精品解析：湖北武汉市2026届高三年级四月供题化学试题

武汉市2026届高三年级四月供题 化学 本卷共8页，19题。全卷满分100分。用时75分钟。 注意事项： 1．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。 2．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。 可能用到的相对原子质量：H1 C12 O16 Na23 P31 S32 K39 Ca40 Se79 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. 武汉全面推进“氢能城市”建设，氢燃料电池公交车、光储充一体化充电站等绿色交通设施广泛投入使用。下列说法正确的是 A. 基态H、D、T的核外电子排布不同 B. 镧镍合金能吸收大量氢气生成金属氢化物 C. 光储充一体化充电站光伏板主材料为SiO2 D. 充电桩壳体聚碳酸酯是一种天然高分子材料 2. 下列化学用语表达错误的是 A. 的价层电子对互斥模型： B. 制备氯丁橡胶： C. 氢氧化铜溶于过量氨水： D. 0.5 mol H2O晶体中氢键的数目为NA 3. 化学与人体健康密切相关。下列说法错误的是 A. 铁、锌、氟、氮等是维持人体正常生命活动所必需的微量元素 B. 维生素C主要存在于蔬菜和水果中，能促进人体生长发育 C. 人工合成蛋白质可以为人们提供性能优异的药物和生物催化剂 D. 粮食中的淀粉属于糖类，糖类是人体主要的供能物质 4. 下列化学实验目的与相应实验示意图相符合的是 A.SO2尾气吸收 B.萃取过程中放气 C.制备无水Al2(SO4)3 D.检验溴乙烷中的溴元素 A. A B. B C. C D. D 5. 下列说法正确的是 A. 原子轨道是电子在原子核外的一个运动状态 B. 共价键的键长是振动着的原子处于平衡位置时的核间距 C. 化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡 D. 原子是保持物质化学性质的最小粒子，在化学变化中不可再分 6. 下列事实解释错误的是 选项 事实 解释 A． 硬度：金刚石>金刚砂 键能：C-C>C-Si B． 在水中的溶解度：O3>O2 分子极性：O3>O2 C． 原子光谱是离散的谱线 不同定态的电子发生跃迁 D． 纳米晶体具有不同于大块晶体的特性 等质量纳米晶体的表面积较小 A. A B. B C. C D. D 7. 青蒿素是治疗疟疾的特效天然药物，其分子结构和红外光谱图分别如图1、图2所示。 下列说法错误的是 A. 分子式为C15H22O5 B. 图2中a处存在C-H吸收峰 C. 含6个手性碳原子 D. 可与氢氧化钠溶液、氯化亚铁溶液反应 8. 氟化氢钾（KHF2）在半导体制造中可用于蚀刻硅，以形成微细电路图案。KHF2为白色固体，遇水生成氢氟酸。下列说法正确的是 A. 电解熔融的KHF2可制备氟气 B. 的结构可表示为[F-F-H]⁻ C. KHF2需密封保存在广口玻璃瓶中 D. KHF2晶体中化学键有离子键、共价键、氢键 9. 某药物分子结构如图所示，其中X、Y、Z、M、W是原子序数依次增大的短周期主族元素。下列说法错误的是 A. 该分子具有两性 B. 电负性：M>Z>W C. 第一电离能：M>Z>W D. 简单氢化物的键角：Y>Z>M 10. 部分含碳或钙元素的物质转化关系如图所示。化合物甲是发热包内物质的主要成分之一，在发热时起重要作用。丁易与血红蛋白结合。己可以发生加成反应。下列说法错误的是 A. 乙的同素异形体可为分子晶体 B. 实验室制取己可选用启普发生器 C. 甲、乙、己均能与水发生反应 D. 丙、丁、己中均含有三键 11. 实验室模拟工业直接酯化法合成聚对苯二甲酸乙二酯纤维（PET）的实验过程和装置如图所示。 下列说法错误的是 A. 对苯二甲酸具有酸性，可催化其与乙二醇的反应 B. 当分水器中水层高度不再变化时，说明酯化反应已基本完成 C. 减压蒸馏有利于副产物乙二醇的蒸出，可促进缩聚反应正向进行 D. 用等量丙酮洗涤粗产品，将多次改为一次，洗涤效果更好 12. 科研人员为某电池制备了一种超离子导体，其晶胞为立方体（如图1），对其进行掺杂后形成空位缺陷（如图2），可显著提升传导性能。 下列说法正确的是 A. 图 1 晶体密度为 B. 图 2 中空位数与数目之比为 C. 导电时，空位移动方向与电流方向相同 D. 将中换为，该电池的比能量将增大 13. 一种可用于温度传感的红色配合物Z，其制备原理如图。 下列说法正确的是 A. Z中Ni为+1价 B. Z的阳离子配位数与配体个数相等 C. 1 mol X中sp3杂化的原子有5NA D. Y的互变异构体能与Na2CO3反应 14. 我国科技工作者利用K4[Fe(CN)6]/K3[Fe(CN)6]的相互转化，设计了一种CO2吸收剂生成、CO2捕集和纯化的电化学装置，其示意图如下。 下列说法正确的是 A. K+透过离子交换膜Ⅰ向电极a迁移 B. 电极b上发生的电极反应式为 C. 相同时间内，理论上透过离子交换膜Ⅱ和Ⅲ的离子质量之比为39:2 D. 产生标准状况下5.6 L CO2，理论上至少需消耗0.125 g H2 15. 常温下，在初始浓度均为的顺丁烯二酸（H2A）和反丁烯二酸（H2B）的两种溶液中，含A、B物种的分布系数δ[比如]与pH的关系如图所示。下列说法错误的是 A. 曲线Ⅲ表示随pH的变化 B. pH=3.8时， C. 的平衡常数 D. 用等浓度的NaOH标准溶液滴定等体积的上述两种酸溶液，选甲基橙作指示剂，当溶液恰好变为黄色时，消耗NaOH溶液的体积：H2A>H2B 二、非选择题：本题共4小题，共55分。 16. 废旧锂离子电池（LIBs）正极材料以LiCoO2为主，含Mn、Fe、Cu的氧化物杂质。某团队设计如下流程实现金属的高效回收。 已知：①一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表： 氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Co(OH)2 Mn(OH)2 开始沉淀pH 1.5 6.3 4.2 7.4 8.1 完全沉淀pH 2.8 8.3 6.7 9.4 10.1 ②萃取时金属离子的分配比，萃取率，分离系数 回答下列问题： （1）Mn位于元素周期表中第________周期第________族。 （2）“酸浸”过程中，H2O2主要作________（填“氧化剂”或“还原剂”）。 （3）“氧化沉淀、调pH”过程中需控制溶液pH的范围为________，生成MnO2的离子方程式为________。 （4）从结构角度分析萃取剂Ⅰ（结构如图）能萃取Cu2+的原因________。 （5）“萃取分液Ⅱ”过程中，当萃取剂与溶液体积相等时，金属萃取率随pH的变化如图所示。pH=5时，Li⁺的分配比D=________，Co2+的分离系数β=________。“反萃取”所用试剂X是________。 17. 某化学兴趣小组为探究CuSO4溶液与Na2S溶液反应的产物，进行了如下实验。 已知：①S与Na2S可生成易溶于水的硫化物： ②Cu2O可与非氧化性强酸发生反应：Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O 回答下列问题： （1）配制饱和CuSO4溶液，下列需要用到的仪器有________（填标号）。 （2）实验Ⅰ生成黑色沉淀的离子方程式为________。 （3）向实验Ⅱ中生成的黄色沉淀滴加少量________（填试剂和现象），通过物理性质证明了生成的黄色沉淀为S。 （4）从动力学的角度分析，实验Ⅰ中未观察到红色和黄色沉淀的原因为________。 （5）为了让CuSO4与Na2S仅发生氧化还原反应，该小组进行了如下实验。 序号 实验Ⅲ 实验Ⅳ 装置 现象 电流表示数为0，两烧杯中无明显现象 电流表示数为0.021 A，铜片表面有红色固体析出，右侧溶液颜色逐渐加深 ①实验Ⅲ电流表示数为0的原因为________。 ②实验Ⅳ负极的电极反应式为________。 ③验证实验Ⅳ析出的红色固体不是Cu2O的实验方案为________。 18. 噻呋酰胺（I）是一种高效低毒的广谱性杀菌剂，其合成路线如图所示。 已知：+ 回答下列问题： （1）A的含氧官能团名称为_________。 （2）B的结构简式为_________。 （3）E→F的反应类型有_________。 （4）F→H的化学方程式为_________。 （5）D中①号碳原子比②号碳原子上的氢原子更易被取代的原因是_________。 （6）D→E是一个多步过程，每一步的反应类型均不相同，则J的结构简式为_________。 （7）比E相对分子质量小14，且满足下列条件的同分异构体有_________种。 ①含有与E相同的五元环 ②含且环上有取代基-CF3 ③能发生银镜反应 19. 甲醇高选择性转化制乙烯是煤化工领域的重要研究方向，是保证能源安全的重要手段。其涉及反应如下。 主反应： 副反应： 回答下列问题： （1）已知： 则主反应的_________。 （2）对于主反应，加压会使平衡向_________（填“正反应”或“逆反应”）方向移动，但是实际生产中仍选择适度加压，其目的是_________。 （3）分子筛可为气体提供活性位点，以达催化的目的。分子筛上的甲醇转化的部分反应路径如图所示。 ①该反应路径中过程（iii）的化学方程式为_________。 ②随温度升高，乙烯的平衡选择性升高的原因是_________。 [乙烯选择性：] ③500℃时，100 kPa恒压条件下通入1 mol CH3OH(g)和4 mol H2O(g)，平衡时α(CH3OH)=90%，S(C2H4)=40%，只考虑副产物为丙烯，则平衡时n(H2O)=_________mol，主反应的Kp=_________kPa（列出计算式）。 ④研究发现，进料中添加一定量的H2O(g)可以提高乙烯的选择性，从催化剂角度分析可能原因是_________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 武汉市2026届高三年级四月供题 化学 本卷共8页，19题。全卷满分100分。用时75分钟。 注意事项： 1．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。 2．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。 可能用到的相对原子质量：H1 C12 O16 Na23 P31 S32 K39 Ca40 Se79 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. 武汉全面推进“氢能城市”建设，氢燃料电池公交车、光储充一体化充电站等绿色交通设施广泛投入使用。下列说法正确的是 A. 基态H、D、T的核外电子排布不同 B. 镧镍合金能吸收大量氢气生成金属氢化物 C. 光储充一体化充电站光伏板主材料为SiO2 D. 充电桩壳体聚碳酸酯是一种天然高分子材料 【答案】B 【解析】 【详解】A．H、D、T互为氢的同位素，质子数均为1，核外电子数均为1，基态核外电子排布均为1s1，排布相同，A错误； B．镧镍合金是常见的储氢合金，能大量吸收氢气生成金属氢化物，可实现氢气的储存，B正确； C．光伏板的主材料为晶体硅，SiO2是光导纤维的主要原料，C错误； D．聚碳酸酯是人工合成的有机高分子材料，不属于天然高分子材料，D错误； 故答案选B。 2. 下列化学用语表达错误的是 A. 的价层电子对互斥模型： B. 制备氯丁橡胶： C. 氢氧化铜溶于过量氨水： D. 0.5 mol H2O晶体中氢键的数目为NA 【答案】C 【解析】 【详解】A．的中心S原子的价层电子数为，价层电子对互斥模型为，A正确； B．氯丁橡胶由2-氯-1，3-丁二烯通过加聚反应得到，化学方程式为，B正确； C．氢氧化铜溶于过量氨水生成，离子方程式为，C错误； D．冰晶体中，每个水分子可形成4个氢键，且每个氢键被2个水分子共用，因此平均每个水分子对应个氢键，晶体中氢键数目为，D正确； 故选C。 3. 化学与人体健康密切相关。下列说法错误的是 A. 铁、锌、氟、氮等是维持人体正常生命活动所必需的微量元素 B. 维生素C主要存在于蔬菜和水果中，能促进人体生长发育 C. 人工合成蛋白质可以为人们提供性能优异的药物和生物催化剂 D. 粮食中的淀粉属于糖类，糖类是人体主要的供能物质 【答案】A 【解析】 【详解】A．人体必需微量元素包括铁、锌、氟等，而氮属于含量占人体体重0.01%以上的常量元素，不属于微量元素，A错误； B．维生素C主要来源于新鲜蔬菜和水果，具有促进人体生长发育、增强免疫力等作用，B正确； C．人工合成的蛋白质如胰岛素、人工合成酶等，可作为性能优异的药物和生物催化剂，C正确； D．淀粉属于多糖类物质，糖类是人体主要的供能物质，占人体总能量消耗的60%~70%，D正确； 故选A。 4. 下列化学实验目的与相应实验示意图相符合的是 A.SO2尾气吸收 B.萃取过程中放气 C.制备无水Al2(SO4)3 D.检验溴乙烷中的溴元素 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．SO2尾气可用NaOH溶液、Na2CO3、Na2SO3或酸性高锰酸钾等溶液吸收，SO2气体难溶于饱和NaHSO3溶液、且与NaHSO3溶液不反应，A不符合题意； B．萃取振荡时放气，应将分液漏斗倒置，打开活塞放气，而实验示意图中是正立放气，操作错误，B不符合题意； C．制备无水Al2(SO4)3晶体时可直接加热硫酸铝溶液，虽然Al3+会发生水解，但同时生成不挥发性酸H2SO4，蒸干过程中酸性增强抑制铝离子的水解，水解生成的氢氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝，加热蒸干得到无水Al2(SO4)3晶体，C符合题意； D．检验溴乙烷中的溴元素，水解后的溶液显碱性，要加稀硝酸中和溶液中残留的NaOH溶液，再加AgNO3来检验Br-，D不符合题意； 故选C。 5. 下列说法正确的是 A. 原子轨道是电子在原子核外的一个运动状态 B. 共价键的键长是振动着的原子处于平衡位置时的核间距 C. 化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡 D. 原子是保持物质化学性质的最小粒子，在化学变化中不可再分 【答案】B 【解析】 【详解】A．原子轨道由主量子数、角量子数、磁量子数共同确定，仅描述电子的空间运动状态，完整的电子运动状态还需要自旋量子数，因此原子轨道不是完整的电子运动状态，A错误； B．共价键的键长定义为成键两原子处于振动平衡位置时的核间距，B正确； C．只有恒温恒压且不做非体积功的前提下，化学反应才向着自由能减小的方向进行至平衡，该说法缺少前提条件，C错误； D．保持物质化学性质的最小粒子是构成该物质的微粒（分子、离子或原子），并非所有物质的化学性质都由原子保持，D错误； 故答案选B。 6. 下列事实解释错误的是 选项 事实 解释 A． 硬度：金刚石>金刚砂 键能：C-C>C-Si B． 在水中的溶解度：O3>O2 分子极性：O3>O2 C． 原子光谱是离散的谱线 不同定态的电子发生跃迁 D． 纳米晶体具有不同于大块晶体的特性 等质量纳米晶体的表面积较小 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．金刚石和金刚砂均为共价晶体，共价晶体硬度与共价键键能正相关，C原子半径小于Si，因此键长，键能，对应硬度金刚石>金刚砂，A正确； B．水为极性溶剂，为非极性分子，为极性分子，分子极性，根据相似相溶经验规律，因此在水中的溶解度，B正确； C．核外电子处于能量不同的定态，电子在不同定态间跃迁时，会吸收或释放特定能量的光子，对应特定频率的谱线，因此原子光谱为离散谱线，C正确； D．等质量的纳米晶体颗粒尺寸远小于大块晶体，总表面积远大于大块晶体，高表面活性等特性使其区别于大块晶体，解释中“等质量纳米晶体的表面积较小”表述错误，D错误； 故选D。 7. 青蒿素是治疗疟疾的特效天然药物，其分子结构和红外光谱图分别如图1、图2所示。 下列说法错误的是 A. 分子式为C15H22O5 B. 图2中a处存在C-H吸收峰 C. 含6个手性碳原子 D. 可与氢氧化钠溶液、氯化亚铁溶液反应 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据图１的结构可得出青蒿素的分子式为C15H22O5，A正确； B．红外光谱图中波数在3000 cm-1左右的吸收峰为C-H吸收峰，B正确； C．该分子含7个手性碳原子：（图中标点号的碳原子为手性碳原子），C错误； D．该分子含有酯基，可与NaOH溶液反应；该分子含有过氧基（-O-O-），具有氧化性，可与FeCl2溶液反应，D正确； 故选C。 8. 氟化氢钾（KHF2）在半导体制造中可用于蚀刻硅，以形成微细电路图案。KHF2为白色固体，遇水生成氢氟酸。下列说法正确的是 A. 电解熔融的KHF2可制备氟气 B. 的结构可表示为[F-F-H]⁻ C. KHF2需密封保存在广口玻璃瓶中 D. KHF2晶体中化学键有离子键、共价键、氢键 【答案】A 【解析】 【详解】A．工业制备氟气采用电解熔融与无水HF的混合物，为电解质增强导电性，电解时阳极生成，因此电解熔融可制备氟气，A正确； B．是HF和通过氢键结合形成的，结构为，不存在F-F键，所给结构错误，B错误； C．遇水生成氢氟酸，氢氟酸会与玻璃主要成分反应腐蚀玻璃，KHF2不能保存在玻璃瓶中，C错误； D．氢键不属于化学键，晶体中的化学键只有离子键、共价键，D错误； 故答案为：A。 9. 某药物分子结构如图所示，其中X、Y、Z、M、W是原子序数依次增大的短周期主族元素。下列说法错误的是 A. 该分子具有两性 B. 电负性：M>Z>W C. 第一电离能：M>Z>W D. 简单氢化物的键角：Y>Z>M 【答案】C 【解析】 【分析】X、Y、Z、M、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，原子半径W>Y>Z>M>X，则X为H，Y、Z、M为第二周期元素，且原子序数增大，W为第三周期元素，根据分子结构，Y形成4个共价键，故Y为C；Z形成3个共价键，故Z为N；M可形成双键和单键，故M为O；W原子序数大于O，能形成6个共价键，故W为S；因此该分子为HO3SCH2CH2NH2；据此解答。 【详解】A．分子中含有碱性的氨基和酸性的磺酸基，同时具有酸性和碱性，属于两性，A正确； B．同周期从左到右电负性增大，同主族从上到下电负性减小，故电负性O>N>S，即M>Z>W，B正确； C．N的2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能大于同周期相邻的O，即第一电离能N>O>S，即Z>M>W，C错误； D．Y、Z、M的简单氢化物分别为CH4、NH3、H2O，中心原子均为sp3杂化，中心原子所含孤电子对数越多，键角越小，CH4、NH3、H2O依次含0、1、2对孤电子对，则键角CH4>NH3>H2O，即Y>Z>M，D正确； 故选C。 10. 部分含碳或钙元素的物质转化关系如图所示。化合物甲是发热包内物质的主要成分之一，在发热时起重要作用。丁易与血红蛋白结合。己可以发生加成反应。下列说法错误的是 A. 乙的同素异形体可为分子晶体 B. 实验室制取己可选用启普发生器 C. 甲、乙、己均能与水发生反应 D. 丙、丁、己中均含有三键 【答案】B 【解析】 【分析】甲是发热包内物质的主要成分之一，故甲是CaO，丁易与血红蛋白结合，故丁是CO，丙和水反应产生能发生加成反应的物质己，故丙是，戊是，己是，最后推断出乙是C单质，据此作答。 【详解】A．由分析可知，乙是C单质，其同素异形体是分子晶体，A正确； B．实验室制取乙炔的反应非常剧烈且放出大量热，不可以选用启普发生器，B错误； C．由分析可知，甲（CaO）、乙（C）、己（）均能与水发生反应，C正确； D．由分析可知，丙（）、丁（CO）、己（）中均有三键结构，D正确； 故答案为：B。 11. 实验室模拟工业直接酯化法合成聚对苯二甲酸乙二酯纤维（PET）的实验过程和装置如图所示。 下列说法错误的是 A. 对苯二甲酸具有酸性，可催化其与乙二醇的反应 B. 当分水器中水层高度不再变化时，说明酯化反应已基本完成 C. 减压蒸馏有利于副产物乙二醇的蒸出，可促进缩聚反应正向进行 D. 用等量丙酮洗涤粗产品，将多次改为一次，洗涤效果更好 【答案】D 【解析】 【详解】A．对苯二甲酸含羧基，具有酸性，酯化反应可被酸催化，因此对苯二甲酸可催化自身与乙二醇的酯化反应，A正确； B．酯化反应过程中不断生成水，生成的水被蒸出进入分水器，若水层高度不再变化，说明不再有新的水生成，证明酯化反应已基本完成，B正确； C．发生缩聚反应生成PET和乙二醇，缩聚反应为可逆反应，减压可以降低物质沸点，利于副产物乙二醇蒸出，减小生成物浓度，促进缩聚反应正向进行，C正确； D．洗涤粗产品时，相同总量的洗涤剂，分多次洗涤比一次洗涤除杂效果更好，因此将多次洗涤改为一次洗涤，洗涤效果更差，D错误； 故选D。 12. 科研人员为某电池制备了一种超离子导体，其晶胞为立方体（如图1），对其进行掺杂后形成空位缺陷（如图2），可显著提升传导性能。 下列说法正确的是 A. 图 1 晶体密度为 B. 图 2 中空位数与数目之比为 C. 导电时，空位移动方向与电流方向相同 D. 将中换为，该电池的比能量将增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．晶胞中的个数是，含有2个，的分子量是 228 ，计算体积得，计算密度，选项计算错误，A 选项错误； B．为维持电荷平衡，每引入 1 个，需从晶格中移走2个，占据其中一个位置，另一个位置则形成空位，根据图示原始  数为 12，掺杂 2 个  后空位数为 2，剩余  数为 8，二者之比为 ，B 选项正确； C．导电时， 向阴极移动（与电流方向相同），空位（带有效负电荷）向阳极移动，与电流方向相反，C 选项错误； D．将换为虽可提高离子电导率，但原子量更大，电解质质量增加，且不直接参与电极反应，电池比能量（单位质量输出的能量）反而会降低，D 选项错误； 故答案选 B。 13. 一种可用于温度传感的红色配合物Z，其制备原理如图。 下列说法正确的是 A. Z中Ni为+1价 B. Z的阳离子配位数与配体个数相等 C. 1 mol X中sp3杂化的原子有5NA D. Y的互变异构体能与Na2CO3反应 【答案】D 【解析】 【详解】A．Z的阳离子带1个正电荷，配体X为中性分子，Y互变异构为烯醇后脱1个质子带1个负电荷，设Ni化合价为，则：，得，Ni为价，A错误； B．Z的阳离子中，X是1个双齿配体，提供2个配位键；Y互变异构为烯醇后脱1个质子是1个双齿配体，提供2个配位键，因此配体总个数为，配位数（配位键总数）为，二者不相等，B错误； C．X结构中，2个N原子和5个饱和C原子均为杂化，总计个杂化原子，故中杂化的原子为​，C错误； D．Y的互变异构体为烯醇式，结构中含羟基；受两个吸电子基(羰基、碳碳双键)的影响，该羟基酸性强于，因此可以与​反应生成碳酸氢钠，D正确； 故答案选D。 14. 我国科技工作者利用K4[Fe(CN)6]/K3[Fe(CN)6]的相互转化，设计了一种CO2吸收剂生成、CO2捕集和纯化的电化学装置，其示意图如下。 下列说法正确的是 A. K+透过离子交换膜Ⅰ向电极a迁移 B. 电极b上发生的电极反应式为 C. 相同时间内，理论上透过离子交换膜Ⅱ和Ⅲ的离子质量之比为39:2 D. 产生标准状况下5.6 L CO2，理论上至少需消耗0.125 g H2 【答案】A 【解析】 【分析】该装置中CO2捕获池将CO2转化为KHCO3，则惰性电极a附近输出KOH进入CO2捕获池，因此可知惰性电极a负极发生水的还原反应，电极反应为2H2O+4e-=H2↑+2OH-，惰性电极b发生反应K4[Fe(CN)6]-e-=K3[Fe(CN)6]+K+，K+通过离子交换膜I向电极a迁移；右侧装置将KHCO3转化为CO2，则惰性电极c附近发生反应K3[Fe(CN)6]+K++e-=K4[Fe(CN)6]，惰性电极d附近发生反应为H2-2e-=2H+，K+通过离子交换膜II向电极b迁移，H+通过离子交换膜III迁移至中间区域；据此解答。 【详解】A．据分析，K+透过离子交换膜Ⅰ向电极a迁移，A正确； B．据分析，电极b发生失电子的氧化反应，电极反应为，B错误； C．转移n mol电子时，透过交换膜Ⅱ的离子为n mol K+，总质量为39n g，透过交换膜Ⅲ的离子为n mol H+，总质量为n g，因此质量比为39n:n=39:1，C错误。 D．标准状况下5.6 LCO2​的物质的量为，由反应，生成0.25 molCO2​需要0.25 mol H+，对应消耗H2​的物质的量为，则H2​质量为0.125 mol×2 g/mol=0.25 g，D错误； 故选A。 15. 常温下，在初始浓度均为的顺丁烯二酸（H2A）和反丁烯二酸（H2B）的两种溶液中，含A、B物种的分布系数δ[比如]与pH的关系如图所示。下列说法错误的是 A. 曲线Ⅲ表示随pH的变化 B. pH=3.8时， C. 的平衡常数 D. 用等浓度的NaOH标准溶液滴定等体积的上述两种酸溶液，选甲基橙作指示剂，当溶液恰好变为黄色时，消耗NaOH溶液的体积：H2A>H2B 【答案】D 【解析】 【分析】由的位置可推断出Ⅰ对应，Ⅴ对应，Ⅲ对应，Ⅱ对应，Ⅳ对应，据此作答。 【详解】A．由分析可知，曲线Ⅲ表示随pH的变化，A正确； B．由曲线Ⅱ、Ⅲ的交点可知的，由曲线Ⅲ、Ⅳ的交点可知H2B的，故pH=3.8时，，故，B正确； C．由曲线Ⅰ、Ⅴ与的两个交点可知的，，故反应的平衡常数，C正确； D．用等浓度的NaOH标准溶液滴定等体积的上述两种酸溶液，选甲基橙（变色范围为3.1~4.4）作指示剂，溶液恰好变黄时，由图可知，滴定H2A溶液时溶液中含A粒子主要为HA-，滴定H2B溶液时溶液中含B粒子为HB-和B2-，故消耗NaOH溶液的体积：，D错误； 故答案为：D。 二、非选择题：本题共4小题，共55分。 16. 废旧锂离子电池（LIBs）正极材料以LiCoO2为主，含Mn、Fe、Cu的氧化物杂质。某团队设计如下流程实现金属的高效回收。 已知：①一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表： 氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Co(OH)2 Mn(OH)2 开始沉淀pH 1.5 6.3 4.2 7.4 8.1 完全沉淀pH 2.8 8.3 6.7 9.4 10.1 ②萃取时金属离子的分配比，萃取率，分离系数 回答下列问题： （1）Mn位于元素周期表中第________周期第________族。 （2）“酸浸”过程中，H2O2主要作________（填“氧化剂”或“还原剂”）。 （3）“氧化沉淀、调pH”过程中需控制溶液pH的范围为________，生成MnO2的离子方程式为________。 （4）从结构角度分析萃取剂Ⅰ（结构如图）能萃取Cu2+的原因________。 （5）“萃取分液Ⅱ”过程中，当萃取剂与溶液体积相等时，金属萃取率随pH的变化如图所示。pH=5时，Li⁺的分配比D=________，Co2+的分离系数β=________。“反萃取”所用试剂X是________。 【答案】（1） ①. 四 ②. VIIB （2）还原剂 （3） ①. 2.8≤pH<4.2 ②. （4）萃取剂Ⅰ中的氧原子和氮原子均能与Cu2+的空轨道形成配位键 （5） ①. ②. 66 ③. 稀硫酸 【解析】 【分析】首先将废旧锂离子电池的正极材料进行物理粉碎，目的是增大固体表面积，以便后续的化学反应更充分、更快速地进行。作为酸浸剂，溶解金属Mn、Fe、Cu氧化物。作为还原剂。正极材料中的钴通常以高价态存在，难溶于酸。加入双氧水可以将三价钴还原为易溶的，提高浸出率。是一个强氧化剂，它的主要作用是将溶液中可能存在的氧化为，使其在较低pH下以形式沉淀析出。同时Mn以形式除去。加入萃取剂I将溶液中的提取到有机相中。 水相主要含有和 ，进入“萃取分液Ⅱ”。 有机相：含有被萃取的铜。反萃取I试剂X 通常是高浓度的酸（如硫酸），用于破坏铜与萃取剂I的络合物，将重新释放回水相，得到溶液，实现铜的回收。 有机相I再生后的萃取剂I，可循环使用。加入萃取剂Ⅱ萃取分液I留下的水相（含和），萃取剂Ⅱ选择性地萃取。 水相：主要含有，后续经过处理可得到。 有机相：含有被萃取的钴，加入酸性溶液进行反萃取得到溶液，实现钴的回收，有机相Ⅱ再生后的萃取剂Ⅱ，可循环使用。 【小问1详解】 Mn的原子序数为25，核外有4个电子层，最外层电子数为2，根据元素周期表的结构，位于第四周期第ⅦB族。 【小问2详解】 在“酸浸”过程中，中Co为+3价，反应后变为中+2价，化合价降低，根据氧化剂的定义（在氧化还原反应中，得到电子，化合价降低的物质），所以主要作还原剂。 【小问3详解】 pH范围：该步骤需要将完全沉淀（转化为）、氧化为沉淀，同时保证、不沉淀。根据表格数据，完全沉淀的pH为2.8，开始沉淀的pH为4.2，因此需控制pH范围为。被氧化生成，根据氧化还原反应的规律，离子方程式为 【小问4详解】 萃取剂Ⅰ中的氧原子和氮原子均有孤电子对，有空轨道，根据配位键形成条件（一方提供孤电子对，另一方提供空轨道），氧原子和氮原子的孤电子对与形成配位键，所以萃取剂能萃取。 【小问5详解】 当萃取剂与溶液体积相等时，。由图可知，时，的萃取率为，根据萃取率公式，即，解得；的萃取率为，同理，解得，则分离系数。“反萃取”是将从有机相转移至水相的过程，主要原理是加入酸（如稀硫酸）提供来降低pH，使萃取平衡逆向移动，从而将释放到水相中。选用稀硫酸同时也能提供以生成目标产物。 17. 某化学兴趣小组为探究CuSO4溶液与Na2S溶液反应的产物，进行了如下实验。 已知：①S与Na2S可生成易溶于水的硫化物： ②Cu2O可与非氧化性强酸发生反应：Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O 回答下列问题： （1）配制饱和CuSO4溶液，下列需要用到的仪器有________（填标号）。 （2）实验Ⅰ生成黑色沉淀的离子方程式为________。 （3）向实验Ⅱ中生成的黄色沉淀滴加少量________（填试剂和现象），通过物理性质证明了生成的黄色沉淀为S。 （4）从动力学的角度分析，实验Ⅰ中未观察到红色和黄色沉淀的原因为________。 （5）为了让CuSO4与Na2S仅发生氧化还原反应，该小组进行了如下实验。 序号 实验Ⅲ 实验Ⅳ 装置 现象 电流表示数为0，两烧杯中无明显现象 电流表示数为0.021 A，铜片表面有红色固体析出，右侧溶液颜色逐渐加深 ①实验Ⅲ电流表示数为0的原因为________。 ②实验Ⅳ负极的电极反应式为________。 ③验证实验Ⅳ析出的红色固体不是Cu2O的实验方案为________。 【答案】（1）ab （2） （3）CS2、黄色沉淀溶解 （4）实验Ⅰ中CuSO4溶液浓度较小，发生氧化还原反应的速率较小 （5） ①. 盐桥的长度较长，横截面积较小，导致盐桥电阻较大，产生电流极小(或被测电路的电流极小，低于电流表的最小量程，电流表无法显示) ②. [或。/] ③. 取析出的红色固体溶于稀硫酸中，溶液颜色不变蓝，则证明析出的红色固体不是Cu2O 【解析】 【小问1详解】 配制饱和溶液需要用到烧杯、玻璃棒，不需要使用容量瓶、坩埚，故答案为：ab； 【小问2详解】 实验Ⅰ中产生CuS沉淀，离子方程式为：； 【小问3详解】 检验S单质的物理方法为滴加溶液并观察黄色沉淀是否溶解，故答案为：、黄色沉淀溶解； 【小问4详解】 从动力学角度分析，反应速率和浓度有关，实验Ⅰ中硫酸铜溶液浓度较小，发生氧化还原反应的速率较慢，故观察不到红色和黄色沉淀，故答案为：实验Ⅰ中CuSO4溶液浓度较小，发生氧化还原反应的速率较小； 【小问5详解】 ①实验Ⅲ和Ⅳ的区别在盐桥的长度和横截面积，由此可推断实验Ⅲ电流表示数为0的原因为盐桥的长度较长，横截面积较小，导致盐桥电阻较大，产生电流极小，电流表无法测出； ②电池中仅发生氧化还原反应，根据实验Ⅳ中的现象知，石墨作负极，S2-被氧化为，故实验Ⅳ负极的电极反应为； ③由题干可知可溶于非氧化性强酸，生成Cu和，故可以取析出的红色固体溶于稀硫酸中，若溶液颜色不变蓝，则证明析出的红色固体不是。 18. 噻呋酰胺（I）是一种高效低毒的广谱性杀菌剂，其合成路线如图所示。 已知：+ 回答下列问题： （1）A的含氧官能团名称为_________。 （2）B的结构简式为_________。 （3）E→F的反应类型有_________。 （4）F→H的化学方程式为_________。 （5）D中①号碳原子比②号碳原子上的氢原子更易被取代的原因是_________。 （6）D→E是一个多步过程，每一步的反应类型均不相同，则J的结构简式为_________。 （7）比E相对分子质量小14，且满足下列条件的同分异构体有_________种。 ①含有与E相同的五元环 ②含且环上有取代基-CF3 ③能发生银镜反应 【答案】（1）酯基 （2）CH3COOCH2CH3 （3）取代反应、复分解反应(或水解反应、复分解反应) （4） （5）受到羰基和酯基吸电子效应的影响，①号碳原子的碳氢键极性更强，更易断裂 （6） （7）24 【解析】 【分析】A和C4H8O2在EtONa作用下生成C，根据题目信息，由C逆推，可知C4H8O2的结构简式为CH3COOCH2CH3；F和G发生取代反应生成H，H和KBr在双氧水作用下反应生成I，由F、G、I的结构简式，结合H的分子式可推出H为； 【小问1详解】 根据A的结构简式，可知A的含氧官能团名称为酯基； 【小问2详解】 根据以上分析，B是乙酸乙酯，B的结构简式为CH3COOCH2CH3； 【小问3详解】 E→F是E中酯基发生水解反应生成羧酸钠，在酸性条件下羧酸钠转化为羧基，反应类型有取代反应(或水解反应)、复分解反应； 【小问4详解】 F和G发生取代反应生成H和水，反应的化学方程式为； 【小问5详解】 D中①号碳原子受到羰基和酯基吸电子效应的影响，碳氢键极性更强，更易断裂，所以①号碳原子比②号碳原子上的氢原子更易被取代。 【小问6详解】 中酮羰基发生加成反应生成J，J 发生消去反应去掉1分子水生成E，则J的结构简式为。 【小问7详解】 比E相对分子质量小14，说明比E少1个C和2个H；①含有与E相同的五元环；②环上有取代基-CF3，则-CF3在五元环的位置有、、，共3种；③含，且能发生银镜反应，说明含HCOO-；若除-CF3外有1个取代基-CH2CH2OOCH或-CH(CH3)OOCH，在上述五元环上的位置各有2种；若除-CF3外有2个取代基-CH2OOCH、-CH3或- OOCH、-CH2CH3，在上述五元环上的位置各有2种；所以符合条件的同分异构体共24种。 19. 甲醇高选择性转化制乙烯是煤化工领域的重要研究方向，是保证能源安全的重要手段。其涉及反应如下。 主反应： 副反应： 回答下列问题： （1）已知： 则主反应的_________。 （2）对于主反应，加压会使平衡向_________（填“正反应”或“逆反应”）方向移动，但是实际生产中仍选择适度加压，其目的是_________。 （3）分子筛可为气体提供活性位点，以达催化的目的。分子筛上的甲醇转化的部分反应路径如图所示。 ①该反应路径中过程（iii）的化学方程式为_________。 ②随温度升高，乙烯的平衡选择性升高的原因是_________。 [乙烯选择性：] ③500℃时，100 kPa恒压条件下通入1 mol CH3OH(g)和4 mol H2O(g)，平衡时α(CH3OH)=90%，S(C2H4)=40%，只考虑副产物为丙烯，则平衡时n(H2O)=_________mol，主反应的Kp=_________kPa（列出计算式）。 ④研究发现，进料中添加一定量的H2O(g)可以提高乙烯的选择性，从催化剂角度分析可能原因是_________。 【答案】（1）-23.1 （2） ①. 逆反应 ②. 提高反应物浓度，加快反应速率，提高单位时间内产物产量 （3） ①. ②. 主、副反应均为放热反应，升高温度使其平衡逆向移动，但对主反应的抑制程度较小 ③. 4.9 ④. ⑤. 催化位点被水分子占据，有利于乙烯的脱附，还会减少其进一步参与副反应 【解析】 【小问1详解】 主反应等于两个已知反应之和，根据盖斯定律，则。 【小问2详解】 主反应气体分子数增加，加压平衡向气体计量数减小的逆反应方向移动，但加压能提高反应物浓度，加快反应速率，提高单位时间内甲醇的转化率和产物产率，因此实际生产选择适度加压。 【小问3详解】 ①由反应路径可知，每一步都是烯烃增加1个来自甲醇的碳原子、脱去1分子水，过程（iii）的反应物为2−丁烯（）和甲醇，生成物为2-甲基-2-丁烯（）和水，则化学方程式为； ②主反应生成乙烯、乙烯转化为高碳烯烃的副反应均为放热反应，副反应放热更多，升高温度对放热的副反应抑制程度更大，减少了乙烯的消耗，因此乙烯平衡选择性升高； ③平衡时α(CH3OH)=90%、S(C2H4)=40%，则平衡时C2H4的物质的量为，设副反应消耗x mol C2H4，可知主、副反应各物质的转化物质的量为：，根据α(CH3OH)=90%可知：，解得x=0.06 mol，则平衡时n(H2O)=[4+(0.72+2×0.06)+0.06] mol=4.9 mol、n(CH3OH)=1 mol×(1-90%)=0.1 mol、n(C2H4)=0.36 mol、n(C3H6)=0.06 mol，平衡时气体物质总物质的量为5.42 mol，体系总压强为100 kPa，则主反应的平衡常数为； ④催化位点被水分子占据，有利于乙烯的脱附，还会减少其进一步参与副反应，因此进料中添加一定量的可以提高乙烯的选择性。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $