精品解析：福建省福州市恒一高级中学（烟台山校区）2025届高三上学期第四次月考化学试题

2024-2025学年第一学期第四次月考化学试题 (考试时间：75分钟 试卷满分：100分) 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Mg-24 S-32 Cl-35.5 Fe-56 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40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. 科技创新是发展新质生产力的核心要素。下列说法错误的是 A. 量子通信技术长距离传输材料—光纤，其主要成分为二氧化硅 B. 开启氢能时代的氢氧燃料电池，放电时可将化学能转化为电能 C. 杭州亚运会比赛场地的防滑涂层材料是石墨烯，其属于有机物 D. “深地一号”项目中使用的钻头中含金刚石，其属于共价晶体 2. 实验室中可通过香草胺与8-甲基壬酸为原料合成二氢辣椒素，下列有关说法不正确的是 A. 香草胺中含有三种官能团 B. 二氢辣椒素结构中具有一个手性碳原子 C. 1 mol二氢辣椒素与过量NaOH溶液作用，最多可消耗2 mol NaOH D. 产物提纯后，可通过红外光谱检测酰胺基的存在，初步确定此合成是否成功 3. 下列生产活动中对应的离子方程式不正确的是 A. 用溶液蚀刻覆铜板制作印刷电路板： B. 向冷的石灰乳中通入制漂白粉： C. 用溶液除锅炉水垢中的： D. 尾气与氨水反应得到硫酸铵： 4. 氯及其化合物的转化关系如图所示，为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 标准状况下，11.2 L Cl2中含有的质子数为 B. 200 mL 溶液中，含有的数为 C. 反应①中每消耗7.3 g HCl，生成的Cl2分子数为 D. 反应②中每有0.3 mol Cl2作氧化剂，转移电子数为 5. 前四周期元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大，基态X原子中最高能层s、p能级上电子数相等，Y的简单氢化物水溶液中，Z的氢化物和其最高价氧化物对应的水化物都是强电解质，透过钴玻璃观察W的火焰呈紫色。已知：基态R原子有4个未成对电子，。下列说法错误的是 A. 利用上述反应可以鉴别RZ2和RZ3 B. 单质的熔点：Y<W<R C. 简单氢化物的键角：X>Y D. 晶体中含有配位键、金属键和π键 6. 有化合物M()常温下为白色粉末，可用作化妆品防腐药，可由和在催化下制得．制备时，部分实验装置如图所示，已知：①；②。下列说法正确的是 A. 应先加入,再加入和 B. 冷凝回流装置选用直形冷凝管比球形冷凝管效果好 C. 应将料液转移至蒸发皿加热蒸发至水分全部蒸干得到产品 D. 生成M的反应为加成反应 7. 由簇介导的光辅助水蒸气重整甲烷的两个连续催化循环机理如图所示(“UV”代表紫外线)。下列说法错误的是 A. 该循环的总反应为 B. 都有可能作催化剂 C. 反应过程中有极性键、非极性键的断裂和生成 D. 反应过程中金属元素V的价态发生改变 8. 晶体是制备氟代硼铍酸钾晶体的原料之一，其晶胞结构与类似，下列说法中不正确的是 A. Be原子的配位数是12 B. 若原子a、b的坐标分别为、，则原子c的坐标为 C. 沿晶胞面对角线投影，所得的投影结果是 D. 设O与Be的最近距离为，用表示阿伏加德罗常数的值，则晶体的密度为 9. 我国科研人员开发了一种电化学装置(如图所示)，可在更温和的条件下实现废水中氯苯的处理转化。通常过程为，，下列说法正确的是 A. 阴极区发生的转化的电极反应为 B. 已知电解效率×100%，一定时间内，阴极标准状况下共得到气体X，%，若阳极区()=5%，则生成邻苯二酚 C. 一段时间后，阴极区溶液pH变小 D. 将质子交换膜换为阴离子交换膜，气体X成分不变 10. 肼是一种含氢量高的燃料。向恒容密闭容器内加入，一定条件下体系中存在以下平衡：Ⅰ．，Ⅱ．，不同温度下达到平衡时，均几乎完全分解，分解产物的物质的量如图所示。下列说法错误的是 A. 曲线a对应的物质是 B. 反应Ⅰ在高温条件下可能自发进行 C. 体系中一定存在反应 D. N点时，体系内为 二、非选择题：本题共4小题，共60分。 11. 过氧化镁()不溶于水，与酸反应生成，在医学上可作解酸剂，加热时会分解。某学习小组在实验室进行了制备以及含量测定的实验。 Ⅰ．制备 （1）煅烧碱式碳酸镁的操作步骤为： ①称取碱式碳酸镁样品克； ②将样品充分高温煅烧，冷却后称量； ③重复操作②，测得剩余固体质量为克。 下列仪器中，煅烧碱式碳酸镁不会用到的是_______(用对应的字母填写)。 （2）研究表明，由碱式碳酸镁灼烧制备轻质氧化镁比用所得产品密度更小、比表面积更大，其原因为_______。 （3）加入30%过氧化氢和稳定剂，再通过一系列操作a可得到较纯净的，则操作a为_______。 Ⅱ．测定样品(含MgO杂质)中的纯度。 （4）稀盐酸中加入少量溶液的作用是(用化学方程式表示)_______。 （5）仪器A的名称_______；实验中使用A的优点是：_______。 （6）该小组记录的实验数据如下：样品的质量为m g；反应开始前量气管的读数为mL；反应结束冷却到室温后量气管的读数为mL，已知：室温条件下气体摩尔体积为L/mol，则样品中过氧化镁的质量分数为_______%(用含、、m、的代数式表示)；若反应结束后读取量气管中气体的体积时，液面左高右低，则测得的质量分数_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 12. 钴酸锂(LiCoO2)是锂离子电池的电极材料。以水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、MgO、CaO、SiO2等杂质)为原料制备LiCoO2的工艺流程如图所示。 已知：①在水中不稳定，易溶于有机溶剂； ②常温下，，。 回答下列问题： （1）钴位于元素周期表___________区；Li2CO3中阴离子的空间结构为___________。 （2）滤渣的主要成分是___________(填化学式)；“酸浸”工序中不能用盐酸替代硫酸，可能的原因是___________。 （3）“除钙、镁”工序得到的滤液中___________。 （4）在水中的稳定性：___________(填“>”“=”或“<”)。“有机相”可循环用于___________(填“酸浸”“除钙、镁”或“萃取”)工序。 （5）“煅烧”工序发生主要反应的化学方程式为___________。 （6）神舟十八号载人飞船首次采用“锂离子电池”作电源，某种锂离子电池放电时工作原理如图所示。充电时a极的电极反应式为___________。 13. 尿素是人类历史上首个由无机物人工合成的有机物。氨基甲酸铵是以氨气和二氧化碳为原料合成尿素的中间产物。 （1）关于尿素的描述错误的是_______(填标号)。 a．尿素的空间填充模型为 b．尿素含键约为个 c．尿素可与发生加成反应 d．氰酸铵与尿素互为同分异构体 （2）合成尿素一般认为通过如下步骤来实现： i． ii． 对于总反应_______(用“”“”表示)，_______(用“”“”表示)。 （3）通过如下装置，可测定时氨基甲酸铵分解反应的压强平衡常数(用平衡时各气体分压代替平衡浓度计算出的平衡常数，分压=总压X体积分数)。测定的实验步骤如下： (i)将恒温水槽温度调至； (ii)将足量纯净的氨基甲酸铵置于容器中[只发生：]； (iii)关闭，打开，和，开启真空泵抽气至测压仪数值接近0后关闭； (iv)关闭，缓慢开启，以维持Ⅱ型管两边液面始终相平。读取并记录该过程的压强数值(如图)。 ①内，用分压变化表示_______。该反应的平衡常数_______。 ②上述体系平衡后，若只改变下列条件，再次平衡，一定增大的是_______(填标号)。 a．压缩容器体积 b．恒容下按充入和 c．适当升温 d．恒容下充入 ③下，投入足量的氨基甲酸铵固体后，欲使平衡时，可提前在真空恒容容器中充入一定量的，则提前充入的压强至少为_______。 14. 一种利胆药物F的合成路线如图： 已知：Ⅰ． Ⅱ． （1）的化学名称为_________；符合下列条件的A的同分异构体有______种。 ①含有酚羟基 ②不能发生银镜反应 ③含有四种化学环境的氢 （2）检验B中是否含有A的试剂为_________；B→C的反应类型为_________。 （3）C→D的化学方程式为________________________；E中含氧官能团共______种。 （4）已知：，综合上述信息，由和合成，基于你设计的合成路线，回答下列问题： ①设计的最后一步反应中，依据已知Ⅰ，推出有机反应物为_________(写结构简式)。 ②设计路线中与HBr反应的温度应该为_________。 ③步骤中发生的化学方程式为__________________________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年第一学期第四次月考化学试题 (考试时间：75分钟 试卷满分：100分) 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Mg-24 S-32 Cl-35.5 Fe-56 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40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. 科技创新是发展新质生产力的核心要素。下列说法错误的是 A. 量子通信技术长距离传输材料—光纤，其主要成分为二氧化硅 B. 开启氢能时代的氢氧燃料电池，放电时可将化学能转化为电能 C. 杭州亚运会比赛场地的防滑涂层材料是石墨烯，其属于有机物 D. “深地一号”项目中使用的钻头中含金刚石，其属于共价晶体 【答案】C 【解析】 【详解】A．量子通信的光纤主要成分为SiO2，A正确； B．燃料电池放电是原电池，是将化学能转化为电能，B正确； C．石墨烯是C的单质，是无机物，C错误； D．金刚石是通过共价键结合的立体网状结构，是共价晶体，具有较高熔沸点和硬度，D正确； 答案选C。 2. 实验室中可通过香草胺与8-甲基壬酸为原料合成二氢辣椒素，下列有关说法不正确的是 A. 香草胺中含有三种官能团 B. 二氢辣椒素结构中具有一个手性碳原子 C. 1 mol二氢辣椒素与过量NaOH溶液作用，最多可消耗2 mol NaOH D. 产物提纯后，可通过红外光谱检测酰胺基的存在，初步确定此合成是否成功 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题目中香草胺的结构可以得到，香草胺中含有羟基、醚键、氨基三种官能团，A正确； B．手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子，二氢辣椒素结构中没有手性碳原子，B错误； C．二氢辣椒素中的酚羟基、酰胺基能消耗氢氧化钠，1 mol二氢辣椒素与过量NaOH溶液作用，最多可消耗2 mol NaOH，C正确； D．二氢辣椒素中含有酰胺基，红外光谱可以检测有机物中的官能团，可通过红外光谱检测酰胺基的存在，初步确定此合成是否成功，D正确； 故选B。 3. 下列生产活动中对应的离子方程式不正确的是 A. 用溶液蚀刻覆铜板制作印刷电路板： B. 向冷的石灰乳中通入制漂白粉： C. 用溶液除锅炉水垢中的： D. 尾气与氨水反应得到硫酸铵： 【答案】B 【解析】 【详解】A．用溶液蚀刻覆铜板制作印刷电路板，Fe3+被Cu还原为Fe2+，Cu被Fe3+氧化为Cu2+，离子方程式为：，A正确； B．向冷的石灰乳中通入制漂白粉生成次氯酸钙和氯化钙，离子方程式为：，B错误； C．用溶液除锅炉水垢中的，转化为溶解度更小的CaCO3，离子方程式为：，C正确； D．是酸性氧化物且具有还原性，与氨水、O2发生氧化还原反应得到硫酸铵，离子方程式为：，D正确； 故选B。 4. 氯及其化合物的转化关系如图所示，为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 标准状况下，11.2 L Cl2中含有的质子数为 B. 200 mL 溶液中，含有的数为 C. 反应①中每消耗7.3 g HCl，生成的Cl2分子数为 D. 反应②中每有0.3 mol Cl2作氧化剂，转移电子数为 【答案】A 【解析】 【分析】反应①的化学方程式为：4HCl+Ca(ClO)2=2Cl2↑+ CaCl2+2H2O，反应②的化学方程式为：3Cl2+6KOH(热)=+5KCl+3H2O，据此解答。 【详解】A．标况下Cl2为气体，11.2L Cl2为0.5mol，含有的Cl原子数为NA，则质子数为17NA，A正确； B．ClO-为弱酸阴离子，在水溶液中会发生水解，因此，200mL 0.1mol L-1 Ca(ClO)2溶液中ClO-数目小于0.04NA，B错误； C．反应①的化学方程式为：4HCl+Ca(ClO)2=2Cl2↑+ CaCl2+2H2O，反应中每生成2molCl2消耗4molHCl，则每消耗7.3g HCl，生成的Cl2分子数为0.1NA，C错误； D．反应②的化学方程式为：3Cl2+6KOH(热)=+5KCl+3H2O，消耗3molCl2生成1molKClO3，作还原剂的氯气的物质的量为0.5mol，作氧化剂的氯气的物质的量为2.5mol，转移电子的物质的量为5mol，则每有0.3molCl2作氧化剂，转移电子的物质的量为mol，即转移电子数为0.6NA，D错误； 故选A。 5. 前四周期元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大，基态X原子中最高能层s、p能级上电子数相等，Y的简单氢化物水溶液中，Z的氢化物和其最高价氧化物对应的水化物都是强电解质，透过钴玻璃观察W的火焰呈紫色。已知：基态R原子有4个未成对电子，。下列说法错误的是 A. 利用上述反应可以鉴别RZ2和RZ3 B. 单质的熔点：Y<W<R C. 简单氢化物的键角：X>Y D. 晶体中含有配位键、金属键和π键 【答案】D 【解析】 【分析】前四周期元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大，基态X原子中最高能层s、p能级上电子数相等，X为碳元素；Y的简单氢化物水溶液中，Y为N元素；Z的氢化物和其最高价氧化物对应的水化物都是强电解质，Z为钠元素和氯元素；透过钴玻璃观察W的火焰呈紫色，W为钾元素；基态R原子有4个未成对电子，，R为铁元素，则Z为氯元素。 【详解】A．据分析，上述反应是，利用该反应可以鉴别FeCl2和FeCl3，A正确； B．Y单质是氮气，W单质是钾，R单质是铁，铁原子的半径比钾小，铁的金属键比较强，铁的熔点比较高，故单质的熔点：N2<K<Fe，B正确； C．甲烷和氨气的中心原子都是sp3杂化，甲烷的碳没有孤电子对，氨气的氮原子有一对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对与成键电子对之间的排斥力，故简单氢化物的键角：CH4>NH3，C正确； D．即，晶体中含有中心Fe3+与CN-的配位键、CN-内部的π键，内界与外界之间是离子键，没有金属键，D错误； 故选D。 6. 有化合物M()常温下为白色粉末，可用作化妆品防腐药，可由和在催化下制得．制备时，部分实验装置如图所示，已知：①；②。下列说法正确的是 A. 应先加入,再加入和 B. 冷凝回流装置选用直形冷凝管比球形冷凝管效果好 C. 应将料液转移至蒸发皿加热蒸发至水分全部蒸干得到产品 D. 生成M的反应为加成反应 【答案】D 【解析】 【详解】A．由信息知丙酮在强碱性水溶液中，自身可以通过缩醛反应生成大量副产物且氯仿在强碱性条件下会发生水解，为防止副反应发生，应先加入和，再加入，A错误； B．为增强冷凝效果，应选球形冷凝管且应从下口通入冷却水，直形冷凝管常用于蒸馏装置，B错误； C．加热蒸干时应蒸至析出大量固体时即停止加热，再利用蒸发皿余热蒸干，C错误； D．生成M的化学方程式为 ，属于加成反应，D正确； 故选D。 7. 由簇介导的光辅助水蒸气重整甲烷的两个连续催化循环机理如图所示(“UV”代表紫外线)。下列说法错误的是 A. 该循环的总反应为 B. 都有可能作催化剂 C. 反应过程中有极性键、非极性键的断裂和生成 D. 反应过程中金属元素V的价态发生改变 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据反应物和生成物可知，该循环的总反应为，A正确； B．催化剂参与反应过程，在反应前后自身组成和质量不发生变化，图示中、和都可以作为循环的初始反应物，完成循环后重新生成，符合催化剂的特征，因此都有可能作催化剂，B正确； C．反应中的极性键的断裂，中极性键的断裂都是极性键的断裂；反应中中极性键的生成是极性键的生成，中非极性键的生成是非极性键的生成，反应中不涉及非极性键的断裂，C错误； D．反应过程中，Rh和V作为簇合物的组成元素，在不同的含氧量的簇离子中，整体所带电荷均为-1，V的成键环境发生改变，因此金属元素V的价态在反应过程中发生改变，D正确； 故选C。 8. 晶体是制备氟代硼铍酸钾晶体的原料之一，其晶胞结构与类似，下列说法中不正确的是 A. Be原子的配位数是12 B. 若原子a、b的坐标分别为、，则原子c的坐标为 C. 沿晶胞面对角线投影，所得的投影结果是 D. 设O与Be的最近距离为，用表示阿伏加德罗常数的值，则晶体的密度为 【答案】A 【解析】 【详解】A．由晶胞结构可知Be位于O原子构成的四面体的体心，Be原子的配位数是4，A错误； B．由的晶胞结构可知，每个Be处于晶胞体对角线的处，结合原子a、b的坐标可知原子c的坐标为，B正确； C．沿面对角线进行投影，可知所得的投影结果是，C正确； D．若O与Be的最近距离为，则题中a、c之间的距离为，又因为a、c之间的距离为晶胞体对角线长的，则晶胞体对角线长为，故晶胞棱长为，晶胞内Be的个数为4，O的个数为，则根据晶胞质量=晶胞密度×晶胞体积可得，晶胞密度为，D正确； 故选：A。 9. 我国科研人员开发了一种电化学装置(如图所示)，可在更温和的条件下实现废水中氯苯的处理转化。通常过程为，，下列说法正确的是 A. 阴极区发生的转化的电极反应为 B. 已知电解效率×100%，一定时间内，阴极标准状况下共得到气体X，%，若阳极区()=5%，则生成邻苯二酚 C. 一段时间后，阴极区溶液pH变小 D. 将质子交换膜换为阴离子交换膜，气体X成分不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．氯苯失去电子发生氧化反应生成邻苯二酚，应在阳极发生电极反应：，A错误； B．阴极氢离子得到电子发生还原反应生成氢气：。一定时间内，阴极共得到氢气(标准状况)，为，则转移电子。若阳极区()=，生成邻苯二酚转移电子，结合反应：，生成邻苯二酚，B错误； C．阴极氢离子得到电子发生还原反应生成氢气：，而反应过程中阳极区反应生成氢离子通过质子交换膜进入阴极区，根据电子守恒，阴极消耗氢离子的物质的量等于进入阴极区的氢离子的量，故一段时间后，阴极区溶液pH保持不变，C错误； D．将质子交换膜换为阴离子交换膜，右侧阴极的阳离子类别不变，开始时为放电得到，一段时间后浓度变小，由水放电生成，气体X成分不变，D正确； 答案选D。 10. 肼是一种含氢量高的燃料。向恒容密闭容器内加入，一定条件下体系中存在以下平衡：Ⅰ．，Ⅱ．，不同温度下达到平衡时，均几乎完全分解，分解产物的物质的量如图所示。下列说法错误的是 A. 曲线a对应的物质是 B. 反应Ⅰ在高温条件下可能自发进行 C. 体系中一定存在反应 D. N点时，体系内为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，温度高于时，肼和氨气几乎完全分解，反应得到的气体为氮气和氢气的混合气体，由方程式可知，相同温度时氢气的物质的量大于氮气，所以曲线a对应的物质是氢气，故A项正确； B．由图可知，升高温度，氢气的物质的量增大，说明反应Ⅰ的平衡向正反应方向移动，该反应可能为吸热反应，且由方程式可知反应Ⅰ为熵增反应，故在高温条件下可能自发进行，故B项正确； C．由图可知，不同温度下达到平衡时，均几乎完全分解，温度升高时，趋于0，所以体系中还存在，故C项正确； D．由图可知N点时，，设 ，n(H2)=ymol，根据N原子可得，2x+x=3×2，x=2mol，根据H原子守恒可得，3x+2y=3×4，y=3mol，为，故D项错误； 故本题选D。 二、非选择题：本题共4小题，共60分。 11. 过氧化镁()不溶于水，与酸反应生成，在医学上可作解酸剂，加热时会分解。某学习小组在实验室进行了制备以及含量测定的实验。 Ⅰ．制备 （1）煅烧碱式碳酸镁的操作步骤为： ①称取碱式碳酸镁样品克； ②将样品充分高温煅烧，冷却后称量； ③重复操作②，测得剩余固体质量为克。 下列仪器中，煅烧碱式碳酸镁不会用到的是_______(用对应的字母填写)。 （2）研究表明，由碱式碳酸镁灼烧制备轻质氧化镁比用所得产品密度更小、比表面积更大，其原因为_______。 （3）加入30%过氧化氢和稳定剂，再通过一系列操作a可得到较纯净的，则操作a为_______。 Ⅱ．测定样品(含MgO杂质)中的纯度。 （4）稀盐酸中加入少量溶液的作用是(用化学方程式表示)_______。 （5）仪器A的名称_______；实验中使用A的优点是：_______。 （6）该小组记录的实验数据如下：样品的质量为m g；反应开始前量气管的读数为mL；反应结束冷却到室温后量气管的读数为mL，已知：室温条件下气体摩尔体积为L/mol，则样品中过氧化镁的质量分数为_______%(用含、、m、的代数式表示)；若反应结束后读取量气管中气体的体积时，液面左高右低，则测得的质量分数_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 【答案】（1）E （2）碱式碳酸镁分解产生气体，有利于形成粒径更小的MgO或生成的可使MgO变得更蓬松(答案合理即可) （3）过滤、洗涤、干燥 （4）或和或 （5） ①. 恒压分液漏斗/恒压滴液漏斗 ②. 便于液体顺利滴下、减小滴入液体的体积对所测气体体积的影响，减少实验误差 （6） ①. ②. 偏大 【解析】 【分析】碱式碳酸镁煅烧得到MgO、CO2和H2O，MgO和双氧水反应生成MgO2，从液体中通过过滤、洗涤、干燥得到产品； 【小问1详解】 煅烧碱式碳酸镁不会用到的是蒸发皿，即E； 【小问2详解】 由碱式碳酸镁灼烧制备轻质氧化镁比用Mg(OH)2所得产品密度更小、比表面积更大，其原因为碱式碳酸镁分解产生CO2气体，有利于形成粒径更小的MgO或生成的CO2可使MgO变得更蓬松(答案合理即可)； 【小问3详解】 加入30%过氧化氢和稳定剂，再通过一系列操作a可得到较纯净的MgO2，则操作a为过滤、洗涤、干燥； 【小问4详解】 稀盐酸中加入少量FeCl3溶液的作用是：或和或； 【小问5详解】 仪器A的名称恒压分液漏斗/恒压滴液漏斗；实验中使用A的优点是便于液体顺利滴下、减小滴入液体的体积对所测气体体积的影响，减少实验误差； 【小问6详解】 反应：，得到关系式：，则，，则样品中过氧化镁的质量分数为：；反应结束后读取量气管中气体的体积时，若液面左高右低，则所读气体体积偏大，则测得过氧化镁的质量和质量分数均偏大。 12. 钴酸锂(LiCoO2)是锂离子电池的电极材料。以水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、MgO、CaO、SiO2等杂质)为原料制备LiCoO2的工艺流程如图所示。 已知：①在水中不稳定，易溶于有机溶剂； ②常温下，，。 回答下列问题： （1）钴位于元素周期表___________区；Li2CO3中阴离子的空间结构为___________。 （2）滤渣的主要成分是___________(填化学式)；“酸浸”工序中不能用盐酸替代硫酸，可能的原因是___________。 （3）“除钙、镁”工序得到的滤液中___________。 （4）在水中的稳定性：___________(填“>”“=”或“<”)。“有机相”可循环用于___________(填“酸浸”“除钙、镁”或“萃取”)工序。 （5）“煅烧”工序发生主要反应的化学方程式为___________。 （6）神舟十八号载人飞船首次采用“锂离子电池”作电源，某种锂离子电池放电时工作原理如图所示。充电时a极的电极反应式为___________。 【答案】（1） ①. d ②. 平面三角形 （2） ①. CaSO4、SiO2 ②. Co2O3有强氧化性，易氧化HCl生成Cl2 （3）100 （4） ①. < ②. 萃取 （5）4CoCO3+2Li2CO3+O24LiCoO2+6CO2 （6）LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+ 【解析】 【分析】水钴矿主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、MgO、CaO、SiO2等杂质，加入稀硫酸和双氧水进行“酸浸”，滤渣中有硫酸钙、二氧化硅，滤液中含有Co2+、Fe3+、Mg2+、Ca2+，而后加入氟化铵生成MgF2、CaF2，加入KSCN与Co2+反应生成[Co(SCN)4]2−进入有机相，三价铁离子生成[FeF6]3−进入水相，而后加入稀硫酸进行反萃取，得到Co2+，加入碳酸钠后得到碳酸钴，再加入碳酸锂和通入空气后得到钴酸锂。 【小问1详解】 钴是第27号元素，价层电子排布式为：3d74s2，位于元素周期表d区；Li2CO3中阴离子为，中心原子C的价层电子对数为：3+=3+0=3，无孤电子对，因此空间结构为平面三角形； 【小问2详解】 根据分析可知，滤渣的主要成分为CaSO4、SiO2；原料中含+3价钴，碳酸钴中为+2价钴，“酸浸”中加入双氧水，还原钴，说明Co2O3有强氧化性，易氧化HCl生成Cl2； 【小问3详解】 根据题干信息可知Ksp(MgF2)≈4.0×10−11，Ksp(CaF2)≈4.0×10−9，两种沉淀同时生成时，溶液中存在沉淀溶解平衡，； 【小问4详解】 加入KSCN，[FeF6]3−不会转化成Fe(SCN)3，说明在水中稳定性：[FeF6]3−> Fe(SCN)3；有机相主要成分是萃取剂，可循环用于“萃取”工序； 【小问5详解】 钴的化合价升高，在煅烧中，空气中O2参与反应，并放出CO2，反应为：4CoCO3+2Li2CO3+O24LiCoO2+6CO2； 【小问6详解】 充电时a极LiCoO2转化为Li1-xCoO2，化合价升高，失电子，为阳极，电极反应式为：LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+。 13. 尿素是人类历史上首个由无机物人工合成的有机物。氨基甲酸铵是以氨气和二氧化碳为原料合成尿素的中间产物。 （1）关于尿素的描述错误的是_______(填标号)。 a．尿素的空间填充模型为 b．尿素含键约为个 c．尿素可与发生加成反应 d．氰酸铵与尿素互为同分异构体 （2）合成尿素一般认为通过如下步骤来实现： i． ii． 对于总反应_______(用“”“”表示)，_______(用“”“”表示)。 （3）通过如下装置，可测定时氨基甲酸铵分解反应的压强平衡常数(用平衡时各气体分压代替平衡浓度计算出的平衡常数，分压=总压X体积分数)。测定的实验步骤如下： (i)将恒温水槽温度调至； (ii)将足量纯净的氨基甲酸铵置于容器中[只发生：]； (iii)关闭，打开，和，开启真空泵抽气至测压仪数值接近0后关闭； (iv)关闭，缓慢开启，以维持Ⅱ型管两边液面始终相平。读取并记录该过程的压强数值(如图)。 ①内，用分压变化表示_______。该反应的平衡常数_______。 ②上述体系平衡后，若只改变下列条件，再次平衡，一定增大的是_______(填标号)。 a．压缩容器体积 b．恒容下按充入和 c．适当升温 d．恒容下充入 ③下，投入足量的氨基甲酸铵固体后，欲使平衡时，可提前在真空恒容容器中充入一定量的，则提前充入的压强至少为_______。 【答案】（1）c （2） ①. ②. （3） ①. 1.6 ②. 256 ③. c ④. 63 【解析】 【小问1详解】 a．尿素的分子式为CO(NH2)2，它的空间构型是平面四边形，则尿素的空间填充模型为 ，故a项正确； b．60g尿素即1mol CO(NH2)2，1mol CO(NH2)2中含有7molσ键，则含σ键约为7×6.02×1023个，故b项正确； c．尿素不能与H2发生加成反应，故c项错误； d．二者分子式相同，结构不同，则氰酸铵(NH4OCN)与尿素互为同分异构体，故d项正确； 故本题选c； 【小问2详解】 根据盖斯定律，总反应由反应i+反应ii得到，则；化学平衡常数：； 【小问3详解】 ①计算0~5min之间，NH3分压的平均变化率为；设二氧化碳平衡压强为xkPa，则氨为2xkPa，总压强为12kPa，p(CO2)=4kPa，p(NH3)=8kPa，该反应的平衡常数为：； ②a．该反应为气体分子数增加的反应，压缩体积相当于增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，二氧化碳分压减小，故a项不符合题意； b．恒容下按V(NH3):V(CO2)=2:1充入NH3和CO2，平衡不移动，二氧化碳分压不变，故b项不符合题意； c．适当升高温度，气体体积膨胀，总压强增大，二氧化碳的分压一定增大，故c项符合题意； d．恒容下充入He，气体浓度不发生改变，平衡不移动，二氧化碳分压不变，故d项不符合题意； 故答案为：c； ③25℃下，投入足量的氨基甲酸铵固体后，欲使平衡时P(NH3)≤2kPa，根据平衡常数，达平衡时，令二氧化碳平衡压强为xkPa，则，解得x=64kPa，64kPa-1kPa=63kPa，则提前充入的CO2压强至少为63kPa。 14. 一种利胆药物F的合成路线如图： 已知：Ⅰ． Ⅱ． （1）的化学名称为_________；符合下列条件的A的同分异构体有______种。 ①含有酚羟基 ②不能发生银镜反应 ③含有四种化学环境的氢 （2）检验B中是否含有A的试剂为_________；B→C的反应类型为_________。 （3）C→D的化学方程式为________________________；E中含氧官能团共______种。 （4）已知：，综合上述信息，由和合成，基于你设计的合成路线，回答下列问题： ①设计的最后一步反应中，依据已知Ⅰ，推出有机反应物为_________(写结构简式)。 ②设计路线中与HBr反应的温度应该为_________。 ③步骤中发生的化学方程式为__________________________。 【答案】（1） ①. 3-溴-1-丙烯 ②. 4 （2） ①. 溶液 ②. 氧化反应 （3） ①. ②. 3 （4） ①. ②. 40℃ ③. 【解析】 【分析】C与甲醇反应生成D，根据D的结构简式和C的分子式可知，C的结构简式为；A与反应生成B，根据A和C的结构简式和B的分子式可知，B的结构简式为；E和 反应的原理和已知反应Ⅱ一致，根据F的结构简式和E的分子式可知，E的结构简式为，由此解答； 【小问1详解】 的化学名称为3-溴-1-丙烯；A的分子式为，A的同分异构体中不能发生银镜反应，说明不含有醛基和甲酸酯基，含有酚羟基，并且含有四种化学环境的氢，说明结构高度对称，符合要求的情况只能有2种，一种是两个取代基，为酚羟基和酯基的对位取代，此时有两种符合要求的同分异构体，分别为、；另外一种情况是有三个取代基，为酮羰基和两个酚羟基，此时有两种符合要求的同分异构体，分别为、，因此一共有4种符合要求的同分异构体； 【小问2详解】 由分析可知，B的结构简式为，存在的含氧官能团为醚键和醛基，而A的含氧官能团为醚键、醛基和酚羟基，两种的主要差别是A中含有酚羟基，因此可以用溶液鉴定B中是否混有A，如果溶液变成紫色，说明含有A，反之则无；由分析可知，根据B和C的结构简式，B→C为醛基氧化成羧基的氧化反应； 【小问3详解】 由分析可知，C与甲醇发生酯化反应生成D，因此化学方程式为；由分析可知，E的结构简式为，E中含氧官能团为醚键、酚羟基和酯基，含氧官能团共3种； 【小问4详解】 ①利用已知反应，R为甲基时可以合成，利用逆合成分析法可知，需要的反应物为； ②合成的原理与A与反应生成B的原理已知，因此需要，与HBr在40℃可以生成，因此反应温度为40℃； ③与反应生成和HBr，因此化学方程式为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $