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2025 年高考押题预测卷02
高三化学
(考试时间:90 分钟 试卷满分: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,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对分子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 Mg-24 Al-27 Cl-35.5
Ca-40 Mn-55 Cr-52 Fe-56 Cu-64
第Ⅰ卷(选择题 共48 分)
一、选择题:本题共16 小题,每小题3 分,共48 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.下列物质中,具有极性键的非极性分子是( )
A.SiO2 B.SO3 C.SO3 D.P4
【答案】B
【解析】根据价层电子对互斥理论,中心原子价层电子对数=σ 键电子对数+孤电子对数;极性键与非
极性分子:极性键由不同原子形成(电负性差异),而非极性分子整体电荷分布对称,正负电荷中心重合。A
项,SiO2为共价晶体(网状结构),无独立分子,A 错误;B 项,SO3中S 的价层电子对数为
,
为sp2杂化,分子为平面三角形(对称结构),S-O 键为极性键,分子整体无极性,B 正确;C 项,O3中O 的
价层电子对数为
,为sp2杂化,有1 对孤对电子,分子为V 形(不对称),为极性分子,C 错
误;D 项,P4的空间构型是正四面体,是非极性分子,其中P-P 键为非极性键,D 错误;故选B。
2.下列表示正确的是( )
A.PCl3分子的VSEPR 模型:
1
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B.反-2-丁烯的球棍模型:
C.用电子式表示MgCl2的形成过程:
D.键线式为
的名称:2,4,4-三甲基戊烷
【答案】B
【解析】A 项,PCl3中心磷原子价层电子对数
,采取sp3杂化,则PCl3分子的
VSEPR 模型应为四面体形,A 错误;B 项,反-2-丁烯中两个甲基分别位于双键的相反两侧,球棍模型为
,B 正确;C 项,MgCl2是离子化合物,Mg2+原子失去电子形成Mg2+,Cl 原子得到
电子形成Cl-,用电子式表示MgCl2的形成过程:
,C 错误;D 项,主链最长为5 个碳原
子,母体为戊烷,烷烃命名时,支链位置的代数和应取最小,故2 号碳原子上有2 个甲基,4 号碳原子上
有一个甲基,命名为:2,2,4-三甲基戊烷,D 错误;故选B。
3.下列说法不正确的是( )
A.NaHCO3溶液显碱性,与NaOH 不反应
B.SO2有还原性,能防止葡萄酒中一些成分被氧化
C.HNO3有酸性,能与NH3反应
D.HClO 有强氧化性,可用作纸张的漂白剂
【答案】A
【解析】A 项,NaHCO3溶液显碱性,和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,故A 错误;B 项,SO2具有还
原性,按标准添加适量SO2能防止葡萄酒中的一些成分被氧化,故B 正确;C 项,HNO3有酸性,能与NH3
2
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反应反应生成硝酸铵,故C 正确;D 项,HClO 有强氧化性,能使有色物质褪色,可用作纸张的漂白剂,
故D 正确;故选A。
4.铝铵矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]是一种重要的工业原料。下列说法正确的是( )
A.键角:NH4
+>NH3 B.半径:r(O2−)>r(Al3+)
C.沸点:H2S>H2O D.电负性:χ(H)>χ(Al)
【答案】A
【解析】A 项,NH4
+的中心原子价电子对数是4,无孤电子对,NH3中心原子价电子对数为4,有1 个
孤电子对,所以键角:NH4
+>NH3,故A 正确;B 项,Al3+和O2−电子层结构相同,则核电荷数越大,离子
半径越小,则离子半径:r(O2−)>r(Al3+),故B 错误;C 项,H2O 中含有氢键,H2S 中不含氢键,则沸点:
H2O>H2S,故C 错误;D 项,AlH3中氢元素化合价为-1 价,铝元素化合价为+3 价,则电负性:
χ(H)>χ(Al),故D 错误;故选A。
5.下列说法不正确的是( )
A.装置①用于验证铁与水蒸气反应 B.装置②用于在通风橱内制取无水AlCl3
C.装置③用于煤的干馏实验 D.装置④用于比较碳酸和苯酚的酸性强弱
【答案】D
【解析】A 项,铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,用火柴点燃肥皂泡检验氢气,会产生淡蓝色
火焰和轻微的爆鸣,A 正确;B 项,加热AlCl3·6H2O 和SOCl2,SOCl2遇水生成的氯化氢,抑制了氯化铝的
水解,其反应化学方程式为AlCl3·6H2O+6SOC12
A1C13+6SO2↑+12HCl↑,可制取无水AlCl3,B 正确;C
项,煤干馏生成固态的焦炭、液态的煤焦油、气态的焦炉气,煤焦油的密度比水大且不溶于水,具支试管
中上层为水层,下层为煤焦油,C 正确;D 项,醋酸具有挥发性,醋酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳中混
有醋酸气体,醋酸也可以和苯酚钠溶液反应生成苯酚,装置④不能用于比较碳酸和苯酚的酸性强弱,D 错
误;故选D。
6.PH3常作为一种熏蒸剂,在贮粮中用于防治害虫,一种制备PH3的流程如图所示:
3
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下列说法错误的是( )
A.上述流程中每一步均属于氧化还原反应
B.流程中,PH3都属于还原产物
C.已知次磷酸(H3PO2)为一元酸,则次磷酸钠(NaH2PO2)属于正盐
D.1mol 次磷酸分解时转移2mol 电子
【答案】A
【解析】A 项,NaH2PO2和H2SO4反应生成H3PO2和NaHSO4,无元素化合价发生变化,为非氧化还原
反应,A 错误;B 项,反应P4+3NaOH(浓)+3H2O
3NaH2PO2+ PH3↑中,P 元素的化合价由0 价降至PH3中
的-3 价,PH3为还原产物,H3PO2中P 的化合价为+1 价,PH3的化合价为-3 价,所以H3PO2分解生成PH3为
还原反应,PH3属于还原产物,B 正确;C 项,因H3PO2为一元酸,只能电离出一个H+,NaH2PO2中无法电
离出H+,NaH2PO2为正盐,C 正确;D 项,H3PO2分解方程式为2 H3PO2=H3PO4+PH3↑,P 从+1 价升高到+5
价,同时,P 从+1 价降低到-3 价,在该反应中,2molH3PO2,转移4mol 电子,1 molH3PO2分解时转移2mol
电子,D 正确;故选A。
7.结构决定性质,性质决定用途。下列物质性质和用途相匹配的是
选项
物质性质
用途
A
氨气极易溶于
水
液氨常用作制冷剂
B
SiO2硬度大
SiO2可用作制光导纤维
C
铁粉还原性强
铁粉可用做食品袋中的抗氧化剂
D
SO2有毒
葡萄酒里含有的SO2具有杀菌和抗氧化作用
【答案】C
【解析】A 项,氨气易液化,液氨汽化需要吸收大量的热,可用作制冷剂,A 项不符合题意;B 项,
光导纤维的主要成分是二氧化硅,光导纤维是利用光的全反射原理,与二氧化硅的硬度大小无关,B 项不
符合题意;C 项,铁粉可用作食品袋中的抗氧化剂,因为其具有强还原性,C 项符合题意;D 项,SO2具有
还原性且能使蛋白质变性,葡萄酒里含有的SO2具有杀菌和抗氧化作用,D 项不符合题意;故选C。
8.下列反应对应的离子方程式书写正确的是( )
4
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A.Na2SO3与70%的浓硫酸混合:SO3
2-+2H+=SO2↑+H2O
B.NH4HCO3与足量的
浓溶液混合:NH4
++HCO3
-+OH-=NH3↑+ CO2↑+H2O
C.Cl2通入水中:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
D.用酸性高锰酸钾标准溶液滴定草酸:5C2O4
2-+2MnO4
-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
【答案】A
【解析】A 项,硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫、硫酸钠和水,离子方程式为:SO3
2-
+2H+=SO2↑+H2O,A 正确;B 项,电荷不守恒,正确的离子方程式为:
NH4
++HCO3
-+2OH-= NH3·H2O+ CO3
2-+H2O,B 错误;C 项,次氯酸是弱酸,不能拆,正确的离子方程式为:
Cl2+H2O
HCl+ HClO ,C 错误;D 项,草酸是弱酸,不能拆,正确的是:5H2C2O4+2MnO4
-
+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O,D 错误;故选A。
9.在化学合成和生物活性研究基础上,我国学者团队发现了具有显著抗骨肉瘤活性的氧杂蒽类化合
物,该研究涉及的一个反应如图所示。下列说法错误的是( )
A.甲、乙互为同分异构体 B.甲、乙含相同数目的手性碳原子
C.甲、乙均能使酸性KMnO4溶液褪色 D.甲、乙均能与H2发生加成反应
【答案】A
【解析】A 项,两者含O 原子量不同,分子式不同,故不是同分异构体,A 错误;B 项,
,甲、乙含相同数目的手性碳原
子,B 正确;C 项,甲、乙均含有羟基,以及与苯相连的C 原子上含有H,能使酸性KMnO4溶液褪色,C
正确;D 项,甲、乙均含有苯环、酮羰基,均能与H2发生加成反应,D 正确;故选A。
5
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10.由短周期主族元素X、Y、Z、M、Q 组成的离子液体,结构式如图所示,X、Y、Z、M、Q 原子
序数依次增大。下列说法正确的是( )
A.基态原子未成对电子数:X<Q
B.气态氢化物的稳定性:Z>M
C.该离子中X 原子采取sp3杂化,Y 原子采取sp 杂化
D.YM3与YH3相比,YH3与Cu2+配位的能力更强
【答案】D
【解析】分析离子液体的结构式,所有的X 都形成四个共价键,且原子序数较小,考虑是C 元素;所
有的Z 元素形成两个共价键,且原子序数比X 大,考虑是O 元素;所有的M 元素形成一个共价键,考虑
是F 元素或Cl 元素。所有的Q 元素形成六个共价键,则Q 为S 元素。根据M 元素原子序数小于Q 原子,
则M 为F 元素;由于每个X、Z、M、Q 各自形成的共价键数目都一样,因此该-1 价复杂阴离子多出的一
个电子应在Y 上。Y 多一个电子后形成两个共价键,说明此时Y 元素最外层有6 个电子,则可以确定Y 为
N 元素。A 项,C、S 基态原子未成对电子数均为2 个,故基态原子未成对电子数:X=Q。A 项错误;B 项,
元素的非金属性:O<F,因此气态氢化物的稳定性H2O<HF,B 项错误;C 项,该离子中X 元素形成4 个
共价键,O 元素采取sp3杂化,N 元素此时同O 元素一样,也是采取sp3杂化,C 项错误;D 项,YM3与
YH3分别为NF3和NH3。NF3中F 原子的强吸电子效应使N 原子上的孤电子对离N 近,不易给出孤电子对
形成配位键,故NH3与Cu2+配位的能力更强,D 项正确。故选D。
11.焦炭催化还原SO2既可除去SO2,同时还可以回收硫(S2):2C(s)+2SO2(g)
S2(g)+2CO2(g)
。一定压强下,向1 L 密闭容器中加入足量的焦炭、催化剂和1 mol SO2,测得SO2的生成速率与S2(g)的生
成速率随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
6
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A.a 点时,反应逆向进行
B.图中a、b、c、d 四点,只有c 点处于平衡状态
C.T3℃时增大压强(压缩容器),能增大活化分子百分数
D.该反应的ΔH>0
【答案】B
【解析】SO2的生成速率代表逆反应速率,S2(g)的生成速率代表正反应速率。A 项,a 点时,SO2的生
成速率与S2(g)的生成速率相等,说明S2(g)的生成速率大于消耗速率,反应正向进行,故A 错误;B 项,
平衡状态时,SO2的生成速率与S2(g)的生成速率为2:1,故B 正确;C 项,T3℃时增大压强(压缩容器),
增大了单位体积内的活化分子数,但活化分子百分数不变,故C 错误;D 项,升高温度平衡向吸热方向移
动,c 点对应温度升高到d 点对应温度,SO2的生成速率与S2(g)的生成速率之比大于2∶1,说明SO2的生
成速率大于其本身消耗速率,平衡逆向移动,即逆反应是吸热反应,则正反应是放热反应,△H<0,故D
错误;故选B。
12.钠离子电池有耐高温、安全的特点,现有从废水中回收钠的装置如图,中间室中电极材料具有选
择性吸附、可将Na+转化为NaMO2,而脱出Na+转化为Na1-xMO2(M 为某过渡金属)的功能,废水中钠以
形式回收。下列有关说法错误的是( )
7
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A.第一步吸附钠时,应接通“电源1”
B.第二步脱出钠时,中间室电极反应式为NaMO2-xe-=Na1-xMO2+ xNa+
C.为完成钠离子的吸附/脱出,交换膜“a”“b”应选用阴离子交换膜。
D.产品室每生成8gNaOH,理论上标准状况下惰性电极1 上生成O2体积为
【答案】C
【解析】A 项,吸附时,中间室电极要将Na+转化为NaMO2,需要得到电子发生还原反应,该电极作
阴极,应接通“电源1”,A 正确;B 项,脱出钠时,NaMO2转化为Na1-xMO2,Na 元素化合价升高,发生
氧化反应,电极反应式为NaMO2-xe-=Na1-xMO2+ xNa+,B 正确;C 项,无论是吸附还是脱出钠的过程,
都是Na+在中间室与其他室之间移动,所以交换膜“a”“b”应选用阳离子交换膜,让Na+通过 ,而不是阴离
子交换膜,C 错误;D 项,产品室生成NaOH 是因为H2O 电离出的H+放电,电极反应为2H2O+2e-=H2↑+
2OH-,生成8g(即0.2mol)NaOH ,转移0.2mol 电子。惰性电极1 上发生反应2H2O-4e-=O2↑+4H+,根据
电子守恒,生成O2的物质的量为0.05mol ,标准状况下体积为
,D 正确;故选
C。
13.硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根离子(S2O3
2-,结构如图1)可看作是SO4
2-
中的一个O 原子被S 原子取代。MgS2O3·6H2O 的晶胞形状为长方体,边长分别为apm、bpm、cpm,结构
如图2 所示,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.晶胞中[Mg(H2O)6]2-的个数为4 B.S2O3
2-的空间结构为四面体形
8
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C.S2O3
2-中1 号S 原子可作配位原子 D.晶体的密度为
【答案】C
【解析】A 项,晶胞中,[Mg(H2O)6]2-的个数为
,故A 正确;B 项,S2O3
2-可看
作是SO4
2-中的1 个O 原子被S 原子取代的产物,二者结构相似,SO4
2-的中心S 原子的价层电子对数为
,即SO4
2-的空间结构为正四面体形,所以S2O3
2-的空间结构为四面体形,故B 正确;C
项,具有孤电子对的原子可以给中心原子提供电子对配位,S2O3
2-中的中心原子S 的价层电子对数为4,无
孤电子对,不能作配位原子,故C 错误;D 项,1 个MgS2O3·6H2O 晶胞中,[Mg(H2O)6]2-的个数为4,S2O3
2-
的个数为4,晶胞体积为
,则晶胞密度为
,故
D 正确;故选C。
14.多取代呋喃(M)是许多天然产物和具有生物活性的重要药物的基本结构单元。由炔基酮(A)与重氮
酯环加成生成M 的反应机理如图所示。下列说法中错误的是( )
A.反应物A 中最多有8 个原子共平面
B.反应过程中Cu 原子成键数目没有变化
C.反应过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
9
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D.合成M 的总反应为
+N2=CHCOOCH3
+N2
【答案】B
【解析】A 项,反应物A 为CH3COC≡CCH3,5 个C 原子、1 个O 原子和每个-CH3上1 个H 原子共8
个原子共平面,A 正确;B 项,中间产物B、D 中Cu 原子成键数目为2,C 中Cu 原子成键数目为3,则反
应过程中Cu 原子成键数目有变化,B 错误;C 项,反应②中有碳碳单键的形成和碳碳三键中的π 键断裂,
有非极性键的形成和断裂;反应③中有C=O 键的断裂和C—O 键的形成,有极性键的断裂和形成,C 正确;
D 项,由反应机理图可知,合成M 的总反应的反应物为炔基酮(A)和重氮酯环(N2=CHCOOCH3),生成物为
M 和N2,则合成M 的总反应为:
+N2=CHCOOCH3
+N2↑,D 正确;故选B。
15.二元弱酸的酸式盐
溶液,存在如下4 种平衡:
HA-质子自递平衡:HA-+ HA-
H2A+A2-
HA-电离平衡:HA-
H++A2-
HA-水解平衡:HA-+H2O
H2A+OH-
水电离平衡:H2O
H++OH-
已知:25℃,Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11 mol·L-1、Ksp(Ag2CO3)=8.3×10-12。
下列说法不正确的是( )
A.NaHCO3溶液存在的4 种平衡中,平衡常数最大的是HCO3
-的质子自递平衡
B.10-4mol·L-1的极稀NaHCO3溶液中粒子浓度大小关系:cH2CO3>cOH->cCO3
2->cH+
C.加水稀释NaHCO3溶液的过程中可能出现:cH2CO3=cCO3
2-
D.浓度均为0.2 mol·L-1的NaHCO3溶液与AgNO3溶液等体积混合,可析出Ag2CO3沉淀
【答案】C
【解析】A 项,HA-+ HA-
H2A+A2-的平衡常数
10
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=
,HA-水解平衡常数
,比较可知,平衡常数最大的是HCO3
-的质子自递平衡,A 正确;B 项,10-
4mol·L-1的极稀NaHCO3溶液中,
,得到
,
,pH≈7.164,A 项可知,HCO3
-水解程度大于电离程度,则cH2CO3>cCO3
2-,且
,则
,溶液pH≈7.164,
,则
成立;
,则cOH->cCO3
2-成立;pH≈7.164,
,则:cCO3
2->cH+成立,故离子浓度大小关系为:cH2CO3
>cOH->cCO3
2->cH+,B 正确;C 项,加水稀释NaHCO3溶液的过程中,HCO3
-水解程度大于电离程
度,则cH2CO3>cCO3
2-,C 错误;D 项,浓度均为0.2mol·L-1的NaHCO3溶液与AgNO3溶液等体积混合
后,
,
,
,
,则析出Ag2CO3
11
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沉淀,D 正确;故选C。
16.室温下,用含少量Cu2+的 MnSO4溶液制备MnCO3的过程如下:
注:“沉锰”时n(NH4HCO3):n(Mn2+)=2.5:1, 控制溶液pH=7.下列说法正确的是( )
A.NH4HCO3溶液中:c(NH4
+)=c(HCO3
-)+c(CO3
2-)+c(H2CO3)
B.“过滤1”所得滤液中:
C.“沉锰”时发生反应:Mn2++HCO3
-=MnCO3↓+H+
D.“过滤2”所得滤液中: c(NH4
+)=c(HCO3
-)+2c(CO3
2-)+c(HS—)+2c(S2—)
【答案】B
【解析】含少量Cu2+的 MnSO4溶液中加入硫化铵沉淀Cu2+,过滤后,加入碳酸氢铵生成碳酸锰。A
项,NH4HCO3溶液中,根据元素守恒可得:c(NH4
+)+ c(NH3·H2O)=c(HCO3
-)+c(CO3
2-)+c(H2CO₃),故A 错误;
B 项,“过滤1”所得滤液是硫化铜的饱和溶液,而无硫化锰沉淀,则c(Cu2+) c(S2-)= Ksp(CuS),而c(Mn2+)
c(S2-)<Ksp(MnS),则
,故B 正确;C 项,“沉锰”时发生反应:Mn2+
+2HCO3
-=MnCO3↓+H2O+CO2↑,故C 错误;D 项,“过滤2”所得滤液中,pH=7,根据电荷守恒可得:
c(NH4
+)+ c(H+)=c(HCO3
-)+2c(CO3
2-)+c(HS-)+ 2c(S2-)+ 2c(SO4
2-)+c(OH-),c(H+)=c(OH-),则 c(NH4
+)=c(HCO3
-)
+2c(CO3
2-)+c(HS—)+2c(S2—) + 2c(SO4
2-),故D 错误;故选B。
第II 卷(非选择题 共52 分)
二、非选择题:本题共4 小题,共52 分。
17.(16 分)锂元素被广泛应用于电动汽车、军事通讯以及航空航天等领域。请回答:
(1)关于氢和碱金属的描述,下列说法正确的是___________。
A.熔点:H2<D2<T2
B.金属单质密度:Rb>K>Na>Li
C.得到一个电子释放的能量:
H>Li
12
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D.价电子排布为
和
的
原子能量相同
(2)某化合物的晶体结构如下图所示。
①该化合物的化学式为 。
②该化合物中有 种不同化学环境的Li+,N3-的配位数为 。
(3)K、Rb 的氢氧化物与O3反应,可以制得臭氧化物KO3、RbO3;而LiO3不能稳定存在,只能以
[Li(NH3)4]O3的形式存在。请从离子半径的角度分析LiO3极不稳定的原因 。
(4)近年来,LiFePO4成为动力锂电池首选的正极材料。某兴趣小组在进行专题探究后设计了以下两种
制备LiFePO4的方法:
Ⅰ.用Fe-P 废渣制备Fe3(PO4)2,再将产物与Li2CO3、H3PO4在高温下反应制得LiFePO4。
Ⅱ.用LiOH、FeSO4、H3PO4和抗坏血酸混合溶液在pH=6 的环境下反应制得LiFePO4。
已知:LiFePO4在酸性较强的环境下不稳定。
①方法Ⅰ,将Fe-P 废渣(记为Fe1.5P)置于CO2气氛中煅烧,可得到Fe3(PO4)2和一种可燃性气体,该反应
的化学反应方程式为 。
②方法Ⅱ,控制pH=6 的原因是 。
请根据两种制备方法的差异,推测方法Ⅱ相对于方法Ⅰ的优势 。(写出2 点即可)
③为回收废旧锂离子电池正极材料[主要成分为LiFePO4和
]中的Li+,设计流程如下:
溶液A 是 ,条件B 是 ,两步操作C 是 。
【答案】(1)ACD(2 分)
(2) Li3N(1 分) 2(1 分) 8(1 分)
13
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(3)Li+半径太小,导致O3
-离子相互接触或导致负离子相互接触(2 分)
(4)①2Fe1.5P+8CO2=Fe3(PO4)2+8CO(2 分) ②pH 太低,无法形成LiFePO4沉淀;pH 太高,Fe2+水解且
易生成LiOH、Li3PO4等沉淀(2 分) 产品纯度较高(不含Fe3+杂质);水溶液中反应,条件容易控制;反
应条件温和,节能(2 分)
③NaOH 溶液(1 分) 高温(1 分) 用碳酸水浸出、过滤(1 分)
【解析】电池正极材料[主要成分为LiFePO4和Al]用溶液A 溶解得到含Al 的溶液和浸出渣,溶液A 为
碱性溶液,Al 可以溶解,LiFePO4不溶解,浸出渣LiFePO4与褐煤在高温下反应,再经过碳酸酸溶过滤得到
浸出液LiHCO3溶液和含铁、P 的浸出渣。
(1)A 项,H2、D2、T2都是分子晶体,分子量H2<D2<T2,分子间作用力H2<D2<T2,熔点H2<D2<T2,A
正确;B 项,碱金属元素中K 的密度小于Na 的密度,B 错误;C 项,H 与Li 属于同主族元素,原子半径
H 小于Li,得电子能力H>Li,得到一个电子释放的能量:H>Li,C 正确;D 项,2p 能级三个轨道能量相
同,价电子排布为
和
的Li 原子能量相同,D 正确;故选ACD;
(2)①根据晶胞结构,Li+的个数为
,N3-的个数为
,化学式为Li3N;②Li 的环境
有面心和棱上两种;根据晶胞结构,一个顶角的N3-离子周围最近的Li+有8 个(同一层有6 个,上下个1 个);
(3)Li+半径太小,导致O3
-离子相互接触或导致负离子相互接触而排斥,不能形成稳定的化合物;
(4)①Fe-P 废渣(记为Fe1.5P)置于CO2气氛中煅烧,可得到Fe3(PO4)2和一种可燃性气体为CO,根据电子
守恒和原子守恒,该反应的化学反应方程式为:2Fe1.5P+8CO2=Fe3(PO4)2+8CO;②控制pH=6 的原因是:pH
太低,无法形成LiFePO4沉淀;pH 太高,Fe2+水解且易生成LiOH、Li3PO4等沉淀;③根据分析,溶液A 为
强碱性溶液,为NaOH 溶液;条件B 需要在高温下反应;两步操作为用碳酸水浸出、再过滤。
18.(12 分)一氧化碳是合成气和各类煤气的主要成分,是有机化工的重要原料,也可用作燃料及精炼
金属的还原剂。回答下列问题:
(1)CO 与H2、O2可以合成乙二醇,反应为2CO(g)+O2(g)+5H2(g)=HOCH2CH2OH(l)+2H2O(l)。已知:
CO(g)、H2(g)、乙二醇(1)的燃烧热
分别为
、
、
。则反应
2CO(g)+O2(g)+5H2(g)=HOCH2CH2OH(l)+2H2O(l)的ΔH= 。
(2)工业合成光气的原理为CO(g)+Cl2(g)
COCl2(g) ΔH。一定条件下,在密闭容器中充入
1molCO 与1molCOCl2合成COCl2,平衡时CO 的转化率与温度的倒数(
),压强的关系如图所示。
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①若该反应的熵变为ΔS(J·mol-1·K-1),则温度 (填“大于”“小于”或“等于”)
时,该反应
自发。
②图示中达到平衡所需要的时间最短的点是 (填“a 点”“B 点”或“c 点”)。
(3)CH4-CO2重整反应可获得合成气CO 和H2,主要反应如下:
反应I:CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)
反应Ⅲ:CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)
一定温度下,起始时将1molCH4和1.01molCO2的混合气体充入某恒容密闭容器中,平衡时测得
n(CO)=1.8mol,CH4和H2O 的物质的量分数相等。
①平衡时甲烷的转化率为 。
②若起始压强为12kPa,则该温度下反应Ⅱ的平衡常数Kp= (Kp为用分压表示的平衡常数,分
压
总压物质的量分数,结果保留三位有效数字)。
(4)八羰基二钴[Co2(CO)8]主要用作有机化合物羰基化反应的催化剂,可由Co 与CO 在高温高压条件下
直接合成。Co2(CO)8中碳原子是该配位化合物的配原子,其理由是 。
(5)研究人员开发出了不需要将CO2溶解在水溶液中,而是通过采用多孔催化剂电极将CO2转化为CO
的电解池,工作原理如图1 所示。为了使CO2气体直接发生反应,需要在催化剂层内形成大量的由CO2
(气体)、H2O (液体)、催化剂(固体)聚集而成的三相界面,如图2 所示。
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①阴极的电极反应式为 。
②标准状况下,二氧化碳按
的气流速率通过该装置。电解20min 后,测得电解效率
和选择性
,若通过某电极的电子全部用来生成氧气,理论上产生O2的质量为
g。
【答案】(1)
(2 分)
(2)小于(1 分) a 点(1 分)
(3)80% (2 分) 0.643(2 分)
(4)碳元素的电负性比氧元素小,容易给出孤电子对(2 分)
(5) CO2+H2O+4e-=CO+2OH-(1 分) 360(1 分)
【解析】(1)根据①
;②
;③
;根据
盖斯定律:2×①+5×②-③得到:2CO(g)+O2(g)+5H2(g)=HOCH2CH2OH(l)+2H2O(l);则
;
(2)①根据图示可知,温度越高,平衡时CO 的转化率越小,所以反应CO(g)+Cl2(g)
COCl2(g)的
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ΔH<0,由于该反应的ΔS<0,由ΔG=ΔH-TΔS<0 能自发进行,ΔH<TΔS<0,所以
(因ΔS 为负,
不等号方向改变);②a 点的温度要比b 点和c 点的高,且压强大,反应速率快,a 点达到平衡时间最短;
(3)①设平衡时
,
,
,由原子守恒可得:C 守恒:
;H 守恒:
;O 守恒:
联解可得,
、
、
,所以平衡时CH4的转化率为
;②平衡时,
,
,
,
,
,反应Ⅱ是气体分子数不变的反应,可用物质的量之比
代替分压之比,故反应Ⅱ的
;
(4)Co2(CO)8中碳元素的电负性比氧元素小,碳原子容易给出孤电子对形成配位键,是该配位化合物的
配原子;
(5)①根据图示可知,阴极上二氧化碳得电子被还原为一氧化碳,电极反应式为CO2+H2O+4e-
=CO+2OH-;②
的气流速率通过该装置,电解20min,则CO2体积为448L,S(CO)=90%,得
,即18mol,转移的电子为36mol,又因为
,得通过电极的电子为
,依据阳极的电极反应式2H2O-4e-=O2↑+4H+可知,理论上产生O2的物质的量为
11.25mol,质量为360g。
19.(12 分)过氧化钙、过氧化铜可用作化工生产的氧化剂和催化剂。
Ⅰ.过氧化钙的制备。
过氧化钙(CaO2)在室温下稳定。微溶于水,可溶于稀酸生成过氧化氢。实验室制备过氧化钙的过程如
下:
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(1)“煮沸”的目的是 。
(2)“沉淀”反应的化学方程式为 。
(3) CaO2·8H2O 需烘干转化为CaO2。烘干时需控温140℃的原因是 。
Ⅱ.过氧化铜的制备。
反应[Cu(NH3)4]2++H2O2+2H2O=CuO2↓+2NH4
++2NH3·H2O 可用于制备黄褐色固体CuO2。实验装置与实验
用到的试剂如题图所示。
(4)补充完整由胆矾制备过氧化铜的实验步骤:称取NH4Cl 和CuSO4·5H2O 各2.0g 于三颈烧瓶中,加入
40mL 水溶解, ,过滤,洗涤,晾干,称重。
(5)测定产品纯度。
取产品0.1000g 与过量酸性KI 溶液完全反应后,溶液呈弱酸性。以淀粉为指示剂,用
0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液30.00mL。
已知:CuO2+I-+H+→CuI+I2+H2O(未配平),I2+2S2O3
2-=S4O6
2-+2I-。
计算产品中CuO2的纯度 (写出计算过程)。、
【答案】(1)使得溶液中二氧化碳气体逸出(2 分)
(2)CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl(2 分)
(3)温度过低不能有效烘干,高于140℃会使得CaO2·8H2O 受热分解(2 分)
(4)边搅拌边0.03mol/L 氢氧化钠溶液,至溶液变为深蓝色,将溶液置于冰水浴中,边搅拌边加入3%过
氧化氢溶液至产生黄褐色沉淀,停止搅拌,静置,向上层清液中滴加3%过氧化氢溶液至无沉淀生成(3 分)
(5)96%(3 分)
【解析】碳酸钙和稀盐酸反应后煮沸除去溶解的二氧化碳,滤液加入氨水、过氧化氢沉淀得到
CaO2·8H2O 和含氯化铵的滤液,CaO2·8H2O 处理得到CaO2。
(1)碳酸钙和稀盐酸生成二氧化碳,“煮沸”的目的是使得溶液中二氧化碳气体逸出,防止沉淀时生成
碳酸钙杂质;
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(2)“沉淀”反应为氯化钙和氨水、过氧化氢生成CaO2·8H2O 沉淀和氯化铵,化学方程式为
CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl;
(3)烘干时需控温140℃的原因是温度过低不能有效烘干,高于140℃会使得CaO2·8H2O 受热分解;
(4)已知,反应[Cu(NH3)4]2++H2O2+2H2O=CuO2↓+2NH4
++2NH3·H2O 可用于制备黄褐色固体CuO2;氢氧
化钠和氯化铵能生成一水合氨,一水合氨能和铜离子转化为深蓝色[Cu(NH3)4]2+,则由胆矾制备过氧化铜的
实验步骤:称取NH4Cl 和CuSO4·5H2O 各2.0g 于三颈烧瓶中,加入40mL 水溶解,边搅拌边0.03mol/L 氢氧
化钠溶液,至溶液变为深蓝色,将溶液置于冰水浴中,边搅拌边加入3%过氧化氢溶液至产生黄褐色沉淀,
停止搅拌,静置,向上层清液中滴加3%过氧化氢溶液至无沉淀生成,过滤,洗涤,晾干,称重。
(5)根据电子守恒,过氧化铜和碘离子反应为2CuO2+8I-+8H+=2CuI+3I2+4H2O,结合反应I2+2S2O3
2-
=S4O6
2-+2I-,存在关系:2CuO2~3I2~6S2O3
2-,则产品中CuO2的纯度为
。
20.(12 分)维拉佐酮是临床上使用广泛的抗抑郁药,其关键中间体G 的合成路线如下:
已知:
信息:
(1)A 的名称为 。
(2)写出反应②的化学方程式 。
(3)E 的结构简式为 ;反应⑥的反应类型是 。
(4)下列相关说法错误的是 。
a.化合物A 和B 可以用红外光谱进行鉴别
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b. 1mol
最多可以与3molNaOH 反应
c.反应⑤中K2CO3的作用是与生成的HCl 反应,使平衡正向移动
d.F 中不存在手性碳原子
(5)B 的同分异构体中满足下列条件的有 种;写出其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式:
。
①属于芳香族化合物;②能发生银镜反应
(6)参照上述合成路线,从苯甲醛和乙醇出发,设计合成
的路线 (无机试剂任选,
合成路线见本题题干)。
【答案】(1)对硝基苯酚或4-硝基苯酚(1 分)
(2)
(2 分)
(3)
(1 分) 取代反应(1 分)
(4)b(2 分)
(5) 12(2 分)
(1 分)
(6)
(2 分)
【解析】由有机物的转化关系可知,B 与ClCH2COOC2H5发生取代反应生成C 和氯化氢,则C 为
;C 在稀氢氧化钠溶液中加热转化为D,D 与铁粉、盐酸发生反应将硝基还原为
氨基,则E 为
;E 中的氨基与卤原子发生取代反应生成F,F 与氨发生取代反
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应生成G 和乙醇。
(1)由A 的结构可知,A 的名称为对硝基苯酚或4-硝基苯酚;
(2)结合C 的分子式可知B 与ClCH2COOC2H5发生了取代反应,则反应方程式为:
;
(3)D 与铁粉、盐酸发生反应将硝基还原为氨基,则E 为
;F 与氨发生取代反
应生成G 和乙醇;
(4)a项,B 的红外光谱中有碳氧双键的吸收峰而A 中没有,可以进行鉴别,a 正确;b项,
中的氯原子和酯基均可与NaOH 反应,所以理论上1mol 该物质最多消耗2molNaOH,b 错
误;c项,反应⑤生成了HCl,K2CO3可以与HCl 反应,促进平衡正向移动,c 正确;d项,由F 的结构可
知,F 中不存在手性碳原子,d 正确;故选b。
(5)B 的结构简
,其同分异构体属于芳香族化合物,说明有苯环,能发生银镜反应,
说明有醛基或甲酸酯基,若为醛基、硝基和羟基,则可能的结构有9 种,分别为
、
、
、
、
、
、
、
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、
,若为硝基和甲酸酯基,则可能的结构有3 种,分别为:
、
、
,共有12 种。核磁共振氢谱为三组峰的同分异构
体为
;
(6)结合题目所给信息,运用逆推法可知目标化合物可由苯甲醛和乙酸乙酯反应生成,乙酸乙酯可由乙
醇和乙酸酯化得到,乙酸可由乙醇氧化得来,因此合成路线为:
。
(7)根据所给信息,以
和
为原料,设计合成
的路线为
。
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