精品解析：山西太原市第五中学校2026-2027学年高三上学期阶段检测 化学试题

太原五中2026—2027学年度第一学期学科阶段性检测 高三化学 时间：10.19 可能用到的相对原子质量H 1、N 14、O 16、Na 23、S 32、Cl 35.5、Fe 56、Sb 122 一、单选题（每题只有一个选项符合题意，每小题3分，共42分） 1. 下列化学反应属于放热反应的是 A. 煅烧石灰石 B. 稀盐酸与碳酸氢钠的反应 C. 金属钠与水的反应 D. 与的反应 2. 研发和应用新材料是科技兴国的重要途径。下列叙述错误的是 A. 机器人使用的核心材料芯片是晶体硅 B. 动力电池使用的石墨烯是一种有机高分子材料 C. “中国天眼”使用的碳化硅是一种新型陶瓷 D. 通信领域使用的光纤主要成分为 3. 下列事实与电化学无关的是 A. 纯锌与稀硫酸反应时，滴加少量硫酸铜后速率加快 B. 埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀 C. 炒过菜的铁锅未清洗生锈 D. 铁槽车运输浓硫酸 4. 每年10月23日上午6：02到晚上6：02被誉为“摩尔日”，这个时间的一种写法为6：02 10/23，形式与阿伏加德罗常数近似值相似。用代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 标准状况下与足量充分反应，转移电子数为 B. 铁粉在氯气中充分燃烧，失去的电子数为 C. 与足量反应生成的分子数目为 D. 溶液中含个 5. 海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是 A. 上述过程涉及氧化还原反应 B. 可以采用蒸馏法从海中获得淡水 C. 工业生产常选用NaOH作为沉淀剂 D. 富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收 6. 下列方程式与所给事实相符的是 A. 向悬浊液中滴加氢碘酸，得棕黄色溶液： B. 食醋能提高漂白液的漂白能力： C. 浓硝酸可清洗银镜： D. 通入溶液中，产生白色沉淀： 7. 可用下图装置制取（必要时可加热）、净化、收集的气体是 A. 铜和稀硝酸制一氧化氮 B. 亚硫酸钠与浓硫酸制二氧化硫 C. 锌和稀硫酸制氢气 D. 烧碱固体与浓氨水制氨气 8. 下列除杂方案错误的是 选项 被提纯的物质 杂质 除杂试剂、方法 A CO2 SO2 饱和NaHCO3溶液、洗气 B 镁粉 铝粉 NaOH溶液、过滤 C 氯气 HCl 碱石灰、洗气 D Na2CO3固体 NaHCO3 灼烧 A. A B. B C. C D. D 9. 百年来，诺贝尔奖记录了一批改写人类认知的基础科学突破，2021年诺贝尔化学奖授予发现有机小分子不对称催化的两位科学家。如图所示是脯氨酸催化羟醛缩合反应的机理。下列说法错误的是 A. 有机物④分子中有6种不同化学环境的氢原子  B. ①分子中有一个手性碳原子 C. ⑦分子式为，其所有碳原子可以共平面  D. 整个过程反应物的原子利用率为100% 10. CB是制备某种超分子聚合物网络生物电极的原料，其结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，X、Y、Z相邻，X原子的价层电子数为内层电子数的2倍。下列说法不正确的是 A. 电负性：W < X < Y   B. X的同素异形体不止4种 C. 该超分子聚合物具有分子识别和自组装功能  D. CB具有良好的耐酸碱性 11. 部分含硫、氮元素的“价—类”二维图如下。 已知：d为红棕色物质。下列说法正确的是 A. a与a′、d与c′都可以发生氧化还原反应 B. c、d都是大气污染物，a可以与c、d反应生成无污染的产物 C. e和e′的浓溶液按体积比1∶3混合，可以溶解金、铂等绝大多数金属 D. a′和c′反应的氧化产物和还原产物的物质的量之比是1∶2 12. 为探究溶液与溶液的反应，学习小组进行如下实验： 实验1：向试管中加入溶液，再加入溶液，溶液变为红褐色，用激光笔照射，出现光亮的“通路”。 实验2：立即取少量实验1反应后的溶液于试管中，加蒸馏水稀释，向其中滴加溶液，出现蓝色沉淀。 实验3：取少量实验1反应后的溶液于试管中，静置1小时，溶液红褐色逐渐变浅，最终变为浅绿色。 下列说法不正确的是 A. 实验1中有胶体生成 B. 实验1和实验2可说明和能发生水解反应和氧化还原反应 C. 可用酸性溶液代替实验2中的溶液检验 D. 实验3所得溶液中一定存在、、、 13. 研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅允许通过。下列说法正确的是 A. 放电时电解质溶液质量减小 B. 放电时电池总反应为 C. 充电时移向惰性电极 D. 充电时每转移电子，降低 14. 浓差电池是利用两极电解质溶液中浓度不同引起的电势差放电的装置，放电完成后，两电极电解质溶液浓度趋于相同。利用“海水—河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)制备 和NaOH的装置如图所示，图中电极 X、Y均为 Ag/AgCl复合电极，电极a、b均为石墨。下列说法正确的是 A. 电极X是正极，电极反应为A B. c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 C. 每生成1mol H2，理论上Y 电极质量减少71g D. 电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得60g NaOH 二、解答题。（共4题，共58分） 15. Ⅰ．甲烷是一种重要的化工原料，利用可制备乙烯及合成气（、）。 （1）有关化学键键能（E）的数据如下表： 化学键 H-H C=C C-C C-H E/（kJ/mol） 436 a 348 413 已知  ，则________________。 （2）制备合成气反应为：  ，反应历程分两步（步骤Ⅰ、步骤Ⅱ），反应中C（ads）为吸附态活性炭，反应历程的能量变化如图： ①步骤Ⅰ反应的焓变为________________kJ/mol（用含、或的关系式表示） ②步骤Ⅱ的热化学方程式可表示为：________________________________。 Ⅱ．氯碱工业是重要的化学工业，针对其高能耗、易污染的问题，研究者不断进行改进。 （3）为降低氯碱工业的能耗，可将氯碱厂的副产物送入氢氧燃料电池发电，再将产生的电能用于氯碱电解，其联合装置示意图如下所示： ①甲装置a极上发生的反应式为________________。 ②乙装置中电解饱和食盐水的总反应离子方程式为________________。 ③结合电极反应解释乙装置d出口溶液浓度增大的原因________________。 （4）二氧化氯（）为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。利用氯碱工业，调整反应条件可以实现直接电解制备，写出阳极产生的电极反应式：___________________________。 （5）工业上利用双极膜电渗析法可以同时制取盐酸和氢氧化钠，装置如图所示。图中双极膜中间层中的电离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。 ①N表示________________离子交换膜（填“阴”或“阳”）。 ②________________室流出的为氢氧化钠溶液（选填“甲”、“乙”、“丙”）。 16. 锑白（）工业上主要用作颜料、阻燃剂和催化剂。以辉锑矿（主要成分为，含少量、PbS、CuO、）为原料制备锑白的工艺流程如图所示。 已知：①浸出液中除含过量盐酸和之外，还含有、、、。 ②，。 ③与具有相似的化学性质。回答下列问题： （1）加快酸浸速率的措施有________________（写两种）。 （2）滤渣1的成分为硫和________________。 （3）“沉铜、铅”步骤中，、起始浓度均为0.01 mol/L。当铜、铅沉淀完全时，溶液中________________mol/L。（当离子浓度时认为沉淀完全） （4）“除砷”时有生成，则该反应的化学方程式为________________。 （5）水解步骤中生成白色沉淀的离子方程式为________________。“中和”的碱性物质选用氨水而不用NaOH溶液的原因是________________。 （6）在空气中充分加热，固体增重率约为8.22%，则生成的氧化物化学式为________________。 17. 苯乙酮是芳香酮类化合物，常温下是无色至淡黄色液体，作为有机合成中间体，用于制药，树脂制造。实验室以苯和乙酸酐为原料制备苯乙酮： 制备过程中还有：等副反应发生，实验装置图和相关物质的沸点如下： 物质 苯 苯乙酮 乙酸 乙酸酐 相对分子质量 78 120 60 102 沸点/℃ 80.1 202 117.9 139.8 实验步骤如下： 步骤1：苯和适量无水乙酸酐由滴液漏斗滴加，在三颈烧瓶中将30 mL（约0.337 mol）苯和无水粉末充分混合后，再缓慢滴加6 mL（约0.064 mol）乙酸酐。乙酸酐滴加完后，升温至70～80℃，保温反应一段时间，冷却。 步骤2：冷却后将反应物倒入含盐酸的冰水中，然后分出苯层。苯层依次用水、溶液和水洗涤。 步骤3：向洗涤后的有机相中加入适量无水固体，放置一段时间后进行分离。 步骤4：将步骤3中得到的有机相进行蒸馏，经称重得到约5.8 g苯乙酮。 回答下列问题： （1）仪器a中支管的作用是________________，步骤1中适宜的加热方式为________________。 （2）干燥管中氯化钙的作用是________________。 （3）步骤2中盐酸的作用________________，用溶液洗涤的目的：___________。 （4）步骤3中分离时采用的操作为_________。步骤4中常压蒸馏有机相，且收集相应馏分，用到下列仪器的名称是_________________________。 （5）经计算，该反应的产率约为_________（保留三位有效数字）。 18. 植物中提取的白花丹酸具有行气活血、镇咳祛痰的作用，其合成路线流程图如下： （1）在白花丹酸的结构简式中用*标出手性碳：________________。 （2）B中官能团的名称：________________；C→D的反应类型：________________。 （3）E的结构简式：________________，A→B的化学方程式：________________。 （4）白花丹酸中混有，写出同时满足下列条件的该有机物的同分异构体的结构简式：________________（任写一个即可）。 ①分子中有四种不同化学环境的氢原子；②分子中含有片段；③能与溶液发生显色反应。 （5）已知：，请根据已有知识并结合题目信息写出以和为原料制备的合成路线流程图________________（合成路线流程图示例参考本题题干，无机试剂任选）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 太原五中2026—2027学年度第一学期学科阶段性检测 高三化学 时间：10.19 可能用到的相对原子质量H 1、N 14、O 16、Na 23、S 32、Cl 35.5、Fe 56、Sb 122 一、单选题（每题只有一个选项符合题意，每小题3分，共42分） 1. 下列化学反应属于放热反应的是 A. 煅烧石灰石 B. 稀盐酸与碳酸氢钠的反应 C. 金属钠与水的反应 D. 与的反应 【答案】C 【解析】 【详解】A．煅烧石灰石需要高温，属于吸热反应，A不符合题意； B．NaHCO3与HCl反应属于吸热反应，B不符合题意； C．钠与水反应生成NaOH和H2，剧烈放热，属于放热反应，C符合题意； D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应吸热，导致温度下降，属于吸热反应，D不符合题意； 故选C。 2. 研发和应用新材料是科技兴国的重要途径。下列叙述错误的是 A. 机器人使用的核心材料芯片是晶体硅 B. 动力电池使用的石墨烯是一种有机高分子材料 C. “中国天眼”使用的碳化硅是一种新型陶瓷 D. 通信领域使用的光纤主要成分为 【答案】B 【解析】 【详解】A．晶体硅是良好的半导体材料，是制造芯片的核心原料，A正确； B．石墨烯是碳单质，属于无机非金属材料，不属于有机高分子材料，B错误； C．碳化硅具有耐高温、硬度大的优良特性，属于新型陶瓷材料，C正确； D．通信领域使用的光纤主要成分为，D正确； 故答案为B。 3. 下列事实与电化学无关的是 A. 纯锌与稀硫酸反应时，滴加少量硫酸铜后速率加快 B. 埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀 C. 炒过菜的铁锅未清洗生锈 D. 铁槽车运输浓硫酸 【答案】D 【解析】 【详解】A．纯锌与稀硫酸反应时，滴加硫酸铜后置换出铜，形成Zn-Cu原电池，加快反应速率，属于电化学过程，A不符合题意； B．潮湿土壤中的铁管因存在电解质溶液，易形成原电池发生电化学腐蚀，B不符合题意； C．铁锅未清洗时残留的电解质（如盐分）与水形成微电池，导致电化学腐蚀，C不符合题意； D．浓硫酸使铁钝化是化学钝化（形成致密氧化膜），未形成原电池，属于纯化学反应，与电化学无关，D符合题意； 故选D。 4. 每年10月23日上午6：02到晚上6：02被誉为“摩尔日”，这个时间的一种写法为6：02 10/23，形式与阿伏加德罗常数近似值相似。用代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 标准状况下与足量充分反应，转移电子数为 B. 铁粉在氯气中充分燃烧，失去的电子数为 C. 与足量反应生成的分子数目为 D. 溶液中含个 【答案】B 【解析】 【详解】A．标准状况下，22.4L H2（1mol）与足量N2反应生成NH3，但合成氨为可逆反应，不能完全进行，实际转移电子数小于2NA，A错误； B．1mol Fe与1mol Cl2反应，Cl2为强氧化剂，完全反应时转移电子数为2NA（Cl2得2mol电子，Fe失2mol电子），B正确； C．56g Fe（1mol）与足量水蒸气反应生成mol H2，分子数为NA，C错误； D．NaHSO4在水溶液中完全离解为Na+、H+和SO，不存在HSO，D错误； 故选B。 5. 海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是 A. 上述过程涉及氧化还原反应 B. 可以采用蒸馏法从海中获得淡水 C. 工业生产常选用NaOH作为沉淀剂 D. 富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收 【答案】C 【解析】 【分析】由流程可知，海水晒盐分离出粗盐，在苦卤中通入氯气可氧化溴离子生成溴单质，含镁离子的溶液中加沉淀剂为CaO或氢氧化钙等可实现对镁离子的提纯和富集，得到氢氧化镁沉淀，据此解答。 【详解】A．上述过程中，氯气氧化溴离子生成溴单质的反应为氧化还原反应，故A正确； B．控制水的沸点，可以采用蒸馏法从海中获得淡水，故B正确； C．由于氢氧化钙比氢氧化钠便宜，工业生产中常选用氢氧化钙作为沉淀剂，故C错误； D．溴易挥发，先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原为溴化氢，从而达到富集溴的目的，故D正确； 故选：C。 6. 下列方程式与所给事实相符的是 A. 向悬浊液中滴加氢碘酸，得棕黄色溶液： B. 食醋能提高漂白液的漂白能力： C. 浓硝酸可清洗银镜： D. 通入溶液中，产生白色沉淀： 【答案】C 【解析】 【详解】A．具有强氧化性，具有还原性，二者会发生氧化还原反应，不能只发生酸碱中和，正确离子方程式为，A错误； B．食醋中的醋酸是弱酸，书写离子方程式时不能拆写成氢离子，应保留化学式，正确离子方程式为，B错误； C．浓硝酸清洗银镜时，银和浓硝酸反应生成硝酸银、二氧化氮和水，离子方程式，原子、电荷均守恒，符合反应事实，C正确； D．溶于水生成使溶液显酸性，酸性条件下硝酸根具有强氧化性，会将氧化为，沉淀是而不是，正确离子方程式为，D错误； 故选C。 7. 可用下图装置制取（必要时可加热）、净化、收集的气体是 A. 铜和稀硝酸制一氧化氮 B. 亚硫酸钠与浓硫酸制二氧化硫 C. 锌和稀硫酸制氢气 D. 烧碱固体与浓氨水制氨气 【答案】B 【解析】 【详解】A．铜和稀硝酸反应制取一氧化氮，NO不能利用排空气法收集，应选择排水法，A错误； B．亚硫酸钠与浓硫酸为固体与液体不加热制二氧化硫，可用浓硫酸干燥，最后利用向上排空气法收集，B正确； C．锌和稀硫酸反应制取氢气，氢气的密度比空气的密度小，应利用向下排空气法收集，C错误； D．烧碱固体与浓氨水反应制取氨气，氨气不能利用浓硫酸干燥，二者发生反应，且氨气利用向下排空气法收集，D错误； 答案选B。 8. 下列除杂方案错误的是 选项 被提纯的物质 杂质 除杂试剂、方法 A CO2 SO2 饱和NaHCO3溶液、洗气 B 镁粉 铝粉 NaOH溶液、过滤 C 氯气 HCl 碱石灰、洗气 D Na2CO3固体 NaHCO3 灼烧 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．可与饱和溶液反应生成，与饱和不反应，洗气可除去杂质，A正确； B．铝粉可与溶液反应生成可溶性的四羟基铝酸钠，镁粉不与溶液反应，过滤可分离得到镁粉，B正确； C．碱石灰为碱性干燥剂，不仅可吸收，也会与反应，同时除去了原物质，不符合除杂原则，C错误； D．受热灼烧分解生成、和，可除去杂质且不引入新杂质，D正确； 故选C。 9. 百年来，诺贝尔奖记录了一批改写人类认知的基础科学突破，2021年诺贝尔化学奖授予发现有机小分子不对称催化的两位科学家。如图所示是脯氨酸催化羟醛缩合反应的机理。下列说法错误的是 A. 有机物④分子中有6种不同化学环境的氢原子  B. ①分子中有一个手性碳原子 C. ⑦分子式为，其所有碳原子可以共平面  D. 整个过程反应物的原子利用率为100% 【答案】A 【解析】 【详解】A．由有机物④的结构简式可知，该有机物分子中有7种不同化学环境的氢原子，A错误； B．连有四个不同的原子或原子团的饱和碳原子为手性碳原子，①分子中有一个手性碳原子，如图（“*”标记的为手性碳）：，B正确； C．由有机物⑦的结构简式可知，⑦分子式为，羰基为平面结构，单键可自由旋转，所有碳原子可通过旋转共平面，C正确； D．总反应为醛酮的羟醛加成反应，无小分子副产物生成，反应物原子全部进入目标产物，原子利用率为100%，D正确； 故选A。 10. CB是制备某种超分子聚合物网络生物电极的原料，其结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，X、Y、Z相邻，X原子的价层电子数为内层电子数的2倍。下列说法不正确的是 A. 电负性：W < X < Y   B. X的同素异形体不止4种 C. 该超分子聚合物具有分子识别和自组装功能  D. CB具有良好的耐酸碱性 【答案】D 【解析】 【分析】第一周期原子没有内层电子，第三周期主族元素原子有10个内层电子，其价层电子数均不可能为内层电子数的2倍。因此，X位于第二周期，其内层有2个电子，价层有4个电子，故X为C。X、Y、Z相邻且原子序数依次增大，所以Y为N，Z为O。结构中W与X形成1个共价键，且W的原子序数小于C，故W为H。 【详解】A．W、X、Y分别为H、C、N。同周期主族元素从左到右电负性总体增大，C的电负性小于N；H的电负性小于C，因此电负性顺序为H < C < N，即W < X < Y，A正确； B．X为C，碳的同素异形体有金刚石、石墨、石墨烯、碳纳米管和等，超过4种，B正确； C．超分子的形成依靠分子间相互作用，结构和作用位点相匹配的分子能够相互识别并自发组装，因此该超分子聚合物具有分子识别和自组装功能，C正确； D．CB的结构为，其中X为C、Y为N、Z为O，图中与O形成双键的C还与N直接相连，说明分子中含有酰胺基。酰胺基在酸性或碱性条件下能够发生水解，使分子结构受到破坏，因此CB不具有良好的耐酸碱性，D错误； 故选D。 11. 部分含硫、氮元素的“价—类”二维图如下。 已知：d为红棕色物质。下列说法正确的是 A. a与a′、d与c′都可以发生氧化还原反应 B. c、d都是大气污染物，a可以与c、d反应生成无污染的产物 C. e和e′的浓溶液按体积比1∶3混合，可以溶解金、铂等绝大多数金属 D. a′和c′反应的氧化产物和还原产物的物质的量之比是1∶2 【答案】B 【解析】 【分析】图中横坐标表示相应元素的化合价，纵向各层表示物质类别。对于含氮物质，a为氮元素呈−3价的氢化物，即；b为氮元素的单质，即；c为氮元素呈+2价的氧化物，即NO；d为氮元素呈+4价的氧化物，结合其为红棕色物质，可确定为；e为氮元素呈+5价的含氧酸，即。对于含硫物质，a′为硫元素呈−2价的氢化物，即；b′为硫单质，即S；c′、d′分别为硫元素呈+4价、+6价的氧化物，即、；e′为硫元素呈+6价的含氧酸，即。 【详解】A．a与a′分别为和，二者反应生成铵盐时，各元素的化合价均不变，不属于氧化还原反应。d与c′分别为和，前者可表现氧化性，后者可表现还原性，发生反应，其中N元素的化合价由+4价降低到+2价，S元素的化合价由+4价升高到+6价，属于氧化还原反应。因此，并非两组物质都能发生氧化还原反应，A错误； B．c、d分别为NO、，均属于大气污染物。a为，其中N元素呈−3价，具有还原性，在催化剂和加热条件下可将NO、还原为，同时生成，反应分别为、。产物和均无污染，B正确； C．e和e′分别为和。能够溶解金、铂等绝大多数金属的王水，是浓硝酸与浓盐酸按体积比1∶3配成的混合液，题述混合液中的酸不符合王水的组成，C错误； D．a′和c′分别为和，反应为。其中，中S元素的化合价由−2价升高到0价，生成的S为氧化产物；中S元素的化合价由+4价降低到0价，生成的S为还原产物。每2 mol 与1 mol 反应，分别生成2 mol氧化产物S和1 mol还原产物S，因此氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1，D错误； 故选B。 12. 为探究溶液与溶液的反应，学习小组进行如下实验： 实验1：向试管中加入溶液，再加入溶液，溶液变为红褐色，用激光笔照射，出现光亮的“通路”。 实验2：立即取少量实验1反应后的溶液于试管中，加蒸馏水稀释，向其中滴加溶液，出现蓝色沉淀。 实验3：取少量实验1反应后的溶液于试管中，静置1小时，溶液红褐色逐渐变浅，最终变为浅绿色。 下列说法不正确的是 A. 实验1中有胶体生成 B. 实验1和实验2可说明和能发生水解反应和氧化还原反应 C. 可用酸性溶液代替实验2中的溶液检验 D. 实验3所得溶液中一定存在、、、 【答案】C 【解析】 【详解】A．实验1中溶液变红褐色，且用光束照射后，出现光亮通路，该现象称为丁达尔效应，证明有胶体生成，A正确； B．实验1出现胶体说明Fe3+发生水解反应，实验2中生成蓝色沉淀，说明检测到Fe2+生成，即Fe3+与发生氧化还原反应，B正确； C．酸性KMnO4溶液可被Fe2+还原褪色，但反应体系中存在的也是还原剂，也能使酸性KMnO4溶液褪色，会干扰Fe2+的检验，因此不能代替K3[Fe(CN)6]溶液，C错误； D．实验3溶液变为浅绿色说明存在Fe2+；被氧化生成，由电子守恒，参与反应的和Fe3+之比为1:2，而初始两种离子的物质的量相等，说明体系中过量，反应后仍有一部分存在，且能发生水解，部分转化为，D正确； 故答案选C。 13. 研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅允许通过。下列说法正确的是 A. 放电时电解质溶液质量减小 B. 放电时电池总反应为 C. 充电时移向惰性电极 D. 充电时每转移电子，降低 【答案】C 【解析】 【分析】金属锂易失去电子，则放电时，惰性电极为负极，气体扩散电极为正极，电池在使用前需先充电，目的是将为放电提供原料和Li，则充电时，惰性电极为阴极，电极的反应为：，阳极为气体扩散电极，阳极总反应：，放电时，惰性电极为负极，电极反应为：，气体扩散电极为正极，正极总反应为，据此解答。 【详解】A．放电时，会通过固体电解质进入电解质溶液，同时正极会生成进入储氢容器，当转移2mol电子时，电解质溶液质量增加，即电解质溶液质量会增大，A错误； B．放电时，由分析中的正、负电极反应可知，总反应为，B错误； C．充电时，向阴极移动，则向惰性电极移动，C正确； D．充电时每转移电子，会有与结合生成，但不知道电解液体积，无法计算降低了多少，D错误； 故选C。 14. 浓差电池是利用两极电解质溶液中浓度不同引起的电势差放电的装置，放电完成后，两电极电解质溶液浓度趋于相同。利用“海水—河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)制备 和NaOH的装置如图所示，图中电极 X、Y均为 Ag/AgCl复合电极，电极a、b均为石墨。下列说法正确的是 A. 电极X是正极，电极反应为A B. c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 C. 每生成1mol H2，理论上Y 电极质量减少71g D. 电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得60g NaOH 【答案】C 【解析】 【分析】根据浓差电池放电后两极NaCl浓度最终相等的特征，结合电解池a室生成、b室生成的产物要求，判断电解池电极类型：a极放电生成和，为阳极，连接浓差电池正极Y；b极放电生成和，为阴极，连接浓差电池负极X。明确Ag/AgCl电极反应：正极Y发生还原反应，负极X发生氧化反应。判断离子交换膜类型：a室需要迁入，故c为阴离子交换膜；b室需要迁入，故d为阳离子交换膜。 【详解】A．电极X连接电解池阴极b，为负极，电极反应为，A错误； B．a室生成，需要迁入与结合为，故c为阴离子交换膜；b室生成，需要迁入与结合为，故d为阳离子交换膜，B错误； C．每生成1mol ，转移电子物质的量为2mol，Y电极每转移1mol电子，1mol 转化为1mol ，质量减少35.5g，转移2mol电子时质量减少 ，C正确； D．电池停止放电时，两侧NaCl浓度均为，X极消耗的物质的量为 ，总转移电子为1mol，生成的物质的量为1mol，质量为 ，D错误； 故选C。 二、解答题。（共4题，共58分） 15. Ⅰ．甲烷是一种重要的化工原料，利用可制备乙烯及合成气（、）。 （1）有关化学键键能（E）的数据如下表： 化学键 H-H C=C C-C C-H E/（kJ/mol） 436 a 348 413 已知  ，则________________。 （2）制备合成气反应为：  ，反应历程分两步（步骤Ⅰ、步骤Ⅱ），反应中C（ads）为吸附态活性炭，反应历程的能量变化如图： ①步骤Ⅰ反应的焓变为________________kJ/mol（用含、或的关系式表示） ②步骤Ⅱ的热化学方程式可表示为：________________________________。 Ⅱ．氯碱工业是重要的化学工业，针对其高能耗、易污染的问题，研究者不断进行改进。 （3）为降低氯碱工业的能耗，可将氯碱厂的副产物送入氢氧燃料电池发电，再将产生的电能用于氯碱电解，其联合装置示意图如下所示： ①甲装置a极上发生的反应式为________________。 ②乙装置中电解饱和食盐水的总反应离子方程式为________________。 ③结合电极反应解释乙装置d出口溶液浓度增大的原因________________。 （4）二氧化氯（）为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。利用氯碱工业，调整反应条件可以实现直接电解制备，写出阳极产生的电极反应式：___________________________。 （5）工业上利用双极膜电渗析法可以同时制取盐酸和氢氧化钠，装置如图所示。图中双极膜中间层中的电离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。 ①N表示________________离子交换膜（填“阴”或“阳”）。 ②________________室流出的为氢氧化钠溶液（选填“甲”、“乙”、“丙”）。 【答案】（1）613 （2） ①. ②. （3） ①. ②. ③. 阴极发生反应：，生成了，同时阳极的通过阳离子交换膜进入阴极，且阴极消耗了水，因此d出口溶液浓度增大 （4） （5） ①. 阴 ②. 甲 【解析】 【小问1详解】 根据反应热 ，对于反应 ，有 。代入数据得：，解得 。 【小问2详解】 ① 由反应历程图可知，步骤Ⅰ的反应物总能量为，生成物总能量为，故步骤Ⅰ的焓变。 ② 总反应为。步骤Ⅰ的反应为。根据盖斯定律，总反应减去步骤Ⅰ反应即可得到步骤Ⅱ的反应，即，其焓变。 【小问3详解】 ① 甲装置为氢氧燃料电池，通入的 a 极为负极。在碱性（）溶液中，失去电子发生氧化反应，电极反应式为。 ② 乙装置为电解池，电解精制饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，总反应的离子方程式为。 ③ 乙装置中，c 极通入饱和食盐水，为阳极；d 极通入含少量 的水，为阴极。d 极发生还原反应，使得阴极区浓度增大；同时，为了保持溶液电中性，阳极区的在电场作用下通过阳离子交换膜进入阴极区，从而在 d 出口得到浓度较大的溶液。 【小问4详解】 电解制备时，阳极发生氧化反应，失去电子生成，化合价从 -1 升高到 +4，失去 5 个电子。结合水溶液环境，用水分子配平氧原子，用配平电荷和氢原子，电极反应式为。 【小问5详解】 ① 在直流电场作用下，溶液中的阴离子向阳极（右侧正极）移动，阳离子向阴极（左侧负极）移动。乙室中的向右移动进入丙室，因此 N 必须是允许阴离子通过的阴离子交换膜。 ② 乙室中的向左移动，通过 M 膜（阳离子交换膜）进入甲室；同时，左侧双极膜解离出的在电场作用下向右移动进入甲室。与在甲室结合，因此甲室流出的为氢氧化钠溶液。 16. 锑白（）工业上主要用作颜料、阻燃剂和催化剂。以辉锑矿（主要成分为，含少量、PbS、CuO、）为原料制备锑白的工艺流程如图所示。 已知：①浸出液中除含过量盐酸和之外，还含有、、、。 ②，。 ③与具有相似的化学性质。回答下列问题： （1）加快酸浸速率的措施有________________（写两种）。 （2）滤渣1的成分为硫和________________。 （3）“沉铜、铅”步骤中，、起始浓度均为0.01 mol/L。当铜、铅沉淀完全时，溶液中________________mol/L。（当离子浓度时认为沉淀完全） （4）“除砷”时有生成，则该反应的化学方程式为________________。 （5）水解步骤中生成白色沉淀的离子方程式为________________。“中和”的碱性物质选用氨水而不用NaOH溶液的原因是________________。 （6）在空气中充分加热，固体增重率约为8.22%，则生成的氧化物化学式为________________。 【答案】（1）适当升温、搅拌、适当增加盐酸浓度等 （2） （3） （4） （5） ①. ②. 是一种两性氧化物，溶于氢氧化钠溶液，造成产率降低 （6） 【解析】 【分析】酸浸时，将矿石中硫化物的硫元素氧化为硫单质，自身被还原为；锑、砷、铜、铅进入浸出液，硫及不溶性杂质留在滤渣1中。向浸出液中加入适量Sb，将剩余的还原为，反应为。随后加入，使铜、铅分别转化为、沉淀并作为滤渣2除去，其中铅的沉淀过程为。再加入，将还原为As而除去砷。除杂后的含锑溶液经水解生成白色沉淀，分离后加入碱性物质，使其转化为产品。 【小问1详解】 酸浸是矿粉与溶液接触并发生反应的过程。适当升温可加快反应速率；搅拌可使矿粉与浸出液充分接触；适当增加盐酸浓度也可加快酸浸反应。因此可采取适当升温、搅拌、适当增加盐酸浓度等措施，任选两种即可； 【小问2详解】 根据浸出液中含有、、和可知，矿石中的锑、砷、铜、铅已进入溶液。硫化物中的硫元素被氧化为硫单质，而不与盐酸反应，也不溶于水，随硫单质一起留在滤渣1中，故填； 【小问3详解】 沉淀溶解平衡分别为、，相应的溶度积表达式为、。按题给完全沉淀判据，将金属离子的临界浓度取为，铜完全沉淀所需的硫离子浓度满足： 。 铅完全沉淀所需的硫离子浓度满足： 。 两者同时完全沉淀时，应取上述两个下限中的较大值，因此，故填； 【小问4详解】 “除砷”时，中的As元素由+3价降至0价，每个As原子得到3个电子；中的P元素由+1价升至中的+3价，每个P原子失去2个电子。由得失电子守恒，与的化学计量数之比为2∶3。再根据Na、Cl、H、O原子守恒配平，得到反应的化学方程式为； 【小问5详解】 水解生成的白色沉淀为，每生成1 mol该沉淀，需结合4 mol 和2 mol ，并由5 mol 提供氧原子。根据氢原子守恒及电荷守恒，同时生成10 mol ，因此离子方程式为。由与具有相似的化学性质可知，具有两性，能与强碱NaOH反应而溶解，造成产品损失、产率降低；氨水为弱碱，能够完成中和并避免产品被强碱溶解，因此选用氨水； 【小问6详解】 在空气中加热后转化为含氧量更高的氧化物，固体增加的质量为结合的氧的质量，锑元素的物质的量保持不变。取1 mol ，按Sb的相对原子质量约为122计算，其摩尔质量为，初始质量为，增加的质量为。增加的氧原子的物质的量为。原固体中含2 mol锑原子和3 mol氧原子，故生成的氧化物中，其化学式为。 17. 苯乙酮是芳香酮类化合物，常温下是无色至淡黄色液体，作为有机合成中间体，用于制药，树脂制造。实验室以苯和乙酸酐为原料制备苯乙酮： 制备过程中还有：等副反应发生，实验装置图和相关物质的沸点如下： 物质 苯 苯乙酮 乙酸 乙酸酐 相对分子质量 78 120 60 102 沸点/℃ 80.1 202 117.9 139.8 实验步骤如下： 步骤1：苯和适量无水乙酸酐由滴液漏斗滴加，在三颈烧瓶中将30 mL（约0.337 mol）苯和无水粉末充分混合后，再缓慢滴加6 mL（约0.064 mol）乙酸酐。乙酸酐滴加完后，升温至70～80℃，保温反应一段时间，冷却。 步骤2：冷却后将反应物倒入含盐酸的冰水中，然后分出苯层。苯层依次用水、溶液和水洗涤。 步骤3：向洗涤后的有机相中加入适量无水固体，放置一段时间后进行分离。 步骤4：将步骤3中得到的有机相进行蒸馏，经称重得到约5.8 g苯乙酮。 回答下列问题： （1）仪器a中支管的作用是________________，步骤1中适宜的加热方式为________________。 （2）干燥管中氯化钙的作用是________________。 （3）步骤2中盐酸的作用________________，用溶液洗涤的目的：___________。 （4）步骤3中分离时采用的操作为_________。步骤4中常压蒸馏有机相，且收集相应馏分，用到下列仪器的名称是_________________________。 （5）经计算，该反应的产率约为_________（保留三位有效数字）。 【答案】（1） ①. 平衡气压，使漏斗内液体能顺利滴下 ②. 水浴加热 （2）防止三氯化铝与乙酸酐水解（只答三氯化铝水解或乙酸酐水解也可） （3） ①. 溶解氯化铝 ②. 除去盐酸和醋酸 （4） ①. 过滤 ②. 蒸馏烧瓶、锥形瓶 （5）75.5% 【解析】 【分析】本实验以苯和乙酸酐为原料，在无水氯化铝催化下发生傅克酰基化反应制备苯乙酮。由于氯化铝极易水解，反应需在无水条件下进行，因此装置中使用了干燥管防止水蒸气进入。反应结束后，通过加入含盐酸的冰水破坏催化剂并防止铝离子水解产生沉淀，随后通过分液、洗涤、干燥、过滤、蒸馏等操作分离提纯得到目标产物苯乙酮。最后根据限量试剂计算理论产量和产率。 【小问1详解】 仪器a为恒压滴液漏斗，其侧边支管可以连通漏斗上方和三颈烧瓶，起到平衡气压的作用，从而使漏斗内的液体在重力作用下顺利流下；步骤1中要求升温至，由于温度低于且需要控温，故适宜的加热方式为水浴加热； 【小问2详解】 反应物无水极易水解，而尾气吸收装置中盛有水，因此干燥管中氯化钙的作用是吸收水蒸气，防止锥形瓶中的水蒸气进入三颈烧瓶中使水解失效； 【小问3详解】 反应混合物中含有及其副产物，直接加水会使其水解生成胶状沉淀，导致乳化影响分液。加入盐酸可抑制铝离子水解，使铝元素以离子形式溶于水层，便于分液；有机相中混有未反应的乙酸和副反应生成的，用溶液洗涤的目的是中和并除去这些酸性杂质； 【小问4详解】 步骤3中加入无水固体用于干燥有机相，分离不溶性固体（吸水后的硫酸镁）和液体应采用过滤操作；步骤4为常压蒸馏，根据提供的仪器图可知，进行蒸馏并收集馏分需要用到蒸馏烧瓶（作为蒸馏容器，图中的第二个仪器）和锥形瓶（作为接收容器，图中的第四个仪器）； 【小问5详解】 苯的物质的量约为，乙酸酐的物质的量约为，根据化学方程式可知苯过量，应以乙酸酐的量计算理论产量。理论上生成苯乙酮的物质的量为，其质量为。该反应的产率约为。 18. 植物中提取的白花丹酸具有行气活血、镇咳祛痰的作用，其合成路线流程图如下： （1）在白花丹酸的结构简式中用*标出手性碳：________________。 （2）B中官能团的名称：________________；C→D的反应类型：________________。 （3）E的结构简式：________________，A→B的化学方程式：________________。 （4）白花丹酸中混有，写出同时满足下列条件的该有机物的同分异构体的结构简式：________________（任写一个即可）。 ①分子中有四种不同化学环境的氢原子；②分子中含有片段；③能与溶液发生显色反应。 （5）已知：，请根据已有知识并结合题目信息写出以和为原料制备的合成路线流程图________________（合成路线流程图示例参考本题题干，无机试剂任选）。 【答案】（1） （2） ①. 醚键、醛基 ②. 氧化反应 （3） ①. ②. （4）或 （5） 【解析】 【分析】A的结构为，苯环上有两个相邻的酚羟基，并连有一个醛基。在对甲基苯磺酸作用下，两个相邻的酚羟基与环己酮反应，形成含两个氧原子的五元环，得到B，醛基保留，两个酚羟基暂时受到保护。B先与反应，醛基的碳原子与乙基相连，再经酸化形成醇羟基，得到C。在、作用下，C侧链上的醇羟基被氧化为羰基，得到D。结合D与反应以及后续产物F的结构可知，D中与羰基相邻的亚甲基有一个氢原子被取代；随后酯基在碱性条件下水解，再经酸化转化为羧基，得到F。最后，根据题给F至白花丹酸的结构变化，在、条件下，保护两个酚羟基的环状部分被除去，两个酚羟基恢复，侧链连接方式保留，得到白花丹酸。 【小问1详解】 手性碳原子是连接四个不同原子或基团的饱和碳原子。白花丹酸侧链中位于羰基旁的次甲基碳原子分别连接氢原子、甲基、以及通过羰基连接的苯环部分，四者不同，因此该碳原子是手性碳原子。其余饱和碳原子均连接至少两个相同的氢原子，苯环和羰基中的碳原子也不符合手性碳的条件，故只需标出这一处：； 【小问2详解】 B的结构为，其中五元环内的两个氧原子均分别与两个碳原子相连，形成醚键；苯环上还连有，因此B中官能团的名称为醚键、醛基。C中与苯环相连的含羟基碳原子还连接一个氢原子，在、作用下，该碳原子上的氢和羟基上的氢被脱去，形成羰基，其结构变化为，因此C→D属于氧化反应； 【小问3详解】 E在碱性条件下水解，再经酸化生成F，说明E中的酯基转化为F中的羧基。D与反应时引入的片段含有乙酯基，因此应将F侧链中的对应还原为，其余连接方式保留，得到E的结构简式：。A与环己酮反应时，A中相邻的两个酚羟基与环己酮的羰基共同形成五元环，同时脱去一分子水，A中的醛基保留；反应条件为对甲基苯磺酸，化学方程式为：； 【小问4详解】 题给杂质含有一个苯环、两个酚羟基和一条侧链，分子式为。所求同分异构体能与溶液发生显色反应，应含有酚羟基；又含有片段，因此可将另外两个氧原子安排在甲酸酯基中。苯环和甲酸酯基共占七个碳原子，将剩余两个碳原子安排成苯环上的两个甲基。令酚羟基与通过氧原子连接苯环的甲酸酯基处于对位，再将两个甲基对称地安排在酚羟基的两个邻位或两个间位，分别得到和。这两种结构中，两个甲基等效，苯环上剩余的两个氢原子等效，再加上酚羟基上的氢和甲酸酯基中的氢，均恰好有四种不同化学环境的氢原子，且分子式均为，任选一种即可； 【小问5详解】 目标产物在环己烷的两个相对位置各连有一个。题干B→C表明，有机镁试剂中的碳原子可与醛基的碳原子相连，经酸化后，原醛基部位转化为醇羟基。因此，可先使原料环己烷上的两个碳溴键分别与镁反应，形成两个连接；再使这两个部位各与一分子乙醛反应，最后酸化，即可在两个相对位置分别引入所需的。乙醛可由乙醇催化氧化制得，反应为。据此，合成路线为：。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $