精品解析：云南省百师联盟2027届高三上学期开学考试 化学试题

高三化学 考试时间75分钟，满分100分 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字母涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案字母。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，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H-1 B-11 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Sc-45 Mn-55 Fe-56 Cu-64 Zn-65 I-127 Ce-140 一、选择题：本题共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. 化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列说法正确的是 A. 硅太阳能电池将光能转化为电能的过程不涉及化学变化 B. 震撼全球的2026春晚舞台上人形机器人的制造过程不涉及化学变化 C. “青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，屠呦呦对青蒿素的提取属于化学变化 D. 第十五届全国运动会开幕式上灿烂绽放的烟花利用了焰色试验的原理，焰色试验发生化学变化 2. 已知是火箭固体燃料重要的氧载体，与某些易燃物作用可全部生成气态产物，如：。下列有关表述正确的是 A. 的电子式为 B. 金刚石与石墨互为同位素 C. 中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型名称 D. 的结构示意图为 3. 强还原剂水合肼广泛应用于发泡剂、医药中间体、火箭燃料等领域。次氯酸钠与尿素在碱性条件下反应可生成水合肼：。下列说法错误的是 A. 的水溶液显碱性 B. 的空间结构为V形 C. 为含有共价键的离子化合物 D. 的中心氮原子所有价电子均参与成键 4. 超氧化钾可用作潜水或航天装置的吸收剂和供氧剂，反应的化学方程式为。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 中所含键的数目为 B. 晶体中阴离子的数目为 C. 溶液中的数目为 D. 该反应中每转移电子，则生成的数目为 5. 用包裹的是纳米级抗癌药物载体，具有良好的水溶性和靶向性。的结构为。一种的合成路线如图所示。 下列有关说法错误的是 A. 该载体在磁场作用下具有靶向性 B. PVA在水中的溶解性很好，其水溶液可用作医用滴眼液 C. 反应①为加成反应，反应②为缩聚反应，反应③为取代反应 D. 与乙酸乙烯酯具有相同官能团的同分异构体(不考虑立体异构)有4种 6. 化学最显著的思维特点之一是在分子、原子、离子等微观层面上建立对宏观事实或现象的描述与解释。下列有关反应的离子方程式书写不正确的是 A. 泡沫灭火器灭火的原理： B. 漂白粉溶液在空气中反应： C. 海水提溴过程中将溴吹入吸收塔： D. 用溶液处理水垢中的： 7. 某离子液体的阴离子的结构如图所示，其中W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期主族非金属元素，W元素基态原子核外3个能级上都有电子，且每个能级上的电子数相等。下列说法正确的是 A. 第一电离能：Y>X>W B. 中不存在配位键 C. 该阴离子中键和键的数目之比为 D. 电负性：Z<Y<M 8. 下列操作或实验，不能达到实验目的的是 A．用于测定NaOH溶液的浓度 B．验证非金属性强弱：S>C>Si C．实验室制乙酸乙酯 D．由溶液制备无水固体 A. A B. B C. C D. D 9. 氧化铈()可作为光催化材料，在光催化过程中晶胞的组成变化如图所示。 和的可逆转换会造成氧空位的生成和消除。已知：；的空缺率。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A. 晶胞中距最近的的个数为8 B. 每个晶胞中的个数为 C. 晶胞为立方晶胞，其棱长为，则晶体的密度为 D. 催化过程中产生的晶体，则此晶体中的空缺率为12.5% 10. 化合物Z是合成某种抗真菌药物的中间体。下列说法正确的是 A. X分子中所有原子可能共平面 B. Z分子不存在顺反异构现象 C. 1 mol Y最多能与3 mol NaOH反应 D. X、Z可用溴的溶液鉴别 11. 常温下，实验室以含锌废液(主要成分为，还有少量的、，溶液)为原料制备的实验流程如图所示。 已知：①结构为，具有强氧化性，易被还原为；②当溶液中离子浓度减小至时，可认为沉淀完全；③常温下，，，。下列说法正确的是 A. “氧化除锰”时反应中每消耗2 mol ，则硫元素共得到4 mol电子 B. 试剂X可以选用Zn、ZnO、或 C. 若“氧化除锰”后溶液中，则pH调节范围约为 D. “沉锌”时反应的离子方程式为 12. 某新型电池构造示意图如图所示，该新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水。下列关于电池工作时的说法不正确的是 A. 电子由X极经导线流向Y极 B. 海水中的阳离子通过交换膜Ⅱ向右移动 C. X极的电极反应式为 D. 若将含有的废水完全处理，理论上可除去NaCl的质量为585 g 13. 近期中国科学家在低温转化研究方面取得新进展，利用Fe氧簇MOF低温催化甲烷反应的机理如图所示。 下列说法正确的是 A. 该反应过程中的每一步转化均属于氧化还原反应 B. 参与反应，降低了反应的焓变 C. 总反应的化学方程式为 D. 该反应中存在非极性键的断裂和极性键的形成 14. 乙二酸()俗称草酸，为无色晶体，是二元弱酸，在实验研究和化学工业中应用广泛。室温下，草酸溶液中含碳粒子的分布分数随溶液pH变化如图所示。已知：，X代表、或；室温下，。下列说法错误的是 A. 曲线c表示随pH的变化 B. 图中B点所对应的 C. 溶液中存在： D. 常温下，向足量溶液中加入少量固体，发生反应，该反应的化学平衡常数 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 连二亚硫酸钠()俗称保险粉，是一种强还原剂，常用作脱氧剂、保鲜防腐剂等，在造纸、印染等行业应用广泛。易溶于水，难溶于甲醇，在碱性介质中比较稳定，在空气中易被氧化。制取的方法很多，工业上常用的制备的方法有锌粉法和甲酸钠法。 Ⅰ．锌粉法(装置如图) 具体操作：向装有锌粉水悬浊液的仪器B中通入，于下反应生成溶液，再加入适量溶液调节pH，然后抽滤，向滤液中加入固体，析出晶体，经过滤、无水乙醇洗涤、干燥，得到固体。已知：①难溶于乙醇，在空气中易被氧化；在碱性溶液中较稳定，在pH<4的溶液中会快速发生歧化反应(自身氧化还原反应)。②变化过程：pH=5.4时开始形成沉淀；pH=8.2时沉淀完全；pH=10.5时沉淀开始溶解；pH=13.0时溶解完全。回答下列问题： （1）仪器C的名称为_______。 （2）与锌粉水悬浊液反应得到，此时需要控制通入的不能过量，其原因是_______。 （3）操作中加入溶液，调节pH的合适范围是_______；选用无水乙醇洗涤晶体的优点是_______。 Ⅱ．甲酸钠法 甲酸钠法制备的原理为，装置如下图所示。 回答下列问题： （4）实验开始时先打开活塞的原因是_______。 （5）装置丙的作用除了防倒吸，还有_______。 （6）称取制得的产品溶于冷水配成溶液，取出该溶液于锥形瓶中，用碱性标准溶液滴定，亚甲基蓝作指示剂，达到滴定终点(恰好完全反应)，读数，重复以上操作次，所消耗溶液的体积分别为、、、，则该样品中的质量分数为_______(杂质不参与反应)。{已知滴定反应的离子方程式为} 16. 稀土元素钪()广泛应用于航空航天、超导、激光、核能等领域。以钛白酸性废水(主要含、、、)为原料制备及的一种工艺流程如下所示。 已知：①时，，，；②钪元素与铝元素的性质相似，易形成配位数为的配离子；③常温下，两相平衡体系中，被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比称为分配比()，如，的萃取率。回答下列问题： （1）基态的简化电子排布式为_______。 （2）“萃取”的目的是富集，通过制得有机磷萃取剂，其中代表烃基，不同，产率也不同。当为时，的产率大于为时，请从结构的角度分析原因：_______。 （3）在“洗涤”过程中加入溶液的作用是_______。 （4）“反萃取”时，随着加入的溶液不断增多，沉淀质量是“先增大、后减少”，则沉淀质量减少的原因是_______(用离子方程式表示)。 （5）某工厂取总浓度为的废酸，加入某萃取剂，若，则单次萃取率为_______。 （6）“转化”过程中生成反应的离子方程式为_______；“沉钛”过程中反应的离子方程式为_______。 （7）“热还原”过程中还原剂和氧化剂的物质的量之比为_______。 17. 随着我国“碳达峰”“碳中和”目标的进行，二氧化碳资源化利用风生水起。尿素合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。 Ⅰ．20世纪初，工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步进行：①和生成；②分解生成尿素，反应过程中能量变化如图1所示。 回答下列问题： （1）总反应的_______(用含、、、的代数式表示)；该反应在_______(填“低温”“高温”或“任意温度”)条件下可自发进行，其中第_______步是反应的决速步骤。 （2）将和充入密闭容器中发生上述反应，图2所示是不同条件下的体积分数与压强、温度的关系(不考虑催化剂的活性变化)。 ①代表的体积分数与压强关系的曲线是_______(填“a”或“b”)。 ②下该反应的平衡常数_______。 （3）尿素溶液可吸收含、烟气中的，其反应的化学方程式为。若吸收烟气时通入少量，可同时实现脱硫、脱硝，脱硝反应分为以下两步：第一步：；第二步：。将含、烟气以一定流速通过的溶液，其他条件相同，不通和通少量时的去除率如图3所示。 ①通少量时的去除率较低的原因是_______。 ②处理后的废水含有尿素，可用过二硫酸钠结合紫外线(UV)辐照去除废水中的尿素，其过程ⅰ、ⅱ机理如图4所示，写出过程ⅱ发生反应的离子方程式：_______。 Ⅱ．电催化法合成尿素 2021年，科学家设计出一种在催化剂表面合成尿素的方法，其可能的反应机理如图5所示。 （4）已知在制备和反应过程中，催化剂表面的电子能自发从端转移到端，能成功吸附在端的原因可能是_______。 18. 某心血管疾病治疗中常用药的一种合成路线如下所示。 已知：。回答下列问题： （1）中含氧官能团的名称是酯基、硝基、_______；一个分子中手性碳原子的数目为_______。 （2）的过程包含氧化和硝化两步，的结构简式为_______；的过程包含加成反应和_______(填反应类型)两步。 （3）的结构简式为_______。 （4）反应的化学方程式为_______；与合成的过程中通常还会加入少量弱碱性物质吡啶()，主要目的是_______。 （5）写出同时符合下列条件的芳香族化合物的结构简式：_______(任写一种)。 ①比()多2个氢原子，且与、与均不直接相连 ②苯环上有3个链状取代基 ③核磁共振氢谱显示4组峰，且峰面积之比为 （6）以、为原料合成的路线流程图如下所示。 已知：。则和的结构简式分别为_______、_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三化学 考试时间75分钟，满分100分 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字母涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案字母。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，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H-1 B-11 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Sc-45 Mn-55 Fe-56 Cu-64 Zn-65 I-127 Ce-140 一、选择题：本题共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. 化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列说法正确的是 A. 硅太阳能电池将光能转化为电能的过程不涉及化学变化 B. 震撼全球的2026春晚舞台上人形机器人的制造过程不涉及化学变化 C. “青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，屠呦呦对青蒿素的提取属于化学变化 D. 第十五届全国运动会开幕式上灿烂绽放的烟花利用了焰色试验的原理，焰色试验发生化学变化 【答案】A 【解析】 【详解】A．硅太阳能电池通过半导体光电效应实现光能到电能的转化，过程中无新物质生成，不涉及化学变化，A正确； B．人形机器人制造过程中需要制备合金、合成高分子材料等，此类过程均有新物质生成，涉及化学变化，B错误； C．屠呦呦对青蒿素的提取属于萃取操作，是利用溶解度差异分离提纯物质的过程，无新物质生成，属于物理变化，C错误； D．焰色试验是金属元素的电子跃迁释放特定波长光的过程，无新物质生成，属于物理变化，D错误； 故选A。 2. 已知是火箭固体燃料重要的氧载体，与某些易燃物作用可全部生成气态产物，如：。下列有关表述正确的是 A. 的电子式为 B. 金刚石与石墨互为同位素 C. 中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型名称 D. 的结构示意图为 【答案】C 【解析】 【详解】A．的电子式为，A错误； B．金刚石与石墨是碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，同位素的研究对象为原子，B错误； C．中心的价层电子对数为4、无孤电子对，中心的价层电子对数为4、无孤电子对，二者VSEPR模型均为正四面体形，C正确； D．的结构示意图为，D错误； 故选C。 3. 强还原剂水合肼广泛应用于发泡剂、医药中间体、火箭燃料等领域。次氯酸钠与尿素在碱性条件下反应可生成水合肼：。下列说法错误的是 A. 的水溶液显碱性 B. 的空间结构为V形 C. 为含有共价键的离子化合物 D. 的中心氮原子所有价电子均参与成键 【答案】D 【解析】 【详解】A．是强碱弱酸盐，发生水解反应使水溶液显碱性，A正确； B．中心原子价层电子对数为4，含2对孤电子对，空间结构为V形，B正确； C．由和通过离子键构成，属于离子化合物，内部与之间存在共价键，因此是含有共价键的离子化合物，C正确； D．中每个中心原子形成3个键后，还剩余1对孤电子对，并非所有价电子都参与成键，D错误； 故选D。 4. 超氧化钾可用作潜水或航天装置的吸收剂和供氧剂，反应的化学方程式为。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 中所含键的数目为 B. 晶体中阴离子的数目为 C. 溶液中的数目为 D. 该反应中每转移电子，则生成的数目为 【答案】D 【解析】 【详解】A．未说明所处状态为标准状况，无法通过22.4L计算其物质的量，无法确定所含键的数目，A错误； B．71g 的物质的量为，晶体中阴离子为，1mol 含1mol ，数目为，B错误； C．500mL 溶液中的理论物质的量为，会发生水解，实际数目小于，C错误； D．反应中4mol 参与反应时，6mol O从-1/2价升高为0价生成3mol ，转移电子总物质的量为3mol，故每转移1mol电子生成1mol ，数目为，D正确； 故选D 5. 用包裹的是纳米级抗癌药物载体，具有良好的水溶性和靶向性。的结构为。一种的合成路线如图所示。 下列有关说法错误的是 A. 该载体在磁场作用下具有靶向性 B. PVA在水中的溶解性很好，其水溶液可用作医用滴眼液 C. 反应①为加成反应，反应②为缩聚反应，反应③为取代反应 D. 与乙酸乙烯酯具有相同官能团的同分异构体(不考虑立体异构)有4种 【答案】C 【解析】 【详解】A．具有磁性，该载体含，在磁场作用下可定向移动实现靶向性，A不符合题意； B．含大量亲水羟基，水溶性好，其水溶液生物相容性良好，可用作医用滴眼液，B不符合题意； C．反应①为乙炔和乙酸的加成反应，反应②是乙酸乙烯酯的加聚反应，无小分子生成，不属于缩聚反应，反应③为酯的水解反应，属于取代反应，C符合题意； D．乙酸乙烯酯的官能团为碳碳双键和酯基，符合条件的同分异构体为、、、，共4种，D不符合题意； 故选C。 6. 化学最显著的思维特点之一是在分子、原子、离子等微观层面上建立对宏观事实或现象的描述与解释。下列有关反应的离子方程式书写不正确的是 A. 泡沫灭火器灭火的原理： B. 漂白粉溶液在空气中反应： C. 海水提溴过程中将溴吹入吸收塔： D. 用溶液处理水垢中的： 【答案】B 【解析】 【详解】A．泡沫灭火器中与发生完全双水解反应，生成沉淀和气体，离子方程式为，A正确； B．漂白粉的有效成分为，在空气中与少量、反应，正确离子方程式应为，B错误； C．具有氧化性，具有还原性，离子方程式为，C正确； D．的溶解度小于，可发生沉淀的转化，离子方程式为，D正确； 故选B。 7. 某离子液体的阴离子的结构如图所示，其中W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期主族非金属元素，W元素基态原子核外3个能级上都有电子，且每个能级上的电子数相等。下列说法正确的是 A. 第一电离能：Y>X>W B. 中不存在配位键 C. 该阴离子中键和键的数目之比为 D. 电负性：Z<Y<M 【答案】C 【解析】 【分析】W元素基态原子核外3个能级电子数相等，电子排布式为，故W为C；结合原子序数依次增大的短周期非金属规律及成键特征，推得X为，Y为O，Z为F，M为。 【详解】A．同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但第ⅤA族元素p轨道为半充满稳定结构，第一电离能大于相邻的第Ⅵ A族元素，故第一电离能：，即，A错误； B．为，中的孤电子对与的空轨道形成配位键，B错误； C．单键全为键，双键含1个键和1个键，该离子共4个双键，故键数目为4，键数目为双键提供的4个键加6个、2个、2个单键，共，键与键的数目之比为，C正确； D．同周期元素左到右电负性逐渐增大、同主族元素上到下电负性减小，故电负性：，，即，D错误； 故选C。 8. 下列操作或实验，不能达到实验目的的是 A．用于测定NaOH溶液的浓度 B．验证非金属性强弱：S>C>Si C．实验室制乙酸乙酯 D．由溶液制备无水固体 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．已知浓度的HCl为酸性溶液，盛放在酸式滴定管中，滴定加酚酞的待测NaOH溶液，通过中和滴定原理可测定NaOH浓度，A正确； B．稀硫酸与反应生成，证明酸性，通入溶液生成硅酸沉淀，证明酸性，最高价氧化物对应水化物酸性越强，对应非金属性越强，可验证非金属性，B正确； C．乙醇、乙酸在浓硫酸催化、加热条件下反应生成乙酸乙酯，饱和溶液可吸收乙醇、除去乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度，装置可制备乙酸乙酯，C正确； D．溶液中存在水解平衡，直接加热蒸发时HCl挥发，促进水解平衡正向移动，最终得到（或分解生成的），无法得到无水，D错误； 故选D。 9. 氧化铈()可作为光催化材料，在光催化过程中晶胞的组成变化如图所示。 和的可逆转换会造成氧空位的生成和消除。已知：；的空缺率。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A. 晶胞中距最近的的个数为8 B. 每个晶胞中的个数为 C. 晶胞为立方晶胞，其棱长为，则晶体的密度为 D. 催化过程中产生的晶体，则此晶体中的空缺率为12.5% 【答案】B 【解析】 【详解】A．晶胞中，距最近且等距的在的上下层各4个，则其数目为8，A正确； B．晶胞中Ce的总个数为：，晶胞中Ce原子总数仍为4，则含有个原子，设个数为，个数为，根据化合物电中性原则：正电荷总和=负电荷总和，即，解得，B错误； C．1个晶胞含4个，其质量为；晶胞棱长为，晶胞体积为。代入密度公式： ，C正确； D．当时，取2mol 和1molCe2O3 ，总Ce原子物质的量为，总O原子物质的量为；若4mol Ce全部为，理论总数为，即氧空位数为。代入空缺率公式： ，D正确； 故答案选B。 10. 化合物Z是合成某种抗真菌药物的中间体。下列说法正确的是 A. X分子中所有原子可能共平面 B. Z分子不存在顺反异构现象 C. 1 mol Y最多能与3 mol NaOH反应 D. X、Z可用溴的溶液鉴别 【答案】D 【解析】 【详解】A．X分子中存在sp3杂化的-CH2Cl基团，该碳原子为四面体结构，所有原子不可能共平面，A错误； B．Z分子中碳碳双键的两个碳原子，一个连接苯环和-CH2Cl，另一个连接氢原子和甲基，均连接不同基团，存在顺反异构现象，B错误； C．1mol Y中含有2mol芳基氟原子，每个芳基氟原子完全水解消耗2mol NaOH，含有1mol烷基氯原子，水解消耗1mol NaOH，醇羟基不与NaOH反应，最多能与5mol NaOH反应，C错误； D．X分子中无碳碳双键，不能与溴的四氯化碳溶液反应，溶液不褪色；Z分子中含碳碳双键，可与溴发生加成反应使溶液褪色，二者可用溴的四氯化碳溶液鉴别，D正确； 故选 D。 11. 常温下，实验室以含锌废液(主要成分为，还有少量的、，溶液)为原料制备的实验流程如图所示。 已知：①结构为，具有强氧化性，易被还原为；②当溶液中离子浓度减小至时，可认为沉淀完全；③常温下，，，。下列说法正确的是 A. “氧化除锰”时反应中每消耗2 mol ，则硫元素共得到4 mol电子 B. 试剂X可以选用Zn、ZnO、或 C. 若“氧化除锰”后溶液中，则pH调节范围约为 D. “沉锌”时反应的离子方程式为 【答案】D 【解析】 【分析】首先明确原料为含及少量、的酸性废液，目标产物为。氧化除锰环节加入，作为氧化剂将氧化为沉淀除去，同时将氧化为，自身被还原为。调pH环节加入试剂X，目的是升高溶液pH使完全沉淀为，同时避免沉淀，试剂X不能引入新杂质。沉锌环节加入和氨水，将转化为沉淀，过滤得到目标产物。 【详解】A．中为价，被还原为时化合价不变，得电子的是中的过氧键氧原子，因此硫元素不得电子，A错误； B．若选用作为试剂X，会与溶液中的发生反应生成，无法使元素以形式沉淀除去，引入新杂质，因此试剂X不能选用，B错误； C．完全沉淀时，代入可得，结合、，计算得；开始沉淀时，代入可得，计算得，因此pH调节范围约为，C错误； D．沉锌时与、反应生成沉淀、和，离子方程式为，电荷、原子均守恒，D正确； 故选 D。 12. 某新型电池构造示意图如图所示，该新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水。下列关于电池工作时的说法不正确的是 A. 电子由X极经导线流向Y极 B. 海水中的阳离子通过交换膜Ⅱ向右移动 C. X极的电极反应式为 D. 若将含有的废水完全处理，理论上可除去NaCl的质量为585 g 【答案】C 【解析】 【分析】X极上转化为和，C、N元素化合价升高，发生氧化反应，故X极为负极，Y极为正极。X极所处环境为碱性，电极反应产物不能存在。原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，海水在中间室，通过阳离子交换膜Ⅱ进入右室，通过阴离子交换膜Ⅰ进入左室，实现海水淡化。1mol 反应时，C元素从+2价升高到+4价，N元素从-3价升高到0价，共转移5mol电子，每转移1mol电子，对应1mol 与1mol 定向移动，即除去1mol 。 【详解】A．X极为负极，Y极为正极，原电池中电子由负极经导线流向正极，A正确； B．原电池中阳离子向正极移动，故海水中的阳离子通过交换膜Ⅱ向右侧Y极方向移动，可实现海水淡化，B正确； C．X极处于碱性环境，电极反应不能生成，正确的电极反应式为，C错误； D．的物质的量为，1mol 反应转移5mol电子，2mol 完全反应转移10mol电子，每转移1mol电子对应1mol 与1mol 定向移动，即除去1mol ，故除去的质量为，D正确； 故选C。 13. 近期中国科学家在低温转化研究方面取得新进展，利用Fe氧簇MOF低温催化甲烷反应的机理如图所示。 下列说法正确的是 A. 该反应过程中的每一步转化均属于氧化还原反应 B. 参与反应，降低了反应的焓变 C. 总反应的化学方程式为 D. 该反应中存在非极性键的断裂和极性键的形成 【答案】C 【解析】 【详解】A．反应过程中存在吸附步骤（吸附），该步骤无元素化合价变化，不属于氧化还原反应，A错误； B．催化剂可降低反应活化能，但不改变反应的焓变，焓变仅由反应的始末状态决定，B错误； C．根据反应机理，反应物为和，产物为和，Fe氧簇为催化剂，总反应的化学方程式书写正确，C正确； D．该反应中断裂的是中的极性键、中的极性键，不存在非极性键的断裂，D错误； 故答案选C。 14. 乙二酸()俗称草酸，为无色晶体，是二元弱酸，在实验研究和化学工业中应用广泛。室温下，草酸溶液中含碳粒子的分布分数随溶液pH变化如图所示。已知：，X代表、或；室温下，。下列说法错误的是 A. 曲线c表示随pH的变化 B. 图中B点所对应的 C. 溶液中存在： D. 常温下，向足量溶液中加入少量固体，发生反应，该反应的化学平衡常数 【答案】B 【解析】 【分析】溶液的pH不断增大，草酸的浓度开始减小，草酸氢根的浓度先增大后减小，pH达到一定值后，草酸根离子的浓度开始增大，故曲线a、b、c分别表示、和随pH的变化，A点，，则、C点，，则，据此分析回答。 【详解】A．根据分析可知，曲线c表示随pH的变化，A项正确； B．B点，将，解得，则图中B点所对应的，B项错误； C．​溶液中，Na+完全电离，浓度最高，同时存在电离和水解，电离常数，水解常数，说明的电离程度大于水解程度，因此，且的电离和水解均为微弱过程，则，C项正确； D．，平衡常数表达式为： ，D项正确； 答案选B。 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 连二亚硫酸钠()俗称保险粉，是一种强还原剂，常用作脱氧剂、保鲜防腐剂等，在造纸、印染等行业应用广泛。易溶于水，难溶于甲醇，在碱性介质中比较稳定，在空气中易被氧化。制取的方法很多，工业上常用的制备的方法有锌粉法和甲酸钠法。 Ⅰ．锌粉法(装置如图) 具体操作：向装有锌粉水悬浊液的仪器B中通入，于下反应生成溶液，再加入适量溶液调节pH，然后抽滤，向滤液中加入固体，析出晶体，经过滤、无水乙醇洗涤、干燥，得到固体。已知：①难溶于乙醇，在空气中易被氧化；在碱性溶液中较稳定，在pH<4的溶液中会快速发生歧化反应(自身氧化还原反应)。②变化过程：pH=5.4时开始形成沉淀；pH=8.2时沉淀完全；pH=10.5时沉淀开始溶解；pH=13.0时溶解完全。回答下列问题： （1）仪器C的名称为_______。 （2）与锌粉水悬浊液反应得到，此时需要控制通入的不能过量，其原因是_______。 （3）操作中加入溶液，调节pH的合适范围是_______；选用无水乙醇洗涤晶体的优点是_______。 Ⅱ．甲酸钠法 甲酸钠法制备的原理为，装置如下图所示。 回答下列问题： （4）实验开始时先打开活塞的原因是_______。 （5）装置丙的作用除了防倒吸，还有_______。 （6）称取制得的产品溶于冷水配成溶液，取出该溶液于锥形瓶中，用碱性标准溶液滴定，亚甲基蓝作指示剂，达到滴定终点(恰好完全反应)，读数，重复以上操作次，所消耗溶液的体积分别为、、、，则该样品中的质量分数为_______(杂质不参与反应)。{已知滴定反应的离子方程式为} 【答案】（1）恒压滴（分）液漏斗 （2）过量的会使溶液酸性增强，导致不稳定，损失产品 （3） ①. ②. 减少产品溶解损失，有利于产品快速干燥 （4）制备二氧化硫，排出装置中的空气，防止生成的被氧化 （5）吸收尾气，防止空气进入装置乙 （6） 【解析】 【分析】本次实验目的为制备，已知在碱性介质中稳定，时发生歧化反应，在空气中易被氧化，在时开始沉淀，时沉淀完全，时沉淀开始溶解，时沉淀完全溶解。锌粉法中，锌粉悬浊液通入生成，加入调节使完全沉淀同时避免溶解，过滤后向滤液加析出晶体，用无水乙醇洗涤减少产品损失。甲酸钠法中，甲装置制备，实验开始时先通排出装置内空气，防止产品被氧化，乙装置为反应装置，丙装置用于吸收尾气同时隔绝空气。 【小问1详解】 仪器C带有恒压结构，可平衡气压使液体顺利滴下，名称为恒压滴液漏斗。 【小问2详解】 过量时会与水反应生成亚硫酸，使溶液酸性增强，降低。已知在的溶液中会快速发生歧化反应，因此通入的不能过量，避免不稳定造成产品损失。 【小问3详解】 加入调节的目的是使完全转化为沉淀除去，同时防止溶解，且保证稳定存在。在时沉淀完全，时开始溶解，因此的适宜范围为。难溶于乙醇，且乙醇易挥发，用无水乙醇洗涤可减少产品溶解损失，同时乙醇挥发可带走表面水分，有利于产品快速干燥。 【小问4详解】 在空气中易被氧化，实验开始时先打开活塞，利用甲中反应生成的排出装置内的空气，防止后续生成的被空气中的氧气氧化。 【小问5详解】 反应过程中存在未反应的等有毒尾气，装置丙中的溶液可吸收尾气，同时可阻挡空气进入装置乙，避免被氧化。 【小问6详解】 4次滴定数据中与其他数据偏差较大，属于异常数据，予以舍去。剩余三组有效数据的平均体积为。根据滴定反应的离子方程式，可知。则待测液中，溶液中，其质量为，因此样品中的质量分数为。 16. 稀土元素钪()广泛应用于航空航天、超导、激光、核能等领域。以钛白酸性废水(主要含、、、)为原料制备及的一种工艺流程如下所示。 已知：①时，，，；②钪元素与铝元素的性质相似，易形成配位数为的配离子；③常温下，两相平衡体系中，被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比称为分配比()，如，的萃取率。回答下列问题： （1）基态的简化电子排布式为_______。 （2）“萃取”的目的是富集，通过制得有机磷萃取剂，其中代表烃基，不同，产率也不同。当为时，的产率大于为时，请从结构的角度分析原因：_______。 （3）在“洗涤”过程中加入溶液的作用是_______。 （4）“反萃取”时，随着加入的溶液不断增多，沉淀质量是“先增大、后减少”，则沉淀质量减少的原因是_______(用离子方程式表示)。 （5）某工厂取总浓度为的废酸，加入某萃取剂，若，则单次萃取率为_______。 （6）“转化”过程中生成反应的离子方程式为_______；“沉钛”过程中反应的离子方程式为_______。 （7）“热还原”过程中还原剂和氧化剂的物质的量之比为_______。 【答案】（1） （2）丙基的碳原子数更多，体积更大，空间位阻大，使ROH难以与POCl3接近，随着碳原子数的增加，的推电子能力强于，更难断裂 （3）将氧化为；提供配体，生成稳定的配离子，从而进入水层，便于分离出钛 （4） （5）80% （6） ①. ②. （7） 【解析】 【分析】钛白酸性废水加入有机萃取剂，有机相含有 TiO2+、Fe3+、Sc3+，用稀硫酸和过氧化氢溶液洗涤，TiO2+转化为进入水层中，经过亚硫酸钠转化，用热水沉钛得到 TiO2• nH2O，加热分解得到 TiO2；有机层再经过用 NaOH 溶液反萃取，再过滤得到和Sc(OH)3。沉淀，滤渣用10%的盐酸溶解富集Sc(OH)3：沉淀溶解得到 ScCl3溶液，最后得到 ScCl3，用Mg热还原得到 Sc；据此作答： 【小问1详解】 Ti是22号元素，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2，简化电子排布式用前一周期稀有气体Ar的核外排布代替内层电子，得到； 【小问2详解】 有机反应中，取代基的体积大小会影响反应活性，体积越小，空间位阻越小，越有利于反应进行，丙基的碳原子数更多，体积更大，空间位阻大，使ROH难以与POCl3接近，且随着碳原子数的增加， 丙基的推电子能力强于乙基， O-H 更难断裂，因此产率低； 【小问3详解】 结合流程信息，洗涤后水层生成含的溶液，故过氧化氢提供配体，生成稳定的配离子；同时可将还原性的氧化为，便于后续除杂； 【小问4详解】 题目已知Sc3+性质与Al3+相似，易形成配位数为6的配离子，过量NaOH会和两性的Sc(OH)3反应生成可溶性的羟基合钪配离子，导致沉淀质量减少，故方程式为：； 【小问5详解】 设水相体积为V水=1000 L，有机相体积为V有=500 L，分配比D == 8，萃取率 η = × 100 % =× 100 % ，代入c有 ​ =8c​水，计算得η= =80%； 【小问6详解】 转化步骤中作为还原剂，将过氧键还原，把转化为TiO2+，S从+4价升为+6价生成，方程式为：；沉钛时热水中TiO2+发生水解，生成水合二氧化钛沉淀，方程式为：； 【小问7详解】 热还原反应为：，还原剂是Mg（化合价从0升高到+2），氧化剂是 ScCl3（化合价从+3降低到0），二者物质的量之比为3：2。 17. 随着我国“碳达峰”“碳中和”目标的进行，二氧化碳资源化利用风生水起。尿素合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。 Ⅰ．20世纪初，工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步进行：①和生成；②分解生成尿素，反应过程中能量变化如图1所示。 回答下列问题： （1）总反应的_______(用含、、、的代数式表示)；该反应在_______(填“低温”“高温”或“任意温度”)条件下可自发进行，其中第_______步是反应的决速步骤。 （2）将和充入密闭容器中发生上述反应，图2所示是不同条件下的体积分数与压强、温度的关系(不考虑催化剂的活性变化)。 ①代表的体积分数与压强关系的曲线是_______(填“a”或“b”)。 ②下该反应的平衡常数_______。 （3）尿素溶液可吸收含、烟气中的，其反应的化学方程式为。若吸收烟气时通入少量，可同时实现脱硫、脱硝，脱硝反应分为以下两步：第一步：；第二步：。将含、烟气以一定流速通过的溶液，其他条件相同，不通和通少量时的去除率如图3所示。 ①通少量时的去除率较低的原因是_______。 ②处理后的废水含有尿素，可用过二硫酸钠结合紫外线(UV)辐照去除废水中的尿素，其过程ⅰ、ⅱ机理如图4所示，写出过程ⅱ发生反应的离子方程式：_______。 Ⅱ．电催化法合成尿素 2021年，科学家设计出一种在催化剂表面合成尿素的方法，其可能的反应机理如图5所示。 （4）已知在制备和反应过程中，催化剂表面的电子能自发从端转移到端，能成功吸附在端的原因可能是_______。 【答案】（1） ①. ②. 低温 ③. 二 （2） ①. a ②. 126 （3） ①. 与和共同反应生成和，溶液酸性增强，的溶解度减小；消耗尿素，使得与反应的尿素减少 ②. （4）Bi端带负电，C的电负性小于O，故中的C显正电性，可吸附在带负电的Bi端 【解析】 【小问1详解】 第一步反应：，反应物总能量高于中间产物的能量，为放热反应。正反应活化能为，逆反应活化能为，则；第二步反应：，中间产物的能量低于生成物总能量，为吸热反应，正反应活化能为，逆反应活化能为，则，总反应为两步反应相加，；从图中可以看出，反应物总能量高于最终生成物总能量，所以总反应是放热反应（），反应方程式中，反应物气体分子数为3，生成物气体分子数为2，气体分子数减少，熵变，根据反应自发，由于，，该反应在低温条件下可自发进行；决速步骤由活化能较大的一步决定。图中第一步的正反应活化能为，第二步的正反应活化能为，显然，所以第二步是决速步骤。 【小问2详解】 ①该反应正向是气体分子数减少的放热反应。增大压强，平衡正向移动，尿素体积分数增大，升高温度，平衡逆向移动，尿素体积分数减小，图2中，在520 K之前，尿素体积分数随温度升高而增大，是因为反应未达平衡，温度升高速率加快；520 K时达到平衡（最高点），之后随温度升高体积分数下降（平衡逆向）；压强越大，平衡时体积分数越大，在相同温度下（如520 K后），压强越大，体积分数越高，曲线a在上方，且随压强（横坐标上方小标）增大而增大，故a代表压强关系； ②注意图中横坐标是T/K，520 K时尿素体积分数为40%，设转化，，总物质的量，体积分数，浓度：，。 【小问3详解】 ①与和共同反应生成和，溶液酸性增强，的溶解度减小；消耗尿素，使得与反应的尿素减少； ②由图4可知，与尿素反应生成、和，离子方程式为。 【小问4详解】 电子从转移到Bi，Bi端带负电，C的电负性小于O，故中的C显正电性，可吸附在带负电的Bi端。 18. 某心血管疾病治疗中常用药的一种合成路线如下所示。 已知：。回答下列问题： （1）中含氧官能团的名称是酯基、硝基、_______；一个分子中手性碳原子的数目为_______。 （2）的过程包含氧化和硝化两步，的结构简式为_______；的过程包含加成反应和_______(填反应类型)两步。 （3）的结构简式为_______。 （4）反应的化学方程式为_______；与合成的过程中通常还会加入少量弱碱性物质吡啶()，主要目的是_______。 （5）写出同时符合下列条件的芳香族化合物的结构简式：_______(任写一种)。 ①比()多2个氢原子，且与、与均不直接相连 ②苯环上有3个链状取代基 ③核磁共振氢谱显示4组峰，且峰面积之比为 （6）以、为原料合成的路线流程图如下所示。 已知：。则和的结构简式分别为_______、_______。 【答案】（1） ①. 酮羰基 ②. 1 （2） ①. ②. 消去反应 （3） （4） ①. ②. 吸收反应生成的HCl，促进反应正向移动，提高产率 （5） （6） ①. ②. 【解析】 【分析】该合成路线以甲苯A作为起始原料，经过氧化得到苯甲醛B，再硝化得到硝基苯甲醛C；C与给定的氯代酯发生反应生成中间体D，结合D的结构简式可知反应同时生成了水，发生取代反应；乙醛在碱性条件下反应生成F，结合F的分子式可知，2分子乙醛转化为F，F为CH3CH(OH)CH2CHO，CH3CH(OH)CH2CHO经过一系列反应生成CH3COCH2COOCH3，CH3COCH2COOCH3与NH3发生题中所给类似已知的反应生成H，D与H反应生成I，结合结构简式推知H为CH3C(NH2)=CHCOOCH3，I与J反应生成K，结合I、K结构简式及J的分子式可推知，J为，以此解答。 【小问1详解】 中含氧官能团的名称是酯基、硝基、酮羰基；手性碳为连4种不同基团的饱和碳原子，一个分子中手性碳原子的数目为1，位置为：； 【小问2详解】 A是甲苯，A→B先氧化甲基为醛基，再硝化得到C间硝基苯甲醛，的结构简式为；的过程包含加成反应和消去反应（根据原子变化个数可知同时生成）； 【小问3详解】 根据已知条件和与反应可得H为； 【小问4详解】 氯原子与氨基发生取代，生成HCl，化学方程式为；加入少量弱碱性物质吡啶，吸收反应生成的HCl，促进反应正向移动，提高产率； 【小问5详解】 ①比()多2个氢原子，且与、与均不直接相连；②苯环上有3个链状取代基；③核磁共振氢谱显示4组峰，且峰面积之比为为； 【小问6详解】 催化氧化得到G；由已知条件发生羟醛缩合反应得到K。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $