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高台县一中2024-2025学年高三下学期第二次检测化学试卷
本试卷分选择题和非选择题两部分。满分 100 分。考试时间 75 分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 B-11 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32
Cl-35.5 Ca-40 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.文物穿越历史,一路走来,见证了中华文明的日渐昌盛。下列文物的主要成分判断错
误的是 ( )
选项 A B C D
文
物图片
及
名称
主要成
蛋白质 合金 陶瓷 金属 分
2.反应 CO2+2NaOH Na2CO3+H2O 用于捕捉废气中的 CO2,下列有关化学用语正
确的是 ( )
A.基态 C 原子的最外层电子的轨道表示式:
B.O2-的结构示意图:
C.px 轨道的电子云轮廓图:
D.CO2 的球棍模型:
3.物质的微观结构决定宏观性质,进而影响用途。下列结构或性质不能解释其用途的
是 ( )
选
结构或性质 用途 项
A 高铁酸钠具有强氧化性 高铁酸钠可用于水体的消毒
聚乳酸
B 聚乳酸可用于制备降解材料
中含有酯基
C 冠醚 18-冠-6 空腔直径 (260~320 pm)与 K+直径 ( ) 276 pm 接近 冠醚 18-冠-6 可识别 K+,从而增大 KMnO 在有机溶剂中的溶解度 4
二氧化硫具有一定的氧
D 二氧化硫可用作漂白剂
化性
4.设 NA 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.1 L 0.1 mol·L-1 的 NaHCO3 溶液中 HC 的数目为 0.1NA
B.电解精炼铜时,阳极损耗 6.4 g,则电路中转移的电子数为 0.2NA
C.合成氨的反应中,当生成 0.1 mol NH3 时,转移的电子数为 0.3NA
D.酚酞作指示剂,用0.1 mol·L-1NaOH溶液滴定稀盐酸,滴定终点消耗10 mL NaOH溶
液,则稀盐酸中 H+数为 0.001NA
5.下列各组离子在溶液中可以大量共存,且加入试剂后发生反应的离子方程式书写
也正确的是 ( )
选 加入试
微粒组 发生反应的离子方程式
项 剂
K+、[Al 少量
A (OH)4]-、S HCl 溶 H++[Al(OH)4]- Al(OH)3↓+H2O
、C 液
H+、Fe2+、S 少
B 、Na+ 量 Ba 3Fe2++4H++N 3Fe3++NO↑+2H2O
(NO3)2
溶
液
Cl-、Na+、
C Si 、HC 过量醋 酸溶液 2H++Si H2SiO3↓
Fe3+、H+、
D Mn 、S 通入少 量 SO 2 2Fe3++SO2+2H2O 2Fe2++S +4H+
6.主族元素 W、X、Y、Z 原子序数依次增大,X、Y 的价电子数相等,Z 的基态原子
的核外电子的空间运动状态共 10 种,四种元素形成的化合物如图所示。下列说法不正确
的是 ( )
A.键角:YO3>Y
B.分子的稳定性:W2XC.简单离子半径:XD.四种元素形成的化合物一定是含有共价键的离子化合物
7.化合物 Z 是合成维生素 E 的一种中间体,其合成路线如图所示。
下列说法正确的是 ( )
A.X 分子中所有碳原子均不可能共平面
B.1 mol Y 最多能与 4 mol H2 发生加成反应
C.Y 分子中含有 2 个手性碳原子
D.X、Y、Z 均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
8.某小组探究过硫化钠与醋酸的反应及相关性质,装置如图所示。
已知:实验中,观察到Ⅰ和Ⅲ中都有黄色固体生成,Ⅱ中产生黑色沉淀。下列叙述正确
的是 ( )
A.撤去热水浴后,Ⅱ中产生黑色沉淀的速率变快
B.Ⅰ中黄色固体是 Na2O2,Ⅲ中黄色固体是硫单质
C.Ⅳ中溶液褪色,证明溴的非金属性强于硫
D.Ⅴ用于吸收尾气,溶液颜色保持不变
9.(新情境题)硝酸盐(N )是地表水和地下水中常见的污染物。由于过度施肥和工
厂排放等人为活动的干扰,N 的排放增加,导致全球氮循环失衡,对环境和公众健康构成
了巨大威胁,清洁能源驱动的光催化或电催化的 N 还原反应是一种可行的选择。近日,
汪淏田团队设计出一个三腔的电化学装置,能将废水中低浓度的 N 转化成氨和净化水。
下列说法错误的是 ( )
A.X 腔电极电势低于 Z 腔电极
B.从 Y 腔流出的净化水显中性
C.N 转化成 NH3 的电极反应为 N +6H2O+8e- NH3+9OH-
D.当 Z 腔生成 22.4 L (标准状况下)O2 时,理论上有 4 mol H+透过质子交换膜
10.(易错题)制造硼合金的原料硼化钙晶胞结构如图所示,硼原子全部组成 B 正八面
体,各个顶点通过 B—B 互相连接成三维骨架。已知该晶体晶胞参数为 a nm,B 八面体中
B—B 的键长为 d nm,Ca 原子的坐标参数为( , , ),设阿伏加德罗常数的值为 NA,下列说
法正确的是 ( )
A.Ca 的配位数为 16
B.N 点原子的坐标参数为( ,0,0)
C.B 和 H 能形成[BH4]-,该离子中 B 与 H 的电负性:HD.该晶体的密度为 g·cm-3
11.(亮点题)四氧化三锰(Mn3O4)广泛应用于生产软磁材料、催化材料。一种以低品
位锰矿粉(含 MnCO3、Mn2O3、MnOOH 及少量 Fe2O3、Al2O3、SiO2)为原料生产 Mn3O4
的工艺流程如图所示:
下列说法不正确的是 ( )
A.可用稀硫酸代替“溶浸”中的 NH4HSO4
B.“溶浸”步骤中 H2O2 作氧化剂
C.“沉锰”步骤中母液的主要成分为(NH4)2SO4
D.“氧化”步骤中 Mn(OH)2 参加的反应:6Mn(OH)2+O2 2Mn3O4+6H2O
12.近日,我国科学研究者利用反应 2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g),研究发现在 t
℃,O2 的体积分数(ω)为 5%,CuCoAlOx@C 催化剂催化上述反应时,NO 的去除率最高。Ov
表示活性氧。下列说法错误的是 ( )
A.反应过程中存在π键的形成与断裂
B.不断升高体系温度,NO 的去除率一定增大
C.由图示可知,NO 通过氮原子与催化剂形成配位键
D.在 t ℃下,ω较高时,O2 与 CO 直接反应,致使 NO 的转化率降低
13.CO2 催化氧化 C2H6 可获得 CH2 CH2,其主要反应如下:
反应Ⅰ.C2H6(g)+CO2(g) C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) ΔH1=+177 kJ·mol-1;
反应Ⅱ.C2H6(g)+2CO2(g) 4CO(g)+3H2(g) ΔH2=+430 kJ·mol-1。
将2 mol C2H6 和3 mol CO2 的混合气体在压强p1、p2 下置于不同密闭容器中反应,不
同温度时乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性[C2H4 的选择性= ×100%]如图所示。
下列说法错误的是 ( )
A.压强:p2>p1
B.可采用更高效催化剂提高 C2H4 的选择性
C.p1 条件下,随着温度的升高,C2H4 选择性降低的原因是反应Ⅱ占主导
D.在 210℃ 、p1 条件下,平衡体系中 CO 的物质的量为 0.8 mol
14.(重难题)常温下,M2+在不同 pH 的 Na2A 溶液中的存在形式不同,有 M2+及难溶物
MA、M(OH)2 等形式,Na2A 溶液中 pM[pM=-lg c(M2+)]、含 A 的微粒的物质的量分数随
pH 的变化如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.当 c(A2-)=c(H2A)时,溶液的 pH=8.0
B.0.1 mol·L-1 Na2A 与 0.1 mol·L-1NaHA 的混合溶液中存在:2c
(OH-)-2c(H+)=c(A2-)+c(HA-)+3c(H2A)
C.曲线Ⅱ上的点满足 c(M2+)·c(A2-)=Ksp(MA)
D.常温下 b 点,M2+在 Na2A 溶液中不能生成 M(OH)2 沉淀
二、非选择题:本题共 4 小题,共 58 分。
15.(15 分)柠檬酸亚铁晶体(FeC6H6O7·2H2O,相对分子质量为 282)是一种补铁剂,该物
质微溶于冷水,易溶于热水,难溶于乙醇。以硫酸亚铁、纯碱和柠檬酸为原料制备柠檬酸
亚铁晶体的流程如下:
①分别称取 15.200 g FeSO4、28.600 g Na2CO3·10H2O,各用 100 mL 蒸馏水溶解。
②在不断搅拌下,将碳酸钠溶液缓缓地加入硫酸亚铁溶液中,静置。
③减压过滤、洗涤,得 FeCO3 固体。
④将上述制备的 FeCO3 固体和少量铁粉加入三颈烧瓶中,通过恒压滴液漏斗逐渐向
三颈烧瓶中加入适量的2.0 mol·L-1 的柠檬酸(C6H8O7)溶液。边滴加液体边搅拌,并控制温
度为 80℃ 。
⑤趁热过滤,使滤液冷却至室温,加入适量无水乙醇,过滤、洗涤、干燥,得产品。
回答下列问题:
(1)步骤①中用 (填“托盘天平”或“电子天平”)称取 FeSO4 和 Na2CO3·
10H2O。
(2)结合步骤②和步骤③的信息,写出碳酸钠与硫酸亚铁反应的化学方程
式: ,步骤③中“减压过滤”的优点有
(任答两条)。
(3)步骤④中,FeCO3 固体和柠檬酸溶液反应的化学方程式
是 ,该操作中,加入少量铁粉的目的是 。
(4)步骤④中,恒压滴液漏斗具有侧管结构,该侧管的作用
是 。
(5)步骤⑤中“趁热过滤”除掉的不溶物主要是 ;该步骤中加入无水乙醇的
目的是 。
(6)称取上述制得的产品 15.000 g,配成 250 mL 一定浓度的溶液,取 25.00 mL 于锥形
瓶中,再用 0.020 0 mol·L-1 的酸性高锰酸钾标准液滴定,经过 4 次滴定,每次消耗的标准液
的体积如表所示:
次数序号 1 2 3 4
消耗 KMnO4 溶液体积/mL 40.02 43.58 39.98 40.00
该次实验制得的产品纯度为 。
16.(14 分)铊(Tl)是一种稀有分散元素,具有良好的电子特性和光学特性,被广泛应用
于电子、光学和化学等领域。从富铊灰(主要成分 Tl2O、ZnO、Fe2O3、FeO、PbO 等)中
提炼铊的工艺流程如图所示:
已知:①萃取过程的反应原理为 H++CH3CONR2+TlC [CH3CONR2H]TlCl4;
②Tl+易被氧化为 Tl3+。
(1)可以提高“酸浸”效率的措施: (任写一条即可)。
(2)“酸浸”步骤的酸应选择 (a.HCl,b.H2SO4,c.HNO3,填字母),其作用除了酸
化提供 H+,另一作用为 。
(3)“酸浸”步骤 Tl2O 发生反应的离子方程式为
(Cl-转化为 TlC ),生产中 KMnO4 用量总是多于理论用量,可能的原因
是 。
(4)试从化学平衡的角度解释“反萃取”步骤加入 CH3COONH4 的原理和目的:
。
(5“) 还原、沉淀”时,TlC 转化成TlCl,还原剂与氧化剂的物质的量之比为 。
(6)废水中 Tl3+浓度仍较高,经处理后使用以树脂基质为原料的复合纳米吸附剂,经纳
米改性后填充纳米水合二氧化锰粒子,其比表面积与平均孔径如表所示,根据表中数据分
析复合纳米吸附剂相比于树脂基质具有良好吸附效果的原因是
。
吸附剂种类 比表面积/(m2·g-1) 平均孔径/nm
树脂基质 21.52 33.1
复合纳米吸附剂 27.47 4.1
测得铊的去除率随纳米 MnO2 的投加量的变化关系如图所示。在纳米 MnO2 用量不
变的情况下,欲提高 Tl+的去除效果,可采取的措施是 。
17.(15 分)将 CO2 转化为 CH3OH、CH3CH2OH、CH4、CH3COOH 等化学品是研究热
点。回答下列问题:
(1)已知以下信息:
ⅰ.H2(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为 285.8 kJ·mol-1 和 726.5 kJ·mol-1;
ⅱ.H2O(l) H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1。
反应 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(g)的ΔH= kJ·mol-1。关于该反应,在
恒温恒容条件下,达到平衡状态的判断依据是 (填字母)。
A.混合气体密度不变 B.容器内压强不变
C.3v 正(H2)=v 逆(H2O) D.ΔH 不变
(2)一定温度和 1 MPa 条件下,将 CO2 和 H2 按体积比 1∶4 充入某容器中仅发生以下
反应Ⅰ、Ⅱ,达平衡时,CO2 的平衡转化率为 80%,CH4 的选择性为 50%[CH4 的选择性=
×100%]。
Ⅰ.CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g);
Ⅱ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)。
①H2 的平衡转化率为 。
②体系中 H2 的平衡分压为 MPa(结果保留两位有效数字)。
③该温度下,反应Ⅱ的平衡常数 Kx= (用平衡物质的量分数代替平衡浓度计
算)。
(3)已知 Arrhenius 经验公式为 Rln k=- +C(Ea 为活化能,k 为速率常数,与温度和催化
剂有关,R 和 C 为常数)。分别使用催化剂 a、b、c 进行 H2 和 CO2 合成 CH3CH2OH 反应:
2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g)+3H2O(g),依据实验数据获得如图所示曲线。在催化剂 a
作用下,反应的活化能 Ea= kJ·mol-1;催化剂 (填“b”或“c”)是更高效的
催化剂。
(4)在 T K、1.0×104 kPa 下,等物质的量的 CO2 与 CH4 混合气体发生如下反应:CO2
(g)+CH4(g) CH3COOH(g)。反应速率 v 正-v 逆=k 正· p(CO2)·p(CH4)-k 逆· p
(CH3COOH),k 正、k 逆分别为正、逆反应速率常数,p 为气体的分压(分压=总压×体积分数)。
用气体分压表示的平衡常数 Kp=4.5×10-5(kPa)-1,则 CO2 的转化率为 20%时, = 。
18.(14 分)脱落酸是一种抑制植物生长的激素,其衍生物 I 的合成路线如图所示。
已知:ⅰ. ;
ⅱ. 。
回答下列问题:
(1)A 能发生银镜反应,B 中含有碳碳三键。A B 的化学方程式
是 。
(2)D 的结构简式是 。
(3)E F 过程中,E 中的 (填官能团名称,下同)变为 F 中的 。
(4)J 是 C 的同分异构体,同时满足下列条件的 J 有 种(不考虑立体异构)。
①苯环上只有两个取代基;
②能与 FeCl3 发生显色反应;
③1 mol J 与足量的钠完全反应生成 1 mol H2。
(5)依据上述合成路线的原理,利用其中的原料,设计如下路线,合成有机化合物 N,其
结构简式如图所示。
N
C2H2 K L M N
①K 的结构简式是 。
②试剂和条件:a 是 ,c 是 。化学答案
试卷总评:本套试卷以高考为导向,强调学生思维品质和思维能力的重要性,重点考
查学生综合运用所学知识发现问题、分析问题和解决实际问题的能力,注重关键能力、
思维品质和思维过程的考查,让学生实现从“考知识”向“考能力与素养”的转变,引导
学生提升思维品质和思维能力。
情境题:第 1、9 和 11 题以历史人文和科技创新为情境,展现了化学的科学创新价值
和历史人文价值,符合新课程标准对情境创设的要求。
亮点题:第 9 题以三腔原电池净水为背景考查电解池的相关知识;第 11 题以利用低
品位锰矿粉制备 Mn3O4 工艺为背景考查分离提纯的相关知识。
试 题 详 解
1.A 本题考查文物的主要成分的相关知识,考查了科学态度与社会责任
的学科素养。
三国竹木简牍的主要成分是纤维素,A 项错误;人面青铜鼎主要是由青铜
铸造的,青铜是合金,B项正确;唐长沙窑青釉褐彩诗文执壶的主要成分是陶瓷,C项正确;龟
纽“宣成公章”金印是黄金制品,其主要成分是金属,D 项正确。
2.C 本题考查化学用语的相关知识,考查了宏观辨识与微观探析的学科
素养。
基态原子核外电子先占据能量较低的轨道,然后依次进入能量较高的轨
道,2p 能级的能量高于 2s 能级,应先在 2s 能级填充 2 个电子后再在 2p 能级填充两个电子
,A 项错误;O2-是由 O 得到两个电子得到的,O2-的核电荷数为 8,核外电子数为 10,B 项错误
;px 轨道的电子云轮廓图延 x 轴方向伸展,为哑铃形,C 项正确; 为 CO2 的空间填充模
型,D 项错误。
3.D 本题考查物质结构与性质的相关知识,考查了宏观辨识与微观探析、
证据推理与模型认知的学科素养。
高铁酸钠中铁元素化合价为+6,则高铁酸钠具有强氧化性,可以用于水体
的消毒,A 项正确;聚乳酸中含有酯基,酯基在一定条件下可以水解,则聚乳酸可用于制备
降解材料,B 项正确;K+直径(276 pm)与冠醚 18-冠-6 空腔直径(260~320 pm)接近,可以用冠
醚 18-冠-6 识别 K+,使 K+存在其空腔中,从而增大 KMnO4 在有机溶剂中的溶解度,C 项正
确;SO2 可与某些有色物质化合形成无色物质,具有漂白性,可用作漂白剂,SO2 具有漂白性
与其氧化性无关,D 项错误。
4.C 本题考查阿伏加德罗常数正误判断的相关知识,考查了宏观辨识与
微观探析、证据推理与模型认知的学科素养。
NaHCO3 溶液中HC 会发生水解和电离,所以1 L 0.1 mol·L-1 的NaHCO3
溶液中 HC 的数目应小于 0.1NA,A 项错误;电解精炼铜时,粗铜(含锌、铁、铜、银、金
等)作阳极,阳极损耗 6.4 g 时,参与反应的铜小于 0.1 mol,则电路中转移的电子数不一定是
0.2NA,B项错误;合成氨的反应中,当生成0.1 mol NH3 时,参加反应的N2 的物质的量为0.05
mol,N 元素由 0 价降低到-3 价,则转移电子数为 0.05 mol×6×NA mol-1=0.3NA,C 项正确;酚
酞作指示剂,滴定终点时溶液的 pH>7,NaOH 稍过量,消耗 NaOH 的物质的量为 0.1 mol·
L-1×10×10-3 L=0.001 mol,所以稀盐酸中 H+数小于 0.001NA,D 项错误。
5.A 本题考查离子共存与离子方程式的正误判断的相关知识,考查了宏
观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的学科素养。
该组离子间不发生反应,能大量共存,加入少量 HCl 溶液,H+优先与[Al
(OH)4]-反应,其离子方程式为 H++[Al(OH)4]- Al(OH)3↓+H2O,A 项正确;该组离子间不
反应,可大量共存,加入少量 Ba(NO3)2 溶液后,酸性条件下 N 具有氧化性,与 Fe2+发生氧
化还原反应,同时 Ba2+会与 S 反应生成 BaSO4 沉淀,反应的离子方程式为 3Fe2
++4H++N +Ba2++S 3Fe3++NO↑+2H2O+BaSO4↓,B 项错误;Si 与 HC 不能
大量共存,醋酸为弱酸,不能拆开,且醋酸(CH3COOH)的酸性强于硅酸,故加入过量的醋酸
溶液后,反应的离子方程式为2CH3COOH+Si H2SiO3↓+2CH3COO-,C项错误;该组
离子间不反应,能大量共存,通入少量 SO2 后,Mn 氧化性更强,优先与 SO2 发生氧化还原
反应,反应的离子方程式为 2Mn +5SO2+2H2O 2Mn2++5S +4H+,D 项错误。
6.B 本题考查元素“位、构、性”推断的相关知识,考查了宏观辨识与
微观探析、证据推理与模型认知的学科素养。
W、X、Y、Z 均为主族元素,且原子序数依次增大,X 连接 2 条共价键,Y
连接 6 条共价键,X、Y 的价电子数相等,说明二者为同主族元素,因此,X、Y 分别为 O、S
元素;Z 的基态原子的核外电子的空间运动状态共 10 种,且形成的是+1 价的离子,可知 Z
为 K 元素;W 形成 1 条共价键,可知 W 为 H 元素,综上所述,W、X、Y、Z 分别为 H、O、
S、K元素。YO3 和Y 分别为SO3、S ,SO3 的中心S原子的价层电子对数为3+
=3,不含孤电子对,SO3 的空间结构为平面三角形,键角为 120°,S 的中心 S 原子的价层
电子对数为3+ =4,则该原子为sp3 杂化且含有1个孤电子对,S 的空间结构为三
角锥形,键角小于 120°,因此键角:SO3>S ,A 项正确;W2X 为 H2O,W2Y 为 H2S,非金属性
越强,其简单氢化物的稳定性就越强,非金属性为氧大于硫,则两分子的稳定性:
H2O>H2S,B 项错误;电子层数越多,离子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,离子半
径越小,简单离子半径:O2-只能失去一个电子,因此剩余的非金属元素之间一定会形成共价键,故四种元素形成的化
合物一定是含有共价键的离子化合物,比如 KHSO4,D 项正确。
7.D 本题考查有机物的结构与性质的相关知识,考查了宏观辨识与微观
探析、证据推理与模型认知的学科素养。
苯以及直接连接在苯环上的原子、乙烯、乙炔分子中所有原子都可以共
平面,甲基中最多有 3 个原子共平面,C—C 单键可以旋转,所以该分子中所有碳原子可能
共平面,A项错误;Y中有苯环和碳碳三键结构,1 mol 苯环可以与3 mol H2 发生加成反应,1
mol 碳碳三键可以与 2 mol H2 发生加成反应,所以 1 mol Y 最多能与 5 mol H2 发生加成反
应,B 项错误;连接 4 个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,Y 分子中连接—CH2OH
的碳原子为手性碳原子,该分子中有 1 个手性碳原子,C 项错误;X、Y 分子均含有碳碳三
键,X、Y、Z 分子中与苯环相连的碳原子上有氢原子,故三者均可以和酸性高锰酸钾溶液
发生氧化还原反应,从而使酸性高锰酸钾溶液褪色,D 项正确。
8.C 本题考查化学实验探究的相关知识,考查了证据推理与模型认知、
科学探究与创新意识的学科素养。
在 Na2S2 与醋酸溶液反应的过程中,观察到Ⅰ和Ⅲ中都有黄色固体生成,
Ⅱ中产生黑色沉淀,则Ⅰ中发生反应 Na2S2+2CH3COOH 2CH3COONa+S↓+H2S↑,生
成的 H2S 在Ⅱ中与 CuSO4 溶液发生反应 CuSO4+H2S CuS↓+H2SO4,H2S 在Ⅲ中与
H2SO3 发生反应H2SO3+2H2S 3S↓+3H2O,在Ⅳ中H2S 又与溴水发生反应H2S+Br2
S↓+2HBr,最后用Ⅴ中含有酚酞的氢氧化钠溶液吸收尾气。热水浴起加热作用,反应加快
,如果撤去热水浴,反应变慢,则 CuSO4 溶液中产生黑色沉淀的速率变慢,A 项错误;Ⅰ中发
生反应 Na2S2+2CH3COOH 2CH3COONa+S↓+H2S↑,生成硫单质,硫单质呈黄色,B 项
错误;Ⅳ中溴单质与硫化氢发生置换反应:H2S+Br2 S↓+2HBr,溶液褪色证明溴的非金
属性强于硫,C 项正确;NaOH 与 H2S 反应生成 Na2S,Ⅴ中溶液的碱性减弱,颜色变浅,D 项
错误。
9.(新情境题)B 本题考查电化学的相关知识,考查了宏观辨识与微观探
析、证据推理与模型认知的学科素养。
X 腔电极发生还原反应,则该电极为阴极,N 转化成 NH3 的电极反应为
N +6H2O+8e- NH3↑+9OH-;Z 腔电极发生氧化反应,该电极为阳极,电极反应为
2H2O-4e- O2↑+4H+,由图可知:Na+移向X腔,且X腔的电解液经脱氨后,循环至Y腔,中
和迁移过来的H+。由分析可知X 腔电极为阴极,与外接电源的负极相连,Z 腔为阳极,与外
接电源正极相连,故 X 腔电极电势低于 Z 腔电极,A 项正确;由图可知,Na+移向 X 腔,且 X
腔的电解液经脱氨后,循环至 Y 腔,中和迁移过来的 H+,N 转化成 NH3 的电极反应为 N
+6H2O+8e- NH3↑+9OH-,从电极反应式可以得出,每有 8 mol 电子转移,循环进入 Y
腔的 9 mol OH-比进入 Y 腔的 8 mol H+多 1 mol,因此从 Y 腔流出的净化水应该显弱碱性,
B 项错误;N 转化成 NH3 的电极反应为 N +6H2O+8e- NH3+9OH-,C 项正确;Z 腔电
极反应为 2H2O-4e- O2↑+4H+,故当 Z 腔生成 22.4 L(标准状况下) O2 即 1 mol O2 时,理
论上有 4 mol H+透过质子交换膜,D 项正确。
10.(易错题)B 本题考查晶体结构和性质的相关知识,考查了宏观辨识与
微观探析、证据推理与模型认知的学科素养。
由晶胞结构可知,晶胞中位于顶角的B原子形成的正八面体中都有3个硼
原子与钙原子等距最近,共有 3×8=24 个,则钙原子的配位数为 24,A 项错误;由晶胞结构可
知,晶胞中 N 点所在的正八面体的体心为原点坐标,硼硼键的键长为 d nm,则 N 点到原点
的距离为 d nm,晶胞参数为 a nm,钙原子的坐标参数为( , , ),则 N 点原子在 x 轴的坐
标为 = ,所以 N 点的坐标参数为( ,0,0),B 项正确;B 和 H 能形成[BH4]-,该离子
中B 元素为+3 价,H 元素为-1 价,则B 与H 的电负性:H>B,C 项错误;由题意可知,硼原子组
成的正八面体的化学式为 B6,由晶胞结构可知,晶胞中位于体心的钙原子个数为 1,位于顶
角的正八面体的个数为 8× =1,则硼化钙的化学式为 CaB6,该晶体的密度为 g·
cm-3= g·cm-3,D 项错误。
[易错分析]晶胞的顶角为 B 原子构成的正八面体,6 个硼原子中有 3 个硼原子与钙原
子等距最近,所以钙原子的配位数为 24;硼硼键的键长为 d nm,N 点到原点的距离为 d
nm,晶胞参数为 a nm,所以 N 点的坐标参数为( ,0,0);B 和 H 能形成[BH4]-,所以 B 元素
为+3 价,H 元素为-1 价,H 的电负性大于 B。
11.(亮点题)B 本题考查物质制备的微流程的相关知识,考查了宏观辨识
与微观探析、证据推理与模型认知的学科素养。
H2SO4 也能提供 H+、S ,可用稀硫酸代替“溶浸”中的 NH4HSO4,A 项
正确;H+与 MnCO3、Fe2O3、Al2O3 反应生成 Mn2+、Fe3+、Al3+,根据流程图可知,沉锰后得
到+2 价的锰,因此 Mn2O3、MnOOH 在酸性条件下将 H2O2 氧化成 O2,自己被还原成 Mn2
+,H2O2 作还原剂,B 项错误;“沉锰”步骤的母液中含有(NH4)2SO4,C 项正确;氧化过程中反
应的化学方程式为 6Mn(OH)2+O2 2Mn3O4+6H2O,D 项正确。
12.B 本题考查化学反应历程的相关知识,考查了宏观辨识与微观探析、
证据推理与模型认知的学科素养。
由图可知,NO N2 的过程中存在π键的形成与断裂,A 项正确;温度不断
升高,催化剂可能失活,致使NO的去除率降低,B项错误;由图可知,与催化剂成键的主要是
N 原子和 C 原子,C 项正确;CO 与 O2 反应得到 CO2,即 CO 变少,可能导致 NO 的转化率降
低,D 项正确。
13.D 本题考查化学反应原理的相关知识,考查了证据推理与模型认知、
变化观念与平衡思想的学科素养。
相同温度下,增大压强,反应Ⅰ、Ⅱ的平衡均逆向移动,乙烷的平衡转化率
降低,则p1的选择性,B 项正确;p1 条件下,温度升高,反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡都会正向移动,由图可知,
温度升高,乙烷的转化率逐渐增大,但乙烯的选择性却逐渐降低,说明温度升高的过程中,
反应Ⅱ占主导,且生成的 CO 抑制了反应Ⅰ的进行,C 项正确;压强为 p1、温度为 210℃ 时,
乙烷的转化率为 50%,乙烯的选择性为 80%,参与反应Ⅰ的乙烷为 2 mol×50%×80%=0.8
mol,反应Ⅰ生成的乙烯、CO都是0.8 mol,参与反应Ⅱ的乙烷为2 mol×50%×20%=0.2 mol,
反应Ⅱ生成的 CO 是 0.8 mol,反应达到平衡状态时,生成CO 的总物质的量为1.6 mol,D 项
错误。
14.(重难题)D 本题考查电解质溶液的相关知识,考查了宏观辨识与微观
探析、证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想的学科素养。
随着 pH 的增大,H2A 逐渐减少,HA-先增多后减少,A2-逐渐增多,H2A 的电
离方程式为 H2A H++HA-、HA- H++A2-,由图可知,当 pH=6.5 时,表示溶液中 c
(H2A)=c(HA-),则H2A的电离平衡常数: = =10-6.5;当pH=10.5时,表示溶液中c
(HA-)=c(A2-),则 HA-的电离平衡常数: = =
10-10.5。当 c(A2-)=c(H2A)时, · =
× =c2(H+)=
10-6.5×10-10.5=10-17,解得c(H+)=10-8.5,可得出溶液的pH=8.5,A项错误;溶液中存在电荷
守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)和元素守恒:2c(Na+)=3[c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)],
两式联立可得:2c(OH-)-2c(H+)+c(A2-)=c(HA-)+3c(H2A),B 项错误;由
Ksp[M(OH)2]=c(M2+)·c2(OH-)可得 c(M2+)= = =
,则 pM=-lg c(M2+)=2pH-lg Ksp[M(OH)2]-28,曲线Ⅱ是直线,故曲线Ⅱ
表示 M(OH)2 的溶解平衡曲线,曲线Ⅰ表示 MA 的溶解平衡曲线,则曲线Ⅰ上的点满足 c
(M2+)·c(A2-)=Ksp(MA),C项错误;曲线Ⅱ上的点满足c(M2+)·c2(OH-)=Ksp[M(OH)2],而b点在
曲线Ⅱ的下方,c(OH-)比平衡时小,故 M2+在 Na2A 溶液中不能生成 M(OH)2 沉淀,D 项正确。
[方法技巧]求 ,利用 ,求 ,利用 ,求 ,利用 · ,由物质的量分
数曲线上的两交点可知 =10-6.5, =10-10.5,则 c(A2-)=c(H2A)时, · = =c2
(H+)=10-17,则 c(H+)=10-8.5,pH=8.5;在
0.1 mol·L-1 Na2A 与 0.1 mol·L-1 NaHA 的混合溶液中,存在电荷守恒 c
(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)和元素守恒2c(Na+)=3[c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)],由两式
联立可得 2c(OH-)-2c(H+)+c(A2-)=c(HA-)+3c(H2A);坐标轴的左侧横坐标为-lg c(M2+),纵坐
标为-lg c(H+),由
Ksp[M(OH)2]=c(M2+)·c2(OH-)可得 c(M2+)= = =
,两边取负对数得pM=-lg c(M2+)=2pH-lg Ksp[M(OH)2]-28,所以曲线Ⅱ
表示 M(OH)2 的溶解平衡曲线;b 点在曲线Ⅱ的下方,溶液中 c(OH-)比平衡时小,不能生成
M(OH)2 沉淀。
15.本题考查物质的制备实验的相关知识,考查了宏观辨识与微观探析、证
据推理与模型认知、科学探究与创新意识的学科素养。
由实验流程可知,碳酸钠溶液与硫酸亚铁溶液反应生成 FeCO3 沉淀,
FeCO3 固体再与柠檬酸溶液反应生成柠檬酸亚铁、水和CO2,经趁热过滤除掉不溶性物质
,最后经冷却、加入适量无水乙醇、过滤、洗涤、干燥等一系列操作得到产品。
(1)以克为单位时,托盘天平只能称取小数点后 1 位的质量,要称取小数点后 3 位需要
用电子天平。
(2)由步骤②和步骤③的信息可知,碳酸钠与硫酸亚铁反应生成FeCO3 沉淀,反应的化
学方程式为 Na2CO3+FeSO4 FeCO3↓+Na2SO4;“减压过滤”的优点有加快过滤速度、
使产品更干燥,防止生成的碳酸亚铁被氧化等。
(3)步骤④中,FeCO3 固体和柠檬酸溶液反应生成柠檬酸亚铁、水和 CO2,反应的化学
方程式为 FeCO3+C6H8O7 FeC6H6O7+CO2↑+H2O;该操作中,加入少量铁粉的目的是
防止溶液中的二价铁被氧化成 Fe3+。
(4)恒压滴液漏斗侧管的作用是平衡压强,便于液体顺利流下。
(5)因柠檬酸亚铁易溶于热水,而微溶于冷水,故趁热过滤除去未反应的铁粉,而不损
失目标产物柠檬酸亚铁;柠檬酸亚铁难溶于乙醇,微溶于冷水,加无水乙醇的目的是降低柠
檬酸亚铁的溶解度,使柠檬酸亚铁析出。
(6)第 2 组测定数据误差较大,舍去,利用第 1、3、4 三组数据可知消耗的 V(KMnO4
溶液)=
=40.00 mL,由氧化还原反应中得失电子守恒可知滴定反应
关系式:5Fe2+~KMnO4,则 n(FeC6H6O7·2H2O)=n(Fe2+)=0.020 0 mol·L-1×40.00×10-3 L×5×
=0.04 mol,则 15.000 g 产品中 FeC6H6O7·2H2O 的质量为 0.04 mol×282 g·
mol-1=11.28 g,则产品的纯度为 ×100%=75.2%。
[参考答案](1)电子天平(1 分)
(2)Na2CO3+FeSO4 FeCO3↓+Na2SO4(2 分) 加快过滤速度、使产品更干燥、防止
碳酸亚铁被氧化等(答案合理即可,任答两条,2 分)
(3)FeCO3+C6H8O7 FeC6H6O7+CO2↑+H2O(2 分) 防止溶液中的二价铁被氧化
成 Fe3+(答案合理即可,1 分)
(4)平衡压强,便于液体顺利流下(答案合理即可,2 分)
(5)铁粉(1 分) 降低柠檬酸亚铁的溶解度,促进其析出(答案合理即可,2 分)
(6)75.2%(2 分)
16.本题考查物质制备的工艺流程的相关知识,考查了证据推理与模型认
知、科学态度与社会责任的学科素养。
向富铊灰中加入 KMnO4、食盐水和一种酸进行酸浸,Tl2O 中的 Tl 元素被
氧化为+3 价,与 Cl-结合生成 TlC ,ZnO、FeO 和 Fe2O3 均转化为对应的金属阳离子,然后
二价铁被氧化为 Fe3+,PbO 转化为 Pb2+,为使 Pb2+沉淀,加入的酸为 H2SO4,Pb2+形成 PbSO4,
则残渣为 PbSO4。过滤后,向滤液中加入 A101、二乙苯萃取,TlC 进入有机层,Fe3+和 Zn2
+进入水层,再经过反萃取,TlC 进入水层,用亚硫酸钠还原、沉淀得到TlCl,经过焙烧,加入
的浓硫酸转化为硫酸盐,水浸后,用锌置换得到 Tl 单质。
(1)适当增大酸的浓度、加热、搅拌等都可以提高“酸浸”效率。
(2)HCl会被高锰酸钾氧化,HNO3 会产生氮氧化物,且需要用S 沉淀Pb2+,因此选用
H2SO4。
(3)Tl2O 中的 Tl 元素从+1 价升高为+3 价,Mn 中的 Mn 元素从+7 价降低到+2 价,根
据得失电子守恒、元素守恒和电荷守恒的规律,可得反应的离子方程式为5Tl2O+4Mn +
42H++40Cl- 10TlC +4Mn2++21H2O“; 酸浸”时加入食盐水,酸性条件下有部分KMnO4
被 Cl-还原为 Mn2+,导致 KMnO4 的实际用量总是多于理论用量。
(4)“反萃取”过程加入 CH3COONH4,CH3COO-与 H+反应,减小了 H+浓度,使反应 H
++CH3CONR2+TlC [CH3CONR2H]TlCl4 的平衡逆向移动,Tl 元素以 TlC 的形式重
新进入水层。
(5)“还原、沉淀”过程中 TlC 与亚硫酸根离子反应生成 TlCl 沉淀、硫酸根离子、
氯离子和氢离子,反应的离子方程式为 TlC +S +H2O S +TlCl↓+3Cl-+2H+,反
应中 Tl 元素从+3 价降低到+1 价,S 元素从+4 价升高到+6 价,因此 TlC 作氧化剂,S 作
还原剂,反应消耗的氧化剂与还原剂物质的量之比为 1∶1。
(6)由表可知,复合纳米吸附剂具有更大的比表面积,可增加更多的活性吸附位点,且
平均孔径更小,具有更高的铊吸附容量。由图可知,Tl+比 Tl3+去除铊的效果更差,所以可将
Tl+氧化为 Tl3+来提高铊的去除率。
[参考答案](1)适当增大酸的浓度(或加热、搅拌等,任写一条,1 分)
(2)b(1 分) 将溶液中的铅离子转化为 PbSO4 沉淀(1 分)
(3)5Tl2O+4Mn +42H++40Cl- 10TlC +4Mn2++21H2O(2 分) 酸性条件下有部
分 KMnO4 被 Cl-还原为 Mn2+(2 分)
(4)CH3COO-与 H+反应,减小 H+浓度,使反应 H++CH3CONR2+TlC
[CH3CONR2H]TlCl4 的平衡逆向移动,Tl 元素以 TlC 的形式重新进入水层(2 分)
(5)1∶1(2 分)
(6)复合纳米吸附剂具有更大的比表面积,可增加更多的活性吸附位点,平均孔径更小,
具有更高的铊吸附容量(2 分) 用氧化剂将 Tl+氧化为 Tl3+(1 分)
17.本题考查化学反应原理综合利用的相关知识,考查了证据推理与模型
认知、变化观念与平衡思想的学科素养。
(1)已知:H2(g)、CH3OH(l)的燃烧热ΔH 分别为-285.8 kJ·mol-1 和-726.5 kJ·
mol-1,则①H2(g)+ O2(g) H2O(l) ΔH1= -285.8 kJ·mol-1,②CH3OH(l)+ O2(g)
CO2(g)+2H2O(l) ΔH2= -726.5 kJ·mol-1,③H2O(l) H2O(g) ΔH3=+44 kJ·mol-1,根据盖斯
定律,①×3-②+③可得反应 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(g) ΔH=ΔH1×3-ΔH2
+ΔH3=-86.9 kJ·mol-1。该反应中甲醇是液体,则反应过程中,气体质量发生变化,则恒容容器
中密度是变量,当其不变时可以证明反应达到平衡状态,A 项符合题意;该反应是气体分子
数减小的反应,则恒容容器中压强是变量,当其不变时可以证明反应达到平衡状态,B 项符
合题意;当 3v 正(H2)=v 逆(H2O)时,正、逆反应速率不相等,反应未达到平衡状态,C 项不符合
题意;ΔH 是恒定不变的,其不变不能证明反应达到平衡状态,D 项不符合题意。
(2)CO2 和 H2 按物质的量之比为 1∶4 充入容器中,设 CO2 的物质的量为 1 mol,H2 的
物质的量为 4 mol,反应Ⅰ中 CO2 转化的物质的量为 x mol,反应Ⅱ中 CO2 转化的物质的量
为 y mol,列三段式:
CO2 的平衡转化率为80%,CH4 的选择性为50%,故x+y=0.8, =0.5,解得x=0.4,y=0.4。
①H2 的平衡转化率为 ×100%= ×100%=50%。②平衡时各物质的物质的量为 n
(CO2)=0.2 mol、n(H2)=2.0 mol、n(CO)=0.4 mol、n(CH4)=0.4 mol、n(H2O)=1.2 mol,则体
系中 H2 的平衡分压为 ×1 MPa≈0.48。③结合②可知,平衡时 CO2、H2、
CO、H2O的物质的量分数分别为 、 、 、 ,则该温度下,反应Ⅱ的平衡常数Kx=
=1.2。
(3)已知 Arrhenius 经验公式为 Rln k=- +C,故图像的斜率的负数为反应的活化能,反
应的活化能 Ea=- kJ·mol-1=30.0 kJ·mol-1。由图可知,催化剂 c 对应的曲线斜率大
,这意味着此时反应的活化能低,因此该催化剂的催化效率更高,故催化剂 c 为更高效的催
化剂。
(4)当反应达到平衡状态时 v 正=v 逆,则 =
=Kp=4.5×10-5 (kPa)-1;T K、1.0×104 kPa 时,设起始时 n(CH4)=n(CO2)=1
mol,CO2 的转化率为 20%时,反应转化的 CO2 的物质的量为 0.2 mol,列三段式:
所以 p(CH4)=p(CO2)= ×1.0×104 kPa= ×104 kPa,p(CH3COOH)= ×1.0×104 kPa=
×104 kPa,所以 v 正=k 正· p(CO2)·p(CH4)=k 正× ×104 kPa× ×104 kPa、v 逆=k 逆· p
(CH3COOH)=k 逆× ×104 kPa, = × =4.5×10-5 (kPa)-1×
=0.8。
[参考答案](1)-86.9(2 分) AB(2 分)
(2)①50%(2 分) ②0.48(2 分) ③1.2(2 分)
(3)30.0(2 分) c(1 分)
(4)0.8(2 分)
18.本题考查有机物的推断与合成的相关知识,考查了宏观辨识与微观探
析、证据推理与模型认知的学科素养。
能发生银镜反应的 A 与乙炔反应生成的 B 中含碳碳三键,说明 A 和 B 的
反应为加成反应,在醛中的碳氧双键处发生加成,则 A 为乙醛,B 的结构简式为
,根据已知ⅰ和 I 的结构简式,可知 C D 是利用已知ⅰ的反应保护 C
中的酮羰基,则 D 的结构简式为 ,根据 B、D、E 的分子式可知,B 和 D 发生了加
成反应,结合 I 的结构,可知 D 中的碳氧双键处发生了变化,则 E 的结构简式为
,F 和 G 发生已知ⅱ中的反应,可知 F 中含有碳氧双键,再结合 I 的结构,可
知E中的羟基(最上面的那个羟基)被氧化成了酮羰基,F的结构简式为 ,结合
已知ⅱ,可知 H 的结构简式为 ,通过 H 和 I 的结构对比,可知 H 中的碳
碳三键变成了碳碳双键。
(1)根据分析可知,A为乙醛,与乙炔发生加成反应生成B,则B为 ,化
学方程式为
+CH3CHO
。
(2)根据分析可知,D 结构简式为 。
(3)根据分析可知,E 中的羟基变成了 F 中的酮羰基。
(4)J 是 C 的同分异构体,同时满足条件:①苯环上只有两个取代基;②能与 FeCl3 发生
显色反应,说明含酚羟基;③1 mol J 与足量的钠完全反应生成 1 mol H2,说明含有两个羟基。
当苯环上连接—OH、
—CH2CH2CH2OH 时,有邻、间、对 3 种结构;当苯环上连接—OH、—CH
(OH)CH2CH3 时,有邻、间、对 3 种结构;当苯环上连接—OH、—CH2CH(OH)CH3 时,有
邻、间、对 3 种结构;当苯环上连接—OH、
—CH(CH3)CH2OH 时, 有邻、间、对 3 种结构;当苯环上连接—OH、 时,有
邻、间、对 3 种结构,共 15 种结构。
(5)分析 N 的结构,与 I 的结构类似,因此需要模仿 A 到 I 的合成路径,N 的结构左右对
称,可知乙炔与 2 倍的 C2H4O 发生了加成反应,得到的产物 K 的结构简式为
,K 中的羟基被氧化成酮羰基,L 的结构简式为
,则条件 a 为 CrO3、吡啶,L 再发生已知ⅱ的反应,得到 M,M
再转化为 N,则条件 c 为 Cr2+、H+。
[参考答案](1) +CH3CHO
(2 分)
(2) (2 分)
(3)羟基(1 分) 酮羰基(1 分)
(4)15(2 分)
(5)① (2 分)
②CrO3、吡啶(2 分) Cr2+、H+(2 分)

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