精品解析：江苏省南京师范大学附属中学2025届高三下学期高考考前模拟 化学试题

南京师大附中2025届高三年级模拟考试 化学试题 本试卷共6页，分选择题和非选择题两部分，满分为100分，考试时间为75分钟。 相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 K-39 Ga-70 I -127 W-184 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项符合题意。 1. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础，下列材料主要成分属于有机物的是 A. 石墨烯 B. 不锈钢 C. 石英光导纤维 D. 聚酯纤维 2. 下列化学用语或图示正确的 A. 激发态H原子的轨道表示式： B. O3分子的球棍模型： C. SO2的价层电子对互斥(VSEPR)模型： D. p-pπ键形成的轨道重叠示意图： 3. 下列实验操作对应的装置(部分夹持装置省略)不正确的是 A．过滤 B．准确量取15.00 mL稀盐酸 C．从提纯后的NaCl溶液获得NaCl晶体 D．使用电石和饱和食盐水制备C2H2 A. A B. B C. C D. D 4. 近日，中国科学家屠呦呦当选为美国国家科学院外籍院士，她对青蒿素作出了巨大贡献。在青蒿素研究实验中，下列说法不正确的是 A. 通过萃取法可获得含青蒿素的提取液 B. 通过元素定量分析可确定青蒿素分子的分子式 C. 通过红外光谱可推测青蒿素分子中所含有的化学键或官能团 D. 通过X射线衍射可测定青蒿素的晶体结构 5. 在给定条件下，下列物质转化不能一步实现的是 A. B. C. D. 饱和NaCl溶液 6. 下列物质的结构或性质不能说明其用途的是 A. 冰晶体中水分子的空间利用率相对较低，所以冰的密度小于干冰 B. 甘油是黏稠液体，原因是甘油分子间的氢键较强 C. SO2具有氧化性，所以SO2可用作漂白剂 D. 聚丙烯酸钠（）中含有亲水基团，可用于制备高吸水性树脂 阅读下列材料，完成下面小题： 元素周期表中VA族元素及其化合物应用广泛。的硬度可媲美金刚石，(N：-3价)易与水发生复分解反应；是一元酸，可由制得；燃烧放出大量热，其燃烧热为；砷(As)是制备半导体材料的重要元素；锑(Sb)的导电性能好，在电池行业有独特应用；铋酸钠不溶于水，有强氧化性，能与反应生成和。 7. 下列说法不正确的是 A. 中共价键键角是120° B. 的热稳定性小于 C. As基态原子核外电子排布式为 D. 是共价晶体 8. 下列化学反应表示正确的是 A. 与水的反应： B. 与足量NaOH溶液反应： C. 的燃烧： D. 与的反应： 9. 新型电池充电时的工作原理如题图所示。下列说法不正确的是 A. 充电时电极A为阴极 B. 充电时电能转化为化学能 C. 放电时电极B的电极反应式为 D. 放电时理论上每生成1 mol转移1 mole- 10. 在微波作用下物质Z可通过下列反应合成。下列说法正确的是 A. X分子中σ键、π键的数目比9：1 B. 1 mol Y最多能与6 molH2发生加成反应 C. Z分子中所有C原子可能共平面 D. Z分子中羟基在Cu催化下能被O2氧化为酮羰基 11. 下列实验操作及现象能得出相应结论的是 选项 实验操作及现象 结论 A 常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中，前者产生无色气体，后者无明显现象 稀硝酸的氧化性比浓硝酸强 B 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液后未出现血红色 食品脱氧剂样品中没有+3价铁 C 向蔗糖溶液中滴加稀硫酸，水浴加热，加入新制的悬浊液，无砖红色沉淀 蔗糖未发生水解 D 向苯酚钠溶液中通入，溶液变浑浊 的酸性比苯酚强 A. A B. B C. C D. D 12. 常温下，用浓度为的NaOH标准溶液滴定10mL浓度均为的HCl和CH3COOH的混合溶液，滴定过程中溶液的pH随V(NaOH)的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A. 约为10-4.76 B. 点a： C. 点b： D. 水的电离程度：a<b<c<d 13. 选择性催化还原脱硝时，将和的混合气体以相同的流速通过填充有催化剂的反应器发生的主要反应为：。在不同温度下，仅改变的浓度，的脱除率与浓度的关系如图-1所示；温度为时，控制，和总物质的量相同，仅改变进行实验，的脱除率与的关系如图-2所示。下列说法不正确的是 A. 浓度在之间时，随着浓度增大，脱除率明显升高的原因可能是与反应生成，而更易与反应 B. 浓度相同，温度从升高到时，的脱除率下降的原因可能分解为和 C. 当时，脱除率最高的原因可能是、在催化剂表面吸附量相当 D. 当后，的脱除率随着增大而减小的原因可能是发生副反应生成了 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 金属钨是重要的战略资源，由黑钨矿(主要成分为、，含有少量Si、As的化合物)制取，再进一步制取金属钨的流程如图所示： （1）“碱熔”过程发生反应的化学方程式为___________。“碱熔”过程中加入NaOH不宜过量太多的原因是___________。 （2）加盐酸“中和至pH=10”后，溶液中的杂质阴离子有：、、等。“氧化、净化”过程中，先加入时发生反应的离子方程式为___________。 （3）“沉钨”时盐酸过量会使pH过低，会聚合形成多钨酸根离子。多钨酸根离子的基本结构单元是“钨氧八面体”，其结构如图(a)所示(省略中心W原子)。3个“钨氧八面体”共用边结合形成的多钨酸根离子结构如图(b)所示。该多钨酸根离子的化学式为___________。 （4）经“焙烧”得到，经“还原”后可得到W。“还原”过程选用而不选用碳的原因是___________。 （5）天然晶体和绝大部分人工制备的晶体都存在缺陷。蓝色氧化钨中存在＋5价和＋6价两种状态的钨，若x=0.1，则其中＋5价和＋6价的钨物质的量之比为___________。 （6）利用碘量法可测定样品中的质量分数： 先称量0.0250g样品，再将转化为可溶的；通过离子交换柱发生反应：。交换结束后，向所得含的溶液中加入稍过量酸化的KI溶液，发生反应：。反应完全后，以淀粉为指示剂，用标准溶液滴定，发生反应：，消耗11.82 mL 标准溶液。 样品中的质量分数为___________(写出计算过程)。 15. 有机分子材料化合物H的一种合成路线如下： 已知： （1）A→B的反应类型为___________。A→B的反应过程中形成了一种碳正离子中间体，该中间体中C的杂化方式为___________。 （2）A的结构简式为___________。 （3）E转化为F时，还生成一种铵盐，其结构简式为___________。 （4）写出同时满足下列条件的C的一种芳香族同分异构体M的结构简式：___________。 ①M能使溴的四氯化碳溶液褪色，能与FeCl3溶液发生显色反应 ②1 mol M能与4 mol NaOH溶液反应 ③M分子中含有1个手性碳原子和6种不同化学环境的氢原子 （5）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，合成路线示例见本题题干) 16. 镓(Ga)被称为“电子工业脊梁”，砷化镓(GaAs)和氧化镓(Ga2O3)因其半导体的性质，在雷达、航天和光电子等高科技领域具有重要应用价值。 [已知：镓单质的熔点为29.8℃，化学性质和铝单质相似] （1）实验室模拟从砷化镓半导体废料的碱性浸出液(含、和)中回收镓，设计了如下实验： ①25℃下，为提高镓的回收率，加H2SO4 “中和”时应调节溶液的pH范围是___________[25℃下，，反应的；溶液中含镓元素的微粒的浓度小于时，认为沉淀完全]。 ②向“酸溶”后的滤液中加入过量的NaOH，对反应后的溶液进行电解，装置如题图所示。电解时，阴极的电极反应式为___________。电解池中的温度需控制在40~45℃，原因是___________。 （2）硫酸镓铵可用于制备高纯氧化镓。 已知：i．不同温度下，Ga与不同浓度H2SO4溶液的反应现象见下表： 的质量分数 反应温度、时间与现象 25℃ 120℃ 30% 几乎不反应 几乎不反应 50% 几乎不反应 很慢，镓表面有少量H2气泡 80% 几乎不反应 有H2气泡生成，反应5 h后镓完全溶解 98% 几乎不反应 有H2气泡和S生成，反应4 h后镓完全溶解 ii．制备硫酸镓铵晶体的反应原理如下： ①120℃下，Ga与98%的浓硫酸反应生成S的化学方程式为___________。 ②请补充完整制备晶体的实验方案：称取一定质量的镓于反应容器中，___________；蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，用4℃的高纯水洗涤，低温干燥。 [可选用的试剂和设备：表中各浓度的H2SO4溶液，固体，搅拌桨] ③为提高晶体的纯度，除去其中混有的可溶于水的杂质，可进行的实验为___________(填操作名称)。 17. CO2的资源化利用有利于实现“碳中和”。 I．CO2与CH3OH合成碳酸二甲酯（）的反应如下： （1）该反应在25℃不能自发进行，该反应的___________(填“=0”或“＞0”或“＜0”)。 （2）向反应体系加入和能促进碳酸二甲酯的生成。采用同位素示踪法探究该反应的机理，部分反应机理如下： i． ii． iii． 在密闭容器中，保持其他条件相同，进行下列实验： ①以代替CO2，反应后蒸馏出的液相产物的质谱图如图-1，图中最右侧的分子离子峰的质荷比数值为91，其对应产物分子的结构简式为___________。 ②以代替，反应后蒸馏出的液相产物的质谱图中是否存在质荷比为91的峰？___________(填“是”或“否”或“不能确定”)。 ③以代替，检测到产物中存在，证明CH3OH发生了副反应。该反应的化学方程式为___________。 II．CO2加氢制CH3OH的过程中的主要反应如下： 反应I： 反应II： [已知：CH3OH的选择性] （3）在5MPa、的条件下，CO2的平衡转化率和平衡时CH3OH的选择性随温度的变化如图-2；温度在260~280℃内，CO2的平衡转化率随温度变化不明显的原因是___________。 （4）在3MPa下，将的原料气匀速通过装有催化剂的反应管中，反应相同时间，CO2的转化率和CH3OH的产量随温度的变化如图-3，温度高于240℃，CH3OH产量下降的可能原因是___________。 （5）为提高CH3OH的产量，可采取的措施有___________(填序号)。 A. 升高温度 B. 降低温度 C. 增大压强 D. 改用对反应I选择性高的催化剂 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南京师大附中2025届高三年级模拟考试 化学试题 本试卷共6页，分选择题和非选择题两部分，满分为100分，考试时间为75分钟。 相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 K-39 Ga-70 I -127 W-184 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项符合题意。 1. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础，下列材料主要成分属于有机物的是 A. 石墨烯 B. 不锈钢 C. 石英光导纤维 D. 聚酯纤维 【答案】D 【解析】 【详解】A．石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，为碳的单质，属于无机物，A不符合题意； B．不锈钢是Fe、Cr、Ni等的合金，属于金属材料，B不符合题意； C．石英光导纤维的主要成分为SiO2，属于无机非金属材料，C不符合题意； D．聚酯纤维俗称“涤纶”，是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维，属于有机物，D符合题意； 故选D。 2. 下列化学用语或图示正确的 A. 激发态H原子的轨道表示式： B. O3分子的球棍模型： C. SO2的价层电子对互斥(VSEPR)模型： D. p-pπ键形成的轨道重叠示意图： 【答案】C 【解析】 【详解】A．K能层只有1个能级1s，不存在1p能级，A错误； B．臭氧中心O原子的价层电子对数为，属于sp2杂化，有1个孤电子对，为V形分子，球棍模型为，B错误； C．SO2中硫原子的价层电子对数为，则SO2的VSEPR模型为平面三角形，即，C正确； D．p-pπ键形成的轨道重叠示意图为，D错误； 故选C。 3. 下列实验操作对应的装置(部分夹持装置省略)不正确的是 A．过滤 B．准确量取15.00 mL稀盐酸 C．从提纯后的NaCl溶液获得NaCl晶体 D．使用电石和饱和食盐水制备C2H2 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．过滤时漏斗下端应紧贴烧杯内壁，避免液体溅出，A错误； B．稀盐酸呈酸性，可用酸式滴定管量取15.00mL稀盐酸，B正确； C．通过蒸发结晶从提纯后的NaCl溶液获得NaCl晶体，C正确； D．用饱和食盐水代替水和电石反应制备C2H2，可以减缓反应速率，该制气反应属于固体与液体常温制气反应，分液漏斗中盛放饱和食盐水，具支锥形瓶中盛放电石，D正确； 故选A。 4. 近日，中国科学家屠呦呦当选为美国国家科学院外籍院士，她对青蒿素作出了巨大贡献。在青蒿素研究实验中，下列说法不正确的是 A. 通过萃取法可获得含青蒿素的提取液 B. 通过元素定量分析可确定青蒿素分子的分子式 C. 通过红外光谱可推测青蒿素分子中所含有的化学键或官能团 D. 通过X射线衍射可测定青蒿素的晶体结构 【答案】B 【解析】 【分析】图中是青蒿素的分子结构：青蒿素由C、H、O三种元素组成，属于多环含氧衍生物，分子中包含过氧键（）、醚键、酯基等官能团，是有机小分子晶体。 【详解】A．通过萃取法可获得含青蒿素的提取液 青蒿素属于有机物，易溶于乙醚等有机溶剂，提取青蒿素本身就是利用萃取法分离，A正确； B．元素定量分析仅能测定出青蒿素中各元素的占比，计算得到青蒿素的最简式（实验式），要得到分子式，还需要结合质谱测定相对分子质量，仅靠元素定量分析无法确定分子式，B错误； C．不同化学键、官能团对红外光的吸收频率不同，因此红外光谱可以用于推测分子中含有的化学键和官能团种类，C正确； D．X射线衍射是测定晶体原子排布、晶体结构的标准方法，可以测定青蒿素的晶体结构，D正确； 故选B。 5. 在给定条件下，下列物质转化不能一步实现的是 A. B. C. D. 饱和NaCl溶液 【答案】A 【解析】 【详解】A．次氯酸遇光分解生成盐酸和氧气，则物质间的转化不能一步实现，A符合题意； B．氧化铜能与氨气共热反应生成铜、氮气和水，高温条件下反应生成的氮气能与氧气反应生成一氧化氮，则物质间的转化能一步实现，B不符合题意； C．硫代硫酸钠能与稀硫酸反应生成硫沉淀、二氧化硫和水，反应生成的硫能与铜共热反应生成硫化亚铜，则物质间的转化能一步实现，C不符合题意； D．饱和氯化钠溶液能与氨气和二氧化碳反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，反应生成的碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，则物质间的转化能一步实现，D不符合题意； 故选A。 6. 下列物质的结构或性质不能说明其用途的是 A. 冰晶体中水分子的空间利用率相对较低，所以冰的密度小于干冰 B. 甘油是黏稠液体，原因是甘油分子间的氢键较强 C. SO2具有氧化性，所以SO2可用作漂白剂 D. 聚丙烯酸钠（）中含有亲水基团，可用于制备高吸水性树脂 【答案】C 【解析】 【详解】A．冰晶体中水分子通过氢键形成空旷的笼状结构，空间利用率低，因此冰的密度小于液态水，也远小于干冰（分子晶体，分子间仅靠范德华力，堆积更紧密）。该性质与用途对应（如冰浮在水面上保护水下生物），A正确； B．甘油（丙三醇）分子含3个羟基，分子间可形成大量氢键，导致分子间作用力强、黏度大，因此甘油是黏稠液体，可用于保湿、润滑等。性质与用途对应，B正确； C．SO2用作漂白剂的原理是与有色物质结合生成不稳定的无色物质，属于化合漂白，与氧化性无关。因此“氧化性”不能说明其漂白用途，C错误； D．聚丙烯酸钠结构中含-COONa亲水基团，可与水形成氢键，具有强吸水性，因此用于制备高吸水性树脂（如尿不湿、土壤保水剂）。结构与用途对应，D正确； 故选C。 阅读下列材料，完成下面小题： 元素周期表中VA族元素及其化合物应用广泛。的硬度可媲美金刚石，(N：-3价)易与水发生复分解反应；是一元酸，可由制得；燃烧放出大量热，其燃烧热为；砷(As)是制备半导体材料的重要元素；锑(Sb)的导电性能好，在电池行业有独特应用；铋酸钠不溶于水，有强氧化性，能与反应生成和。 7. 下列说法不正确的是 A. 中共价键键角是120° B. 的热稳定性小于 C. As基态原子核外电子排布式为 D. 是共价晶体 8. 下列化学反应表示正确的是 A. 与水的反应： B. 与足量NaOH溶液反应： C. 的燃烧： D. 与的反应： 9. 新型电池充电时的工作原理如题图所示。下列说法不正确的是 A. 充电时电极A为阴极 B. 充电时电能转化为化学能 C. 放电时电极B的电极反应式为 D. 放电时理论上每生成1 mol转移1 mole- 【答案】7. C 8. B 9. D 【解析】 【7题详解】 A．中心原子N的价层电子对数为3+，没有孤电子对，空间结构为平面三角形，共价键键角是120°，A正确； B．非金属性：，的热稳定性小于，B正确； C．As的原子序数为33，基态As原子核外电子排布式为，C错误； D．是共价化合物，硬度可媲美金刚石，可知是共价晶体，D正确； 故选C； 【8题详解】 A．(N：-3价)易与水发生复分解反应，化学方程式为，A错误； B．是一元酸，与足量NaOH溶液反应：，B正确； C．的燃烧热为，则燃烧的热化学方程式中焓变与PH3前面的化学计量数相关，若化学计量数为1，则，若化学计量数为2，则，C错误； D．铋酸钠不溶于水，不能拆写成离子，离子方程式为，D错误； 故选B； 【9题详解】 新型电池充电时，Sb元素化合价降低，发生还原反应，则A为阴极（且充电时钠离子相A极移动）；Cr元素化合价升高，发生氧化反应，B为阳极； A．根据分析，充电时电极A为阴极，A正确； B．充电过程是电能转化为化学能储存起来，B正确； C．放电时电极B为正极，发生还原反应，电极反应式为，C正确； D．放电时A为负极，发生氧化反应：，可知放电时理论上每生成1 mol转移x mole-，D错误； 故选D。 10. 在微波作用下物质Z可通过下列反应合成。下列说法正确的是 A. X分子中σ键、π键的数目比9：1 B. 1 mol Y最多能与6 molH2发生加成反应 C. Z分子中所有C原子可能共平面 D. Z分子中羟基在Cu催化下能被O2氧化为酮羰基 【答案】A 【解析】 【详解】A．由结构简式可知，X分子中单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，则分子中σ键、π键的数目比9：1，A正确； B．由结构简式可知，Y分子含有的苯环和酮羰基一定条件下能与氢气发生加成反应，所以1 mol Y最多能与8 mol氢气发生加成反应，B错误； C．由结构简式可知，Z分子中含有空间构型为四面体形的饱和碳原子、其中，与羟基相连的碳原子还与其它3个碳原子相连接，则分子中所有碳原子不能共平面，C错误； D．由结构简式可知，Z分子中羟基连在的碳原子上没有氢原子相连，不能发生催化氧化反应，D错误； 故选A。 11. 下列实验操作及现象能得出相应结论的是 选项 实验操作及现象 结论 A 常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中，前者产生无色气体，后者无明显现象 稀硝酸的氧化性比浓硝酸强 B 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液后未出现血红色 食品脱氧剂样品中没有+3价铁 C 向蔗糖溶液中滴加稀硫酸，水浴加热，加入新制的悬浊液，无砖红色沉淀 蔗糖未发生水解 D 向苯酚钠溶液中通入，溶液变浑浊 的酸性比苯酚强 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．常温下铁片遇浓硝酸发生钝化，生成致密氧化膜阻止反应继续进行，实际浓硝酸氧化性强于稀硝酸，A错误； B．还原铁粉过量时，会将溶于盐酸生成的还原为，滴加KSCN溶液也不会变红，无法证明样品无+3价铁，B错误； C．蔗糖水解后溶液为酸性，稀硫酸会与新制反应，未加NaOH中和酸就加入悬浊液，无法检验水解产物葡萄糖，不能说明蔗糖未水解，C错误； D．苯酚钠溶液通入生成溶解度较小的苯酚导致溶液变浑浊，根据强酸制弱酸规律，说明的酸性强于苯酚，D正确； 故选D。 12. 常温下，用浓度为的NaOH标准溶液滴定10mL浓度均为的HCl和CH3COOH的混合溶液，滴定过程中溶液的pH随V(NaOH)的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A. 约为10-4.76 B. 点a： C. 点b： D. 水的电离程度：a<b<c<d 【答案】D 【解析】 【分析】NaOH溶液和HCl、CH3COOH混酸反应时，先与强酸反应，然后再与弱酸反应，由滴定曲线可知，a点时NaOH溶液和HCl恰好完全反应生成NaCl和水，CH3COOH未发生反应，溶质成分为NaCl和CH3COOH；b点时NaOH溶液反应掉一半的CH3COOH，溶质成分为NaCl、CH3COOH和 CH3COONa；c点时NaOH溶液与CH3COOH恰好完全反应，溶质成分为NaCl、CH3COONa；d点时NaOH过量，溶质成分为NaCl、CH3COONa和NaOH，据此解答。 【详解】A．由分析可知，a点时溶质成分为NaCl和CH3COOH，c(CH3COOH)=0.0100mol/L，c(H+) = c(CH3COO-) =10-3.38mol/L，Ka(CH3COOH)===10-4.76，A正确； B．a点溶液为等浓度的NaCl和CH3COOH混合溶液，存在元素守恒关系c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.0100mol/L，B正确； C．点b溶液中含有NaCl及等浓度的CH3COOH和 CH3COONa，由于pH<7，溶液显酸性，说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度，则c(CH3COOH)<c(CH3COO-)，C正确； D．c点溶液中CH3COO-水解促进水的电离，d点碱过量，会抑制水的电离，则水的电离程度c>d，D错误； 故答案为：D。 13. 选择性催化还原脱硝时，将和的混合气体以相同的流速通过填充有催化剂的反应器发生的主要反应为：。在不同温度下，仅改变的浓度，的脱除率与浓度的关系如图-1所示；温度为时，控制，和总物质的量相同，仅改变进行实验，的脱除率与的关系如图-2所示。下列说法不正确的是 A. 浓度在之间时，随着浓度增大，脱除率明显升高的原因可能是与反应生成，而更易与反应 B. 浓度相同，温度从升高到时，的脱除率下降的原因可能分解为和 C. 当时，脱除率最高的原因可能是、在催化剂表面吸附量相当 D. 当后，的脱除率随着增大而减小的原因可能是发生副反应生成了 【答案】B 【解析】 【详解】A．浓度在之间时，随着浓度增大，与反应生成，而更易与反应，所以脱除率明显升高，A正确； B．浓度相同，温度从升高到时，的脱除率下降的原因应该是催化剂活性降低，B错误； C．根据方程式可知、是按照化学计量数之比1：1进行的，所以当时，脱除率最高的原因可能是、在催化剂表面吸附量相当，C正确； D．当后，随着的增大，发生副反应生成了，因此的脱除率随着增大而减小，D正确； 答案选B。 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 金属钨是重要的战略资源，由黑钨矿(主要成分为、，含有少量Si、As的化合物)制取，再进一步制取金属钨的流程如图所示： （1）“碱熔”过程发生反应的化学方程式为___________。“碱熔”过程中加入NaOH不宜过量太多的原因是___________。 （2）加盐酸“中和至pH=10”后，溶液中的杂质阴离子有：、、等。“氧化、净化”过程中，先加入时发生反应的离子方程式为___________。 （3）“沉钨”时盐酸过量会使pH过低，会聚合形成多钨酸根离子。多钨酸根离子的基本结构单元是“钨氧八面体”，其结构如图(a)所示(省略中心W原子)。3个“钨氧八面体”共用边结合形成的多钨酸根离子结构如图(b)所示。该多钨酸根离子的化学式为___________。 （4）经“焙烧”得到，经“还原”后可得到W。“还原”过程选用而不选用碳的原因是___________。 （5）天然晶体和绝大部分人工制备的晶体都存在缺陷。蓝色氧化钨中存在＋5价和＋6价两种状态的钨，若x=0.1，则其中＋5价和＋6价的钨物质的量之比为___________。 （6）利用碘量法可测定样品中的质量分数： 先称量0.0250g样品，再将转化为可溶的；通过离子交换柱发生反应：。交换结束后，向所得含的溶液中加入稍过量酸化的KI溶液，发生反应：。反应完全后，以淀粉为指示剂，用标准溶液滴定，发生反应：，消耗11.82 mL 标准溶液。 样品中的质量分数为___________(写出计算过程)。 【答案】（1） ①. ②. 避免“中和”时消耗过多盐酸，造成浪费 （2） （3） （4）避免未反应的碳残留在钨中形成合金；避免碳与钨反应生成碳化钨；H2与WO3的接触面积更大，反应更迅速 （5）1∶4 （6）98.5%；根据反应可推导出关系式：~2 ~6~12，则n()=×11.82 mL×10-3L∙mL-1=1.182×10-3mol，n()= ,故98.5% 【解析】 【分析】由题给流程可知，黑钨矿和氢氧化钠混合物在空气中焙烧时，铁元素、锰元素转化为氧化铁、二氧化锰，向焙烧渣中加入水水浸、过滤得到氧化铁、二氧化锰和滤液；向滤液中加入盐酸调节溶液pH为10，溶液中的杂质阴离子有：、、等，再加入过氧化氢溶液，将溶液中的HAsO转化为HAsO，之后加入氯化镁溶液，将溶液中的硅酸根离子转化为硅酸镁、MgHAsO4沉淀，过滤得到含有硅酸镁、MgHAsO4的滤渣和滤液；向滤液中加入盐酸，将溶液中的钨酸根离子转化为钨酸沉淀，过滤得到钨酸；钨酸焙烧分解得到氧化钨，氧化钨高温条件下与氢气反应生成钨。 【小问1详解】 “碱熔”过程发生反应生成、，化学方程式为。“碱熔”过程中加入NaOH不宜过量太多的原因是避免“中和”时消耗过多盐酸，造成浪费。 【小问2详解】 加盐酸“中和至pH=10”后，溶液中的杂质阴离子有：、、等。“氧化、净化”过程中，先加入时发生反应将氧化为，离子方程式为。 【小问3详解】 由图b可知，3个“钨氧八面体”共用边结合形成的多钨酸根离子结构中含有13个O原子、3个W原子；O原子为-2价、W为+6价，则该多钨酸根离子所带电荷为：3×(+6)+13×(−2)=−8，该多钨酸根离子的化学式为。 【小问4详解】 用H2还原时，氧化产物为水，不引入杂质，得到的钨纯度高；若选用碳作还原剂，会混入固体碳杂质，难以提纯，降低产品纯度。故“还原”过程选用而不选用碳的原因是避免未反应的碳残留在钨中形成合金；避免碳与钨反应生成碳化钨；H2与WO3的接触面积更大，反应更迅速。 【小问5详解】 蓝色氧化钨中存在＋5价和＋6价两种状态的钨，若x=0.1，若其中＋5价为n和＋6价的钨为1-n,由电荷守恒5n+6(1−n)=2×(3−0.1)，解得n=0.2，＋5价和＋6价两种状态的钨物质的量之比为1∶4。 【小问6详解】 根据反应可推导关系式：~2 ~6~12，则n()=×11.82 mL×10-3L∙mL-1=1.182×10-3mol，n()= ,则98.5%，故样品中的质量分数为98.5%。 15. 有机分子材料化合物H的一种合成路线如下： 已知： （1）A→B的反应类型为___________。A→B的反应过程中形成了一种碳正离子中间体，该中间体中C的杂化方式为___________。 （2）A的结构简式为___________。 （3）E转化为F时，还生成一种铵盐，其结构简式为___________。 （4）写出同时满足下列条件的C的一种芳香族同分异构体M的结构简式：___________。 ①M能使溴的四氯化碳溶液褪色，能与FeCl3溶液发生显色反应 ②1 mol M能与4 mol NaOH溶液反应 ③M分子中含有1个手性碳原子和6种不同化学环境的氢原子 （5）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，合成路线示例见本题题干) 【答案】（1） ①. 取代反应 ②. sp3杂化、sp杂化 （2） （3） （4）、、、（写出任意一种即可） （5） 【解析】 【分析】该合成是有机功能分子H的逐步构建流程，结合已知傅克酰基化信息，正向+逆推分析如下：起始物A（）和乙酰氯发生傅克酰基化引入乙酰基得到B；B的侧链不饱和烃基被酸性高锰酸钾氧化为羧基，得到C；C的羧基和乙醇发生酯化反应得到酯D；D经Na/乙醚关环得到二酮中间体E；E和给定季铵盐在强碱条件下反应得到F，F经关环、转化最终得到目标含氮分子H。 【小问1详解】 A→B是傅克酰基化反应，苯环上的氢被乙酰基取代，属于取代反应； 碳正离子中间体为，甲基中的C形成4个σ键，无孤电子对，为杂化，带正电的酰基碳共形成2个σ键，无孤电子对，为杂化； 【小问2详解】 C的三个取代基分别是（由A的侧链氧化得到）、（A自带取代基）、（A→B引入的乙酰基），结合A分子式，可得A的结构：； 【小问3详解】 原料季铵盐为，反应中作为离去基团，结合质子后形成铵盐，结构为； 【小问4详解】 C分子式为，条件分析： ① 含碳碳双键（使溴水褪色）、含酚羟基（遇显色）； ② 1 mol M消耗4 mol NaOH，说明含4个酚羟基（或2个酚酯基，共消耗4 mol NaOH）； ③ 1个手性碳（连4个不同基团），6种等效氢，对称性高。符合要求的结构有：、、、； 【小问5详解】 起始原料的碳碳双键被酸性高锰酸钾氧化，双键断裂得到羧基，对应题干中的氧化过程，将侧链转化为羧基；利用题目给出的原料乙醇，羧基在浓硫酸加热条件下与乙醇发生酯化反应得到羧酸乙酯，对应题干中的酯化过程；模仿题干的转化，用Na/乙醚处理羧酸乙酯，关环得到对应题干中E结构的二酮中间体；模仿题干的转化，二酮中间体在和题目给出的季铵盐原料反应，得到，最终模仿F→G的转化生成目标产物。路线为 16. 镓(Ga)被称为“电子工业脊梁”，砷化镓(GaAs)和氧化镓(Ga2O3)因其半导体的性质，在雷达、航天和光电子等高科技领域具有重要应用价值。 [已知：镓单质的熔点为29.8℃，化学性质和铝单质相似] （1）实验室模拟从砷化镓半导体废料的碱性浸出液(含、和)中回收镓，设计了如下实验： ①25℃下，为提高镓的回收率，加H2SO4 “中和”时应调节溶液的pH范围是___________[25℃下，，反应的；溶液中含镓元素的微粒的浓度小于时，认为沉淀完全]。 ②向“酸溶”后的滤液中加入过量的NaOH，对反应后的溶液进行电解，装置如题图所示。电解时，阴极的电极反应式为___________。电解池中的温度需控制在40~45℃，原因是___________。 （2）硫酸镓铵可用于制备高纯氧化镓。 已知：i．不同温度下，Ga与不同浓度H2SO4溶液的反应现象见下表： 的质量分数 反应温度、时间与现象 25℃ 120℃ 30% 几乎不反应 几乎不反应 50% 几乎不反应 很慢，镓表面有少量H2气泡 80% 几乎不反应 有H2气泡生成，反应5 h后镓完全溶解 98% 几乎不反应 有H2气泡和S生成，反应4 h后镓完全溶解 ii．制备硫酸镓铵晶体的反应原理如下： ①120℃下，Ga与98%的浓硫酸反应生成S的化学方程式为___________。 ②请补充完整制备晶体的实验方案：称取一定质量的镓于反应容器中，___________；蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，用4℃的高纯水洗涤，低温干燥。 [可选用的试剂和设备：表中各浓度的H2SO4溶液，固体，搅拌桨] ③为提高晶体的纯度，除去其中混有的可溶于水的杂质，可进行的实验为___________(填操作名称)。 【答案】（1） ①. 4＜pH＜9.4 ②. ③. 温度过低，不利于Ga的熔化和分离；温度过高，Ga与NaOH溶液反应速率加快，可能产生大量H2，与O2混合有爆炸危险 （2） ①. ②. 向其中加入适量80%硫酸溶液，加热至120℃，同时用搅拌桨充分搅拌，反应5h，向反应后的溶液中加入计算量的固体，搅拌至完全溶解 ③. 重结晶 【解析】 【小问1详解】 (1)①当镓以形式沉淀时，根据，若，则，得，当镓以形式存在时，根据平衡，，若，则，得； ②电解液中镓以存在，阴极发生还原反应生成镓单质：，温度控制原因：温度过低，不利于Ga的熔化和分离；温度过高，Ga与NaOH溶液反应速率加快，可能产生大量H2，与O2混合有爆炸危险； 【小问2详解】 ①镓与98%浓硫酸在120℃下反应，镓被氧化为，硫酸被还原为S：； ②根据表格信息，为避免引入固体杂质S，选择80%的溶液。向盛有镓的反应容器中加入适量80%的溶液，在120℃下，使用搅拌桨搅拌反应5h至镓完全溶解；再向溶液中加入计算量的固体，搅拌使其完全溶解； ③为提高晶体的纯度，除去其中混有的可溶于水的杂质，可采用重结晶提纯晶体。 17. CO2的资源化利用有利于实现“碳中和”。 I．CO2与CH3OH合成碳酸二甲酯（）的反应如下： （1）该反应在25℃不能自发进行，该反应的___________(填“=0”或“＞0”或“＜0”)。 （2）向反应体系加入和能促进碳酸二甲酯的生成。采用同位素示踪法探究该反应的机理，部分反应机理如下： i． ii． iii． 在密闭容器中，保持其他条件相同，进行下列实验： ①以代替CO2，反应后蒸馏出的液相产物的质谱图如图-1，图中最右侧的分子离子峰的质荷比数值为91，其对应产物分子的结构简式为___________。 ②以代替，反应后蒸馏出的液相产物的质谱图中是否存在质荷比为91的峰？___________(填“是”或“否”或“不能确定”)。 ③以代替，检测到产物中存在，证明CH3OH发生了副反应。该反应的化学方程式为___________。 II．CO2加氢制CH3OH的过程中的主要反应如下： 反应I： 反应II： [已知：CH3OH的选择性] （3）在5MPa、的条件下，CO2的平衡转化率和平衡时CH3OH的选择性随温度的变化如图-2；温度在260~280℃内，CO2的平衡转化率随温度变化不明显的原因是___________。 （4）在3MPa下，将的原料气匀速通过装有催化剂的反应管中，反应相同时间，CO2的转化率和CH3OH的产量随温度的变化如图-3，温度高于240℃，CH3OH产量下降的可能原因是___________。 （5）为提高CH3OH的产量，可采取的措施有___________(填序号)。 A. 升高温度 B. 降低温度 C. 增大压强 D. 改用对反应I选择性高的催化剂 【答案】（1）＜0 （2） ①. ①(或) ②. 是 ③. （3）反应I的，温度升高使CO2转化为CH3OH的平衡转化率下降；反应II的，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升；且上升幅度与下降幅度相近，相互抵消 （4）催化剂对反应I的选择性下降，使生成CH3OH的速率下降， CH3OH受热分解(或CH3OH与CO2等发生反应或CH3OH发生其它副反应) （5）CD 【解析】 【分析】图-2是平衡状态下，固定压强、原料比，平衡转化率、选择性随温度的变化规律：温度升高，的选择性持续降低（温度越高越倾向于生成CO）；​总平衡转化率逐渐下降，在260~280℃下降幅度极小，变化不明显；图-3是非平衡动态反应（原料匀速通过催化剂，反应相同时间），固定压强下，​转化率、产量随温度的变化规律：温度升高，反应速率加快，​转化率持续升高；产量先升后降，240℃达到最高，温度高于240℃后产量逐渐下降。 【小问1详解】 根据自发判据 ，该反应，且25℃不能自发，说明。若，则一定小于0，反应一定自发，与题意矛盾；同时反应中反应物只有1 mol气体，生成物全为液体，气体物质的量减少，体系熵减小，因此； 【小问2详解】 ① 根据机理，​中的最终进入碳酸二甲酯的羰基位；普通碳酸二甲酯分子量为90，含1个后分子量为91，与质荷比一致，因此结构为(或)； ② 反应后会生成​，可以重新参与第一步反应，最终进入碳酸二甲酯产物，因此会存在分子量91的标记产物，质谱会出现对应峰； ③ 检测到​，说明类比机理中，先和反应生成，再和取代得到产物，配平后得到总反应：； 【小问3详解】 体系中两个反应对温度的响应相反：反应I放热升温使转化率降低，反应II吸热升温使转化率升高，该温度区间两个效应抵消，总转化率变化不明显； 【小问4详解】 该过程是相同反应时间的非平衡过程，高温下催化剂对生成甲醇的选择性降低，更多转化为CO；同时高温下甲醇会分解或发生其他副反应，因此产量下降； 【小问5详解】 A．反应I放热，升温平衡左移，甲醇选择性下降，A错误； B． 低温下反应速率太慢，相同时间产量低，B错误； C． 反应I是气体分子数减少的反应，增大压强平衡正向移动，有利于生成甲醇，C正确； D．对反应I选择性高的催化剂能促进更多转化为甲醇，提高产量，D正确。 故选CD。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $