精品解析：陕西省商洛市山阳中学2025届高三下学期高考模拟考试（五月）化学试卷

山阳中学2025年高考模拟考试(五月) 化学 注意事项 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码贴在答题卡上的指定位置。 2.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。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.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。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。 可能用到的相对原子质量：N 14 Al 27 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. 化学与生活、生产息息相关。下列叙述正确的是 A. 硝酸钾属于含氧酸盐，焰色呈黄色 B. 用碳酸钙制备的光导纤维，可用于通信 C. 桐油性质稳定，不能发生氧化反应 D. 煤炭中含有碳，可用于取暖和冶铁 2. 下列化学用语或图示，正确的是 A. 的空间结构模型为 B. 乙酸的实验式为 C. 基态最外层电子的电子云轮廓图为 D. 的系统命名为2-甲基-3-戊烯 3. 下列各组物质的鉴别方法中，不可行的是 A. 乙醚和异丁醇：红外光谱 B. 羊毛和人造毛：灼烧、闻气味 C. 己烷和苯：溴水 D. 水晶和玛瑙：X射线衍射 4. 价一类二维图是学习元素化合物知识的重要模型和工具，它以元素的化合价为纵坐标，以物质类别为横坐标。下图为铁元素的价一类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是 A. 转化⑦发生反应的类型是化合反应 B. 转化⑤是用于自来水消毒杀菌，等物质的量的和消毒效率相同(用得电子数目多少衡量氧化消毒能力强弱) C. 用铁丝在氧气中燃烧可实现上述转化① D. 加热发生转化⑥，加水溶解可实现转化③ 5. 下列实验装置或操作不能达到实验目的的是 实验装置或操作 实验目的 A.制备氢氧化铁胶体 B.测量84消毒液的pH 实验装置或操作 实验目的 C.除去中的NO杂质 D.验证浓硫酸有脱水性、强氧化性 A. A B. B C. C D. D 6. M、X、Y、Z和W是原子序数依次增大的主族元素，X、Y位于同一周期，基态Y原子核外s能级与p能级电子数相等，分子的空间结构为三角锥形，M单质在Z单质中燃烧发出苍白色火焰，W的原子半径是前四周期中最大的。下列叙述正确的是 A. M、X和Y能形成酸、碱和盐 B. 简单氢化物稳定性： C. 电负性： D. Y和W形成的化合物中不含共价键 7. 密闭容器中，X和Y在有、无物质M的条件下，发生两个竞争反应：①，②，反应过程如图所示。下列叙述错误的是 A. 恒温、有物质M的条件下，控制好反应时间可以使产物中W的含量最高 B. 恒温条件下，平衡后增大压强，再次平衡后W的体积百分含量会减小 C. 升高温度，反应①平衡常数会增大而反应②平衡常数会减小 D. 恒容条件下，分离出W，反应①的正反应速率会减小而反应②的正反应速率会增大 8. 下列实验操作、现象及结论均正确的是 选项 实验操作、现象 结论 A 将除去氧化膜的镁条在空气中点燃，发出耀眼的光芒，得到固体产物 固体产物可能为MgO、Mg3N2、C B 向硝酸亚铁溶液中加入稀硫酸，溶液变色 溶液酸性增强，使溶液中的水解平衡逆向移动 C 向某溶液中加入NaOH溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 该溶液中一定含有 D 向氯化钡溶液中先通入SO2，再通入气体X，得到白色沉淀 气体X为Cl2、NO2或二者的混合气体 A. A B. B C. C D. D 9. 奥司他韦是治疗流感的常用药物，其结构简式如图所示。下列关于该化合物的说法错误的是 A. 碱性条件下水解可得到两种产物 B. 能发生加聚反应 C. 完全燃烧时生成的 D. 存在芳香族同分异构体 10. 我国科研人员实现了手性碳硼烷胺衍生物的合成，如图所示。该工作创新性地将不对称有机催化的策略应用到碳硼烷化学领域。已知：—Ar代表芳基，—和—不同。下列叙述错误的是 A. 甲、丙中的N原子均存在一对孤对电子 B. 乙、丙中均存在大键 C. 乙中的碳原子的杂化方式都是 D. 键长：键键键 11. 氮化铝晶体是第三代半导体材料的典型代表之一，常用作电子材料、功能材料及电子器件封装材料等，结构如图所示。已知：正六棱柱底边长为anm，高为bnm，设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 A. 氮化铝晶体是离子晶体 B. 氮化铝与水反应后溶液显中性 C. Al的配位数为12 D. 氮化铝晶体密度 12. 中和法生产的工艺流程如下： 已知：①的电离常数：，， ②易风化。 下列说法错误的是 A. “中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入溶液 B. “调pH”工序中X为或 C. “结晶”工序中溶液显酸性 D. “干燥”工序需在低温下进行 13. 室温条件下合成氨是科技工作者研究的热点。通过使用阳离子交换膜，电解酸性电解质溶液制备氨的部分反应原理和装置如图所示。下列说法正确的是 A. 电极电势：X>Y B. a极的电极反应式为 C. 电路中转移电子的数目与通过交换膜的离子的数目不相等 D. 阴极消耗的质子数与阳极生成的质子数之比为5∶6 14. 25℃时，向的溶液中滴加适量的或溶液，溶液中含氮(或硫)微粒的分布系数[如]与的关系如图所示(不考虑溶液中的和分子)。下列说法正确的是 A. 曲线表示的分布系数 B. 反应的平衡常数为， C. a点时， D. 向的溶液中通入，反应过程中的值增大 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 吡咯类化合物在导电聚合物、化学传感器及药物制剂上有着广泛应用。一种合成1-(4-甲氧基苯基)-2，5-二甲基吡咯(用吡咯X表示)的反应和方法如下： 实验装置如图所示，将100 mmol己-2，5-二酮(熔点：-5.5℃，密度：)与100 mmol 4-甲氧基苯胺(熔点：57℃)放入①中，搅拌。 待反应完成后，加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体。加热至65℃，至固体溶解，加入脱色剂，回流20 min，趁热过滤。滤液静置至室温，冰水浴冷却，有大量白色固体析出。经过滤、洗涤、干燥得到产品。 回答下列问题： （1）量取己-2，5-二酮应使用的仪器为_______(填名称)。 （2）仪器①用铁夹固定在③上，③的名称是_______；仪器②的名称是_______。 （3）“搅拌”的作用是_______。 （4）“加热”方式为_______。 （5）使用的“脱色剂”是_______。 （6）“趁热过滤”的目的是_______；用_______洗涤白色固体。 （7）若需进一步提纯产品，可采用的方法是_______。 16. 镓(Ga)在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。一种从电解铝的副产品炭渣(含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。 工艺中，LAEM是一种新型阴离子交换膜，允许带负的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。用LAEM提取离子的原理如图。 已知： ①。 ②(冰晶石)的为。 ③浸取液中，Ga(Ⅲ)和(Ⅲ)以微粒形式存在，最多可与2个配位，其他金属离子与的配位可忽略。 （1）“电解”中，反应的化学方程式为_______。 （2）“浸取”中，由形成的离子方程式为_______。 （3）“还原”的目的：避免除杂物质以_______(填化学式)微粒的形式通过LAEM，从而有利于Ga的分离。 （4）“LAEM提取”中，原料液的浓度越_______，越有利于Ga的提取；研究表明，原料液酸度过高，会降低Ga的提取率。因此，在不提高原料液酸度的前提下，可向Ⅰ室中加入_______(填化学式)，以进一步提高Ga的提取率。 （5）“调”中，至少应大于_______，使溶液中，有利于配离子及晶体的生成。若“结晶”后溶液中，则浓度为_______。 （6）一种含、、元素的记忆合金的晶体结构可描述为与交替填充在构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比_______，其立方晶胞的体积为_______。 17. 采用高效催化剂将二氧化碳加氢制备甲醇是我国科学家研发的重要课题。 加氢制备涉及反应如下： ⅰ. ⅱ. ⅲ. （1）工业上，利用加氢合成的热化学方程式为_______。 （2）在一定条件下，将和充入密闭容器中在高效催化剂作用下反应(只考虑反应ⅰ)，当改变某一外界条件(温度或压强)时，平衡时体积分数变化趋势如图所示： 图中Y轴表示_______(填“温度”或“压强”)；X轴上a点的数值比b点_______(填“大”或“小”)。 （3）向反应器中充入和，在催化剂Cat1、Cat2作用下发生上述反应，测得相同时间内的转化率与温度关系如图所示。 ①催化效率：Cat2_______Cat1(填“>”或“<”)。 ②b点_______(填“已”、“未”或“无法判断”)达到化学平衡；b点之后的转化率降低，可能的原因是_______。 （4）某温度下，向恒容密闭容器中充入和，发生上述反应ⅰ、ⅱ、ⅲ，起始压强为，达到平衡时转化率为60%，选择性为50%，CO选择性为25%。 已知：乙醇的选择性(、的选择性同理)。 该温度下，反应ⅲ的平衡常数_______(用分数表示，用分压计算的平衡常数为压强平衡常数，分压等于总压物质的量分数)。 （5）一种基于铜基金属簇催化剂电催化还原制备甲醇的装置如左图所示。控制其他条件相同，将一定量的通入该电催化装置中，阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如右图所示。 ①电极生成的电极反应式为_______。 ②控制电压为0.8 V，电解时转移电子的物质的量为_______。 18. 某研究小组通过下列路线合成镇静药物氯硝西泮。 已知：①为吸电子基； ②； ③。 （1）化合物D的名称是_______，化合物E的含氧官能团的名称是_______。 （2）A在水中的溶解度比苯在水中的溶解度大的原因是_______。 （3）设计反应和的目的是_______。 （4）在同一条件下，化合物A、D和H(结构如图)碱性由强到弱的顺序为_______。 （5）的化学方程式为_______。 （6）化合物G→氯硝西泮分两步进行：氯硝西泮，第Ⅰ步反应为加成反应，产物X的结构简式为_______，第Ⅱ步脱水的反应属于_______(填反应类型)。 （7）同时符合下列条件的化合物C的同分异构体有_______种。 ①分子中含有苯环，苯环上有两个取代基，其中一个为硝基 ②能发生水解反应 ③不含醚键 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 山阳中学2025年高考模拟考试(五月) 化学 注意事项 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码贴在答题卡上的指定位置。 2.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。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.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。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。 可能用到的相对原子质量：N 14 Al 27 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. 化学与生活、生产息息相关。下列叙述正确的是 A. 硝酸钾属于含氧酸盐，焰色呈黄色 B. 用碳酸钙制备的光导纤维，可用于通信 C. 桐油性质稳定，不能发生氧化反应 D. 煤炭中含有碳，可用于取暖和冶铁 【答案】D 【解析】 【详解】A．纯净KNO3焰色为紫色（需透过蓝色钴玻璃），A错误； B．光导纤维成分为SiO2，碳酸钙（CaCO3）无法制备，B错误； C．桐油因含不饱和结构易氧化，性质不稳定，C错误； D．煤炭作为碳源，燃烧可供热，用于取暖，碳具有还原性，可用于冶铁，D正确； 故选D。 2. 下列化学用语或图示，正确的是 A. 的空间结构模型为 B. 乙酸的实验式为 C. 基态最外层电子的电子云轮廓图为 D. 的系统命名为2-甲基-3-戊烯 【答案】B 【解析】 【详解】A．二氧化硫分子中硫原子的价电子对数=2+(6-2×2)/2=3，采取sp2杂化，含有1对孤对电子，空间结构为V形，A错误； B．乙酸的结构简式为CH3COOH，实验式为CH2O，B正确； C．基态的电子排布式为[Ar]3d9，最外层价电子位于3d轨道，d轨道的电子云轮廓图为花瓣形，而题目中的图片为p轨道（纺锤形）的电子云轮廓图，二者不符，C错误； D．从距离碳碳双键最近的一端为主链碳原子编号，的系统命名：4-甲基-2-戊烯，D错误； 故选B。 3. 下列各组物质的鉴别方法中，不可行的是 A. 乙醚和异丁醇：红外光谱 B. 羊毛和人造毛：灼烧、闻气味 C. 己烷和苯：溴水 D. 水晶和玛瑙：X射线衍射 【答案】C 【解析】 【详解】A．乙醚含醚键，异丁醇含羟基，红外光谱可检测不同官能团，A正确； B．羊毛燃烧有烧焦羽毛味，人造毛燃烧有塑料味，灼烧可区分，B正确； C．己烷和苯均不与溴水反应，加入溴水发生萃取，但己烷和苯的密度均比水小，因此无法通过褪色或分层区分两者，C错误； D．水晶为晶体，玛瑙为非晶体，X射线衍射可检测结构差异，D正确； 故选C。 4. 价一类二维图是学习元素化合物知识的重要模型和工具，它以元素的化合价为纵坐标，以物质类别为横坐标。下图为铁元素的价一类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是 A. 转化⑦发生反应的类型是化合反应 B. 转化⑤是用于自来水消毒杀菌，等物质的量的和消毒效率相同(用得电子数目多少衡量氧化消毒能力强弱) C. 用铁丝在氧气中燃烧可实现上述转化① D. 加热发生转化⑥，加水溶解可实现转化③ 【答案】A 【解析】 【详解】A．转化发生反应为氢氧化亚铁和氧气、水生成氢氧化铁，化学方程式为：，属于化合反应，故A正确； B．消毒杀菌时价铁降低为价，而消毒时价氯降低到价，则等物质的量的是消毒效率的倍，故B错误； C．铁丝在氧气中燃烧生成，不能实现转化，故C错误； D．加热发生转化分解生成氧化铁，氢氧化铁不溶于水，加水溶解不可实现转化，故D错误； 故选A。 5. 下列实验装置或操作不能达到实验目的的是 实验装置或操作 实验目的 A.制备氢氧化铁胶体 B.测量84消毒液的pH 实验装置或操作 实验目的 C.除去中的NO杂质 D.验证浓硫酸有脱水性、强氧化性 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．制备氢氧化铁胶体是将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热；图中的装置为烧杯加热沸水，用胶头滴管滴加饱和FeCl3溶液，符合要求，A正确，不符合题意； B．84消毒液的主要成分是次氯酸钠，水解呈碱性，可以用pH计测量pH，pH计通过测量溶液的电势差确定pH，不受次氯酸钠强氧化性的影响，B正确，不符合题意； C．混合气体通过NaOH溶液时，NO2会与NaOH反应被吸收，NO和NO2共存时也会与NaOH反应，NO单独不与NaOH反应，导致主要成分NO2被吸收，无法达到除杂的目的，C错误，符合题意； D．向蔗糖中滴加浓硫酸，观察到蔗糖变黑，说明浓硫酸有脱水性；观察到有气泡产生，说明浓硫酸有强氧化性，D正确，不符合题意； 故答案为C。 6. M、X、Y、Z和W是原子序数依次增大的主族元素，X、Y位于同一周期，基态Y原子核外s能级与p能级电子数相等，分子的空间结构为三角锥形，M单质在Z单质中燃烧发出苍白色火焰，W的原子半径是前四周期中最大的。下列叙述正确的是 A. M、X和Y能形成酸、碱和盐 B. 简单氢化物稳定性： C. 电负性： D. Y和W形成的化合物中不含共价键 【答案】A 【解析】 【分析】基态Y原子的s能级与p能级的电子数相等，则基态Y原子的电子排布式可能为或，M单质在Z单质中燃烧发出苍白色火焰，说明M是H，Z是Cl；W的原子半径是前四周期中最大的，应为K；分子的空间结构为三角锥形，X可能为N或P，由于Y的原子序数大于X，则Y不可能是Mg，X不可能是P，所以各元素分别是：M为H、X为N、Y为O、Z为Cl、W为K。 【详解】A．H、N、O可形成酸（HNO3）、碱（NH3·H2O）、盐（NH4NO3），A正确； B．氧化性，所以H2O稳定性高于NH3，故X（N）的氢化物稳定性弱于Y（O），B错误； C．同一周期，从左到右元素电负性递增；同一主族，自上而下元素电负性递减，所以O的电负性大于Cl，C错误； D．K2O2中含共价键，D错误； 答案为A。 7. 密闭容器中，X和Y在有、无物质M的条件下，发生两个竞争反应：①，②，反应过程如图所示。下列叙述错误的是 A. 恒温、有物质M的条件下，控制好反应时间可以使产物中W的含量最高 B. 恒温条件下，平衡后增大压强，再次平衡后W的体积百分含量会减小 C. 升高温度，反应①平衡常数会增大而反应②平衡常数会减小 D. 恒容条件下，分离出W，反应①的正反应速率会减小而反应②的正反应速率会增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．恒温、使用催化剂后，反应①的活化能增大，反应②的活化能降低，控制最佳的时间，可以使产物中W的含量最高，A正确； B．增大压强，反应①向正反应方向进行，反应物浓度降低，则反应②向逆反应方向移动，W的百分含量减小，B正确； C．由图可知，反应①是吸热反应，反应②是放热反应，温度升高，反应①平衡常数增大，反应②平衡常数减小，C正确； D．分离出W，反应②向正反应方向移动，反应物浓度减小，则反应①的正反应速率减小，反应②的正反应速率也减小，D错误； 故选D。 8. 下列实验操作、现象及结论均正确的是 选项 实验操作、现象 结论 A 将除去氧化膜的镁条在空气中点燃，发出耀眼的光芒，得到固体产物 固体产物可能为MgO、Mg3N2、C B 向硝酸亚铁溶液中加入稀硫酸，溶液变色 溶液酸性增强，使溶液中的水解平衡逆向移动 C 向某溶液中加入NaOH溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 该溶液中一定含有 D 向氯化钡溶液中先通入SO2，再通入气体X，得到白色沉淀 气体X为Cl2、NO2或二者的混合气体 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．Mg在空气中燃烧，Mg与O2反应生成MgO，Mg与N2反应生成Mg3N2，Mg与CO2反应生成MgO和C，固体产物可能为MgO、Mg3N2、C，A项正确； B．向硝酸亚铁溶液中加入稀硫酸，溶液中Fe2+、H+和发生氧化还原反应，生成了Fe3+，溶液变色，B项错误； C．向某溶液中加入NaOH溶液，加热，产生NH3，该溶质可能含RCONH2也可能含，或溶液本来就是氨水，C项错误； D．向氯化钡溶液中先通入SO2，再通入气体X，得到白色沉淀，气体X可能为Cl2、NO2或二者的混合气体，也可能为NH3或SO3等，D项错误； 故选A。 9. 奥司他韦是治疗流感的常用药物，其结构简式如图所示。下列关于该化合物的说法错误的是 A. 碱性条件下水解可得到两种产物 B. 能发生加聚反应 C. 完全燃烧时生成的 D. 存在芳香族同分异构体 【答案】A 【解析】 【详解】A．分子中含有酰胺基和酯基两种能水解的官能团，因此水解时可得到3种产物，A错误； B．分子中含有碳碳双键，能发生加聚反应，B正确； C．分子式为C16H28N2O4，由原子守恒知，完全燃烧时生成的，C正确； D．该物质分子中存在四个不饱和度，苯环的不饱和度也是4，故存在芳香族同分异构体，D正确； 故选A。 10. 我国科研人员实现了手性碳硼烷胺衍生物的合成，如图所示。该工作创新性地将不对称有机催化的策略应用到碳硼烷化学领域。已知：—Ar代表芳基，—和—不同。下列叙述错误的是 A. 甲、丙中的N原子均存在一对孤对电子 B. 乙、丙中均存在大键 C. 乙中的碳原子的杂化方式都是 D. 键长：键键键 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲和丙中N原子均形成三个σ键，N原子价层电子对数均为4，故均存在一对孤对电子，A正确； B．乙含两个芳基（—Ar1、—Ar2），芳基中苯环存在大π键；丙中同样含两个芳基，苯环大π键未被破坏，故乙、丙均存在大π键，B正确； C．乙中芳基（如苯环）的碳原子为sp2杂化（形成大π键），仅中间连有-OH的碳原子为sp3杂化，并非所有碳原子均为sp3杂化，C错误； D．键长与成键原子半径正相关，C、N、O原子半径：C>N>O，故键长：C-H键>N-H键>O-H键，D正确； 故选C。 11. 氮化铝晶体是第三代半导体材料的典型代表之一，常用作电子材料、功能材料及电子器件封装材料等，结构如图所示。已知：正六棱柱底边长为anm，高为bnm，设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 A. 氮化铝晶体是离子晶体 B. 氮化铝与水反应后溶液显中性 C. Al的配位数为12 D. 氮化铝晶体密度 【答案】D 【解析】 【详解】A．氮化铝是第三代半导体材料，半导体材料通常为共价晶体（或原子晶体），而非离子晶体，A错误； B．氮化铝与水反应生成沉淀和，溶于水形成氨水，溶液显碱性，B错误； C．Al的配位数指其周围最近邻的N原子数，由晶体结构可知，Al原子周围形成4个共价键，Al的配位数为4，C错误； D．正六棱柱晶胞体积V=底面积×高，底面积为正六边形面积：，高为bnm，故，晶胞中Al和N原子各6个，晶胞密度为，D正确； 答案选D。 12. 中和法生产的工艺流程如下： 已知：①的电离常数：，， ②易风化。 下列说法错误的是 A. “中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入溶液 B. “调pH”工序中X为或 C. “结晶”工序中溶液显酸性 D. “干燥”工序需在低温下进行 【答案】C 【解析】 【分析】和先发生反应，通过加入X调节pH，使产物完全转化为，通过结晶、过滤、干燥，最终得到成品。 【详解】A．铁是较活泼金属，可与反应生成氢气，故“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入溶液，A项正确； B．若“中和”工序加入过量，则需要加入酸性物质来调节pH，为了不引入新杂质，可加入；若“中和”工序加入过量，则需要加入碱性物质来调节pH，为了不引入新杂质，可加入NaOH，所以“调pH”工序中X为NaOH或，B项正确； C．“结晶”工序中的溶液为饱和溶液，由已知可知的，，则的水解常数，由于，则的水解程度大于电离程度，溶液显碱性，C项错误； D．由于易风化失去结晶水，故“干燥”工序需要在低温下进行，D项正确； 故选C。 13. 室温条件下合成氨是科技工作者研究的热点。通过使用阳离子交换膜，电解酸性电解质溶液制备氨的部分反应原理和装置如图所示。下列说法正确的是 A. 电极电势：X>Y B. a极的电极反应式为 C. 电路中转移电子的数目与通过交换膜的离子的数目不相等 D. 阴极消耗的质子数与阳极生成的质子数之比为5∶6 【答案】D 【解析】 【分析】由a极氮元素化合价降低可知a极为阴极，X为电源的负极，Y为电源的正极，b极为阳极。 【详解】A．正极的电极电势比负极高，根据分析知，电极电势：Y>X，A错误； B．电解质溶液是酸性，则a极的电极反应式为，B错误； C．根据溶液电中性原则，电路中转移电子的数目与通过交换膜的离子的数目相等，C错误； D．阳极区生成H+，阴极区消耗H+，由电中性原理可知，应有H+进入阴极区，阳极的电极反应式为，当电路中有30mol电子转移时，30mol H+通过离子交换膜在阴极被消耗，阳极上生成36mol H+，二者之比为5∶6，D正确； 故选D。 14. 25℃时，向的溶液中滴加适量的或溶液，溶液中含氮(或硫)微粒的分布系数[如]与的关系如图所示(不考虑溶液中的和分子)。下列说法正确的是 A. 曲线表示的分布系数 B. 反应的平衡常数为， C. a点时， D. 向的溶液中通入，反应过程中的值增大 【答案】C 【解析】 【分析】向溶液中滴加盐酸，浓度降低，浓度增大，向溶液中滴加NaOH溶液，浓度降低，浓度增大，浓度降低，NH3·H2O浓度增大，所以图像中从左开始曲线依次表示、、(X)、和NH3·H2O，从图中可以看出，当c()=c()，可知的Ka1=10-1.9，当c()=c()，可知的Ka2=10-7.2，当c()=c(NH3·H2O)，可知NH3·H2O的Kb=109.3-14=10-4.7，据此分析； 【详解】A．由分析可知，曲线表示的分布系数，A错误； B．由图像可知，，，，所以，，B错误； C．根据元素守恒可得：，a点存在，可得，C正确； D．通入会氧化同时生成，即变大，而只随温度的变化而变化，D错误； 故选C。 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 吡咯类化合物在导电聚合物、化学传感器及药物制剂上有着广泛应用。一种合成1-(4-甲氧基苯基)-2，5-二甲基吡咯(用吡咯X表示)的反应和方法如下： 实验装置如图所示，将100 mmol己-2，5-二酮(熔点：-5.5℃，密度：)与100 mmol 4-甲氧基苯胺(熔点：57℃)放入①中，搅拌。 待反应完成后，加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体。加热至65℃，至固体溶解，加入脱色剂，回流20 min，趁热过滤。滤液静置至室温，冰水浴冷却，有大量白色固体析出。经过滤、洗涤、干燥得到产品。 回答下列问题： （1）量取己-2，5-二酮应使用的仪器为_______(填名称)。 （2）仪器①用铁夹固定在③上，③的名称是_______；仪器②的名称是_______。 （3）“搅拌”的作用是_______。 （4）“加热”方式为_______。 （5）使用的“脱色剂”是_______。 （6）“趁热过滤”的目的是_______；用_______洗涤白色固体。 （7）若需进一步提纯产品，可采用的方法是_______。 【答案】（1）量筒 （2） ①. 铁架台 ②. 球形冷凝管 （3）使固液充分接触，加快反应速率 （4）水浴加热 （5）活性炭 （6） ①. 除去不溶性杂质，避免固体产物析出 ②. 50%的乙醇溶液 （7）重结晶 【解析】 【分析】将100 mmol己-2，5-二酮(熔点：-5.5℃，密度：)与100 mmol 4-甲氧基苯胺(熔点：57℃)放入两颈烧瓶中，利用球形冷凝管进行冷凝回流提高原料利用率，通过搅拌来提高反应速率，反应完成后，加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体(即含杂质的产品)，加热至65℃，至固体溶解，加入脱色剂（脱色剂为不溶于水和乙醇等溶剂的固体，如：活性炭），回流20min，趁热过滤，使产品尽可能多地进入滤液，滤液静置至室温，冰水浴冷却，有大量白色固体析出，经过滤、洗涤、干燥得到产品。 【小问1详解】 己-2，5-二酮的摩尔质量为，根据题中所给数据可知，所需己-2，5-二酮的体积为，所以选用量筒。 【小问2详解】 ③为铁架台；仪器②用于冷凝回流，为球形冷凝管。 【小问3详解】 己-2，5-二酮的熔点为-5.5℃，常温下为液体，4-甲氧基苯胺的熔点为57℃，常温下为固体，搅拌可使固液反应物充分接触，加快反应速率。 【小问4详解】 由题给信息“加热至65℃”可知，应用水浴加热，这样便于控制温度，且受热更均匀。 【小问5详解】 “脱色剂”的作用是吸附反应过程中产生的有色物质，结合题中信息，加入脱色剂后回流，趁热过滤，保留滤液，即脱色剂为不溶于水和乙醇等溶剂的固体，所以可以选用活性炭作脱色剂。 【小问6详解】 由题给信息可知，产品吡咯X为白色固体，加热至65℃可溶解在50%的乙醇溶液中，所以需趁热过滤，除去不溶性杂质，避免固体产物析出；由加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体(即含杂质的产品)可知，常温下产品不溶于50%的乙醇溶液，所以为减少溶解损失，洗涤时可用50%的乙醇溶液。 【小问7详解】 由产品的分离提纯过程可知，若需进一步提纯，可采用的方法为重结晶。 16. 镓(Ga)在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。一种从电解铝的副产品炭渣(含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。 工艺中，LAEM是一种新型阴离子交换膜，允许带负的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。用LAEM提取离子的原理如图。 已知： ①。 ②(冰晶石)的为。 ③浸取液中，Ga(Ⅲ)和(Ⅲ)以微粒形式存在，最多可与2个配位，其他金属离子与的配位可忽略。 （1）“电解”中，反应的化学方程式为_______。 （2）“浸取”中，由形成的离子方程式为_______。 （3）“还原”的目的：避免除杂物质以_______(填化学式)微粒的形式通过LAEM，从而有利于Ga的分离。 （4）“LAEM提取”中，原料液的浓度越_______，越有利于Ga的提取；研究表明，原料液酸度过高，会降低Ga的提取率。因此，在不提高原料液酸度的前提下，可向Ⅰ室中加入_______(填化学式)，以进一步提高Ga的提取率。 （5）“调”中，至少应大于_______，使溶液中，有利于配离子及晶体的生成。若“结晶”后溶液中，则浓度为_______。 （6）一种含、、元素的记忆合金的晶体结构可描述为与交替填充在构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比_______，其立方晶胞的体积为_______。 【答案】（1） （2） （3） （4） ①. 高 ②. （5） ①. 3.2 ②. （6） ①. 2:1:1 ②. 【解析】 【分析】电解铝的副产品炭渣(含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素)进行焙烧，金属转化为氧化物，焙烧后的固体加入盐酸浸取，浸取液加入铝片将Fe3+进行还原，得到原料液，原料液利用LAEM提取，[GaCl4]-通过交换膜进入Ⅱ室并转化为Ga3+，Ⅱ室溶液进一步处理得到镓，Ⅰ室溶液加入含F-的废液调pH并结晶得到NaAlF6晶体用于电解铝，据此作答。 【小问1详解】 “电解”是电解熔融的氧化铝冶炼铝单质，反应的化学方程式为； 【小问2详解】 “浸取”中，由Ga3+形成[GaCl4]-的离子方程式为Ga3++4Cl-=[GaCl4]-； 【小问3详解】 结合已知③，为了避免铁元素以[FeCl4]-的微粒形式通过LAEM，故要加入铝片还原Fe3+，从而有利于Ga的分离； 【小问4详解】 “LAEM提取”中，原料液的Cl-浓度越高，更有利于生成[GaCl4]-的反应正向移动，更有利于Ga的提取；在不提高原料液酸度的前提下，同时不引入新杂质，可向I室中加入NaCl，提高Cl-浓度，进一步提高Ga的提取率； 【小问5详解】 ​，要求，则，即，因；的，代入、： ； 【小问6详解】 Ga和Ni交替填充在构成的小立方体（边长）体心，每个小立方体含：，平均每个小立方体含个、个，因此最简比； 该合金为立方晶胞，需同时包含和，晶胞边长为，因此体积。 17. 采用高效催化剂将二氧化碳加氢制备甲醇是我国科学家研发的重要课题。 加氢制备涉及反应如下： ⅰ. ⅱ. ⅲ. （1）工业上，利用加氢合成的热化学方程式为_______。 （2）在一定条件下，将和充入密闭容器中在高效催化剂作用下反应(只考虑反应ⅰ)，当改变某一外界条件(温度或压强)时，平衡时体积分数变化趋势如图所示： 图中Y轴表示_______(填“温度”或“压强”)；X轴上a点的数值比b点_______(填“大”或“小”)。 （3）向反应器中充入和，在催化剂Cat1、Cat2作用下发生上述反应，测得相同时间内的转化率与温度关系如图所示。 ①催化效率：Cat2_______Cat1(填“>”或“<”)。 ②b点_______(填“已”、“未”或“无法判断”)达到化学平衡；b点之后的转化率降低，可能的原因是_______。 （4）某温度下，向恒容密闭容器中充入和，发生上述反应ⅰ、ⅱ、ⅲ，起始压强为，达到平衡时转化率为60%，选择性为50%，CO选择性为25%。 已知：乙醇的选择性(、的选择性同理)。 该温度下，反应ⅲ的平衡常数_______(用分数表示，用分压计算的平衡常数为压强平衡常数，分压等于总压物质的量分数)。 （5）一种基于铜基金属簇催化剂电催化还原制备甲醇的装置如左图所示。控制其他条件相同，将一定量的通入该电催化装置中，阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如右图所示。 ①电极生成的电极反应式为_______。 ②控制电压为0.8 V，电解时转移电子的物质的量为_______。 【答案】（1） （2） ①. 温度 ②. 小 （3） ①. > ②. 无法判断 ③. 催化剂的活性降低；温度升高，反应ⅰ逆向移动，使转化率减小，反应ⅲ正向移动，使转化率增大，反应ⅰ的影响程度大于反应ⅲ的 （4） （5） ①. ②. 2.8 【解析】 【小问1详解】 通过反应加减消去无关反应物，即ⅰ-ⅲ，得到，对应焓变为； 【小问2详解】 反应ⅰ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡转化率降低即减小；同时，方程左边气体分子计量数大于方程右边的，则压强增大，平衡正向移动，平衡转化率升高即增大，图表中Y轴数值增大而减小，所以Y表示温度，则X表示压强，相同温度下从a点到b点增大，因此a点压强小于b点压强； 【小问3详解】 在一定时间内测量，在反应到达平衡状态前，转化率由反应速率决定，反应达到平衡状态后，转化率由平衡转化率决定，而催化剂只影响反应速率，不影响平衡转化率，所以比较催化效率需要观察曲线前段，可知Cat2曲线始终在Cat1曲线上方，所以Cat2的催化效率大于Cat1的； b点位于Cat2曲线的拐点，考虑平衡转化率因素，温度升高，反应ⅰ平衡逆向移动，反应ⅲ平衡正向移动，若反应ⅰ的影响大于反应ⅲ，可以使得转化率减小；考虑反应速率因素，温度过高，催化剂活性降低，导致反应速率下降，使得转化率减小，两种因素无法分辨，因此无法判断b点是否达到化学平衡； 【小问4详解】 列表分析各分子物质的量变化，需注意每生成消耗， 根据理想气体状态方程，恒温恒容容器中气体分压与物质的量呈正比，因此； 【小问5详解】 由左图可得b电极为阴极，反应物为和，发生还原反应，反应式为； 由右图可知，电压0.8 V时的产物为0.2 mol C2H5OH、0.2 mol H2，生成相应物质的电极反应式为，，可得转移电子物质的量为。 18. 某研究小组通过下列路线合成镇静药物氯硝西泮。 已知：①为吸电子基； ②； ③。 （1）化合物D的名称是_______，化合物E的含氧官能团的名称是_______。 （2）A在水中的溶解度比苯在水中的溶解度大的原因是_______。 （3）设计反应和的目的是_______。 （4）在同一条件下，化合物A、D和H(结构如图)碱性由强到弱的顺序为_______。 （5）的化学方程式为_______。 （6）化合物G→氯硝西泮分两步进行：氯硝西泮，第Ⅰ步反应为加成反应，产物X的结构简式为_______，第Ⅱ步脱水的反应属于_______(填反应类型)。 （7）同时符合下列条件的化合物C的同分异构体有_______种。 ①分子中含有苯环，苯环上有两个取代基，其中一个为硝基 ②能发生水解反应 ③不含醚键 【答案】（1） ①. 对硝基苯胺或4-硝基苯胺 ②. 硝基、酮羰基 （2）苯胺为极性分子，苯为非极性分子，且苯胺的氨基可与水分子间形成氢键 （3）保护氨基，避免氨基在硝化过程中被氧化 （4）H>A>D （5） （6） ①. ②. 消去反应 （7）14 【解析】 【分析】A与CH3COOH发生酰胺化反应，生成B，B在浓硫酸催化下与硝酸发生硝化反应生成C，C发生水解反应生成D，D和发生苯环上的取代反应生成E，E和酰溴BrCH2COBr发生取代反应生成F，F和NH3反应生成G，G先进行分子内加成以成环，得到中间体X，再发生消去反应脱水得到最终产物氯硝西泮； 【小问1详解】 化合物D是，名称为对硝基苯胺，化合物E中含氧官能团有酮羰基和硝基； 【小问2详解】 A为苯胺，苯胺是极性分子，苯为非极性分子，而水是极性分子，且苯胺的氨基可与水分子间形成氢键，所以苯胺在水中的溶解度比苯在水中的溶解度大； 【小问3详解】 设计反应和的目的是保护氨基，避免氨基在硝化过程中被氧化； 【小问4详解】 甲基是给电子取代基，使得氨基的N的电子密度增加，更容易结合H+，因此H的碱性高于A，硝基是吸电子取代基，使得氨基的N的电子密度降低，不容易结合H+，因此D的碱性低于A，所以碱性排序为H>A>D； 【小问5详解】 根据已知条件，溴代烃会被氨基取代，反应方程式为； 【小问6详解】 根据G和最终产物氯硝西泮的结构，推测第一步加成反应是氨基和酮羰基加成以成环，则中间体X为，第二步脱水生成氯硝西泮，属于消去反应； 【小问7详解】 分子中需含苯环且一个取代基为硝基，那么另一个取代基为—C2H4NO，且含有酰胺键，则满足该条件的取代基有五种，分别为—NHCOCH3、—CONHCH3、—CH2CONH2、—CH2NHCHO和—N(CH3)CHO，每个取代基与硝基有邻、间、对三种空间位置关系，共15种满足要求，减去C本身，同分异构体数量为14种。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $