精品解析：江苏连云港市灌南县名校协作体2026-2027学年高三上学期9月阶段检测 化学试题

2026-2027学年度高三第一学期9月质量检测 化学试题 一、单项选择题：共13小题，每小题3分，满分39分。 1. 氮化铝(AlN)陶瓷广泛应用于汽车等领域。氮化铝陶瓷属于 A. 金属材料 B. 有机合成材料 C. 硅酸盐材料 D. 无机非金属材料 2. 反应应用于石油开采。下列说法正确的是 A. 的电子式： B. 基态Cl原子的核外电子排布式： C. 分子的空间填充模型为 D. 中仅含离子键 3. 下列由废铜屑制取CuSO4·5H2O的实验原理与装置不能达到实验目的的是 A. 用装置甲除去废铜屑表面的油污 B. 用装置乙在加热的条件下溶解废铜屑 C. 用装置丙过滤得到CuSO4溶液 D. 用装置丁蒸干溶液获得CuSO4·5H2O 4. 可用作净水剂．媒染剂等。下列说法正确的是 A. 电负性： B. 原子半径： C. 第一电离能： D. 热稳定性： 阅读下列材料，完成下面3道小题： 卤族元素的单质及化合物应用广泛。HF是半导体工业的重要蚀刻剂；是高效低毒的消毒剂：NaClO、常用作漂白剂；亚硫酰氯是有机合成中重要的氯化剂；有毒，可用碳酸钠溶液吸收，生成和；卤素互化物(如ICl、)性质与卤素单质相似。 5. 下列说法正确的是 A. 是极性分子 B. 键角： C. 和互为同素异形体 D. 用湿润的淀粉-KI试纸检验ICl中的 6. 下列反应的离子方程式不正确的是 A. 与浓盐酸共热制： B. ICl与NaOH溶液反应： C. 溶液吸收： D. NaClO碱性溶液吸收少量： 7. 下列物质的性质与用途或性质与分离提纯方法具有对应关系的是 A. HF是弱酸，可用于雕刻玻璃 B. 具有强氧化性，可用于杀菌消毒 C. 液溴易挥发，可用苯萃取溴水中的 D. 受热易升华，可用过滤的方法从KI溶液中分离出 8. 用溶液吸收烟气中的，所得的吸收液主要成分为，将吸收液通入如图所示的电解槽进行再生并制得浓硫酸。下列说法正确的是 A. M极与电源的正极相连 B. a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜 C. N极发生的反应为 D. 当M极产生11.2 L（标况）时，N极生成的数目为 9. 化合物Z是一种具有生理活性的多环呋喃类化合物，部分合成路线如下： 下列说法正确的是 A. 1 mol X最多能和6 mol H2发生加成反应 B. Y分子中sp3和sp2杂化的碳原子数目比为2：1 C. Z分子中所有碳原子均在同一个平面上 D. Z不能使Br2的CCl4溶液褪色 10. 探究含银化合物性质的实验如下： 步骤Ⅰ向洁净的试管中加入2mL2%溶液，边振荡边逐滴滴入2%氨水至沉淀恰好溶解，制得银氨溶液，将所得溶液分为两等份。 步骤Ⅱ向一份银氨溶液中滴加2滴溶液，产生黄色沉淀。 步骤Ⅲ向另一份银氨溶液中滴加2滴溶液，无明显现象；继续加入稀硝酸，产生白色沉淀。 下列说法正确的是 A. 步骤Ⅰ产生的沉淀为 B. 步骤Ⅱ产生黄色沉淀的反应为 C. 步骤Ⅲ产生白色沉淀是由于结合，促进解离出，生成AgCl D. 由步骤Ⅱ和步骤Ⅲ，可得到： 11. 催化剂(Ph表示苯基)可实现温和条件下的丙烯加氢：，反应机理如题图所示，图中Rh离子形成的化学键都是配位键。下列说法正确的是 A. 反应①中被氧化 B. 反应②中，丙烯中碳原子上的孤电子对与Rh离子形成配位键 C. 反应③中碳原子的轨道杂化类型由变为 D. 催化剂改变了丙烯加氢反应的历程和活化能 12. 室温下，利用、FeS和处理含有的水样。已知，；电离常数分别为，；饱和溶液浓度约为。下列说法正确的是 A. 溶液中： B. 向水样中加入，所得溶液中： C. 反应正向进行，需满足 D. 向水样中通入H2S气体至饱和，所得溶液中： 13. 生物质炭经水蒸气气化生产合成气(和)的过程涉及的主要反应如下： 固定单位时间内气流床中生物质炭的投入量，控制，采用为载气，以一定的流速通入水蒸气。反应相同时间，测得出口气体中、、、的体积分数和合成气产率随温度的变化关系如图所示。 已知：合成气产率。 下列说法正确的是 A. 反应的 B. 曲线X表示CO的体积分数随温度的变化 C. 1200℃，反应达到平衡时， D. 其他条件不变，1300℃时，加压有利于提高平衡时合成气产率和的体积分数 二、非选择题：共4大题，满分61分。 14. 铜是重要的战略金属，ZnO可用作制氢产业的催化剂。一种以硫化铜精矿（主要成分为CuS，含等杂质）制备Cu粉与ZnO的流程如下。 已知： 请回答下列问题： （1）“浸取”时，有淡黄色沉淀生成，写出浸取FeS的离子方程式：__________。 （2）若不通入高压，通过计算说明CuS不能直接被过量浸取的原因__________。 （3）“还原”时，一定温度下，利用高压还原，应先调节pH为，铜还原率达90%以上。若pH为1，铜还原率降低至10%，铜还原率降低的主要原因是__________。 （4）“高压氢还原”使用内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜，聚四氟乙烯的作用为__________。 （5）纤锌矿型和闪锌矿型是ZnO最常见的两种晶体结构，如图为这两种晶体的局部结构。 ①图a纤锌矿型ZnO晶体中的配位数为__________。 ②闪锌矿型中填入所形成的“正四面体”空隙中，闪锌矿晶胞中含有__________个“正四面体”空隙。 （6）在“”催化作用下，乙醇-水催化重整制氢中部分物种变化路径如图所示。 若用标记乙醇，最终产物中含的物质为__________。（填写名称） 15. 化合物F是合成一种生物碱的中间体，其合成路线如下： （1）A分子中含氧官能团的名称为_______。 （2）C分子中1号碳的电子云密度比2号碳的_______(填“大”或“小”)。 （3）D→E的反应类型为_______。 （4）E转化为F时还生成另一有机产物，其结构简式为_______。 （5）写出同时满足下列条件的F的一种同分异构体的结构简式：_______。 ①含两个苯环，有5种不同化学环境的氢原子，其红外光谱图显示不含键； ②在Cu催化加热下与反应，所得有机产物能被银氨溶液氧化。 （6）写出以、和为原料制备的合成路线流程图_______(无机试剂、有机溶剂和题干中的有机试剂任用，合成路线示例见本题题干)。 16. 实验室用含磷尾矿［主要含Ca5(PO4)3F、CaMg(CO3)2］的悬浊液模拟湿法烟气脱硫并制备H3PO4，实验装置如图1所示。 （1）进气时通过调节阀门控制SO2、O2、N2的流速。 ①缓冲罐的作用是___________。 ②在O2足量的前提下，保持进入烧瓶中的气体总流速不变，为研究混合气体中SO2浓度增大对脱硫效率的影响，可采取的实验操作是___________。 （2）湿法脱硫时发生反应2SO2+O2+2H2O=2H2SO4。 ①温度过高脱硫效率会降低，原因是___________。 ②生成的H2SO4能将Ca5(PO4)3F转化为CaSO4·2H2O、H3PO4与HF，该反应的化学方程式为___________。 （3）悬浊液中生成H3PO4的过程如图2所示。 ①烟气中SO2浓度对浸出液中H3PO4含量的影响如图3所示。SO2浓度大于8 mg·L-1时，随着SO2浓度增大，H3PO4含量变化的原因是___________。 ②加入少量ZnSO4溶液，对反应过程的影响如图4所示。该措施可提高磷浸出率的原因是___________。 （4）浸出液经除杂处理后得到0.1 mol·L-1 H3PO4溶液，利用其高效率(短时间、高产率)制备FePO4·2H2O，请补充实验方案：称取一定量铁粉，___________，过滤洗涤，固体干燥得FePO4·2H2O。 ［已知：Fe3(PO4)2、FePO4·2H2O均难溶于水；反应终点pH=2.5时，FePO4·2H2O的产率最高。实验中还须使用的试剂：1.0 mol·L-1的H2SO4溶液、30％H2O2溶液、30％氨水。］ 17. 氢气是一种清洁能源，工业制氢有多种途径。 （1）肼硼烷水解制氢。 ①肼硼烷水解：，生成的N2H4可进一步转化为N2或NH3。若要增大氢气的产率，需提高生成___________的选择性(填 N2或NH3)。 ②石墨烯可用作肼硼烷水解的催化剂载体。在石墨烯上引入氨基，有利于催化剂均匀分散于水中，原因是___________。 （2）甲醇和水蒸气重整制氢。 ①甲醇重整制氢：  已知： 。向重整反应体系中加入适量的CaO优点是___________。 ②在 Cu-Pd 合金表面，甲醇与水蒸气重整反应的机理如图 所示(“★”表示此微粒吸附在催化剂表面，M 为反应过程的中间产物)。 已知步骤 Ⅱ 中碳氧双键与H2O发生加成反应，根据元素电负性的变化规律，推导 M 的结构简式___________。若用CH3OD代替CH3OH，则生成氢气的分子式为___________。 （3）电催化乙二醇制氢，同时得到乙醇酸，电解原理如下图1 所示。一定条件下，测得乙二醇与乙醇酸的总物质的量及乙醇酸的法拉第效率随时间变化如下图2 所示。 [法拉第效率 =] ①阳极的电极反应式为___________。 ②乙醇酸的法拉第效率小于 100% 的原因是___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年度高三第一学期9月质量检测 化学试题 一、单项选择题：共13小题，每小题3分，满分39分。 1. 氮化铝(AlN)陶瓷广泛应用于汽车等领域。氮化铝陶瓷属于 A. 金属材料 B. 有机合成材料 C. 硅酸盐材料 D. 无机非金属材料 【答案】D 【解析】 【详解】A．金属材料分为纯金属和金属合金，A不符合题意； B．氮化铝不存在碳元素，不是有机物，B不符合题意； C．硅酸盐材料是指由硅酸根离子与金属阳离子或铵根离子结合形成的无机非金属材料，氮化铝不含硅元素，C不符合题意； D．氮化铝陶瓷属于无机非金属材料，D符合题意； 故选D。 2. 反应应用于石油开采。下列说法正确的是 A. 的电子式： B. 基态Cl原子的核外电子排布式： C. 分子的空间填充模型为 D. 中仅含离子键 【答案】C 【解析】 【详解】A．NH4Cl由铵根离子和氯离子构成，其电子式为，A错误； B．基态氯原子的核外电子先排布在1s轨道上，排满两个后，排布在2s轨道上，2s轨道排满两个电子再排到2p轨道上，排满六个电子后，排在3s轨道上，3s轨道上排满两个电子后，只剩下五个电子，这五个电子全部排在3p轨道上。故基态氯原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，B错误； C．H2O的价层电子对数=σ键+（a-xb）=2+（6-2×1）=2+2=4，VSEPR模型为四面体形，去掉孤电子对数2，空间结构呈V形，空间填充模型为,C正确； D．由钠离子和亚硝酸根离子构成，亚硝酸根离子中N与O形成共价键，故含离子键和共价键，D错误； 答案选C。 3. 下列由废铜屑制取CuSO4·5H2O的实验原理与装置不能达到实验目的的是 A. 用装置甲除去废铜屑表面的油污 B. 用装置乙在加热的条件下溶解废铜屑 C. 用装置丙过滤得到CuSO4溶液 D. 用装置丁蒸干溶液获得CuSO4·5H2O 【答案】D 【解析】 【详解】A．碳酸钠是强碱弱酸盐，在溶液中水解使溶液呈碱性，加热条件下油污可在碱性溶液中水解，所以装置甲能除去废铜屑表面的油污，A正确； B．铜能与过氧化氢溶液、稀硫酸共热反应生成硫酸铜和水，则装置乙在加热的条件下可溶解废铜屑，B正确； C．装置丙为过滤装置，可分离除去未反应的铜得到硫酸铜溶液，C正确； D．五水硫酸铜晶体含有结晶水，若将溶液蒸干失去结晶水，无法制得五水硫酸铜晶体，D错误； 故选D。 4. 可用作净水剂．媒染剂等。下列说法正确的是 A. 电负性： B. 原子半径： C. 第一电离能： D. 热稳定性： 【答案】B 【解析】 【详解】A．同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强，电负性依次增大，则N元素的电负性小于O元素，A错误； B．一般电子层数越多半径越大，则半径Al＞N，B正确； C．同主族自上而下第一电离能减小，因此O的第一电离能大于S，C错误； D．同主族元素，从上到下元素的非金属性依次减弱，简单氢化物的稳定性越弱，则热稳定性，D错误； 故选B。 阅读下列材料，完成下面3道小题： 卤族元素的单质及化合物应用广泛。HF是半导体工业的重要蚀刻剂；是高效低毒的消毒剂：NaClO、常用作漂白剂；亚硫酰氯是有机合成中重要的氯化剂；有毒，可用碳酸钠溶液吸收，生成和；卤素互化物(如ICl、)性质与卤素单质相似。 5. 下列说法正确的是 A. 是极性分子 B. 键角： C. 和互为同素异形体 D. 用湿润的淀粉-KI试纸检验ICl中的 6. 下列反应的离子方程式不正确的是 A. 与浓盐酸共热制： B. ICl与NaOH溶液反应： C. 溶液吸收： D. NaClO碱性溶液吸收少量： 7. 下列物质的性质与用途或性质与分离提纯方法具有对应关系的是 A. HF是弱酸，可用于雕刻玻璃 B. 具有强氧化性，可用于杀菌消毒 C. 液溴易挥发，可用苯萃取溴水中的 D. 受热易升华，可用过滤的方法从KI溶液中分离出 【答案】5. A 6. D 7. B 【解析】 【5题详解】 A．分子中S原子周围有1个O原子和2个Cl原子，由于电负性S＜Cl＜O，因此键角不对称（O-S-Cl键角≠Cl-S-Cl键角），属于极性分子，A正确； B．中心原子Cl的价层电子对数为4（2对成键电子+2对孤电子），空间构型为V形，键角约为105°；为直线形分子，键角180°。因此键角：<，B错误； C．和均为氯气单质，属于同种物质的不同核素分子，不互为同素异形体（同素异形体需为不同单质，如和），C错误； D．ICl性质类似卤素单质，遇淀粉-KI试纸会氧化I⁻生成使试纸变蓝，无法特异性检验，D错误； 故选A。 【6题详解】 A．实验室用与浓盐酸制氯气的离子方程式正确，A正确； B．ICl与NaOH反应时，ICl中I为+1价、Cl为-1价，反应生成Cl⁻和IO⁻（类似氯气与碱反应），方程式合理，B正确； C．根据题干信息，与反应生成和，方程式配平正确，符合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，C正确； D．碱性溶液吸收时，产物中不应生成H⁺（碱性环境应生成或OH⁻），正确方程式应为：，D错误； 故选D。 【7题详解】 A．HF用于雕刻玻璃是利用其与反应的特性（强腐蚀性），与其弱酸性无关，A错误； B．的强氧化性可破坏微生物结构，用于杀菌消毒，性质与用途对应正确，B正确； C．用苯萃取溴水中的是利用在苯中的溶解度大于水，与液溴的挥发性无关，C错误； D．在KI溶液中以形式存在，无法通过过滤分离；升华法用于分离固体混合物（如沙子和），D错误； 故选B。 8. 用溶液吸收烟气中的，所得的吸收液主要成分为，将吸收液通入如图所示的电解槽进行再生并制得浓硫酸。下列说法正确的是 A. M极与电源的正极相连 B. a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜 C. N极发生的反应为 D. 当M极产生11.2 L（标况）时，N极生成的数目为 【答案】B 【解析】 【详解】A．M极生成​，发生反应，得电子，因此M极为阴极，与电源负极相连，A错误； B．电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动：II室中的阳离子（）需要穿过a膜进入左侧阴极室（I室），因此a为阳离子交换膜；II室中的阴离子（）需要穿过b膜进入右侧阳极室（III室），因此b为阴离子交换膜，B正确； C．N极为阳极，发生失电子的氧化反应，​被氧化为，正确反应为，C错误； D．标况下物质的量为，生成转移电子为；S从价变为价，每生成​转移电子，因此转移电子时，生成为，数目为，D错误； 故选B。 9. 化合物Z是一种具有生理活性的多环呋喃类化合物，部分合成路线如下： 下列说法正确的是 A. 1 mol X最多能和6 mol H2发生加成反应 B. Y分子中sp3和sp2杂化的碳原子数目比为2：1 C. Z分子中所有碳原子均在同一个平面上 D. Z不能使Br2的CCl4溶液褪色 【答案】A 【解析】 【详解】A．X中，1个苯环可与3个​加成，1个碳碳双键可与1个​加成，2个酮羰基消耗2个​，因此1mol X最多能和发生加成，A正确； B．Y为1,3-环己二烯，共6个C原子：其中2个饱和碳原子为杂化，4个双键碳原子为杂化，与杂化碳原子数目比为，不是，B错误； C．．中1号碳原子为饱和碳原子，与2、3、4号碳原子直接相连，这4个碳原子就不可能全部共面，C错误； D．Z中含有碳碳双键（右侧六元环中的碳碳双键），可与发生加成反应，能使​的​溶液褪色，D错误； 故选A。 10. 探究含银化合物性质的实验如下： 步骤Ⅰ向洁净的试管中加入2mL2%溶液，边振荡边逐滴滴入2%氨水至沉淀恰好溶解，制得银氨溶液，将所得溶液分为两等份。 步骤Ⅱ向一份银氨溶液中滴加2滴溶液，产生黄色沉淀。 步骤Ⅲ向另一份银氨溶液中滴加2滴溶液，无明显现象；继续加入稀硝酸，产生白色沉淀。 下列说法正确的是 A. 步骤Ⅰ产生的沉淀为 B. 步骤Ⅱ产生黄色沉淀的反应为 C. 步骤Ⅲ产生白色沉淀是由于结合，促进解离出，生成AgCl D. 由步骤Ⅱ和步骤Ⅲ，可得到： 【答案】C 【解析】 【详解】A．步骤Ⅰ中，滴加氨水初期先生成AgOH沉淀，沉淀恰好溶解后才得到含[Ag(NH3)2]OH的银氨溶液，因此步骤Ⅰ产生的沉淀不是[Ag(NH3)2]OH，A错误； B．银氨溶液中银元素主要以配离子[Ag(NH3)2]+形式存在，几乎没有游离Ag+，生成黄色沉淀的反应为，B错误； C．配离子存在解离平衡：​，加入稀硝酸后，与​结合为，使平衡正向移动，浓度增大，与结合生成AgCl白色沉淀，C正确； D．相同条件下，可直接从银氨溶液中生成沉淀，而不能直接沉淀，说明溶解度更小，故，D错误。 故选C。 11. 催化剂(Ph表示苯基)可实现温和条件下的丙烯加氢：，反应机理如题图所示，图中Rh离子形成的化学键都是配位键。下列说法正确的是 A. 反应①中被氧化 B. 反应②中，丙烯中碳原子上的孤电子对与Rh离子形成配位键 C. 反应③中碳原子的轨道杂化类型由变为 D. 催化剂改变了丙烯加氢反应的历程和活化能 【答案】D 【解析】 【详解】A．反应①中的键断裂，形成两个键，元素从价变为价，化合价降低，被还原，A错误； B．丙烯中双键碳原子没有孤电子对，是碳碳双键的键电子对提供给离子形成配位键，不是碳原子的孤电子对，B错误； C．反应③中，丙烯双键的碳原子原本为杂化，加成后变成饱和单键碳原子，杂化类型由变为，C错误； D．催化剂的作用是改变反应的历程，改变反应的活化能（一般为降低活化能加快反应），不改变反应的焓变，D正确； 故选D。 12. 室温下，利用、FeS和处理含有的水样。已知，；电离常数分别为，；饱和溶液浓度约为。下列说法正确的是 A. 溶液中： B. 向水样中加入，所得溶液中： C. 反应正向进行，需满足 D. 向水样中通入H2S气体至饱和，所得溶液中： 【答案】C 【解析】 【详解】A．Na2​S 溶液中，根据质子守恒：水电离出的c(OH−)=c(H+)+c(HS−)+2c(H2​S)，A错误； B．向含Cd2+的水样中加入Na2​S，S2−会与Cd2+结合生成CdS沉淀，因此溶液中含S的粒子（S2−、HS−、H2​S）的总浓度小于Na+浓度的1/2​。物料守恒式应为：c(Na+)＞2[c(S2−)+c(HS−)+c(H2​S)]，B 错误。 C． 根据沉淀溶解平衡：，当  时，反应正向进行。即：，C正确 D．向水样中通入至饱和，发生反应 。由于的很小，反应趋于完全，反应后溶液中，而远小于，故，D错误； 故选C。 13. 生物质炭经水蒸气气化生产合成气(和)的过程涉及的主要反应如下： 固定单位时间内气流床中生物质炭的投入量，控制，采用为载气，以一定的流速通入水蒸气。反应相同时间，测得出口气体中、、、的体积分数和合成气产率随温度的变化关系如图所示。 已知：合成气产率。 下列说法正确的是 A. 反应的 B. 曲线X表示CO的体积分数随温度的变化 C. 1200℃，反应达到平衡时， D. 其他条件不变，1300℃时，加压有利于提高平衡时合成气产率和的体积分数 【答案】B 【解析】 【分析】较高温度时，反应相同时间，反应达到平衡，升高温度，第一个反应正向移动，第二和第三个反应逆向移动，随温度升高CO的体积分数增大、CO2的体积分数减小；较低温度时，反应未达到平衡，随温度升高，反应速率都加快，H2的体积分数、合成气的产率随温度升高而增大，CH4的体积分数随温度升高而减小，说明在较低温度时升高温度对前两个反应速率的影响大于对第三个反应速率的影响，随温度升高CO2的体积分数增大；曲线X随温度升高先减小后增大，曲线Y随温度升高先增大后减小，故曲线Y表示CO2的体积分数随温度的变化；曲线X表示CO的体积分数随温度的变化。 【详解】A．   ，   ，由盖斯定律可知，ΔH=ΔH1-ΔH2=[131.3-（-41.2）] kJ⋅mol−1=172.5 kJ⋅mol−1，A错误； B．随着反应温度的升高，三个反应的速率都在增大，第一个反应生成的CO增多，第二、三反应消耗的CO也增多，CO的含量可能增加或降低，结合反应的特点，但CO2的含量应当始终增大或先增加后降低或始终降低，不会出现先降低后增加的情况，故曲线X表示CO的体积分数，B正确； C． 1200℃，反应达到平衡时，体系中各物质的量浓度应保持不变，故体系中v消耗(CO2)=v生成(CO2)，C错误； D．温度不变时，增大反应体系的压强，对第二个反应平衡时的进行程度几乎无影响，但第一个反应平衡时逆向进行程度增大，合成气的总量减少，第三个反应正向进行的程度增大，合成气的总量减少，故合成气的总量与总产率均减小，D错误； 故选B。 二、非选择题：共4大题，满分61分。 14. 铜是重要的战略金属，ZnO可用作制氢产业的催化剂。一种以硫化铜精矿（主要成分为CuS，含等杂质）制备Cu粉与ZnO的流程如下。 已知： 请回答下列问题： （1）“浸取”时，有淡黄色沉淀生成，写出浸取FeS的离子方程式：__________。 （2）若不通入高压，通过计算说明CuS不能直接被过量浸取的原因__________。 （3）“还原”时，一定温度下，利用高压还原，应先调节pH为，铜还原率达90%以上。若pH为1，铜还原率降低至10%，铜还原率降低的主要原因是__________。 （4）“高压氢还原”使用内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜，聚四氟乙烯的作用为__________。 （5）纤锌矿型和闪锌矿型是ZnO最常见的两种晶体结构，如图为这两种晶体的局部结构。 ①图a纤锌矿型ZnO晶体中的配位数为__________。 ②闪锌矿型中填入所形成的“正四面体”空隙中，闪锌矿晶胞中含有__________个“正四面体”空隙。 （6）在“”催化作用下，乙醇-水催化重整制氢中部分物种变化路径如图所示。 若用标记乙醇，最终产物中含的物质为__________。（填写名称） 【答案】（1） （2），反应不能发生 （3）pH过小，不利于失去电子还原（或抑制反应正向进行） （4）防止Fe与反应，使反应釜破损 （5） ①. 4 ②. 8 （6）甲烷、焦炭 【解析】 【分析】硫化铜精矿的主要成分CuS，含FeS、ZnS等杂质，加入稀硫酸，通入高压氧，溶解，得到硫酸铜、硫酸铁、硫酸锌的混合溶液，通入氨气，调节pH，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤除去，向滤液中通入高压氢气，还原铜离子，过滤，得到含有硫酸锌的滤液和铜粉。 【小问1详解】 “浸取”时，有淡黄色沉淀S生成，浸取FeS的离子方程式； 【小问2详解】 CuS +2H+ = Cu2++H2S，K=，反应不能发生； 【小问3详解】 若pH为1，铜还原率降低至10%，铜还原率降低的主要原因pH过小，不利于H2失去电子还原Cu2+（或抑制反应正向进行）； 【小问4详解】 Fe可以和铜离子、氢离子反应，“高压氢还原”使用内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜，聚四氟乙烯的作用为防止反应釜中的Fe与Cu2+、H+反应，使反应釜破损； 【小问5详解】 图a纤锌矿型ZnO晶体中Zn2+的配位数为4；闪锌矿型中Zn2+填入O2-所形成的“正四面体”空隙中，闪锌矿晶胞中含有8个“正四面体”空隙； 【小问6详解】 若用标记乙醇，13C的碳原子在甲基上，观察可知，甲基上碳原子最终转化为CH4和焦炭，故最终产物中含13C的物质为甲烷、焦炭。 15. 化合物F是合成一种生物碱的中间体，其合成路线如下： （1）A分子中含氧官能团的名称为_______。 （2）C分子中1号碳的电子云密度比2号碳的_______(填“大”或“小”)。 （3）D→E的反应类型为_______。 （4）E转化为F时还生成另一有机产物，其结构简式为_______。 （5）写出同时满足下列条件的F的一种同分异构体的结构简式：_______。 ①含两个苯环，有5种不同化学环境的氢原子，其红外光谱图显示不含键； ②在Cu催化加热下与反应，所得有机产物能被银氨溶液氧化。 （6）写出以、和为原料制备的合成路线流程图_______(无机试剂、有机溶剂和题干中的有机试剂任用，合成路线示例见本题题干)。 【答案】（1）羟基、酯基 （2）大 （3）加成反应 （4） （5） （6） 【解析】 【分析】A在、条件下发生氧化反应，使羟基转化为醛基，生成B；B发生反应转化为含硝基的C；C再发生反应生成D；D经、作用发生环化得到E；E经多步反应最终得到生物碱中间体F；整个流程通过羟基保护、氧化还原、环化、加成等反应逐步构建复杂骨架。 【小问1详解】 根据A的结构简式，分子中含有羟基和酯基两种含氧官能团。 【小问2详解】 C转化为D时，C中2号碳原子与中与Li所连的碳原子成键，而该碳原子显负电性，即2号碳显正电性，2号碳电子云密度更低，故1号碳的电子云密度相对更大。 【小问3详解】 从结构变化看，D经、作用生成六元环结构，碳碳双键转化为单键，该反应类型为加成反应。 【小问4详解】 E在Zn，HCl条件下发生还原反应（硝基转化为氨基），再在CH3ONa的作用下发生分子内脱水，生成的副产物为。 【小问5详解】 根据条件：①含两个苯环，有5种不同化学环境的氢原子，不含键；②在催化下与反应，产物能被银氨溶液氧化（含可氧化为醛基的结构，即），符合条件的结构简式为。 【小问6详解】 结合题目的流程，以、和为原料制备目标产物，首先在、条件下发生氧化反应，使羟基转化为醛基，生成，先被银氨溶液氧化、再酸化得到，与CH3CH2OH发生酯化反应得到，与CH3CH2NO2在CsF、TBAB条件下发生加成反应生成，在Zn、HCl条件下发生还原反应（硝基转化为氨基），再在CH3ONa的作用下发生分子内脱水得到目标产物，流程如下：。 16. 实验室用含磷尾矿［主要含Ca5(PO4)3F、CaMg(CO3)2］的悬浊液模拟湿法烟气脱硫并制备H3PO4，实验装置如图1所示。 （1）进气时通过调节阀门控制SO2、O2、N2的流速。 ①缓冲罐的作用是___________。 ②在O2足量的前提下，保持进入烧瓶中的气体总流速不变，为研究混合气体中SO2浓度增大对脱硫效率的影响，可采取的实验操作是___________。 （2）湿法脱硫时发生反应2SO2+O2+2H2O=2H2SO4。 ①温度过高脱硫效率会降低，原因是___________。 ②生成的H2SO4能将Ca5(PO4)3F转化为CaSO4·2H2O、H3PO4与HF，该反应的化学方程式为___________。 （3）悬浊液中生成H3PO4的过程如图2所示。 ①烟气中SO2浓度对浸出液中H3PO4含量的影响如图3所示。SO2浓度大于8 mg·L-1时，随着SO2浓度增大，H3PO4含量变化的原因是___________。 ②加入少量ZnSO4溶液，对反应过程的影响如图4所示。该措施可提高磷浸出率的原因是___________。 （4）浸出液经除杂处理后得到0.1 mol·L-1 H3PO4溶液，利用其高效率(短时间、高产率)制备FePO4·2H2O，请补充实验方案：称取一定量铁粉，___________，过滤洗涤，固体干燥得FePO4·2H2O。 ［已知：Fe3(PO4)2、FePO4·2H2O均难溶于水；反应终点pH=2.5时，FePO4·2H2O的产率最高。实验中还须使用的试剂：1.0 mol·L-1的H2SO4溶液、30％H2O2溶液、30％氨水。］ 【答案】（1） ①. 缓冲气流（或稳定气体流速）；将气体混合均匀 ②. 保持流速不变，适当开大阀门（或增大流速），同等程度关小阀门（或减小流速） （2） ①. 温度升高，、在悬浊液中溶解量减少 ②. （3） ①. ①浓度增大，生成增多，更多与反应生成；沉淀速率加快，覆盖在表面，会阻碍溶出 ②. 更易吸附在表面，排斥与反应；更多地与反应，使磷浸出率增大 （4）加入稍过量的的溶液，加热、搅拌，充分反应后过滤；向滤液中加入稍过量的，充分反应；再控制投料比，加入溶液，再滴加氨水，调节 【解析】 【分析】将SO2、O2、N2混合气体通入含磷尾矿的悬浊液，将Ca5(PO4)3F转化为CaSO4·2H2O、H3PO4与HF。 【小问1详解】 ①缓冲罐的作用是缓冲气流（或稳定气体流速）；将气体混合均匀； ②在O2足量的前提下，保持进入烧瓶中的气体总流速不变，为研究混合气体中SO2浓度增大对脱硫效率的影响，可采取的实验操作是保持流速不变，适当开大阀门（或增大流速），同等程度关小阀门（或减小流速）。 【小问2详解】 ①温度过高脱硫效率会降低，原因是温度升高，、在悬浊液中溶解量减少； ②生成的H2SO4能将Ca5(PO4)3F转化为CaSO4·2H2O、H3PO4与HF，该反应的化学方程式为。 【小问3详解】 ①烟气中SO2浓度对浸出液中H3PO4含量的影响如图3所示。SO2浓度大于8 mg·L-1时，随着SO2浓度增大，H3PO4含量变化的原因是浓度增大，生成增多，更多与反应生成；沉淀速率加快，覆盖在表面，会阻碍溶出； ②由图可知，加入少量ZnSO4溶液，可提高磷浸出率的原因是更易吸附在表面，排斥与反应；更多地与反应，使磷浸出率增大。 【小问4详解】 浸出液经除杂处理后得到0.1 mol·L-1 H3PO4溶液，利用其高效率(短时间、高产率)制备FePO4·2H2O，请补充实验方案：称取一定量铁粉，加入稍过量的的溶液，加热、搅拌，充分反应后过滤；向滤液中加入稍过量的，充分反应；再控制投料比，加入溶液，再滴加氨水，调节，过滤洗涤，固体干燥得FePO4·2H2O。 17. 氢气是一种清洁能源，工业制氢有多种途径。 （1）肼硼烷水解制氢。 ①肼硼烷水解：，生成的N2H4可进一步转化为N2或NH3。若要增大氢气的产率，需提高生成___________的选择性(填 N2或NH3)。 ②石墨烯可用作肼硼烷水解的催化剂载体。在石墨烯上引入氨基，有利于催化剂均匀分散于水中，原因是___________。 （2）甲醇和水蒸气重整制氢。 ①甲醇重整制氢：  已知： 。向重整反应体系中加入适量的CaO优点是___________。 ②在 Cu-Pd 合金表面，甲醇与水蒸气重整反应的机理如图 所示(“★”表示此微粒吸附在催化剂表面，M 为反应过程的中间产物)。 已知步骤 Ⅱ 中碳氧双键与H2O发生加成反应，根据元素电负性的变化规律，推导 M 的结构简式___________。若用CH3OD代替CH3OH，则生成氢气的分子式为___________。 （3）电催化乙二醇制氢，同时得到乙醇酸，电解原理如下图1 所示。一定条件下，测得乙二醇与乙醇酸的总物质的量及乙醇酸的法拉第效率随时间变化如下图2 所示。 [法拉第效率 =] ①阳极的电极反应式为___________。 ②乙醇酸的法拉第效率小于 100% 的原因是___________。 【答案】（1） ①. ②. 氨基与水分子之间能形成分子间氢键，增大了催化剂在水中的溶解度（或分散性） （2） ①. 吸收生成的，使平衡正向移动，提高氢气产率；同时反应放热，为甲醇重整反应提供能量 ②. ③. 、、 （3） ①. ②. 乙二醇被进一步氧化生成了其他含碳副产物（如等），或阳极发生副反应生成了 【解析】 【小问1详解】 ① 转化为的反应为，转化为时会额外生成，转化为的反应为 ，转化为时不生成，因此提高生成的选择性可最大限度地增大氢气的产率； ② 氨基（）是亲水基团，能与水分子形成分子间氢键，从而增大催化剂在水中的溶解度和分散性，使其均匀分散于水中； 【小问2详解】 ① 加入可与重整反应生成的反应生成，降低了产物的浓度，促使甲醇重整制氢的平衡正向移动，从而提高氢气产率；同时，吸收CO2是放热反应，放出的热量可为吸热的甲醇重整反应提供能量，降低能耗； ② 步骤Ⅱ中，吸附在催化剂表面的甲醛（）的碳氧双键与发生加成反应。根据电负性规律 ，碳氧双键中带部分正电荷、带部分负电荷，中带部分负电荷、带部分正电荷。因此，中的羟基加在原子上，原子加在原子上，生成的中间产物M为甲二醇，其结构简式为； 在催化剂表面，和解离出的原子和原子吸附在合金表面，这些吸附态的原子随机结合并脱附生成氢气分子，因此生成的氢气分子式包括、和； 【小问3详解】 ① 阳极发生氧化反应，乙二醇在碱性条件下失去电子生成乙醇酸根离子和水，根据电荷守恒和原子守恒，电极反应式为 ； ② 由图2可知，随着电解的进行，乙二醇与乙醇酸的总物质的量逐渐减少，说明部分乙二醇被进一步氧化生成了其他含碳副产物（如等）；此外，阳极也可能发生放电生成的副反应。这些副反应消耗了部分电量，导致用于生成乙醇酸的电量减少，因此乙醇酸的法拉第效率小于100%。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $