精品解析：山西省阳泉市2024-2025学年高三上学期期末化学试题

机密★启用前 阳泉市2024～2025学年度 第一学期期末教学质量监测试题 高三化学 （考试时长：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、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，用0.5毫米的黑色签字笔将答案写在答题卡对应位置上，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将答题卡交回。 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 S-32 Ca-40 Fe-56 Co-59 Cu-64 Ba-137 Sm-150 一、选择题（本题含14个小题，每小题3分，共42分。每个小题只有一个选项符合题意。） 1. 生产和生活中处处有化学。下列说法错误的是 A. 实验室中，温度计不慎被打破，散落的水银需用硫粉处理后收集 B. 波尔多液（含有）含有重金属离子，可用作植物体表面的杀菌剂 C. Cl和O的某些单质或两种元素形成的某些化合物均可用作水的消毒剂 D. 用来减轻盐碱地（含）的碱性，主要因为溶于水显酸性 2. 下列化学用语或表示正确的是 A. 的电子式： B. 中子数为9的氮原子： C. 的VSEPR模型 D. 基态碳原子价层电子排布式： 3. 下列有关物质应用的说法错误的是 A. 玻璃容器可长期盛放各种酸 B. 纯碱可用于清洗油污 C. 稀硝酸可除去试管内壁的银镜 D. 液氨可以用作制冷剂 4. 某兴趣小组利用以下装置制取HCl，并利用HCl制取无水。其中，难以达到预期目的的是 A．制备HCl B．干燥HCl C．制备 D．吸收HCl A. A B. B C. C D. D 5. 下列有关物质结构与性质的理解正确的是 A. 键存在于所有分子中 B. 和中均存在非极性键 C. 、、三个轨道相互垂直，能量相等 D. 沸点低于沸点，因为键键能低 6. 治理汽车尾气（含烃类、、与等）的办法之一是在汽车排气管上装上催化转化器，反应原理为，在、下，、。下列说法错误的是 A. 该反应氧化剂与还原剂的质量之比为 B. 增大投料，一定能增大产物在该反应体系中的百分含量 C. 可根据计算是否小于0，判断常温下该反应是否自发反应 D. 由可知，当有被消耗时反应放出的热量 7. 普加巴林在治疗癫痫和抑郁症方面有良好的效果，其合成方法如下： 下列叙述正确的是 A. 对乙酰氨基酚含2种官能团 B. 1 mol普加巴林最多能与4 mol NaOH反应 C. 乙酰水杨酸中共平面的碳原子最多有8个 D. 对乙酰氨基酚属于芳香族α－氨基酸的同分异构体有2种 8. Y、Z、X、W、E为短周期主族元素，原子序数依次增大。X、Y、Z形成阴离子的结构如图所示，X、W无最高正化合价，Y原子半径最小，E和X位于同一族。下列说法错误的是 A. 是一种强氧化剂 B. 化合物的分子结构呈正三角形 C. 该阴离子中X原子有两种化合价 D. 同周期中第一电离能比E大的元素有2种 9. 过渡金属氮化物具有优良的性能，是当前材料科学研究的热点之一。Fe和N组成一种立方晶胞如图所示，Fe原子和N原子都可看作紧密接触的刚性小球，Fe原子半径为a cm，N原子半径为bcm。下列说法正确的是 A. 该晶体的组成是 B. 该晶体中Fe原子的配位数是6 C. N原子位于Fe原子形成的六面体空隙中 D. 该晶体的空间利用率 10. 新兴的二维材料MXenes在储能领域中发挥着重要作用，并展现了优异的电化学性能。科研人员设计了一种以二维复合材料为正极，金属铝为负极，含和电解液的可充电电池（其他离子不参与电极反应）。下列有关该电池的说法中不正确的是 A. 放电时，金属铝失去电子 B. 放电时，向正极方向移动 C. 充电时，电极上发生氧化反应 D. 每消耗27 g的Al，电路中转移3 mol的电子 11. 由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 A 盛有的密闭烧瓶冷却后颜色变浅 转化为的反应放热 B 将足量通入淀粉—KI溶液中，溶液先变蓝后褪色 有漂白性 C 向溶液中滴加溶液，产生白色沉淀 白色沉淀成分是 D 向溶液中通入气体，出现黑色沉淀CuS 酸性： A. A B. B C. C D. D 12. 辉铜矿(，含杂质和)合成流程如图所示。下列说法中错误的是 A. 气体的主要成分为 B. 步骤Ⅱ中滤渣主要成分为 C. 溶液为深蓝色 D. 步骤Ⅳ的操作为蒸发结晶 13. 光催化剂可用于含硫废液的氧化处理，光生电子（）可与及水电离出的作用生成过氧羟基自由基（），空穴（）可与水电离出的作用生成羟基自由基（），分别与和反应生成，变化过程如图所示。 下列说法错误的是 A. 氧化的反应为 B. 过程①②和过程③④产生的之比为 C. pH过低或过高均会影响催化剂的催化效果 D. 氧化含硫废液的总反应为 14. 25℃时，用0.2mol•L-1的盐酸分别滴定20mL0.2mol•L-1的氨水和MOH碱溶液(碱性：NH3•H2O大于MOH)，溶液的pOH[pOH=-lgc(OH-)]与lg或lg的关系如图所示。下列说法错误的是 A. 曲线I对应的是滴定NH3•H2O的曲线 B. a点对应的溶液pH=11 C. b、e点溶液中水的电离程度：b＞e D. b、e点溶液中的c(Cl-)大小：b＜e 二、非选择题（本题含4个小题，共58分）。 15. 钴广泛应用于新能源、航空航天等领域，一种从萃铜余液（主要存在、、、、、等金属阳离子）中提取钴并制得的工艺流程如下： 已知：常温下，，。 相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： 金属离子 开始沉淀的pH 7.4 4.7 1.5 3.4 8.9 6.2 沉淀完全（）的pH 9.4 6.7 2.8 4.7 10.9 8.2 请回答下列问题： （1）的价电子排布图为________。 （2）“除杂”时，将CaO、MgO按一定比例同时加入萃铜余液中，调节溶液，充分反应后过滤。 ①滤渣的主要成分是________（写化学式）。 ②CaO、MgO加入量过大时，钴的损耗增大，其原因是_______________________。 （3）“萃取”时，用硫酸调节溶液的pH至2.5左右，加入萃取剂P204，发生萃取反应：（其中HA为萃取剂P204，为金属离子）。萃取剂P204在不同pH下对金属离子萃取率的影响如图所示。 ①“萃取”的主要目的是除去________（填金属离子的符号）。 ②往“萃取”所得有机层中加入________（选填“”或“NaOH”），可将其中金属离子反萃取至水中。反萃取后，有机萃取剂可循环使用。 （4）“沉钴”时，往萃取余液中加入，调节溶液，过滤得到沉淀。当恰好沉淀完全时，溶液中________。 （5）“煅烧”时完全转化为、和，制得需消耗________。 （6）含、的溶液经电沉积可制备永磁合金，一种永磁合金的六方晶胞结构及晶胞中原子的投影位置如图所示。晶胞参数，，，。设为阿伏加德罗常数的值，合金最简式的式量为445，则该合金的密度________（列出计算式）。 16. 亚硝酸钙是一种白色粉末，易潮解，在钢筋混凝土工程中，主要用作水泥硬化促进剂和防冻阻锈剂。实验室中可采用如图装置制取少量亚硝酸钙。 请回答下列问题： （1）装置Ⅰ中仪器a的名称是________，装置Ⅱ的作用是________。 （2）如图装置中，能用来替代装置Ⅲ的是________（填标号）。 A. B. C. D. （3）滴入稀硝酸前，需要向装置中通入一段时间；待反应结束后还需继续通入一段时间。反应结束后继续通入的目的是________。 （4）若缺少装置Ⅴ，产生的影响是________。 （5）装置Ⅵ中氮元素被氧化成价，则反应的离子方程式为________。 （6）所得产品中常含少量硝酸钙杂质，可用如下方法测定其纯度：称量m g产品溶于水，先加入足量溶液，充分搅拌后过滤，除去；再加入适量饱和溶液，加热煮沸3 min，将转化为；然后向所得溶液中加入溶液，并用稀硫酸酸化，发生反应，待充分反应后用标准溶液滴定过量的，消耗标准溶液的体积为V mL。 ①除去时，反应的离子方程式为________。 ②计算可知，所得产品的纯度为________（用含m、a、b、V的式子表示）。 17. 研究的转化和利用，不仅可以实现碳达峰、碳中和目标，同时也可以变废为宝，一举两得。我国科学家在转化利用的研究中已经取得重大突破。已知一些转化中涉及如下反应： 反应1： 反应2： 请回答下列问题： （1）反应的________。 （2）将和体积比通入密闭容器中发生反应1和反应2，分别在1 MPa、3 MPa和5 MPa下改变反应温度，测得的平衡转化率（α）以及生成和CO的选择性（S）的变化如图1所示（选择性为目标产物在总产物中的比率，如甲醇的选择性。 ①代表5 MPa下随温度变化趋势的曲线是________（填“a”“b”或“c”）。 ②随着温度升高，a、b、c三条曲线接近重合的原因是________。 ③在实际生产中，为了提高甲醇的产率，反应需要维持一定的压强，但压强既不宜过高也不能过低，原因是________。 ④若反应在250℃、3 MPa下进行，P点对应的反应2的平衡常数________（指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，最终结果保留2位有效数字），此时反应体系中的转化率=________%（保留3位有效数字）。 （3）近年来，有研究人员将通过电催化生成多种燃料，实现的回收利用，其工作原理如图2所示。Cu电极上产生的电极反应式为________；如果Cu电极上只生成，则每生成22.4 L （标准状况下），外电路中转移电子________mol。 18. 盐酸赛洛唑啉是一种治疗鼻炎的药物，其合成路线之一如下图所示： 回答下列问题： （1）A的化学名称是________，A与B反应生成C的反应类型为________，E中官能团的名称为________。 （2）物质B________（填“能”或“不能”）溶解于水中，原因是______________________。 （3）请从物质结构角度分析F能与HCl反应的原因：______________________。 （4）D转变为E的化学方程式为________。 （5）在C的同分异构体中，同时满足下列条件的共有________种（不考虑立体异构）。 ①含有手性碳原子；②苯环上有三个取代基 请写出其中核磁共振氢谱图有7组峰的所有同分异构体的结构简式：________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 机密★启用前 阳泉市2024～2025学年度 第一学期期末教学质量监测试题 高三化学 （考试时长：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、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，用0.5毫米的黑色签字笔将答案写在答题卡对应位置上，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将答题卡交回。 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 S-32 Ca-40 Fe-56 Co-59 Cu-64 Ba-137 Sm-150 一、选择题（本题含14个小题，每小题3分，共42分。每个小题只有一个选项符合题意。） 1. 生产和生活中处处有化学。下列说法错误的是 A. 实验室中，温度计不慎被打破，散落的水银需用硫粉处理后收集 B. 波尔多液（含有）含有重金属离子，可用作植物体表面的杀菌剂 C. Cl和O的某些单质或两种元素形成的某些化合物均可用作水的消毒剂 D. 用来减轻盐碱地（含）的碱性，主要因为溶于水显酸性 【答案】D 【解析】 【详解】A．水银常温下可与硫粉反应生成难挥发的，避免汞挥发引发中毒，因此散落的水银需用硫粉处理后收集，A正确； B．波尔多液中的可电离出重金属离子，能使细菌蛋白质变性失活，因此可用作植物体表面的杀菌剂，B正确； C．、、等均具有强氧化性，可使微生物蛋白质氧化变性，因此均可用作水的消毒剂，C正确； D．盐碱地的碱性来源于的水解，加入后发生沉淀转化：，降低浓度从而减轻碱性，D错误； 答案选D。 2. 下列化学用语或表示正确的是 A. 的电子式： B. 中子数为9的氮原子： C. 的VSEPR模型 D. 基态碳原子价层电子排布式： 【答案】C 【解析】 【详解】A．是共价化合物，不存在阴阳离子，电子式为，A错误； B．氮原子质子数为7，中子数为9时质量数为，正确原子符号为，B错误； C．中心原子价层电子对数为，含1对孤电子对，VSEPR模型为平面三角形，与图示一致，C正确； D．基态碳原子价层电子排布式为，是激发态碳原子的电子排布，D错误； 故选C。 3. 下列有关物质应用的说法错误的是 A. 玻璃容器可长期盛放各种酸 B. 纯碱可用于清洗油污 C. 稀硝酸可除去试管内壁的银镜 D. 液氨可以用作制冷剂 【答案】A 【解析】 【详解】A．玻璃的主要成分含有SiO2，会与氢氟酸（HF）发生反应：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O，因此玻璃容器不能盛放氢氟酸，无法长期盛放各种酸，A项错误； B．纯碱为Na2CO3，水解使Na2CO3溶液呈碱性，油污在碱性条件下可水解生成易溶于水的物质，因此可用于清洗油污，B项正确； C．稀硝酸可与银发生反应：3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O，因此可用稀硝酸除去试管内壁的银镜，C项正确； D．液氨汽化时会吸收大量热量，使周围环境温度降低，因此可用作制冷剂，D项正确； 选A。 4. 某兴趣小组利用以下装置制取HCl，并利用HCl制取无水。其中，难以达到预期目的的是 A．制备HCl B．干燥HCl C．制备 D．吸收HCl A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．浓硫酸为难挥发性酸，倾斜Y型管可使浓硫酸与接触反应生成，可达到制备的目的，A正确； B．为酸性气体，会与碱性干燥剂碱石灰发生反应，不能用碱石灰干燥，无法达到干燥目的，B错误； C．易水解，在气流中加热可抑制水解，能制得无水，C正确； D．极易溶于水，图示倒扣漏斗装置可防止倒吸，能达到吸收尾气的目的，D正确； 故选B。 5. 下列有关物质结构与性质的理解正确的是 A. 键存在于所有分子中 B. 和中均存在非极性键 C. 、、三个轨道相互垂直，能量相等 D. 沸点低于沸点，因为键键能低 【答案】C 【解析】 【详解】A．稀有气体为单原子分子，不存在化学键，因此不存在键，A错误； B．由和构成，中存在非极性键，由和构成，仅存在与之间的离子键，无非极性键，B错误； C．、、属于同一电子层的同一能级，能量相等，轨道伸展方向相互垂直，C正确； D．沸点低于是因为分子间存在氢键，分子间作用力更强，与共价键键能无关，D错误； 故选C。 6. 治理汽车尾气（含烃类、、与等）的办法之一是在汽车排气管上装上催化转化器，反应原理为，在、下，、。下列说法错误的是 A. 该反应氧化剂与还原剂的质量之比为 B. 增大投料，一定能增大产物在该反应体系中的百分含量 C. 可根据计算是否小于0，判断常温下该反应是否自发反应 D. 由可知，当有被消耗时反应放出的热量 【答案】B 【解析】 【详解】A．中C为价，失去2个电子发生氧化反应生成，中N为价，得电子发生还原反应生成1个，转移4个电子，，氧化剂与还原剂的质量之比为，A正确； B．增大投料，会使反应体系的总物质的量增大，产物在反应体系中的百分含量不一定能增大，B错误； C．根据反应方向的综合判据即自由能变化判断可知，可根据计算是否小于0，判断常温下该反应是否自发反应，C正确； D．由可知，当有被消耗时反应放出的热量，D正确； 故选B。 7. 普加巴林在治疗癫痫和抑郁症方面有良好的效果，其合成方法如下： 下列叙述正确的是 A. 对乙酰氨基酚含2种官能团 B. 1 mol普加巴林最多能与4 mol NaOH反应 C. 乙酰水杨酸中共平面的碳原子最多有8个 D. 对乙酰氨基酚属于芳香族α－氨基酸的同分异构体有2种 【答案】A 【解析】 【详解】A．对乙酰氨基酚有酰胺基和酚羟基，A说法正确； B．1 mol普加巴林中含1 mol酰胺基水解需要1 mol NaOH，含2 mol 酚酯基水解需要4 mol NaOH，最多能与5 mol NaOH反应，B错误； C．乙酰水杨酸中除甲基外有8个sp2杂化的碳原子可共平面，甲基上的碳原子与酯基碳原子相连，可与苯环共平面，最多9个碳原子共平面，C错误； D．α－氨基酸是指氨基(-NH2)、羧基(-COOH)要连接在同一个碳原子上，则对乙酰氨基酚属于芳香族α－氨基酸的同分异构体只有一种，D错误。 8. Y、Z、X、W、E为短周期主族元素，原子序数依次增大。X、Y、Z形成阴离子的结构如图所示，X、W无最高正化合价，Y原子半径最小，E和X位于同一族。下列说法错误的是 A. 是一种强氧化剂 B. 化合物的分子结构呈正三角形 C. 该阴离子中X原子有两种化合价 D. 同周期中第一电离能比E大的元素有2种 【答案】D 【解析】 【分析】由阴离子的结构可知，离子中X、Y、Z形成共价键的数目分别为2、1、4，X、W无最高正化合价，阴离子带2个单位负电荷，所以Z最外层有3个电子，则X为O元素、Z为B元素，Y原子半径最小，Y为氢；X和E同主族，E为S元素；W无最高正化合价，W为F元素； 【详解】A．为，其中O为价，具有强氧化性，是一种强氧化剂，A正确； B．的中心原子B为杂化，无孤电子对，所以分子呈平面正三角形，B正确； C．由阴离子的结构可知，该阴离子中存在过氧键和-OH根，则O原子有、-2两种化合价，C正确； D．同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，P的3p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，同周期中第一电离能比S大的元素有P，Cl，Ar，3种，D错误； 故选D。 9. 过渡金属氮化物具有优良的性能，是当前材料科学研究的热点之一。Fe和N组成一种立方晶胞如图所示，Fe原子和N原子都可看作紧密接触的刚性小球，Fe原子半径为a cm，N原子半径为bcm。下列说法正确的是 A. 该晶体的组成是 B. 该晶体中Fe原子的配位数是6 C. N原子位于Fe原子形成的六面体空隙中 D. 该晶体的空间利用率 【答案】D 【解析】 【详解】A．每个晶胞中含有Fe原子的个数为，含N原子的个数为，该晶体的组成是，A错误； B．以任意一个Fe原子为参照，距离它最近的N原子数目为2，并非6，因此Fe的配位数是2，B错误； C．由图可知，N原子周围距离最近的Fe原子有6个，故N原子位于Fe原子形成的八面体空隙中，C错误； D．晶胞中含3个Fe原子、1个N原子，原子总体积为，晶胞棱长为，因此空间利用率为，D正确； 故选D。 10. 新兴的二维材料MXenes在储能领域中发挥着重要作用，并展现了优异的电化学性能。科研人员设计了一种以二维复合材料为正极，金属铝为负极，含和电解液的可充电电池（其他离子不参与电极反应）。下列有关该电池的说法中不正确的是 A. 放电时，金属铝失去电子 B. 放电时，向正极方向移动 C. 充电时，电极上发生氧化反应 D. 每消耗27 g的Al，电路中转移3 mol的电子 【答案】B 【解析】 【详解】A．放电时金属铝为负极，发生失电子的氧化反应，A正确； B．放电时为原电池，阴离子向负极移动，故应由正极移向负极，B错误； C．放电时为正极发生还原反应，充电时该电极作阳极，发生失电子的氧化反应，C正确； D．的物质的量为，反应后变为+3价，故每消耗电路中转移电子，D正确； 故选B。 11. 由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 A 盛有的密闭烧瓶冷却后颜色变浅 转化为的反应放热 B 将足量通入淀粉—KI溶液中，溶液先变蓝后褪色 有漂白性 C 向溶液中滴加溶液，产生白色沉淀 白色沉淀成分是 D 向溶液中通入气体，出现黑色沉淀CuS 酸性： A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．为红棕色，为无色，体系存在平衡，冷却后颜色变浅说明平衡正向移动，根据勒夏特列原理，降温向放热方向移动，可证明转化为的反应放热，A正确； B．通入淀粉溶液先变蓝是因为将氧化为，淀粉遇变蓝，后褪色是过量将氧化为高价态碘的化合物，与漂白性无关，且本身无漂白性，B错误； C．与在水溶液中会发生完全双水解反应，生成白色沉淀和气体，无法得到，C错误； D．该反应能发生是因为难溶于稀硫酸，实际上是强酸，是弱酸，酸性，D错误； 故选A。 12. 辉铜矿(，含杂质和)合成流程如图所示。下列说法中错误的是 A. 气体的主要成分为 B. 步骤Ⅱ中滤渣主要成分为 C. 溶液为深蓝色 D. 步骤Ⅳ的操作为蒸发结晶 【答案】D 【解析】 【分析】由题给流程可知，辉铜矿在氧气中煅烧时，硫化亚铜与氧气高温条件下反应生成氧化铜和二氧化硫，向煅烧渣中加入稀硫酸酸浸，金属氧化物转化为可溶的硫酸盐，二氧化硅与稀硫酸不反应，过滤得到含有二氧化硅的滤渣和滤液；向滤液中加入过量氨水，将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀，铜离子转化为四氨合铜离子，过滤得到氢氧化铁和深蓝色的硫酸四氨合铜溶液；硫酸四氨合铜溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到一水硫酸四氨合铜晶体。 【详解】A．由分析可知，气体的主要成分为二氧化硫，故A正确； B．由分析可知，滤渣主要成分为二氧化硅，故B正确； C．由分析可知，溶液为深蓝色的硫酸四氨合铜溶液，故C正确； D．由分析可知，步骤Ⅳ的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故D错误； 故选D。 13. 光催化剂可用于含硫废液的氧化处理，光生电子（）可与及水电离出的作用生成过氧羟基自由基（），空穴（）可与水电离出的作用生成羟基自由基（），分别与和反应生成，变化过程如图所示。 下列说法错误的是 A. 氧化的反应为 B. 过程①②和过程③④产生的之比为 C. pH过低或过高均会影响催化剂的催化效果 D. 氧化含硫废液的总反应为 【答案】B 【解析】 【分析】由题意可得，反应①：，反应②：，反应③：，反应④：，水电离产生的和的物质的量相等，氧化过程的总反应为：。 【详解】A．反应中S元素从+4价升高到+6价失2e⁻，2个中O元素从-1价降低到-2价共得2e⁻，电子、原子、电荷均守恒，A正确； B．水电离产生的和物质的量之比为，①②过程中2 mol 生成 2 mol ，2 mol 可氧化3 mol 生成3 mol ；过程③④对应的2mol （对应2mol ）才能氧化1mol 生成1mol ，故①②和③④过程产生的之比为，B错误； C．反应需要和参与，且pH异常可能破坏催化剂结构，故pH过低或过高均会影响催化效果，C正确； D．整个过程中催化剂、水均不消耗，总反应为氧化生成，配平得，D正确； 故选B。 14. 25℃时，用0.2mol•L-1的盐酸分别滴定20mL0.2mol•L-1的氨水和MOH碱溶液(碱性：NH3•H2O大于MOH)，溶液的pOH[pOH=-lgc(OH-)]与lg或lg的关系如图所示。下列说法错误的是 A. 曲线I对应的是滴定NH3•H2O的曲线 B. a点对应的溶液pH=11 C. b、e点溶液中水的电离程度：b＞e D. b、e点溶液中的c(Cl-)大小：b＜e 【答案】C 【解析】 【分析】根据碱的电离平衡常数可知，以NH3·H2O为例，当时，Kb=c（OH-），故I对应的KbⅠ=1×10-4.74，Ⅱ对应的KbⅡ=1×10-6。据题意碱性：NH3•H2O大于MOH)，则I对应NH3•H2O，Ⅱ对应MOH，据此分析。 【详解】A．据分析可知，曲线I对应的是滴定NH3•H2O的曲线，A正确； B．由于曲线I对应的是滴定NH3•H2O的曲线， Kb1==1×10-4.74，a点时lg=-1.74，则=1×10-1.74，带入Kb1可知，此时c（OH）=1×10-3mol/L，25℃时，=1×10-11，故pH=11，B正确； C．b、e点时溶液均成碱性，说明尚未完全反应，对水的电离均为抑制作用，b点的碱性更强，对水的电离的抑制作用更大，所以中水的电离程度：b＜e，C错误； D．b、e点溶液中的弱碱阳离子和弱碱分子浓度相同，假设滴入一半物质的量的盐酸，若不考虑电离和水解因素，则NH3·H2O、NH、MOH、M+的浓度均相同，但由于越弱越水解，所以对应的碱越强，需要加入的盐酸的量越少，故b、e点溶液中的c(Cl-)大小：b＜e，D正确； 答案选C。 二、非选择题（本题含4个小题，共58分）。 15. 钴广泛应用于新能源、航空航天等领域，一种从萃铜余液（主要存在、、、、、等金属阳离子）中提取钴并制得的工艺流程如下： 已知：常温下，，。 相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： 金属离子 开始沉淀的pH 7.4 4.7 1.5 3.4 8.9 6.2 沉淀完全（）的pH 9.4 6.7 2.8 4.7 10.9 8.2 请回答下列问题： （1）的价电子排布图为________。 （2）“除杂”时，将CaO、MgO按一定比例同时加入萃铜余液中，调节溶液，充分反应后过滤。 ①滤渣的主要成分是________（写化学式）。 ②CaO、MgO加入量过大时，钴的损耗增大，其原因是_______________________。 （3）“萃取”时，用硫酸调节溶液的pH至2.5左右，加入萃取剂P204，发生萃取反应：（其中HA为萃取剂P204，为金属离子）。萃取剂P204在不同pH下对金属离子萃取率的影响如图所示。 ①“萃取”的主要目的是除去________（填金属离子的符号）。 ②往“萃取”所得有机层中加入________（选填“”或“NaOH”），可将其中金属离子反萃取至水中。反萃取后，有机萃取剂可循环使用。 （4）“沉钴”时，往萃取余液中加入，调节溶液，过滤得到沉淀。当恰好沉淀完全时，溶液中________。 （5）“煅烧”时完全转化为、和，制得需消耗________。 （6）含、的溶液经电沉积可制备永磁合金，一种永磁合金的六方晶胞结构及晶胞中原子的投影位置如图所示。晶胞参数，，，。设为阿伏加德罗常数的值，合金最简式的式量为445，则该合金的密度________（列出计算式）。 【答案】（1） （2） ①. 、、 ②. 造成溶液pH过高，生成沉淀进入滤渣 （3） ①. 、 ②. （4）0.075 （5）2 （6） 【解析】 【分析】萃铜余液含有、、、、、等离子，加入CaO、MgO调节pH=7，、、转化为氢氧化物沉淀过滤除去；滤液用硫酸调pH至2.5，加入萃取剂P204萃取，、进入有机层，留在水层；有机层加入硫酸反萃取回收金属离子与萃取剂；水层加入草酸沉钴，析出二水合草酸钴沉淀；沉淀经空气煅烧，草酸钴被氧化生成，同时释放和水蒸气，以此解答。 【小问1详解】 的电子排布式为，所以价电子排布图为； 【小问2详解】 ①pH=7时，、、完全沉淀，还未开始沉淀，所以滤渣为、、； ②CaO、MgO加入量过大，溶液pH升高，生成沉淀进入滤渣； 【小问3详解】 ①pH=2.5，萃取率高，萃取率低，实现分离； ②萃取平衡：加硫酸，增大，平衡逆向移动，金属进入水层； 【小问4详解】 沉淀完全，，，，pH=2，，； 【小问5详解】 反应为，生成1mol消耗2mol； 【小问6详解】 根据均摊原则，Sm原子数为，Co原子数为，该合金的化学式为Co5Sm。晶胞体积，。 16. 亚硝酸钙是一种白色粉末，易潮解，在钢筋混凝土工程中，主要用作水泥硬化促进剂和防冻阻锈剂。实验室中可采用如图装置制取少量亚硝酸钙。 请回答下列问题： （1）装置Ⅰ中仪器a的名称是________，装置Ⅱ的作用是________。 （2）如图装置中，能用来替代装置Ⅲ的是________（填标号）。 A. B. C. D. （3）滴入稀硝酸前，需要向装置中通入一段时间；待反应结束后还需继续通入一段时间。反应结束后继续通入的目的是________。 （4）若缺少装置Ⅴ，产生的影响是________。 （5）装置Ⅵ中氮元素被氧化成价，则反应的离子方程式为________。 （6）所得产品中常含少量硝酸钙杂质，可用如下方法测定其纯度：称量m g产品溶于水，先加入足量溶液，充分搅拌后过滤，除去；再加入适量饱和溶液，加热煮沸3 min，将转化为；然后向所得溶液中加入溶液，并用稀硫酸酸化，发生反应，待充分反应后用标准溶液滴定过量的，消耗标准溶液的体积为V mL。 ①除去时，反应的离子方程式为________。 ②计算可知，所得产品的纯度为________（用含m、a、b、V的式子表示）。 【答案】（1） ①. 分液漏斗 ②. 除去NO气体中混有少量的 （2）AC （3）将装置内剩余的NO全部排入尾气处理装置中，以防污染环境 （4）装置Ⅵ中的水蒸气进入Ⅳ中，引起亚硝酸钙潮解，降低产品的纯度 （5） （6） ①. ②. 【解析】 【分析】用CaO2与NO制备亚硝酸钙，实验开始前先通氮气是为了排除装置内的空气，在装置Ⅰ中由铜和稀硝酸反应制取一氧化氮3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，产生的气体中混有少量的NO2，可用Ⅱ装置进行除杂，则Ⅱ装置中盛放的试剂为蒸馏水，发生反应的化学方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，装置Ⅲ为干燥装置，通过Ⅳ中与过氧化钙反应生成亚硝酸钙，装置Ⅴ为防止尾气处理装置中的水蒸气进入装置Ⅳ中，装置Ⅵ为尾气吸收装置，据此分析解题。 【小问1详解】 仪器a的名称是分液漏斗；装置Ⅱ中盛水，一方面可以除去装置Ⅰ中挥发出来的硝酸蒸气，另一方面NO难溶于水，还能起到将装置Ⅰ生成的NO中混有的少量二氧化氮转化为NO（或除去NO中混有的二氧化氮），提纯NO的作用。 【小问2详解】 装置Ⅲ的作用是干燥NO，NO是不成盐氧化物，和碱石灰不反应，且碱石灰为固体干燥剂可装入U形管中；胆矾是五水合硫酸铜，无法吸水干燥；浓硫酸不与NO反应且有吸水性，可以用于干燥NO；加热的氧化铜会和NO发生反应，因此选AC。 【小问3详解】 反应结束后装置内还残留大量有毒的NO气体，同时NO无法完全和反应，继续通入氮气可以将装置中残留的NO气体全部赶入后续装置中进行处理，避免NO逸散到空气中造成污染，同时让NO被充分利用。 【小问4详解】 装置Ⅴ中盛浓硫酸，作用是防止装置Ⅵ中的水蒸气倒灌进入装置Ⅳ。亚硝酸钙易潮解，且会和水发生反应，若缺少装置Ⅴ，水蒸气会进入装置Ⅳ，导致生成的亚硝酸钙潮解，同时与水反应变质，降低产物产率与纯度。 【小问5详解】 装置Ⅵ中酸性条件下NO被氧化为+5价的，被还原为，结合酸性环境配平电荷与原子，离子方程式为： 。 【小问6详解】 ①亚硝酸根和铵根在加热条件下归中反应生成氮气，配平后离子方程式为：。 ②根据得失电子守恒可知，该反应的关系式为，，则亚铁离子总的物质的量为，消耗的亚铁离子的物质的量为，与反应的的为，根据关系式，则硝酸钙的物质的量为，硝酸钙的质量为，硝酸钙的百分含量为，则产品纯度为：。 17. 研究的转化和利用，不仅可以实现碳达峰、碳中和目标，同时也可以变废为宝，一举两得。我国科学家在转化利用的研究中已经取得重大突破。已知一些转化中涉及如下反应： 反应1： 反应2： 请回答下列问题： （1）反应的________。 （2）将和体积比通入密闭容器中发生反应1和反应2，分别在1 MPa、3 MPa和5 MPa下改变反应温度，测得的平衡转化率（α）以及生成和CO的选择性（S）的变化如图1所示（选择性为目标产物在总产物中的比率，如甲醇的选择性。 ①代表5 MPa下随温度变化趋势的曲线是________（填“a”“b”或“c”）。 ②随着温度升高，a、b、c三条曲线接近重合的原因是________。 ③在实际生产中，为了提高甲醇的产率，反应需要维持一定的压强，但压强既不宜过高也不能过低，原因是________。 ④若反应在250℃、3 MPa下进行，P点对应的反应2的平衡常数________（指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，最终结果保留2位有效数字），此时反应体系中的转化率=________%（保留3位有效数字）。 （3）近年来，有研究人员将通过电催化生成多种燃料，实现的回收利用，其工作原理如图2所示。Cu电极上产生的电极反应式为________；如果Cu电极上只生成，则每生成22.4 L （标准状况下），外电路中转移电子________mol。 【答案】（1） （2） ①. a ②. 温度升高到一定程度时，整个过程以反应2为主 ③. 压强过高，生产成本升高，压强过低，会降低甲醇的选择性 ④. 0.0096 ⑤. 13.3 （3） ①. ②. 12 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律，目标反应 = 反应1 - 反应2，因此。 【小问2详解】 ①反应1是气体分子数减少的反应，增大压强平衡正向移动，转化率升高；反应2是气体分子数不变的反应，压强对其平衡无影响。总压越高，总转化率越大，因此5MPa下平衡转化率最高，对应曲线a。 ② 温度升高时，反应1放热，平衡逆向移动，反应2吸热，平衡正向移动，且高温下以反应2为主；反应2是气体分子数不变的反应，压强对该反应的平衡转化率几乎无影响，因此不同压强下的​转化率曲线逐渐重合。 ③压强过低，反应1的平衡正向程度小，甲醇产率低；压强过高，会大幅增加设备成本、提高生产能耗，因此压强需维持在合适范围。 ④设初始为1 mol，​为3 mol。P点​转化率20%，即反应的为0.2mol；甲醇选择性50%，说明生成的和均为；对反应2，平衡时各气体物质的量：，，，，总物质的量3.8mol；反应2的，；总转化量为0.3mol + 0.1mol = 0.4mol，转化率为。 【小问3详解】 酸性电解质环境下，在Cu电极得电子被还原为，C元素从+4价降为-2价，1mol ​得6mol电子，结合配平电荷和原子得到电极反应式：；标准状况下22.4L为1mol，C元素从+4价变为中的-2价，1 mol 得到电子。 18. 盐酸赛洛唑啉是一种治疗鼻炎的药物，其合成路线之一如下图所示： 回答下列问题： （1）A的化学名称是________，A与B反应生成C的反应类型为________，E中官能团的名称为________。 （2）物质B________（填“能”或“不能”）溶解于水中，原因是______________________。 （3）请从物质结构角度分析F能与HCl反应的原因：______________________。 （4）D转变为E的化学方程式为________。 （5）在C的同分异构体中，同时满足下列条件的共有________种（不考虑立体异构）。 ①含有手性碳原子；②苯环上有三个取代基 请写出其中核磁共振氢谱图有7组峰的所有同分异构体的结构简式：________。 【答案】（1） ①. 间二甲苯（或1,3-二甲苯） ②. 取代反应 ③. 氰基 （2） ①. 能 ②. 分子中含有羟基，能与水形成分子间氢键 （3）F分子中氮原子上有一对孤电子对，可与形成配位键 （4） （5） ①. 6 ②. 【解析】 【分析】首先以间二甲苯为原料，通过傅-克烷基化反应在苯环上引入叔丁基（A→C），再经氯甲基化反应在苯环侧链精准引入一个氯甲基（C→D），随后利用卤代烃的氰解反应将氯原子替换为氰基，实现碳链延伸（D→E），接着氰基与乙二胺衍生物发生缩合环化反应，构建出具有生物活性的咪唑啉五元含氮杂环（E→F），最后利用杂环中氮原子的孤电子对与盐酸成盐，制得水溶性更好的盐酸盐药物（F→G），据此分析； 【小问1详解】 ①苯环上有两个甲基（-CH3），且处于间位，其名称为间二甲苯或1,3-二甲苯； ②对比A和C的结构，A是间二甲苯，C是在A的苯环上增加了一个叔丁基，反应试剂是叔丁醇，这是典型的苯环上的氢原子被烷基取代的反应，因此，反应类型为取代反应； ③观察E的结构，侧链末端有一个-CN，该官能团的名称为氰基； 【小问2详解】 醇类物质分子中含有羟基，羟基是亲水基团，能与水分子之间形成分子间氢键，从而增大了在水中的溶解度； 【小问3详解】 F分子结构中含有胺类结构，氮原子最外层有5个电子，在形成三个共价键后，还保留着一对孤电子对，这对孤电子对具有给予电子的能力，可以接受质子与H+形成配位键（或称形成铵盐），从而表现出碱性； 【小问4详解】 反应物D含有氯甲基，试剂是氰化钠，溶剂是乙醇，产物E含有氰甲基，这是一个卤代烃的亲核取代反应，氯原子被氰基取代，反应方程式为：； 【小问5详解】 ①分子式确定：C的结构是1-叔丁基-2,4-二甲苯，分子式为C12H18，不饱和度为4，说明除苯环外，无其他不饱和结构，苯环上有三个取代基，说明除了苯环C6H3外，还有3个取代基，总碳数为6，总氢数为15，手性碳是指连接四个不同基团的碳原子，所以三个取代基必须是两个甲基（-CH3）和一个仲丁基(CH(CH3 )CH2CH3)，先固定两个甲基在苯环上的位置，再移动仲丁基，情况1：两个甲基处于邻位，共2种，情况2：两个甲基处于间位，共3种。情况3：两个甲基处于对位，共1种，所以共有6种结构； ②核磁共振氢谱图有7组峰，由于仲丁基上有4种氢原子，并且苯环上还有3个氢，则两个甲基必须处于对称位置，故符合条件的有：, 。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $