精品解析：陕西西安高新第一中学2025-2026学年高三下学期第十二次检测化学试题

高三化学试题 (考试时间：75分钟 试卷分值：100分) 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Al-27 Fe-56 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. 通信技术的发展缩短了空间距离，使人类互动更紧密。下列说法正确的是 A. 制作手机外壳的某聚碳酸酯是由其单体通过加聚反应制得的 B. 锂电池是手机常用电池，工作时将化学能转化为电能 C. 手机芯片的主要成分为二氧化硅，二氧化硅是一种共价晶体 D. 三折叠手机柔性屏使用的原材料聚酰亚胺属于纯净物 2. 下列化学用语表述正确的是 A. sp杂化轨道为 B. 的VSEPR模型为 C. 某物质的核磁共振氢谱图： D. 的电子式： 3. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 高温下5.6 g铁粉与足量完全反应，生成的分子数为 B. 标准状况下，中含有的键数目为 C. 常温下，将2.7 g铝片投入足量的浓硫酸中，铝失去的电子数为 D. 常温下，的溶液中，由水电离出的的数目为 4. 下列有关实验装置能够正确完成对应实验的是 A.氨气的尾气吸收 B.钠的燃烧反应 C.验证苯与液溴的反应为取代反应 D.制取大颗粒明矾晶体 A. A B. B C. C D. D 5. 如图所示的转化关系中，A、C是短周期非金属元素的单质，常温下均为气体。B是短周期原子半径最大的主族元素对应的单质，H是厨房中常见调味品的主要成分，I是混合物。下列叙述错误的是 A. 在I的溶液中加入适量的醋酸可增强杀菌消毒效果 B. 电解H溶液可得到B和C C. D和E中化学键类型不完全相同 D. 用G溶液处理过的锅炉水垢更易被除去 6. 有机物M是生产新型凝血酶抑制剂的中间体，结构如图所示。下列关于M的说法错误的是 A. M的分子式为 B. 能发生取代反应、缩聚反应和消去反应 C. 分子中含有3个手性碳原子 D. 1 mol M与NaOH溶液反应，最多可消耗4 mol NaOH 7. 某营养添加剂结构如图所示。W、X、Y、Z和M分别是原子序数依次增大的前四周期元素，X、Y、Z属于同周期，离子最外层电子数为18。下列说法正确的是 A. 电负性： B. 键角： C. 第一电离能： D. 最高价氧化物对应水化物的酸性： 8. 乙酸晶胞是长方体，边长，如图所示。氧原子A、B的原子坐标分别为，。下列说法正确的是 A. 晶胞的密度为 B. 晶胞中乙酸分子有2个取向 C. 氧原子A与氧原子B的实际距离为 D. 每个乙酸分子周围与其等距且最近的乙酸分子有12个 9. 有化合物M()常温下为白色粉末，可用作化妆品防腐药，可由和在催化下制得．制备时，部分实验装置如图所示，已知：①；②。下列说法正确的是 A. 应先加入,再加入和 B. 冷凝回流装置选用直形冷凝管比球形冷凝管效果好 C. 应将料液转移至蒸发皿加热蒸发至水分全部蒸干得到产品 D. 生成M的反应为加成反应 10. 2025年诺贝尔化学奖被授予在“金属有机框架(MOF)”领域做出开创性贡献的三位科学家。某课题组在的水相中，以MOF-253-Fe(Ⅱ)为催化剂，实现了向的高效转化，其可能的转化机理如下图，下列说法正确的是 A. 总反应的原子利用率未达 B. 若将替换成，则最终只能在中检测到 C. 和含有的电子数相同 D. 上述反应机理中Fe元素的化合价均未改变 11. 实验小组设计实验除去粗盐溶液中的、、并进行定性检验。已知：，，。 下列说法不正确的是 A. 调节溶液的，可使滤液中 B. 加入溶液发生的反应是、 C. 加入盐酸发生的反应是、 D. 若步骤①加入溶液后进行过滤，可以避免白色沉淀M的生成 12. 已知某温度下，反应①：，同时反应②：。若将1 mol碳酸钙固体装入1 L恒容真空容器中，于该温度下充分反应，平衡后的物质的量分数为0.16。下列说法错误的是 A. 若仅改变容器体积为0.5 L，平衡后不变 B. 气体中恒定时，无法判断体系是否处于平衡状态 C. 平衡时容器中的物质的量为0.84 mol D. 该温度下化学反应的平衡常数： 13. 利用某惰性电极电催化将5-羟甲基糠醛(HMF)转化为2，5-呋喃二甲醛(DFF)，工作原理如图所示。 已知：双极膜由阴、阳离子交换膜组成，在直流电作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-向两极迁移。 下列说法错误的是 A. 该装置工作时，电池内部靠离子的定向移动形成电流 B. 产生1mol气体X，双极膜中解离了36g H2O C. b极的电极反应式为HMF-2e-=DFF+2H+ D. 一段时间后，阴极区pH变小，阳极区pH变大 14. 常温下，在10 mL浓度均为0.1 mol/L的FeCl2、MgCl2的混合溶液中滴加V mL同浓度的氨水，溶液中某些粒子浓度的负对数pX[pX=-lgc(X)，X=Mg2+、Fe2+、]与pH的关系如图所示，已知常温下，Mg(OH)2溶解度大于Fe(OH)2。下列叙述错误的是 A. L2代表-lgc(Mg2+)与pH关系 B. Ksp[Fe(OH)2]的数量级为10-17 C. 的K<100 D. V=40时，溶液中c(OH-) >c(NH3·H2O) 二、填空题(本题包括4小题，共58分。) 15. 三元锂电池(NCM)正极材料主要成分为，还含有少量的铜等杂质。采用“还原-氨浸-分步沉淀”工艺可实现有价金属的绿色回收。 已知： ①“还原浸出”时，Ni、Co、Cu分别转化为、、。 ②柠檬酸在弱碱性环境下能选择性与形成稳定的可溶性配合物。 ③常温下，，，； （1）基态Ni原子的价电子排布式_______，铜在元素周期表中_______区。 （2）“还原浸出”过程中，难溶的转化成的离子方程式为_______。 （3）氨浸后溶液pH=9，当完全沉淀时，溶液中_______mol/L。 （4）“除铜”时发生反应为：，则该反应的平衡常数_______(列出计算式)。 （5）“沉镍”中，镍形成的配合物结构如图所示，下列说法正确的是_______。 A. 沉镍过程中被还原 B. 柠檬酸的作用是防止共沉淀 C. 二丁二酮肟镍中镍的配位数为4 D. 二丁二酮肟镍中含离子键、共价键、配位键、氢键 （6）沉钴前需将溶液的pH控制在2~5的原因是_______。 （7）上述流程中可以循环利用的物质是_______。 16. 2-吡咯甲醛是一种重要的有机合成中间体，其制备原理及实验操作如下(部分装置条件已省略)，请回答相关问题： 已知：①(三氯氧磷)是一种无色、发烟的液体，遇水水解生成酸。 ②二氯甲烷的密度为。 ③反应过程中会放热，反应温度过高，易发生副反应。 实验步骤如下： Ⅰ.向50 mL配有搅拌器的三颈烧瓶中加入10.0 mL(过量)干燥的N，N-二甲基甲酰胺(简称DMF)。将三颈烧瓶用冰水浴冷却至，加入三氯氧磷(7.9 mmol)，撤去冰水浴。 Ⅱ.室温搅拌30 min。将三颈烧瓶再次用冰水浴冷却至，缓慢加入吡咯(7.2 mmol)，撤去冰水浴。 Ⅲ.室温搅拌，每隔10 min用薄层色谱分析(TLC)监测反应进程，反应结束后，将反应液倒入饱和碳酸氢钠溶液中。 Ⅳ.经二氯甲烷萃取、洗涤、干燥、蒸馏等操作得到2-吡咯甲醛(5.69 mmol)。 回答下列问题： （1）仪器a的名称为_______；冰水浴冷却的作用可能有_______(答1点即可)。 （2）保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变，实验中提高三氯氧磷与DMF转化率的操有_______；TLC监测反应进程的原理与_______(填“蒸馏”“重结晶”或“纸层析”)类似。 （3）反应结束后，将反应液倒入饱和碳酸氢钠溶液的目的是_______；用二氯甲烷萃取时，有机相处于_______(填“上层”或“下层”)。 （4）下列有关2-吡咯甲醛的合成反应说法正确的是_______(填字母)。 A.DMF能与水形成分子间氢键 B.第一步反应中作还原剂 C.中间体中含有离子键和共价键 （5）计算本实验中2-吡咯甲醛的产率为_______% (结果保留两位小数)。 17. 合成氨是人类科学技术的重大突破，我国目前氨的生产能力位居世界首位。 （1）氮气与氢气反应合成氨的能量变化如图所示， 则热化学方程式为 _______kJ/mol。 （2）关于合成氨工艺的理解，下列说法正确的是_______。 A. 合成氨温度控制在左右是为了提高平衡转化率和加快反应速率 B. 合成氨工业中，为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过净化 C. 恒温恒容条件下，等物质的量的和投入装置内反应，当的体积分数不变时，可以判断反应达到平衡状态 D. 及时补充和，使反应物保持一定浓度，有利于合成氨的反应 （3）为了显著提高传统金属催化剂在温和条件下的合成氨性能，中科院大连化学物理研究所科研团队构筑了“过渡金属-LiH”双活性中心催化体系，其反应过程分为以下三步(*表示催化剂的活性位点)，据此写出②的化学方程式。 ① ②_______ ③ （4）常用于烟气中的脱硝，反应如下： 反应Ⅰ. 反应Ⅱ. ①某条件下对于反应Ⅰ，，，、为速率常数。升高温度时，增大倍，增大倍，则_______(填“>”、“<”或“=”)。 ②当温度为，在恒容密闭的容器中，发生上述两个反应。通入、、的物质的量比为2:2:1，初始压强为，达到平衡后测定NO的逃逸率为(NO逃逸率)，。则平衡时氨气的转化率为_______(结果保留2位有效数字)，反应Ⅰ的_______(写出含的计算式即可)。 （5）将一定比例的、、的混合气体匀速通入装有催化剂M的反应器中，反应相同时间，NO的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。解释在范围内随温度升高，NO的去除率迅速上升的主要原因是_______。 18. 化合物M是一种功能高分子材料。实验室由A制备M的一种合成路线如下： 已知：① ② 回答下列问题： （1）由C生成D的反应类型为_______；D中官能团的名称为_______。 （2）A的结构简式为_______(写一种)。 （3）Q是E的同分异构体。同时满足下列条件的Q的结构简式为_______(写2种，且此2种异构体苯环上取代基个数不同)。 ⅰ.分子中含有苯环和2个酚羟基 ⅱ.核磁共振氢谱有5组峰 （4）由G生成M的化学方程式为_______。 （5）参照上述合成路线和信息，以和甲醇为原料(其他试剂任选)，分三步合成化合物。 ①的化学名称为_______。 ②第一步反应生成的相对分子质量较大的有机产物的结构简式为_______。 ③第三步反应的化学方程式为_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三化学试题 (考试时间：75分钟 试卷分值：100分) 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Al-27 Fe-56 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. 通信技术的发展缩短了空间距离，使人类互动更紧密。下列说法正确的是 A. 制作手机外壳的某聚碳酸酯是由其单体通过加聚反应制得的 B. 锂电池是手机常用电池，工作时将化学能转化为电能 C. 手机芯片的主要成分为二氧化硅，二氧化硅是一种共价晶体 D. 三折叠手机柔性屏使用的原材料聚酰亚胺属于纯净物 【答案】B 【解析】 【详解】A．该聚碳酸酯含有酯基，是单体通过缩聚反应制得的，不是加聚反应，A不符合题意； B．锂电池属于原电池，工作时将化学能转化为电能，B符合题意； C．手机芯片的主要成分是晶体硅（单质硅），二氧化硅是制备光导纤维的原料，C不符合题意； D．聚酰亚胺是高分子聚合物，聚合物的聚合度不固定，属于混合物，不是纯净物，D不符合题意； 故选B。 2. 下列化学用语表述正确的是 A. sp杂化轨道为 B. 的VSEPR模型为 C. 某物质的核磁共振氢谱图： D. 的电子式： 【答案】A 【解析】 【详解】A．sp杂化后的轨道成直线形，键角为180°，A正确； B．中心碳原子的孤电子对数为、价层电子对为3，VSEPR模型为平面三角形，B错误； C．该图为红外光谱，测得的为官能团和化学键，C错误； D．过氧化氢为分子，共价键是通过共用电子对形成的应为，D错误； 故选A。 3. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 高温下5.6 g铁粉与足量完全反应，生成的分子数为 B. 标准状况下，中含有的键数目为 C. 常温下，将2.7 g铝片投入足量的浓硫酸中，铝失去的电子数为 D. 常温下，的溶液中，由水电离出的的数目为 【答案】D 【解析】 【详解】A．高温下铁粉与水蒸气反应为，5.6g Fe物质的量为0.1mol，生成的物质的量为，分子数约为0.133 NA，不是，A错误； B．标准状况下2.24 L 物质的量为0.1 mol，1个分子含2个π键，故π键数目为，B错误； C．常温下铝遇浓硫酸发生钝化，反应无法进行完全，铝失去的电子数远小于，C错误； D．为强碱弱酸盐，CH3COO-水解促进水的电离，溶液中全部来自水电离，常温下pH=10时，1 L溶液中水电离的物质的量为，水电离出的与物质的量相等，故数目为，D正确； 故答案选D。 4. 下列有关实验装置能够正确完成对应实验的是 A.氨气的尾气吸收 B.钠的燃烧反应 C.验证苯与液溴的反应为取代反应 D.制取大颗粒明矾晶体 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．​极易溶于水，该装置中导管末端直接伸入水层，直接溶于水会使导管内压强迅速降低，发生倒吸，不能达到防倒吸的目的，A错误； B．钠燃烧反应温度很高，玻璃表面皿不耐高温，加热会发生炸裂，钠燃烧实验应在坩埚中进行，B错误； C．苯与液溴若发生取代反应会生成，若为加成反应则无生成；反应放热会挥发出溴蒸气，溴易溶于，而不溶于，因此可以除去中混有的溴蒸气，排除溴对检验的干扰；进入硝酸银溶液，若产生淡黄色沉淀，即可证明反应生成，验证该反应为取代反应，装置正确，C正确； D．获得大颗粒明矾晶体需要将晶种悬挂在明矾的饱和溶液中，缓慢结晶；若为稀明矾溶液，不仅无法析出晶体，还会导致晶种溶解，D错误； 故答案选C。 5. 如图所示的转化关系中，A、C是短周期非金属元素的单质，常温下均为气体。B是短周期原子半径最大的主族元素对应的单质，H是厨房中常见调味品的主要成分，I是混合物。下列叙述错误的是 A. 在I的溶液中加入适量的醋酸可增强杀菌消毒效果 B. 电解H溶液可得到B和C C. D和E中化学键类型不完全相同 D. 用G溶液处理过的锅炉水垢更易被除去 【答案】B 【解析】 【分析】根据题干信息和转化关系，推断各物质如下：B：短周期原子半径最大的主族元素单质为Na；H：厨房调味品主要成分为NaCl，故C为；A：短周期非金属气体单质，结合转化链A→D→E→A+F，且F能与、反应，推断A为；A与B发生反应生成D：，D为；D与A在加热条件下发生反应生成E：，E为；E与水发生反应生成A和F：，F为NaOH；F与少量反应生成G：，G为；F与C反应生成混合物I：，I为与混合物； 【详解】A．I为与混合物，加入醋酸后发生反应，次氯酸的氧化性强，杀菌效果好，A正确； B．H为NaCl溶液，电解反应为，产物为和，而非金属钠，B错误； C．D为仅含离子键；E为含离子键和非极性共价键，类型不同，C正确。 D．G为，水垢含微溶的，可转化为更易溶于酸的：，易与酸反应溶解，更易除垢，D正确； 故答案选B。 6. 有机物M是生产新型凝血酶抑制剂的中间体，结构如图所示。下列关于M的说法错误的是 A. M的分子式为 B. 能发生取代反应、缩聚反应和消去反应 C. 分子中含有3个手性碳原子 D. 1 mol M与NaOH溶液反应，最多可消耗4 mol NaOH 【答案】D 【解析】 【详解】A．有机物M的分子式应为，A正确； B．根据M所含官能团可知，碳溴键能发生取代反应和消去反应，羧基和氨基能发生缩聚反应，B正确； C．分子中含有3个手性碳原子，如图标注为：，C正确； D．羧基、酰胺基、碳溴键均能与NaOH溶液反应，1 mol M最多需消耗5 mol NaOH，D错误； 故选D。 7. 某营养添加剂结构如图所示。W、X、Y、Z和M分别是原子序数依次增大的前四周期元素，X、Y、Z属于同周期，离子最外层电子数为18。下列说法正确的是 A. 电负性： B. 键角： C. 第一电离能： D. 最高价氧化物对应水化物的酸性： 【答案】C 【解析】 【分析】W、X、Y、Z和M分别是原子序数依次增大的前四周期元素，W能形成1个共价键，W为H；离子最外层电子数为18，则其电子排布为[Ar]3d10，则M为Cu；结合结构图中的成键数，X能形成4个共价键，Y能形成3个共价键，Z形成2个共价键，且X、Y、Z属于同周期，原子序数依次增大，则X为C，Y为N，Z为O，据此解答。 【详解】A．同周期元素从左到右，电负性依次增强，则电负性：，即Z>Y>X，A错误； B．二氧化碳为直线形分子，二氧化氮是V形分子，键角：，即XZ2>YZ2，B错误； C．同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但N的2p轨道达到半充满稳定状态，第一电离能大于其右边相邻元素，且四种元素中Cu的第一电离能最小，则第一电离能：，即Y>Z>X>M，C正确； D．非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，因非金属性：N>C，则最高价氧化物对应水化物的酸性：，即Y>X，D错误； 故选C。 8. 乙酸晶胞是长方体，边长，如图所示。氧原子A、B的原子坐标分别为，。下列说法正确的是 A. 晶胞的密度为 B. 晶胞中乙酸分子有2个取向 C. 氧原子A与氧原子B的实际距离为 D. 每个乙酸分子周围与其等距且最近的乙酸分子有12个 【答案】A 【解析】 【详解】A．乙酸的摩尔质量为。从晶胞结构可知，晶胞内乙酸分子数为4个。晶胞体积，密度公式：，A正确； B．由晶胞结构可知，一个晶胞中含有4个乙酸分子，由于甲基的取向不同，故4个乙酸分子的取向均不同，共4种取向，B错误； C．A、B的原子坐标分别为，。实际距离应该为，未乘对应晶胞边长 a，b，c，表达式错误，C错误； D．乙酸分子间会形成氢键，氢键具有饱和性与方向性，故乙酸分子不是分子密堆积，配位数会小于12，D错误； 故选A。 9. 有化合物M()常温下为白色粉末，可用作化妆品防腐药，可由和在催化下制得．制备时，部分实验装置如图所示，已知：①；②。下列说法正确的是 A. 应先加入,再加入和 B. 冷凝回流装置选用直形冷凝管比球形冷凝管效果好 C. 应将料液转移至蒸发皿加热蒸发至水分全部蒸干得到产品 D. 生成M的反应为加成反应 【答案】D 【解析】 【详解】A．由信息知丙酮在强碱性水溶液中，自身可以通过缩醛反应生成大量副产物且氯仿在强碱性条件下会发生水解，为防止副反应发生，应先加入和，再加入，A错误； B．为增强冷凝效果，应选球形冷凝管且应从下口通入冷却水，直形冷凝管常用于蒸馏装置，B错误； C．加热蒸干时应蒸至析出大量固体时即停止加热，再利用蒸发皿余热蒸干，C错误； D．生成M的化学方程式为 ，属于加成反应，D正确； 故选D。 10. 2025年诺贝尔化学奖被授予在“金属有机框架(MOF)”领域做出开创性贡献的三位科学家。某课题组在的水相中，以MOF-253-Fe(Ⅱ)为催化剂，实现了向的高效转化，其可能的转化机理如下图，下列说法正确的是 A. 总反应的原子利用率未达 B. 若将替换成，则最终只能在中检测到 C. 和含有的电子数相同 D. 上述反应机理中Fe元素的化合价均未改变 【答案】C 【解析】 【分析】分析理解题目给出的反应机理图。从图中可以看出，反应物是CH4和O2，产物是CH3OH，催化剂是MOF-253-Fe(Ⅱ)。此外，反应中涉及·CH3和·OH等自由基中间体，这些中间体在不同步骤中参与反应。据此分析各选项； 【详解】A．根据反应机理图，总反应为：，该反应无副产物，原子利用率为100%，A错误； B．若将O2替换为18O2，由于反应在水相中进行，18O可能通过·OH自由基进入CH3OH，也可能参与形成H2O（如INT-11→INT-12步骤），因此18O不仅存在于CH3OH中，也可能出现在H2O中。题干中“只能”表述错误，B错误； C．·CH3的电子数 = C原子（6）+ 3×H原子（1）= 9，·OH的电子数 = O原子（8）+ H原子（1）= 9，二者均为9个电子，故1 mol ·CH3与1 mol ·OH所含电子数相同，均为9NA，C正确； D．初始催化剂MOF-253-Fe(Ⅱ)中Fe为+2价；在INT-11和INT-12中，Fe与氧形成Fe=O结构，表明Fe被氧化化合价升高；后续步骤中Fe又被还原回+2价。可见Fe元素化合价在过程中变化，D错误； 故选C。 11. 实验小组设计实验除去粗盐溶液中的、、并进行定性检验。已知：，，。 下列说法不正确的是 A. 调节溶液的，可使滤液中 B. 加入溶液发生的反应是、 C. 加入盐酸发生的反应是、 D. 若步骤①加入溶液后进行过滤，可以避免白色沉淀M的生成 【答案】B 【解析】 【分析】本实验旨在除去粗盐溶液中的、、杂质并进行定性检验，流程依次为：向粗盐溶液中加入过量饱和溶液，除去生成沉淀；再加入溶液调pH，然后加入过量饱和溶液，除去及过量的，生成和沉淀；过滤后向滤液中加过量盐酸，除去过量的和。 【详解】A．调节溶液，则；根据，计算得，满足沉淀完全的要求，A正确； B．加入过量饱和溶液时，除了、，还存在沉淀转化：，该反应会使部分转化为，同时生成，B错误； C．加入盐酸的目的是除去滤液中过量的和，发生的反应为：、，C正确； D．若步骤①加入溶液后立即过滤，可除去生成的沉淀，避免后续步骤中混入样品；后续加饱和溶液时，已被去除，滴加饱和溶液检验时不会生成白色沉淀（），D正确； 故答案选B。 12. 已知某温度下，反应①：，同时反应②：。若将1 mol碳酸钙固体装入1 L恒容真空容器中，于该温度下充分反应，平衡后的物质的量分数为0.16。下列说法错误的是 A. 若仅改变容器体积为0.5 L，平衡后不变 B. 气体中恒定时，无法判断体系是否处于平衡状态 C. 平衡时容器中的物质的量为0.84 mol D. 该温度下化学反应的平衡常数： 【答案】D 【解析】 【详解】A．温度不变，不变，因此改变容器体积后，平衡时仍为0.52 mol/L，A正确； B．所有C、O都来自分解产生的，根据原子守恒：无论反应②如何进行，总C的物质的量、总O的物质的量始终恒定，因此永远不变，该比值恒定无法判断是否达到平衡，B正确； C．平衡时，设，则，由的物质的量分数：解得，即平衡时、，由于容器体积为1 L，根据碳原子守恒，气体总C的物质的量等于CaO的物质的量，即，C正确； D．据C选项，，D错误； 故答案为D。 13. 利用某惰性电极电催化将5-羟甲基糠醛(HMF)转化为2，5-呋喃二甲醛(DFF)，工作原理如图所示。 已知：双极膜由阴、阳离子交换膜组成，在直流电作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-向两极迁移。 下列说法错误的是 A. 该装置工作时，电池内部靠离子的定向移动形成电流 B. 产生1mol气体X，双极膜中解离了36g H2O C. b极的电极反应式为HMF-2e-=DFF+2H+ D. 一段时间后，阴极区pH变小，阳极区pH变大 【答案】D 【解析】 【分析】由图可知，5-羟甲基糠醛(HMF)在惰性电极上转化为2，5-呋喃二甲醛(DFF)，羟基转化为醛基，该反应为氧化反应，则惰性电极为阳极，石墨烯为阴极，水在阴极得到电子生成气体X为H2。 【详解】A．电池外电路是电子在导体上定向移动，内电路是阴阳离子定向移动，A正确； B．a极发生还原反应，X为，产生1mol 氢气转移2mol ，故双极膜解离2mol水，解离水的质量为36g，B正确； C．b电极HMF转化为DFF的过程是氧化反应，电极方程式为HMF-2e-=DFF+2H+，C正确； D．a极为阴极区，电极方程式为，pH增大，b电极为阳极，电极反应式为：HMF-2e-=DFF+2H+，故阳极区pH减小，D错误； 故选D。 14. 常温下，在10 mL浓度均为0.1 mol/L的FeCl2、MgCl2的混合溶液中滴加V mL同浓度的氨水，溶液中某些粒子浓度的负对数pX[pX=-lgc(X)，X=Mg2+、Fe2+、]与pH的关系如图所示，已知常温下，Mg(OH)2溶解度大于Fe(OH)2。下列叙述错误的是 A. L2代表-lgc(Mg2+)与pH关系 B. Ksp[Fe(OH)2]的数量级为10-17 C. 的K<100 D. V=40时，溶液中c(OH-) >c(NH3·H2O) 【答案】D 【解析】 【详解】A．已知​溶解度大于​，因此。相同（即相同）时，，而，越大则越小，因此相同时对应更小，故​代表与的关系，A正确； B．L1​是的曲线，点坐标： ，则； ，则； ，数量级为，B正确； C．反应​的平衡常数： ​ 由​的性质可得； 对的点，计算得，代入得： ，C正确； D．原溶液中，沉淀需要氨水，当时，，恰好完全反应，反应后溶质为。 ​水解呈酸性：，，D错误； 故选D。 二、填空题(本题包括4小题，共58分。) 15. 三元锂电池(NCM)正极材料主要成分为，还含有少量的铜等杂质。采用“还原-氨浸-分步沉淀”工艺可实现有价金属的绿色回收。 已知： ①“还原浸出”时，Ni、Co、Cu分别转化为、、。 ②柠檬酸在弱碱性环境下能选择性与形成稳定的可溶性配合物。 ③常温下，，，； （1）基态Ni原子的价电子排布式_______，铜在元素周期表中_______区。 （2）“还原浸出”过程中，难溶的转化成的离子方程式为_______。 （3）氨浸后溶液pH=9，当完全沉淀时，溶液中_______mol/L。 （4）“除铜”时发生反应为：，则该反应的平衡常数_______(列出计算式)。 （5）“沉镍”中，镍形成的配合物结构如图所示，下列说法正确的是_______。 A. 沉镍过程中被还原 B. 柠檬酸的作用是防止共沉淀 C. 二丁二酮肟镍中镍的配位数为4 D. 二丁二酮肟镍中含离子键、共价键、配位键、氢键 （6）沉钴前需将溶液的pH控制在2~5的原因是_______。 （7）上述流程中可以循环利用的物质是_______。 【答案】（1） ①. ②. ds （2） （3） （4） （5）BC （6）pH过低，难以生成CoC2O4，pH过高，促进钴离子水解，生成金属氢氧化物沉淀，引入杂质 （7）NH3 【解析】 【分析】三元锂电池正极材料主要成分为，“还原浸出”时，Mn转化为MnCO3滤渣，Ni、Co、Cu分别转化为、、，加入将转化为CuS，加入柠檬酸、丁二酮肟形成二丁二酮肟镍用于沉镍，蒸氨后，加入草酸形成CoC2O4用于沉钴，加入Na3PO4沉锂，生成Li3PO4，据此分析； 【小问1详解】 Ni元素的原子序数为28，位于第四周期第VIII族，价电子排布式为；铜是29号元素，价电子排布为3d104s1，在元素周期表中位于ds区； 【小问2详解】 ​中Ni为价，被​还原为价，被氧化为，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平即可得离子方程式为。 【小问3详解】 氨浸后溶液pH=9，当完全沉淀时，，，溶液中； 【小问4详解】 ，，反应的平衡常数； 【小问5详解】 A．每个丁二酮肟分子中含两个羟基，形成配合物时，每个二丁二酮肟分子失去一个氢原子，镍仍为+2价，未被还原或氧化，A错误； B．柠檬酸在弱碱性环境下能选择性与形成稳定的可溶性配合物，防止共沉淀，B正确； C．由结构可知，二丁二酮肟镍中镍的配位数为4，C正确； D．二丁二酮肟合镍(Ⅱ)分子中存在配位键、非极性键、极性键、氢键，不存在离子键，D错误； 故选BC； 【小问6详解】 沉钴前需将溶液的pH控制在2~5的原因是，pH过低，难以生成CoC2O4，pH过高，促进钴离子水解，生成金属氢氧化物沉淀，引入杂质； 【小问7详解】 蒸氨过程中生成的NH3，可回收并重新用于还原浸出步骤。 16. 2-吡咯甲醛是一种重要的有机合成中间体，其制备原理及实验操作如下(部分装置条件已省略)，请回答相关问题： 已知：①(三氯氧磷)是一种无色、发烟的液体，遇水水解生成酸。 ②二氯甲烷的密度为。 ③反应过程中会放热，反应温度过高，易发生副反应。 实验步骤如下： Ⅰ.向50 mL配有搅拌器的三颈烧瓶中加入10.0 mL(过量)干燥的N，N-二甲基甲酰胺(简称DMF)。将三颈烧瓶用冰水浴冷却至，加入三氯氧磷(7.9 mmol)，撤去冰水浴。 Ⅱ.室温搅拌30 min。将三颈烧瓶再次用冰水浴冷却至，缓慢加入吡咯(7.2 mmol)，撤去冰水浴。 Ⅲ.室温搅拌，每隔10 min用薄层色谱分析(TLC)监测反应进程，反应结束后，将反应液倒入饱和碳酸氢钠溶液中。 Ⅳ.经二氯甲烷萃取、洗涤、干燥、蒸馏等操作得到2-吡咯甲醛(5.69 mmol)。 回答下列问题： （1）仪器a的名称为_______；冰水浴冷却的作用可能有_______(答1点即可)。 （2）保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变，实验中提高三氯氧磷与DMF转化率的操有_______；TLC监测反应进程的原理与_______(填“蒸馏”“重结晶”或“纸层析”)类似。 （3）反应结束后，将反应液倒入饱和碳酸氢钠溶液的目的是_______；用二氯甲烷萃取时，有机相处于_______(填“上层”或“下层”)。 （4）下列有关2-吡咯甲醛的合成反应说法正确的是_______(填字母)。 A.DMF能与水形成分子间氢键 B.第一步反应中作还原剂 C.中间体中含有离子键和共价键 （5）计算本实验中2-吡咯甲醛的产率为_______% (结果保留两位小数)。 【答案】（1） ①. 恒压滴液漏斗 ②. 防止反应剧烈放热，升温发生副反应或减少三氯氧磷的挥发 （2） ①. 加快搅拌速率 ②. 纸层析 （3） ①. 将三氯氧磷转化为水溶性盐，与产物分离；增加水相密度（和极性），便于有机物分离，提高产率 ②. 下层 （4）AC （5）79.03 【解析】 【小问1详解】 该仪器为恒压滴液漏斗（恒压分液漏斗）；已知反应放热，温度过高易发生副反应，冰水浴可以控制温度，避免温度过高，减少副反应，或(三氯氧磷)的挥发，使反应平稳进行； 【小问2详解】 温度、反应物用量、反应时间不变时，加快搅拌速率可让反应物充分接触，提高反应程度，从而提高转化率；薄层色谱(TLC)利用不同物质在两相中分配差异分离，原理和纸层析类似； 【小问3详解】 三氯氧磷遇水水解生成酸，饱和碳酸氢钠可中和酸性杂质，从而将三氯氧磷转化为水溶性盐，与产物分离；同时，使用饱和碳酸氢钠溶液可以增大水相的离子强度，降低有机产物在水相中的溶解度（盐析效应），从而提高萃取效率和产率；二氯甲烷密度大于水，因此有机相在下层； 【小问4详解】 A．DMF中含氧原子，电负性大，可与水形成分子间氢键，A正确； B．第一步反应没有元素化合价变化，不属于氧化还原反应，不是还原剂，B错误； C．中间体是离子型化合物，阴阳离子间存在离子键，离子内部原子间存在共价键，C正确； 故答案选AC。 【小问5详解】 DMF过量，三氯氧磷（7.9 mmol）过量，吡咯（7.2 mmol）为限量反应物，理论生成产物为7.2 mmol，实际得到5.69 mmol，因此产率：。 17. 合成氨是人类科学技术的重大突破，我国目前氨的生产能力位居世界首位。 （1）氮气与氢气反应合成氨的能量变化如图所示， 则热化学方程式为 _______kJ/mol。 （2）关于合成氨工艺的理解，下列说法正确的是_______。 A. 合成氨温度控制在左右是为了提高平衡转化率和加快反应速率 B. 合成氨工业中，为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过净化 C. 恒温恒容条件下，等物质的量的和投入装置内反应，当的体积分数不变时，可以判断反应达到平衡状态 D. 及时补充和，使反应物保持一定浓度，有利于合成氨的反应 （3）为了显著提高传统金属催化剂在温和条件下的合成氨性能，中科院大连化学物理研究所科研团队构筑了“过渡金属-LiH”双活性中心催化体系，其反应过程分为以下三步(*表示催化剂的活性位点)，据此写出②的化学方程式。 ① ②_______ ③ （4）常用于烟气中的脱硝，反应如下： 反应Ⅰ. 反应Ⅱ. ①某条件下对于反应Ⅰ，，，、为速率常数。升高温度时，增大倍，增大倍，则_______(填“>”、“<”或“=”)。 ②当温度为，在恒容密闭的容器中，发生上述两个反应。通入、、的物质的量比为2:2:1，初始压强为，达到平衡后测定NO的逃逸率为(NO逃逸率)，。则平衡时氨气的转化率为_______(结果保留2位有效数字)，反应Ⅰ的_______(写出含的计算式即可)。 （5）将一定比例的、、的混合气体匀速通入装有催化剂M的反应器中，反应相同时间，NO的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。解释在范围内随温度升高，NO的去除率迅速上升的主要原因是_______。 【答案】（1） （2）BD （3） （4） ①. < ②. 65%或0.65 ③. （5）在范围内，温度升高，反应速率加快(催化剂M活性随温度升高而增大，使NO去除反应速率迅速增大) 【解析】 【小问1详解】 从能量变化图可知：的 kJ/mol，将方程式系数×2，得到：的 kJ/mol，即 kJ/mol。 【小问2详解】 A．是催化剂活性最优温度，合成氨放热，升温会降低平衡转化率，仅为加快反应速率，A错误； B．杂质会使催化剂中毒，原料必须净化，B正确； C．恒温恒容条件下，等物质的量的N2和H2投入装置内反应，氮气的体积分数为定值50%，当N2的体积分数不变时，不可以判断反应达到平衡状态，C错误； D．及时补充N2和H2，增大反应物浓度，平衡正移，有利于合成氨的反应，D正确； 故选BD。 【小问3详解】 设为反应④，①，③，④-③×2-①得反应②； 【小问4详解】 ①，反应I为放热反应，升高温度平衡逆向移动K减小，故a＜b； ② ， ，x=，y=，氨气的转化率为 ，； 【小问5详解】 在范围内，温度升高，反应速率加快(催化剂M活性随温度升高而增大，使NO去除反应速率迅速增大)。 18. 化合物M是一种功能高分子材料。实验室由A制备M的一种合成路线如下： 已知：① ② 回答下列问题： （1）由C生成D的反应类型为_______；D中官能团的名称为_______。 （2）A的结构简式为_______(写一种)。 （3）Q是E的同分异构体。同时满足下列条件的Q的结构简式为_______(写2种，且此2种异构体苯环上取代基个数不同)。 ⅰ.分子中含有苯环和2个酚羟基 ⅱ.核磁共振氢谱有5组峰 （4）由G生成M的化学方程式为_______。 （5）参照上述合成路线和信息，以和甲醇为原料(其他试剂任选)，分三步合成化合物。 ①的化学名称为_______。 ②第一步反应生成的相对分子质量较大的有机产物的结构简式为_______。 ③第三步反应的化学方程式为_______。 【答案】（1） ①. 取代反应或酯化反应 ②. (酮)羰基、酯基 （2）或 （3）                       。 （4） （5） ①. 2-甲基-1,5-己二烯 ②. ③. 【解析】 【分析】根据上述合成路线以及已知信息可得，A的结构简式可以写为或  ；B的结构简式为；D的结构简式为；F的结构简式为； 【小问1详解】 C含有羧基（），与乙醇在浓硫酸催化下发生反应生成D（），根据分子式变化（增加 ），可知是羧基与乙醇发生了酯化反应（取代反应），故反应类型为取代反应或酯化反应；D的结构简式：，故D中官能团的名称为(酮)羰基、酯基； 【小问2详解】 A在 醇溶液中发生消去反应生成B，B氧化后得到C，结合已知①逆推B的结构简式为，A发生消去反应生成B，A的结构简式可以为或  ； 【小问3详解】 E的分子式为、不饱和度为4。E的同分异构体Q含有苯环和2个酚羟基，核磁共振氢谱有5组峰，这意味着分子具有较高的对称性，符合条件的Q的结构简式有：                       ； 【小问4详解】 G是含有碳碳双键的单体，M是高分子聚合物。G发生加聚反应生成M，故化学方程式为； 【小问5详解】 根据分析设计路线：； ①属于烯烃，其化学名称为2-甲基-1,5-己二烯； ②第一步产物：参照已知信息①，用氧化，生成的相对分子质量较大的有机产物的结构简式为； ③第三步反应： 在/乙醚作用下环化生成目标产物。化学方程式为：。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $