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白银市第二中学2024-2025学年度第二学期第一次模拟考试
高 三 化 学
一、选择题(每小题3分，共42分，每小题只有一个选项符合题目要求)
1．米酒是一种传统的风味小吃。下列说法错误的是(　　)
A．酿米酒的原材料的主要成分是淀粉
B．酿米酒过程只发生了水解反应
C．酿米酒需要添加酒曲作催化剂
D．米酒存放时间越长，pH越低
2．化学与生产、生活息息相关。下列说法错误的是(　　)
A．推广使用可在自然界降解的聚乳酸作食品外包装材料
B．鼓励分类回收、再利用生活垃圾和废弃物
C．开发高效催化剂有利于环氧乙烷和CO2发生缩聚反应合成高分子材料
D．推广使用新能源汽车可有效减少碳排放
3．下列化学用语表示正确的是(　　)
A．中子数为6的硼原子：B
B．溴乙烷的空间填充模型
C．AlCl3的VSEPR模型
D．基态Fe2＋的价电子轨道表示式：
4．硫酸钴主要用于电镀、碱性电池、生产含钴颜料和其他钴产品，可利用CoOOH与葡萄糖制备，反应的化学方程式为CoOOH＋C6H12O6＋H2SO4CoSO4＋CO2↑＋H2O(未配平)。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(　　)
A．氧化性：CoOOH>CO2
B．氧化剂与还原剂的物质的量之比为24∶1
C．生成2.24 L(标准状况)CO2时，转移电子数为0.4NA
D．1 mol葡萄糖中含有σ键的数目为22NA
5．物质结构决定其性质。下列有关物质结构和性质的比较中正确的是(　　)
A．键角：BF3中∠FBF>SO3中∠OSO
B．SiF4和SF4的VSEPR模型名称都是正四面体形
C．沸点：邻羟基苯甲胺>对羟基苯甲胺
D．杂化轨道中s所占百分率：C2H2>C2H4>C2H6
6．根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是(　　)
选项 实验操作 现象 结论
A 已知SO2可与Fe3＋络合生成3＋(红棕色)，也可与Fe3＋发生氧化还原反应。将SO2气体通入FeCl3溶液中 溶液先变为红棕色，过一段时间又变成浅绿色 Fe3＋与SO2络合反应速率比氧化还原反应速率快
B 验证某红棕色气体是否为NO2，将气体通入淀粉碘化钾溶液中 溶液变蓝 说明该气体为NO2
C 将海带灰溶解后过滤，取滤液于试管中，酸化后加入足量新制氯水，充分反应后加入1～2滴淀粉碘化钾溶液 溶液变蓝 海带灰中含有碘元素
D 向2 mL 1 mol·L－1的CuSO4溶液中滴入2滴0.1 mol·L－1 NaOH溶液，再滴加2滴0.1 mol·L－1 Na2S溶液 先产生蓝色沉淀，再产生黑色沉淀 Ksp[Cu(OH)2] >Ksp(CuS)
7．某条件下，有机物甲可以转化为有机物乙，如图所示[NEt2为N(C2H5)2，部分反应物和产物已省略]。
下列说法正确的是(　　)
A．1 mol甲最多能和2 mol H2发生反应
B．甲使溴的四氯化碳溶液褪色的过程发生了氧化反应
C．1 mol乙完全燃烧最多消耗18.5 mol氧气
D.与乙互为同分异构体
8．实验是研究化学课题的重要手段。下列实验装置和试剂均能达到相应实验目的的是(　　)
A．用图甲制备稀硫酸
B．用图乙分离CCl4和水的混合物
C．用图丙除去CO2气体中混有的SO2
D．用图丁验证石蜡的分解产物中含有乙烯
9．一种液氨－液氧燃料电池的工作原理示意如下左图，以该电池作为电源模拟电化学降解NO的工作原理示意下右图，下列说法正确的是(　　)
　
A．装置工作时，电极B应连接b端
B．该电池工作时每消耗22.4 L NH3转移3 mol电子
C．装置工作时，电解池内溶液pH保持不变(忽略溶液体积变化和温度变化)
D．阴极电极反应式为2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O
10．铈的氧化物(X)中存在O空位，能填充Li＋，因此可用作锂离子电池的正极材料，放电时可转化为Y，X、Y的晶胞结构如图所示，Y中无O空位。
下列说法正确的是(　　)
A．Li＋具有8e－稳定结构
B．Y的化学式为LiCe2O3
C．充电时，正极上的锂的化合价降低
D．X中O填入Ce堆积产生的四面体空隙中，填隙率为100%
11．某含铜催化剂的阴离子的结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，其中X、Y、Z位于同一周期，基态X原子的价电子排布式为nsnnpn。下列说法错误的是(　　)
A．电负性：Z＞Y＞X＞W
B．X、Y、Z均位于元素周期表的p区
C．该阴离子中铜元素的化合价为＋3
D．由W和Y构成的化合物不可能为离子化合物
12．某矿石主要成分为CePO4，含有Fe2O3、CaF2等杂质。以该矿石为原料制备Ce2(CO3)3的工艺流程如下图所示：
下列说法正确的是(　　)
A．在实验室模拟进行“焙烧”可以选用石英坩埚
B．滤渣1只含有FePO4
C．物质Y可选用Ce2O3，也可选用氨水
D．“沉铈”时消耗的Ce3＋与HCO物质的量之比为2∶3
13．甲酸甲酯(HCOOCH3)作为潜在的储氢材料受到关注，科学家发现使用Ru配合物催化剂可以使甲酸甲酯温和释氢，其可能的反应过程如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．反应涉及非极性键的断裂和极性键的形成
B．将HCOOCH3替换为DCOOCH3，反应可得HD
C．Ⅰ中Ru的配体数为4
D．总反应为HCOOCH3＋2H2O4H2↑＋2CO2↑
14．常温下，二元弱酸H2A的pKa1＝1.23，pKa2＝4.19。已知：pKa＝－lgKa，用0.1 mol·L－1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L－1 H2A溶液，滴定过程中溶液的pH随η的变化曲线如图所示(假设溶液体积具有加和性)。
下列说法错误的是(　　)
A．a、b、c三点水电离出的c(H＋)依次增大
B．a点溶液中：c(Na＋)<2c(A2－)＋c(H2A)
C．b点溶液中：c(H2A)－c(OH－)＝c(A2－)－c(H＋)
D．η＝1.5时，c(A2－)＋c(HA－)＋c(H2A)＝0.06 mol·L－1
二、非选择题(共58分)
15．(14分)配合物乙二胺四乙酸铁钠(结构如图一所示，以下简写为NaFeY)可以添加到酱油中作为铁强化剂，制备乙二胺四乙酸铁钠晶体。步骤如下：
①称取一定质量的FeCl3·6H2O于烧杯中溶解，加入适量浓氨水后搅拌、过滤、洗涤、干燥。
②将第一步得到的Fe(OH)3、乙二胺四乙酸(H4Y)、H2O加入图二仪器a中，搅拌，80 ℃水浴1 h，再加入适量碳酸钠溶液反应10 min。
③经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、晾干得到产品。
回答下列问题：
(1)乙二胺四乙酸铁钠中含有的化学键类型有共价键、________、________。
(2)步骤①中氨水应当________(填“分批”或“一次性”)加入，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)盛装Na2CO3溶液仪器名称为____________，加入碳酸钠溶液后可观察到产生大量气泡，则步骤②由Fe(OH)3生成NaFeY·3H2O的总反应化学方程式为__________________________________________。
(4)步骤③蒸发浓缩至______________________________________(填现象)时，停止加热。
(5)市售铁强化剂中含有NaCl、KIO3、NaFeY，其中n∶n＝1∶50。称取m g样品，加稀硫酸溶解后配成100 mL溶液。取出10.00 mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入淀粉溶液，用c mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定，重复操作2～3次，消耗Na2S2O3标准溶液的平均值为V mL。
已知：FeY－＋4H＋===H4Y＋Fe3＋、2S2O＋I2===2I－＋S4O
①滴定终点的现象为________________________________________。
②样品中铁元素的质量分数为__________。
16．(14分)某工厂用废旧钴基合金制备CoOOH(主要成分为CoO，还含有Fe3O4、Al2O3、PbO、CaO、MgO等)，工艺流程如下：
已知：①该工艺条件下，H2O2、Fe3＋不能氧化Co2＋，部分金属氢氧化物沉淀时pH如下表：
沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Mg(OH)2
开始沉淀pH 2.7 7.6 7.6 7.8
完全沉淀pH 3.7 9.6 9.2 8.8
②室温下，Ksp(MgF2)＝9.0×10－11，Ka(HF)＝3.0×10－4
回答下列问题：
(1)“碱浸”时反应的离子方程式为_______________________。
(2)“酸浸”所得“浸渣”的成分为__________。
(3)“除铁”时需要控制反应温度不能高于50 ℃的原因是____________________。　　　　　　　　　
(4)“沉镁”时反应的离子方程式为______________________________。若“沉镁”后的溶液中c(HF)＝c＝1.0×10－5 mol·L－1，则此时溶液的pH为________。
(5)“氧化”时反应的离子方程式为________________________________________。
(6)某钴单质催化剂(FPD－Co)的晶胞如图所示，其中8个Co原子位于顶点，8个Co原子位于棱上，4个Co原子位于晶胞内部，其余位于面上。已知晶胞底边长分别为2a pm和a pm，设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为________g·cm－3。
17．(15分)丙烯是一种重要的化工原料。关于丙烯的制备方法有如下几种：
Ⅰ.丙烷氧化脱氢：2C3H8(g)＋O2(g)??2C3H6(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－236 kJ·mol－1
(1)下列操作有利于提高丙烷的平衡转化率的有________(填序号)。
A．升温
B．减压
C．加催化剂
D．通O2
(2)某温度下，向刚性密闭容器中充入C3H8和O2的混合气体发生反应，下列能说明反应达到平衡状态的是________(填序号)。
A．v正＝2v逆
B．反应混合物中各组分浓度之比等于化学计量数之比
C．容器内压强不再变化
D．容器内混合气体密度不再变化
E.比值不变
(3)某温度下，向刚性密闭容器中充入n(C3H8)∶n＝3∶1的混合气体发生反应，起始压强为20 kPa，达平衡时总压强为23 kPa，则C3H8的平衡转化率为__________。
Ⅱ.丙烷无氧脱氢：C3H8(g)??C3H6(g)＋H2(g)　ΔH2。使用该方法制备丙烯时，体系中还存在副反应：C3H8(g)??C2H4(g)＋CH4(g)。
(4)已知几种共价键键能如下表所示：
共价键 C—H C—C C===C H—H
键能(kJ·mol－1) 413 348 615 436
①C3H8(g)??C3H6(g)＋H2(g)　ΔH2＝__________kJ·mol－1。
②丙烷无氧脱氢反应在________(填“较高”“较低”或“任意”)温度下能自发进行。
(5)一定温度下，将C3H8和H2的混合气体通过催化剂Ga2O3(负载于Al2O3)的表面。反应过程中，催化剂Ga2O3会与H2反应生成另一催化剂Ga－H/GaOx。使用不同催化剂时，Rlnk和的关系如图甲所示(其中a为Ga2O3，b为Ga－H/GaOx)。反应过程中丙烷平衡转化率、丙烯选择性以及丙烯生成速率随n(H2)∶n变化如图乙所示。
①已知Arrhenius经验公式为Rlnk＝－＋C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。在其他条件相同时，催化效果更好的是__________(填“Ga2O3”或“Ga－H/GaOx”)。判断依据是__________________________。
②图乙中，代表丙烯生成速率的曲线为______(填“c”或“d”)，恒温恒压条件下，向密闭容器中通入C3H8和H2混合气体使丙烯生成速率最大，丙烷无氧脱氢反应的Kp＝______________________MPa(已知压强为0.1 MPa，列出计算式即可)。
18．(15分)苯巴比妥是一种巴比妥类的镇静剂及安眠药，合成路线如下(部分试剂和产物已略去)：
回答下列问题：
(1)A→B的反应条件和试剂名称为_______________________________。
(2)B→C过程分为三步，第一步生成格氏试剂，第二步与CO2发生加成反应，反应产物的结构简式为____________________，第三步的反应类型为________。
(3)F的结构简式为____________________。
(4)G转变为苯巴比妥的化学方程式为______________________。
(5)在E的同分异构体中，同时满足下列条件的共有________种(不考虑立体异构)。
①能与氢氧化钠溶液反应；②含有三个甲基；③含有苯环；④遇FeCl3溶液不显色。
其中，核磁共振氢谱显示为4组峰，且峰面积比为6∶3∶2∶1的同分异构体的结构简式为__________________________________(只写出其中一种结构简式即可)。白银市第二中学2024-2025学年度第二学期第一次模拟考试
高 三 化 学 答 案
一、单选题（每题3分，每题只有一个选项符合题意）
B C B D D A D C D B D C A D
15.【答案】（14分）
(1)离子键　配位键
(2)分批　避免氢氧化铁沉淀过程中裹入大量杂质或避免反应过于剧烈
(3)恒压滴液漏斗　2Fe(OH)3＋Na2CO3＋2H4Y===2[NaFeY·3H2O]＋CO2↑＋H2O
(4)溶液表面有晶膜出现或有少量晶体析出
(5)①当滴入最后半滴标准溶液时，溶液由蓝色变为无色(浅绿)，且半分钟内不变色　②%(或)
16. 【答案】（14分）
(1)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O或Al2O3＋2OH－＋3H2O===2Al(OH)
(2)PbSO4、CaSO4
(3)防止双氧水分解及浓氨水的挥发与分解
(4)Mg2＋＋2HF===MgF2↓＋2H＋　6
(5)5Co2＋＋MnO＋6H2O===5CoOOH↓＋Mn2＋＋7H＋
(6)
17. 【答案】（15分）
(1)BD　(2)CE　(3)40%
(4) ①123　②较高
(5)①Ga－H/GaOx　据Arrhenius经验公式，斜率越小，活化能越小，催化剂催化效果越好　②d　
【答案】（15分）
(1)光照，溴
(2) 　取代反应
(3)
(4) ＋＋2CH3CH2OH
(5)12　白银市第二中学2024-2025学年度第二学期第一次模拟考试
高 三 化 学
一、选择题(每小题3分，共42分，每小题只有一个选项符合题目要求)
1．米酒是一种传统的风味小吃。下列说法错误的是(　　)
A．酿米酒的原材料的主要成分是淀粉
B．酿米酒过程只发生了水解反应
C．酿米酒需要添加酒曲作催化剂
D．米酒存放时间越长，pH越低
【解析】　制作米酒的主要材料是糯米和酒曲，糯米是糯稻脱壳的米，主要成分是淀粉，A正确；酿米酒过程中淀粉发生水解反应生成葡萄糖，葡萄糖发生氧化反应生成C2H5OH，B错误；制作米酒的主要材料是糯米和酒曲，酒曲作催化剂，C正确；米酒存放时间越长，C2H5OH被氧化为乙酸，pH越低，D正确。
【答案】　B
2．化学与生产、生活息息相关。下列说法错误的是(　　)
A．推广使用可在自然界降解的聚乳酸作食品外包装材料
B．鼓励分类回收、再利用生活垃圾和废弃物
C．开发高效催化剂有利于环氧乙烷和CO2发生缩聚反应合成高分子材料
D．推广使用新能源汽车可有效减少碳排放
【解析】　聚乳酸在自然环境下可以自然降解，可以推广使用聚乳酸作食品外包装材料，A正确；鼓励分类回收、再利用生活垃圾和废弃物，可以减少环境污染，B正确； 环氧乙烷与二氧化碳在一定条件下发生加聚反应合成高分子材料，C错误；推广使用新能源汽车可有效减少CO2的排放，减少碳排放，D正确。
【答案】　C
3．下列化学用语表示正确的是(　　)
A．中子数为6的硼原子：B
B．溴乙烷的空间填充模型
C．AlCl3的VSEPR模型
D．基态Fe2＋的价电子轨道表示式：
【解析】　中子数为6的硼原子质量数为5＋6＝11，表示为5B，A项错误；溴乙烷的结构简式为CH3CH2Br，空间填充模型为，B项正确；AlCl3中心原子价层电子对数为3＋(3－3×1)＝3，VSEPR模型为，C项错误；Fe是26号元素，基态Fe2＋的价电子轨道表示式为，D项错误。
【答案】　B
4．硫酸钴主要用于电镀、碱性电池、生产含钴颜料和其他钴产品，可利用CoOOH与葡萄糖制备，反应的化学方程式为CoOOH＋C6H12O6＋H2SO4CoSO4＋CO2↑＋H2O(未配平)。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(　　)
A．氧化性：CoOOH>CO2
B．氧化剂与还原剂的物质的量之比为24∶1
C．生成2.24 L(标准状况)CO2时，转移电子数为0.4NA
D．1 mol葡萄糖中含有σ键的数目为22NA
【解析】　根据题中所给反应，Co元素反应后化合价降低，CoOOH是氧化剂，CO2是氧化产物，故氧化性：CoOOH>CO2，A项正确；根据电子守恒、元素守恒配平可知，该反应为24CoOOH＋C6H12O6＋24H2SO424CoSO4＋6CO2↑＋42H2O，氧化剂与还原剂的物质的量之比为24∶1，B项正确；根据化学方程式可知，当生成6 mol CO2时，转移电子24 mol，因此生成2.24 L(标准状况)CO2时，转移电子的物质的量为0.4 mol，即0.4NA，C项正确；葡萄糖的结构式为,1 mol葡萄糖中含有σ键的数目为23NA，D项错误。
【答案】　D
5．物质结构决定其性质。下列有关物质结构和性质的比较中正确的是(　　)
A．键角：BF3中∠FBF>SO3中∠OSO
B．SiF4和SF4的VSEPR模型名称都是正四面体形
C．沸点：邻羟基苯甲胺>对羟基苯甲胺
D．杂化轨道中s所占百分率：C2H2>C2H4>C2H6
【解析】　BF3分子和SO3分子都是平面正三角形，键角相等，A项错误；SF4分子中S原子价层有5个电子对，VSEPR模型不是正四面体形，是一种变形四面体，B项错误；对羟基苯甲胺主要形成分子间氢键，使其沸点升高，而邻羟基苯甲胺主要形成分子内氢键，沸点低于对羟基苯甲胺，C项错误；乙炔、乙烯、乙烷中C原子杂化类型依次为sp、sp2、sp3，s轨道在杂化轨道所占百分率依次为50%、33.3%、25%，D项正确。
【答案】　D
6．根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是(　　)
选项 实验操作 现象 结论
A 已知SO2可与Fe3＋络合生成3＋(红棕色)，也可与Fe3＋发生氧化还原反应。将SO2气体通入FeCl3溶液中 溶液先变为红棕色，过一段时间又变成浅绿色 Fe3＋与SO2络合反应速率比氧化还原反应速率快
B 验证某红棕色气体是否为NO2，将气体通入淀粉碘化钾溶液中 溶液变蓝 说明该气体为NO2
C 将海带灰溶解后过滤，取滤液于试管中，酸化后加入足量新制氯水，充分反应后加入1～2滴淀粉碘化钾溶液 溶液变蓝 海带灰中含有碘元素
D 向2 mL 1 mol·L－1的CuSO4溶液中滴入2滴0.1 mol·L－1 NaOH溶液，再滴加2滴0.1 mol·L－1 Na2S溶液 先产生蓝色沉淀，再产生黑色沉淀 Ksp[Cu(OH)2] >Ksp(CuS)
【解析】　已知3＋呈红棕色，将SO2气体通入FeCl3溶液中，溶液先变为红棕色，过一段时间又变成浅绿色，证明Fe3＋与SO2先发生络合反应，再发生氧化还原反应，从而推出Fe3＋与SO2络合反应速率比氧化还原反应速率快，故A正确；溴蒸气、二氧化氮均为红棕色，均可使淀粉碘化钾溶液变蓝，由实验操作和现象，不能说明气体为NO2，还可能为溴蒸气，故B错误；新制氯水中的Cl2能与I－反应生成使淀粉变蓝色的碘单质，碘元素可能来自于海带灰，也可能来自于淀粉碘化钾溶液，不能说明海带灰中存在碘元素，故C错误；CuSO4溶液过量，滴入的Na2S溶液与硫酸铜反应生成CuS黑色沉淀，不能说明氢氧化铜转化为硫化铜，无法判断Ksp大小，故D错误。
【答案】　A
7．某条件下，有机物甲可以转化为有机物乙，如图所示[NEt2为N(C2H5)2，部分反应物和产物已省略]。
下列说法正确的是(　　)
A．1 mol甲最多能和2 mol H2发生反应
B．甲使溴的四氯化碳溶液褪色的过程发生了氧化反应
C．1 mol乙完全燃烧最多消耗18.5 mol氧气
D.与乙互为同分异构体
【解析】　甲中所含的碳碳双键、苯环和酮羰基等都能和H2反应，1 mol甲最多能和9 mol H2发生反应，A错误；甲使溴的四氯化碳溶液褪色的过程发生了加成反应，B错误；乙的分子式为C15H14O3，根据原子守恒，1 mol乙在氧气中完全燃烧最多消耗17 mol O2，C错误；乙的分子式为C15H14O3，与分子式相同，但是结构不同，互为同分异构体，D正确。
【答案】　D
8．实验是研究化学课题的重要手段。下列实验装置和试剂均能达到相应实验目的的是(　　)
A．用图甲制备稀硫酸
B．用图乙分离CCl4和水的混合物
C．用图丙除去CO2气体中混有的SO2
D．用图丁验证石蜡的分解产物中含有乙烯
【解析】　容量瓶不能用于稀释，A项错误；应通过分液的方法分离CCl4和水的混合物，B项错误；SO2具有还原性，可以和Fe3＋反应，Fe2(SO4)3溶液可以吸收SO2气体，且能通过溶液颜色变化确定SO2是否除净，C项正确；KMnO4溶液褪色只能证明石蜡分解生成了不饱和烃，不能确定是否有乙烯生成，D项错误。
【答案】　C
9．一种液氨－液氧燃料电池的工作原理示意如下左图，以该电池作为电源模拟电化学降解NO的工作原理示意下右图，下列说法正确的是(　　)
　
A．装置工作时，电极B应连接b端
B．该电池工作时每消耗22.4 L NH3转移3 mol电子
C．装置工作时，电解池内溶液pH保持不变(忽略溶液体积变化和温度变化)
D．阴极电极反应式为2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O
【解析】　电解池的阳极与电源正极相连，阴极与负极相连，由题意可知，电极B为正极，a为阳极，则电极B应连接a端，A错误；未说明在标准状况下，无法计算22.4 L NH3物质的量，则转移电子数不确定，B错误；题右图电解池的总反应为4NO＋4H＋===2N2↑＋5O2↑＋2H2O，消耗氢离子，则溶液pH变大，C错误；Pt－Ag电极为阴极，硝酸根离子得电子生成氮气，阴极电极反应式为2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，D正确；故选D。
【答案】　D
10．铈的氧化物(X)中存在O空位，能填充Li＋，因此可用作锂离子电池的正极材料，放电时可转化为Y，X、Y的晶胞结构如图所示，Y中无O空位。
下列说法正确的是(　　)
A．Li＋具有8e－稳定结构
B．Y的化学式为LiCe2O3
C．充电时，正极上的锂的化合价降低
D．X中O填入Ce堆积产生的四面体空隙中，填隙率为100%
【解析】　Li＋的结构示意图为，具有2e－稳定结构，A项错误；根据“均摊法”计算得Ce的个数为8×＋6×＝4，Li＋的个数为2，O原子的个数为6，Y的化学式为LiCe2O3，B项正确；充电时，Li＋从O空位脱嵌，化合价不变，Y转化为X，Ce的化合价升高，C项错误；X中若O的填隙率为100%，则X中不存在O空位，D项错误。
【答案】　B
11．某含铜催化剂的阴离子的结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，其中X、Y、Z位于同一周期，基态X原子的价电子排布式为nsnnpn。下列说法错误的是(　　)
A．电负性：Z＞Y＞X＞W
B．X、Y、Z均位于元素周期表的p区
C．该阴离子中铜元素的化合价为＋3
D．由W和Y构成的化合物不可能为离子化合物
【解析】　基态X原子的价电子排布式为nsnnpn，基态X原子的价电子排布式为2s22p2，X为C元素，W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，结合含铜催化剂阴离子的结构知，W为H，Y为N，Z为F。同周期从左到右主族元素的电负性逐渐增大，元素的非金属性越强、电负性越大，则电负性：Z＞Y＞X＞W，A项正确；C、N、F均位于元素周期表的p区，B项正确；该阴离子为[Cu(CF3)3(CH2CN)]－，其中铜元素的化合价为＋3价，C项正确；H和N构成的化合物NH4H为离子化合物，D项错误。
【答案】　D
12．某矿石主要成分为CePO4，含有Fe2O3、CaF2等杂质。以该矿石为原料制备Ce2(CO3)3的工艺流程如下图所示：
下列说法正确的是(　　)
A．在实验室模拟进行“焙烧”可以选用石英坩埚
B．滤渣1只含有FePO4
C．物质Y可选用Ce2O3，也可选用氨水
D．“沉铈”时消耗的Ce3＋与HCO物质的量之比为2∶3
【解析】　磷铈镧矿加入浓硫酸焙烧得到酸废气，主要为HF等，加水水浸除去滤渣1主要为磷酸铁、硫酸钙等，滤液加入氯化铁溶液除磷得到滤渣2主要为磷酸铁等；滤液加入氨水调节pH＝4使得铁等转化为沉淀而除去，加入碳酸氢铵溶液沉铈得到Ce23和滤液。焙烧后的酸性气体为HF，能和二氧化硅反应，不可以使用石英容器，A错误； 滤渣1的成分主要有生成的磷酸铁、硫酸钙，B错误；物质Y和溶液中氢离子反应调节pH，使得溶液中铁离子转化为沉淀而除去，且不影响后续Ce3＋的沉淀分离，故可选用Ce2O3，也可选用氨水，C正确；“沉铈”时Ce3＋与HCO反应生成Ce23沉淀和二氧化碳、水，反应为2Ce3＋＋6HCO===Ce2(CO3)3↓＋3H2O＋3CO2↑，Ce3＋与HCO物质的量之比为1∶3，D错误。
【答案】　C
13．甲酸甲酯(HCOOCH3)作为潜在的储氢材料受到关注，科学家发现使用Ru配合物催化剂可以使甲酸甲酯温和释氢，其可能的反应过程如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．反应涉及非极性键的断裂和极性键的形成
B．将HCOOCH3替换为DCOOCH3，反应可得HD
C．Ⅰ中Ru的配体数为4
D．总反应为HCOOCH3＋2H2O4H2↑＋2CO2↑
【解析】　反应没有涉及非极性键的断裂，故A错误；由Ⅰ→Ⅱ可知，HCOOCH3中H原子被取代得到H2，将HCOOCH3替换为DCOOCH3，根据反应原理，可得HD，故B正确；Ⅰ中Ru的配位数为6，但配体数为4，故C正确；由图可知，总反应为甲酸甲酯和水催化生成氢气和二氧化碳，化学方程式为HCOOCH3＋2H2O4H2↑＋2CO2↑，故D正确。
【答案】　A
14．常温下，二元弱酸H2A的pKa1＝1.23，pKa2＝4.19。已知：pKa＝－lgKa，用0.1 mol·L－1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L－1 H2A溶液，滴定过程中溶液的pH随η的变化曲线如图所示(假设溶液体积具有加和性)。
下列说法错误的是(　　)
A．a、b、c三点水电离出的c(H＋)依次增大
B．a点溶液中：c(Na＋)<2c(A2－)＋c(H2A)
C．b点溶液中：c(H2A)－c(OH－)＝c(A2－)－c(H＋)
D．η＝1.5时，c(A2－)＋c(HA－)＋c(H2A)＝0.06 mol·L－1
【解析】　用0.1 mol·L－1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L－1 H2A溶液，当加入20 mL NaOH溶液时正好生成NaHA，此时发生第一次突变，即b点，pH＝2.75，说明NaHA的电离程度大于水解程度，加入30 mL NaOH溶液时，溶液中NaHA和Na2A为1∶1，当加入40 mL NaOH溶液时正好生成Na2A，即d点，H2A的pKa1＝－lgKa1，则Ka1＝10－1.23，pKa2＝－lgKa2，则Ka2＝10－4.19，据此回答。从a到c的过程中，H2A的浓度逐渐减小，a点溶质为H2A和NaHA，b点溶质为NaHA，c点溶质为NaHA和Na2A，水的电离程度逐渐增大，所以a、b、c三点水电离出的c(H＋)依次增大，A正确；a点pH＝1.23，c(H＋)＝10－1.23 mol·L－1，Ka1＝＝10－1.23，则c(HA－)＝c(H2A)，由电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HA－)＋c(OH－)＋2c(A2－)，且溶液为酸性，即c(H＋)＞c(OH－)，可知，c( Na＋)<2c(A2－)＋c(H2A)，B正确；b点的溶质为NaHA，根据元素守恒：c(Na＋)＝c(HA－)＋c(H2A)＋c(A2－)和电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HA－)＋c(OH－)＋2c(A2－)可知，c(H2A)－c(OH－)＝c(A2－)－c(H＋)，C正确；η＝1.5时，溶液中NaHA和Na2A为1∶1，根据物料守恒：2c(Na＋)＝3[c(HA－)＋c(H2A)＋c(A2－)]＝0.12 mol·L－1＝c(A2－)＋c(HA－)＋c(H2A)＝0.04 mol·L－1，D错误。
【答案】　D
二、非选择题(共58分)
15．(14分)配合物乙二胺四乙酸铁钠(结构如图一所示，以下简写为NaFeY)可以添加到酱油中作为铁强化剂，制备乙二胺四乙酸铁钠晶体。步骤如下：
①称取一定质量的FeCl3·6H2O于烧杯中溶解，加入适量浓氨水后搅拌、过滤、洗涤、干燥。
②将第一步得到的Fe(OH)3、乙二胺四乙酸(H4Y)、H2O加入图二仪器a中，搅拌，80 ℃水浴1 h，再加入适量碳酸钠溶液反应10 min。
③经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、晾干得到产品。
回答下列问题：
(1)乙二胺四乙酸铁钠中含有的化学键类型有共价键、________、________。
(2)步骤①中氨水应当________(填“分批”或“一次性”)加入，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)盛装Na2CO3溶液仪器名称为____________，加入碳酸钠溶液后可观察到产生大量气泡，则步骤②由Fe(OH)3生成NaFeY·3H2O的总反应化学方程式为__________________________________________。
(4)步骤③蒸发浓缩至______________________________________(填现象)时，停止加热。
(5)市售铁强化剂中含有NaCl、KIO3、NaFeY，其中n∶n＝1∶50。称取m g样品，加稀硫酸溶解后配成100 mL溶液。取出10.00 mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入淀粉溶液，用c mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定，重复操作2～3次，消耗Na2S2O3标准溶液的平均值为V mL。
已知：FeY－＋4H＋===H4Y＋Fe3＋、2S2O＋I2===2I－＋S4O
①滴定终点的现象为________________________________________。
②样品中铁元素的质量分数为__________。
【解析】　(1)乙二胺四乙酸铁钠是钠盐，含有共价键、离子键，从图中可看出氮原子能与铁配位形成配位键，故含有的化学键类型有共价键、离子键和配位键。(2)步骤①中氨水应当分批加入，避免反应过于剧烈，或氨水过量导致铵根离子裹入Fe(OH)3沉淀，产生过多杂质。(3)盛装Na2CO3溶液的仪器为恒压滴液漏斗；步骤②生成NaFeY·3H2O，发生的化学反应式为2Fe(OH)3＋Na2CO3＋2H4Y===2[NaFeY·3H2O]＋CO2↑＋H2O。(4)步骤③为蒸发浓缩，正确操作是蒸发浓缩至溶液表面有晶膜出现或有少量晶体析出，停止加热。(5)滴定终点的现象为当滴入最后半滴标准溶液时，溶液由蓝色变为无色(浅绿)，且半分钟内不变色；根据题干中提供的滴定过程反应式，可得如下关系：2NaFeY～I2～2S2SO，又有n(KIO3)∶n(NaFeY)＝1∶50。m(Fe)＝c mol·L－1×V×10－3 L×× ××2×56 g·mol－1＝＝， 则样品中铁元素的质量分数为 ×100%＝%。
【答案】　(1)离子键　配位键
(2)分批　避免氢氧化铁沉淀过程中裹入大量杂质或避免反应过于剧烈
(3)恒压滴液漏斗　2Fe(OH)3＋Na2CO3＋2H4Y===2[NaFeY·3H2O]＋CO2↑＋H2O
(4)溶液表面有晶膜出现或有少量晶体析出
(5)①当滴入最后半滴标准溶液时，溶液由蓝色变为无色(浅绿)，且半分钟内不变色　②%(或)
16．(14分)某工厂用废旧钴基合金制备CoOOH(主要成分为CoO，还含有Fe3O4、Al2O3、PbO、CaO、MgO等)，工艺流程如下：
已知：①该工艺条件下，H2O2、Fe3＋不能氧化Co2＋，部分金属氢氧化物沉淀时pH如下表：
沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Mg(OH)2
开始沉淀pH 2.7 7.6 7.6 7.8
完全沉淀pH 3.7 9.6 9.2 8.8
②室温下，Ksp(MgF2)＝9.0×10－11，Ka(HF)＝3.0×10－4
回答下列问题：
(1)“碱浸”时反应的离子方程式为_______________________。
(2)“酸浸”所得“浸渣”的成分为__________。
(3)“除铁”时需要控制反应温度不能高于50 ℃的原因是____________________。　　　　　　　　　
(4)“沉镁”时反应的离子方程式为______________________________。若“沉镁”后的溶液中c(HF)＝c＝1.0×10－5 mol·L－1，则此时溶液的pH为________。
(5)“氧化”时反应的离子方程式为________________________________________。
(6)某钴单质催化剂(FPD－Co)的晶胞如图所示，其中8个Co原子位于顶点，8个Co原子位于棱上，4个Co原子位于晶胞内部，其余位于面上。已知晶胞底边长分别为2a pm和a pm，设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为________g·cm－3。
【解析】　废旧钴基合金主要成分为CoO，还含有Fe3O4、Al2O3、PbO、CaO、MgO等。用氢氧化钠“碱浸”Al2O3生成四羟基合铝酸钠除氧化铝，滤渣“酸浸”生成硫酸铅沉淀、硫酸钙沉淀除PbO，滤液中含有硫酸钴、硫酸铁、硫酸亚铁、少量硫酸钙、硫酸镁，滤液中加双氧水把硫酸亚铁氧化为硫酸铁，加氨水生成氢氧化铁沉淀除铁，滤液中加HF生成MgF2、CaF2沉淀除钙、除镁，滤液中加高锰酸钾、硫酸，Co2＋被氧化生成CoOOH沉淀。(1)“碱浸”时氧化铝和氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠，反应的离子方程式为Al2O3＋2OH－＋3H2O===2Al(OH)。(2)“酸浸”时PbO、CaO和硫酸反应生成硫酸铅沉淀、硫酸钙沉淀，所得“浸渣”的成分为PbSO4、CaSO4。(3)“除铁”时双氧水把硫酸亚铁氧化为硫酸铁，双氧水易分解，浓氨水易挥发，为防止双氧水分解及浓氨水的挥发与分解，需要控制反应温度不能高于50 ℃。(4)“沉镁”时硫酸镁和HF反应生成沉淀MgF2，反应的离子方程式为Mg2＋＋2HF===MgF2↓＋2H＋。若“沉镁”后的溶液中c(HF)＝c＝1.0×10－5 mol·L－1，Ksp(MgF2)＝9.0×10－11，Ka(HF)＝3.0×10－4，则c(F－)＝＝＝3×10－3 ，c(H＋)＝＝＝1×10－6，则此时溶液的pH为6。(5)“氧化”时加高锰酸钾，Co2＋被氧化成CoOOH，反应的离子方程式为5Co2＋＋MnO＋6H2O===5CoOOH↓＋Mn2＋＋7H＋。(6)根据均摊原则，晶胞中Co原子数为8×＋8×＋4＋18×＝16，晶胞体积为2a×10－10×2a×10－10×a×10－10＝4a3×10－30 cm3，则该晶体密度为＝ g·cm－3。
【答案】　(1)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O或Al2O3＋2OH－＋3H2O===2Al(OH)
(2)PbSO4、CaSO4
(3)防止双氧水分解及浓氨水的挥发与分解
(4)Mg2＋＋2HF===MgF2↓＋2H＋　6
(5)5Co2＋＋MnO＋6H2O===5CoOOH↓＋Mn2＋＋7H＋
(6)
17．(15分)丙烯是一种重要的化工原料。关于丙烯的制备方法有如下几种：
Ⅰ.丙烷氧化脱氢：2C3H8(g)＋O2(g)??2C3H6(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－236 kJ·mol－1
(1)下列操作有利于提高丙烷的平衡转化率的有________(填序号)。
A．升温
B．减压
C．加催化剂
D．通O2
(2)某温度下，向刚性密闭容器中充入C3H8和O2的混合气体发生反应，下列能说明反应达到平衡状态的是________(填序号)。
A．v正＝2v逆
B．反应混合物中各组分浓度之比等于化学计量数之比
C．容器内压强不再变化
D．容器内混合气体密度不再变化
E.比值不变
(3)某温度下，向刚性密闭容器中充入n(C3H8)∶n＝3∶1的混合气体发生反应，起始压强为20 kPa，达平衡时总压强为23 kPa，则C3H8的平衡转化率为__________。
Ⅱ.丙烷无氧脱氢：C3H8(g)??C3H6(g)＋H2(g)　ΔH2。使用该方法制备丙烯时，体系中还存在副反应：C3H8(g)??C2H4(g)＋CH4(g)。
(4)已知几种共价键键能如下表所示：
共价键 C—H C—C C===C H—H
键能(kJ·mol－1) 413 348 615 436
①C3H8(g)??C3H6(g)＋H2(g)　ΔH2＝__________kJ·mol－1。
②丙烷无氧脱氢反应在________(填“较高”“较低”或“任意”)温度下能自发进行。
(5)一定温度下，将C3H8和H2的混合气体通过催化剂Ga2O3(负载于Al2O3)的表面。反应过程中，催化剂Ga2O3会与H2反应生成另一催化剂Ga－H/GaOx。使用不同催化剂时，Rlnk和的关系如图甲所示(其中a为Ga2O3，b为Ga－H/GaOx)。反应过程中丙烷平衡转化率、丙烯选择性以及丙烯生成速率随n(H2)∶n变化如图乙所示。
①已知Arrhenius经验公式为Rlnk＝－＋C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。在其他条件相同时，催化效果更好的是__________(填“Ga2O3”或“Ga－H/GaOx”)。判断依据是__________________________。
②图乙中，代表丙烯生成速率的曲线为______(填“c”或“d”)，恒温恒压条件下，向密闭容器中通入C3H8和H2混合气体使丙烯生成速率最大，丙烷无氧脱氢反应的Kp＝______________________MPa(已知压强为0.1 MPa，列出计算式即可)。
【解析】　(1)丙烷氧化脱氢：2C3H8(g)＋O2(g)??2C3H6(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－236 kJ·mol－1，正向反应为气体分子数增多的放热反应。升温反应速率加快，但是丙烷的平衡转化率降低，A错误；正向反应为气体分子数增多，因此减压，平衡正向移动，丙烷的平衡转化率增大，B正确；加入催化剂不改变平衡转化率，C错误；通O2反应物浓度增大，反应速率增大，丙烷的平衡转化率增大，D正确。(2)2v正＝v逆时代表正逆反应速率相等，达到平衡状态，系数错误，A错误；某一时刻反应混合物中各组分浓度之比等于化学计量数之比不代表不再变化，不能说明反应达到平衡状态，B错误；反应前后气体系数变化，则压强不变可以说明达到平衡状态，C正确；气体的总质量恒定，容器体积恒定，密度一直保持不变，不能说明反应达到平衡状态，D错误；由于C3H8是反应物，C3H6是生成物，比值不变说明C3H8、C3H6浓度保持不变，说明达到平衡状态，E正确。(3)根据反应列出三段式为：
　　　　　　2C3H8(g)＋O2(g)??2C3H6(g)＋2H2O(g)
起始量(mol) 3 1 0 0
转化量(mol) 2x x 2x 2x
平衡量(mol) 3－2x 1－x 2x 2x
根据题意：＝，解得：x＝0.6，则C3H8的平衡转化率为×100%＝40%。(4)丙烷无氧脱氢反应C3H8(g)??C3H6(g)＋H2(g)　ΔH2＝(413×8＋348×2－413×6－615－348－436) kJ·mol－1＝123 kJ·mol－1，可知ΔH2>0，反应ΔS>0，ΔG＝ΔH－TΔS<0时反应自发进行，则需要在较高温度下反应才可自发进行。(5)①根据Arrhenius经验公式，斜率越小，活化能越小，催化剂催化效果越好，因此选Ga－H/GaOx。②根据题意，随着氢气的增加，可以生成更多催化效果更好的催化剂Ga－H/GaOx，因此反应速率逐渐增加。而氢气的增加，会促使主反应平衡逆向移动，因此转化率降低。根据以上分析，可以判断随着氢气增多，逐渐上升的曲线即曲线d为丙烯生成速率，逐渐下降的曲线即曲线c为丙烷平衡转化率；图中，当n(H2)∶n为2时，丙烯生成速率最大，此时丙烷平衡转化率为45%，丙烯选择性为90%。设氢气和丙烷的起始量分别为2 mol、1 mol，依据图中数据列三段式：
C3H8(g)??C3H6(g)＋H2(g)
变/mol 0.405 0.405 0.405
C3H8(g)??C2H4(g)＋CH4(g)
变/mol 0.045 0.045 0.045
平衡时n(C3H8)＝0.55 mol、n(C3H6)＝0.405 mol、n(H2)＝2.405 mol、n(C2H4)＝0.045 mol、n(CH4)＝0.045 mol，
n总＝3.45 mol，p总＝0.1 MPa，
因此Kp＝ MPa。
【答案】　(1)BD　(2)CE　(3)40%
(4) ①123　②较高
(5)①Ga－H/GaOx　据Arrhenius经验公式，斜率越小，活化能越小，催化剂催化效果越好　②d　
18．(15分)苯巴比妥是一种巴比妥类的镇静剂及安眠药，合成路线如下(部分试剂和产物已略去)：
回答下列问题：
(1)A→B的反应条件和试剂名称为_______________________________。
(2)B→C过程分为三步，第一步生成格氏试剂，第二步与CO2发生加成反应，反应产物的结构简式为____________________，第三步的反应类型为________。
(3)F的结构简式为____________________。
(4)G转变为苯巴比妥的化学方程式为______________________。
(5)在E的同分异构体中，同时满足下列条件的共有________种(不考虑立体异构)。
①能与氢氧化钠溶液反应；②含有三个甲基；③含有苯环；④遇FeCl3溶液不显色。
其中，核磁共振氢谱显示为4组峰，且峰面积比为6∶3∶2∶1的同分异构体的结构简式为__________________________________(只写出其中一种结构简式即可)。
【解析】　A和Br2在光照条件下发生取代反应生成，B→C过程分为三步，第一步生成格氏试剂，第二步与CO2发生加成反应生成，第三步发生水解(取代)反应生成C，C和SOCl2发生取代反应生成D为，和CH3CH2OH发生取代反应生成E，E发生已知信息ⅱ的反应原理得到F为，F发生已知信息ⅰ的反应原理得到G为，G发生已知信息ⅱ的反应原理得到苯巴比妥。(1)由以上分析可知，A和Br2在光照条件下发生取代反应生成。(2)由以上分析可知，B→C过程分为三步，第一步生成格氏试剂，第二步与CO2发生加成反应，反应产物的结构简式为，第三步的反应类型为取代反应。(3)由以上分析可知，F的结构简式为。(4)G发生已知信息ii的反应原理得到苯巴比妥，化学方程式为 (5)E的同分异构体同时满足条件：①能与氢氧化钠溶液反应，说明其中含有—COOH、酚羟基或酯基；②含有三个甲基；③含有苯环；④遇FeCl3溶液不显色，说明其中不含有酚羟基，综上所述，苯环上有3个取代基，组合为2个—CH3和—COOCH3，共有6种位置关系，若苯环上有4个取代基，组合为3个—CH3和—COOH，有 共6种位置关系，则符合条件的同分异构体有12种，其中核磁共振氢谱显示为4组峰，且峰面积比为6∶3∶2∶1的同分异构体的结构简式为 。
【答案】　(1)光照，溴
(2) 　取代反应
(3)
(4) ＋＋2CH3CH2OH
(5)12　

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