精品解析：江苏省如皋中学2024-2025学年高三上学期综合练习（四）化学试题

江苏省如皋中学2024~2025学年度第一学期高三年级综合练习（四） 试卷总分：100分 考试时间：75分钟 可能用到的相对原子质量：H 1  N 14 O 16  S 32 Fe 56 Ce 140 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 化学与生产、生活、科技等方面密切相关，下列说法正确的是 A. 光导纤维的主要原料是二氧化硅 B. 光化学烟雾、温室效应的形成都与CO2有关 C. 淀粉、蛋白质、油脂都属于高分子化合物 D. 乙醇常用于医疗消毒，浓度越高消毒效果越好 2. 利用反应LiH十NH3H2+LiNH2可制备化工试剂LiNH2。下列说法正确的是 A. LiH的电子式为 B. 第一电离能：I1(Li)>I1(H) C. NH中N原子轨道杂化类型为sp2 D. NH3是含有极性键的极性分子 3. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X元素原子最外层电子数是内层的2倍，元素Y的核电荷数等于W原子的最外层电子数，金属元素Z其原子最外层电子数与最内层相同。下列说法正确的是 A. 电负性：χ(X)>χ(Y) B. 最高价氧化物对应水化物的酸性：W>X C. 原子半径：r(Z)<r(W) D. X、W形成的化合物属于共价晶体 4. 液氨的沸点-33.5℃，锂能与液氨反应，反应方程式为，是一种强还原剂，反应装置如图所示（夹持装置略）。下列说法不正确的是 A. 图中“试剂A”“试剂B”均可以为碱石灰 B. 实验过程中可以通过调节分液漏斗的活塞，控制产生氨气的速率 C. 图中“冷却溶剂”可以是冰水混合物 D. 反应前锂片需打磨除去表面的氧化膜 阅读下列材料，完成下面小题 化学反应中常伴随着物质、能量的转化。H2、CH4、NaBH4都可以作为燃料电池的燃料。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，CH4的燃烧热为890.3kJ·mol-1。碱性NaBH4溶液中滴加FeSO4溶液，可制得纳米铁，纳米铁粉和醋酸可将NO还原为N2进行脱硝；多晶铜催化电解CO2可制备CH4、C2H4、HCOOH等产品。碳有多种同位素。 5. 下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是 A. H2密度小，可用作绿色燃料 B. FeSO4具有还原性，可用作抗氧化剂 C. CH4中心原子没有孤电子对，具有可燃性 D. HCOOH与H2O分子之间形成氢键，HCOOH水溶液呈酸性 6. 下列说法正确的是 A. BH与SO空间构型不同 B. Fe2+转化为Fe得到的2个电子基态时填充在4s轨道上 C. CO2分子中存在C与O2之间的强烈相互作用 D. 石墨、金刚石、C60都是碳的同位素 7. 下列反应式表示正确的是 A. CH4的燃烧：CH4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g) 890.3kJ·mol-1 B. 纳米铁粉和醋酸联合脱硝：5Fe+2NO+12H+=5Fe2++N2↑+6H2O C. KOH为电解质，电解CO2制备CH4的阴极反应：CO2+6H2O+8e-=CH4+8OH- D. 碱性NaBH4制纳米铁：2Fe2++BH+4H2O=2Fe+2H2↑+B(OH)+4H+ 8. 对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ，下列说法正确的是 A. 该反应在任何条件下都能自发进行 B. 反应的(表示键能) C. 高温、高压均能提高H2的平衡转化率 D. 反应中每消耗1molN2转移电子的数目为6×6.02×1023 9. 化合物Y是合成治疗过敏性疾病药物的中间体，可由下列反应制得。下列说法正确的是 A. 化合物X既能与盐酸反应又能与氢氧化钠反应 B. 化合物X与足量的氢气加成后分子中含有3个手性碳原子 C. 化合物X中所有碳原子一定共面 D. 能用浓溴水检验Y中是否含有X 10. 在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是 A. 工业制高纯Si： B. 侯氏制碱法： C. 工业制硝酸： D. 海水中提取镁： 11. 室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是 选项 探究方案 探究目的 A 用洁净的玻璃棒蘸取NaC1O溶液滴在pH试纸上，待变色后与标准比色卡比对 测定NaClO溶液的pH B 将少量铜粉加入硝酸酸化的硝酸铁溶液中，观察反应现象 探究Fe3+与铜粉能否反应 C 向2mL0.1mol•L-1KMnO4溶液中滴加适量维生素C溶液，观察溶液颜色变化 探究维生素C是否具有还原性 D 向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液，观察溶液是否变澄清 探究苯酚的酸性与碳酸的酸性的相对强弱 A. A B. B C. C D. D 12. 已知柠檬酸是一种三元有机酸，其化学式为H3C6H5O7，Ka1(H3C6H5O7)=7.1×10-4，Ka2(H3C6H5O7)=1.68×10-5，Ka3(H3C6H5O7)=4.1×10-7，Ka1(H2CO3)=4.3×10-7，Ka2(H2CO3)=5.0×10-11。室温下，某小组做如下实验。下列说法正确的是 实验I：测定0.100mol•L-1NaH2C6H5O7溶液pH<7 实验Ⅱ：向0.100mol•L-1H3C6H5O7溶液中滴加一定量的NaOH溶液，测得反应后溶液的pH=7 实验Ⅲ：向5mL0.100mol•L-1Na2CO3溶液中逐滴滴加5滴0.100mol•L-1H3C6H5O7溶液 实验Ⅳ：将浓度均为0.100mol•L-1HCl溶液与Na3C6H5O7溶液等体积混合，测得反应后溶液的pH=b A. 实验I中：c(H3C6H5O7)>2c(C6H5O)+c(HC6H5O) B. 实验Ⅱ所得溶液中：c(C6H5O)<c(HC6H5O) C. 实验Ⅲ反应的离子方程式：CO+H3C6H5O7=CO2↑+HC6H5O+H2O D. 实验Ⅳ中：b<7 13. 在催化剂作用下，以CO2催化加氢其主要反应有： 反应1：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 反应2：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) 在恒温恒压密闭容器中通入3molH2、1molCO2气体，CO2的平衡转化率及CH3OH的平衡产率随温度变化的关系如图所示。 已知CH3OH的产率，下列说法正确的是 A. ， B. 从350~600K，H2O的物质的量随温度升高先升后降 C. 350~400K之间，n(H2)与n(CO2)的比值一直保持3：1 D. 550K~600K之间，当容器的体积不变时，说明反应到达平衡 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 三价铈(Ce3+)在颜料工业及生物工程中有着重要的作用，可以从催化剂废料(主要成为CeO2、Fe2O3及少量惰性杂质)中回收制备Ce3+。 已知：①部分物质的分解温度如下表所示 Ce(SO4)2 Ce2(SO4)3 Fe2(SO4)3 450℃~500℃ 750℃~830℃ 550℃~625℃ ②三价铈(Ce3+)的硫酸盐可溶于水 ③当溶液中的离子浓度≤10-5mol•L-1时，可以认为沉淀完全。Ksp[Ce2(CO3)3]=1.0×10-28，Ka1(H2CO3)=4.3×107，Ka2(H2CO3)=5.0×10-11。 （1）硫酸焙烧将催化剂废料粉碎后与浓硫酸混合，控制焙烧温度200℃~300℃，将催化剂中的CeO2、Fe2O3转化为Ce(SO4)2、Fe2(SO4)3。 ①CeO2的晶胞如图所示，与Ce原子等距离的O原子数目为___________。 ②焙烧时控制温度不超过300℃的主要原因是___________。 （2）选择性分解将硫酸焙烧后的产物放入石英管式炉中加热，Ce(SO4)2、Fe2(SO4)3分别转化为Ce2(SO4)3、Fe2O3。 ①选择性分解时还生成两种气体，分别为SO3和___________。 ②将12g的硫酸焙烧后的产物在氮气氛围中焙烧，剩余固体质量随温度变化曲线如图所示，该产物中n(Ce3+):n(Fe3+)的比值___________(写出计算过程)。 ③“选择性分解”将Fe2(SO4)3转化为Fe2O3的目的是___________。 （3）浸取、萃取、转化 ①用蒸馏水将Ce2(SO4)3从选择性分解后的产物浸取出来后，再用有机试剂HT萃取水溶液的Ce3+，有机试剂HT的分配系数为10(分配系数可以近似理解为萃取剂加入水溶液中进行萃取达平衡时，溶质在萃取剂中的浓度与在水溶液中的浓度的比值)，取200mL，Ce3+浓度为0.1mol/L的溶液，加入100mLHT进行萃取后，水溶液中剩余Ce3+的浓度为___________mol•L-1(保留两位有效数字)。 ②向Ce3+滤液中加入NH4HCO3生成Ce2(CO3)3沉淀，测得Ce3+沉淀完全时溶液的pH=8，溶液中=___________mol•L-1。 15. 化合物G是制备青蒿素的中间体，其一种合成路线如下： （1）化合物与足量氢气加成后产物的名称为___________(填序号)。 A．2-羟基丁醇 B．2-丁醇 C．3-丁醇 （2）G分子中官能团名称为___________。 （3）F(C15H26O)的结构简式为___________。 （4）化合物M是化合物H脱去两个氢原子的产物，化合物M的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：___________。 ①能与FeCl3发生显色反应； ②酸性条件下水解得到两种有机产物，产物分别含有2种、3种不同环境的氢原子。 （5）设计以、CH3MgI为原料，制备的合成路线________(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。 16. Ca(NO2)2(亚硝酸钙)是一种建筑阻锈剂，易溶于水。 （1）制备Ca(NO2)2。实验室用NO和CaO2在加热的条件下制备Ca(NO2)2实验装置如图所示。 ①实验开始前需通一段时间的N2，主要目的是___________。 ②A装置中开始反应后，当观察到___________(填现象)，开始加热管式炉。 ③实验尾气通入酸性H2O2中，将NO转化为HNO3，该反应的离子方程式为___________。 （2）测定Ca(NO2)2中NO的含量。 已知：i.酸性条件下，NO2、NO都能与Fe2+反应。 ii.NH+NON2↑+2H2O，Ca2+会减缓该反应的进行，NO在该条件下不与NH反应。 实验步骤： ①准确称取0.2000gCa(NO2)2样品，___________(补充完整实验方案，必须使用的试剂：硫酸钠浓溶液、氯化铵溶液、蒸馏水)。 ②将步骤①冷却后的溶液置于容量瓶中配成100mL，取出其中的25mL置于锥形瓶中，再向锥形瓶中加入稀硫酸及25mL0.010mol•L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液(稍过量)。 ③用KMnO4标准溶液滴定锥形瓶中溶液至___________(填现象)，停止滴定。滴定时，如果滴定速度过慢，则测得NO的含量偏高，原因是___________。 17. 通过各种途径将CO2转化为尿素[CO(NH2)2]是当前研究的重点课题 （1）以NH3、CO2为原料生产尿素的反应历程与能量变化示意图如图所示。 ①中σ键和π键个数之比为___________。 ②下列措施中可以增大尿素的平衡产率的是___________。 A．移走部分尿素 B．增大体系压强 C．降低反应温度 D．选择合适的催化剂 （2）电催化同步还原CO2和制备尿素，电解装置如图所示，电解过程中持续向溶液中匀速通入CO2，用尿素酶法可以测定是否有尿素生成。 ①电解过程中生成尿素的电极反应式是___________。 ②阴极区用KHCO3与KNO3的混合溶液代替KNO3溶液，起始CO、CO(NH2)2的产率有了一定提升，其原因是___________。 ③电催化制备尿素可能的机理如下图所示，请设计实验方案确定“途径2”是否存在：___________。 ④电解过程中测得阴极各物质的物质的量分别为n(CO)=0.1mol，=0.1mol，n[CO(NH2)2]=0.1mol，理论上阳极生成氧气的物质的量为___________mol。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏省如皋中学2024~2025学年度第一学期高三年级综合练习（四） 试卷总分：100分 考试时间：75分钟 可能用到的相对原子质量：H 1  N 14 O 16  S 32 Fe 56 Ce 140 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 化学与生产、生活、科技等方面密切相关，下列说法正确的是 A. 光导纤维的主要原料是二氧化硅 B. 光化学烟雾、温室效应的形成都与CO2有关 C. 淀粉、蛋白质、油脂都属于高分子化合物 D. 乙醇常用于医疗消毒，浓度越高消毒效果越好 【答案】A 【解析】 【详解】A．光导纤维的主要原料是二氧化硅，是因为其具有良好的光学性能，A正确； B．温室效应的形成与二氧化碳有关，光化学烟雾形成与氮的氧化物有关，B错误； C．淀粉、蛋白质属于高分子营养物质，油脂不属于高分子化合物，C错误； D．乙醇的体积分数为75%时，消毒效果最好，D错误； 故选A。 2. 利用反应LiH十NH3H2+LiNH2可制备化工试剂LiNH2。下列说法正确的是 A. LiH的电子式为 B. 第一电离能：I1(Li)>I1(H) C. NH中N原子轨道杂化类型为sp2 D. NH3是含有极性键的极性分子 【答案】D 【解析】 【详解】A．LiH为离子化合物，H-的核外只有两个电子，LiH的电子式：，A错误； B．同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；第一电离能：I1(Li)<I1(H)，B错误； C．NH中N原子的价层电子对数为，为sp3杂化，C错误； D．NH3是含有氮氢极性键，中心原子N含有1对孤对电子，分子结构不对称，正负电荷重心不重合，为极性分子，D正确； 故选D。 3. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X元素原子最外层电子数是内层的2倍，元素Y的核电荷数等于W原子的最外层电子数，金属元素Z其原子最外层电子数与最内层相同。下列说法正确的是 A. 电负性：χ(X)>χ(Y) B. 最高价氧化物对应水化物的酸性：W>X C. 原子半径：r(Z)<r(W) D. X、W形成的化合物属于共价晶体 【答案】B 【解析】 【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X元素原子最外层电子数是内层的2 倍，则X为C元素，金属元素Z其原子最外层电子数与最内层相同，则Z为Mg元素，元素Y的核电荷数等于W原子的最外层电子数，短周期主族元素最外层电子数小于8，则Y元素的核电荷数小于8，大于6，则Y为N元素，W为Cl元素。 【详解】A．同周期电负性从左向右增大，电负性：C<N，A错误； B．W为Cl元素，X为C元素，非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性：Cl＞C，则最高价氧化物对应水化物的酸性：HClO4＞H2CO3，B正确； C．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；原子半径：r(Mg)>r(Cl)，C错误； D．碳和氯形成的化合物四氯化碳为分子晶体，D错误； 故选B。 4. 液氨的沸点-33.5℃，锂能与液氨反应，反应方程式为，是一种强还原剂，反应装置如图所示（夹持装置略）。下列说法不正确的是 A. 图中“试剂A”“试剂B”均可以为碱石灰 B. 实验过程中可以通过调节分液漏斗的活塞，控制产生氨气的速率 C. 图中“冷却溶剂”可以是冰水混合物 D. 反应前锂片需打磨除去表面的氧化膜 【答案】C 【解析】 【分析】利用Li和液氨反应制备；碱石灰（试剂A）可以吸收浓氨水中的水分，同时吸水过程释放大量放热，使浓氨水受热分解产生氨气；氨气经试剂B（碱石灰）干燥后，通入冷却的双口烧瓶中液化并与锂反应；最后的球形干燥管用于防止空气中的水蒸气进入反应体系。 【详解】A．试剂A可以用碱石灰与浓氨水反应产生氨气；试剂B在干燥管目的是干燥氨气，防止水蒸气与金属锂反应，可以使用碱石灰，A正确； B．实验过程中可以通过调节分液漏斗的活塞，控制滴加浓氨水的速率，从控制产生氨气的速率，B正确； C．液氨的沸点为，要使氨气液化得到液氨，冷却温度需要低于，而冰水混合物温度为，无法使氨气液化，不能用作冷却溶剂，C错误； D．锂是活泼金属，表面易生成氧化膜，反应前打磨锂片除去氧化膜，才能保证锂与液氨顺利反应，D正确； 答案选C。 阅读下列材料，完成下面小题 化学反应中常伴随着物质、能量的转化。H2、CH4、NaBH4都可以作为燃料电池的燃料。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，CH4的燃烧热为890.3kJ·mol-1。碱性NaBH4溶液中滴加FeSO4溶液，可制得纳米铁，纳米铁粉和醋酸可将NO还原为N2进行脱硝；多晶铜催化电解CO2可制备CH4、C2H4、HCOOH等产品。碳有多种同位素。 5. 下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是 A. H2密度小，可用作绿色燃料 B. FeSO4具有还原性，可用作抗氧化剂 C. CH4中心原子没有孤电子对，具有可燃性 D. HCOOH与H2O分子之间形成氢键，HCOOH水溶液呈酸性 6. 下列说法正确的是 A. BH与SO空间构型不同 B. Fe2+转化为Fe得到的2个电子基态时填充在4s轨道上 C. CO2分子中存在C与O2之间的强烈相互作用 D. 石墨、金刚石、C60都是碳的同位素 7. 下列反应式表示正确的是 A. CH4的燃烧：CH4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g) 890.3kJ·mol-1 B. 纳米铁粉和醋酸联合脱硝：5Fe+2NO+12H+=5Fe2++N2↑+6H2O C. KOH为电解质，电解CO2制备CH4的阴极反应：CO2+6H2O+8e-=CH4+8OH- D. 碱性NaBH4制纳米铁：2Fe2++BH+4H2O=2Fe+2H2↑+B(OH)+4H+ 8. 对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ，下列说法正确的是 A. 该反应在任何条件下都能自发进行 B. 反应的(表示键能) C. 高温、高压均能提高H2的平衡转化率 D. 反应中每消耗1molN2转移电子的数目为6×6.02×1023 【答案】5. B 6. B 7. C 8. D 【解析】 【5题详解】 A．氢气可作绿色燃料是因为其燃烧产物只有水，与其密度无关，A错误； B．FeSO4中的Fe元素为+2价，具有还原性，可用作抗氧化剂，B正确； C．CH4具有可燃性，与其中心C原子是否具有孤电子对无关，C错误； D．HCOOH水溶液呈酸性，是因为羧基中极性键断裂，电离出，与其是否与H2O分子之间形成氢键无关，D错误； 答案选B。 【6题详解】 A．中心原子B价层电子对数：，无孤电子对，分子空间构型为正四面体形，中心原子S价层电子对数：，无孤电子对，分子空间构型为正四面体形，A错误； B．基态价层电子排布式：，基态价层电子排布式：，说明Fe2+转化为Fe得到的2个电子基态时填充在4s轨道上，B正确； C．CO2分子中存在C原子和O原子间强烈的相互作用，即共价键，CO2分子中不存在O2分子，C错误； D．石墨、金刚石、C60都是碳元素形成的性质不同的单质，互为同素异形体，D错误； 答案选B。 【7题详解】 A．CH4的燃烧是指1molCH4完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水时所放出的热量，A错误； B．醋酸为弱酸，不能拆为离子形式，纳米铁粉和醋酸联合脱硝：，B错误； C．KOH为电解质，电解CO2制备CH4的阴极发生还原反应，电极反应式：CO2+6H2O+8e-=CH4+8OH-，C正确； D．碱性NaBH4制纳米铁：，D错误； 答案选C。 【8题详解】 A．该反应，，根据反应可自发进行，说明该反应低温可自发进行，A错误； B．根据焓变=反应物总键能-生成物总键能，(表示键能)，B错误； C．该反应为放热反应，高温使平衡逆向移动，不能提高H2的平衡转化率，C错误； D．反应中N元素化合价从0价降低至-3价，即每消耗1molN2转移电子的数目为6×6.02×1023，D正确； 答案选D。 9. 化合物Y是合成治疗过敏性疾病药物的中间体，可由下列反应制得。下列说法正确的是 A. 化合物X既能与盐酸反应又能与氢氧化钠反应 B. 化合物X与足量的氢气加成后分子中含有3个手性碳原子 C. 化合物X中所有碳原子一定共面 D. 能用浓溴水检验Y中是否含有X 【答案】A 【解析】 【详解】A．化合物X含有氨基，能与盐酸反应；含有酚羟基，能与氢氧化钠反应，A选项正确； B．化合物X与足量的氢气加成后得到分子如图：（标记*的为手性碳原子），如图分子中含有4个手性碳原子，B选项错误； C．苯环上的6个碳原子共面，苯环外的碳原子不一定共面，因为C-C单键可以旋转，因此化合物X中所有碳原子不一定共面，C选项错误； D．浓溴水可以与酚羟基的邻、对位发生取代反应生成白色沉淀，而Y和X中均有酚羟基的存在，均能和浓溴水发生取代反应，因此无法检验Y中是否含有X，D选项错误； 故选A。 10. 在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是 A. 工业制高纯Si： B. 侯氏制碱法： C. 工业制硝酸： D. 海水中提取镁： 【答案】A 【解析】 【详解】A．硅和碳高温生成粗硅，粗硅和HCl高温生成，再被氢气还原为硅单质，A正确； B．饱和氨盐水通入二氧化碳生成碳酸氢钠晶体，氯化钠和二氧化碳不反应，碳酸氢钠受热分解为碳酸钠，B错误； C．氨气被氧气氧化为NO，NO和水不反应，制硝酸应为NO和氧气生成二氧化氮，二氧化氮和水生成硝酸，C错误； D．氢氧化镁和盐酸生成氯化镁溶液，结晶得到氯化镁晶体，再转化为无水氯化镁，电解熔融氯化镁得到镁单质，电解氯化镁溶液得不到金属镁，D错误； 故选A。 11. 室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是 选项 探究方案 探究目的 A 用洁净的玻璃棒蘸取NaC1O溶液滴在pH试纸上，待变色后与标准比色卡比对 测定NaClO溶液的pH B 将少量铜粉加入硝酸酸化的硝酸铁溶液中，观察反应现象 探究Fe3+与铜粉能否反应 C 向2mL0.1mol•L-1KMnO4溶液中滴加适量维生素C溶液，观察溶液颜色变化 探究维生素C是否具有还原性 D 向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液，观察溶液是否变澄清 探究苯酚的酸性与碳酸的酸性的相对强弱 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．次氯酸钠具有强氧化性，漂白性，可使pH试纸褪色，不能用pH试纸检测其pH值，A不能达到实验目的； B．硝酸具有强氧化性，铜与硝酸发生氧化还原反应，无法探究Fe3+与Cu的反应，B不能达到实验目的； C．高锰酸钾溶液如果褪色，说明被还原，维生素C具有还原性，C能达到实验目的； D．向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液，溶液变澄清是因为苯酚和碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠和苯酚钠，只能说明酸性是苯酚大于碳酸氢根，D不能达到实验目的； 答案选C。 12. 已知柠檬酸是一种三元有机酸，其化学式为H3C6H5O7，Ka1(H3C6H5O7)=7.1×10-4，Ka2(H3C6H5O7)=1.68×10-5，Ka3(H3C6H5O7)=4.1×10-7，Ka1(H2CO3)=4.3×10-7，Ka2(H2CO3)=5.0×10-11。室温下，某小组做如下实验。下列说法正确的是 实验I：测定0.100mol•L-1NaH2C6H5O7溶液pH<7 实验Ⅱ：向0.100mol•L-1H3C6H5O7溶液中滴加一定量的NaOH溶液，测得反应后溶液的pH=7 实验Ⅲ：向5mL0.100mol•L-1Na2CO3溶液中逐滴滴加5滴0.100mol•L-1H3C6H5O7溶液 实验Ⅳ：将浓度均为0.100mol•L-1HCl溶液与Na3C6H5O7溶液等体积混合，测得反应后溶液的pH=b A. 实验I中：c(H3C6H5O7)>2c(C6H5O)+c(HC6H5O) B. 实验Ⅱ所得溶液中：c(C6H5O)<c(HC6H5O) C. 实验Ⅲ反应的离子方程式：CO+H3C6H5O7=CO2↑+HC6H5O+H2O D. 实验Ⅳ中：b<7 【答案】D 【解析】 【详解】A．实验I：测定0.100mol•L-1NaH2C6H5O7溶液pH<7，柠檬酸根离子水解程度小于电离程度，则c(H3C6H5O7)<c(HC6H5O)，A错误； B．Ka3(H3C6H5O7)==4.1×10-7，向0.100mol•L-1H3C6H5O7溶液中滴加一定量的NaOH溶液，测得反应后溶液的pH=7，即c(H+)=10-7，所以c(C6H5O)>c(HC6H5O)，B错误； C．根据Ka2(H3C6H5O7)=1.68×10-5＞Ka1(H2CO3)=4.3×10-7＞Ka3(H3C6H5O7)=4.1×10-7＞Ka2(H2CO3)=5.0×10-11，向5mL0.100mol•L-1Na2CO3溶液中逐滴滴加5滴0.100mol•L-1H3C6H5O7溶液应生成碳酸氢根和C6H5O离子，离子方程式错误，C错误； D．将浓度均为0.100mol•L-1HCl溶液与Na3C6H5O7溶液等体积混合，生成Na2HC6H5O7，存在电离平衡和水解平衡，电离平衡常数Ka3(H3C6H5O7)=4.1×10-7，水解平衡常数，电离大于水解，b<7，D正确； 故选D。 13. 在催化剂作用下，以CO2催化加氢其主要反应有： 反应1：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 反应2：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) 在恒温恒压密闭容器中通入3molH2、1molCO2气体，CO2的平衡转化率及CH3OH的平衡产率随温度变化的关系如图所示。 已知CH3OH的产率，下列说法正确的是 A. ， B. 从350~600K，H2O的物质的量随温度升高先升后降 C. 350~400K之间，n(H2)与n(CO2)的比值一直保持3：1 D. 550K~600K之间，当容器的体积不变时，说明反应到达平衡 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，升高温度，甲醇的平衡产率下降，说明反应①平衡逆向移动，△H1 < 0，而500K左右过后再升高温度，二氧化碳的平衡转化率增大，说明升高温度，反应②占主导，升温平衡正向移动，△H2> 0，A错误； B．由图可知，从350~600K，随着温度的升高，二氧化碳的转化率先降低，再升高，两个反应都会生成水，且，则H2O的物质的量随温度升高先降后升，B错误； C．由图可知，350~400K之间时，甲醇的产率和二氧化碳的转化率相同，则此时只发生反应1，此时反应物的投料比等于系数比，则n(H2)与n(CO2)的比值一直保持3：1，C正确； D．550K~600K之间时，二氧化碳的转化率在增大，而甲醇的产率几乎为0，则此时发生的反应主要是反应2，该反应是气体分子数不变的反应，则当容器的体积不变时，不能说明反应到达平衡，D错误； 故选C。 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 三价铈(Ce3+)在颜料工业及生物工程中有着重要的作用，可以从催化剂废料(主要成为CeO2、Fe2O3及少量惰性杂质)中回收制备Ce3+。 已知：①部分物质的分解温度如下表所示 Ce(SO4)2 Ce2(SO4)3 Fe2(SO4)3 450℃~500℃ 750℃~830℃ 550℃~625℃ ②三价铈(Ce3+)的硫酸盐可溶于水 ③当溶液中的离子浓度≤10-5mol•L-1时，可以认为沉淀完全。Ksp[Ce2(CO3)3]=1.0×10-28，Ka1(H2CO3)=4.3×107，Ka2(H2CO3)=5.0×10-11。 （1）硫酸焙烧将催化剂废料粉碎后与浓硫酸混合，控制焙烧温度200℃~300℃，将催化剂中的CeO2、Fe2O3转化为Ce(SO4)2、Fe2(SO4)3。 ①CeO2的晶胞如图所示，与Ce原子等距离的O原子数目为___________。 ②焙烧时控制温度不超过300℃的主要原因是___________。 （2）选择性分解将硫酸焙烧后的产物放入石英管式炉中加热，Ce(SO4)2、Fe2(SO4)3分别转化为Ce2(SO4)3、Fe2O3。 ①选择性分解时还生成两种气体，分别为SO3和___________。 ②将12g的硫酸焙烧后的产物在氮气氛围中焙烧，剩余固体质量随温度变化曲线如图所示，该产物中n(Ce3+):n(Fe3+)的比值___________(写出计算过程)。 ③“选择性分解”将Fe2(SO4)3转化为Fe2O3的目的是___________。 （3）浸取、萃取、转化 ①用蒸馏水将Ce2(SO4)3从选择性分解后的产物浸取出来后，再用有机试剂HT萃取水溶液的Ce3+，有机试剂HT的分配系数为10(分配系数可以近似理解为萃取剂加入水溶液中进行萃取达平衡时，溶质在萃取剂中的浓度与在水溶液中的浓度的比值)，取200mL，Ce3+浓度为0.1mol/L的溶液，加入100mLHT进行萃取后，水溶液中剩余Ce3+的浓度为___________mol•L-1(保留两位有效数字)。 ②向Ce3+滤液中加入NH4HCO3生成Ce2(CO3)3沉淀，测得Ce3+沉淀完全时溶液的pH=8，溶液中=___________mol•L-1。 【答案】（1） ①. 8 ②. 防止浓硫酸的分解或挥发 （2） ①. ②. 2:1 ③. 将转化为难溶性的易与分离 （3） ①. 0.017 ②. 【解析】 【分析】该工艺流程原料为催化剂废料(主要成为CeO2、Fe2O3及少量惰性杂质)，目的回收制备Ce3+，步骤为硫酸焙烧、选择性分解、浸取、萃取、转化，制得Ce2(CO3)3。 【小问1详解】 ①从的晶胞结构图分析，灰球有个，黑球有8个，二者个数之比为1:2，符合化学式，故灰球代表Ce原子，黑球代表O原子，从晶胞图可看出与Ce原子等距离的O原子数目为8个； ②硫酸焙烧过程控制焙烧温度200℃~300℃目的是使催化剂中的与浓硫酸反应生成，在选择性分解过程又将产物分别转化为，此过程控制温度为，则在硫酸焙烧过程温不超过300℃的原因为防止浓硫酸的分解或挥发； 故答案为：8；防止浓硫酸的分解或挥发； 【小问2详解】 ①选择性分解时发生分别转化为的反应，根据元素化合价变化，化学反应方程式分别为、，生成的两种气体为； ②根据图像、结合分解温度分析，固体质量变化的原因为分解生成气体，气体挥发，减少的质量为生成的气体的质量，固体质量变化的原因为分解生成气体，气体挥发，减少的质量为气体的质量，故根据化学方程式可列式计算， ，解得，根据元素守恒，；，解得，根据元素守恒，，则； ③“选择性分解”后用蒸馏水将从产物中浸取出来，则“选择性分解”将转化为的目的是将转化为难溶性的易与分离； 故答案为：；；将转化为难溶性的易与分离； 【小问3详解】 ①200mL，Ce3+浓度为0.1mol/L的溶液中，设加入100mLHT进行萃取后，水溶液中剩余Ce3+的浓度为，在HT萃取剂中的浓度，根据元素守恒，，解得； ②根据，沉淀完全时溶液中=，溶液pH=8，，根据，溶液中=； 故答案为：0.017；。 15. 化合物G是制备青蒿素的中间体，其一种合成路线如下： （1）化合物与足量氢气加成后产物的名称为___________(填序号)。 A．2-羟基丁醇 B．2-丁醇 C．3-丁醇 （2）G分子中官能团名称为___________。 （3）F(C15H26O)的结构简式为___________。 （4）化合物M是化合物H脱去两个氢原子的产物，化合物M的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：___________。 ①能与FeCl3发生显色反应； ②酸性条件下水解得到两种有机产物，产物分别含有2种、3种不同环境的氢原子。 （5）设计以、CH3MgI为原料，制备的合成路线________(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。 【答案】（1）B （2）羧基、碳碳双键 （3） （4） （5） 【解析】 【分析】A和加成生成B，B在氢氧化钾作用下成环转化为C，C中羰基加成反应生成羟基得到D，D中反应生成新的环转化为E，E生成F，F氧化为G，结合F化学式、G结构可知，F为，G中碳碳双键被氧化为羰基得到H； 【小问1详解】 碳碳双键和羰基都会和氢气加成，化合物与足量氢气加成后产物为：，名称为B．2-丁醇； 【小问2详解】 由图，G含有羧基、碳碳双键； 【小问3详解】 由分析，F为； 【小问4详解】 H有15个碳、4个氧、4个不饱和度；化合物M是化合物H脱去两个氢原子的产物，化合物M的分子式是，不饱和度为5，其一种同分异构体同时满足下列条件：①能与FeCl3发生显色反应，则含有苯环、酚羟基，除苯环外还含有9个碳、1个不饱和度；②酸性条件下水解得到两种有机产物，产物分别含有2种、3种不同环境的氢原子，则分子中含有1个酯基，且结构对称；结构为； 【小问5详解】 发生消去反应生成，再发生G→H的反应生成，再发生B生成C的原理成环得到，然和CH3MgI转化为，发生消去反应生成产物，故流程为：。 16. Ca(NO2)2(亚硝酸钙)是一种建筑阻锈剂，易溶于水。 （1）制备Ca(NO2)2。实验室用NO和CaO2在加热的条件下制备Ca(NO2)2实验装置如图所示。 ①实验开始前需通一段时间的N2，主要目的是___________。 ②A装置中开始反应后，当观察到___________(填现象)，开始加热管式炉。 ③实验尾气通入酸性H2O2中，将NO转化为HNO3，该反应的离子方程式为___________。 （2）测定Ca(NO2)2中NO的含量。 已知：i.酸性条件下，NO2、NO都能与Fe2+反应。 ii.NH+NON2↑+2H2O，Ca2+会减缓该反应的进行，NO在该条件下不与NH反应。 实验步骤： ①准确称取0.2000gCa(NO2)2样品，___________(补充完整实验方案，必须使用的试剂：硫酸钠浓溶液、氯化铵溶液、蒸馏水)。 ②将步骤①冷却后的溶液置于容量瓶中配成100mL，取出其中的25mL置于锥形瓶中，再向锥形瓶中加入稀硫酸及25mL0.010mol•L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液(稍过量)。 ③用KMnO4标准溶液滴定锥形瓶中溶液至___________(填现象)，停止滴定。滴定时，如果滴定速度过慢，则测得NO的含量偏高，原因是___________。 【答案】（1） ①. 排除装置中的空气，防止生成的被氧化为 ②. C装置导管口出现连续匀速的气泡 ③. （2） ①. 放入烧杯中加蒸馏水溶解，向溶液中边搅拌边滴加硫酸钠溶液，至上层清液加硫酸钠溶液不再产生白色沉淀，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀2-3次，并将洗涤液和滤液合并，往合并后的溶液中边搅拌边滴加氯化铵溶液，充分加热至不再有气体生成 ②. 溶液颜色由无色变为浅紫红色，且半分钟内不变色 ③. 如果滴定速度过慢，会被溶解在溶液中的氧化为，导致消耗的量减小，则得到被氧化的量偏大，导致计算出量偏大，最后测得的含量偏高 【解析】 【分析】根据实验装置图可知，用NO和在加热的条件下制备的原理为：先用排除掉装置中的空气后，再利用稀与Cu片制取NO：，通过水除去挥发的和生成，再利用浓硫酸干燥气体后通入管式炉中与反应生成：，最后尾气NO通入中除去防止污染空气，据此分析解答。 【小问1详解】 ①根据分析，要制备，是利用NO和在加热的条件下制取，为了防止NO被氧化为，需要预先通一段时间N2将装置中的空气排除； ②用NO和在加热的条件下制备，必须装置中充满NO气体后才能加热管式炉，判断充满的方法是当装置C的导管口出现连续匀速的气泡时，说明NO气体已经进入了D装置，此时可以加热管式炉进行制备反应； ③实验尾气通入酸性中，将NO转化为，该反应的化学方程式为：，离子方程式为：。 故答案为：排除装置中的空气，防止生成的被氧化为；C装置导管口出现连续匀速的气泡；。 【小问2详解】 ①准确称取0.2000g样品，放入烧杯中加蒸馏水充分溶解，并向溶液中边搅拌边滴加硫酸钠溶液，使转化为沉淀，至上层清液加硫酸钠溶液不再产生白色沉淀后，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀2-3次，并将洗涤液和滤液合并，往合并后的溶液中边搅拌边滴加氯化铵溶液，充分加热至不再有气体生成使全部与反应生成，溶液中只剩下以便进行下一步实验； ③用标准溶液滴定锥形瓶中的溶液，被还原为，此时溶液为无色，当滴定到终点时，过量不被消耗，溶液由无色变为浅紫色，所以达到终点的现象为：当滴入最后半滴酸性溶液，溶液颜色由无色变为浅紫红色，且半分钟内不变色；因极不稳定，易被氧化，所以如果滴定速度过慢，会被溶解在溶液中的氧化为，导致消耗的量减小，则得到被氧化的量偏大，导致计算出NO量偏大，最后测得NO的含量偏高。 故答案为：放入烧杯中加蒸馏水溶解，向溶液中边搅拌边滴加硫酸钠溶液，至上层清液加硫酸钠溶液不再产生白色沉淀，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀2-3次，并将洗涤液和滤液合并，往合并后的溶液中边搅拌边滴加氯化铵溶液，充分加热至不再有气体生成；溶液颜色由无色变为浅紫红色，且半分钟内不变色；如果滴定速度过慢，会被溶解在溶液中的氧化为，导致消耗的量减小，则得到被氧化的量偏大，导致计算出NO量偏大，最后测得NO的含量偏高。 17. 通过各种途径将CO2转化为尿素[CO(NH2)2]是当前研究的重点课题 （1）以NH3、CO2为原料生产尿素的反应历程与能量变化示意图如图所示。 ①中σ键和π键个数之比为___________。 ②下列措施中可以增大尿素的平衡产率的是___________。 A．移走部分尿素 B．增大体系压强 C．降低反应温度 D．选择合适的催化剂 （2）电催化同步还原CO2和制备尿素，电解装置如图所示，电解过程中持续向溶液中匀速通入CO2，用尿素酶法可以测定是否有尿素生成。 ①电解过程中生成尿素的电极反应式是___________。 ②阴极区用KHCO3与KNO3的混合溶液代替KNO3溶液，起始CO、CO(NH2)2的产率有了一定提升，其原因是___________。 ③电催化制备尿素可能的机理如下图所示，请设计实验方案确定“途径2”是否存在：___________。 ④电解过程中测得阴极各物质的物质的量分别为n(CO)=0.1mol，=0.1mol，n[CO(NH2)2]=0.1mol，理论上阳极生成氧气的物质的量为___________mol。 【答案】（1） ①. 5:1 ②. BC （2） ①. ②. 与反应生成，使得吸附在电极表面的浓度增大 ③. 将电解装置原料改为直接通入和加入溶液，电解一段时间后，用尿素酶法测定是否有尿素生成，若有则“途径2”存在 ④. 0.65 【解析】 【小问1详解】 ①的结构式为，其中单键是σ键，双键有1个σ键和1个π键，σ键和π键个数之比为5:1； ②根据图像可知，该反应为； A．尿素为固体物质，移走部分尿素，平衡不移动，不可以增大尿素的平衡产率，A项错误； B．增大体系压强，平衡正移，可以增大尿素的平衡产率，B项正确； C．降低反应温度，平衡正移，可以增大尿素的平衡产率，C项正确； D．选择合适的催化剂，平衡不移动，不可以增大尿素的平衡产率，D项错误； 故答案为：5:1；BC； 【小问2详解】 ①根据电解装置图可看出，b电极为阴极，和在电极发生反应转化为，其中生成的电极反应式为； ②与反应生成，使得吸附在电极表面的浓度增大； ③“途径2”的中间产物为，要确定该机理是否存在，则将电解装置原料改为直接通入和加入溶液，电解一段时间后，用尿素酶法测定是否有尿素生成，若有则“途径2”存在； ④阴极生成n(CO)=0.1mol，=0.1mol，n[CO(NH2)2]=0.1mol，则转移电子物质的量为，根据阳极电极反应式，生成； 故答案为：；与反应生成，使得吸附在电极表面的浓度增大；将电解装置原料改为直接通入和加入溶液，电解一段时间后，用尿素酶法测定是否有尿素生成，若有则“途径2”存在；0.65。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $