精品解析：湖南省大联考2024-2025学年高三上学期1月期末考试 化学试题

娄底市2024年秋季高三教学质量检测 化学试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H~1 C~12 O~16 S~32 Fe~56 Co~59 Ni~59 一、选择题(本大题共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. 化学与人类生产、生活、环境保护等密切相关。下列说法错误的是 A. 明矾可用于自来水的消毒 B. 氯化钠可用来配制生理盐水 C. 积极开发新能源，以减少环境污染 D. 合理使用农药和化肥，以提高农作物的产量 2. “化学用语”顾名思义是学习化学的专业语言。下列有关化学用语错误的是 A. 顺-2-丁烯的结构简式为 B. 基态硫原子的价层电子排布式为 C. 三氧化硫分子的空间结构为 D. 氯化镁的形成过程为 3. 乙基芳樟醇可用于各种花香型日化香精，结构简式如图所示，下列有关其说法错误的是 A. 分子中所有碳原子一定不可能共平面 B. 含有2种官能团，存在顺反异构 C. 能发生取代、加聚、氧化、消去反应 D. 与加成最多可得到2种产物(不考虑立体异构) 4. 羰基硫(化学式为COS)又称氧硫化碳，在火山爆发和深海热液喷口中都会产生，工业上可用硫化氢和二氧化碳在碳酸钠、硫酸钾等催化剂存在下反应制取。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 常温下，含中子数为 B. 2.4 g COS分子中含π键数目为0.08NA C. 3.4 g硫化氢溶于水，溶液中H+的数目为 D. 1 L 0.1mol/L的碳酸钠溶液中的数目为 5. 某化学兴趣小组设计下列实验装置，探究二氧化硫的制备和有关性质。下列说法正确的是 A. 装置A中，可用98%硫酸代替70%硫酸，以提高反应速率 B. 装置B中品红溶液褪色，继续通入二氧化硫又变红色 C. 装置C中溶液褪色，证明SO2有漂白性 D. 装置D中溶液变浑浊，体现了SO2的氧化性 6. 下列离子方程式能正确描述相应化学反应的是 A. 少量二氧化硫通入新制的氯水中： B. 向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至中性： C. 向CuSO4溶液中通入过量NH3： D. 用Na2SO3溶液吸收少量Cl2： 7. 二氧化氯是一种安全、高效的消毒剂，工业上的一种制法是利用FeS2还原酸性NaClO3溶液(氧化产物为硫酸钠和硫酸铁)。下列说法错误的是 A. ClO2具有较强的氧化性 B. 1molFeS2完全反应时，转移14 mol电子 C. 反应的离子方程式为 D. 当反应消耗12gFeS2时，理论上可产生1.5molClO2 8. X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，由这四种元素形成的一种化工原料分子结构式如图。已知Y、Z、W同周期，基态Y原子核外只有3个原子轨道排布有电子，基态Z原子核外s、p能级电子总数相等。下列说法正确的是 A. 最高化合价：W＞Z＞Y B. 简单氢化物的稳定性：Z＜W C. 第一电离能：Y＞Z＞W D. 该分子中Y、Z原子杂化方式不同 9. 碳酸锂(Li2CO3)微溶于水，在水中的溶解度随温度升高显著下降，可用于制陶瓷、药物、催化剂等，是常用的锂离子电池原料。用盐湖卤水(含有等)制备碳酸锂的流程如图。 下列说法正确的是 A. 生石灰的主要成分为Ca(OH)2 B. “滤渣1”中只存在氢氧化镁以及少量的Ca(OH)2 C. 用玻璃棒蘸取Li2CO3溶液灼烧，可判断是否混有Na+ D. 过滤需要的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒 10. 近日，中国科学院大连化学物理研究所邓德会研究员、于良副研究员团队利用二维MoS2，在室温下催化甲烷与氧气高选择性转化为CH3OH，该研究为开发甲烷与氧气室温催化转化过程提供了新思路(反应机理如图)。下列说法正确的是 A. 反应过程中Mo的化合价保持不变 B. 反应过程中有极性键和非极性键的断裂和形成 C. 该过程总反应可表示为 D. Mo原子可与甲烷分子形成配位键 11. 近日，中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员包信和以及研究员汪国雄、高敦峰团队，在乙烯电催化环氧化制环氧乙烷转化利用方面取得了进展，反应原理如图。 下列说法正确的是 A. 1 mol环氧乙烷中含有3molσ键 B. 溴在水中溶解度不大，是因为溴易挥发 C. 分子内键角：乙烯分子＜水分子 D. 的沸点比的沸点高 12. 随着高分子分离膜的发展，利用电解原理不仅能够处理废水，还能实现资源的再利用。如图是一种电化学处理废水实现镍回收的装置。下列说法正确的是 A. a极连接的是电源的正极 B. 电解一段时间，盐酸的浓度变大 C. A、B膜分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜 D. 若得到镍118 g，则b极室质量减少32 g 13. 工业上利用氢气和一氧化碳合成甲醇，反应原理为。在一定温度下，向2 L密闭容器中按照物质的量之比2：1充入一定量的H2和CO，发生上述反应。测得反应过程中某些组分的浓度随时间变化关系如图(曲线a为在与曲线b相同的条件下改变某一条件后的曲线)。 下列有关说法错误的是 A. 2 s内，用H2表示的反应速率为 B. 得到曲线a改变的条件可能是压缩体积或增加CO的量 C. 体系内混合气体的密度保持不变，说明反应达到平衡 D. 该温度下，逆反应的化学平衡常数为 14. 乙二胺(，简写为R)是一种二元弱碱。25℃时，向(盐酸盐)溶液中缓慢加入NaOH固体(溶液体积变化忽略不计)，测得溶液中、R三种粒子的分布系数{如}与pH以及pOH与的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A. 第一步水解常数的数量级为 B. a点时，溶液中 C. 曲线x表示H2N(CH2)2NH2的分布系数 D. 时，溶液的pH为7.00 二、非选择题(本大题共4小题，共58分) 15. 钴是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。工业上一种利用硫钴矿(主要成分为，还含有以及少量Ca、Mg等元素)制备钴的工艺流程如图所示。 已知室温下，一定浓度有关金属离子开始沉淀和沉淀完全()的pH见下表： 金属离子 开始沉淀时pH 2.2 6.5 8.9 8.2 完全沉淀时pH 3.2 8.0 10.4 9.7 回答下列问题： （1）“焙烧”前将矿石磨成细粉，目的是___________________。“滤渣1”的主要成分是_________(填化学式)。 （2）“焙烧”过程中产生的一种具有刺激性气味的污染性气体，在工业上可用于___________。图中试剂X可以为_______(填标号)。 A．CoO B．CO2 C．NH3 D．CoCO3 （3）“调pH”后，若溶液中c(Co2+)为0.1mol/L，则室温下“调pH”应控制的pH范围是_____________________。 （4）“沉钴”反应的离子方程式为__________________________；不用碳酸钠或碳酸氢钠，主要原因是____________________________________。 （5）测定钴的纯度：准确称取m g产品溶于稀硫酸中并配成溶液，取加入锥形瓶中，进行滴定。滴定终点消耗标准溶液，钴的纯度为_____________{假设其他离子均不反应，用上述字母表示出计算式，滴定原理为。若滴定结束时仰视读数，测得的钴的纯度会_________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。 16. 碘化亚铜(CuI)是一种灰白色固体，不溶于水和乙醇，能溶于浓硫酸、氨水、碘化钾溶液等，可用作有机合成催化剂、树脂改性剂、人工降雨剂及加碘盐中的碘来源等。某化学学习小组用如图装置(部分夹持装置已省略)制备CuI。 回答下列问题： （1）装置B中仪器甲的名称是_____________；实验结束后，确认装置A的圆底烧瓶中有硫酸铜生成的操作为______________________________________________。 （2）D中足量碱石灰的作用是________________________________________；若将C中蒸馏水换成高锰酸钾溶液，可验证二氧化硫具有___________性。 （3）装置B三颈烧瓶中发生反应的离子方程式为_______________________________________。 （4）实验结束后，取一定量的C中溶液，滴入少量紫色石蕊溶液，现象为__________________。 （5）过滤得到碘化亚铜后，先用装置C中的溶液洗涤，然后再用无水乙醇洗涤，可能的原因是________________________________________。 （6）测定碘化亚铜的纯度。精确量取a g CuI加入适量的NaOH溶液中，振荡，溶液中出现砖红色沉淀，过滤并洗涤；在滤液中加入足量酸化的双氧水，然后用Na2S2O3标准溶液滴定。 ①砖红色沉淀为___________(填化学式)。 ②若用淀粉作指示剂，则滴定终点现象为________________________________________。 17. 有机物J广泛用于心绞痛、高血压、心肌梗死以及心律失常、嗜铬细胞瘤等的治疗。工业上的一种合成路线如图所示。 回答下列问题： （1）化合物A在核磁共振氢谱上有__________组吸收峰；A可由一种二元芳香酸脱水而成，该芳香酸的化学名称为____________________________。 （2）化合物B中官能团的名称为__________、__________。 （3）H→I反应的化学方程式是_____________________________。 （4）J分子中手性碳原子的数目为__________。 （5）I→J反应的同时可能生成一种与J互为同分异构体的副产物(不考虑立体异构)，该副产物的结构简式为_____________。 （6）依据以上流程信息，结合所学知识，设计以甲苯()和苯胺()为原料合成的路线__________________________ (无机试剂任选)。 18. 随着我国在南海成功开采可燃冰(甲烷水合物)，甲烷的综合利用成为研究热点。回答下列问题： （1）已知：Ⅰ． Ⅱ． 反应Ⅰ能够自发进行的原因是________________________________________；反应的焓变ΔH3=__________kJ/mol。 （2）科学家研究利用甲烷消除氮氧化物的污染，反应原理为。一定温度下，将2molNO2与1molCH4置于恒容绝热的密闭容器中发生上述反应，测得正反应速率随时间变化如图所示(图中标注相邻各点间隔时间相同)。 ①图中a→c，正反应速率逐渐增大的原因是____________________________________。 ②图中各点间NO2的净消耗量大多的是__________(填标号)。 A．ab B．bc C．cd （3）甲烷制备合成气的反应原理为ΔH，同时发生副反应。保持容器压强为100 kPa不变，将1 mol甲烷和3 mol水蒸气投入密闭容器中发生反应。测得平衡时各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。 ①为提高CO的平衡产率，可采取的措施有__________________________________________(任写一条)。 ②600℃时，主反应的压强平衡常数Kp=__________(写出计算式，Kp是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 （4）一种以甲烷为燃料的微生物电池工作原理如图所示(电解质溶液呈酸性)。 ①写出负极电极反应式：________________________________。 ②随着电池不断放电，负极室电解质溶液的pH__________(填“增大”“减小”或“不变”)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 娄底市2024年秋季高三教学质量检测 化学试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H~1 C~12 O~16 S~32 Fe~56 Co~59 Ni~59 一、选择题(本大题共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. 化学与人类生产、生活、环境保护等密切相关。下列说法错误的是 A. 明矾可用于自来水的消毒 B. 氯化钠可用来配制生理盐水 C. 积极开发新能源，以减少环境污染 D. 合理使用农药和化肥，以提高农作物的产量 【答案】A 【解析】 【详解】A．明矾水解可产生氢氧化铝胶体，可用于自来水的净化，但不能消毒，A符合题意； B．氯化钠可用于配制0.9%的生理盐水，B不符合题意； C．积极开发新能源，减少化石燃料的使用，可以减少废气、废渣等污染物的排放，减少污染，C不符合题意； D．农药和化肥的过度使用，会造成水体污染，故要合理使用以提高农作物产量，D不符合题意； 故选A。 2. “化学用语”顾名思义是学习化学的专业语言。下列有关化学用语错误的是 A. 顺-2-丁烯的结构简式为 B. 基态硫原子的价层电子排布式为 C. 三氧化硫分子的空间结构为 D. 氯化镁的形成过程为 【答案】C 【解析】 【详解】A．顺-2-丁烯的结构简式为，A正确； B．硫为16号元素，基态硫原子的价层电子排布式为，B正确； C．的中心硫原子的价层电子对数为的空间结构为平面三角形，C错误； D．用电子式表示的形成过程为：，D正确； 故选C。 3. 乙基芳樟醇可用于各种花香型日化香精，结构简式如图所示，下列有关其说法错误的是 A. 分子中所有碳原子一定不可能共平面 B. 含有2种官能团，存在顺反异构 C. 能发生取代、加聚、氧化、消去反应 D. 与加成最多可得到2种产物(不考虑立体异构) 【答案】D 【解析】 【详解】A．与羟基相连的碳为饱和碳原子，其与周围所连的三个碳原子一定不共面，A正确； B．含有碳碳双键和羟基2种官能团，右侧碳碳双键同侧相连的两个基团均不相同，故存在顺反异构，B正确； C．含碳碳双键可发生加聚、氧化反应，含羟基可发生取代反应，与羟基相连碳原子的邻位碳原子上有氢原子，可发生消去反应，C正确； D．该分子有2个位于不同位置的碳碳双键，与进行加成有2种产物，分别为：、，加成时有1种产物为，共有3种加成产物，D错误； 答案选D。 4. 羰基硫(化学式为COS)又称氧硫化碳，在火山爆发和深海热液喷口中都会产生，工业上可用硫化氢和二氧化碳在碳酸钠、硫酸钾等催化剂存在下反应制取。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 常温下，含中子数为 B. 2.4 g COS分子中含π键数目为0.08NA C. 3.4 g硫化氢溶于水，溶液中H+的数目为 D. 1 L 0.1mol/L的碳酸钠溶液中的数目为 【答案】B 【解析】 【详解】A．常温下，气体摩尔体积大于22.4 L/mol，故2.24 L气体物质的量小于0.1 mol，1个含16个中子，含中子数小于，A错误； B．2.4 g COS的物质的量为0.04 mol，1个COS中存在2个键，0.04 mol COS中含键数目为，B正确； C．硫化氢为弱电解质，不可能完全电离，C错误； D．溶液中会水解，数目小于，D错误； 故选B。 5. 某化学兴趣小组设计下列实验装置，探究二氧化硫的制备和有关性质。下列说法正确的是 A. 装置A中，可用98%硫酸代替70%硫酸，以提高反应速率 B. 装置B中品红溶液褪色，继续通入二氧化硫又变红色 C. 装置C中溶液褪色，证明SO2有漂白性 D. 装置D中溶液变浑浊，体现了SO2的氧化性 【答案】D 【解析】 【分析】亚硫酸钠和70%浓硫酸反应生成二氧化硫，通入品红溶液验证其漂白性，而后通入酸性高锰酸钾溶液验证其还原性，最后通过硫化钠溶液验证其氧化性。据此回答； 【详解】A．98%的浓硫酸中氢离子浓度小，反应速率反而减慢，A错误； B．二氧化硫可以使品红溶液褪色，加热才能又变红色，B错误； C．高锰酸钾溶液褪色，体现二氧化硫的还原性，C错误； D．二氧化硫氧化硫离子生成硫沉淀，D正确； 故选D。 6. 下列离子方程式能正确描述相应化学反应的是 A. 少量二氧化硫通入新制的氯水中： B. 向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至中性： C. 向CuSO4溶液中通入过量NH3： D. 用Na2SO3溶液吸收少量Cl2： 【答案】D 【解析】 【详解】A．二氧化硫具有还原性，会被氯水中的氯气氧化，生成硫酸，离子方程式为SO2 + Cl2 + 2H2O = 4H+ + + 2Cl- ，A错误； B．溶液与溶液反应至中性，生成硫酸钠、硫酸钡、水，反应的离子方程式为，B错误； C．氨气过量，氢氧化铜会溶解生成铜氨配离子，离子方程式为Cu2++4NH3⋅H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O，C错误； D．用溶液吸收少量的具有强氧化性，可将部分氧化为，同时产生的与剩余的部分结合生成被还原为，反应的离子方程式为，D正确； 故选D。 7. 二氧化氯是一种安全、高效的消毒剂，工业上的一种制法是利用FeS2还原酸性NaClO3溶液(氧化产物为硫酸钠和硫酸铁)。下列说法错误的是 A. ClO2具有较强的氧化性 B. 1molFeS2完全反应时，转移14 mol电子 C. 反应的离子方程式为 D. 当反应消耗12gFeS2时，理论上可产生1.5molClO2 【答案】B 【解析】 【分析】中氯元素由价降低到价，因此1个氯酸根离子发生反应时得到1个电子，中铁元素从价升高到价，失去1个电子，硫元素从价升高到价，失去7个电子，因此1个发生反应时失去15个电子，根据得失电子守恒、原子守恒配平可得：，据此分析各选项； 【详解】A．是高效消毒剂，具有较强氧化性，A正确； B．由分析可知，发生反应时失去15 mol电子，B错误； C．由分析可知，反应的离子方程式为，C正确； D．消耗12 g(即0.1 mol)时，产生，D正确； 故选B。 8. X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，由这四种元素形成的一种化工原料分子结构式如图。已知Y、Z、W同周期，基态Y原子核外只有3个原子轨道排布有电子，基态Z原子核外s、p能级电子总数相等。下列说法正确的是 A. 最高化合价：W＞Z＞Y B. 简单氢化物的稳定性：Z＜W C. 第一电离能：Y＞Z＞W D. 该分子中Y、Z原子杂化方式不同 【答案】B 【解析】 【分析】Y、Z、W同周期，Y原子只有3个原子轨道排布有电子，可知Y为B；Z原子核外s、p能级电子总数相等，可知Z为O。W为第二周期且原子序数大于O，结合W在图中形成一个单键，可知W为F；X的原子序数小于B，且在图中为与O形成单键的端位一价元素，可知X为H。 【详解】A．Y、Z、W分别为B、O、F，B的最高正价为+3，O的最高正价为+2，F无正价，因此最高化合价关系不是W＞Z＞Y，A错误； B．Z、W分别为O、F，同周期从左到右非金属性增强，简单氢化物的稳定性增强，因此Z的简单氢化物稳定性小于W，B正确； C．Y、Z、W分别为B、O、F，同周期元素的第一电离能总体呈增大趋势，B、O、F的第一电离能依次增大，因此第一电离能W＞Z＞Y，C错误； D．Y为B，B原子的价层有4个σ键，无孤电子对，价层电子对数为4；Z为O，O原子的价层有3个σ键和1对孤电子，价层电子对数也为4，因此Y、Z原子均采用杂化，D错误； 故选B。 9. 碳酸锂(Li2CO3)微溶于水，在水中的溶解度随温度升高显著下降，可用于制陶瓷、药物、催化剂等，是常用的锂离子电池原料。用盐湖卤水(含有等)制备碳酸锂的流程如图。 下列说法正确的是 A. 生石灰的主要成分为Ca(OH)2 B. “滤渣1”中只存在氢氧化镁以及少量的Ca(OH)2 C. 用玻璃棒蘸取Li2CO3溶液灼烧，可判断是否混有Na+ D. 过滤需要的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒 【答案】D 【解析】 【分析】向浓缩卤水中加入生石灰，与水反应生成Ca(OH)2，将Mg2+转化为除去，过滤后再加入碳酸锂用于沉淀Ca2+，避免引入新杂质，最后向滤液加入Na2CO3沉淀Li+得到Li2CO3，据此解答。 【详解】A．生石灰的主要成分为氧化钙，A错误； B．“滤渣1”中除了含有氢氧化镁以及少量的Ca(OH)2，还可能还含有硫酸钙，B错误； C．玻璃棒本身含有钠元素，会产生干扰，则用玻璃棒蘸取Li2CO3溶液灼烧，不能判断是否混有Na+，C错误； D．过滤需要的玻璃仪器为烧杯、漏斗和玻璃棒，D正确； 故选D。 10. 近日，中国科学院大连化学物理研究所邓德会研究员、于良副研究员团队利用二维MoS2，在室温下催化甲烷与氧气高选择性转化为CH3OH，该研究为开发甲烷与氧气室温催化转化过程提供了新思路(反应机理如图)。下列说法正确的是 A. 反应过程中Mo的化合价保持不变 B. 反应过程中有极性键和非极性键的断裂和形成 C. 该过程总反应可表示为 D. Mo原子可与甲烷分子形成配位键 【答案】C 【解析】 【详解】A．反应过程中参与成键、后续结合生成，Mo的成键环境发生变化，反应前后Mo的化合价存在改变，并非保持不变，A错误； B．该过程存在中O-O非极性键的断裂，也存在中极性键的断裂，以及中C-O、O-H等极性键的形成；但反应的终产物只有，不存在非极性键的生成，因此没有非极性键的形成过程，B错误； C．根据题干信息，反应物为，产物为，配平后总反应为​，符合原子守恒，C正确； D．甲烷分子中碳原子没有孤电子对，不能形成配位键，D错误； 故选C。 11. 近日，中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员包信和以及研究员汪国雄、高敦峰团队，在乙烯电催化环氧化制环氧乙烷转化利用方面取得了进展，反应原理如图。 下列说法正确的是 A. 1 mol环氧乙烷中含有3molσ键 B. 溴在水中溶解度不大，是因为溴易挥发 C. 分子内键角：乙烯分子＜水分子 D. 的沸点比的沸点高 【答案】D 【解析】 【分析】乙烯与溴水发生加成反应生成，在条件下脱去生成环氧乙烷； 【详解】A．环氧乙烷的结构为三元环，含1个C-O-C环骨架、4个C-H键，1mol环氧乙烷中含7mol σ键（单键全为σ键，环内的C-C、C-O键均属于σ键），并非3mol σ键，A错误； B．溴在水中溶解度小的原因是溴为非极性分子，水为极性分子，根据“相似相溶”规律，溴易挥发是溴的物理性质，和其在水中的溶解度无因果关系，B错误； C．乙烯分子中C原子为杂化，键角约120°，水分子中O原子为杂化，存在2对孤电子对，孤电子对的斥力使键角压缩至约104.5°，因此键角：乙烯分子＞水分子，C错误； D．分子中含有羟基（-OH），分子间可以形成氢键，而分子仅存在范德华力，氢键的作用强于范德华力，因此的沸点更高，D正确； 故选D。 12. 随着高分子分离膜的发展，利用电解原理不仅能够处理废水，还能实现资源的再利用。如图是一种电化学处理废水实现镍回收的装置。下列说法正确的是 A. a极连接的是电源的正极 B. 电解一段时间，盐酸的浓度变大 C. A、B膜分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜 D. 若得到镍118 g，则b极室质量减少32 g 【答案】B 【解析】 【分析】电解时要想得到金属镍，故a极应为阴极，与电源负极相连，b极为阳极，与电源正极相连，A膜为阴离子交换膜，B膜为阳离子交换膜； 【详解】A．观察图像，要想得到金属镍，a极应为阴极，与电源负极相连，A错误； B．电解时，阴极镍离子放电，氯离子经过阴离子交换膜进入中间产品室，阳极水放电，氢离子经过阳离子交换膜进入中间产品室，故盐酸浓度增大，B正确； C．由B选项分析可知，A膜为阴离子交换膜，B膜为阳离子交换膜，C错误； D．得到镍118 g(即2 mol)，则转移电子4 mol，阴极和阳极电极反应式分别为：、，b极室减少2 mol水的质量，即36 g，D错误； 故选B。 13. 工业上利用氢气和一氧化碳合成甲醇，反应原理为。在一定温度下，向2 L密闭容器中按照物质的量之比2：1充入一定量的H2和CO，发生上述反应。测得反应过程中某些组分的浓度随时间变化关系如图(曲线a为在与曲线b相同的条件下改变某一条件后的曲线)。 下列有关说法错误的是 A. 2 s内，用H2表示的反应速率为 B. 得到曲线a改变的条件可能是压缩体积或增加CO的量 C. 体系内混合气体的密度保持不变，说明反应达到平衡 D. 该温度下，逆反应的化学平衡常数为 【答案】C 【解析】 【分析】分析各条曲线：反应原理为 ，向密闭容器中按照物质的量之比充入一定量的和。这意味着起始浓度之比。有一条曲线从  开始下降，这代表反应物。结合化学计量数：  和  的起始浓度比为  。图中起始浓度为的曲线是反应物。如果它是，则 起始浓度为。如果它是，则起始浓度为。看曲线  和  在 时的平衡状态：曲线  平衡浓度为，曲线平衡浓度为，从降至，变化量为）。变化量之比：。在反应中，和的计量数之比为。因此，曲线是，曲线是。据此解答； 【详解】A．通过分析可知反应前CO的浓度为0.010mol/L，的浓度为0.020 mol/L，2 s后CO浓度为0.004 mol/L、甲醇浓度为0.006 mol/L，则氢气浓度为0.008 mol/L，则用表示的反应速率为，A正确； B．根据图像变化和反应方程式，可知得到曲线a改变的条件可能是加压或增加反应物的量，B正确； C．恒温恒容下，纯气体反应，气体总质量始终不变，体系内气体密度一直不变，不能作为平衡的判定依据，C错误； D．平衡时：。正反应平衡常数。逆反应平衡常数，D正确； 故选C。 14. 乙二胺(，简写为R)是一种二元弱碱。25℃时，向(盐酸盐)溶液中缓慢加入NaOH固体(溶液体积变化忽略不计)，测得溶液中、R三种粒子的分布系数{如}与pH以及pOH与的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A. 第一步水解常数的数量级为 B. a点时，溶液中 C. 曲线x表示H2N(CH2)2NH2的分布系数 D. 时，溶液的pH为7.00 【答案】A 【解析】 【分析】乙二胺是一种二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。随着酸性增加，浓度减小、浓度先增大后减小、浓度增大；故对应曲线分别为z、y、x；由N点可知，，此时，则，同理由M点可知，。 【详解】A．水解方程式，水解平衡常数，即数量级为，A正确； B．根据电荷守恒，有：，因a对应的是左图M点，，推出，a点呈弱酸性，即，故，B错误； C．由分析可知，曲线z表示的分布系数，C错误； D．根据，当溶液中时，可得溶液的pOH=5.61，则pH为8.39，D错误； 故选A。 二、非选择题(本大题共4小题，共58分) 15. 钴是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。工业上一种利用硫钴矿(主要成分为，还含有以及少量Ca、Mg等元素)制备钴的工艺流程如图所示。 已知室温下，一定浓度有关金属离子开始沉淀和沉淀完全()的pH见下表： 金属离子 开始沉淀时pH 2.2 6.5 8.9 8.2 完全沉淀时pH 3.2 8.0 10.4 9.7 回答下列问题： （1）“焙烧”前将矿石磨成细粉，目的是___________________。“滤渣1”的主要成分是_________(填化学式)。 （2）“焙烧”过程中产生的一种具有刺激性气味的污染性气体，在工业上可用于___________。图中试剂X可以为_______(填标号)。 A．CoO B．CO2 C．NH3 D．CoCO3 （3）“调pH”后，若溶液中c(Co2+)为0.1mol/L，则室温下“调pH”应控制的pH范围是_____________________。 （4）“沉钴”反应的离子方程式为__________________________；不用碳酸钠或碳酸氢钠，主要原因是____________________________________。 （5）测定钴的纯度：准确称取m g产品溶于稀硫酸中并配成溶液，取加入锥形瓶中，进行滴定。滴定终点消耗标准溶液，钴的纯度为_____________{假设其他离子均不反应，用上述字母表示出计算式，滴定原理为。若滴定结束时仰视读数，测得的钴的纯度会_________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。 【答案】（1） ①. 增大接触面积，加快反应速率(合理即可) ②. SiO2、CaSO4 （2） ①. 制硫酸(合理即可) ②. ACD （3） （4） ①. ②. 防止生成Co(OH)2 （5） ①. ②. 偏高 【解析】 【分析】简要分析工艺流程：硫钴矿经过焙烧得到金属氧化物，用硫酸溶解得到的“滤渣1”为硫酸钙和二氧化硅，滤液中含铁离子、钙离子、镁离子、钴离子，调节溶液pH使铁离子变为沉淀除去，再加入氟化铵得到氟化钙和氟化镁沉淀，再向滤液中加入碳酸氢铵得到碳酸钴，然后还原得到经灼烧得到钴。 【小问1详解】 将硫钴矿粉碎，可增大接触面积，加快反应速率；由分析可知，加入硫酸，生成的CaSO4微溶，可形成沉淀，SiO2与硫酸不反应，也会形成沉淀。 【小问2详解】 焙烧产生的具有刺激性气味的气体为二氧化硫，可用于制硫酸等。“调节pH”是使沉淀，可加入难溶于水的钴的化合物，如氧化钴、氢氧化钴、碳酸钴等，也可加入氨水、氨气等，故选ACD。 【小问3详解】 由已知可知，沉淀完全时，对应的，，=。完全沉淀的pH为3.2，浓度为开始沉淀时，，因此“调pH”应控制的pH范围是。 【小问4详解】 根据电荷守恒，可知“沉钴”操作中发生反应的离子方程式为；碳酸钠或碳酸氢钠溶液的碱性较强，可能生成。 【小问5详解】 由已知反应可得关系式，可得溶液中为，则样品中钴的物质的量为，故产品中钴的质量分数为。仰视读数会造成偏大，则测定结果偏高。 16. 碘化亚铜(CuI)是一种灰白色固体，不溶于水和乙醇，能溶于浓硫酸、氨水、碘化钾溶液等，可用作有机合成催化剂、树脂改性剂、人工降雨剂及加碘盐中的碘来源等。某化学学习小组用如图装置(部分夹持装置已省略)制备CuI。 回答下列问题： （1）装置B中仪器甲的名称是_____________；实验结束后，确认装置A的圆底烧瓶中有硫酸铜生成的操作为______________________________________________。 （2）D中足量碱石灰的作用是________________________________________；若将C中蒸馏水换成高锰酸钾溶液，可验证二氧化硫具有___________性。 （3）装置B三颈烧瓶中发生反应的离子方程式为_______________________________________。 （4）实验结束后，取一定量的C中溶液，滴入少量紫色石蕊溶液，现象为__________________。 （5）过滤得到碘化亚铜后，先用装置C中的溶液洗涤，然后再用无水乙醇洗涤，可能的原因是________________________________________。 （6）测定碘化亚铜的纯度。精确量取a g CuI加入适量的NaOH溶液中，振荡，溶液中出现砖红色沉淀，过滤并洗涤；在滤液中加入足量酸化的双氧水，然后用Na2S2O3标准溶液滴定。 ①砖红色沉淀为___________(填化学式)。 ②若用淀粉作指示剂，则滴定终点现象为________________________________________。 【答案】（1） ①. 恒压滴液漏斗 ②. 待液体冷却后，将圆底烧瓶中少许液体沿烧杯内壁缓慢倒入盛有水的烧杯中，同时用玻璃棒不停搅拌，观察溶液颜色，若溶液变为蓝色则证明有硫酸铜生成(合理即可) （2） ①. 吸收多余的二氧化硫，防止污染空气 ②. 还原 （3） （4）溶液变红色 （5）防止CuI被空气中的氧气氧化，乙醇可使CuI快速干燥(并除去沉淀表面可能混有的单质碘) （6） ①. Cu2O ②. 当加入最后半滴Na2S2O3标准溶液，溶液蓝色突然褪去，且半分钟内不恢复原色 【解析】 【分析】简要分析实验流程：A装置中浓硫酸和铜屑加热反应用于制备二氧化硫气体，通过导管通入三口烧瓶中，利用二氧化硫与碘化钾、硫酸铜反应生成CuI沉淀，C中蒸馏水用于贮存未反应完的SO2，足量碱石灰作为尾气吸收装置，防止二氧化硫污染环境。 【小问1详解】 根据图示可知仪器甲的名称是恒压滴液漏斗；圆底烧瓶中存在浓硫酸，故要等液体冷却后，将圆底烧瓶中少许液体沿烧杯内壁缓慢倒入盛有水的烧杯中，同时用玻璃棒不停搅拌，观察溶液颜色，若溶液变为蓝色则证明有硫酸铜生成。 【小问2详解】 碱石灰可吸收多余的二氧化硫，防止产生大气污染；高锰酸钾具有氧化性，高锰酸钾褪色可证明二氧化硫具有还原性。 【小问3详解】 在装置B三颈烧瓶中、KI发生氧化还原反应制取CuI，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，结合物质存在形式可知发生反应的离子方程式为。 【小问4详解】 易溶于水并产生少量，故反应后C中溶液显酸性，滴加紫色石蕊溶液后，溶液变红色。 【小问5详解】 装置C中的蒸馏水中溶有及产生的少量，先用装置C中的溶液洗涤制得的CuI，可以防止CuI被空气中的氧气氧化，然后再用无水乙醇洗涤，可使CuI快速干燥并溶解沉淀表面可能混有的单质碘。 【小问6详解】 ①CuI与NaOH溶液反应产生了砖红色的Cu2O，同时产生NaI、。 ②加入双氧水，可氧化碘化钠生成碘单质，加入淀粉溶液，溶液变蓝色，终点时碘完全反应，溶液蓝色褪去。 17. 有机物J广泛用于心绞痛、高血压、心肌梗死以及心律失常、嗜铬细胞瘤等的治疗。工业上的一种合成路线如图所示。 回答下列问题： （1）化合物A在核磁共振氢谱上有__________组吸收峰；A可由一种二元芳香酸脱水而成，该芳香酸的化学名称为____________________________。 （2）化合物B中官能团的名称为__________、__________。 （3）H→I反应的化学方程式是_____________________________。 （4）J分子中手性碳原子的数目为__________。 （5）I→J反应的同时可能生成一种与J互为同分异构体的副产物(不考虑立体异构)，该副产物的结构简式为_____________。 （6）依据以上流程信息，结合所学知识，设计以甲苯()和苯胺()为原料合成的路线__________________________ (无机试剂任选)。 【答案】（1） ①. 2 ②. 邻苯二甲酸(或1，2-苯二甲酸) （2） ①. 羧基 ②. 酯基 （3）++HCl （4）1 （5） （6） 【解析】 【分析】A发生开环反应生成B，B和二氯亚砜发生取代反应生成C，C进一步反应生成D，D自身发生环化反应生成E，E异构化生成F，F在碱性条件下水解生成G，G在氢氧化钠、氧化钙催化下加热生成H，H在甲醇钠催化下与反应生成I，I和三甲胺发生开环反应生成J，据此回答； 【小问1详解】 由A的结构可知，A有2种等效氢，即核磁共振氢谱上有2组吸收峰；A是酸酐，可由邻苯二甲酸脱水得到。 【小问2详解】 由B的结构简式可知，其官能团的名称为羧基、酯基。 【小问3详解】 根据反应前后原子的变化，可知另一种产物为HCl，则化学方程式为。 【小问4详解】 手性碳首先必须是饱和碳原子，然后其周围连接的四个基团互不相同，故J分子中只有与羟基相连的碳原子为手性碳原子。 【小问5详解】 反应生成J的过程中，分子中的三元环上的一个C—O断裂：，也有可能是另一个C—O断裂，即，生成的是一种与J互为同分异构体的副产物，结构简式为。 【小问6详解】 由上述有机物的转化关系可知，以甲苯和苯胺为主要原料制备的合成路线为被酸性高锰酸钾溶液氧化生成，与发生取代反应生成，然后与发生取代反应生成。具体合成路线为. 18. 随着我国在南海成功开采可燃冰(甲烷水合物)，甲烷的综合利用成为研究热点。回答下列问题： （1）已知：Ⅰ． Ⅱ． 反应Ⅰ能够自发进行的原因是________________________________________；反应的焓变ΔH3=__________kJ/mol。 （2）科学家研究利用甲烷消除氮氧化物的污染，反应原理为。一定温度下，将2molNO2与1molCH4置于恒容绝热的密闭容器中发生上述反应，测得正反应速率随时间变化如图所示(图中标注相邻各点间隔时间相同)。 ①图中a→c，正反应速率逐渐增大的原因是____________________________________。 ②图中各点间NO2的净消耗量大多的是__________(填标号)。 A．ab B．bc C．cd （3）甲烷制备合成气的反应原理为ΔH，同时发生副反应。保持容器压强为100 kPa不变，将1 mol甲烷和3 mol水蒸气投入密闭容器中发生反应。测得平衡时各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。 ①为提高CO的平衡产率，可采取的措施有__________________________________________(任写一条)。 ②600℃时，主反应的压强平衡常数Kp=__________(写出计算式，Kp是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 （4）一种以甲烷为燃料的微生物电池工作原理如图所示(电解质溶液呈酸性)。 ①写出负极电极反应式：________________________________。 ②随着电池不断放电，负极室电解质溶液的pH__________(填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】（1） ①. 该反应，较高温度下，可使 ②. +206 （2） ①. 正反应放热，随反应进行，绝热密闭容器中温度升高，且温度升高对反应速率的影响大于反应物浓度降低对反应速率的影响，故正反应速率逐渐增大 ②. B （3） ①. 升温(或减压、及时分离出产品) ②. (或) （4） ①. ②. 减小 【解析】 【小问1详解】 该反应 ，反应前气体分子总数为，反应后气体分子总数为。气体分子数增加，混乱度增大，因此。根据吉布斯自由能公式：，反应自发进行的条件是。对于反应Ⅰ， ， 。在常温下，，反应不能自发进行；但在高温下，  这一项会增大，当 时，，反应就能自发进行。根据盖斯定律，反应I—反应Ⅱ得，。 【小问2详解】 ①由图可知，由a到c，反应物浓度减小，但反应速率逐渐增大，故正反应为放热反应，温度升高对反应速率的影响大于反应物浓度降低对反应速率的影响。 ②正反应为放热反应，升高温度，正逆反应速率均增大，且逆反应速率增大程度大于正反应速率增大程度，图中相邻点时间间隔相同， 段平均正反应速率最大，故该时间段内NO2净消耗量最多，故选B。 【小问3详解】 ①由图可知，温度升高，平衡时的物质的量分数减小，故主反应，且副反应，可知欲提高CO的平衡产率，可采取的措施有升温、减压、及时分离出产品等。 ②甲烷的初始物质的量为1 mol，水蒸气的物质的量为3 mol，设转化的甲烷的物质的量为x，设转化的一氧化碳的物质的量为y，列三段式： 由图可知，时，的物质的量分数为0.04，各气体的总物质的量为，解得。由图可知，时，平衡时的物质的量分数为0.50，可以得到：，解得，平衡时CO的物质的量为，CO的物质的量分数为的物质的量分数为0.04，的物质的量分数为0.32，的物质的量分数为0.50，主反应的压强平衡常数的计算式为。 【小问4详解】 ①右侧为负极，甲烷失电子生成甲醇，中间为质子交换膜，可知电解质溶液为酸性，根据得失电子守恒，可得电极方程式为。 ②反应生成的氢离子移向左侧，反应消耗了水，电解质浓度增大，溶液酸性增强，pH减小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $