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综合检测卷(三)
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45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“天宫”空间站运用的“黑科技”很多，下列对所涉及物质的性质描述错误的是(　　)
A.被誉为“百变金刚”的太空机械臂主要成分为铝合金，其强度大于纯铝
B.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
C.核心舱配置的离子推进器以氙和氩气作为推进剂，氙和氩气均属于稀有气体
D.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
答案　D
解析　Si是良好的半导体材料，柔性太阳能板使用了国产新型高纯度单质Si，其性质稳定，是优良的光电材料，D错误。
2.下列化学用语或图示正确的是(　　)
A.激发态H原子的轨道表示式：
B.邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图：
C.基态As原子的简化电子排布式为[Ar]4s24p3
D.CN-的电子式为
答案　D
解析　K能层只有1个能级1s，不存在1p能级，H原子1s能级上的电子可以跃迁到L能层的s能级或p能级上，故A错误；邻羟基苯甲醛分子中羟基和醛基能形成分子内氢键，氢键示意图为，故B错误；基态As原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p3，故C错误。
3.(2024·河北模拟预测)下列关于化学实验的说法错误的是(　　)
A.苯酚沾到皮肤上时，立即用乙醇冲洗，再用水冲洗
B.屠呦呦用乙醚提取青蒿素采用了萃取的原理
C.某溶液中滴加AgNO3溶液时生成白色沉淀，则该溶液中含有Cl-
D.用NaOH标准溶液滴定盐酸，以酚酞溶液做指示剂，终点时溶液变为粉红色
答案　C
解析　苯酚易溶于乙醇，不慎沾到皮肤上，为防止对皮肤造成伤害，应立即用乙醇冲洗，再用水冲洗，故A正确；溶液中若含有硫酸根离子、碳酸根离子加入硝酸银后也会生成白色沉淀，不能说明溶液中含有Cl-，故C错误；以酚酞溶液为指示剂，遇碱溶液变红，用NaOH标准溶液滴定盐酸，滴定终点时，溶液颜色由无色变为粉红色，故D正确。
4.利用下列装置和试剂进行实验，不能达到实验目的的是(　　)
A.制备并收集NO气体 B.验证非金属性：S>C>Si C.除去Cl2中的HCl并干燥 D.量取9.5 mL液体
答案　D
解析　量取9.5 mL液体，应该用规格为10 mL的量筒，D不能达到实验目的。
5.(2024·沈阳模拟)下列离子方程式书写正确的是(　　)
A.将FeSO4溶液与氨水 NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀：Fe2＋===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O
B.FeCl3溶液中通入过量的H2S气体：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋
C.向明矾溶液中滴加氢氧化钡至沉淀质量最大：2Al3＋＋3Ba2＋＋6OH-===3BaSO4↓＋2Al(OH)3↓
D.邻羟基苯甲醛中加入足量浓溴水：＋2Br2―→↓＋2H＋＋2Br-
答案　B
解析　FeSO4溶液与氨水、NH4HCO3反应，生成FeCO3沉淀，离子方程式为Fe2＋＋NH3·H2O=== FeCO3↓＋H2O，故A错误；向明矾溶液中滴加氢氧化钡至沉淀质量最大时，产生的沉淀只有硫酸钡沉淀，反应的离子方程式为Al3＋＋＋2Ba2＋＋4OH-===2BaSO4↓＋[Al(OH)4]-，故C错误；醛基具有还原性，能被溴水氧化，邻羟基苯甲醛中加入足量浓溴水发生反应的离子方程式为＋3Br2＋H2O―→↓＋4H＋＋4Br-，故D错误。
6.下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是(　　)
A.H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变
B.2NO2(g)N2O4(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变
C.CaCO3(s)CO2(g)＋CaO(s)，恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变
D.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1
答案　D
解析　H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)在恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变，说明溴单质的浓度不再变化，达到了平衡，选项A不符合题意；2NO2(g)N2O4(g)是反应前后气体体积减小的反应，当恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变，达到了平衡，选项B不符合题意；CaCO3(s)CO2(g)＋CaO(s)在恒温、恒容下，反应体系中气体的密度等于气体质量和体积的比值，质量变化，体积不变，所以密度变化，当气体密度保持不变的状态是平衡状态，选项C不符合题意；3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1，不能证明正、逆速率相等，不一定是平衡状态，选项D符合题意。
7.(2023·广东佛山模拟)对乙酰氨基酚是一种用于治疗疼痛与发热的药物，可用于缓解轻度至中度的疼痛，其结构如图所示。基于结构视角，下列说法正确的是(　　)
A.所有C原子的杂化方式均相同
B.所含元素的第一电离能：O>N>C
C.该分子能与水形成分子间氢键
D.基态O原子的价层电子轨道表示式：2s22p4
答案　C
解析　苯环和羰基上的C原子杂化方式为sp2杂化，甲基上的C原子杂化方式为sp3杂化，A错误；同周期元素从左往右第一电离能呈增大趋势，N原子的核外价层电子排布为半充满，第一电离能大于O，故所含元素的第一电离能：N>O>C，B错误；该分子中含羟基，能与水分子之间形成氢键，C正确；基态O原子的价层电子排布式：2s22p4，D错误。
8.(2024·安徽芜湖模拟预测)二氧化碳选择性加氢制甲醇是解决温室效应、发展绿色能源和实现经济可持续发展的重要途径之一。常温常压下利用铜基催化剂实现单个二氧化碳选择性加氢制甲醇的反应机理和能量变化图如下(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)，下列说法正确的是(　　)
A.CO2→HCOO*过程中有非极性键的断裂与形成
B.二氧化碳制甲醇过程原子利用率为100%
C.该历程的决速步反应为HCOO*＋4H*―→CH3O*＋H2O
D.总反应的焓变ΔH约为-1.20 eV·mol-1
答案　C
解析　由能量变化图知，CO2→HCOO*过程中涉及到碳氧极性键的断裂和碳氢键的形成，故A错误；该反应的反应物是二氧化碳和氢气，生成物是甲醇和水，总反应为CO2＋3H2CH3OH＋H2O，因此二氧化碳制甲醇过程原子利用率不是100%，故B错误；由能量变化图知，HCOO*＋4H*―→CH3O*＋H2O的活化能最大，反应速率最慢，因此HCOO*＋4H*―→CH3O*＋H2O是该历程的决速步，故C正确；由能量变化图知，反应物的相对总能量为0，生成物的相对总能量为-1.20 eV(单个二氧化碳分子)，故总反应的焓变ΔH约为-1.20NA eV·mol-1，故D错误。
9.某同学做浓度对化学反应速率的影响的实验时，将3支试管分别编号为①②③，实验结束后记录的数据如下表所示：
试管编号 加3%Na2S2O3溶液 加H2O 加H2SO4溶液 出现浑浊的时间
① 3 mL 3 mL 5滴 33 s
② a mL 2 mL 5滴 28 s
③ 5 mL b mL 5滴 16 s
下列叙述不正确的是(　　)
A.反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O
B.Na2S2O3的浓度越大，反应速率越快
C.a＝4
D.b＝2
答案　D
解析　在其他条件不变时，反应物的浓度越大，反应速率越快，B正确；该实验是研究浓度对化学反应速率的影响，根据①可知，3%Na2S2O3溶液与所加水的总体积为6 mL，则a＝4，b＝1，C正确、D错误。
10.(2024·广西玉林一模)下列实验探究方案不能达到探究目的的是(　　)
选项 探究方案 探究目的
A 将新鲜菠菜剪碎、研磨、溶解、过滤，向滤液中加入少量稀硝酸，再滴加几滴KSCN溶液，观察现象 检验菠菜中是否含有铁元素
B 常温下，向10 mL 0.1 mol·L-1AgNO3溶液中滴加5滴0.1 mol·L-1NaCl溶液，充分反应后，再滴加5滴0.1 mol·L-1KI溶液，观察沉淀颜色变化 Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
C 常温下，用pH计测量0.1 mol·L-1NaClO溶液的pH 若pH>7，说明HClO是弱酸
D 向饱和(NH4)2SO4溶液中，加入几滴鸡蛋清溶液，振荡；再加入蒸馏水，振荡观察现象 探究蛋白质的盐析过程是否可逆
答案　B
解析　将新鲜菠菜剪碎、研磨、溶解，过滤，向滤液中加入少量稀硝酸，再滴加几滴KSCN溶液，若溶液变红，说明菠菜中含有铁元素，A正确；AgNO3过量，加入0.1 mol·L-1KI，剩余的AgNO3与KI反应生成AgI黄色沉淀，没有发生沉淀转化，无法比较Ksp(AgCl)、Ksp(AgI)的大小，B不正确；常温下，用pH计测量0.1 mol·L-1NaClO溶液的pH>7，说明次氯酸根离子水解使溶液呈碱性，则说明HClO是弱酸，C正确；轻金属盐的浓溶液能使蛋白质溶液发生盐析，向(NH4)2SO4饱和溶液中，加入几滴鸡蛋清溶液，振荡，出现沉淀，再加入蒸馏水，振荡，沉淀溶解，证明蛋白质的盐析过程是可逆的，D正确。
11.(2024·广西模拟预测)合成某种脱氢催化剂的主要成分之一为立方ZnO，其晶胞结构如图，已知晶体密度为ρ g·cm-3，a的分数坐标为(0，0，0)，设阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是(　　)
A.与O2-最近的O2-有12个
B.若以Zn2＋为顶点重新取晶胞，O2-位于晶胞的面心和体心
C.Zn2＋之间的最短距离为××107 nm
D.b的分数坐标为(，，)
答案　B
解析　若以Zn2＋为顶点重新取晶胞，根据均摊法，一个晶胞中Zn2＋个数8×＝1个，若O2-位于晶胞的面心和体心个数为6×＋1＝4，Zn2＋和O2-个数比不是1∶1，故B错误；Zn2＋之间的最短距离是晶胞面对角线长的，该晶胞含有O2-：8×＋6×＝4个，晶胞的边长为×107nm，晶胞面对角线长为××107nm，Zn2＋之间的最短距离为××107 nm，故C正确。
12.(2024·广东模拟预测)我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置(如图所示)。闭合K2、断开K1时，制氢并储能；断开K2、闭合K1时，供电。已知Zn(OH)2与Al(OH)3的性质相似。下列说法正确的是(　　)
A.制氢时，太阳能不能直接转化为化学能
B.制氢时，每产生5 mol H2，X电极的质量增加10 g
C.供电时，Zn电极发生的反应为Zn-2e-＋2OH-===Zn(OH)2
D.供电时，电子流向为X电极→用电器→Zn电极
答案　A
解析　闭合K2、断开K1时，制氢并储能，构成电解池，Pt电极发生还原反应，为阴极，X电极发生氧化反应，为阳极；断开K2、闭合K1时，构成原电池，X电极发生还原反应，为正极，Zn电极发生氧化反应，为负极。制氢时，太阳能转化为电能，电能再转化为化学能，A正确；制氢时，构成的是电解池，铂电极发生的电极反应式为2H2O＋2e-===2OH-＋H2↑，每生成1 mol H2，转移2 mol电子，X电极为阳极，反应式为Ni(OH)2-e-＋OH-===NiOOH＋H2O，每生成5 mol H2，转移10 mol电子，由~~~知，X电极的质量减小10 g，B错误；供电时，Zn电极发生氧化反应，发生反应：Zn-2e-＋4OH-=== [Zn(OH)4]2-，C错误；供电时，X电极发生还原反应，为正极，Zn电极发生氧化反应，为负极，故电子流向为Zn电极→用电器→X电极，D错误。
13.(2024·河北模拟预测)芳烃及其衍生物在AlCl3存在下可发生氯甲基化反应，例如：
下列说法错误的是(　　)
A.物质Ⅰ和Ⅲ均能与H2发生加成反应
B.物质Ⅱ可在NaOH水溶液中发生取代反应
C.物质Ⅲ中有3种含氧官能团
D.物质Ⅳ可由脂肪发生水解反应制得
答案　D
解析　物质Ⅰ和Ⅲ中均含有醛基和苯环，故均能与H2发生加成反应，A正确；物质Ⅱ含有C—Cl，故可在NaOH水溶液中发生取代反应，B正确；物质Ⅲ中有硝基、醛基、(酚)羟基，共3种含氧官能团，C正确；已知脂肪是高级脂肪酸甘油酯，脂肪发生水解生成高级脂肪酸盐和甘油(丙三醇)，而不是甲醇，D错误。
14.(2025·广东月考)CO2催化重整CH4的反应：(Ⅰ)CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1
主要副反应：(Ⅱ)H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2>0
(Ⅲ)4H2(g)＋CO2(g)CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH3<0。
在恒容反应器中按n(CH4)∶n(CO2)＝1∶1充入气体，加入催化剂，测得反应器中平衡时各物质的体积分数与温度的关系如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.ΔH1＝2ΔH2＋ΔH3
B.其他条件不变，适当增大压强，CH4(g)平衡转化率降低
C.600~900 ℃时，H2O的体积分数不断减小，是由于反应Ⅲ生成H2O的量小于反应Ⅱ消耗的量
D.T ℃时，在2.0 L容器中加入2 mol CH4、2 mol CO2以及催化剂进行重整反应，测得CO2的平衡转化率为75%，则反应Ⅰ的平衡常数等于81
答案　B
解析　由盖斯定律可知，反应Ⅱ×2-反应Ⅲ＝反应Ⅰ，则ΔH1＝2ΔH2-ΔH3，故A错误；反应Ⅰ是气体体积增大的反应，其他条件不变，适当增大压强，平衡向逆反应方向移动，甲烷平衡转化率降低，故B正确；反应Ⅱ是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，水的体积分数增大，反应Ⅲ是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，水的体积分数减小，则600~900 ℃时，水的体积分数不断减小，是由于反应Ⅱ生成水的量小于反应Ⅲ消耗的量，故C错误；起始甲烷和二氧化碳的浓度都为1 mol·L-1，若只发生主反应，二氧化碳的平衡转化率为75%时，甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氢气的平衡浓度分别为0.25 mol·L-1、0.25 mol·L-1、1.5 mol·L-1、1.5 mol·L-1，则主反应的平衡常数K＝＝81，由化学方程式可知，由于副反应Ⅲ中消耗的氢气的量比二氧化碳多的多，所以主反应的平衡常数K小于81，故D错误。
15.向AgBr饱和溶液(有足量AgBr固体)中滴加Na2S2O3溶液，发生反应：Ag＋＋S2[Ag(S2O3)]-和[Ag(S2O3)]-＋S2[Ag(S2O3)2]3-，pM、pN与lg c(S2)的关系如图所示。其中M代表c(Ag＋)或c(Br-)，N代表或。下列说法错误的是(　　)
A.L1表示随lg c(S2)的变化关系
B.AgBr的Ksp＝c(Ag＋)·c(Br-)＝10-12.2
C.AgBr＋2S2===[Ag＋Br-的平衡常数为10-1.2
D.c(S2)＝0.001 mol·L-1时，溶液中c(Br-)>c{[Ag(S2O3)2]3-}>c{[Ag(S2O3)]-}
答案　C
解析　溴化银饱和溶液中溴离子浓度和银离子浓度相等，向饱和溶液中滴加硫代硫酸钠溶液时，溶液中银离子浓度减小、溴离子浓度增大，则b点所在曲线表示pc(Ag＋)与lg c(S2)的关系、d点所在曲线表示pc(Br-)与lg c(S2)的关系；溴化银与硫代硫酸钠溶液开始反应时，溴化银主要转化为[Ag(S2O3)]-，溶液中小于，则直线L1表示随lg c(S2)变化的关系、直线L2表示随lg c(S2)的关系，A正确；由图可知，溶液中硫代硫酸根离子浓度为10-4.6 mol·L-1时，溶液中溴离子和银离子浓度分别为10-3.85 mol·L-1、10-8.35 mol·L-1，则溴化银的溶度积常数Ksp＝c(Ag＋)·c(Br-)＝10-12.2，B正确；由图可知，溶液中硫代硫酸根离子浓度为10-4.6 mol·L-1时，溶液中溴离子和银离子浓度分别为10-3.85 mol·L-1、10-8.35 mol·L-1，为10-4.2，[Ag(S2O3)2]3-的浓度为 mol·L-1，AgBr＋2S2[Ag＋Br-的平衡常数为＝101.2 ，故C错误；由图可知，硫代硫酸根离子浓度为0.001 mol·L-1时，溶液中溴离子浓度最大，>，则溶液中cc{[Ag(S2O3)2]3-}> c{[Ag(S2O3)]-}，故D正确。
二、非选择题(本题包括4小题，共55分)
16.(15分)(2024·济南模拟预测)三氯化铬(CrCl3)是常用的媒染剂和催化剂，易潮解，易升华，高温下易被氧气氧化。某化学小组用Cr2O3和CCl4(沸点为76.8 ℃)在高温下制备无水CrCl3，同时生成COCl2气体，实验装置如图所示。
已知：COCl2气体有毒，遇水发生水解产生两种酸性气体。
回答下列问题：
(1)实验装置合理的连接顺序为a→i→j→　　　　　(填仪器接口字母标号，部分仪器可重复使用)。
(2)实验开始时，先加热装置A，仪器M中生成一种无毒气体，发生反应的化学方程式为　　　　　。在实验过程中需要持续通入M中产生的气体，其作用是　　　　　。
(3)实验过程中为了形成稳定的CCl4气流，对E装置加热的最佳方式是　　　　　，装置E中长颈漏斗的作用是　　　　　。
(4)从实验安全的角度考虑，图示装置中存在的缺陷是　　　　　。
(5)为了进一步探究CrCl3的化学性质，某同学取试管若干支，分别加入10滴0.1 mol·L-1CrCl3溶液，并用4滴2 mol·L-1H2SO4溶液酸化，再分别加入不同滴数的0.1 mol·L-1KMnO4溶液，并在不同的温度下进行实验，反应现象记录于下表中。
KMnO4的用量(滴数) 在不同温度下的反应现象
25 ℃ 90~100 ℃
1 紫红色 蓝绿色溶液
2~9 紫红色 黄绿色溶液，且随KMnO4滴数增加，黄色成分增多
10 紫红色 澄清的橙黄色溶液
11~23 紫红色 橙黄色溶液，有棕褐色沉淀，且随KMnO4滴数增加，沉淀增多
24~25 紫红色 紫红色溶液，有较多的棕褐色沉淀
①CrCl3与KMnO4在常温下反应，观察不到含Cr2的溶液的橙色，必须将反应液加热至沸腾4~5 min后，才能观察到反应液由紫红色逐渐变为橙黄色的实验现象，可能的原因是　　　　　。
②对表中数据进行分析，在上述反应条件下，欲将Cr3＋氧化为Cr2，CrCl3与KMnO4最佳用量比为　　　　　。这与由反应10Cr3＋＋6Mn＋11H2O5Cr2＋6Mn2＋＋22H＋所推断得到的用量比不符，推测可能的原因是　　　　　。
答案　(1)g→h→b→c→d→e→i→j→f
(2)NH4Cl＋NaNO2NaCl＋N2↑＋2H2O　排尽装置内的空气，防止CrCl3在高温下被O2氧化，同时将四氯化碳吹入石英管中和Cr2O3反应生成CrCl3(或吹出生成的CrCl3和COCl2)
(3)(76.8 ℃以上)水浴加热　平衡压强(或调节气体的流速、检查后面装置是否堵塞)
(4)升华的CrCl3易凝华，堵塞导管(或连接B、C装置的导管过细)
(5)①反应的活化能较高需要较高温度反应才能进行，(或常温下反应速率较慢，氯离子参与反应使得生成的C2较少同时降低了氢离子浓度使生成的产物以Cr形式存在)　②1∶1　高锰酸根离子和溶液中氯离子发生了氧化还原反应
解析　(5)②由表可知，当KMnO4溶液的用量为10滴时，恰好得到澄清的橙黄色溶液，即将Cr3＋氧化为Cr2，CrCl3与KMnO4最佳用量比为1∶1；反应10Cr3＋＋6Mn＋11H2O5Cr2＋6Mn2＋＋22H＋中推测Cr3＋和KMnO4用量比为5∶3，实际为1∶1，是因为高锰酸根离子和溶液中氯离子发生了氧化还原反应，使得KMnO4用量比理论上更多。
17.(13分)(2024·沈阳一模)马日夫盐[Mn·2H2O]是一种用于机械设备的防锈磷化剂，工业上利用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量硅、铁、铝等的氧化物)为主要原料，联合处理含SO2的烟气并制备马日夫盐的一种工艺流程如图。请回答下列问题：
已知：①Mn(OH)2不稳定，易被空气氧化；
②有机萃取剂是溶解了一种酸性磷酸酯(表示为H2A2)的磺化煤油，萃取时发生的反应主要为Fe3＋＋3H2A2Fe＋3H＋；
③Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]＝1.0×10-33，Ksp[Mn(OH)2]＝1.0×10-12.8。
(1)若含SO2的烟气中混有空气，不同的浸出时间下，浸出液中Mn2＋、S的浓度和pH测定结果如图，在“浸锰”步骤中，主反应的化学方程式为　　　　　，2h后曲线产生明显差异的原因为　　　　　(用化学方程式表示)。
(2)萃取可分为扩散萃取和动力学萃取两种类型。萃取率随搅拌速度的增加而进一步增加称为扩散萃取，浸出液受化学反应的控制称为动力学萃取。萃取时搅拌速度和溶液pH对金属离子萃取率的影响如图所示。萃取时，应采用的最佳实验条件为　　　　　，pH过大或过小都会降低Fe3＋萃取率，结合平衡移动原理解释其原因是　　　　　。
(3)若浸出液中Mn2＋的浓度为1.0 mol·L-1，则“调pH”的范围为　　　　　(当离子浓度≤1.0×10-6 mol·L-1时认为沉淀完全)。
(4)“沉锰”步骤中为减少副产物Mn(OH)2的生成，正确的操作是将　　　　　溶液缓慢加入　　　　　溶液中，并不断搅拌。
(5)“酸溶”后的操作步骤包括　　　　　、过滤、洗涤、干燥。
答案　(1)MnO2＋SO2===MnSO4　2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4
(2)350~400 rpm，pH＝1　pH小于1时，氢离子浓度过大，反应的平衡逆向移动，萃取率下降，pH过大，Fe3＋水解生成氢氧化铁
(3)5.0≤pH<7.6
(4)碳酸钠　硫酸锰
(5)蒸发浓缩、冷却结晶
解析　“浸锰”过程二氧化硅不溶于稀硫酸，过滤除去，滤渣1为二氧化硅，Mn、Fe、Al以离子形式进入“萃取分液”过程，加入有机萃取剂，除去铁离子，调节水层的pH除去铝离子，滤渣2为氢氧化铝，溶液中主要含有硫酸锰，加入碳酸钠溶液“沉锰”，过滤后再加入磷酸反应，一系列操作后得到Mn·2H2O。(2)萃取时搅拌速度在350~400 rpm时，萃取率最大，溶液pH＝1时，Fe3＋萃取率最大，且Mn2＋不会被萃取；pH小于1时，Fe3＋萃取率下降，从萃取时的反应Fe3＋＋3H2A2Fe＋3H＋可知，氢离子浓度过大，反应的平衡逆向移动，导致Fe3＋萃取率下降，pH过大，氢离子浓度减小，Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋水解平衡正向移动，生成氢氧化铁，且Mn2＋萃取率升高而造成损失。(3)“调pH”的目的是使Al3＋完全沉淀除去，Mn2＋不被沉淀出来，若使Al3＋完全沉淀，则c(OH-)≥ mol·L-1＝10-9 mol·L-1，c(H＋)≤ mol·L-1＝10-5 mol·L-1，pH≥5.0，故Al3＋完全沉淀，Mn2＋不被沉淀出来，c(OH-)< mol·L-1＝，c(H＋)> mol·L-1＝10-7.6 mol·L-1，pH<7.6，Mn2＋不被沉淀出来，则“调pH”的范围为5≤pH<7.6。(4)碳酸钠溶液显碱性，与硫酸锰反应时可能有Mn(OH)2生成，为减少副产物Mn(OH)2的生成，应使混合溶液的pH<7.6，则碳酸钠溶液不能过量，故正确的操作是将碳酸钠溶液缓慢加入硫酸锰溶液中，并不断搅拌。(5)“沉锰”反应后过滤、洗涤，得到的MnCO3固体再加入适量磷酸反应，得Mn溶液，从溶液中得到结晶水化合物的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
18.(11分)当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)CO2与H2反应合成HCOOH，是实现“碳中和”的有效途径。已知：
CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)　ΔH＝　　　　　。
(2)雨水中含有来自大气的CO2，溶于水中的CO2进一步和水反应，发生电离：①CO2(g)CO2(aq)　②CO2(aq)＋H2O(l)H＋(aq)＋HC(aq)。25 ℃时，反应②的平衡常数为K2。溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压＝总压×物质的量分数)，比例系数为x mol·L-1·kPa-1，当大气压强为p kPa，大气中CO2(g)的物质的量分数为y时，溶液中H＋浓度为　　　　　 mol·L-1 (写出表达式，考虑水的电离，忽略HC的电离)
(3)在催化作用下，温度为T1 ℃时，将一定量CO2和H2充入密闭容器中发生如下反应：
主反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)
副反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O (g)　ΔH2＝＋41.2 kJ·mol-1。
①实验测得反应Ⅰ：v正＝k正c(CO2)·c(H2)，v逆＝k逆c(HCOOH) ，k正、k逆为速率常数。lg k与温度的关系如图甲所示，T1 ℃下，图中A、B的纵坐标分别为a-0.7、a-1，则K≈　　　　　(已知10-0.3≈0.5)。
②温度为T2 ℃时，k正＝0.8k逆，则T2　　　　(填“>”“<”或“＝”)T1。
③实验测得平衡时CO2的转化率及HCOOH和CO的选择性(产物的选择性：生成的HCOOH或CO与转化的CO2的比值)随温度变化如图乙所示。
曲线a表示　　　，200~360 ℃，升高温度曲线b对应纵坐标值减小的原因是 　　　　　　　　　　　。
答案　(1)-31.4 kJ·mol-1
(2)
(3)①2　②>　③HCOOH的选择性　升高温度，反应Ⅰ逆向移动程度大于反应Ⅱ正向移动程度
解析　(1)由图可知，热化学方程式为①CO(g)＋H2O(g)HCOOH(g)　ΔH＝-72.6 kJ·mol-1，②CO2(g)CO(g)＋O2(g)　ΔH＝＋283.0 kJ·mol-1，③O2(g)＋H2(g)H2O(g)　ΔH＝-241.8 kJ·mol-1，根据盖斯定律：①＋②＋③计算CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)的焓变ΔH＝-72.6 kJ·mol-1＋(＋283.0 kJ·mol-1)＋(-241.8 kJ·mol-1)＝-31.4 kJ·mol-1。(2)溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压＝总压×物质的量分数)，比例系数为x mol·L-1·kPa-1，当大气压强为p kPa，大气中CO2(g)的物质的量分数为y时，则溶液中CO2的浓度为pxy mol·L-1，根据反应CO2 (aq)＋H2O(l)H＋(aq)＋HC(aq)的平衡常数为K2＝，则溶液中H＋浓度为 mol·L-1。(3)①主反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)是一个放热反应，则降低温度平衡正向移动，图中A表示lg k正、B表示lg k逆，T1 ℃下，平衡时v正＝v逆，k逆c(HCOOH)＝k正c(CO2)·c(H2)，图中A、B的纵坐标分别为a-0.7、a-1，则K＝＝100.3≈2。②温度为T2 ℃时，k正＝0.8k逆，则＝0.8T1 。③由题干信息可知，主反应Ⅰ是放热反应，即升高温度平衡逆向移动，则HCOOH的选择性随温度升高而减小，且相同温度下，CO的选择性和HCOOH的选择性之和为1，曲线a表示HCOOH的选择性，曲线b表示CO2的转化率，曲线c表示CO的选择性，由于主反应Ⅰ是放热反应，副反应Ⅱ是吸热反应，则升高温度反应Ⅰ逆向移动，CO2的转化率减小，而反应Ⅱ正向移动，CO2的平衡转化率增大，200~360 ℃，升高温度，曲线b对应纵坐标值减小的原因是升高温度，反应Ⅰ逆向移动程度大于反应Ⅱ正向移动程度。
19.(16分)(2024·山东淄博模拟)抗肿瘤药物来那度胺(H)的一种合成路线如图：
已知：Ⅰ.R1—COOR2R1CONHR3　R3＝H、烷基、苯基、酰基；
Ⅱ.R—NH2R—NHBocR—NH2　Boc＝叔丁氧羰基，Boc—NHR不与酯基反应。
回答下列问题：
(1)A→B新生成的官能团名称为　　　，B→C反应条件为　　　。
(2)在B的芳香族同分异构体中，符合下列条件的结构简式为　　　(任写1种)。
a.与NaHCO3溶液反应放出CO2气体；
b.不能发生水解反应；
c.含有4种化学环境的氢原子，峰面积之比为3∶2∶2∶2。
(3)E的结构简式为　　　；F→G的化学方程式为　　　　　　　。G→H反应类型为　　　。
(4)用HCl脱去基团Boc时，往往会生成R—NH3Cl。请从物质结构角度分析生成该产物的原因：　　　。
(5)根据上述信息，写出以苯胺和2 氨基戊二酸二甲酯为主要原料制备的合成路线　　。
答案　(1)酯基　Br2(g)、光照
(2)(或或)
(3)　＋NH3＋2CH3OH　还原反应
(4)R—NH2的N原子有孤电子对和H＋形成配位键
(5)
解析　根据反应条件判断A发生酯化反应生成B，B发生取代反应生成C，C发生取代反应成环生成D，结合D结构简式及各物质分子式可知，A为，B为，C为；参考已知Ⅰ及H结构简式，推测F为，发生反应生成G()，G中硝基发生还原转化为氨基；对比D和F结构简式，则E结构简式：。(1)根据分析可知，A→B发生酯化反应，则生成新官能团为酯基；B→C发生苯环侧链甲基上的H原子被取代，反应条件为光照、Br2(g)。
(2)在B的芳香族同分异构体中，符合下列条件：与NaHCO3溶液反应放出CO2气体，说明含官能团羧基；不能发生水解反应，说明无酯基；含有4种化学环境的氢原子，峰面积之比为3∶2∶2∶2，说明为对称结构，则符合要求的结构简式：或或。(3)G→H苯环上硝基被还原转化为氨基，发生还原反应。(4)R—NH2中的N原子有孤电子对和H＋形成配位键，从而导致用HCl脱去基团Boc时，往往会生成R—NH3Cl。综合检测卷(三)
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45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“天宫”空间站运用的“黑科技”很多，下列对所涉及物质的性质描述错误的是(　　)
A.被誉为“百变金刚”的太空机械臂主要成分为铝合金，其强度大于纯铝
B.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
C.核心舱配置的离子推进器以氙和氩气作为推进剂，氙和氩气均属于稀有气体
D.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
2.下列化学用语或图示正确的是(　　)
A.激发态H原子的轨道表示式：
B.邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图：
C.基态As原子的简化电子排布式为[Ar]4s24p3
D.CN-的电子式为
3.(2024·河北模拟预测)下列关于化学实验的说法错误的是(　　)
A.苯酚沾到皮肤上时，立即用乙醇冲洗，再用水冲洗
B.屠呦呦用乙醚提取青蒿素采用了萃取的原理
C.某溶液中滴加AgNO3溶液时生成白色沉淀，则该溶液中含有Cl-
D.用NaOH标准溶液滴定盐酸，以酚酞溶液做指示剂，终点时溶液变为粉红色
4.利用下列装置和试剂进行实验，不能达到实验目的的是(　　)
A.制备并收集NO气体 B.验证非金属性：S>C>Si C.除去Cl2中的HCl并干燥 D.量取9.5 mL液体
5.(2024·沈阳模拟)下列离子方程式书写正确的是(　　)
A.将FeSO4溶液与氨水 NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀：Fe2＋===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O
B.FeCl3溶液中通入过量的H2S气体：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋
C.向明矾溶液中滴加氢氧化钡至沉淀质量最大：2Al3＋＋3Ba2＋＋6OH-===3BaSO4↓＋2Al(OH)3↓
D.邻羟基苯甲醛中加入足量浓溴水：＋2Br2―→↓＋2H＋＋2Br-
6.下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是(　　)
A.H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变
B.2NO2(g)N2O4(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变
C.CaCO3(s)CO2(g)＋CaO(s)，恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变
D.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1
7.(2023·广东佛山模拟)对乙酰氨基酚是一种用于治疗疼痛与发热的药物，可用于缓解轻度至中度的疼痛，其结构如图所示。基于结构视角，下列说法正确的是(　　)
A.所有C原子的杂化方式均相同
B.所含元素的第一电离能：O>N>C
C.该分子能与水形成分子间氢键
D.基态O原子的价层电子轨道表示式：2s22p4
8.(2024·安徽芜湖模拟预测)二氧化碳选择性加氢制甲醇是解决温室效应、发展绿色能源和实现经济可持续发展的重要途径之一。常温常压下利用铜基催化剂实现单个二氧化碳选择性加氢制甲醇的反应机理和能量变化图如下(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)，下列说法正确的是(　　)
A.CO2→HCOO*过程中有非极性键的断裂与形成
B.二氧化碳制甲醇过程原子利用率为100%
C.该历程的决速步反应为HCOO*＋4H*―→CH3O*＋H2O
D.总反应的焓变ΔH约为-1.20 eV·mol-1
9.某同学做浓度对化学反应速率的影响的实验时，将3支试管分别编号为①②③，实验结束后记录的数据如下表所示：
试管编号 加3%Na2S2O3溶液 加H2O 加H2SO4溶液 出现浑浊的时间
① 3 mL 3 mL 5滴 33 s
② a mL 2 mL 5滴 28 s
③ 5 mL b mL 5滴 16 s
下列叙述不正确的是(　　)
A.反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O
B.Na2S2O3的浓度越大，反应速率越快
C.a＝4
D.b＝2
10.(2024·广西玉林一模)下列实验探究方案不能达到探究目的的是(　　)
选项 探究方案 探究目的
A 将新鲜菠菜剪碎、研磨、溶解、过滤，向滤液中加入少量稀硝酸，再滴加几滴KSCN溶液，观察现象 检验菠菜中是否含有铁元素
B 常温下，向10 mL 0.1 mol·L-1AgNO3溶液中滴加5滴0.1 mol·L-1NaCl溶液，充分反应后，再滴加5滴0.1 mol·L-1KI溶液，观察沉淀颜色变化 Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
C 常温下，用pH计测量0.1 mol·L-1NaClO溶液的pH 若pH>7，说明HClO是弱酸
D 向饱和(NH4)2SO4溶液中，加入几滴鸡蛋清溶液，振荡；再加入蒸馏水，振荡观察现象 探究蛋白质的盐析过程是否可逆
11.(2024·广西模拟预测)合成某种脱氢催化剂的主要成分之一为立方ZnO，其晶胞结构如图，已知晶体密度为ρ g·cm-3，a的分数坐标为(0，0，0)，设阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是(　　)
A.与O2-最近的O2-有12个
B.若以Zn2＋为顶点重新取晶胞，O2-位于晶胞的面心和体心
C.Zn2＋之间的最短距离为××107 nm
D.b的分数坐标为(，，)
12.(2024·广东模拟预测)我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置(如图所示)。闭合K2、断开K1时，制氢并储能；断开K2、闭合K1时，供电。已知Zn(OH)2与Al(OH)3的性质相似。下列说法正确的是(　　)
A.制氢时，太阳能不能直接转化为化学能
B.制氢时，每产生5 mol H2，X电极的质量增加10 g
C.供电时，Zn电极发生的反应为Zn-2e-＋2OH-===Zn(OH)2
D.供电时，电子流向为X电极→用电器→Zn电极
13.(2024·河北模拟预测)芳烃及其衍生物在AlCl3存在下可发生氯甲基化反应，例如：
下列说法错误的是(　　)
A.物质Ⅰ和Ⅲ均能与H2发生加成反应
B.物质Ⅱ可在NaOH水溶液中发生取代反应
C.物质Ⅲ中有3种含氧官能团
D.物质Ⅳ可由脂肪发生水解反应制得
14.(2025·广东月考)CO2催化重整CH4的反应：(Ⅰ)CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1
主要副反应：(Ⅱ)H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2>0
(Ⅲ)4H2(g)＋CO2(g)CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH3<0。
在恒容反应器中按n(CH4)∶n(CO2)＝1∶1充入气体，加入催化剂，测得反应器中平衡时各物质的体积分数与温度的关系如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.ΔH1＝2ΔH2＋ΔH3
B.其他条件不变，适当增大压强，CH4(g)平衡转化率降低
C.600~900 ℃时，H2O的体积分数不断减小，是由于反应Ⅲ生成H2O的量小于反应Ⅱ消耗的量
D.T ℃时，在2.0 L容器中加入2 mol CH4、2 mol CO2以及催化剂进行重整反应，测得CO2的平衡转化率为75%，则反应Ⅰ的平衡常数等于81
15.向AgBr饱和溶液(有足量AgBr固体)中滴加Na2S2O3溶液，发生反应：Ag＋＋S2[Ag(S2O3)]-和[Ag(S2O3)]-＋S2[Ag(S2O3)2]3-，pM、pN与lg c(S2)的关系如图所示。其中M代表c(Ag＋)或c(Br-)，N代表或。下列说法错误的是(　　)
A.L1表示随lg c(S2)的变化关系
B.AgBr的Ksp＝c(Ag＋)·c(Br-)＝10-12.2
C.AgBr＋2S2===[Ag＋Br-的平衡常数为10-1.2
D.c(S2)＝0.001 mol·L-1时，溶液中c(Br-)>c{[Ag(S2O3)2]3-}>c{[Ag(S2O3)]-}
二、非选择题(本题包括4小题，共55分)
16.(15分)(2024·济南模拟预测)三氯化铬(CrCl3)是常用的媒染剂和催化剂，易潮解，易升华，高温下易被氧气氧化。某化学小组用Cr2O3和CCl4(沸点为76.8 ℃)在高温下制备无水CrCl3，同时生成COCl2气体，实验装置如图所示。
已知：COCl2气体有毒，遇水发生水解产生两种酸性气体。
回答下列问题：
(1)实验装置合理的连接顺序为a→i→j→　　　　　(填仪器接口字母标号，部分仪器可重复使用)。
(2)实验开始时，先加热装置A，仪器M中生成一种无毒气体，发生反应的化学方程式为　　　　　。在实验过程中需要持续通入M中产生的气体，其作用是　　　　　。
(3)实验过程中为了形成稳定的CCl4气流，对E装置加热的最佳方式是　　　　　，装置E中长颈漏斗的作用是　　　　　。
(4)从实验安全的角度考虑，图示装置中存在的缺陷是　　　　　。
(5)为了进一步探究CrCl3的化学性质，某同学取试管若干支，分别加入10滴0.1 mol·L-1CrCl3溶液，并用4滴2 mol·L-1H2SO4溶液酸化，再分别加入不同滴数的0.1 mol·L-1KMnO4溶液，并在不同的温度下进行实验，反应现象记录于下表中。
KMnO4的用量(滴数) 在不同温度下的反应现象
25 ℃ 90~100 ℃
1 紫红色 蓝绿色溶液
2~9 紫红色 黄绿色溶液，且随KMnO4滴数增加，黄色成分增多
10 紫红色 澄清的橙黄色溶液
11~23 紫红色 橙黄色溶液，有棕褐色沉淀，且随KMnO4滴数增加，沉淀增多
24~25 紫红色 紫红色溶液，有较多的棕褐色沉淀
①CrCl3与KMnO4在常温下反应，观察不到含Cr2的溶液的橙色，必须将反应液加热至沸腾4~5 min后，才能观察到反应液由紫红色逐渐变为橙黄色的实验现象，可能的原因是　　　　　。
②对表中数据进行分析，在上述反应条件下，欲将Cr3＋氧化为Cr2，CrCl3与KMnO4最佳用量比为　　　　　。这与由反应10Cr3＋＋6Mn＋11H2O5Cr2＋6Mn2＋＋22H＋所推断得到的用量比不符，推测可能的原因是　　　　　。
17.(13分)(2024·沈阳一模)马日夫盐[Mn·2H2O]是一种用于机械设备的防锈磷化剂，工业上利用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量硅、铁、铝等的氧化物)为主要原料，联合处理含SO2的烟气并制备马日夫盐的一种工艺流程如图。请回答下列问题：
已知：①Mn(OH)2不稳定，易被空气氧化；
②有机萃取剂是溶解了一种酸性磷酸酯(表示为H2A2)的磺化煤油，萃取时发生的反应主要为Fe3＋＋3H2A2Fe＋3H＋；
③Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]＝1.0×10-33，Ksp[Mn(OH)2]＝1.0×10-12.8。
(1)若含SO2的烟气中混有空气，不同的浸出时间下，浸出液中Mn2＋、S的浓度和pH测定结果如图，在“浸锰”步骤中，主反应的化学方程式为　　　　　，2h后曲线产生明显差异的原因为　　　　　(用化学方程式表示)。
(2)萃取可分为扩散萃取和动力学萃取两种类型。萃取率随搅拌速度的增加而进一步增加称为扩散萃取，浸出液受化学反应的控制称为动力学萃取。萃取时搅拌速度和溶液pH对金属离子萃取率的影响如图所示。萃取时，应采用的最佳实验条件为　　　　　，pH过大或过小都会降低Fe3＋萃取率，结合平衡移动原理解释其原因是　　　　　。
(3)若浸出液中Mn2＋的浓度为1.0 mol·L-1，则“调pH”的范围为　　　　　(当离子浓度≤1.0×10-6 mol·L-1时认为沉淀完全)。
(4)“沉锰”步骤中为减少副产物Mn(OH)2的生成，正确的操作是将　　　　　溶液缓慢加入　　　　　溶液中，并不断搅拌。
(5)“酸溶”后的操作步骤包括　　　　　、过滤、洗涤、干燥。
18.(11分)当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)CO2与H2反应合成HCOOH，是实现“碳中和”的有效途径。已知：
CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)　ΔH＝　　　　　。
(2)雨水中含有来自大气的CO2，溶于水中的CO2进一步和水反应，发生电离：①CO2(g)CO2(aq)　②CO2(aq)＋H2O(l)H＋(aq)＋HC(aq)。25 ℃时，反应②的平衡常数为K2。溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压＝总压×物质的量分数)，比例系数为x mol·L-1·kPa-1，当大气压强为p kPa，大气中CO2(g)的物质的量分数为y时，溶液中H＋浓度为　　　　　 mol·L-1 (写出表达式，考虑水的电离，忽略HC的电离)
(3)在催化作用下，温度为T1 ℃时，将一定量CO2和H2充入密闭容器中发生如下反应：
主反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)
副反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O (g)　ΔH2＝＋41.2 kJ·mol-1。
①实验测得反应Ⅰ：v正＝k正c(CO2)·c(H2)，v逆＝k逆c(HCOOH) ，k正、k逆为速率常数。lg k与温度的关系如图甲所示，T1 ℃下，图中A、B的纵坐标分别为a-0.7、a-1，则K≈　　　　　(已知10-0.3≈0.5)。
②温度为T2 ℃时，k正＝0.8k逆，则T2　　　　(填“>”“<”或“＝”)T1。
③实验测得平衡时CO2的转化率及HCOOH和CO的选择性(产物的选择性：生成的HCOOH或CO与转化的CO2的比值)随温度变化如图乙所示。
曲线a表示　　　，200~360 ℃，升高温度曲线b对应纵坐标值减小的原因是 　　　　　　　　　　　。
19.(16分)(2024·山东淄博模拟)抗肿瘤药物来那度胺(H)的一种合成路线如图：
已知：Ⅰ.R1—COOR2R1CONHR3　R3＝H、烷基、苯基、酰基；
Ⅱ.R—NH2R—NHBocR—NH2　Boc＝叔丁氧羰基，Boc—NHR不与酯基反应。
回答下列问题：
(1)A→B新生成的官能团名称为　　　，B→C反应条件为　　　。
(2)在B的芳香族同分异构体中，符合下列条件的结构简式为　　　(任写1种)。
a.与NaHCO3溶液反应放出CO2气体；
b.不能发生水解反应；
c.含有4种化学环境的氢原子，峰面积之比为3∶2∶2∶2。
(3)E的结构简式为　　　；F→G的化学方程式为　　　　　　　。G→H反应类型为　　　。
(4)用HCl脱去基团Boc时，往往会生成R—NH3Cl。请从物质结构角度分析生成该产物的原因：　　　。
(5)根据上述信息，写出以苯胺和2 氨基戊二酸二甲酯为主要原料制备的合成路线　　。

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