液显碱性,具有粘合性,能将玻璃塞和试剂瓶粘合在一起,A错误;
B.钠在空气中加热可在坩埚中进行,B正确;
C.高锰酸钾具有强氧化性,能腐蚀橡胶管,准确量取一定体积的高锰酸钾溶液应该用酸性滴定管,C错误;
D.蒸馏用该用直形冷凝管,D错误;
故选B。
3. 氯化氮作为一种广泛使用的化学物质,在抗菌、消毒、除臭和水处理等多个领域中发挥着重要作用,其与水反应的化学方程式为NCl3+3H2O=NH3+3HClO。下列说法正确的是
A. NCl3分子的空间结构:平面三角形
B. 用电子式表示H2O的形成过程:
C. NH3的电子式:
D. HClO的结构式:H—O—Cl
【答案】D
【解析】
【详解】A.NCl3的价层电子对数为4,有1个孤电子对,空间结构为三角锥形,A错误;
B.用电子式表示H2O的形成过程为:,O原子最外层有6个电子,B错误;
C.NH3的电子式为,C错误;
D.HClO的结构式为H—O—Cl,D正确;
故选D。
4. 已知:①+HNO3+H2O ΔH<0;②硝基苯的沸点为210.9 ℃。下列制取硝基苯的操作或装置(部分夹持装置略去)中,正确的是
A.分液
B.配制混酸
C.水浴加热
D.蒸馏提纯
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.硝基苯密度大于水且不溶于水,可通过分液分离,A正确;
B.浓硫酸稀释放热,因此配制混酸时,应该把浓硫酸加入浓硝酸中,以免引起液体飞溅,B错误;
C.反应中需要控制反应温度,图示装置缺少温度计,C错误;
D.温度计水银球应位于支管口处,D错误;
故选A。
5. 下图所示的有机物是人工合成的低毒、高效、对昆虫有强烈触杀作用的杀虫剂。下列关于该化合物的说法正确的是
A. 分子式为C22H23NO3Br2
B. 分子中含有5种官能团
C. 存在顺反异构
D. 分子含有4个手性碳原子
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子式为C23H21NO3Br2,A错误;
B.含有的官能团为碳溴键(或溴原子)、碳碳双键、酯基、氰基和醚键,共5种,B正确;
C.碳碳双键两侧连接相同的基团,不存在顺反异构,C错误;
D.含有3个手性碳原子,,D错误;
故选B。
6. 为检验下列久置于空气中的物质是否变质,所选检验试剂(括号内)能达到目的的是
A. 新制氯水(AgNO3溶液) B. FeCl2溶液(KSCN溶液)
C. 漂白粉(Na2CO3溶液) D. Na2SO3溶液(BaCl2溶液)
【答案】B
【解析】
【详解】A.新制氯水中含有盐酸,所以氯水无论是否变质都能与AgNO3溶液反应生成氯化银沉淀,所以不能达到目的,故不选A;
B.若FeCl2溶液变质,溶液中有Fe3+,加KSCN溶液会变红色,能达到目的,故选B;
C.漂白粉中含有氯化钙,所以漂白粉无论是否变质都能与Na2CO3溶液反应生成碳酸钙沉淀,所以不能达到目的,故不选C;
D.若Na2SO3溶液变质,溶液中含有硫酸钠,Na2SO3、Na2SO4都能与BaCl2溶液反应生成白色沉淀,所以不能达到目的,故不选D;、
选B。
7. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1 L pH=1的硫酸中含有H+的数目为0.2NA
B. 在0 ℃和101 kPa条件下,22.4 L H2O中含有的质子数为10NA
C. 一定条件下,1 mol Fe分别在足量的氧气、氯气中燃烧,转移的电子数均为3NA
D. 用惰性电极电解足量CuCl2溶液时,若阴极增重12.8 g,则理论上阳极生成的气体分子数为0.2NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.pH=1的硫酸溶液中,H+浓度为0.1 mol/L,1 L溶液中含有H+的物质的量为0.1 mol,数目为0.1NA,不是0.2NA,A错误;
B.0℃和101 kPa为标准状况,但H2O为液态,不能使用气体摩尔体积22.4 L/mol计算其物质的量,B错误;
C.1 mol Fe在足量氯气中燃烧生成FeCl3,转移电子3 mol;但在足量氧气中燃烧生成Fe3O4,1 mol Fe转移电子 mol(Fe3O4中Fe平均氧化态为+),转移电子数并非均为3NA,C错误;
D.阴极增重12.8 g为析出Cu的质量,n(Cu) = = 0.2 mol,阴极反应为Cu2+ + 2e- → Cu,转移电子0.4 mol;阳极反应为2Cl- → Cl2 + 2e-,根据电子守恒,生成Cl2为0.2 mol,分子数为0.2NA,D正确;
故选D。
8. 劳动最光荣,也是将理论知识转化为实践活动的有效途径。下列劳动项目与化学知识不对应的是
选项
劳动项目
化学知识
A
学蒸馒头:在家帮父母用酵母粉发面蒸馒头
酵母中的碳酸氢钠受热分解
B
制老豆腐:使用卤水点豆腐
豆浆中的蛋白质在盐的作用下凝聚
C
喷洒农药:夏天对果树喷洒波尔多液(硫酸铜与氢氧化钙的混合物)
波尔多液能使病菌中的蛋白质变性
D
锅炉除垢:利用盐酸去除锅炉中的水垢
盐酸与水垢中的碳酸钙、氢氧化镁等发生复分解反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.酵母粉中酵母菌的发酵作用产生二氧化碳,使面团膨胀,碳酸氢钠受热分解或与酸反应产生二氧化碳,A错误;
B.卤水点豆腐是利用卤水中的电解质(如钙盐)使豆浆中的蛋白质发生凝聚,B正确;
C.铜离子能使病菌蛋白质变性,起到杀菌作用,C正确;
D.盐酸与水垢中的碳酸钙、氢氧化镁等发生复分解反应(如),D正确;
故答案选A。
9. 吡啶甲酸铬(结构简式如图所示),别名吡啶羧酸铬、甲基吡啶铬,紫红色结晶性细小粉末,流动性良好,常温下稳定,微溶于水,不溶于乙醇。下列说法正确的是
A. 该化合物中配位键的个数为3
B. 该化合物中C、N原子的杂化方式相同
C. 第一电离能:O>N>C>H
D. 基态Cr原子的价电子排布式为3d44s2
【答案】B
【解析】
【详解】A.Cr提供空轨道,N、O提供孤电子对,配位键的个数为6,A错误;
B.环上的C、N及C=O上的C原子都采取sp2杂化,B正确;
C.同周期从左到右增大(ⅡA、ⅤA高于相邻元素),第一电离能N>O>C;O元素的核电荷数更高,电离能:O>H,H的半径小吸引力强,C电子排布未达到半满或全满稳定状态,电离能:H>C,故大小关系为N>O>H>C,C错误;
D.基态Cr原子的价电子排布式为3d54s1,D错误;
故选B。
10. W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z原子的质子数等于W原子与Y原子的质子数之和,W的价层电子数为偶数,X原子核外未成对电子数与W的相同,四种元素中只有Y为金属元素。下列说法正确的是
A. 最简单离子半径:Z>Y>X
B. 电负性:Z>X>W
C. X与Y形成的化合物可能含有共价键
D. W与Z形成的化合物具有可燃性
【答案】C
【解析】
【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,四种元素中只有Y为金属元素,W的价层电子数为偶数,W的电子排布式可能为1s22s22p2或1s22s22p4,X原子核外未成对电子数与W的相同,且原子序数W<X,则W的电子排布式为1s22s22p2,W为C元素;X的电子排布式为1s22s22p4,X为O元素;只有Y为金属元素,且Z原子的质子数等于W原子与Y原子的质子数之和,则Y为Na元素;Z为Cl元素,据此分析;
【详解】A.电子层多半径大,电子层相同,质子数多半径小,离子半径Cl->O2->Na+,A错误;
B.同周期电负性从左到右增大,同主族电负性从上到下减小,电负性:X>Z>W,B错误;
C.X与Y可形成Na2O2,其中含有O-O共价键,C正确;
D.W与Z形成的化合物如CCl4不可燃,D错误;
故选C。
11. 锂-空气电池具有很高的能量密度(11680 wh·kg-1),接近燃油的能量密度,且对环境友好,其工作原理示意图如下:
下列有关该电池的说法正确的是
A. a中的隔膜为阳离子交换膜
B. 充电时,b中Li+从左向右移动
C. 放电时,a和b两装置中的正极反应相同
D. 装置中含Li+的有机电解液可以用水代替,Li电极也可以用Mg、Al代替
【答案】A
【解析】
【分析】根据a、b两种锂-空气电池的结构可知,左侧金属锂电极为电池的负极,右侧通空气的电极为电池的正极。放电时,a中的锂电极的电极反应为Li-e-=Li+,多孔碳电极的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-,b中锂电极的电极反应为Li-e-=Li+,多孔碳电极的电极反应为O2+4e-+4Li+=2Li2O。
【详解】A.放电时,a中负极生成的Li+移向正极,与正极生成的OH-反应生成LiOH,故a中的隔膜为阳离子交换膜,A项正确;
B.充电时,b中的Li电极作阴极,多孔碳电极作阳极,Li+从右向左移动,B项错误;
C.根据上述分析,放电时,a和b两个装置中的正极反应不相同,C项错误;
D.Li单质非常活泼,可以与水反应,因此含Li+的有机电解液不能用水代替,D项错误;
答案选A。
12. 利用Pt基催化剂载体表面的晶格氧可提高催化活性,甲醛催化氧化机理如图所示。
下列说法错误的是
A. HCOOH、HCHO和H2O均为极性分子
B. 上述反应涉及氢键、非极性键和极性键的断裂
C. 催化剂中Pt的化合价不变
D. 若将O2替换为18O2,则反应后催化剂的晶格氧可能含有18O
【答案】C
【解析】
【详解】A.HCOOH、HCHO和H2O均为非中心对称结构,它们为极性分子,A项正确;
B.反应中O2的非极性键断裂,步骤Ⅳ中有氢键的断裂,步骤Ⅱ、Ⅲ中均有极性键的断裂,B项正确;
C.从反应机理来看,Pt最开始为单质,中间形成Pt-O键,最后又变为单质,Pt的化合价发生了改变,C项错误;
D.由题图可知,氧气中的氧原子一个参与催化反应生成水,另一个与晶格氧进行了交换,产物中的氧原子一个来自甲醛,一个来自晶格氧,所以若将O2替换为18O2,则反应后催化剂的晶格氧可能含有18O,D项正确;
故答案为C。
13. 在固态钙钛矿太阳能电池中最典型的吸收层是金属有机卤化物,其晶体结构如图所示(M表示CH3N、CH3CH2N或HN=CHN等;N表示Pb2+或Sn2+;X表示I-、Br-或Cl-)。
下列说法错误的是
A. 若M为CH3N、N为Pb2+、X为Cl-,则该金属卤化物的化学式为CH3NH3PbCl3
B. 该晶体为分子晶体
C. N的配位数为6
D. M与X形成的四面体空隙有8个
【答案】B
【解析】
【详解】A.M位于8个顶点:,N位于体心:,X位于6个面心:,故个数比 M : N : X = 1 : 1 : 3,即晶体的化学式为MNX3,结合信息可知其化学式为CH3NH3PbCl3,A正确;
B.晶体中含有机阳离子、金属阳离子和卤素阴离子,通过离子键结合而成,晶体类型为离子晶体,B错误;
C.距离N最近且等距的X有6个,则N的配位数为6,C正确;
D.晶胞中,每个顶点M离子和相邻的三个面心X离子可构成一个四面体,其中心为一个四面体空隙。由于晶胞有8个顶点,因此在晶胞内部共有8个这样的四面体空隙,D正确;
故选B。
14. 常温下,分别向20 mL等浓度的一元碱NaOH溶液和溶液中滴加0.10 mol·L-1的HCl标准溶液,滴定过程中得到混合溶液的pH随盐酸的体积变化如图所示。下列说法正确的是
A. 两个滴定过程都可以用酚酞作指示剂
B. 水的电离程度:a点>b点
C. 溶液中滴加20 mL HCl溶液时,存在
D. 滴定读数时先仰视后俯视,则所测的待测液浓度偏高
【答案】C
【解析】
【详解】A.盐酸滴定氢氧化钠溶液可以用酚酞或甲基橙作指示剂,盐酸滴定溶液,恰好完全反应时溶质为氯化铵,溶液呈酸性,不能用酚酞作指示剂,A项错误;
B.a点对应溶液为氢氧化钠和氯化钠物质的量之比为1:1的混合溶液,呈强碱性,b点对应溶液为一水合氨和氯化铵物质的量比为1:1的混合溶液,其碱性比a点要弱一些,二者中水的电离均被抑制,a点水的电离程度小于b点,B项错误;
C.溶液中滴加20 mL HCl标准溶液时,反应后溶质为氯化铵,溶液中存在电荷守恒式为:,C项正确;
D.滴定时先仰视后俯视,开始读数偏大,后面读数偏小,所测的盐酸总体积小于实际体积,所测的待测液的浓度偏低,D项错误;
故选择C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 硼镁泥是一种工业废料,主要成分为MgO(约占40%),还含有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质。一种从硼镁泥中提取MgSO4·7H2O的工艺流程如下:
已知:①Mn2+具有较强的还原性,可被强氧化剂氧化为MnO2;
②CaSO4的溶解度随温度的变化不大;
③部分氢氧化物沉淀的pH如下表:
氢氧化物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Fe(OH)2
开始沉淀时的pH
2.3
4.0
7.6
完全沉淀时的pH
4.1
5.2
9.6
回答下列问题:
(1)沉淀A和沉淀C的主要成分分别为___________、___________。
(2)“氧化水解”过程中发生的氧化还原反应的离子方程式为___________。
(3)“一系列操作”指的是___________。
(4)下列操作或描述正确的是___________(填字母)。
A.调节pH=1是为了加快“酸溶”的速率
B.“氧化水解”过程中,加入硼镁泥的目的是使氧化水解反应进行完全
C.为提升“过滤Ⅱ”的效果,可以采用减压过滤的方式
D.“蒸发浓缩”过程中不可以用玻璃棒搅拌
E.为提高浸取率,滤液中含有的少量MgSO4可以循环利用
(5)测定MgSO4·7H2O的产率。称取m g硼镁泥工业废料,最终得到n g产品,则产率为___________(用含m、n的代数式表示)。
(6)立方氮化硼的硬度仅次于金刚石,但热稳定性远高于金刚石,其晶胞结构如图所示。若a点原子的分数坐标为(0,),则b点原子的分数坐标为___________。设阿伏加德罗常数的值为NA,立方氮化硼的密度为ρ g·cm-3,则距离最近的两个N原子之间的距离为___________pm(列出化简后的计算式)。
【答案】(1) ①. SiO2 ②. CaSO4
(2)Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-、2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O
(3)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
(4)CE (5)%
(6) ①. () ②. ××1010
【解析】
【分析】硼镁泥中只有SiO2不溶于硫酸,所以沉淀A为SiO2;加入NaClO,将Mn2+氧化为MnO2,将Fe2+氧化为Fe3+,然后调节溶液的pH至5~6,使Al3+、Fe3+转化为沉淀而除去,所以沉淀B的主要成分为MnO2、Fe(OH)3、Al(OH)3;因为CaSO4的溶解度随温度升高先增大后减小,所以趁热过滤可以除去CaSO4,故沉淀C的主要成分为CaSO4;再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到MgSO4·7H2O。
【小问1详解】
据分析,沉淀A为SiO2,沉淀C为CaSO4。
【小问2详解】
由分析可知,“氧化水解”过程中发生的氧化还原反应的离子方程式为Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-、2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O。
【小问3详解】
据分析,“一系列操作”指蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
【小问4详解】
A.加入硫酸并调节溶液pH=1的目的是防止生成CaSO4并覆盖在硼镁泥表面而影响酸溶效果,A项错误;
B.“氧化水解”时加入硼镁泥的主要目的是调节溶液的pH,同时可以溶解更多的硼镁泥,提高生产效益,B项错误;
C.减压过滤可以加快过滤速率,C项正确;
D.“蒸发浓缩”时要用玻璃棒不断搅拌,使溶液受热均匀,D项错误;
E.滤液中含有少量的MgSO4,可以循环利用以提高浸取率,E项正确;
故答案为CE。
【小问5详解】
由关系式MgO~MgSO4·7H2O,可求得产率为×100%=×100%=%。
【小问6详解】
由a点原子的分数坐标可知,坐标原点是底面左下方的原子,由b点的位置可知其原子的分数坐标为()。氮化硼晶胞中B原子位于顶点和面心,共有8×+6×=4个,N原子位于体内,共有4个。设晶胞棱长为a cm,则有ρ=,a==,距离最近的两个N原子间的距离为面对角线的一半,即× cm=××1010 pm。
16. 某兴趣小组设计实验探究Ce-MnOx催化空气氧化CO的效率。实验设计及操作如下,根据题目要求回答下列问题:
Ⅰ.制备CO
在通风橱中用下图装置制备CO。(加热及夹持装置省略,甲酸容易挥发)
(1)装置A中盛装甲酸的仪器名称是___________。
(2)以浓硫酸与甲酸混合加热制备CO,反应中浓硫酸表现出脱水性,该反应的化学方程式为___________。
(3)从装置B、C、D中选择合适的装置收集CO,正确的接口连接顺序为_________。
a→___________→___________→___________→___________→h。(每空填一个接口字母)
Ⅱ.探究Ce-MnOx催化空气氧化CO的效率
将一定量的CO与空气混合,得到体积分数为1%的CO气体样品。使用下图装置(部分加热及夹持装置省略)进行实验,调节管式炉温度至120 ℃,按一定流速通入气体样品。已知:I2O5是白色固体,易吸水潮解,与CO的反应为5CO+I2O5=I2+5CO2。
(4)通入11.2 L(已折算为标准状况)气体样品后,继续向装置内通入一段时间的氮气,最终测得U形管内生成0.1016 g I2。
①能证明CO被空气氧化的现象是___________。
②CO被催化氧化的百分率为___________。
③若未通入氮气,则CO被催化氧化的百分率___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)探究气体与催化剂接触时长对催化氧化效率的影响时,采用___________方法可以缩短接触时长。
【答案】(1)分液漏斗
(2)HCOOHCO↑+H2O
(3)d,e,c,b (4) ①. 澄清石灰水变浑浊 ②. 60% ③. 偏大
(5)增大气体样品流速
【解析】
【分析】在通风橱中用下图装置制备一氧化碳,A装置中甲酸在浓硫酸催化下分解制取一氧化碳,该气体中含有甲酸蒸气,CO不溶于水,而甲酸溶于水,故用水除去甲酸,再用B装置排水收集一氧化碳气体,排出的水用E中的烧杯接收,则装置连接顺序为a→d→e→c→b→h;根据气体样品通过氢氧化钠吸收空气中的二氧化碳,浓硫酸吸水,一氧化碳在H中被氧气氧化生成二氧化碳,二氧化碳能被石灰水吸收,J中的浓硫酸吸收气体中的水蒸气,干燥的一氧化碳和I2O5,进而测定生成的碘的质量,计算一氧化碳的被氧化的百分率;据此解答。
【小问1详解】
如图所示,装置A中盛装甲酸的仪器名称是分液漏斗。
【小问2详解】
甲酸在浓硫酸催化下分解生成一氧化碳和水,化学方程式为HCOOHCO↑+H2O。
【小问3详解】
用A制备CO,C除去甲酸,B收集一氧化碳,E接收排出的水,故接口连接顺序为a→d→e→c→b→h。
【小问4详解】
①CO被氧气氧化生成二氧化碳,CO2能使澄清石灰水变浑浊;
②碘的物质的量为=0.0004 mol,根据化学方程式计算,还有0.002 mol CO未被氧气氧化,11.2 L气体样品的物质的量为0.5 mol,其中CO的物质的量为0.005 mol,被氧化的CO的物质的量为0.005 mol-0.002 mol=0.003 mol,则CO被氧化的百分率为×100%=60%;
③若没有通入氮气,未被氧化的CO的物质的量减小,则CO被氧化的百分率增大。
【小问5详解】
增大气体样品流速可缩短气体与催化剂接触时长,探究气体与催化剂接触时长对催化氧化效率的影响。
17. 某企业是我国钢铁行业首个突破二氧化碳制备工业产品的企业,这对推进行业节能降碳工作具有重大意义。基于甲酸的“固碳-甲酸”技术可实现绿氢闭环,其示意图如下:
回答下列问题:
(1)人工光合固碳装置可以实现将光能转化为电能,然后利用电能实现将CO2和水合成甲酸,从而实现“绿电固碳”,装置如图1所示。阴极反应为___________。
(2)酸性条件下,人工光合固碳装置反应中在二维锑片(电极材料)催化剂表面生成氢气、甲酸和一氧化碳的反应历程如图2所示,电极表面吸附*CO2。生成甲酸的最大能垒为___________eV,对应的反应为___________。
(3)一定条件下,向一恒压密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,此时压强为10 kPa,发生如下反应:
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)HCOOH(g) ΔH1>0
Ⅱ.2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH2<0
Ⅲ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3>0
达到平衡时,CO2的平衡转化率为80%,HCOOH的选择性为70%,CH3OCH3的选择性为20%,则反应 Ⅲ 的平衡常数Kp=___________(分压=总压×物质的量分数,结果保留2位有效数字),提高甲酸产率的方法有___________(至少写2种)。
(4)在3 L恒容密闭容器中只发生反应2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH<0。某压强下起始时按照不同氢碳比[]投料,测得CO2的平衡转化率与温度的关系如图3所示。氢碳比最大的曲线是___________(填序号)。按曲线③的起始氢碳比投料,充入2 mol CO2和6 mol H2,发生反应达到平衡。已知该反应速率v=v正-v逆=k正c2(CO2)·c6(H2)-k逆c(CH3OCH3)·c3(H2O),其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。a、b、c点对应lgk正-lgk逆的大小关系为___________(用a、b、c表示);a点对应的=___________(填数值,保留2位小数)。
【答案】(1)CO2+2e-+2H+=HCOOH
(2) ①. 0.43 ②. *CO2+2H++2e-=HCOOH
(3) ①. 0.068 ②. 增大压强、升高温度、及时分离出甲酸、使用对甲酸选择性更高的催化剂等(写对2种)
(4) ①. ① ②. a>b=c ③. 0.19
【解析】
【小问1详解】
阳极产生的H+通过质子交换膜进入阴极,与CO2反应生成甲酸,电极反应为CO2+2e-+2H+=HCOOH。
【小问2详解】
由图像可知,生成甲酸的最大能垒为0.43 eV,对应的反应为*CO2+2H++2e-=HCOOH。
【小问3详解】
由达到平衡时,CO2的平衡转化率为80%,HCOOH的选择性为70%,CH3OCH3的选择性为20%,可知平衡时生成HCOOH、CH3OCH3、CO的物质的量分别为0.56 mol、0.08 mol和0.08 mol,则:
平衡时n(CO2)=0.20 mol,n(H2)=1.88 mol,n(CO)=0.08 mol,n(H2O)=(0.24+0.08) mol=0.32 mol,n(CH3OCH3)=0.08 mol,n(HCOOH)=0.56 mol,n(总)=3.12 mol,则反应Ⅲ的Kp=≈0.068;提高甲酸产率即尽可能多地让反应Ⅰ平衡正向移动,反应Ⅰ是气体体积减小的吸热反应,故方法有增大压强、升高温度、及时分离出甲酸、使用对甲酸选择性更高的催化剂等;
【小问4详解】
相同温度下,氢碳比增大,CO2的转化率增大,故氢碳比最大的曲线为①。由对数的性质可知,lgk正-lgk逆=lg。达到平衡时,v正=v逆,即k正c2(CO2)·c6(H2)-k逆c(CH3OCH3)·c3(H2O)=0,则==K,平衡常数仅为温度的函数,反应温度越高,平衡常数越小,故a、b、c点对应K的大小关系为a>b=c;由上述分析可知,==K,故a点对应的=K;根据图像可知,a点对应的CO2的转化率为50%,则:
则有=K==≈0.19。
18. 阿普斯特(H)是一种磷酸二酯酶-4的抑制剂,可用于治疗银屑病、关节炎。其中一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)B的分子式为___________,含有___________种官能团,N原子采用___________杂化。
(2)B→C的化学方程式为___________,反应类型是___________。
(3)符合下列条件的E的同分异构体有___________种。
①分子中含有一个羧基和一个氨基且连在同一个碳原子上;
②核磁共振氢谱图中有5组峰,且峰面积之比为9∶2∶2∶1∶1;
③该分子为链状有机化合物;
(4)结合题干及以下信息,设计一条以和为原料合成的路线_________(无机试剂任选)。
信息1:;
信息2:。
【答案】(1) ①. C8H7O4N ②. 2 ③. sp3
(2) ①. ②. 取代反应
(3)6 (4)
【解析】
【分析】A发生还原反应生成B,B与发生取代反应生成C;D与E反应生成F,C与F发生取代反应生成H与E,据此分析;
【小问1详解】
B的分子式为C8H7O4N,分子中含有氨基、羧基2种官能团,氨基中氮原子形成3个σ键,含有1对孤对电子,价层电子对数为4,氮原子采用sp3杂化;
【小问2详解】
B→C羧基中O原子取代了H原子的位置,化学方程式为:,反应类型是取代反应;
【小问3详解】
E的分子式为C8H15O3N,不饱和度为2,由限定条件可知结构中存在(CH3)3C—、、—CH2—结构,还含有一个醛基或酮羰基,符合条件的E的同分异构体为、、、、、,共6种;
【小问4详解】
由于酚羟基容易被O2氧化,根据信息1将酚羟基转化成醚保护起来生成,根据信息2,将转化成,根据流程中C+F→E+H信息,转化成,根据信息1,再将酚羟基复原出来,路线。
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