精品解析：山西吕梁市2025-2026学年高三第一学期期末调研测试 化学试题

2025-2026学年高三第一学期期末调研测试 化学试题 （本试题满分100分，考试时间75分钟。答案一律写在答题卡上） 注意事项： 1.答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔填写好自己的姓名、班级、考号等信息。 2.考试作答时，请将答案正确地填写在答题卡上，答在本试卷上无效。 3.考试结束后，将答题卡交回。 可能用到的相对原子质量：-1 -12 -14 -16 -27 -32 -70 -137 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. 石墨烯是由碳原子形成的单层蜂窝状结构材料，将其卷曲处理可形成碳纳米管。下列有关说法正确的是 A. 石墨烯是有机物 B. 碳纳米管属于胶体 C. 石墨烯和碳纳米管互为同素异形体 D. 石墨烯制碳纳米管时发生氧化还原反应 2. 与可用作火箭推进剂，两者反应生成和。下列说法错误的是 A. 中子数为9的氮原子可表示为 B. 基态的电子排布式为 C. 的电子式为： D. 中的杂化类型为 3. 硒与硫位于同一主族，是生产生活中重要的非金属元素。以工业硒（含、等杂质）为原料制备高纯硒的工艺流程如下： 下列说法正确的是 A. 硒为区元素 B. 燃烧得到的，VSEPR模型名称为平面三角形 C. 燃烧消耗的与还原消耗的的物质的量之比为 D. 向水洗溶液中加入几滴酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，说明水洗溶液具有漂白性 4. 乙酰氨基葡萄糖（结构简式如图）是一种天然存在的特殊单糖。下列有关该物质说法错误的是 A. 含有3种官能团 B. 分子式为 C. 含有5个手性碳原子 D. 该物质与足量的钠反应，可生成 5. 下列实验装置能达到相应实验目的的是 A.实验室随开随用制取 B.制备无水 C.测定醋酸的浓度 D.从植物色素中分离出叶黄素、叶绿素和胡萝卜素 A. A B. B C. C D. D 6. 催化释氢过程中的物质转化关系如下： 有关说法正确的是 A. 中非极性共价键与极性共价键的个数比为 B. 基态碳原子的轨道表示式为 C. 反应Ⅱ的方程式为 D. 参加反应，最终释放的物质的量与消耗的物质的量相同，则释放的物质的量为 7. 下列离子方程式书写正确的是 A. 重铬酸钾溶于水： B. 固体与水反应： C. 用铁氰化钾检验亚铁离子： D. 乙醇与酸性高锰酸钾溶液反应： 8. 探究含铜化合物性质的实验如下： 步骤Ⅰ：取一定量溶液，加入适量浓氨水，产生蓝色沉淀。 步骤Ⅱ：将沉淀分成两等份，分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸，沉淀均完全溶解，溶液分别呈现深蓝色、蓝色。 步骤Ⅲ：向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉，无明显现象；继续加入稀盐酸，振荡后静置，产生少量气泡，铁钉表面出现红色物质。 下列说法正确的是 A. 步骤Ⅰ生成蓝色沉淀的离子方程式为 B. 向步骤Ⅱ反应后的溶液中分别加入乙醇，溶液都不发生变化 C. 由铜化合物的转化可知，与铜离子的结合能力顺序为 D. 步骤Ⅲ中产生气体、析出红色物质的方程式为： 9. 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 相同温度下，用计测量等物质的量浓度的醋酸、盐酸的，比较大小 是弱电解质 B 向95%的乙醇溶液中加入足量，观察到有气泡 能与乙醇发生反应 C 向30%蔗糖溶液中加入少量稀硫酸，加热一段时间后，再加入银氨溶液，未出现银镜 蔗糖未水解 D 相同温度下，分别测定等浓度的和溶液的 非金属性： A. A B. B C. C D. D 10. 我国科学家发现一种钒配合物Ⅰ可以充当固氮反应的催化剂，反应过程中经历的中间体包括Ⅱ和Ⅲ。 （代表单键、双键或三键） 下列说法错误的是 A. 配合物Ⅰ中钒的配位原子有4种 B. 配合物Ⅱ中，第一电离能最大的配位原子是 C. 配合物Ⅰ中，代表芳基，空间结构呈角形 D. 已知配合物Ⅱ和Ⅲ中，钒的化合价分别为和，配合物Ⅱ、Ⅲ和三者中，两个氮原子间键长最长的是配合物Ⅱ 11. 大连化物所邓德会团队在电解池阴极实现了空气电化学转化制硝酸，突破了传统工业需要高温高压的技术瓶颈。根据“一步电转化空气为硝酸”的科学示意图（电解质为溶液，），下列说法正确的是 A. 阳极反应为 B. 阴极消耗时，电路中转移 C. 作为催化剂，直接参与生成的最终反应 D. 阴极区生成的方程式为 12. 某溶液中可能含有、、、、、、、中的某几种离子。为确认溶液组成进行如下实验： （1）取该溶液，加入足量溶液，加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体（标准状况下）； （2）向（1）所得溶液中，通入过量，生成白色沉淀，经过滤、洗涤、干燥，固体质量为； （3）向（2）的滤液中，加入足量溶液，过滤、洗涤、干燥，得固体，向固体中加入过量盐酸，有无色无味气体产生，充分振荡后剩余固体。 下列说法错误的是 A. 由步骤（1）可知，该溶液中一定含有， B. 由步骤（2）（3）可知，该溶液中一定含有、 C. ， D. 该溶液中一定含有 13. 一定条件下，1-苯基丙炔（）可与发生催化加成，反应如下： 反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图（已知：反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应），下列说法正确的是 A. 反应焓变：反应Ⅰ反应Ⅱ B. 反应活化能：反应Ⅰ反应Ⅱ C. 增加浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物Ⅰ的比例 D. 选择相对较长的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅱ 14. 室温下，将置于溶液中，保持溶液体积和元素总物质的量不变，曲线如图。{；代表、、或}。已知和的平衡常数分别为和，的水解常数.下列说法正确的是 A. B. Ⅱ为的变化曲线 C. 点： D. 点： 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 甘氨酸亚铁[]作为氨基酸螯合铁是一种新型的铁营养强化剂，可用甘氨酸与硫酸亚铁（）为原料制备。 I．观察下图，回答问题： （1）图1为甘氨酸亚铁的结构，图2为的结构，请从结构角度分析，等浓度的溶液导电能力远小于溶液的原因：______。 （2）中H-O-H键角和图2左下角圆圈内中H-O-H键角不同的原因是______。 II．实验室制备甘氨酸亚铁（摩尔质量为204 g/mol）部分装置如下图（夹持类仪器已省略）。 已知： 柠檬酸 易溶于水和乙醇，有弱酸性和强还原性 甘氨酸 易溶于水，微溶于乙醇、冰醋酸，在冰醋酸中溶解度大于在乙醇中溶解度 氨基被酸性溶液氧化： 甘氨酸亚铁 易溶于水，难溶于乙醇、冰醋酸 实验步骤如下： i．连接好装置，检查装置的气密性，装入药品（铁屑足量）； ⅱ．关闭活塞、，打开活塞和，加入适量稀硫酸，关闭，当出现____________现象后关闭活塞； ⅲ．____________； ⅳ．恒温50℃下，不断搅拌，打开向c中滴加溶液，将溶液pH调至5.5∼6.0，充分反应； ⅴ．反应完成后，向c的反应混合液中加入乙醇，析出白色沉淀，过滤、洗涤得到粗产品，将粗产品纯化后得精品。 回答下列问题： （3）步骤ⅰ中检查主反应装置气密性的操作是____________。 （4）步骤ⅱ中横线处的现象是____________。 （5）下列说法正确的是____________。 A．步骤ⅰ中的铁屑需要改为铁粉，从而加快反应速率 B．步骤ⅲ横线处操作：打开，等待b中溶液被压入到c中 C．步骤ⅳ可以用沸水浴加热 D．步骤ⅴ中洗涤剂可以用冰水 E．装置c中少量柠檬酸的作用是防止亚铁离子被氧化且能抑制亚铁离子水解 （6）写出c中生成甘氨酸亚铁的化学方程式：____________。 （7）产品纯度测定。已知粗产品通常混有甘氨酸，称取粗产品2.6 g，先加入冰醋酸溶解、搅拌、过滤、洗涤得沉淀；将沉淀配成250 mL溶液，取20.00 mL溶液于锥形瓶中，用0.1000 mol/L的溶液滴定至终点，三次平均消耗体积为26.00 mL，则该样品的纯度为______%（结果保留一位小数）。 16. 孝义、交口等地的铝土矿以为主，还含有、、等物质。山西铝业形成“铝土矿—赤泥—铝—金属镓—氮化镓半导体”产业链，实现资源高效利用。部分生产工艺流程如下图所示： 已知：①镓性质与铝相似，金属活动性介于锌和铁之间； ②种分法是在添加氢氧化铝晶种的条件下，通过降温、搅拌等操作，使溶液中的四羟基合铝酸根离子以氢氧化铝的形式析出； ③吸附、脱附：大多使用偕胺肟树脂，其结构为（其中R代表树脂基体，x为活性位点数），在酸性或碱性条件下均可使用； ④。 回答下列问题： （1）为加快制得原矿浆的速率，操作1可采用____________（写两条）。 （2）写出溶液1中含镓物质产生的离子方程式：____________。 （3）赤泥的主要成分是____________（写化学式）。 （4）电解冶炼金属铝的化学方程式为____________。 （5）脱附时，若使用稀硫酸，则镓富集液中主要微粒是____________。 （6）中和操作时，要使Ga元素完全沉淀，需控制常温下溶液的pH略大于____________（保留两位有效数字）。 （7）合成氮化镓的步骤中，促进了金属Ga和在高温环境中的转化，其化学方程式为_________。 （8）如图所示，氮化镓晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N原子代替（如b），顶点和面心的碳原子被Ga原子代替（如a）。GaN晶体的密度为，则Ga原子与N原子的最短核间距为______pm（用含和的代数式表示）。 17. 煤气化是现代煤化工的核心和基础。以煤炭为原料，通入一定比例的空气或水蒸气，经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。请回答： I．在C和的反应体系中： 反应1： 反应2： 反应3： （1）设，反应1、2、3的随温度的变化关系如图所示。图中对应反应3的线条是______。 （2）一定压强下，随着温度的升高，气体中CO与的物质的量之比______。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法判断 （3）脱除后，采用温和条件，将CO转化为烃类的流程示意图如下： 写出CO放电生成的电极方程式：______。 II．在C和的反应体系中： 反应4： 反应5： （4）在一定温度下，起始压强为0.4 MPa时，向体积固定的密闭容器中加入足量和2 mol 发生上述两个反应，当反应平衡时，的转化率为60%，CO的物质的量为0.2 mol。此时，整个体系的热量变化为______kJ，反应5的平衡常数______（以分压表示，分压=总压×物质的量分数）。 （5）若恒温恒容条件下发生上述两个反应，下列说法正确的是______（填字母序号）。 A. 通入反应器的原料气中应避免混入 B. 增加的投入量，既能提高反应速率，又能提高的转化率 C. 单位时间内消耗1 mol ，同时生成1 mol ，能作体系达到平衡状态的判据 D. 混合气体的平均摩尔质量不再改变，能作体系达到平衡状态的判据 （6）反应5在催化下进行，不同反应路径的相对能量如图所示： 氧化还原机理路径中正反应历程的决速步骤方程式为______。 18. 某化学兴趣小组分别设计了甲、乙、丙装置，用铜做阴极、石墨做阳极电解饱和食盐水。 Ⅰ. （1）该实验中，电解饱和食盐水的离子方程式为______。 （2）从环保角度考虑，图甲、图乙装置共同的缺点是______。 Ⅱ.用图丙装置电解饱和食盐水一段时间，阴、阳极收集气体的体积分别为、。 【理论预测】 【发现问题】实验测得： 【提出猜想】 （3）小白认为的原因可能是______。 小明认为的原因可能是阳极产生了。 实验小组根据小明的分析，提出、浓度对其放电能力影响的探究方案。 【实验探究】 在相同温度、电极及电流强度下，对实验1~4中的溶液进行电解，并用溶解氧传感器测定内阳极区溶液中溶解氧的浓度变化，测得数据如下表所示。 实验 溶液体积 溶液体积 蒸馏水体积 溶解氧浓度变化 1 0 0 20.0 8.3 2 4.0 0 16.0 8.3~10.5 3 4.0 4.0 12.0 4 0 4.0 16.0 8.3~15.5 已知：实验前，各溶液中溶解氧的浓度相同，各组溶液在所测定的时间段内阳极区溶液上方气体中浓度几乎不变。 【解释与结论】 （4）实验2中溶解氧浓度随时间的变化如图所示，检测到阳极区溶液上方气体中氧气浓度略微增加，则溶解氧浓度先减小后增大的原因是______。 （5）收集实验2中阳极区气体，简述验证该气体中含有的实验方案：______（需注明试剂、操作及现象）。 （6）依据实验结果，推测实验3中的取值范围：______，分析、浓度对其放电能力的影响：______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高三第一学期期末调研测试 化学试题 （本试题满分100分，考试时间75分钟。答案一律写在答题卡上） 注意事项： 1.答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔填写好自己的姓名、班级、考号等信息。 2.考试作答时，请将答案正确地填写在答题卡上，答在本试卷上无效。 3.考试结束后，将答题卡交回。 可能用到的相对原子质量：-1 -12 -14 -16 -27 -32 -70 -137 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. 石墨烯是由碳原子形成的单层蜂窝状结构材料，将其卷曲处理可形成碳纳米管。下列有关说法正确的是 A. 石墨烯是有机物 B. 碳纳米管属于胶体 C. 石墨烯和碳纳米管互为同素异形体 D. 石墨烯制碳纳米管时发生氧化还原反应 【答案】C 【解析】 【详解】A．石墨烯是碳单质，不属于碳氢化合物或其衍生物，因此不是有机物，A错误； B．胶体是分散质粒子直径在1~100 nm的分散系，属于混合物，而碳纳米管是纯净物，不属于胶体，B错误； C．石墨烯（单层二维结构）和碳纳米管（卷曲管状结构）均由碳元素组成，但结构不同，属于同素异形体，C正确； D．石墨烯制碳纳米管仅涉及结构改变，无电子转移或化合价变化，不属于氧化还原反应，D错误； 故选C。 2. 与可用作火箭推进剂，两者反应生成和。下列说法错误的是 A. 中子数为9的氮原子可表示为 B. 基态的电子排布式为 C. 的电子式为： D. 中的杂化类型为 【答案】D 【解析】 【详解】A.中子数为9的氮原子，质量数质子数中子数，应表示为，A正确； B.核外电子数为10，电子排布式为，B正确； C.分子中两个氮原子形成三键，每个氮原子各有一个孤电子对，电子式为：，C正确； D.中原子有1个孤电子对，价层电子对数为4，的杂化类型为，D错误。 故选D。 3. 硒与硫位于同一主族，是生产生活中重要的非金属元素。以工业硒（含、等杂质）为原料制备高纯硒的工艺流程如下： 下列说法正确的是 A. 硒为区元素 B. 燃烧得到的，VSEPR模型名称为平面三角形 C. 燃烧消耗的与还原消耗的的物质的量之比为 D. 向水洗溶液中加入几滴酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，说明水洗溶液具有漂白性 【答案】B 【解析】 【分析】工业硒含、等杂质，在空气中燃烧，生成，、转化为、而除去，经水洗后生成，经还原为，纯化后得到高纯硒。 【详解】A．硒与硫在元素周期表中位于同一主族，为第4周期第ⅥA族元素，属于区元素，A错误；　 B．的价层电子对数为，VSEPR模型名称为平面三角形，B正确； C．还原过程发生的反应为：，消耗转化为转移的电子为，燃烧过程消耗的转化为、、，反应，消耗氧气，转移的电子为，但杂质、的物质的量不确定，所以消耗氧气的物质的量无法确定，C错误；　 D．向水洗溶液中加入酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，是由于溶液中的具有还原性，与高锰酸钾发生氧化还原反应，而非因其具有漂白性，D错误。 故选B。 4. 乙酰氨基葡萄糖（结构简式如图）是一种天然存在的特殊单糖。下列有关该物质说法错误的是 A. 含有3种官能团 B. 分子式为 C. 含有5个手性碳原子 D. 该物质与足量的钠反应，可生成 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据分子结构，该分子含有羟基、醚键、酰胺基，A正确； B．根据分子结构，该分子的分子式为，B错误； C．该分子中含有如图所示5个手性碳原子，C正确； D．1 mol该物质含有4 mol羟基，与足量的钠反应，可生成2 mol氢气，D正确； 故答案为B。 5. 下列实验装置能达到相应实验目的的是 A.实验室随开随用制取 B.制备无水 C.测定醋酸的浓度 D.从植物色素中分离出叶黄素、叶绿素和胡萝卜素 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．碳酸钠固体是粉末状易溶物，不能实现固液分离，所以不能用启普发生器随开随用制，A错误； B．用晶体脱水得到无水氯化镁，应在干燥的氛围中加热，可抑制氯化镁水解，B错误； C．用未知浓度的醋酸滴定已知浓度的NaOH溶液，滴定终点时的显碱性，所以应选择酚酞作指示剂，C错误； D．色谱法可以用于混合物分离，如从植物色素中分离出叶黄素、叶绿素和胡萝卜素，D正确； 故选D。 6. 催化释氢过程中的物质转化关系如下： 有关说法正确的是 A. 中非极性共价键与极性共价键的个数比为 B. 基态碳原子的轨道表示式为 C. 反应Ⅱ的方程式为 D. 参加反应，最终释放的物质的量与消耗的物质的量相同，则释放的物质的量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．中非极性共价键（1个O-O）与极性共价键（2个O-H）的个数比为，A错误； B．基态碳原子核外电子排布为，轨道表示式为，B错误； C．根据流程图可知，反应Ⅱ反应物有、，生成物有、，反应方程式为，C正确； D．根据流程图可知，反应Ⅰ的反应方程式为，反应Ⅱ的反应方程式为，列出三段式：、，最终释放的物质的量与消耗的物质的量相同，则a=b，反应后HCHO完全消耗，即9-a-2b=9-3b=0，b=3 mol，即释放的物质的量为3 mol，D错误； 故选C。 7. 下列离子方程式书写正确的是 A. 重铬酸钾溶于水： B. 固体与水反应： C. 用铁氰化钾检验亚铁离子： D. 乙醇与酸性高锰酸钾溶液反应： 【答案】D 【解析】 【详解】A．重铬酸钾溶于水时，主要发生电离或平衡反应，选项A中引入且未体现可逆性， A错误； B．固体与水反应，是固体反应物不可拆成，应保留化学式，正确的离子方程式为：，B错误； C．用铁氰化钾（）检验亚铁离子，形成蓝色沉淀，而不是，正确离子方程式为，C错误； D．乙醇与酸性高锰酸钾溶液反应被氧化成乙酸，离子方程式正确，电子转移、电荷和原子均守恒，D正确； 故选D。 8. 探究含铜化合物性质的实验如下： 步骤Ⅰ：取一定量溶液，加入适量浓氨水，产生蓝色沉淀。 步骤Ⅱ：将沉淀分成两等份，分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸，沉淀均完全溶解，溶液分别呈现深蓝色、蓝色。 步骤Ⅲ：向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉，无明显现象；继续加入稀盐酸，振荡后静置，产生少量气泡，铁钉表面出现红色物质。 下列说法正确的是 A. 步骤Ⅰ生成蓝色沉淀的离子方程式为 B. 向步骤Ⅱ反应后的溶液中分别加入乙醇，溶液都不发生变化 C. 由铜化合物的转化可知，与铜离子的结合能力顺序为 D. 步骤Ⅲ中产生气体、析出红色物质的方程式为： 【答案】C 【解析】 【详解】A．步骤I中产生的蓝色沉淀是Cu(OH)2，发生反应为适量浓氨水与CuSO4溶液生成Cu(OH)2沉淀，氨水为弱电解质，不能拆成OH-，离子方程式应为，A错误； B．向步骤Ⅱ反应后的溶液中分别加入乙醇，对于加浓氨水后的深蓝色溶液（含[Cu(NH3)4]2+），乙醇会降低溶解度，导致深蓝色沉淀析出，溶液发生变化，对于加稀盐酸后的蓝色溶液（含Cu2+），加入乙醇可能无明显变化，B错误； C．步骤II中，浓氨水溶解Cu(OH)2生成[Cu(NH3)4]2+，稀盐酸溶解Cu(OH)2生成Cu2+，实验表明NH3能取代OH-和H2O与Cu2+结合，结合能力顺序为H2O < OH- < NH3，C正确； D．步骤Ⅲ中加入盐酸后，H+与NH3结合生成，释放Cu2+，随后Fe与Cu2+发生置换反应生成红色Cu，并与H+反应生成H2，未体现H+的作用，与实际反应原理不符，D错误； 故选C。 9. 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 相同温度下，用计测量等物质的量浓度的醋酸、盐酸的，比较大小 是弱电解质 B 向95%的乙醇溶液中加入足量，观察到有气泡 能与乙醇发生反应 C 向30%蔗糖溶液中加入少量稀硫酸，加热一段时间后，再加入银氨溶液，未出现银镜 蔗糖未水解 D 相同温度下，分别测定等浓度的和溶液的 非金属性： A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．实验操作测量等物质的量浓度的醋酸和盐酸的pH，醋酸pH大于盐酸，说明醋酸电离不完全，是弱电解质，A正确； B．95%乙醇中含有水，水也能与钠反应产生气泡，因此现象不能证明钠与乙醇反应，B错误； C．未出现银镜可能是因为稀硫酸未中和，导致银氨溶液在酸性条件下失效，不能证明蔗糖未水解，C错误； D．非金属性比较应基于最高价含氧酸的酸性，NaHCO3和NaHSO3分别对应碳酸（碳最高价）和亚硫酸（硫非最高价），无法直接比较S和C的非金属性，D错误； 故选A。 10. 我国科学家发现一种钒配合物Ⅰ可以充当固氮反应的催化剂，反应过程中经历的中间体包括Ⅱ和Ⅲ。 （代表单键、双键或三键） 下列说法错误的是 A. 配合物Ⅰ中钒的配位原子有4种 B. 配合物Ⅱ中，第一电离能最大的配位原子是 C. 配合物Ⅰ中，代表芳基，空间结构呈角形 D. 已知配合物Ⅱ和Ⅲ中，钒的化合价分别为和，配合物Ⅱ、Ⅲ和三者中，两个氮原子间键长最长的是配合物Ⅱ 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题干配合物Ⅰ的结构图，中心原子钒的配位原子有、、、共4种，A正确； B．配合物Ⅱ中，直接和V相连的配位原子包括C、P、O、N。同周期第二周期元素中，N的价电子为，处于p轨道半满稳定结构，第一电离能，因此第一电离能最大的配位原子是N，B错误； C．根据VSEPR模型，中心O原子形成2个σ键，还有2对孤电子对，价层电子对数为4，空间结构为V形，C正确； D．结合题干所给配合物Ⅱ和Ⅲ的结构，钒的化合价分别为+4和+3，配合物Ⅱ中两个氮原子之间形成氮氮单键，氮原子和V原子形成双键，配合物Ⅲ中为氮氮双键，氮原子和V原子形成单键，中为氮氮三键，键长：单键>双键>三键，故配合物Ⅱ中两个氮原子间键长最长，D正确； 故选B。 11. 大连化物所邓德会团队在电解池阴极实现了空气电化学转化制硝酸，突破了传统工业需要高温高压的技术瓶颈。根据“一步电转化空气为硝酸”的科学示意图（电解质为溶液，），下列说法正确的是 A. 阳极反应为 B. 阴极消耗时，电路中转移 C. 作为催化剂，直接参与生成的最终反应 D. 阴极区生成的方程式为 【答案】D 【解析】 【分析】由图示可知，a极为阳极，发生反应为，向阴极（b极）迁移，即阳极区水不断减少。阴极区发生反应：、、，阴极总反应式为，电解池的总反应式为。 【详解】A．阳极发生氧化反应，电解质溶液为酸性（），不应出现，阳极反应应为，A错误； B．根据图示中的简化反应路径，可将各步反应加和得到阴极总反应为。据此可知，消耗时，电路中转移，B错误； C．在反应中起到催化作用，主要促进自由基的生成，间接参与氮气氧化过程，并非直接参与生成的最终反应，C错误； D．由分析可知，阴极区首先还原生成：，该中间产物进一步参与后续反应生成硝酸，D正确； 故选D。 12. 某溶液中可能含有、、、、、、、中的某几种离子。为确认溶液组成进行如下实验： （1）取该溶液，加入足量溶液，加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体（标准状况下）； （2）向（1）所得溶液中，通入过量，生成白色沉淀，经过滤、洗涤、干燥，固体质量为； （3）向（2）的滤液中，加入足量溶液，过滤、洗涤、干燥，得固体，向固体中加入过量盐酸，有无色无味气体产生，充分振荡后剩余固体。 下列说法错误的是 A. 由步骤（1）可知，该溶液中一定含有， B. 由步骤（2）（3）可知，该溶液中一定含有、 C. ， D. 该溶液中一定含有 【答案】C 【解析】 【分析】能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体为，标况下物质的量为，说明原溶液含​，，加过量后通入过量生成白色沉淀，该沉淀为，，说明原溶液一定含；由于与会发生双水解反应，不能大量共存，因此原溶液一定不含，加得到的沉淀，加盐酸后剩余不溶固体，该固体为，，说明原溶液一定含，原溶液中已知阳离子总正电荷：，已知阴离子总负电荷：，Na+、均为阳离子，即使存在也只会增加正电荷，因此一定需要补充负电荷才能满足电荷守恒，以此解答。 【详解】A．由分析可知，该溶液中一定含有，，A正确； B．由分析可知，该溶液中一定含有、，B正确； C．由分析可知，溶液中不存在，，，C错误； D．由分析可知，该溶液中一定含有，D正确； 故选C。 13. 一定条件下，1-苯基丙炔（）可与发生催化加成，反应如下： 反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图（已知：反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应），下列说法正确的是 A. 反应焓变：反应Ⅰ反应Ⅱ B. 反应活化能：反应Ⅰ反应Ⅱ C. 增加浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物Ⅰ的比例 D. 选择相对较长的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅱ 【答案】D 【解析】 【详解】A．由反应关系可知，焓变关系为反应，反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应，因此焓变：反应Ⅰ反应Ⅱ，A错误； B．由图可知，刚开始时主要发生反应Ⅰ，说明反应Ⅰ的活化能小，B错误； C．反应Ⅲ的平衡常数，温度不变，不变，则增加浓度不能增加平衡时产物Ⅱ和产物Ⅰ的比例，C错误； D．由图可知，时间越长，产物Ⅱ越多；及时分离可使平衡正向移动，提高产率，D正确； 故选D。 14. 室温下，将置于溶液中，保持溶液体积和元素总物质的量不变，曲线如图。{；代表、、或}。已知和的平衡常数分别为和，的水解常数.下列说法正确的是 A. B. Ⅱ为的变化曲线 C. 点： D. 点： 【答案】A 【解析】 【分析】pH增大时，增大，，因此随pH增大而减小，且A点时，由水解常数，计算得，即，与A点坐标一致，因此Ⅳ为的曲线； pH增大，浓度升高，不断被配位，不断减小，不断增大，因此上升曲线中Ⅰ为的曲线； 配位产物中，pH升高更利于生成，增长更快，下降更快，因此下降曲线中，Ⅲ为，Ⅱ为，以此解答。 【详解】A．根据图像可知D点，和浓度相等，此时氨气浓度是，根据可知，A正确； B．根据以上分析可知，Ⅲ代表的变化曲线，B错误； C．点时和浓度相等，点时和浓度相等，所以反应的平衡常数为，因此，点时和浓度相等，所以，C错误； D．硝酸铵为强酸弱碱盐，其溶液，图像增大至碱性，则外加了物质，又整个过程保持溶液体积和元素总物质的量不变，则所加物质不是氨水，若不外加物质，则溶液中存在电荷守恒，物料守恒，，，但外加了碱，假设为，则，，D错误； 故选A。 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 甘氨酸亚铁[]作为氨基酸螯合铁是一种新型的铁营养强化剂，可用甘氨酸与硫酸亚铁（）为原料制备。 I．观察下图，回答问题： （1）图1为甘氨酸亚铁的结构，图2为的结构，请从结构角度分析，等浓度的溶液导电能力远小于溶液的原因：______。 （2）中H-O-H键角和图2左下角圆圈内中H-O-H键角不同的原因是______。 II．实验室制备甘氨酸亚铁（摩尔质量为204 g/mol）部分装置如下图（夹持类仪器已省略）。 已知： 柠檬酸 易溶于水和乙醇，有弱酸性和强还原性 甘氨酸 易溶于水，微溶于乙醇、冰醋酸，在冰醋酸中溶解度大于在乙醇中溶解度 氨基被酸性溶液氧化： 甘氨酸亚铁 易溶于水，难溶于乙醇、冰醋酸 实验步骤如下： i．连接好装置，检查装置的气密性，装入药品（铁屑足量）； ⅱ．关闭活塞、，打开活塞和，加入适量稀硫酸，关闭，当出现____________现象后关闭活塞； ⅲ．____________； ⅳ．恒温50℃下，不断搅拌，打开向c中滴加溶液，将溶液pH调至5.5∼6.0，充分反应； ⅴ．反应完成后，向c的反应混合液中加入乙醇，析出白色沉淀，过滤、洗涤得到粗产品，将粗产品纯化后得精品。 回答下列问题： （3）步骤ⅰ中检查主反应装置气密性的操作是____________。 （4）步骤ⅱ中横线处的现象是____________。 （5）下列说法正确的是____________。 A．步骤ⅰ中的铁屑需要改为铁粉，从而加快反应速率 B．步骤ⅲ横线处操作：打开，等待b中溶液被压入到c中 C．步骤ⅳ可以用沸水浴加热 D．步骤ⅴ中洗涤剂可以用冰水 E．装置c中少量柠檬酸的作用是防止亚铁离子被氧化且能抑制亚铁离子水解 （6）写出c中生成甘氨酸亚铁的化学方程式：____________。 （7）产品纯度测定。已知粗产品通常混有甘氨酸，称取粗产品2.6 g，先加入冰醋酸溶解、搅拌、过滤、洗涤得沉淀；将沉淀配成250 mL溶液，取20.00 mL溶液于锥形瓶中，用0.1000 mol/L的溶液滴定至终点，三次平均消耗体积为26.00 mL，则该样品的纯度为______%（结果保留一位小数）。 【答案】（1）甘氨酸亚铁结构中通过Fe、N原子间的配位键，形成了螯合物，使得它在水中难以完全电离，其溶液中自由移动离子的浓度比溶液中离子浓度小（只要写出离子浓度小即可） （2）中O均为杂化，中O有2个孤电子对，图2左下角圆圈内中有1个孤电子对，孤电子对的排斥力要大，使前者的H-O-H键角变小（答案合理即可） （3）将d装置中加水至浸没导管，关闭、、，微热三颈烧瓶，看到导管口有气泡，停止加热，导管内形成水柱且保持 （4）d中出现大量黑色沉淀 （5）BE （6） （7）98.1 【解析】 【分析】易被氧化，为制备甘氨酸亚铁，需先利用稀硫酸与铁屑反应生成的氢气将装置中的空气排空（关闭，打开和），当d中出现大量黑色沉淀时，证明装置中的空气已排空，关闭并打开，b中的硫酸亚铁溶液被氢气压入c中，与甘氨酸反应制备甘氨酸亚铁，反应完成后，向c的反应混合物中加入无水乙醇使析出，经过滤、洗涤得到粗产品，将粗产品纯化后得晶体。 【小问1详解】 甘氨酸亚铁结构中通过Fe、N原子间的配位键，形成了螯合物，使得它在水中难以完全电离，其溶液中自由移动离子的浓度比溶液中离子浓度小，所以导电能力弱。 【小问2详解】 中O都是杂化，中O的4个杂化轨道有2个被孤电子对占据，2个被键合电子对占据，而图2左下角圆圈内中O的4个杂化轨道有1个被孤电子对占据，3个被键合电子对占据。孤电子对与键合电子对间的斥力大于键合电子对与键合电子对间的斥力，使前者的H-O-H键角变小。 【小问3详解】 步骤ⅰ中检查主反应装置气密性的操作：将d装置中加水至浸没导管，关闭、、，微热三颈烧瓶，看到导管口有气泡，停止加热，导管内形成水柱且保持。 【小问4详解】 结合分析知，步骤ⅱ的目的是利用b中产生的氢气将整体装置中的空气排空，结合已知信息知，当d中出现大量黑色沉淀（Pd）时，即可关闭活塞。 【小问5详解】 A．铁粉表面积大，与硫酸反应速率过快，反应不易控制，可能导致反应过于剧烈，而铁屑与硫酸反应 速率适中，A错误； B．步骤ⅲ的目的是利用b中产生的氢气将b中的硫酸亚铁溶液压入c中，则横线处操作：打开，等待b中溶液被压入到c中，B正确； C．步骤ⅳ在50℃恒温下进行，水的沸点为100℃，不能用沸水浴加热，C错误； D．据已知，易溶于水，则步骤v中洗涤剂不能是冰水，D错误； E．装置c中柠檬酸的作用是防止亚铁离子被氧化且能抑制亚铁离子水解，E正确； 故选BE。 【小问6详解】 中使用硫酸亚铁和甘氨酸在碱性条件下反应生成甘氨酸亚铁，根据原子守恒，还生成硫酸钠和水，反应方程式为。 【小问7详解】 因为甘氨酸微溶于冰醋酸，甘氨酸亚铁难溶于冰醋酸，所以先向称取的粗产品中加入冰醋酸，得到纯净的甘氨酸亚铁；再将其溶于水配成溶液，加入酸性高锰酸钾溶液滴定，发生反应：、，根据反应得出关系式：，所以20 mL样品溶液中，，样品质量为，则该样品的纯度。 16. 孝义、交口等地的铝土矿以为主，还含有、、等物质。山西铝业形成“铝土矿—赤泥—铝—金属镓—氮化镓半导体”产业链，实现资源高效利用。部分生产工艺流程如下图所示： 已知：①镓性质与铝相似，金属活动性介于锌和铁之间； ②种分法是在添加氢氧化铝晶种的条件下，通过降温、搅拌等操作，使溶液中的四羟基合铝酸根离子以氢氧化铝的形式析出； ③吸附、脱附：大多使用偕胺肟树脂，其结构为（其中R代表树脂基体，x为活性位点数），在酸性或碱性条件下均可使用； ④。 回答下列问题： （1）为加快制得原矿浆的速率，操作1可采用____________（写两条）。 （2）写出溶液1中含镓物质产生的离子方程式：____________。 （3）赤泥的主要成分是____________（写化学式）。 （4）电解冶炼金属铝的化学方程式为____________。 （5）脱附时，若使用稀硫酸，则镓富集液中主要微粒是____________。 （6）中和操作时，要使Ga元素完全沉淀，需控制常温下溶液的pH略大于____________（保留两位有效数字）。 （7）合成氮化镓的步骤中，促进了金属Ga和在高温环境中的转化，其化学方程式为_________。 （8）如图所示，氮化镓晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N原子代替（如b），顶点和面心的碳原子被Ga原子代替（如a）。GaN晶体的密度为，则Ga原子与N原子的最短核间距为______pm（用含和的代数式表示）。 【答案】（1）粉碎、搅拌、升高温度等 （2） （3）、 （4） （5）、 （6）4.3 （7） （8） 【解析】 【分析】将铝土矿（主要成分为Al2O3，还含有SiO2、Ga2O3、Fe2O3）、石灰石（CaCO3）、苛性钠（NaOH）混合后得到得原矿浆，Al2O3和Ga2O3与NaOH反应分别得到和，SiO2溶液NaOH得到硅酸钠，硅酸钠在与碳酸钙反应得到硅酸钙沉淀，Fe2O3不溶于NaOH，经过过滤后得到溶液1（含、）和赤泥（CaSiO3、Fe2O3），赤泥经系列操作可加工为工业原料及产品，溶液1通过调pH选择性地使Al转化为Al(OH)3沉淀除去，Al(OH)3经过煅烧、电解得到Al和氧气，种分母液依次经吸附、脱附得到镓富集液，镓富集液再经中和、分离、溶解、电解得到金属镓，最后金属镓在CH3Br的促进作用下，和NH3在高温条件下反应制得目标产物氮化镓，同时生成副产物CH4和HBr；据此解答。 【小问1详解】 增大反应物之间的接触面积（将块状固体粉碎、搅拌等方法）、升高温度均可加快制得原矿浆的速率。 【小问2详解】 镓性质与铝相似，属于两性氧化物，可以与强碱反应，反应方程式为，则离子方程式为。 【小问3详解】 据分析，赤泥成分主要是、。 【小问4详解】 工业上采取电解熔融氧化铝的方法冶炼铝，冰晶石作助熔剂降低氧化铝熔融温度，化学方程式为。 【小问5详解】 当中时，吸附后的微粒为，使用稀硫酸脱附时，则转化为和，所以镓富集液中主要微粒是、。 【小问6详解】 已知，溶液中浓度为时，认为完全沉淀，则，，即略大于4.3。 【小问7详解】 、Ga和在高温环境中的反应得到GaN、CH4和HBr，化学方程式为。 【小问8详解】 该晶胞中N原子个数均为4、Ga原子个数为，一个晶胞中有4个GaN，设晶胞边长为a pm，晶胞密度为，，如图所示，Ga原子与N原子的最短核间距为体对角线的，则为。 17. 煤气化是现代煤化工的核心和基础。以煤炭为原料，通入一定比例的空气或水蒸气，经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。请回答： I．在C和的反应体系中： 反应1： 反应2： 反应3： （1）设，反应1、2、3的随温度的变化关系如图所示。图中对应反应3的线条是______。 （2）一定压强下，随着温度的升高，气体中CO与的物质的量之比______。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法判断 （3）脱除后，采用温和条件，将CO转化为烃类的流程示意图如下： 写出CO放电生成的电极方程式：______。 II．在C和的反应体系中： 反应4： 反应5： （4）在一定温度下，起始压强为0.4 MPa时，向体积固定的密闭容器中加入足量和2 mol 发生上述两个反应，当反应平衡时，的转化率为60%，CO的物质的量为0.2 mol。此时，整个体系的热量变化为______kJ，反应5的平衡常数______（以分压表示，分压=总压×物质的量分数）。 （5）若恒温恒容条件下发生上述两个反应，下列说法正确的是______（填字母序号）。 A. 通入反应器的原料气中应避免混入 B. 增加的投入量，既能提高反应速率，又能提高的转化率 C. 单位时间内消耗1 mol ，同时生成1 mol ，能作体系达到平衡状态的判据 D. 混合气体的平均摩尔质量不再改变，能作体系达到平衡状态的判据 （6）反应5在催化下进行，不同反应路径的相对能量如图所示： 氧化还原机理路径中正反应历程的决速步骤方程式为______。 【答案】（1） （2）A （3） （4） ①. 71.15 ②. 3.75 （5）AD （6）或 【解析】 【小问1详解】 由已知方程式可知：2×反应1-反应2可得反应3，结合盖斯定律得： ，三个反应都是焓减即，根据，表示直线的斜率，反应1前后气体分子数不变，为一条水平的直线，即为线条b，反应2气体分子数增加，，y随温度升高而减小，即为线条a，反应3气体分子数减少， ，y随温度升高而增大，即为线条c。 【小问2详解】 三个反应均为放热反应，温度升高，平衡均逆向移动，由于反应3焓变绝对值最大，温度对其平衡移动影响程度最大，所以物质的量减小，CO物质的量增大，CO与物质的量比值增大，故选A。 【小问3详解】 由图可知，电极上CO转化为，C元素化合价下降（+2→-2），发生还原反应，1 mol CO失去4 mol电子，电解液是碱性环境，故电极方程式为：。 【小问4详解】 根据已知，的初始物质的量为2 mol，列出三段式：、，反应平衡时，的转化率为，则的变化量为1.2 mol，即，平衡时的物质的量为0.2 mol，则，解得、，故反应4生成CO的物质的量为0.7 mol、反应5生成的物质的量为0.5 mol，根据相关反应的热化学方程式可知，生成0.7 mol CO要吸收热量、生成0.5 mol 要放出热量，因此整个体系热量变化为吸收能量；平衡时CO、、、的物质的量分别为0.2 mol、0.5 mol、0.8 mol、1.2 mol，气体的总物质的量为2.7 mol，在同温同体积条件下，气体的总压之比等于气体的总物质的量之比，则平衡体系的总压为，故反应5的平衡常数为。 【小问5详解】 A．一氧化碳和氢气都和氧气反应，则原料气中应避免混入，A正确； B．增加的量，反应速率增大，平衡正移，但的转化率减小，B错误； C．消耗和生成都表示正反应速率，不能说明正逆反应速率相等，不确定是否平衡，C错误； D．根据平均摩尔质量定义，反应4为气体分子数增加的反应，且反应物存在固体，则气体分子总质量、总物质的量发生改变，反应前后平均摩尔质量发生变化，反应5的反应物和产物均为气体，且反应前后计量系数和不变，则反应前后平均摩尔质量不变，所以体系的平均摩尔质量是变量，当其不变时，反应达到平衡，D正确； 故选AD。 【小问6详解】 观察图像可知，氧化还原机理路径中正反应历程的最大能垒为0.94 eV，其对应的方程式为或。 18. 某化学兴趣小组分别设计了甲、乙、丙装置，用铜做阴极、石墨做阳极电解饱和食盐水。 Ⅰ. （1）该实验中，电解饱和食盐水的离子方程式为______。 （2）从环保角度考虑，图甲、图乙装置共同的缺点是______。 Ⅱ.用图丙装置电解饱和食盐水一段时间，阴、阳极收集气体的体积分别为、。 【理论预测】 【发现问题】实验测得： 【提出猜想】 （3）小白认为的原因可能是______。 小明认为的原因可能是阳极产生了。 实验小组根据小明的分析，提出、浓度对其放电能力影响的探究方案。 【实验探究】 在相同温度、电极及电流强度下，对实验1~4中的溶液进行电解，并用溶解氧传感器测定内阳极区溶液中溶解氧的浓度变化，测得数据如下表所示。 实验 溶液体积 溶液体积 蒸馏水体积 溶解氧浓度变化 1 0 0 20.0 8.3 2 4.0 0 16.0 8.3~10.5 3 4.0 4.0 12.0 4 0 4.0 16.0 8.3~15.5 已知：实验前，各溶液中溶解氧的浓度相同，各组溶液在所测定的时间段内阳极区溶液上方气体中浓度几乎不变。 【解释与结论】 （4）实验2中溶解氧浓度随时间的变化如图所示，检测到阳极区溶液上方气体中氧气浓度略微增加，则溶解氧浓度先减小后增大的原因是______。 （5）收集实验2中阳极区气体，简述验证该气体中含有的实验方案：______（需注明试剂、操作及现象）。 （6）依据实验结果，推测实验3中的取值范围：______，分析、浓度对其放电能力的影响：______。 【答案】（1） （2）产生的氯气排入空气，污染环境 （3）部分溶于水（与溶液反应也可） （4）电解产生使水中溶解氧减少，随着减小，放电产生，溶解氧浓度增大 （5）将混合气体依次通过足量溶液、浓硫酸、灼热的铜网，若铜网由红变黑，则证明含（合理答案均可） （6） ①. ②. 浓度较大时，优先于放电，生成较少；浓度较小时，更容易放电，生成较多（合理答案均可） 【解析】 【分析】Ⅰ．利用铜作阴极、石墨作阳极搭建甲、乙、丙三套装置电解饱和食盐水，先书写电解总离子方程式，对比甲、乙装置环保缺陷，再针对丙装置电解时阴极气体体积大于阳极的异常现象提出猜想； Ⅱ．为对照探究实验，控制温度、电极、电流强度相同，设置4组不同配比的、与蒸馏水体系进行电解，用溶解氧传感器监测阳极区溶解氧浓度变化，结合溶解氧变化曲线分析浓度波动成因，设计实验验证阳极混合气体中的存在，最后对比三组电解液的溶解氧变化幅度，推导混合体系溶解氧的取值范围并总结、放电能力规律。 【小问1详解】 石墨阳极上失电子发生氧化反应：，铜阴极上水得电子发生还原反应：，两极反应合并消去电子，得到总离子方程式； 【小问2详解】 甲、乙的阳极电极材料均为石墨，阳极均生成有毒，两套装置都没有尾气吸收装置，生成的氯气直接排放到空气中，氯气有毒，会污染大气环境； 【小问3详解】 理论上转移相同电子时，与生成物质的量相等、体积相等；实际阳极生成的有一部分溶解在饱和食盐水中，还有部分会和电解生成的发生反应，导致阳极收集到的体积偏小，最终出现阴极氢气体积大于阳极氯气体积； 【小问4详解】 电解产生的气泡逸出时，会将溶液中部分溶解的带出，导致溶解氧浓度减小；随着电解持续进行，溶液里不断消耗、浓度逐步降低，的放电竞争力变强，在阳极放电发生反应，持续生成溶解在阳极区溶液中，因此溶解氧浓度后续又逐渐升高； 【小问5详解】 阳极收集到的是和混合气体，会干扰检验，需先除杂干燥再检验：将阳极混合气体依次通入足量溶液完全吸收除去，再通入浓硫酸干燥气体，随后把干燥后的气体通入灼热的铜丝网；若观察到红色铜网逐渐变为黑色，即可证明气体中含有； 【小问6详解】 实验2只有体系，溶解氧最终变化上限；实验4只有体系，溶解氧最终变化上限；实验3是等量与混合体系，体系同时存在和，生成的量介于实验2、4之间，因此；浓度较高时，放电能力强于，阳极优先析出，放电少、生成少，溶解氧增幅小；浓度越低，越容易在阳极放电，生成更多，溶解氧增幅更大。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $