精品解析：天津市南开中学2023-2024学年高三上学期第三次月考 化学试题

南开中学2024届高三第三次月检测 化学学科试卷 考试时间：60分钟 I卷(共36分) 相对原子质量：C12 N14 O16 Na23 Mg24 Al27 S32 Fe56 Cu64 Ba137 一、选择题(每题只有一个选项是正确的，每题3分，共36分) 1. 新材料的发明与制造推动着人类社会的进步和发展。下列有关说法错误的是 A. 电阻率低、导热率高的石墨烯可用于制作超导电材料 B. 中国航天核心舱搭载的柔性太阳能电池板，其核心材料是二氧化硅 C. 速滑馆采用二氧化碳跨临界直接制冰实现二氧化碳的循环利用和零排放，干冰属于分子晶体 D. “奋斗者”号深海载人潜水器的耐压壳使用了钛合金，钛合金属于金属材料 【答案】B 【解析】 【详解】A．石墨烯具有电阻率低、导热率高的优异导电性能，可用于制作超导电材料，A正确； B．柔性太阳能电池板的核心材料是晶体，是光导纤维的核心原料，不能用作太阳能电池板的核心材料，B错误； C．干冰是固态，由分子构成，属于分子晶体，二氧化碳跨临界直接制冰可实现的循环利用和零排放，C正确； D．钛合金属于合金，合金属于金属材料，具备高强度的性质可用于制作潜水器耐压壳，D正确； 故答案选B。 2. 下列化学用语的表达正确的是 A. 用轨道表示式表示石墨烯中C原子的杂化： B. 用电子式表示的形成： C. 燃烧热的热化学方程式： D. 的VSEPR模型： 【答案】D 【解析】 【详解】A．石墨烯中C原子为杂化，图示为杂化的轨道表示式，A错误； B．二氧化碳是由C原子与两个氧原子通过共用电子对形成的，用电子式表示的形成为，B错误； C．燃烧热要求1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物，H元素对应稳定氧化物为液态，方程式中为气态，不符合燃烧热定义，C错误； D．中心N原子价层电子对数为，VSEPR模型为四面体形，包含1对孤电子对，与图示一致，D正确； 故选D。 3. 元素及其化合物的转化在工业生产中具有极其重要的用途。下列物质间转化能实现的是 A. 工业制取漂白粉：饱和食盐水漂白粉 B. 工业制取镁：溶液无水Mg C. 工业制取硫酸： D. 工业制取纯碱：饱和食盐水固体固体 【答案】D 【解析】 【详解】A．工业制取漂白粉是将Cl2通入石灰乳中制得，A不合题意； B．由于MgCl2水解生成Mg(OH)2和HCl，HCl易挥发，故直接蒸干MgCl2溶液得不到无水MgCl2，B不合题意； C．硫与过量的O2燃烧只能生成SO2，SO2经催化氧化才能制得SO3，且工业上制备硫酸是煅烧含硫矿物来制得SO2，C不合题意； D．向饱和食盐水中先通入NH3，后通入CO2，可以制得NaHCO3固体此为侯氏制碱法，然后NaHCO3受热分解得到纯碱，D符合题意； 故答案为：D。 4. NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 标准状况下2.24L溶于水，溶液中、的微粒数之和小于0.1NA B. 向溶液中通入适量，当有被氧化时，转移电子总数一定等于3NA C. 电解精炼铜时，以待精炼铜作阳极，以纯铜作阴极，当阳极有64gCu转化为时，电路中通过的电子数为2NA D. 1molBrCl与完全反应生成HCl和次溴酸，转移的电子数为NA 【答案】A 【解析】 【详解】A．标准状况下物质的量为，溶于水后部分与水反应生成，溶液中硫元素的存在形式有、、、，根据硫原子守恒，四者微粒数之和为，故、的微粒数之和小于，A正确； B．还原性强于，优先氧化，待完全氧化后才会氧化，由于未给出的物质的量，当有被氧化时，被氧化的的物质的量，转移电子总数，并非一定等于，B错误； C．电解精炼铜时，阳极粗铜中含有比铜活泼的、等杂质，这些杂质优先于铜失电子，故当阳极有转化为时，电路中通过的电子数大于，C错误； D．中为价、为价，与反应生成和，反应中无元素化合价变化，属于非氧化还原反应，转移电子数为，D错误； 故选A。 5. 下列反应的离子方程式正确的是 A. 溶液中滴加少量的溶液： B. 向酸性高锰酸钾溶液加入草酸： C. 向明矾溶液中加入溶液至生成沉淀的物质的量最多： D. 溶液中通入过量： 【答案】A 【解析】 【详解】A．溶液中滴加少量时，完全反应，与按物质的量比参与反应，个消耗个生成个，其中个与生成沉淀，剩余个，离子方程式书写正确，A正确； B．草酸是弱酸，属于弱电解质，不能拆分为，应写化学式，正确离子方程式为，B错误； C．明矾溶液中加至沉淀物质的量最多时，恰好完全转化为沉淀，对应离子方程式为，C错误； D．电离出的与物质的量比为，通入过量时，仅份与结合生成沉淀，剩余存在于溶液中，正确离子方程式为，D错误； 故选A。 6. 下列实验操作的现象，及所得出的结论均正确的是 选项 实验操作及现象 结论 A 将灼热的木炭加入浓硝酸中，有红棕色气体产生 木炭与浓硝酸发生反应 B 向溶液中加入一滴KSCN溶液，再滴加KCl溶液，溶液颜色变浅 增大KCl浓度，平衡向左移动 C 两支试管中均加入酸性溶液，分别加入和0.2mol/L溶液，其中加入0.2mol/L溶液的褪色时间更短 其它条件相同时，反应物浓度越大，反应速率越大 D 向两支盛有溶液的试管中分别滴加淀粉溶液和溶液，前者溶液变蓝，后者有黄色沉淀 KI3溶液中存在 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．浓硝酸受热会分解生成红棕色，无法证明来自木炭与浓硝酸的反应，A错误； B．平衡中、不参与反应，溶液颜色变浅是加入溶液稀释导致，并非增大浓度使平衡左移，B错误； C．根据反应计量关系，的共，完全反应需要草酸，草酸仅含草酸，高锰酸钾过量，该组不会褪色，实验设计不合理，无法得出对应结论，C错误； D．淀粉变蓝说明溶液含，加产生黄色沉淀说明含，可证明溶液中存在平衡，D正确； 故选D。 7. 下列说法中不正确的是 ①原子光谱的特征谱线用于鉴定元素，从跃迁至释放能量 ②第二周期元素中，第一电离能介于B、N之间的有1种元素 ③三种分子的键角依次减小 ④萘()和碘易溶于四氯化碳，难溶于水，因为萘、碘、四氯化碳都是非极性分子 ⑤晶体中存在离子，离子的几何构型为V形 ⑥的沸点高于是因为其范德华力更大 ⑦分子中键的键角小于中键的键角 ⑧配合物内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则 A. ①②③⑥ B. ②④⑤⑥ C. ③⑤⑦⑧ D. ②③⑥⑧ 【答案】D 【解析】 【详解】①电子排布：1s22s22p33s1，3s有1个电子，属于激发态；跃迁到1s22s22p4，电子从高能级3s回到低能级2p，高能→低能，释放能量；原子光谱特征谱线用来鉴定元素，①正确； ②第二周期第一电离能：Li<B<Be<C<O<N<F<Ne，介于B、N之间：Be、C、O，一共3种，不是1种，②错误； ③键角：NH3：三角锥形，键角≈107°； H2S：V形，2对孤电子对，键角≈92°； SO2：V 形，1对孤电子对，键角≈119.5°，大小顺序：SO2(119.5°) > NH3(107°) > H2S(92°) 题目写NH3、H2S、SO2依次减小，明显错误，③错误； ④相似相溶：萘、I2、CCl4均为非极性分子，水是极性分子；非极性溶质易溶于非极性溶剂，难溶于极性溶剂水，④正确； ⑤ ，中心I价层电子对数：中心I：价电子7，失去1个正电荷，2个σ键，孤电子对数，价层电子对数=2+2=4，2对σ键，2对孤电子对，空间构型V形，⑤正确； ⑥对羟基苯甲醛（对位），形成分子间氢键；邻羟基苯甲醛（邻位）形成分子内氢键。 对位沸点更高，原因是分子间氢键的作用，不是范德华力的作用，⑥错误； ⑦AsH3与NH3，均1对孤电子；As电负性小于N，成键电子离中心原子更远，成键电子对排斥力更小，键角：AsH3<NH3，⑦正确； ⑧18电子规则：Fe价电子：3d64s2，共8个价电子；每个CO提供2个电子，8 + 2n =18 则n= 5，不是n=4，⑧错误； ②③⑥⑧错误，故选D。 8. 下列平衡移动方向和现象判断正确的是 A. ，升温，平衡正移，溶液由蓝绿色变为黄绿色 B. ，减小容器容积，平衡正向移动，气体颜色变浅 C. ，加水，平衡正向移动，溶液黄色加深 D. ，增大压强，平衡逆向移动，气体颜色变深 【答案】A 【解析】 【详解】A．该反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，蓝绿色的转化为黄绿色的，溶液由蓝绿色变为黄绿色，A正确； B．减小容器容积，压强增大，平衡虽正向移动，但容器体积减小使浓度增大的幅度大于平衡移动使浓度减小的幅度，最终浓度比原平衡大，气体颜色变深，B错误； C．加水稀释，平衡正向移动，但溶液体积增大的影响占主导，黄色的浓度比原平衡小，溶液黄色变浅，C错误； D．该反应的平衡常数，温度不变时不变，增大压强平衡逆向移动，最终浓度与原平衡相等，气体颜色先瞬间变深后逐渐恢复至原颜色，最终颜色不变，D错误； 答案选A。 9. 已知四甲基氢氧化铵是一种有机强碱，常用作电子工业清洗剂。以四甲基氯化铵为原料，采用电渗析法合成，工作原理如图。下列说法中错误的是 A. 图中N型半导体为负极，P型半导体为正极 B. c为阳离子交换膜，e为阴离子交换膜 C. b电极反应方程式为 D. 制备182g四甲基氢氧化铵，两极共产生33.6L气体(标准状况) 【答案】B 【解析】 【分析】以四甲基氯化铵为原料，采用电渗析法合成，由图可知，左边装置为电解池，电极a区域由稀变为浓，则中间区域原料室中的需透过c膜向a极移动，电极a产生，电解池中，阳离子往阴极移动，故电极a为阴极，电极b为阳极，据此分析。 【详解】A．由分析知，a电极为电解池阴极，连接电源负极，故a连接的N型半导体为负极，b电极为阳极，连接的P型半导体为正极，A正确； B．需透过c膜向a极移动，与阴极生成的结合得到，故c为阳离子交换膜；右侧b极区的需透过e膜向左侧移动，故e也为阳离子交换膜，B错误； C．b为阳极，溶液中失电子生成，电极反应为，C正确； D．摩尔质量为，该物质的物质的量为，反应转移电子，阴极生成，阳极生成，标准状况下气体总体积为，D正确； 故选B。 10. 某同学拟用计测定溶液以探究某酸HR是否为弱电解质。下列说法正确的是 A. 25℃时，若测得溶液，则HR是弱酸 B. 25℃时，若测得溶液且，则HR是弱酸 C. 25℃时，若测得HR溶液，取该溶液，加蒸馏水稀释至，测得，则HR是弱酸 D. 25℃时，若测得NaR溶液，取该溶液，升温至50℃，测得，，则HR是弱酸 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．25℃时，若测得溶液，可知为强酸强碱盐，则为强酸，A错误； B．25℃时，若测得溶液且，可知溶液中，所以未完全电离，为弱酸，B正确； C．假设为强酸，取的该溶液，加蒸馏水稀释至测得此时溶液，C错误； D．假设为强酸，则为强酸强碱盐，溶液呈中性，升温至50℃，促进水的电离，水的离子积常数增大，减小，D错误； 答案为：B。 11. 科学研究人员结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO2催化剂表面上CO2与H2的反应历程，前三步历程如图所示。其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面上的物种用“•”标注，Ts表示过渡态。下列有关叙述不正确的是 A. •HOCO转化为•CO和•OH为放热过程 B. 形成过渡态Ts1的活化能(能垒)为1.15eV C. 前三步总反应的△H＜0，总反应的化学反应速率由第一步反应决定 D. 历程中活化能最小的反应方程式•CO＋•OH＋•H＋3H2(g)=•CO＋3H2(g)＋H2O(g) 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据图中信息•HOCO转化为•CO和•OH，反应物总能量高于生成物总能量，因此该过程为放热过程，故A正确； B．根据Ts1生成的•HOCO，其能量为0.15eV，形成过渡态Ts1的活化能(能垒)为0.15eV−(−0.9eV)=1.05eV，故B错误； C．根据前三步总反应分析，反应物总能量大于生成物总能量，因此总反应为放热反应即△H＜0，由于第一步的活化能最大，因此总反应的化学反应速率由第一步反应决定，故C正确； D．第三步的活化能最小即历程中活化能最小的反应方程式•CO＋•OH＋•H＋3H2(g)=•CO＋3H2(g)＋H2O(g)，故D正确。 综上所述，答案为B。 12. CH4和CO2联合重整能减少温室气体的排放。其主要反应为： ①CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g) ②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) 其他条件相同时，投料比n(CH4)：n(CO2)为1∶1.3，不同温度下反应的结果如图。 下列说法不正确的是 A. 550～600℃，升温更有利于反应①，反应①先达到平衡 B. n(H2)∶n(CO)始终低于1.0，与反应②有关 C. 加压有利于增大CH4和CO2反应的速率但不利于提高二者的平衡转化率 D. 若不考虑其他副反应，体系中存在：4[c(CH4)+c(CO)+c(CO2)]=2.3[4c(CH4)+2c(H2)+2c(H2O)] 【答案】A 【解析】 【详解】A．这两个反应同时发生，反应②会破坏反应①的平衡，所以两个反应应该同时达到平衡，A项错误； B．若反应②不存在，则n(H2)∶n(CO)始终为1.0，所以n(H2)∶n(CO)低于1.0与反应②有关，B项正确； C．加压可以提升反应速率，但是反应①中生成物的化学计量数大于反应物的化学计量数，因此加压会导致反应①的平衡左移，转化率降低，C项正确； D．设初始n（CH4）=xmol，则有初始n（CO2）=1.3xmol，再设反应①有ymolCH4转化成了H2和CO，反应②有zmolH2转化成了H2O，最终整个体系体积为VL，则该系统中有n（CH4）=（x-y）mol，n（CO2）=（1.3x-y-z）mol，n（H2）=（2y-z）mol，n（CO）=（2y+z）mol，n（H2O）=zmol。4[c(CH4)+c(CO)+c(CO2)]=，2.3[4c(CH4)+2c(H2)+2c(H2O)]=，所以不考虑其他副反应，体系中存在4[c(CH4)+c(CO)+c(CO2)]=2.3[4c(CH4)+2c(H2)+2c(H2O)]，[解法二：投料比n(CH4):n(CO2)=1:1.3,则n(C):n(H)=2.3:4,即4[c(CH4)+c(CO)+c(CO2)]=2.3[4c(CH4)+2c(H2)+2c(H2O)]]，D项正确。 答案选A。 II卷(共64分) 13. 根据要求回答下列问题： （1）《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石()入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。Zn、C、O电负性由大至小的顺序是________。 （2）①②③④的半径由大到小排列为：________(用序号表示)。 （3）下列属于氧原子激发态的轨道表示式的有________(填字母)。 A. B. C. D. （4）Cu的价层电子排布式为________，位于周期表________区(s、p、d或ds)。可形成，则的键角：________(填“>”、“＜”或“=”)。 （5）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为________。 （6）基态S原子的原子核外电子有________种空间运动状态，其能量最高的电子云轮廓图为________形。 （7）由于Be与Al处于对角线位置，性质具有相似性，根据“对角线规则”，写出与反应的化学方程式：________。 （8）与形成的一种晶胞结构如图所示(黑球表示，白球表示)，的配位数为________。晶胞边长为anm，ZnS相对分子质量为M，阿伏加德罗常数的值为，其晶体密度的计算表达式为________。 【答案】（1） （2） ③④①② （3）BC （4） ①. ②. ds ③. > （5） M （6） ①. 9 ②. 哑铃 （7） （8） ①. 4 ②. 【解析】 【小问1详解】 同周期元素从左到右电负性逐渐增大，故电负性；金属元素的电负性小于非金属元素，故电负性。 【小问2详解】 电子层数越多，离子半径越大；电子层数相同时，核电荷数越小，离子半径越大。、有3个电子层，且核电荷数，故半径；、有2个电子层，且核电荷数，故半径。综合可得半径大小顺序为。 【小问3详解】 A项和D项均符合泡利不相容原理和洪特规则，属于基态氧原子的轨道表示式；B项中2p轨道的一个电子跃迁到了3s轨道，属于激发态；C项中2s轨道的一个电子跃迁到了2p轨道，属于激发态。故选BC。 【小问4详解】 Cu是29号元素，根据构造原理，其价层电子排布式为，位于周期表的ds区。在分子中，N原子有一对孤电子对，对成键电子对的排斥作用较强；而在中，的孤电子对与形成配位键，孤电子对转化为成键电子对，排斥作用减弱，因此键角变大，即。 【小问5详解】 Si是14号元素，基态原子的核外电子排布式为，电子占据的最高能层为第三层，符号为M。 【小问6详解】 S是16号元素，基态原子的核外电子排布式为，占据的轨道数为，即有9种空间运动状态。能量最高的电子为3p电子，p轨道的电子云轮廓图为哑铃形。 【小问7详解】 根据“对角线规则”，Be与Al性质相似，与 反应生成，则与反应生成和，化学方程式为。 【小问8详解】 由晶胞结构可知，白球（）位于顶点和面心，个数为；黑球（）位于晶胞体内的四面体空隙中，个数为4。每个周围距离最近且等距的有4个，故的配位数为4。晶胞中含有4个ZnS微粒，晶胞的质量，晶胞的体积，则晶体密度。 14. A为重要的有机化工原料，A经过催化氧化得到B，B分子的核磁共振氢谱图中只有一个吸收峰，下列是合成防火材料聚碳酸酯(PC)和内酯E的路线： 已知：i：(R′、R″为氢或烃基) ii：R′COOR+R″OH R′COOR″+ROH(R，R′、R″代表烃基) 请回答下列问题： （1）F的名称为__________。 （2）反应①的方程式为___________________________。 （3）C分子含有的官能团是__________。 （4）化合物甲的分子式为__________。 （5）反应④的反应类型为__________。 （6）E分子内含有六元环，可发生水解反应，其结构简式是__________。 （7）X是E的同分异构体，符合下列条件的X的结构简式是__________。 ①1molX能与足量银氨溶液生成4molAg； ②X中核磁共振氢谱中出现3组吸收峰，峰面积比为1:1:3。 （8）以物质B为原料选用必要的无机试剂经过以下3步反应合成。 写出中间产物1的结构简式：__________。 【答案】（1）苯酚 （2）2+O22+2H2O （3）酮羰基、羟基 （4）C4H8O2 （5）缩聚反应 （6） （7） （8） 【解析】 【分析】由结构简式可知，铜作催化剂条件下与氧气共热发生催化氧化反应生成，则A为、B为；一定条件下B与甲醛发生加成反应生成，则C为；C与发生加成反应生成D，则甲为；催化剂作用下D发生取代反应生成，则E为；B与先发生加成反应，后发生取代反应生成，则F为、G为；一定条件下G与发生缩聚反应生成防火材料聚碳酸酯(PC)。 【小问1详解】 由分析可知，F的结构简式为：，名称为苯酚； 【小问2详解】 由方程式可知，反应①为铜作催化剂条件下与氧气共热发生催化氧化反应生成和水，反应的化学方程式为：2+O22+2H2O； 【小问3详解】 由分析可知，C的结构简式为：，含有的官能团为酮羰基、羟基； 【小问4详解】 由分析可知，甲的结构简式为：，分子式为C4H8O2； 【小问5详解】 由分析可知，反应④为一定条件下G与发生缩聚反应生成防火材料聚碳酸酯(PC)和甲醇； 【小问6详解】 由分析可知，E分子是含有六元环，可发生水解反应的环酯，结构简式为：； 【小问7详解】 由题意可知，1 molE的同分异构体X能与足量银氨溶液生成4 mol银，说明X分子中含有2个醛基，则X中核磁共振氢谱中出现3组吸收峰，峰面积比为1：1：3的结构简式为：； 【小问8详解】 由结构简式可知，以物质B为原料选用必要的无机试剂经过以下3步反应合成的步骤为一定条件下发生加成反应生成；浓硫酸作用下共热发生消去反应生成或；一定条件下或与氢气发生加成反应生成，则中间产物1的结构简式为：。 15. 肼()可作火箭发射的燃料，具有强还原性，实验室用与合成的装置如图所示，请回答下列问题： （1）仪器a的名称为________，按图连接装置，盛放试剂前，首先要进行________的操作。 （2）装置A试管中盛放的药品为________(填化学式)，装置中仪器c的作用除了导气以外还有________。 （3）导管d的作用是________。装置C中的试剂是________(填名称)。 （4）装置D中制备的化学方程式为__________________。 （5）装置B中制备的离子方程式为__________________。 （6）实验室对产品中肼的质量分数进行测定。已知：。取装置B中的溶液3.00g，调节溶液pH为6.5左右，加水配成250mL溶液，取25.00mL于锥形瓶中，滴加2～3滴淀粉溶液，用0.2000 mol∙L-1的溶液滴定(杂质不参与反应)，测得消耗溶液的体积为20.00mL，则该产品中的质量分数为________%(保留3位有效数字)，若加水配制溶液时，俯视容量瓶刻度线，则测定的质量分数________(填“偏大”“偏小”“不影响”)。 【答案】（1） ①. 三颈烧瓶（或三口烧瓶） ②. 检查装置的气密性 （2） ①. 、 ②. 防止液体倒吸 （3） ①. 平衡气压，便于液体顺利滴下 ②. 饱和食盐水（或饱和氯化钠溶液） （4） （5） （6） ①. ②. 偏大 【解析】 【分析】本实验的目的是制备肼（）。装置A为固固加热制备的发生装置，反应物为氯化铵和氢氧化钙；装置D为常温下制备的发生装置，利用浓盐酸与漂白粉反应生成氯气；由于浓盐酸易挥发，制得的氯气中混有气体，会消耗装置B中的，降低肼的产率，因此装置C中盛放饱和食盐水用于除去；氨气和氯气通入装置B中，在碱性条件下发生氧化还原反应生成肼；装置B左侧连接的烧杯用于吸收未反应的尾气，防止污染环境。 【小问1详解】 根据仪器构造特征可知，仪器a为三颈烧瓶；对于有气体参与或生成的实验，在连接好装置装入药品前，必须首先检查装置气密性。 【小问2详解】 装置A用于实验室制备氨气，通常用氯化铵和氢氧化钙固体加热反应，故盛放的药品化学式为、；氨气极易溶于水，仪器c（球形干燥管）的球形结构空间较大，除了导气外，还能防止烧瓶中的液体倒吸入装置A中。 【小问3详解】 导管d连通了恒压滴液漏斗上方和烧瓶，可以平衡两者之间的气压，使漏斗内的液体在重力作用下顺利滴下；装置C的作用是除去氯气中混有的氯化氢气体，试剂应为饱和食盐水（或饱和氯化钠溶液）。 【小问4详解】 装置D中，漂白粉的有效成分次氯酸钙与浓盐酸发生氧化还原反应生成氯化钙、氯气和水，化学方程式为。 【小问5详解】 装置B中，氨气与氯气在氢氧化钠溶液中反应生成肼、氯离子和水，根据得失电子守恒和电荷守恒，离子方程式为。 【小问6详解】 滴定消耗的的物质的量为。根据反应方程式可知，。这是溶液中肼的物质的量，则溶液中肼的总物质的量为。产品中的质量为，其质量分数为。配制溶液时，若俯视容量瓶刻度线，会导致加水量不足，溶液实际体积偏小，所配溶液浓度偏大；取出的溶液中含有的肼偏多，滴定时消耗的碘标准液偏多，最终测定的质量分数偏大。 16. 二甲醚(CH3OCH3)是一种新兴化工原料，具有甲基化反应性能。 l.二甲醚的生产： 二甲醚的生产原理之一是利用甲醇脱水成二甲醚，化学方程式如下： 反应i 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1 (1)已知：甲醇、二甲醚的气态标准燃烧热分别为－761.5kJ·mol－1、－1455.2kJ·mol－1，且H2O(g)=H2O(1) △H=－44.0kJ·mol－1。 反应i的△H1=___________ kJ·mol－1。 (2)反应i中甲醇转化率、二甲醚选择性的百分率与不同催化剂的关系如图1所示，生产时，选择的最佳催化剂是___________。 (3)选定催化剂后，测得平衡时的甲醇转化率与温度的关系如图2所示。经研究产物的典型色谱图发现该过程主要存在的副反应为： 反应ii 2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g) △H2=－29.1kJ·mol－1 ①工业上生产二甲醚的温度通常在270－300℃，高于330℃之后，甲醇转化率下降，根据化学平衡移动原理分析原因是______________________；根据化学反应速率变化分析原因是______________________。 ②某温度下，以CH3OH(g)为原料，平衡时各物质的分压数据如下表： 则反应i中，CH3OH(g)的平衡转化率α=___________，反应i的平衡常数Kp=__________(用平衡分压代替平衡浓度计算；结果保留两位有效数字) Ⅱ.二甲醚的应用： (4)图3为绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图： ①该电池的负极反应式为：______________________； ②若串联该燃料电池电解硫酸钠溶液，消耗4.6g二甲醚后总共可在电解池两极收集到13.44L(标况)气体，该套装置的能量利用率为___________。(保留3位有效数字) 【答案】 ①. -23.8 ②. GiSNL-108 ③. 该反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，转化率下降 ④. 温度升高，催化剂失活，对二甲醚的选择性下降，转化率下降（回答“温度升高，催化剂失活，副反应增多”也得分） ⑤. 75% ⑥. 3.6 ⑦. CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+ ⑧. 66.7% 【解析】 【分析】(1)已知：①CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=－761.5kJ·mol－1， ②CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H=－1455.2kJ·mol－1， ③H2O(g)=H2O(1) △H=－44.0kJ·mol－1， 根据盖斯定律：①2- ②-③计算； (2)由图1可知，反应i中甲醇转化率、二甲醚选择性的百分率以催化剂GiSNL-108为最佳； (3)①工业上生产二甲醚的反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，转化率下降；从化学反应速率变化分析，温度升高，催化剂失活，对二甲醚的选择性下降，转化率下降； ②用平衡分压代替平衡浓度列出三行式，找出起始时CH3OH的总量以及转化为二甲醚的量，计算转化率；用平衡分压代替平衡浓度，根据Kp=计算平衡常数； (4)①原电池负极发生氧化反应，由图可知，溶液为酸性条件，二甲醚失电子生成二氧化碳，写出电极反应式； ②根据能量利用率=100%计算。 【详解】(1)已知：①CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=－761.5kJ·mol－1， ②CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H=－1455.2kJ·mol－1， ③H2O(g)=H2O(1) △H=－44.0kJ·mol－1， 根据盖斯定律：①2- ②-③得：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) 的△H1=（－761.5kJ·mol－1）-（－1455.2kJ·mol－1）-（－44.0kJ·mol－1）= -23.8kJ·mol－1； 因此，本题正确答案为：-23.8； (2) 由图1可知，反应i中甲醇转化率、二甲醚选择性的百分率以催化剂GiSNL-108为最佳； 因此，本题正确答案为：GiSNL-108； (3)①工业上生产二甲醚的反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，转化率下降，所以高于330℃之后，甲醇转化率下降；从化学反应速率变化分析，温度升高，催化剂失活，对二甲醚的选择性下降，转化率下降； ②用平衡分压代替平衡浓度列出三行式： 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) 起始量 0.736 0 0 转化量 0.576 0.288 0.288 平衡量 0.16 0.288 由方程式2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)可知转化为C2H4的CH3OH的量为0.0162=0.032， 所以起始时CH3OH的总量为0.736+0.032=0.768，其他条件相同时，压强之比等于物质的量之比， 则反应i中，CH3OH(g)的平衡转化率α=100%=75%， 由方程式2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)可知反应ii转化为H2O的量为0.0162=0.032， 则平衡时H2O(g)平衡分压为：0.288MPa+0.032 MPa=0.32 MPa， 反应i的平衡常数Kp===3.6， 因此，本题正确答案为：该反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，转化率下降；温度升高，催化剂失活，对二甲醚的选择性下降，转化率下降；75%；3.6； (4)①原电池负极发生氧化反应，由图可知，溶液为酸性条件，二甲醚失电子生成二氧化碳，电极反应式为：CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+； ②电解硫酸钠溶液两极生成氢气和氧气，若两极收集到13.44L(标况)气体，生成气体的物质的量为=0.6mol，生成的氢气和氧气的体积比为2:1，则阴极产生0.4molH2，阳极产生0.2molO2，电路中转移电子为0.2mol4=0.8mol； 由燃料电池电极反应CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+可知，消耗4.6g二甲醚转移电子为12=1.2mol， 所以能量利用率为100%=66.7%。 因此，本题正确答案为：CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+；66.7%。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南开中学2024届高三第三次月检测 化学学科试卷 考试时间：60分钟 I卷(共36分) 相对原子质量：C12 N14 O16 Na23 Mg24 Al27 S32 Fe56 Cu64 Ba137 一、选择题(每题只有一个选项是正确的，每题3分，共36分) 1. 新材料的发明与制造推动着人类社会的进步和发展。下列有关说法错误的是 A. 电阻率低、导热率高的石墨烯可用于制作超导电材料 B. 中国航天核心舱搭载的柔性太阳能电池板，其核心材料是二氧化硅 C. 速滑馆采用二氧化碳跨临界直接制冰实现二氧化碳的循环利用和零排放，干冰属于分子晶体 D. “奋斗者”号深海载人潜水器的耐压壳使用了钛合金，钛合金属于金属材料 2. 下列化学用语的表达正确的是 A. 用轨道表示式表示石墨烯中C原子的杂化： B. 用电子式表示的形成： C. 燃烧热的热化学方程式： D. 的VSEPR模型： 3. 元素及其化合物的转化在工业生产中具有极其重要的用途。下列物质间转化能实现的是 A. 工业制取漂白粉：饱和食盐水漂白粉 B. 工业制取镁：溶液无水Mg C. 工业制取硫酸： D. 工业制取纯碱：饱和食盐水固体固体 4. NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 标准状况下2.24L溶于水，溶液中、的微粒数之和小于0.1NA B. 向溶液中通入适量，当有被氧化时，转移电子总数一定等于3NA C. 电解精炼铜时，以待精炼铜作阳极，以纯铜作阴极，当阳极有64gCu转化为时，电路中通过的电子数为2NA D. 1molBrCl与完全反应生成HCl和次溴酸，转移的电子数为NA 5. 下列反应的离子方程式正确的是 A. 溶液中滴加少量的溶液： B. 向酸性高锰酸钾溶液加入草酸： C. 向明矾溶液中加入溶液至生成沉淀的物质的量最多： D. 溶液中通入过量： 6. 下列实验操作的现象，及所得出的结论均正确的是 选项 实验操作及现象 结论 A 将灼热的木炭加入浓硝酸中，有红棕色气体产生 木炭与浓硝酸发生反应 B 向溶液中加入一滴KSCN溶液，再滴加KCl溶液，溶液颜色变浅 增大KCl浓度，平衡向左移动 C 两支试管中均加入酸性溶液，分别加入和0.2mol/L溶液，其中加入0.2mol/L溶液的褪色时间更短 其它条件相同时，反应物浓度越大，反应速率越大 D 向两支盛有溶液的试管中分别滴加淀粉溶液和溶液，前者溶液变蓝，后者有黄色沉淀 KI3溶液中存在 A. A B. B C. C D. D 7. 下列说法中不正确的是 ①原子光谱的特征谱线用于鉴定元素，从跃迁至释放能量 ②第二周期元素中，第一电离能介于B、N之间的有1种元素 ③三种分子的键角依次减小 ④萘()和碘易溶于四氯化碳，难溶于水，因为萘、碘、四氯化碳都是非极性分子 ⑤晶体中存在离子，离子的几何构型为V形 ⑥的沸点高于是因为其范德华力更大 ⑦分子中键的键角小于中键的键角 ⑧配合物内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则 A. ①②③⑥ B. ②④⑤⑥ C. ③⑤⑦⑧ D. ②③⑥⑧ 8. 下列平衡移动方向和现象判断正确的是 A. ，升温，平衡正移，溶液由蓝绿色变为黄绿色 B. ，减小容器容积，平衡正向移动，气体颜色变浅 C. ，加水，平衡正向移动，溶液黄色加深 D. ，增大压强，平衡逆向移动，气体颜色变深 9. 已知四甲基氢氧化铵是一种有机强碱，常用作电子工业清洗剂。以四甲基氯化铵为原料，采用电渗析法合成，工作原理如图。下列说法中错误的是 A. 图中N型半导体为负极，P型半导体为正极 B. c为阳离子交换膜，e为阴离子交换膜 C. b电极反应方程式为 D. 制备182g四甲基氢氧化铵，两极共产生33.6L气体(标准状况) 10. 某同学拟用计测定溶液以探究某酸HR是否为弱电解质。下列说法正确的是 A. 25℃时，若测得溶液，则HR是弱酸 B. 25℃时，若测得溶液且，则HR是弱酸 C. 25℃时，若测得HR溶液，取该溶液，加蒸馏水稀释至，测得，则HR是弱酸 D. 25℃时，若测得NaR溶液，取该溶液，升温至50℃，测得，，则HR是弱酸 11. 科学研究人员结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO2催化剂表面上CO2与H2的反应历程，前三步历程如图所示。其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面上的物种用“•”标注，Ts表示过渡态。下列有关叙述不正确的是 A. •HOCO转化为•CO和•OH为放热过程 B. 形成过渡态Ts1的活化能(能垒)为1.15eV C. 前三步总反应的△H＜0，总反应的化学反应速率由第一步反应决定 D. 历程中活化能最小的反应方程式•CO＋•OH＋•H＋3H2(g)=•CO＋3H2(g)＋H2O(g) 12. CH4和CO2联合重整能减少温室气体的排放。其主要反应为： ①CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g) ②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) 其他条件相同时，投料比n(CH4)：n(CO2)为1∶1.3，不同温度下反应的结果如图。 下列说法不正确的是 A. 550～600℃，升温更有利于反应①，反应①先达到平衡 B. n(H2)∶n(CO)始终低于1.0，与反应②有关 C. 加压有利于增大CH4和CO2反应的速率但不利于提高二者的平衡转化率 D. 若不考虑其他副反应，体系中存在：4[c(CH4)+c(CO)+c(CO2)]=2.3[4c(CH4)+2c(H2)+2c(H2O)] II卷(共64分) 13. 根据要求回答下列问题： （1）《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石()入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。Zn、C、O电负性由大至小的顺序是________。 （2）①②③④的半径由大到小排列为：________(用序号表示)。 （3）下列属于氧原子激发态的轨道表示式的有________(填字母)。 A. B. C. D. （4）Cu的价层电子排布式为________，位于周期表________区(s、p、d或ds)。可形成，则的键角：________(填“>”、“＜”或“=”)。 （5）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为________。 （6）基态S原子的原子核外电子有________种空间运动状态，其能量最高的电子云轮廓图为________形。 （7）由于Be与Al处于对角线位置，性质具有相似性，根据“对角线规则”，写出与反应的化学方程式：________。 （8）与形成的一种晶胞结构如图所示(黑球表示，白球表示)，的配位数为________。晶胞边长为anm，ZnS相对分子质量为M，阿伏加德罗常数的值为，其晶体密度的计算表达式为________。 14. A为重要的有机化工原料，A经过催化氧化得到B，B分子的核磁共振氢谱图中只有一个吸收峰，下列是合成防火材料聚碳酸酯(PC)和内酯E的路线： 已知：i：(R′、R″为氢或烃基) ii：R′COOR+R″OH R′COOR″+ROH(R，R′、R″代表烃基) 请回答下列问题： （1）F的名称为__________。 （2）反应①的方程式为___________________________。 （3）C分子含有的官能团是__________。 （4）化合物甲的分子式为__________。 （5）反应④的反应类型为__________。 （6）E分子内含有六元环，可发生水解反应，其结构简式是__________。 （7）X是E的同分异构体，符合下列条件的X的结构简式是__________。 ①1molX能与足量银氨溶液生成4molAg； ②X中核磁共振氢谱中出现3组吸收峰，峰面积比为1:1:3。 （8）以物质B为原料选用必要的无机试剂经过以下3步反应合成。 写出中间产物1的结构简式：__________。 15. 肼()可作火箭发射的燃料，具有强还原性，实验室用与合成的装置如图所示，请回答下列问题： （1）仪器a的名称为________，按图连接装置，盛放试剂前，首先要进行________的操作。 （2）装置A试管中盛放的药品为________(填化学式)，装置中仪器c的作用除了导气以外还有________。 （3）导管d的作用是________。装置C中的试剂是________(填名称)。 （4）装置D中制备的化学方程式为__________________。 （5）装置B中制备的离子方程式为__________________。 （6）实验室对产品中肼的质量分数进行测定。已知：。取装置B中的溶液3.00g，调节溶液pH为6.5左右，加水配成250mL溶液，取25.00mL于锥形瓶中，滴加2～3滴淀粉溶液，用0.2000 mol∙L-1的溶液滴定(杂质不参与反应)，测得消耗溶液的体积为20.00mL，则该产品中的质量分数为________%(保留3位有效数字)，若加水配制溶液时，俯视容量瓶刻度线，则测定的质量分数________(填“偏大”“偏小”“不影响”)。 16. 二甲醚(CH3OCH3)是一种新兴化工原料，具有甲基化反应性能。 l.二甲醚的生产： 二甲醚的生产原理之一是利用甲醇脱水成二甲醚，化学方程式如下： 反应i 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1 (1)已知：甲醇、二甲醚的气态标准燃烧热分别为－761.5kJ·mol－1、－1455.2kJ·mol－1，且H2O(g)=H2O(1) △H=－44.0kJ·mol－1。 反应i的△H1=___________ kJ·mol－1。 (2)反应i中甲醇转化率、二甲醚选择性的百分率与不同催化剂的关系如图1所示，生产时，选择的最佳催化剂是___________。 (3)选定催化剂后，测得平衡时的甲醇转化率与温度的关系如图2所示。经研究产物的典型色谱图发现该过程主要存在的副反应为： 反应ii 2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g) △H2=－29.1kJ·mol－1 ①工业上生产二甲醚的温度通常在270－300℃，高于330℃之后，甲醇转化率下降，根据化学平衡移动原理分析原因是______________________；根据化学反应速率变化分析原因是______________________。 ②某温度下，以CH3OH(g)为原料，平衡时各物质的分压数据如下表： 则反应i中，CH3OH(g)的平衡转化率α=___________，反应i的平衡常数Kp=__________(用平衡分压代替平衡浓度计算；结果保留两位有效数字) Ⅱ.二甲醚的应用： (4)图3为绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图： ①该电池的负极反应式为：______________________； ②若串联该燃料电池电解硫酸钠溶液，消耗4.6g二甲醚后总共可在电解池两极收集到13.44L(标况)气体，该套装置的能量利用率为___________。(保留3位有效数字) 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $