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高三化学
本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8 页。时量75 分钟，满分100 分。
可能用到的相对原子质量：H：1
C：12
N：14
O：16
Na：23
K：39
Cu：64
一、选择题(本题共14 小题，每小题3 分，共42 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. 中国的无人机产量居世界第一。下列有关无人机的说法错误的是
A. 制造芯片的主要材料为Si
B. 机翼主体所用碳纳米材料属于胶体
C. 起落架所用铝合金硬度比纯铝大
D. 机身所用增强聚酯树脂属于复合材料
【答案】B
【解析】
【详解】A．硅是良好的半导体材料，是制造芯片的核心原料，A 正确；
B．胶体是分散质粒子直径在1~100 nm 之间的分散系，属于混合物，而碳纳米材料是纯净的碳单质，不属
于分散系，因此不属于胶体，B 错误；
C．合金的硬度通常高于其组成纯金属，因此铝合金硬度比纯铝大，C 正确；
D．增强聚酯树脂是由聚酯基体和增强材料复合而成，属于复合材料，D 正确；
故选B。
2. 下列图示中，实验装置和操作均正确的是
A．用瓷坩埚加热熔化NaOH 固体
B．实验室通过蒸馏分离CCl4 和CH2Cl2
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C．用KMnO4 和浓盐酸制取Cl2
D．检验乙炔的还原性
A. A
B. B
C. C
D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A．瓷坩埚的主要成分为
，高温下会与
发生反应腐蚀坩埚，不能用瓷坩埚加热熔化
固体，A 错误；
B．蒸馏操作中温度计用于测量馏分蒸气的温度，水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口处，图示中温度计插入反
应液中，操作错误，B 错误；
C．
和浓盐酸常温下即可反应制取
，属于固液不加热制气类型，图示装置符合要求，C 正确；
D．电石与饱和食盐水反应生成的乙炔中混有
等还原性杂质，杂质也可使酸性
溶液褪色，干
扰乙炔还原性的检验，未除杂直接检验操作错误，D 错误；
故选C。
3. 化学知识在生产、生活中应用广泛。下列反应方程式错误的是
A. 用Na2CO3 溶液将水垢中的CaSO4 转化为易溶于酸的CaCO3：
B. 侯氏制碱法制备
C. 泡沫灭火器的反应原理：
D. 铅酸蓄电池放电时的总反应：
【答案】A
【解析】
【详解】A．水垢中的
为微溶固体，离子方程式中不能拆分为
，正确的离子方程式为
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，A 错误；
B．侯氏制碱法中，饱和食盐水中通入
和
，因
溶解度较小析出，给出的离子方程式书写
正确，B 正确；
C．泡沫灭火器的反应原理为
与
发生完全双水解，生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，给出的
离子方程式书写正确，C 正确；
D．铅酸蓄电池放电时，负极
、正极
均与硫酸反应生成
，给出的总反应方程式书写正确，
D 正确；
故选A。
4. 我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的，爆炸时的反应为
下列说法正确的是
A. 基态S 原子价层电子的轨道表示式为3s23p4
B. N
的空间结构为三角锥形
C. CO2 分子中σ键与π键的个数比为1：1
D. N2 分子的电子式为N⋮⋮N
【答案】C
【解析】
【详解】A．
是基态
原子的价层电子排布式，轨道表示式需用方框表示轨道、箭头表示电子，正
确的价层电子的轨道表示式为
，二者概念不同，A 错误；
B．
中心
原子的价层电子对数为3，中心
原子采取
杂化，无孤电子对(
)，空
间结构为平面正三角形
，B 错误；
C．
的结构式为
，每个双键包含1 个
键和1 个
键，分子中共含2 个
键、2 个
键，二
者个数比为
，C 正确；
D．
分子中两个
原子间形成三键，每个原子还各有1 对孤电子对，孤电子对应分布在
原子外侧，正
确电子式为
，选项漏写孤电子对，D 错误；
故选C。
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5. 下列事实对应的解释不正确的是
选项
事实
解释
A
热稳定性：
分子间存在氢键，
分子间不存在氢键
B
在水中的溶解度：
是极性分子，空间结构为V 形，分子中正、负电中心不重合；
分子中正、负电中心重合
C
常温时，
是气体而
是液体
二者结构相似，都是非极性分子，
的相对分子质量大于
D
刚玉（
）硬度很大，
熔点为2045℃
是共价晶体
A. A
B. B
C. C
D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A．分子的热稳定性主要取决于分子内化学键的强弱。水分子中O—H 键的键能大于
分子中
S—H 键的键能，水分子中的化学键更难断裂，因此水的热稳定性更强。分子间氢键主要影响物质的熔点、
沸点等物理性质，不能用来解释上述热稳定性差异，A 错误；
B．
分子呈V 形，分子中正、负电中心不重合，是极性分子；
分子中正、负电中心重合，是非极性
分子。水是极性溶剂，根据相似相溶原理，
在水中的溶解度大于
，B 正确；
C．
和
都是直线形非极性分子，结构相似。
的相对分子质量较大，分子间的范德华力较强，
沸点较高，因此可以解释常温时
为气体而
为液体，C 正确；
D．共价晶体的典型特征是硬度大、熔点高，刚玉（
）硬度很大、熔点高达，符合共价晶体的性质特
点，因此
属于共价晶体，D 正确；D 错误；
故选A。
6. 某食品添加剂的结构如图所示，W、X、Y、Z、Q 为原子序数依次增大的短周期主族元素。W 是原子半
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径最小的元素，X、Y、Z 为同周期相邻元素。下列说法不正确的是
A. 简单离子的半径：Z<Q
B. 第一电离能：Z<Y
C. 键角：
D. 最高价氧化物对应水化物的酸性：Y>X
【答案】A
【解析】
【分析】W 是原子半径最小的元素，为
；Q 为+1 价短周期主族阳离子且原子序数最大，为
；X、Y、
Z 为第二周期相邻元素，结合成键特征可推知X 为
、Y 为
、Z 为
，由此解答；
【详解】A．Z 的简单离子为
，Q 的简单离子为
，二者核外电子排布相同，核电荷数
，离
子半径
，即
，A 错误；
B．Y 为
，2p 轨道为半充满稳定结构，第一电离能
，即
，B 正确；
C．
为
，N 原子的价电子对数为
，有一对孤电子对，
为
，N 原子的价
电子对数为
，无孤电子对，孤电子对斥力大于成键电子对，因此键角
，即
，C 正确；
D．同一周期元素从左到右非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物酸性增强，因此最高价氧化物对应
水化物的酸性：
，即
，D 正确；
故选A。
7. 普鲁士蓝可作钾电池的正极材料。该电池放电过程中，
嵌入
形成
，工
作原理如图。下列叙述正确的是
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A. 放电时，n 电极电势高于m 电极电势
B. 充电时，
移动方向：
C. 充电时，阳极反应：
D. 若开始时两电极质量相等，转移1 mol 电子时，理论上两电极的质量差为39 g
【答案】C
【解析】
【分析】电极判断（放电，原电池）电子流出的电极为负极：n 是负极（K 嵌入石墨类负极，失电子：
，电子流入的电极为正极：m 是正极（普鲁士蓝）正极放电反应：
（
嵌入，得电子还原），阳离子交换膜（只允许
通过）：
放电时
向正极m 移动；充电（电解池，外接电源）m 接电源正极→阳极：
，脱出
，n 接电源负极→阴极：
，
嵌入负
极材料，据此分析解题。
【详解】A．放电时电子由
电极流向
电极，说明
为负极、
为正极，原电池中正极电势高于负极，故
电极电势高于
，A 错误；
B．充电时为电解池，阳离子向阴极移动，充电时
电极为阴极，故
移动方向为
，B 错误；
C．充电时阳极发生氧化反应，是放电时正极反应的逆过程，电极反应为
，C 正确；
D．转移
电子时，负极（
极）失电子：
），质量减少
，正极（
极）：
（
嵌入，得电子还原），质量增加
，两电极质量差为
，D 错误；
故选C。
8. 氯苯在液氨中可以与氨基钠反应生成苯胺。反应机理如下：
已知：利用捕获反应
可捕获中间体2。
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下列说法错误的是
A. 苯胺具有碱性，能与盐酸反应
B. 中间体1 中的碳原子均为
杂化
C. 参照捕获反应，中间体2 与异戊二烯反应可得到
D. 捕获反应的产物(
)分子中含有5 种不同化学环境的氢原子
【答案】D
【解析】
【详解】A．苯胺的氨基上的N 存在孤电子对，能够结合
，具有弱碱性，可以和盐酸反应生成盐，A 正
确；
B．氯苯邻位
键在碱性条件下发生异裂，氢以
离去，中间体1 仍保留苯环芳香大π键，带负电的
仍采取
杂化，环上所有碳原子均为
杂化，B 正确；
C．异戊二烯为
，参照捕获反应“中间体2”与异戊二烯反应时应得到
，C 正确；
D．捕获产物（
）含4 种不同化学环境的氢原子，D 错误；
故选D。
9. 下列实验操作对应的现象及所推出的结论均正确的是
选
项
实验操作及现象
结论
A
向两支试管中均加入2 mL 0.1mol/L 酸性KMnO4 溶
液，再分别加入2 mL 0.1mol/L 和0.2mol/L H2C2O4 溶
液，其中加入0.2mol/L H2C2O4 溶液的褪色时间更短
其他条件相同时，反应物浓度越大，反应
速率越大
B
向I2 的CCl4 溶液(深紫红色)中加入等体积的KI 浓溶
液，振荡，静置，溶液分层，下层呈浅紫红色，上层呈
棕黄色
I2 的溶解能力：KI 浓溶液>CCl4
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C
向2 mL 0.1mol/L NaOH 溶液中先后滴加4 滴0.1mol/L
MgCl2 和FeCl3 溶液，先产生白色沉淀，后变成红褐色
沉淀
相
同
温
度
下
的
Ksp：
D
取5 mL 1-溴丙烷和10 mL 饱和氢氧化钾的乙醇溶液混
合，均匀加热，将产生的气体通入2 mL 稀的酸性高锰
酸钾溶液中，高锰酸钾溶液褪色
证明有丙烯生成
A. A
B. B
C. C
D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A．酸性条件下
与
的反应计量比为
，经计算两组实验中
物质的量均
不足，
无法完全褪色，实验设计不合理，不能得出对应结论，A 错误；
B．
与
发生反应
，棕黄色的
存在于水层，振荡后
层（下层）颜色变浅，说明大部分
转移至KI 浓溶液中，可得
的溶解能力：KI 浓溶液
，B 正确；
C．实验中
过量，加入
时直接与过量的
反应生成红褐色
沉淀，不存在沉淀的转
化，无法比较
大小，C 错误；
D．反应过程中挥发的乙醇也能使酸性
溶液褪色，未除去乙醇杂质，无法证明有丙烯生成，D 错误；
故选B。
10. 某实验小组利用苯甲酸(熔点122.13℃，沸点249℃，微溶于水)、异丙醇和浓硫酸制备苯甲酸异丙酯(熔
点-26℃，沸点218 ℃，不溶于水)，其装置如图所示(加热及夹持装置略)。下列有关说法错误的是
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A. 苯甲酸熔点高于苯甲酸异丙酯是因为苯甲酸分子间可以形成氢键
B. 冷凝水应从球形冷凝管b 口进入
C. 当分水器中水层高度不再变化时，说明反应基本完成，这时可以停止加热
D. 提纯苯甲酸异丙酯可采取水洗、氢氧化钠溶液洗、无水氯化钙干燥、过滤一系列操作
【答案】D
【解析】
【分析】盛反应混合液的仪器名称为三颈烧瓶，最上方仪器是球形冷凝管，作用是冷凝回流，当反应达到
平衡态时，分水器(球形冷凝管的下方)中水面保持稳定，由此来判断反应基本完成，冷凝管中水流方向是下
进上出，故进水口是b；
【详解】A．苯甲酸含有羧基，分子间可形成氢键，苯甲酸异丙酯不存在分子间氢键，苯甲酸分子间作用力
更强，因此苯甲酸熔点更高，A 正确；
B．球形冷凝管的冷凝水需下进上出以保证冷凝效果，b 为冷凝管下口，因此冷凝水应从b 口进入，B 正确；
C．该酯化反应为可逆反应且生成水，当分水器中水层高度不再变化时，说明反应不再生成水，基本完成，
可停止加热，C 正确；
D．苯甲酸异丙酯在强碱性的氢氧化钠溶液中会发生水解反应，因此不能用氢氧化钠溶液洗涤，D 错误；
故选D。
11. 硫铁矿烧渣是硫酸工业中以黄铁矿为原料制硫酸时排出的固体废渣，主要成分为
、
，还含
有少量
等杂质。某工厂以硫铁矿烧渣为原料制备高纯氧化铁红（
）的工艺流程如下。下列说法
错误的是
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A. “过滤Ⅰ”所得滤渣的主要成分是
B. “氧化”时反应的离子方程式为
C. “沉淀”后，取少量上清液于试管中，滴加KSCN 溶液，若溶液不变红，说明
沉淀完全
D. “灼烧”生成
的过程中，铁元素被空气中的氧气氧化
【答案】D
【解析】
【分析】硫铁矿烧渣主要成分为
、
，还含有少量
等杂质，加入稀硫酸酸浸时，
、
与稀硫酸反应生成硫酸铁和硫酸亚铁，
不反应，过滤除掉，滤液通入Cl2 将亚铁离子氧化为铁
离子，再加NaOH 溶液生成Fe(OH)3，过滤得到Fe(OH)3 固体，洗涤、干燥后灼烧得到氧化铁。
【详解】A．硫铁矿烧渣中的
不与稀硫酸反应，
、
均能溶于稀硫酸，因此“过滤Ⅰ”所得
滤渣的主要成分是
，A 正确；
B．“氧化”时
将溶液中的
氧化为
，离子方程式
满足得失电子守恒、电
荷守恒和原子守恒，B 正确；
C．
与
反应会使溶液显红色，若上清液滴加
溶液不变红，说明上清液中不含
，即
沉淀完全，C 正确；
D．“沉淀”时
与
反应生成
，灼烧时
分解生成
，铁元素始终为+3 价，没
有发生氧化还原反应，铁元素未被氧化，D 错误；
故选D。
12. 一定质量的
可与常见物质M 反应；将所得产物
与
反应又生成M。其反应原理如图所示。
下列说法正确的是
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①M 中氧元素的质量分数比
中的高
②理论上反应每生成22g
，同时生成9g
③理论上每16g
参与反应，最终消耗64g
④整个过程需要不断添加物质M
⑤反应Ⅱ中铜元素的化合价升高
A. ①③⑤
B. ①③
C. ③⑤
D. ②④
【答案】A
【解析】
【分析】由图，反应Ⅰ为
；反应Ⅱ为
，反应
Ⅰ+反应Ⅱ得总反应为：
。
【详解】①M 为
，其氧元素质量分数为
，
中氧元素质量分数约为
，M 中氧元素质量分数更高，①正确；
②由总反应的化学方程式，生成
时对应生成
，不是
，②错误；
③由总反应
，
（即
）
参与反应消耗
，质量为
，③
正确；
④M 可循环利用，不需要不断添加，④错误；
⑤反应Ⅱ中
转化为
，铜元素化合价从+1 升高到+2，⑤正确;
①③⑤正确，故答案选A。
13. 二氧化碳加氢制乙烯过程中的主要反应如下：
1
2
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在密闭容器中，
时；
、
压强下
的平衡转化率和
压强下
的实际转化率(催化剂作用下反应相同时间，且
)随温度的变化如图所示。
下列说法正确的是
A. 压强不变，温度从200 ℃升高至300 ℃，平衡时
不变
B. 300 ℃时，增大反应压强，平衡时
减小
C. 200 ℃升高至300 ℃，p1 下
平衡转化率变化值大于
下
平衡转化率变化值
D. 其他条件不变，
压强下延长X 点实际反应时间，
转化率减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．温度升高，反应
平衡逆向移动，
生
成量增加；反应
平衡正向移动，
消耗量增加。由图
像可知该温度范围内
平衡转化率随温度升高降低，说明生成乙烯的反应影响占主导，总
消耗量减少，
平衡时
增大，A 错误；
B．300℃时增大压强，生成乙烯的反应平衡正向移动，
减小、
增大。第二个反应的平衡常
数
，温度不变
不变，故
，该比值减小，B 正确；
C．由图像可知，200℃升高至300℃时，压强为
的平衡转化率曲线下降幅度大于
的曲线，说明
下
平衡转化率变化值小于
下的变化值，C 错误；
D．
，相同温度下
的
平衡转化率高于
的平衡转化率，X 点为
下的实际转化率，此时还
未达到
下的平衡状态，延长反应时间反应会继续正向进行，
转化率增大，D 错误；
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故选B。
14. 常温下，
水溶液中各种含硫微粒的分布系数
随溶液pH 变化的关系如图1 所示。在
体系中滴入硫酸铜溶液，其中
与
随
的变化曲线如图2 所
示。已知
，
的分布系数
。下列说法正确的是
A. 图1 中，
时，体系中
B.
C. 反应
的平衡常数约为1
D. 图2 中，X 点溶液中存在
【答案】D
【解析】
【分析】由图1
，a 代表H2S，b 代表HS-，c 代表S2-，分别取交点可知
，
，CuS 存在沉淀溶解平衡
，由
，两边取负对数得：
，
与
的曲线斜率是-1，故曲线①代表CuS，同理曲
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线②的斜率为
，代表
，由图2 取（0，10）和（20，0）计算可知，
、
。
【
详
解
】
A．
=
，当pH=10 时，代入得
，A 错误；
B．分布系数
，将
、
代入化简得：
，与选项中分子的
不符，B 错误；
C．反应平衡常数
，
远大于1，C 错误；
D．根据电荷守恒：
，原体系总硫浓度为
，X 点析出
沉淀，部分硫转化为沉淀，因此溶液中总硫满足：
，即
，代入电荷守恒整理得：
，D 正确；
故选D。
二、非选择题(本题共4 小题，共58 分)
15. 叠氮化钠(NaN3)是一种重要的化学分析试剂，已知NaN3 无色无味，微溶于醇、易溶于水，在40℃以上
会发生分解。实验室模仿工业“亚硝酸甲酯-水合肼法”制备NaN3，装置如图所示。
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操作步骤如下：
步骤1：浓硫酸滴加到NaNO2 的甲醇溶液中，加热；
步骤2：生成的亚硝酸甲酯(CH3ONO)蒸气通入水合肼
的烧碱溶液中，通过电磁加热器加热，
生成叠氮化钠；
步骤3：减压蒸馏，回收甲醇；
步骤4：蒸馏后所得母液冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到叠氮化钠。
回答下列问题：
（1）仪器a 的名称为______________。写出装置A 中生成CH3ONO 的化学方程式：
________________________________________。
（2）装置B 反应结束后需采用减压蒸馏回收甲醇，不宜直接蒸馏的原因是
____________________________________________________；减压蒸馏中使用毛细管的优点是
____________________________________________________________________。
（3）利用量气法可有效测定产品的纯度，装置如图所示。
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向m g 样品中滴加足量的次氯酸钠碱性溶液(杂质不参与生成气体的反应)，测得生成标准状况下V mL N₂。
该产品的纯度(质量分数)为______________(用含m、V 的表达式表示)。该实验使用恒压滴液漏斗的优点
是____________________________________。实验结束后，下列操作会导致最终测得的结果偏大的是
_______(填序号)。
①读取初始体积时，量气管中的液面低于水准管中的液面
②实验前未将装置内的空气排出
③读取最终体积时仰视读数
【答案】（1）
①.
圆底烧瓶
②.
（2）
①.
叠氮化钠在40℃以上会发生分解，减压蒸馏可降低甲醇的沸点，避免叠氮化钠分解
②.
提供气化中心，使蒸馏平稳，防止液体暴沸
（3）
①.
②.
平衡装置内外压强，使液体顺利滴下，且能消除滴加液体对测定气体体积的影响
③. ①③
【解析】
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【分析】浓硫酸滴加到
的甲醇溶液中加热，发生反应：
，生成的亚硝酸甲酯(
)蒸气
通入到水合肼(
)的烧碱溶液中，发生反应：
，反应完毕后，回收甲醇需要减压蒸馏，因
为叠氮化钠40℃以上会发生分解，减压蒸馏可降低甲醇的沸点，避免叠氮化钠分解，蒸馏后所得母液，冷
却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到叠氮化钠。
【小问1 详解】
由图可知，仪器a 为圆底烧瓶；装置A 中甲醇与
和
反应，生成
和水，
化学方程式为：
；
【小问2 详解】
叠氮化钠40℃以上会发生分解，减压蒸馏可降低甲醇的沸点，避免叠氮化钠分解；毛细管的作用是：提供
气化中心，使蒸馏平稳，防止液体过热而产生暴沸现象；
【小问3 详解】
反应中
中的
全部转化为
，关系式为
，标准状况下
，则
，
，质量分数为
；漏斗和反应体系连通，平衡压强，使液体能够顺利滴下，同时避免滴加
液体时占据反应装置内体积导致气体排出，引起气体体积测量误差；①初始读数时量气管液面低于水准管，
说明初始时量气管内气体压强大于大气压，初始气体体积读数偏小，最终计算得到的气体体积差偏大，结
果偏大；②实验前装置内的空气不会被后续生成的氮气额外排出，最终体积差仅由反应生成的
贡献，
对结果无影响；③读取最终体积时仰视读数，会使读取的量气管最终示数偏大，气体体积差偏大，结果
偏大；故选①③。
16. 以钴铜矿[主要成分为
另含少量SiO2 及含砷化合物]制备锂电池
正极原料Co3O4，生产流程如图所示。
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已知：①铜萃取原理为
有机溶剂RH 密度比水小；
②沉钴所得固体为CoC2O4；
③Co3O4 也称钴酸亚钴，化学式也可写为Co(CoO2) 2。
（1）CoOOH 中钴离子的基态电子排布式为________。
（2）“酸浸”液中钴以Co2+形式存在，则“酸浸”液中的金属阳离子还有_________。适当升高温度可加
快酸浸速率，但温度过高时钴的浸出率明显降低，可能的原因是____________________________________。
（3）实验室用分液漏斗模拟“萃取除铜”，加入萃取剂，充分振荡、静置后，分离出含铜有机溶剂的具体
实验操作为____________________________________。
（4）“除铁”过程中，溶液中的
及部分
转化为FeAsO4 沉淀，写出该反应的离子方程式：
__________________________________________________________。
（5）“焙烧”过程中，若氧气不足会产生CO 而污染空气，当产物中n(CO)：n(CO2)为1：2 时，其原因为
____________________________________(用方程式表示)。
（6）
的一种晶胞结构属于立方晶胞，晶胞中
分别占据
形成的两种不同空隙(均未占满)，
两个
中有一个占据如图所示的位置，请在图中用“△”符号标出另一个
的位置________。
【答案】（1）
（2）
①.
②. 温度过高，
的溶解度减小，
逸出，还原剂浓度下降，导致钴的
浸出率降低
（3）先打开分液漏斗上口玻璃塞，再打开活塞从下口放出下层水相，待两相界面到达活塞处时关闭活塞，
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再将上层含铜有机相从上口倒出
（4）
（5）
（6）
【解析】
【分析】钴铜矿经粉碎增大接触面积后，加入稀硫酸和
酸浸：
作为还原剂将
中+3 价Co
还原为
，同时
、
分别与酸反应溶解，
形成废渣除去；后续依次通过有机
溶剂RH 萃取分离
得到
，加入
将
氧化后生成
、
沉淀除铁，再
加
沉钴得到
，最后焙烧草酸钴得到目标产物
。
【小问1 详解】
中O 为-2 价、H 为+1 价，可算出Co 为+3 价；Co 的原子序数为27，基态Co 原子电子排布为
，失去3 个电子后，
的基态电子排布式为
。
【小问2 详解】
酸浸时
与酸反应生成
，
与酸反应生成
，
会被
还原为
，因此
体系中除
外还存在
。酸浸需要
将+3 价Co 还原为
，气体的溶解度随温度升高显
著降低，温度过高时
大量逸出，还原剂浓度下降，导致钴的浸出率降低。
【小问3 详解】
已知萃取剂RH 密度比水小，因此含铜的有机相位于分液漏斗上层；分液操作必须遵循“下层液体下口放，
上层液体上口倒”的原则，避免上下层液体交叉污染，分离出含铜有机溶剂的具体实验操作为：先打开分液
漏斗上口玻璃塞，再打开活塞从下口放出下层水相，待两相界面到达活塞处时关闭活塞，再将上层含铜有
机相从上口倒出。
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【小问4 详解】
沉淀中的
元素由
中的+3 价升高到+5 价，
元素由+2 价升高到+3 价，每生成1 个
时，共失去
个电子；氯酸根中的氯由+5 价降低到−1 价，每个
得到6 个电子，
根据得失电子守恒，
系数为2，
系数为1，再根据原子守恒、电荷守恒配平，可得到离子方
程式：
。
【小问5 详解】
氧气不足时，草酸钴中的碳不能全部氧化为二氧化碳，会同时生成一氧化碳，当产物中
为
1：2 时，反应的化学方程式为：
。
【小问6 详解】
氧离子形成面心立方排列，
可形成四面体空隙和八面体空隙，由题意知，晶胞中
分别占据
形
成的两种不同空隙，图中黑球占据
形成的八面体空隙，则另一个
应占据四面体空隙，在
围成
的四面体空隙中标出“△”，结果如下：
。
17. 化合物K 是一种化疗药物的活性成分，一种以甲苯为原料的合成路线如图所示(部分反应试剂和条件已
省略)。
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（1）D 的化学名称是________________，K 中含氧官能团的名称为________________。
（2）写出A→B 转化的试剂和反应条件：___________________，
（3）G→H 的反应类型是___________________。
（4）J→K 转化过程中，
中①号N 原子的碱性强于②号N 原子，但是在与酯基反应时形成酰胺
的却是②号N 原子，原因可能是
_________________________________________________________________________。
（5）X 是F 的同分异构体，则同时满足下列条件的X 的结构有_________种(不考虑立体异构)。
①遇氯化铁溶液发生显色反应②分子结构中含有酯基③苯环上只有两个取代基④含有手性碳原子
（6）氨基具有较强的还原性。参照上述合成路线，以
和甲醇为原料，一种合成
的
路线如下：
①写出M 的结构简式：__________________。
②步骤Ⅰ与步骤Ⅱ顺序不能互换，原因是____________________________________。
【答案】（1）
①. 2-羟基苯甲酸（或邻羟基苯甲酸、水杨酸）
②. 醚键、酰胺基
（2）氯气（
），氯化铁（
）作催化剂，常温、避光
（3）还原反应
（4）①号氮原子与三个碳原子相连，没有
键，不能形成通常的酰胺基；②号氮原
子属于氨基，能与酯基反应形成酰胺基
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（5）3
（6）
①.
②. 若先发生步骤Ⅱ，将硝基还原为氨基，在步骤Ⅰ的浓硫
酸、加热条件下氨基会发生副反应，无法顺利酯化
【解析】
【分析】由有机物的转化关系可知，氯化铁作催化剂时，A 与氯气发生苯环上的取代反应，结合D 中羧基、
羟基的邻位关系，可确定B 为
；B 与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应，将甲基氧化为羧基，则C
为
；C 在氢氧化钠溶液中加热发生水解反应，酸化后生成D，浓硫酸作用下，D 与甲醇加热
发生酯化反应生成E；氯化铁作催化剂时，E 与氯气发生取代反应生成F；浓硫酸作用下，F 与浓硝酸发生
硝化反应生成G；G 在铁、盐酸作用下发生还原反应，将硝基转化为氨基，则H 为
；H 与
氯乙酰氯发生取代反应，再经分子内取代关环生成I；I 经甲基化生成J；J 中的酯基与图示氨基发生取代反
应，形成酰胺基，得到K。
【小问1 详解】
D 的苯环上连有羧基，羟基位于羧基邻位，名称为2-羟基苯甲酸，又称水杨酸，K 中的两个羰基均与氮原
子直接相连，属于酰胺基；环内氧原子连接两个碳原子，构成醚键；
【小问2 详解】
A→B 为苯环上的氯代反应，应使用
，以
作催化剂，常温、避光，以避免光照引发甲基上的氯代；
【小问3 详解】
G 中的硝基在铁、盐酸作用下转化为氨基，属于还原反应；
【小问4 详解】
①号氮原子属于叔胺氮，虽碱性较强，但没有
键，不能与酯基形成通常的酰胺基；②号氮原子上的氨
基可与酯基发生取代反应，形成酰胺基，碱性强弱不能直接决定能否形成酰胺基；
【小问5 详解】
F 的分子式为
，显色反应要求存在酚羟基，另两个氧原子组成酯基；苯环之外只剩两个碳原子，
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含手性碳的侧链只能采用下列连接方式，三种结构分别对应酚羟基与该侧链处于邻位、间位、对位：
，侧链上与苯环相连的碳原子分别连接氢原
子、氯原子、苯环和甲酸酯基团，四个基团不同，是手性碳原子，其余酯基连接方式不含手性碳，因此共
种；
【小问6 详解】
①步骤Ⅰ将羧基与甲醇酯化，步骤Ⅱ将硝基还原为氨基，故M 为邻氨基苯乙酸甲酯，其结构为
；邻位氨基与酯基可进一步发生分子内反应，形成目标五元环酰胺；
②若先发生步骤Ⅱ，将硝基还原为氨基，在步骤Ⅰ的浓硫酸、加热条件下氨基会发生副反应，无法顺利酯
化，所以步骤Ⅰ与步骤Ⅱ顺序不能互换。
18. 我国力争2030 年前完成“碳达峰”，2060 年前实现“碳中和”，二氧化碳资源化利用备受关注。二氧
化碳加氢技术是连接“高碳”现状与“零碳”未来之间的桥梁，为化石能源的清洁化利用提供了过渡方案，
甲醇、乙烯等基础化工原料是二氧化碳加氢转化的主要产品。
I．
催化加氢可合成甲醇，主要发生下列反应：
i．
ii．
iii．
（1）
__________
=________(用含
、
的代数式表示)。
（2）在恒温(T>373 K)恒容条件下，将一定量的
、
通入密闭容器中(含催化剂)，发生上述反应i、
ii、iii。下列能说明该反应体系已达到平衡状态的是________(填标号)。
A.
B.
的转化率不变
C. 混合气体的密度不变
D. 混合气体的平均相对分子质量不变
（3）将
和
按物质的量之比1：3 通入密闭容器中发生反应i 和反应ii(忽略反应iii)，分别在1 MPa
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、3 MPa、5 MPa 下，测得
在不同温度下的平衡转化率(
)和生成
、CO 的选择性(S)(选择性
为目标产物在含碳产物中的比值)的变化如图所示。
①代表5 MPa 下
随温度变化趋势的是曲线____________(填“a”“b”或“c”)。
②随着温度的升高，a、b、c 三条曲线接近重合的原因是___________________________。
③P 点对应反应ii 的压强平衡常数
为_________(列出计算式即可)。
Ⅱ．电化学法还原二氧化碳制备乙烯的原理如图所示。
（4）若电解后溶液pH 基本不变，则阴极电极反应式为_________________________。
【答案】（1）
①. -99.8
②.
（2）BD
（3）
①. a
②. 温度升高到一定程度时，反应以反应ii 为主，该反应前后气体体积不变，改变压强
对其平衡没有影响
③.
（4）
【解析】
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【小问1 详解】
由盖斯定律可知，反应i-反应ii=反应iii，则反应
，
反应iii 的平衡常数为：K3=
；
【小问2 详解】
A．
不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应体系是否达到平衡，A 错误；
B．二氧化碳的转化率不变说明正逆反应速率相等，反应体系已达到平衡，B 正确；
C．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则混合
气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应体系是否达到平衡，C 错误；
D．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，反应i、反应iii 是气体体积减小的反应，反应ii 是气
体体积不变的反应，反应中混合气体的平均相对分子质量增大，则混合气体的平均相对分子质量不变说明
正逆反应速率相等，反应体系已达到平衡，D 正确；
故答案选BD；
【小问3 详解】
①反应i 是气体体积减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，
反应ii 是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，二氧化碳的转化率不变，则曲线a 表示5 MPa 下
二氧化碳转化率随温度变化趋势；
②反应i 是气体体积减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，
反应ii 是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，二氧化碳的转化率不变，则随着温度的升高，a、
b、c 三条曲线接近重合说明温度升高到一定程度时，反应以反应ii 为主；
③设起始二氧化碳、氢气的物质的量分别为1 mol、3 mol，由图可知，P 点时压强为3 MPa，二氧化碳的转
化率为20%，甲醇和一氧化碳的选择性都为50%，则平衡时，二氧化碳的物质的量为：1 mol-1 mol×20%
=0.8 mol，甲醇和一氧化碳的物质的量都为：1 mol×20%×50%=0.1 mol，由方程式可知，氢气的物质的量为：
3 mol-0.1 mol×3-0.1 mol =2.6 mol，水蒸气的物质的量为：0.1 mol+0.1 mol=0.2 mol，则反应ii 的压强平衡常
数为：Kp =
=
；
【小问4 详解】
由图可知，电极A 为电解池的阴极，水分子作用下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯和碳酸
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氢根离子，电极反应式为：
，电极B 为阳极，水分子在阳极失去电
子发生氧化反应生成氧气和氢离子，放电生成的氢离子与溶液中的碳酸氢根离子反应生成二氧化碳和水，
阴极放电生成的碳酸氢根离子通过阴离子交换膜进入阳极区，所以电解过程中溶液中的碳酸氢钠的浓度保
持不变，电解后溶液pH 基本不变。
