内容正文:
17.(15分)
“碳中和”背景下,将C02转化为高附加值化学品是当前催化领域的研究热点。工业上利用
CO2加氢合成CHOH涉及的主要反应如下:
I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AHj=-49.3kJ.mol-
II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AH2=+41.2kJ.mol
Ⅲ.CO(g)+2H2(g)=CHOH(g)△H
请回答下列问题:
(1)已知298K时,相关物质的相对能量如表所示:
物质
C02(g)
H2(g)
CO(g)
H20(g)
CHOH(g)
相对能量/kJmol1
-393.5
0
-110.5
-241.8
8
a=
,反应I的属于
(填“熵增”或“熵减”)反应。
(2)上述三个反应的K(K为平衡常数)随(T为温度)的变化如图。曲线c下降的原因是
代表反应Ⅲ的曲线是
(填a”、“b”或“c”)。
1
(3)科研人员研究了反应I在Cu/亿nO催化剂表面的部分反应历程,路径A经过甲酸盐中间
体HCO0*,最大能垒为1.25eV;路径B经过羧基中间体C0OH*,最大能垒为0.85eV。
工业生产中,该催化反应主要按照路径(填“A”或B”)进行,理由是
(4)实际生产中,CO2与H20在催化剂活性中心上存在竞争吸附,降低了CO2的转化率。已
知CO2中的π键电子可与催化剂金属原子形成配位键,推测H20中_原子也可与金
属原子形成配位键,从而导致竞争吸附。
(5)温度T℃时,向体积为1L的密闭容器中,投入1 moICO2和3molH2仅发生反应I和Ⅱ,
10min达到平衡时,CO2的总转化率为80%,此时CH3OH的选择性(已知CH3OH的选择
性=
生成CH,OH消耗CO,的物质的量
反应共消耗CO,的物质的量
)为80%。0~10min内vH2)=
molL.min-1;
T℃时,反应I的平衡常数K=
(列出计算式即可)。
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8.(15分)
一种多反应位点的合成砌块K的合成路线如图(立体化学和部分反应条件略)
2027届高三8月底学情调研
化学
CH三ccooc,H,
人ooc©NSOHo8oHC4a
HCI
满分100分,考试时间75分钟。请在答避卡上作答。
A
0
可能用到的相对原子质量:H-1C-120-16
NH,在Fe基催化剂表面还原工业废气中的NO机理如下图所示。
0
COOH
选择题(本大题共14小题,每小题3分,满分42分,每小题只有一个选项符合题意)》
ocH》
1.下列有关物质用途的说法错误的是(
-N、H,0
A.二氧化硫可用作葡萄酒的防腐抗氧化剂
o0cH,-》
B.碳酸钡可用作胃肠X射线透视的造影剂
NH
NO,(NH:)
H
K
C.硅酸钠的水溶液可用作木材的防火剂
D.聚四氟乙烯可用作不粘锅的表面涂层
已知:《+△◇
位点
2.下列实验仪器选用或实验操作正确的是
Fc基催化剂
50
请回答下列问题:
A.用瓷坩埚加热熔融氢氧化钠固体
B.用100mL量筒量取8.50mL稀硫酸
下列叙述正确是(
(1)A的化学名称为
C.用分液漏斗分离乙酸乙酯和饱和碳酸钠溶液
A.NH分子中含有3个s-po键
(2)写出K分子中,不能与NaOH反应的官能团名称
D.用酸式滴定管盛装Na,CO,溶液进行滴定操作
(3)A一→B的反应类型为加成反应,B的结构简式为
3.用下列化学知识解释对应劳动项目不合理的是(
B.基态Fe价层电子轨道表示式:Fm而D
(4)下列说法错误的是
(填标号。
选项
劳动项目
化学知识
C.可能发生的反应有:NO2NH')h+NO-2N2+3H0
a.D易溶于水
A
用小苏打发酵面团
小苏打受热分解或与酸反应产生C02,使面团
D.反应中N、NO、O的理想比例关系为4:4:1
b.G催化氧化的产物,可能发生银镜反应
硫极多
c.E分子中含有手性碳原子
B
用硫酸铜对游泳池进行消毒
阅读材料,完成6、7题。
铜离子能使蛋白质变性
d.H→K的反应类型加成反应
酒化酶能直接使淀粉转化为酒精
肼(NH4)是一种高能燃料,常温下为无色液体;NL与N2O4混合可发生自燃,生成无
自制米酒时加入酒化梅
(5)F+G→H的反应方程式为
毒气体:与组成相似的CH相比,肼的热稳定性较差,极易分解;NH具有较强的还原性,
(6)W是D的同分异构体,写出一种符合下列条件W的结构简式
D
用活性炭去除冰箱异味
活性炭具有疏松多孔结构,能吸附异味分子
(已知:
在碱性条件下能将Cu(OHh还原为红色的Cu,0沉淀;NH,还能作为单齿配体与N2等过渡金
同一个碳原子上有多个-O州的物质不稳定)。
4.鲜草醛(Vernaldehyde)的结构如图所示,凭借其独特的“雨后青草+山间空气”气息成为打
属离子形成稳定的配合物(如NiNH4)6):肼易溶于水,属于二元弱碱,能与硫酸反应;N2H4
①含有苯环:
②不同化学环境氢原子个数比为1:2:6;③不含有-0-0-键。
造年轻、治愈、自然风格的首选香料。
及其阳离子如N,Hs是合成高能含能材料(如硝酸肼N,HNO3)的重要前驱体。
(7)参考上述路线,设计如下转化。
6.下列过程中对应的化学方程式或电离方程式错误的是(
COOH
A.肼与四氧化二氮发生自燃:2NH4+N20=3N2+4HO
B.肼溶于水的第一步电离:N2H4+HO=NH5+OH
C.肼与过量稀硫酸反应:NH4+H,SO=NH6SO
D.碱性条件下肼还原Cu(OH2:4Cu(OH)2+NH4-2Cu2O↓+N2↑+6HO
实现X一→Y所需试剂和反应条件是
;Z的结构简式为
下列关于鲜草醛的说法错误的是(
7.下列有关物质结构或性质的比较中,错误的是(
A.分子中含有2个π键
A.熔点:N2H,C>N2HNO,
B.能使溴水褪色,说明含有碳碳双键
B.NiNH)6J2中的H-N-H的键角完全相同
C.分子中含有1个手性碳原子
C.N,H4中N-N键键能小于CH,中的C-C键键能
D.可与新制的Cu(O2反应生成砖红色沉淀
D.NH,与NH4分子间作用力小于NH与H0分子间作用力
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8.下列图示实验装置不能达到相应实验目的的是()
食盐水
湾6溶液
浓硝酸
浸泡过
燥
的铁钉
2mL10%
红纸
,NaOH溶液
A.
验证铁的吸氧腐蚀
B.制备检验葡萄糖
C.比较Al和Cu
D.验证潮湿氯气与
用的新制氢氧化铜
的金属活动性
干燥氯气的漂白性
9.
W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,基态X原子核外电子的空间运动状
态有3种,它们组成的化合物Z2X2W4Y8具有抗真菌和抗菌作用,用于隐形眼镜护理液、某
些眼药水的“隐形防腐剂,结构如图所示。
下列叙述错误的是(
A.基态X原子有1个单电子
B.简单离子半径:Y>Z
C.该化合物中Y原子的杂化方式有2种
D.该化合物存在配位键
10.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
向NCCI溶液中滴入硝酸酸化的
A
NCCI是离子化合物
AgNO3溶液,生成白色沉淀
乙醇和浓硫酸共热至170℃,将产生
B
乙烯发生了加成反应
的气体通入溴水中,溴水褪色
向0.lmol/LNa2S溶液中通人少量氯
气,出现乳白色或淡黄色沉淀
氧化性:C2>S
D
苯中加溴水振荡,水层褪色
苯与溴水发生取代反应,生成无色溴苯
11.向一恒容密闭容器中加人物质M,发生连串单向基元反应:M(g)=N(g),N(g=Q(g)。温度
为T1、T2时,各组分的物质的量浓度c与时间t的关系分别如图1、图2所示。已知温度
为T1时,M的浓度随时间的变化关系为lnc=lnco-k1t(为反应M(g)=N(g)的速率常数,设
反应N(g)=Q(g)的速率常数为)。下列说法正确的是()
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下列叙述正确的是()
A.Zn电极为阴极,[Zn(OH42-发生还原反应
T2
B.电解池中阳离子会持续向P电极一侧定向移动
C.反应装置中Z单质与水蒸气的转化,实现了化学能向电能的转化
05
D.若电路转移2mol电子,理论上阳极收集到1.12L气体
14.已知:常温下,Ksp(BaC03)=2.5×109,g2-0.3。常温下,向10mLBa(OH2溶液中缓慢滴
入0.01mol/LNaHCO3溶液,混合溶液的pH和pBa[pBa=-lgc(Ba2]与V(NaHCO)的变化关
3t1
3t
系如图所示。下列说法错误的是(
t/s
s
13
图1
图2
12
11
A.对比两图反应达到终点的时间可知,T>T
10
B.温度为T时,若将M的初始浓度增大至2co,则M消耗一半所需的时间变长
9
C.反应过程中,容器内混合气体的平均相对分子质量随时间逐渐减小
0102030
D.温度为T时,当N的浓度达到最大值时,体系中组分浓度必定满足c(M):cN)=k2:k
A.a点的pH约为12.3
V(NaHCO,)/mL
12.科学家在一定条件下将白磷转化为黑鳞,黑鳞的晶体结构与石墨类似的层状结构(已知:
B.x=4.3
单层磷烯导电性比石墨烯优),如图所示。下列有关说法错误的是(
C.c点对应溶液中存在:cNa)+cBa2=2[c(CO32+cHCO3)+cHCO3)]
D.d点对应溶液中存在:c(Nac(HCO3)Pc(CO3)Pc(OH)
二、非选择题(本大题共4小题,共58分)
15.(14分)
碳包覆的焦磷酸亚铁(F2P2O,/C)主要用作新型二次电池的正极材料,尤其在钠离子电池
领域具有重要应用前景。某小组以致密赤铁矿(主要成分FeO3,含少量SiO2、AlhO3、MgO等)
为原料,设计了如下“低碳活化一混酸浸出新工艺制备FeP0/C:
0.8%C
HCl、H,PO,H,O,
NH3:H2O
葡萄糖Ar
A.黑磷与白磷的晶体类型不同
↓650℃
1△
B.质量相同时,黑磷与白磷PP键数目之比为1:1
赤铁矿
预处理一酸浸一氧化一
调pH-2
Fe,P,O,/C
沉淀
FePO·2H,0→煅烧
C.单层磷烯导电性优于石墨烯,说明磷的电负性大于碳
D.黑磷晶体中最小的环为六元环,该环平均含有2个P原子
滤渣
滤液
co
13.科研人员设计一套耦合式电化学工艺,向碱性电解槽中投入Z0固体后体系启动电解,整
套装置、流程与转化关系如图所示。已知ZnO+2KOH+HO=K[Z(OHD]。下列叙述正确
已知:①预处理”原理:碳将部分F2O3还原为磁性氧化物,导致晶格畸变,使矿石产生微裂纹。
的是()
②工艺条件下,三价铁均与CI结合成稳定的[FeCl4]。
☑zn
③25℃时,HP04的电离常数Ka16.92×10-3;Ksp(FeP01.4×10-22
气本X
电源
Kp[Fe(OH]=2.8x10-39、Kp[AI(OH]F1.3×10-3、KpMg(OH]=5.6x1012。
气体Y
杰ZnO粉末
请回答下列问题:
电
(1)基态铁原子核外电子占据的最高能层符号为,属于区元素(填“s”、“p”、“d”或“”)。
海水
水蒸气
4molL
KOH溶液
P电极
(含Na、CI等
盘盐NaC等
(2)传统工艺不添加炭粉,直接用盐酸浸取赤铁矿,铁浸出率不足45%;“预处理”后,铁浸出
率提升至92%。分析“预处理能显著提高浸出率的可能原因为:
Zn-HO(g)反应装置
」电解池
从而加快酸浸速率。
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(3)“氧化时,Fe2+转化为FeCl4]的离子方程式为
;设计实验验证“氧
化步骤中F2+已完全被氧化:取少量氧化后的溶液,滴加
溶液(填化学式),若
(填现象),则说明Fe2+已完全转化。
(4)“沉淀”时,为确保铁元素完全以FePO4形式沉淀而不生成Fe(OH3杂质,滤液中
c(PO43)的值必须大于
molL-l。
(5)沉淀”步骤中,滤液里大量存在的金属阳离子除残留的F3+外,还有
((6)“煅烧”时其中生成Fe2P2O,和C0的化学方程式为:
(葡萄糖用CH1206表示)。
16.(14分)
无水氯化铈(CCL)是重要的路易斯酸催化剂,极易吸水潮解,高温易被氧化。实验室以
CeCl,·7H2O为原料,结合氯化铵协同脱水法制备高纯无水CeCL3。实验步骤:
I将CeCl3·7H2O与过量千燥NH4Cl固体置于仪器a中,磨细。
Ⅱ.将混合物移入管式炉,持续通人干燥高纯Ar,依次在70℃、160℃、250℃各恒温保温1h,
逐级缓慢脱水。
Ⅲ.缓慢升温至340℃并持续通入Ar,恒温保温2h。
Ⅳ.氩气氛围下冷却至室温,转入干燥器密封保存。
已知:①无水CCL3熔点822℃,无挥发性,极易吸水。
②较低温度下NH4CI与水合盐生成复盐NH4)2CCl5防止水解;高温下复盐分解。
③实验条件下,NHC1在338℃时完全分解生成NH3和HC1气体。
请回答下列问题:
(1)步骤I中仪器a是下图中的
(填仪器名称);加入过量NHCI的核心作用
是
(2)若将CeCl3·7H20直接在空气中加热至300℃发生水解,生成CeOC1及两种常见无机物,
写出化学方程式:
(3)步骤Ⅱ中持续通入Ar的作用与目的是
(4)实验室检验产品中是否残留NH4C1杂质的常规方法是:
(5)步骤Ⅲ中,温度需控制在340℃,不宜过高也不宜过低的原因:
(6)准确称取mg产品配成250mL溶液(详细步骤省略),量取25.00mL,用cmo/L EDTA
标准液滴定(已知EDTA与Ce3+1:1配位),消耗VmL。产品中CeCL3质量分数为
(列式化简,CeC13摩尔质量246.5g/mol)。
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