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2025 年高考第二次模拟考试
高三化学
考试时间:建议50 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。
可能用到的相对原子质量:H 1 O 16 C 12 N 14 S 16 Li 7 Mg 24 Fe 56
第I 卷 选择题(共42 分)
一、选择题:本题共7 小题,每题6 分,共42 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 2024 年5 月 3 日,“嫦娥六号” 探测器在海南文昌航天发射场由长征五号遥八运载火箭发射升空,
踏上人类首次月背采样返回之旅, 并于 5 月 8 日成功实施近月制动, 顺利进入环月轨道飞行。下
列有关说法错误的是
A.“嫦娥六号” 所用的柔性太阳能板使用了国产新型高纯度二氧化硅,其性质稳定, 是优良的光电
材料
B.长征五号遥八运载火箭使用液氧、液氢推进剂,产物对环境无污染
C.太阳电池翼采用碳纤维框架和玻璃纤维网, 二者均为无机非金属材料
D.长征五号系列运载火箭所使用的耐高温陶瓷属于新型无机非金属材料
【答案】A
【详解】A.太阳能光电板的主要成分为单质硅材料,A 错误;
B.液氧、液氢反应的产物是水,属于环境友好产物,B 正确;
C.碳纤维主要成分为碳单质,玻璃纤维的主要成分为二氧化硅,都属于无机非金属材料,C 正确;
D.耐高温陶瓷包括出色的耐热性能、耐腐蚀性能、电绝缘性能以及良好的力学性能,与传统陶瓷在性
能上有很大区别,属于新型的无机非金属材料,D 正确;
故答案为:A。
2.碘是生产甲状腺素(一种含碘激素)和三碘甲状腺原氨酸(产生于甲状腺)的重要元素,这两种含碘物质的
结构如下图。下列说法错误的是
A.甲状腺素中含有氨基、羧基、羟基等亲水基团,易溶于水
B.理论上
甲状腺素最多能与10mol NaOH 反应
1
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C.甲状腺素和三碘甲状腺原氨酸都能与FeCl3溶液发生显色反应
D.甲状腺素分子中所有碳原子可能共平面
【答案】A
【详解】A.由结构简式可知,甲状腺素分子中憎水基(碘原子)和亲水基(氨基、羧基、羟基)同时
存在,由于憎水基的作用强于亲水基,所以甲状腺素不溶于水,故A 错误;
B.由结构简式可知,甲状腺素分子中的羧基、酚羟基和碘原子都能与氢氧化钠溶液反应,其中与苯环
相连的1mol 碘原子消耗2mol 氢氧化钠,所以理论上1mol 三碘甲状腺原氨酸最多能与10mol 氢氧化钠
反应,故B 正确;
C.由结构简式可知,甲状腺和三碘甲状腺原氨酸都含有酚羟基,都能与氯化铁溶液发生显色反应使溶
液呈紫色,故C 正确;
D.由结构简式可知,甲状腺素分子中苯环和羧基上的碳原子,以及与苯环和羧基相连的碳原子在同一
平面上,由三点成面的原则可知,甲状腺素分子中所有碳原子可能共平面,故D 正确;
故选A。
3.提纯NaCl 粗品(含少量的Ca2+、Mg2+、K+和SO4
2-)得到NaCl 纯品的方案如下,所用试剂为BaCl2溶液、
Na2CO3溶液、盐酸和NaOH 溶液。
下列说法不正确的是
A.用过量的BaCl2溶液除去SO4
2-
B.Ca2+、Mg2+、SO4
2-通过生成沉淀后过滤除去
C.4 种试剂的使用顺序为BaCl2溶液、Na2CO3溶液、盐酸、NaOH 溶液
D.调pH 后的滤液蒸发至大量固体析出,趁热过滤、洗涤、干燥后即得NaCl 纯品
【答案】C
【详解】A.除去SO4
2-用BaCl2溶液,过量的BaCl2可以使SO4
2-离子完全沉淀,多余Ba2+离子可以用
Na2CO3除去,A 正确;
B.Ca2+ 、Mg2+ 、SO4
2-、分别用Na2CO3、NaOH、BaCl2溶液除去,生成CaCO3、Mg(OH)2、BaSO4沉
淀,过滤除去,B 正确;
C.四种试剂使用时Na2CO3要在BaCl2之后,盐酸放在过滤沉淀后再加入,防止生成的沉淀再溶解,C
错误;
D.过滤后再加入HCl 调节滤液的pH 值,最后蒸发至大量固体析出,趁热过滤、洗涤、干燥后即得
NaCl 纯品,K+留在母液中,D 正确;
2
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答案选C。
4.NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.
溶液制得
胶粒数目为0.1NA
B.将
溶于足量水中,
、
数目之和为0.1NA
C.密闭容器中,
和
反应后气体分子总数为2NA
D.
的
溶液中含有的
的数目为NA
【答案】B
【详解】A.由于胶粒是多个Fe(OH)3的集合体,因此1L 0.1mol·L-1FeCl3溶液制得的Fe(OH)3胶粒数目
小于0.1NA,A 错误;
B.将0.1mol CH3COOH 溶于足量水中,CH3COOH 会部分电离生成CH3COO-,根据元素守恒,
CH3COOH、CH3COO-数目之和为0.1NA,B 正确;
C.2mol NO 和1mol O2发生反应2NO+O2==2NO2,又存在以下平衡2NO2 ⇋2N2O4,因此气体分子总
数小于2NA,C 错误;
D.溶液的体积未知,无法计算H+的数目,D 错误;
答案选B。
5.一种高性能电池的电解质由原子序数依次增大的短周期主族元素R、W、X、Y、Z、M 组成,W 为一
种常用于制造电池的金属元素且R、W 同主族,化学式为
的物质是离子化合物,
的结
构如图所示。下列说法正确的是
A.简单离子半径:Y<Z<M
B.W 和Z 可以形成多种原子个数比为1︰1 的化合物
C.氢化物的沸点:X<Y
D.Y 和M 的最高价氧化物对应的水化物均为强酸
【答案】D
【分析】由MZ4
-的结构可知,M 为Cl,Z 为O,W 为一种常用于制造电池的金属元素且R、W 同主族,
则W 为Li,R 为H,X、Y 分别为C 和N。
【详解】A.N、O 形成的简单离子N3-、O2-属于电子层结构相同而核电荷数不同的离子,依据“序大
径小”的原则,r(N3-)>r(O2-),A 错误;
B.Li 和O 元素只能形成一种原子个数比为1︰1 的化合物,即Li2O2,B 错误;
C.C 元素的氢化物不止CH4一种,还有其他烃类物质,N 元素的氢化物有NH3利N2H4,高级烃(常温
下呈固态)的沸点高于NH3和N2H4,C 错误;
D.N 和Cl 元素的最高价氧化物对应水化物分别为HNO3和HClO4,均为强酸,D 正确;
3
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故选D。
6.2019 年诺贝尔化学奖授予对锂离子电池研究有突出贡献的科学家。一种“大气固碳”的锂离子电池工
作原理如图所示,该电池在充电时,通过催化剂的选择性控制,只有Li2CO3被氧化,释放出CO2和
O2。下列说法不正确的是
A.该电池应选用无水电解质
B.该电池放电时的正极反应为4Li++3CO2+4e-=C+2Li2CO3
C.充电时若电极A 质量增加14g,则聚合物电解质膜上通过电子2mol
D.该电池放电、充电各一次且都转移4mole−时,理论上能固定1molCO2
【答案】C
【详解】A.Li 能与水反应,因此选用无水电解质,故A 正确;
B.放电时,正极上CO2得电子生成C 和Li2CO3,则电极反应式为4Li++3CO2+4e-=C+2Li2CO3,故
B 正确;
C.充电时若电极A 质量增加14g,Li 的物质的量为
=2mol,发生的电极反应式为Li++e-=Li,
外电路转移电子2mol,但聚合物电解质膜上通过Li+的物质的量为2mol,故C 错误;
D.电池每放、充电各一次转移4mol 电子就有1mol 二氧化碳还原生成碳,即理论上能固定1molCO2,
故D 正确;故答案为C。
7.利用平衡移动原理,分析常温下Ni2+在不同pH 的Na2CO3体系中的可能产物。已知:图1 中曲线表示
Na2CO3体系中各含碳粒子的物质的量分数与pH 的关系;图2 中曲线I 的离子浓度关系符合
c(Ni2+)·c(CO3
2-)=Ksp(NiCO3);曲线Ⅱ的离子浓度关系符合c(Ni2+)·c2(OH-) =Ksp[Ni(OH)2];[注:起始
Na2CO3体系中c(H2CO3)+ c(HCO3
-)+c(CO3
2-)=0.1mol·L-1 ;不同pH 下c(CO3
2-)由图1 得到]。下列说法正
确的是
4
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A.pH=7 时,碳酸钠溶液体系中存在:c(CO3
2-)>c(H2CO3)
B.M 点时,溶液中存在c(CO3
2-)>c(OH-)
C.初始状态pH=9、lg[c(Ni2+)]=-5,平衡后存在c(H2CO3)+ c(HCO3
-)+ c(CO3
2-)<0.1mol·L-1
D.沉淀Ni2+制备NiCO3时,选用0.1mol·L-1 Na2CO3溶液比0.1mol·L-1 NaHCO3溶液效果好
【答案】B
【详解】A.由图1 可知,pH=6.37 时,c(H2CO3)=c(HCO3
-)故有Ka1(H2CO3)=
×c(H+)=10-6.37,同
理可知pH=10.25 时c(CO3
2-)=c(HCO3
-),此时Ka2(H2CO3)=
×c(H+)=c(H+)=10-10.25,则Ka1Ka2=
×c2(H+)=10-6.37×10-10.25,pH=7 时,
=
=10-2.62<1,即碳酸钠溶液体系中
存在:c(CO3
2-)<c(H2CO3),A 错误;
B.由图1 可知,pH=10.25 时c(CO3
2-)=c(HCO3
-),此时Ka2(H2CO3)=
×c(H+) =c(H+)=10-10.25,M
点时pH=8.25,c(H+)=10-8.25mol/L,c(OH-)=
mol/L=10-5.75mol/L,而由图1 可知,pH=8.25 时溶液中
c(HCO3
-)≈0.1mol/L,则c(CO3
2-)=
=10-10.25×0.1×
mol/L=10-3mol/L,所以M 点
时,溶液中存在:c(CO3
2-)>c(OH-),B 正确;
C.由图2 可知,初始状态为pH=9、1g[c(Ni2+)]=-5,此时恰好为Ni(OH)2的沉淀溶解平衡体系,不会生
成NiCO3沉淀,含碳微粒总量不变,即体系达平衡后存在:c(CO3
2-)+c(HCO3
-)+c(H2CO3)=0.1mol/L,C
错误;
D.由图2 可知pH<8.25 时,NiCO3优先于Ni(OH)2生成沉淀,pH>8.25 时Ni(OH)2优先于NiCO3生成
沉淀,0.1mol•L-1NaHCO3溶液的pH 接近8,0.1mol•L-1Na2CO3溶液的pH 接近12,所以沉淀Ni2+制备
NiCO3时,选用0.1mol•L-1NaHCO3溶液比0.1mol•L-1Na2CO3溶液的效果好,D 错误;
故答案为:B。
第II 卷 非选择题(共58 分)
5
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二、非选择题:本题共58 分。第8~10 题为必考题,每个试题考生都必须作答。第11~12 题为选考题,考
生根据要求作答。
(一)必考题:本题共3 题,共43 分。
8.(14 分)党的二十大报告指出,高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务。2024 年随着中
国经济的高质量发展,新能源汽车的产销量猛增,动力电池材料成为关注的焦点。一种利用钛白粉副
产品[主要成分为FeSO4·7H2O,含有少量Fe2(SO4)3、TiOSO4、MgSO4、MnSO4等]和农药盐渣(主要成分
为Na3PO4、Na2SO3等)制备电池级磷酸铁(FePO4·2H2O)的工艺流程如下。
一定条件下,一些金属氟化物的Ksp如下表。
氟化物
Ksp
回答下列问题:
(1)“除钛”中产生的少量气体是 (填化学式);铁粉的作用之一是提高体系的pH,使得
水
解以
沉淀形式除去,其另一个作用是 。
(2)“除杂1”中除去的离子是 (填化学式)。
(3)“氧化1”中若
加入速度过快,会导致
用量增大,原因是 。本步骤不能使用稀盐酸
代替
溶液,原因是 。
(4)滤渣3 的主要成分是
,生成该物质的离子方程式为 。
(5)“氧化2”的目的是减少 气体的排放(填化学式)。
(6)“沉铁”中如果体系酸性过强,会导致FePO4·2H2O 产量降低,原因是 。
【答案】(1)H2 (1 分) 还原Fe3+ (1 分)
(2)Mg2+ (2 分)
(3)氧化生成的Fe3+可以使H2O2分解速率增大,导致H2O2用量增大 (2 分) 防止盐酸与KMnO4反
应生成Cl2,产生污染 (2 分)
(4)3Mn2++2MnO4
-+(5x+2)H2O==5MnO2·xH2O↓+4H+ (2 分)
(5)SO2 (2 分)
(6)溶液中H+浓度较大,磷元素主要以H3PO4、H2PO4
-、HPO4
2-形式存在,PO4
3-浓度低,生成
FePO4·2H2O 沉淀量少 (2 分)
6
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【分析】该工艺流程的原料为钛白粉副产品[主要成分为FeSO4·7H2O,含有少量Fe2(SO4)3、TiOSO4、
MgSO4、MnSO4等]和农药盐渣(主要成分为Na3PO4、Na2SO3等),产品为电池级磷酸铁,钛白粉副产品
在硫酸中溶解1 后,加入铁粉“除钛”过程发生反应有Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑、
Fe2(SO4)3+Fe==3FeSO4,提高了溶液体系的pH,使TiO2+水解以TiO2·xH2O 沉淀形式除去,溶液中主要
含有Fe2+、Mg2+、Mn2+、SO4
2-,加入NH4F “除杂1”中除去Mg2+,“氧化1”中Fe2+被H2O2氧化为
Fe3+,“除杂2”中加入的KMnO4与Mn2+发生氧化还原反应生成MnO2·xH2O 而除去Mn2+,溶液中Fe3+与
农药盐渣中的PO4
3-结合生成FePO4·2H2O。
【详解】(1)根据上述分析可知,“除钛”过程加入的铁粉发生的主要反应有
Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑、Fe2(SO4)3+Fe==3FeSO4,提高了溶液体系的pH,使TiO2+水解以TiO2·xH2O 沉
淀形式除去,故少量气体是H2,铁粉作用之一是提高体系的pH,使得TiO2+水解以TiO2·xH2O 沉淀形式
除去,其另一个作用是还原Fe3+;
故答案为:H2;还原Fe3+;
(2)“除钛”后溶液中主要含有Fe2+、Mg2+、Mn2+、SO4
2-,,由FeF2、MgF2、MnF2的Ksp可知,MgF2
更难溶于水,加入NH4F 与Mg2+ 反应生成难溶于水的MgF2,故 “除杂1”中除去的是Mg2+;
故答案为:Mg2+;
(3)“氧化1”中Fe2+被H2O2氧化为Fe3+,Fe3+是H2O2分解的催化剂,可以使H2O2分解速率增大,故
H2O2加入速度过快,会导致H2O2用量增大;该反应2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O 在酸性条件下发生,
本步骤若使用稀盐酸代替H2SO4溶液,则溶液中含有Cl-,在“除杂2”中会与KMnO4反应生成Cl2,产
生污染;
故答案为:氧化生成的Fe3+可以使H2O2分解速率增大,导致H2O2用量增大;防止盐酸与KMnO4反应
生成Cl2,产生污染;
(4)“除杂2”中加入的KMnO4与Mn2+发生氧化还原反应生成MnO2·xH2O,离子方程式为3Mn2+
+2MnO4
-+(5x+2)H2O==5MnO2·xH2O↓+4H+;
故答案为:3Mn2++2MnO4
-+(5x+2)H2O==5MnO2·xH2O↓+4H+;
(5)农药盐渣成分中有Na2SO3,“除杂2”后溶液含有H+,二者混合会发生SO3
2-+2H+== SO2↑+H2O,
“氧化2”的目的是使SO3
2-转化为SO4
2-,从而减少SO2气体的排放;
故答案为:SO2;
(6)“沉铁”中如果体系酸性过强,则溶液中H+浓度较大,磷元素主要以H3PO4、H2PO4
-、HPO4
2-形
式存在,PO4
3-浓度低,生成FePO4·2H2O 沉淀量少,导致FePO4·2H2O 产量降低;
故答案为:溶液中H+浓度较大,磷元素主要以H3PO4、H2PO4
-、HPO4
2-形式存在,PO4
3-浓度低,生成
FePO4·2H2O 沉淀量少。
9.(14 分)肼(N2H4)和硫酸肼(N2H6SO4)均具有强还原性,极易被氧化为N2。某小组同学设计实验制备硫酸
肼并测定其纯度。回答下列问题:
Ⅰ.制备肼。实验室利用如图装置,模拟尿素法用尿素(H2NCONH2)和次氯酸钠反应制备肼。
7
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(1)仪器a 的名称为 ,与普通分液漏斗相比,其优点为 。
(2)A 中发生反应的离子方程式为 。
(3)该装置制备产率较低,需要改进的具体措施为 。
(4)制备过程中NaClO 碱性溶液与尿素水溶液在40℃以下反应一段时间后,再迅速升温至110℃继续反
应,可采取的加热方式为 (填字母)。
a.直接加热 b.水浴加热 c.油浴加热 d.电热套加热
(5)制备肼时发生反应的化学方程式为 。
Ⅱ.制备硫酸肼并测定所得硫酸肼的纯度。
①制备硫酸肼:取装置B 中溶液,加入适量稀硫酸振荡,置于冰水浴冷却,容器底部有无色晶体析出。
过滤后用冷水洗涤,干燥,获得硫酸肼粗品。
②测定硫酸肼的纯度:称取m g 硫酸肼粗品,加入适量
固体,调节溶液的pH 保持在6.5 左右,
加水配成100mL 溶液,移取20.00mL 置于锥形瓶中,并滴加2~3 滴指示剂,用
的碘标准液滴
定,重复上述操作,平均消耗标准溶液V mL。
(6)滴定过程中指示剂应选用 。
(7)产品中硫酸肼的质量分数为 。
【答案】(1)恒压滴液漏斗(1 分) 可以平衡压强,使液体顺利滴下(2 分)
(2)
(2 分)
(3)在装置A、B 之间加一个盛有饱和食盐水的洗气瓶(2 分)
(4)cd(2 分)
(5)
(2 分)
(6)淀粉溶液(1 分)
(7)
(2 分)
【详解】(1)仪器a 的名称为恒压滴液漏斗,与普通分液漏斗相比,其优点为可以平衡压强,使液体
顺利滴下;故答案为:恒压滴液漏斗;可以平衡压强,使液体顺利滴下;
(2)A 中发生反应的离子方程式为
;
故答案为:
;
(3)新挥发的HCl 会消耗氢氧化钠和尿素,使制备产率较低,需要改进的具体措施为在装置A、B 之
8
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间加一个盛有饱和食盐水的洗气瓶,除去氯化氢气体;故答案为:在装置A、B 之间加一个盛有饱和食
盐水的洗气瓶;
(4)因为制备过程中反应最高温度为110℃,则合理的加热方式为油浴加热和电热套加热;
故答案为:cd;
(5)制备肼时发生反应的化学方程式为
;
故答案为:
;
(6)用碘标准液滴定硫酸肼,所以滴定过程中指示剂应选用淀粉溶液;故答案为:淀粉溶液;
(7)由题意可知,硫酸肼易被氧化为N2,根据得失电子守恒可知,
,则m g 产品
中N2H6SO4的质量为
,则产品中硫酸肼的质量分数
为
;故答案为:为
;
10.(15 分)二氧化碳是常见温室效应气体,甲醇是21 世纪的清洁能源之一,如果能用CO2为原料合成
CH3OH,既能实现碳中和,也能改变能源结构,实现双赢。回答下列问题:
ⅰ. 工业合成甲醇的路径
(1)在
,以
或
为原料,将废气
合成甲醇的反应如下:
反应I:
反应II:
请根据反应自发性判断,反应 (填序号)更适宜甲醇的工业化生产。
ⅱ.我国科学家进行了二氧化碳加氢制甲醇的研究,其主要反应为:
反应I:
反应III:
(2)在恒温恒容的密闭体系中发生上述反应,下列说法正确的是_______(填标号)。
A.当
时,说明反应体系已达到平衡状态
B.平衡后扩大体积减小体系压强,有利于提高CH3OH 产率
C.升高温度可使反应I 的逆反应速率加快,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动
D.若反应体系内的压强保持不变,说明反应体系已达到平衡
(3)反应物的物质的量之比对反应的影响如下表,请选择投料比例 ,并说明选择的理由 。
(CH3OH 的选择性
)
9
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n(H2)︰n(CO2)
2︰1
3︰1
5︰1
7︰1
CO2平衡转化率/%
11.63
33.68
45.93
48.71
CH3OH 选择性/%
30.04
40.12
50.26
49.93
(4)研究发现,其他条件相同时,反应温度对CO2平衡转化率和平衡时CH3OH 的选择性影响如图所示:
①在密闭容器中,以投料比n(H2)︰n(CO2)= 3︰1 通入混合气体,则达到平衡点
时反应物质的量分
数平衡常数
。
②从平衡角度分析CO2平衡转化率随温度升高而增大的主要原因是 。
ⅲ.甲醇与水反应的机理
(5) CH3OH 在
合金表面释放
的机理如图所示,图中“*”表示此微粒吸附在催化剂表面。请
写出CH3OH 释放
的化学反应方程式 。
【答案】(1)I (2 分)
(2)D (2 分)
(3) 5︰1 (2 分) 由数据可知,n(H2)︰n(CO2)的比值增大超过5︰1,CO2转化率增大不明显且
CH3OH 选择性下降 (2 分)
(4)
或
或6.912 (3 分) 反应I 放热,反应III 吸热,升温,反应I 正向进行的程度减小,
CO2平衡转化率下降,反应III 正向进行的程度增大,CO2平衡转化率上升,且上升幅度大于下降幅度
(2 分)
(5)
(2 分)
10
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【详解】(1)当ΔG=ΔH-TΔS<0 时反应自发进行,反应I 在低温下自发进行,反应II 任何温度下均
不能自发进行,故反应I 更适宜甲醇的工业化生产;
(2)A.反应I 和反应III 同时进行,当3v 正(CO2)=v 逆(H2)时,正逆反应速率不相等,不能说明反应体
系已达到平衡状态,A 错误;
B.平衡后扩大体积减小体系压强,平衡向气体分子数增多的方向移动,反应I 逆向移动,CH3OH 产
率降低,B 错误;
C.升高温度可使反应I 的正、逆反应速率加快,反应I 为放热反应,升高温度,反应I 平衡向逆反应
方向移动,C 错误;
D.反应I 前后气体分子数变化,反应III 前后气体分子数不变,恒温恒容条件下,若反应体系内的压
强保持不变,说明反应体系已达到平衡,D 正确;
故选D。
(3)由表格数据可知,当n(H2)︰n(CO2)= 5︰1 时,CO2的转化率出现拐点,且CH3OH 的选择性最高,
大于5︰1 时CO2转化率增大不明显且CH3OH 选择性下降,故选择此比值的理由是:由数据可知,
n(H2)︰n(CO2)的比值增大超过5︰1,CO2转化率增大不明显CH3OH 且选择性下降;
(4)①以投料比n(H2)︰n(CO2)= 3︰1 通入混合气体,设H2、CO2的物质的量分别为3mol、1mol,
CO2的转化率为75%,CH3OH 的选择性为
,故反应I 生成CH3OH 的物质的量为0.5mol,反应II 生
成CO 的物质的量为0.25mol,故:
、
,平衡时:
,反应I:
;
②从平衡角度分析CO2平衡转化率随温度升高而增大的主要原因是:反应I 放热,反应III 吸热,升温,
反应I 正向进行的程度减小,CO2平衡转化率下降,反应III 正向进行的程度增大,CO2平衡转化率上
升,且上升幅度大于下降幅度;
(5)由图可知CH3OH、H2O 在Pt-Pd 合金表面释放H2和CO2,方程式为:
。
(二)选考题:共15 分。请考生从给出的两道题中任选一题作答。如果多做则按所做的第一题计分。
11.[化学——选择性必修2:物质的结构与性质](15 分)
氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,下列物质都是具有广阔应用前景的储氢材料。按要求回答下列
问题:
(1)氢化钠(NaH)是一种常用的储氢剂,遇水后放出氢气并生成一种碱,该反应的还原剂为 。
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(2)钛系贮氢合金中的钛锰合金具成本低,吸氢量大,室温下易活化等优点,基态锰的价层电子排布式
为 。
(3)
(氨硼烷)具有很高的储氢容量及相对低的放氢温度(<350℃)而成为颇具潜力的化学储氢材
料之一,它可通过环硼氮烷、
与
进行合成。
①上述涉及的元素H、B、C、N、O 电负性最大的是 。
②键角:
(填“>”或“<”),原因是 。
(4)咔唑(
)是一种新型新型有机液体储氢材料,它的沸点比(
)的高,其主要原因
是 。
(5)氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键,铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,
其晶胞结构如图所示。
①距离Mg 原子最近的Fe 原子个数是 。
②铁镁合金的化学式为 。
③若该晶胞的晶胞边长为dnm,阿伏加德罗常数为NA,则该合金的密度为
(
)。
【答案】(1)NaH (1 分)
(2)3d54s2 (2 分)
(3) O (1 分) > (1 分) CH4分子中没有孤电子对,H2O 有2 对孤电子对,孤电子对与成键电
子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,排斥力越大,键角越小,所以H2O 小于CH4的键角
(2 分)
(4)
中存在分子间氢键 (2 分)
(5) 4 (2 分) Mg2Fe (2 分)
(2 分)
【详解】(1)NaH 遇水反应的化学方程式为:NaH+H2O=NaOH+H2↑,NaH 中H 元素的化合价由-1 价
升至0 价,NaH 被氧化,NaH 作还原剂;
(2)锰的原子序数为25,基态锰原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,价层电子排布式为:
3d54s2;
(3)①同周期从左到右主族元素的电负性逐渐增大,同主族从上到下元素的电负性逐渐减小,元素
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的非金属性越强、电负性越大,结合元素H、B、C、N、O 在周期表中的位置,电负性最大的是O;
②CH4中中心原子C 和H2O 中中心原子O 都有4 对价层电子对,但CH4分子中C 上没有孤电子对,
H2O 中O 有2 对孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,排斥
力越大,键角越小,所以H2O 的键角小于CH4的键角;
(4)
中存在分子间氢键,其沸点高于
;
(5)①由晶胞可知,Mg 原子在晶胞内,距离Mg 最近的Fe 为4 个;
②在晶胞中,Fe 原子位于顶点和面心,1 个晶胞中Fe 的个数为:
,Mg 原子在晶胞内,
Mg 的个数为8,铁镁合金的化学式为Mg2Fe;
③1 个晶胞的质量为
g=
g,晶胞的体积为(d×10-7cm)3=d3×10-21cm3,该合金的密度
。
12.[化学——选择性必修3:有机化学基础](15 分)
化合物
是一种降脂药物的中间体,其合成路线如图所示(部分反应条件已简化)。
已知:
回答下列问题:
(1)化合物A 的名称为 。
(2)由B 生成C 的反应类型是 。C 和B 的合成顺序不能对换,其理由是 。
(3)化合物
中的含氧官能团的名称为 。
(4)C 转化为D 的过程中加入
的作用是 。
(5)E 的结构简式为 。
(6)C 的同分异构体有多种,同时满足下列两个条件的有 种,其中核磁共振氢谱有5 组峰,
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且峰的面积之比为2︰2︰1︰1︰1 的同分异构体的结构简式为 。
①与
溶液能发生显色反应 ②能发生银镜反应
【答案】(1)邻硝基甲苯(2-硝基甲苯) (2 分)
(2)还原反应 (1 分) 氨基具有较强的还原性,易被氧化,若调换后,氨基会被酸性高锰酸钾氧化
(2 分)
(3)酯基和羟基 (2 分)
(4)除去HCl 可促使反应正向进行,提高反应物的转化率 (2 分)
(5)
(2 分)
(6) 13 (2 分)
(2 分)
【分析】A 发生氧化反应生成B,B 发生还原反应生成C,C 和
发生取代反应生成
D,D 和邻二氯苯发生已知信息的反应生成E,则E 的结构简式为
,E 和
发生取代反应生成F,F 发生水解反应生成G,G 经过一系列反应生成H,据此解答。
【详解】(1)硝基和甲基处于邻位,根据习惯命名法其名称为邻硝基甲苯,系统命名法为2-硝基甲
苯;
(2)由B 生成C 的过程中,B 去氧又加氢,故B 发生了还原反应;氨基具有较强的还原性,易被氧
化,若调换后,氨基会被酸性高锰酸钾氧化,因此合成顺序不能对换。
(3)观察化合物H 的结构简式,可知含氧官能团为酯基和羟基。
(4)由图中信息可知C 转化为D 的过程中有HCl 生成,加入Na2CO3 除去HCl 可促使反应正向进行,
提高反应物的转化率。
(5)由分析可知,E 的结构简式为
。
(6)与FeCl3溶液能发生显色反应,说明含有酚羟基,能发生银镜反应,说明含有醛基,若苯环上的
取代基为-OH、-CHO、-NH2,有10 种同分异构体:若苯环上的取代基为-OH、-NHCHO,有3 种同分
异构体,所以共计有13 种同分异构体;其中其中核磁共振氢谱有5 组峰,且峰的面积之比为2︰2︰1
︰1︰1 的同分异构体的结构简式为
。
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