资源简介

2026届上海市徐汇区高三第一学期期末考试
化学试卷 (2025.12)
特别提示：
1．本试卷标注“不定项”的选择题，每小题有1~2个正确选项，只有1个正确选项的，多选不得分；有2个正确选项的，漏选1个得一半分，错选不得分。未特别标注的选择题，每小题只有1个正确选项。
2．除特殊说明外，本卷所用相对原子质量：Li-7 F-19 Mg-24 Fe-56 Se-79 I-127.
一、同一主族的三种重要元素：硫、硒、碲
1．硒(Se)是人体内不可缺少的微量元素，硒及其化合物在医药、催化、材料等领域有广泛应用，回答下列问题。
(1)Se在周期表中的位置 。
(2)O、S、Se气态氢化物的键角由大到小的顺序为 (填化学式)。
(3)已知SeO2与SO2的部分性质如下表：
物 质 状态(常温) 熔 点
SeO2 固体 340-350℃
SO2 气体 -755℃
根据X射线衍射分析，SeO2晶体具有如图所示的长链状结构，请解释SeO2与SO2熔点差异较大的可能原因 。
(4)“依布硒”是一种有机硒化物，具有良好的抗炎活性，其结构简式如图所示：。“依布硒”中Se原子的杂化类型为 ，元素Se、O、N的第一电离能由大到小的顺序为 。
2．常温下，亚硒酸和碳酸的电离常数如表。
二元酸
H2SeO3
H2CO3
(1)常温下，比较等物质的量浓度的Na2SeO3和Na2CO3溶液的pH___________。
A．前者大 B．后者大 C．无法比较 D．一样大
(2)常温下，等物质的量浓度的NaHSeO3和NaHCO3溶液中水的电离程度___________。
A．前者大 B．后者大 C．无法比较 D．一样大
(3)亚硒酸氢钠(NaHSeO3)可用于制药工业、用作防腐剂、抗氧化剂等。NaHSeO3溶液中有关微粒浓度关系正确的是___________。(不定项)
A．
B．
C．
D．
3．Li、Fe、Se可形成一种新型超导材料，其晶胞结构如图所示。
(1)该超导材料的化学式为 ；距离Se原子最近的Fe原子的个数为 。
(2)晶胞的部分参数如图所示，且晶胞棱边夹角均为90°，晶体密度为 (阿伏加德罗常数用NA表示)。
4. 碲是一种准金属，其物理性质表现为______（写出两点，如颜色、状态等），化学性质上与硫、硒相似，但金属性更强，例如碲能与氢氧化钠溶液反应生成碲化钠和亚碲酸钠，该反应的化学方程式为______。二氧化碲（TeO2）具有两性，既能与酸反应，也能与碱反应。写出TeO2与盐酸反应的化学方程式______，与氢氧化钠溶液反应的离子方程式______。
二、中学化学中角色多样的MnO2
5．MnO2可由(NH4)2S2O8与MnSO4反应制得。的结构如下。
，中S-O-O (填“是”或“不是”)在一条直线上。
6.MnO2在许多反应中有催化作用：①催化KClO3分解制氧气②催化H2O2分解制氧气③MnO2作催化剂氨催化还原脱除NO；其中一种催化机理示意图如下：
(1)从化学键的角度解释MnO2能结合NH3的原因 。
(2)用NH3每脱除1mol NO的同时，消耗0.25mol氧气，写出该催化过程的总反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目： 。
(3)以MnSO4溶液为原料，用如图装置(a，b均为惰性电极)同步制备Mn和MnO2。
电极a与电源的 (负极或正极)连接，发生的电极反应式为 。
7.电解锰渣的主要成分是MnS。一种由电解锰渣制取高纯MnSO4的流程如下。
(1)MnS不溶于水，它与硫酸溶液发生复分解反应的离子方程式为 。
(2)浸出过程中加入MnO2可减少有毒气体的生成，同时产生更多MnSO4。利用了MnO2的化学性质是 。结合离子方程式解释从浸出液中除去Fe3+的原理： 。
三、缓解温室效应，实现碳中和
8.为了缓解温室效应与能源供应之间的冲突，CO2的资源化利用已成为研究的热点。
Ⅰ.【资源化一：利用CO2制水煤气】
在容积为L的恒容密闭容器中进行反应，方程式为 。当投料比时，CO2的平衡转化率与温度、初始压强的关系如图所示。
(1)在恒温恒容条件下，关于以上反应下列表述能说明反应已经达到化学平衡状态的是___________。(不定项)
A． B．气体的平均相对分子质量不再变化
C．气体的密度不再变化 D．CH4和CO2的物质的量之比不再改变
(2)初始压强 (填“>”“<”或“=”，下同)；当温度为℃、初始压强为时，a点时的
。
(3)起始时向容器中加入mol CH4和mol CO2，在温度为℃时反应，此时初始压强为，该反应的平衡常数 ，温度和体积不变的情况下，继续加入mol CH4和mol CO2，再次达到平衡后，CO2的转化率 。(填“增大”“减小”或“不变”)
Ⅱ.【资源化二：利用CO2制天然气】
二氧化碳加氢制甲烷过程中主要发生反应：
反应I：
反应II：
在密闭容器中，压强恒为Pa、时，CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如图所示。
(4)结合【资源化一】中信息，反应I的 ，该反应在 条件下能自发进行。
A．高温 B．低温 C．任意温度
(5)CO2平衡转化率后升高的主要原因是 。
(6)CO2制备甲烷过程中，CO2活化的可能途径有两种，如图所示。请从反应速率和反应方向两个角度分析说明CO*是CO2活化的优势中间体的原因是 。
四、维生素A醋酸酯
9.市售“维生素A”的主要成分是维生素A醋酸酯。维生素A醋酸酯的一种合成路线如下图所示(部分试剂和条件省略)：
已知：
（1）化合物C中含氧官能团的名称是_______。
（2）化合物A的结构简式为_______。
（3）丙酮与柠檬醛的配比是影响化合物A产率的重要因素，丙酮与柠檬醛的物质的量配比为11：1时，产率达到最佳。试分析原因_______。
（4）吡啶()在上述反应中作溶剂。其性质与胺类化合物类似。关于吡啶的相关说法正确的是_______。
A. 吡啶中碳原子和氮原子的杂化方式不同
B. 吡啶能作为配体与金属离子形成配合物
C. 吡啶易溶于有机溶剂，难溶于水
D. 吡啶有碱性，能与强酸形成盐
（5）化合物C分子中存在的不对称碳原子数为_______个。
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
（6）检验VitamineA中是否有化合物D残留，可选用的试剂是_______。
A. 溴的CCl4溶液 B. 希夫试剂 C. 茚三酮 D. 新制氢氧化铜
（7）市售“维生素A”是维生素A醋酸酯，性质相对稳定，其分子式为_______。维生素A醋酸酯在人体内可以被酶催化转化成VitamineA，该反应类型属于_______。
（8）写出一种满足下列条件柠檬醛(C10H16O)的同分异构体的结构简式_______。
Ⅰ.核磁共振氢谱显示有9组峰，峰面积比为4∶4∶2∶1∶1∶1∶1∶1∶1
Ⅱ.红外光谱显示有一个六元环
Ⅲ.存在顺反异构，但不存在结构
Ⅳ.能与金属Na反应
（9）结合维生素A醋酸酯的合成路线，以和ClCH(CH3)COOCH2CH3为原料，设计合成的路线_______(无机试剂任选)。
(可表示为：AB……目标产物)
五、能源新星“锂电池”
10.锂离子电池作为一种二次化学储能系统，稳定性好、转化率高、比容量高、成本低及绿色环保，广泛应用在电动汽车、航空航天、军事武器等领域。
（1）作为“二次电池”中的佼佼者，锂电池有多种类型，以下是磷酸铁锂电池的工作原理：FePO4+LiLiFePO4。电池放电过程如下图所示，结合以上信息，该电池放电时正极的电极反应式为_______。
（2）某实验室计划使用该锂电池电解饱和食盐水制取Cl2和H2，下列说法正确的_______。
A. 放电时，Li+经隔膜从正极向负极方向迁移
B. 充电时，该电池将化学能转化为电能
C. 电解饱和食盐水的装置中每转移电子1mol，则可制得标准状况下11.2LH2
D. 电解饱和食盐水的装置中可使用铁电极作阳极
工业上常以硫酸亚铁粗品(FeSO4，杂质主要包括Fe2(SO4)3、MgSO4等)为原料，经过水溶、除杂、氧化、沉淀等步骤制备电池原料FePO4。
在“除杂”步骤中，需使用HF溶液作为沉镁试剂，相关化学反应为Mg2+(aq)+2HF(aq) MgF2(s)+2H+(aq)
（3）一定条件下，能说明反应达到化学平衡状态的是_______。
A. 溶液pH保持不变 B. Ka(HF)保持不变
C. υ正(Mg2+)：υ逆(H+)=2∶1 D. 保持不变
（4）向1L待处理液中加入HF溶液除杂时，反应进行0.5h后，测得溶液质量减少了124g，则0~0.5h内(忽略反应前后溶液体积变化)，υ(Mg2+)=_______mol·L 1·h 1。
（5）HF溶液具有较强的腐蚀性，对设备要求较高，因此某工厂计划使用NaF固体(M=42g·mol 1)替代HF溶液作为沉淀剂。
已知：Ksp(MgF2)=7×10 11；通常c(Mn+)<10 5mol·L 1即认为金属离子Mn+沉淀完全。
现有待处理样品1L(其中含0.001molMg2+)，当Mg2+完全沉淀时，至少需要加入_______克NaF固体。(结果保留3位小数，写出计算过程)
（6）在“沉淀”步骤中，常使用Na2HPO4固体调节溶液的pH和沉淀Fe3+，试分析该步骤中溶液pH需严格控制在2.5附近的原因_______。
（7）已知Na2HPO4溶液中[]>[]，请解释可能的原因_______。
锂离子电池车辆在其使用寿命结束时会被填埋或焚烧，与之有关的环境与资源再利用问题备受关注，科学家们正研究如何使用经济、环境可持续的技术回收石墨与含锂材料。
（8）在进行废旧材料回收后，需检测“再生石墨”的结构是否符合锂电池的需要，可采用的仪器分析方法为_______。
A. 原子吸收光谱 B. 质谱 C. 核磁共振氢谱 D. 晶体X射线衍射
（9）以下是常见的三种石墨回收方案，简要流程如下。
方案一：50°C乙酸浸出1小时→过滤→蒸馏水清洗→干燥
方案二：KOH浸泡6小时→过滤→蒸馏水清洗→干燥
方案三：800°C下N2流中退火1小时→蒸馏水清洗→过滤
成本贡献占比
占比/% 方案一 方案二 方案三
试剂 84.8 91.4 ——
用电 13.3 6.4 74.1
用气 —— 19 25.4
水洗 1.9 0.3 0.5
请从绿色化学的角度评价方案三_______。
2026届上海市徐汇区高三第一学期期末考试
化学试卷 (2025.12)
特别提示：
1．本试卷标注“不定项”的选择题，每小题有1~2个正确选项，只有1个正确选项的，多选不得分；有2个正确选项的，漏选1个得一半分，错选不得分。未特别标注的选择题，每小题只有1个正确选项。
2．除特殊说明外，本卷所用相对原子质量：Li-7 F-19 Mg-24 Fe-56 Se-79 I-127.
一、同一主族的三种重要元素：硫、硒、碲
1．硒(Se)是人体内不可缺少的微量元素，硒及其化合物在医药、催化、材料等领域有广泛应用，回答下列问题。
(1)Se在周期表中的位置 。
(2)O、S、Se气态氢化物的键角由大到小的顺序为 (填化学式)。
(3)已知SeO2与SO2的部分性质如下表：
物 质 状态(常温) 熔 点
SeO2 固体 340-350℃
SO2 气体 -755℃
根据X射线衍射分析，SeO2晶体具有如图所示的长链状结构，请解释SeO2与SO2熔点差异较大的可能原因 。
(4)“依布硒”是一种有机硒化物，具有良好的抗炎活性，其结构简式如图所示：。“依布硒”中Se原子的杂化类型为 ，元素Se、O、N的第一电离能由大到小的顺序为 。
【答案】(1)第4周期ⅥA族
(2)H2O>H2S>H2Se
(3)SeO2与SO2都属于分子晶体，SeO2的链状结构分子量远大于SO2，范德华力大得多
(4) sp3杂化 N>O>Se
【详解】（1）Se的原子序数为34，在元素周期表中的位置是第四周期ⅥA族；
（2）O、S、Se气态氢化物分别为H2O、H2S、H2Se，分子中O、S、Se都发生sp3杂化，中心原子最外层都存在2对孤对电子，电负性O＞S＞Se，电负性越大，成键电子对越靠近中心原子，斥力越大、键角越大，所以H2O、H2S、H2Se键角由大到小的顺序为；
（3）SeO2与SO2均为分子晶体，相对分子质量链状SeO2比SO2大的多，分子间作用力SeO2更大，所以SeO2与SO2熔点差异较大；
（4）Se的原子序数为34，在元素周期表中的位置是第四周期ⅥA族，“依布硒”中Se原子形成2个σ键，孤电子对数为2，价层电子对数为4，其杂化类型为sp3；O、N元素同周期，N为VA族元素，第一电离能大于同周期相邻的两种元素，即第一电离能N＞O，Se、O 元素同主族，同一主族从上至下第一电离能逐渐减小，所以Se、O、N的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞Se。
2．常温下，亚硒酸和碳酸的电离常数如表。
二元酸
H2SeO3
H2CO3
(1)常温下，比较等物质的量浓度的Na2SeO3和Na2CO3溶液的pH___________。
A．前者大 B．后者大 C．无法比较 D．一样大
(2)常温下，等物质的量浓度的NaHSeO3和NaHCO3溶液中水的电离程度___________。
A．前者大 B．后者大 C．无法比较 D．一样大
(3)亚硒酸氢钠(NaHSeO3)可用于制药工业、用作防腐剂、抗氧化剂等。NaHSeO3溶液中有关微粒浓度关系正确的是___________。(不定项)
A．
B．
C．
D．
【答案】(1)B (2)B (3)BC
【详解】（1）由表中数据可知酸性： > ，Na2SeO3和Na2CO3溶液中均会发生水解，根据越弱越水解，则水解程度更大，则等物质的量浓度的Na2SeO3和Na2CO3溶液的pH后者大，故选B。
（2）NaHSeO3中同时存在的电离和水解，<，电离大于水解，以电离为主，则水的电离受到抑制；NaHCO3中同时存在的电离和水解，>，电离小于水解，以水解为主，则水的电离受到促进；故水的电离程度后者大，故选B。
（3）A．NaHSeO3中的电荷守恒为：，A错误；
B．NaHSeO3中同时存在的电离和水解，<，电离大于水解，故，B正确；
C．NaHSeO3中的Na和Se元素为1：1，物料守恒为，C正确；
D．由电荷守恒和元素守恒式子得：，D错误；
故选BC。
3．Li、Fe、Se可形成一种新型超导材料，其晶胞结构如图所示。
(1)该超导材料的化学式为 ；距离Se原子最近的Fe原子的个数为 。
(2)晶胞的部分参数如图所示，且晶胞棱边夹角均为90°，晶体密度为 (阿伏加德罗常数用NA表示)。
【答案】(1) LiFe2Se2 4 (2)
【详解】（1）由晶胞结构可知，Li原子个数为：8×+1=2，Fe个数为8×=4，Se原子个数为:8×+2=4,则该超导材料的化学式为LiFe2Se2,距离Se原子最近的Fe原子的个数为4.
（2）由晶胞结构可知，Li原子个数为：8×+1=2，Fe个数为8×=4，Se原子个数为：8×+2=4，晶体密度为=。
4. 碲是一种准金属，其物理性质表现为______（写出两点，如颜色、状态等），化学性质上与硫、硒相似，但金属性更强，例如碲能与氢氧化钠溶液反应生成碲化钠和亚碲酸钠，该反应的化学方程式为______。二氧化碲（TeO2）具有两性，既能与酸反应，也能与碱反应。写出TeO2与盐酸反应的化学方程式______，与氢氧化钠溶液反应的离子方程式______。
【答案】银白色结晶固体、有金属光泽、质脆（任写两点）；
3Te + 6NaOH 2Na2Te + Na2TeO3+ 3H2O
TeO2 + 4HCl = TeCl4+ 2H O； TeO2 + 2OH = TeO32- + H2O
【解析】碲与碱反应类似硫的歧化反应，生成-2价和+4价的碲的化合物。
两性氧化物与酸反应生成盐和水，与碱反应生成对应的含氧酸盐。
二、中学化学中角色多样的MnO2
5．MnO2可由(NH4)2S2O8与MnSO4反应制得。的结构如下。
，中S-O-O (填“是”或“不是”)在一条直线上。
【答案】不是
【详解】离子存在键，因过氧化氢的空间结构中由于O原子采用杂化，同时孤对电子的斥力作用使结构为书形，则中的不在一条直线上。
6.MnO2在许多反应中有催化作用：①催化KClO3分解制氧气②催化H2O2分解制氧气③MnO2作催化剂氨催化还原脱除NO；其中一种催化机理示意图如下：
(1)从化学键的角度解释MnO2能结合NH3的原因 。
(2)用NH3每脱除1mol NO的同时，消耗0.25mol氧气，写出该催化过程的总反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目： 。
(3)以MnSO4溶液为原料，用如图装置(a，b均为惰性电极)同步制备Mn和MnO2。
电极a与电源的 (负极或正极)连接，发生的电极反应式为 。
【答案】(1)Mn原子提供空轨道，N原子提供孤电子对，形成配位键
(2)
(3)正极 Mn2+ + 2H2O -2e- = 4H+ + MnO2
【详解】（1）由图可知，MnO2能结合NH3的原因是：Mn原子提供空轨道，N原子提供孤电子对，形成配位键。
（2）用NH3每脱除1mol NO的同时,消耗0.25mol氧气,NH3和NO、O2反应生成N2,N元素由-3价上升到0价,N元素由+2价下降到0价,O元素由0价下降到-2价,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式并标出电子转移的方向和数目：。
（3）由图可知，Mn2+在b电极得到电子生成Mn，b电极为阴极，Mn2+在a电极失去电子生成MnO2，a电极为阳极，电极a与电源的正极连接，发生的电极反应式为Mn2+ + 2H2O -2e- = 4H+ + MnO2。
7.电解锰渣的主要成分是MnS。一种由电解锰渣制取高纯MnSO4的流程如下。
(1)MnS不溶于水，它与硫酸溶液发生复分解反应的离子方程式为 。
(2)浸出过程中加入MnO2可减少有毒气体的生成，同时产生更多MnSO4。利用了MnO2的化学性质是 。结合离子方程式解释从浸出液中除去Fe3+的原理： 。
【答案】(1)MnS + 2H+ = Mn2+ + H2S↑
(2)氧化性 Fe3+ + 3H2O 3H+ + Fe(OH)3，增大pH、升高温度，使平衡向右移动，Fe3+ 转化为Fe(OH)3沉淀
【分析】由电解锰渣（主要成分是）为原料制取高纯的工艺流程，首先用MnO2和硫酸浸取电解锰渣，获得浸出液，浸出液中含杂质Fe3+和Ca2+，后调节溶液的pH为4，使得铁离子转化为Fe(OH)3沉淀，再将浓缩液进行萃取除去Ca2+，最后获得纯净的MnSO4，据此分析；
【详解】（1）与发生复分解反应的离子方程式为；
（2）浸出过程中，会产生有毒气体H2S，加入可减少有毒气体的生成，同时产生更多，锰元素由+4价转变为+2价，被还原，则为氧化剂，利用了其氧化性；Fe3+ + 3H2O 3H+ + Fe(OH)3,增大pH、升高温度,使平衡向右移动,Fe3+ 转化为Fe(OH)3沉淀.
三、缓解温室效应，实现碳中和
8.为了缓解温室效应与能源供应之间的冲突，CO2的资源化利用已成为研究的热点。
Ⅰ.【资源化一：利用CO2制水煤气】
在容积为L的恒容密闭容器中进行反应，方程式为 。当投料比时，CO2的平衡转化率与温度、初始压强的关系如图所示。
(1)在恒温恒容条件下，关于以上反应下列表述能说明反应已经达到化学平衡状态的是___________。(不定项)
A． B．气体的平均相对分子质量不再变化
C．气体的密度不再变化 D．CH4和CO2的物质的量之比不再改变
(2)初始压强 (填“>”“<”或“=”，下同)；当温度为℃、初始压强为时，a点时的
。
(3)起始时向容器中加入mol CH4和mol CO2，在温度为℃时反应，此时初始压强为，该反应的平衡常数 ，温度和体积不变的情况下，继续加入mol CH4和mol CO2，再次达到平衡后，CO2的转化率 。(填“增大”“减小”或“不变”)
Ⅱ.【资源化二：利用CO2制天然气】
二氧化碳加氢制甲烷过程中主要发生反应：
反应I：
反应II：
在密闭容器中，压强恒为Pa、时，CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如图所示。
(4)结合【资源化一】中信息，反应I的 ，该反应在 条件下能自发进行。
A．高温 B．低温 C．任意温度
(5)CO2平衡转化率后升高的主要原因是 。
(6)CO2制备甲烷过程中，CO2活化的可能途径有两种，如图所示。请从反应速率和反应方向两个角度分析说明CO*是CO2活化的优势中间体的原因是 。
【答案】(1)B(2) < > (3) 4 减小 (4) -164.7 B
(5)600℃左右以后升高温度，反应I平衡向左移动的程度小于反应II平衡向右移动的程度
(6)得到CO*中间体的反应活化能较低，反应速率较快，而且ΔH较小，反应容易自发进行
【详解】（1）A．对于反应，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，平衡时应满足，而该选项中 ，正逆反应速率不相等，反应未达到平衡状态，A错误；
B．反应前后气体的总质量不变，但气体的物质的量在反应过程中发生变化（反应前气体计量数之和为1+1=2，反应后气体计量数之和为2+2=4 ）。根据（M为平均相对分子质量，m为总质量，n为总物质的量 ），当气体的平均相对分子质量不再变化时，说明气体的总物质的量不再改变，反应达到平衡状态，B正确；
C．在恒容密闭容器中，气体的总质量不变，容器体积不变，根据（ρ为密度，m为质量，V为体积 ），气体密度始终不变，所以密度不再变化不能说明反应达到平衡状态，C错误；
D．起始时投料比，反应过程中CH4和CO2按照1:1的比例反应，其物质的量之比始终为1:1 ，不能据此判断反应达到平衡状态，D错误；
故选B。
（2） ①是体积增大的反应，T3℃时，从下到上，二氧化碳平衡转化率升高，平衡正向移动，即减小压强向体积增大的方向移动，因此压强<；②当温度为T3℃、初始压强为时，从a点到平衡点，二氧化碳平衡转化率减小，说明平衡逆向移动，因此a点时的>。
（3）①起始时向容器中加入mol CH4和mol CO2，在温度为℃、初始压强为时反应，二氧化碳平衡转化率为50%，列出三段式得：，该反应的平衡常数；②温度和体积不变，继续加入1mol CH4和1mol CO2 ，相当于在原平衡的基础上增大压强，压强增大使得反应向气体分子数减少的方向移动，导致平衡逆向移动，所以再次达到平衡后，CO2的转化率减小。
（4）①根据盖斯定律可知，反应I=反应II×2-资源化一中的反应，则反应I的；②对于反应 Ⅰ，ΔH1<0 ，反应后气体分子数减少，ΔS<0 （混乱度减小 ）。根据吉布斯自由能公式ΔG=ΔH TΔS（T为温度 ），当ΔG<0时反应自发进行。要使ΔG=ΔH TΔS<0 ，因为ΔH<0 ，ΔS<0 ，则需低温（T较小 ）时才能保证ΔG<0 ，所以反应在低温条件下能自发进行，答案选 B。
（5）因为反应I： 是放热反应，当温度升高，平衡逆向移动，二氧化碳转化率降低；反应II： 是吸热反应，当温度升高，平衡正向移动，导致二氧化碳转化率增大，当温度升高到一定程度以后，此时反应以反应II为主，导致随着温度的升高，反应II的二氧化碳转化率增大幅度大于反应I的减小幅度。答案为：600℃左右以后升高温度，反应I平衡向左移动的程度小于反应II平衡向右移动的程度。
（6）从图中可以看出，生成CO*中间体反应的活化能小，反应速率快；CO*中间体能量低，较稳定，利于生成(或反应放热，利于中间体的生成)，故CO*是CO2活化的优势中间体；故答案为：得到CO*中间体的反应活化能较低，反应速率较快，而且ΔH较小，反应容易自发进行。
四、维生素A醋酸酯
9.市售“维生素A”的主要成分是维生素A醋酸酯。维生素A醋酸酯的一种合成路线如下图所示(部分试剂和条件省略)：
已知：
（1）化合物C中含氧官能团的名称是_______。
（2）化合物A的结构简式为_______。
（3）丙酮与柠檬醛的配比是影响化合物A产率的重要因素，丙酮与柠檬醛的物质的量配比为11：1时，产率达到最佳。试分析原因_______。
（4）吡啶()在上述反应中作溶剂。其性质与胺类化合物类似。关于吡啶的相关说法正确的是_______。
A. 吡啶中碳原子和氮原子的杂化方式不同
B. 吡啶能作为配体与金属离子形成配合物
C. 吡啶易溶于有机溶剂，难溶于水
D. 吡啶有碱性，能与强酸形成盐
（5）化合物C分子中存在的不对称碳原子数为_______个。
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
（6）检验VitamineA中是否有化合物D残留，可选用的试剂是_______。
A. 溴的CCl4溶液 B. 希夫试剂 C. 茚三酮 D. 新制氢氧化铜
（7）市售“维生素A”是维生素A醋酸酯，性质相对稳定，其分子式为_______。维生素A醋酸酯在人体内可以被酶催化转化成VitamineA，该反应类型属于_______。
（8）写出一种满足下列条件柠檬醛(C10H16O)的同分异构体的结构简式_______。
Ⅰ.核磁共振氢谱显示有9组峰，峰面积比为4∶4∶2∶1∶1∶1∶1∶1∶1
Ⅱ.红外光谱显示有一个六元环
Ⅲ.存在顺反异构，但不存在结构
Ⅳ.能与金属Na反应
（9）结合维生素A醋酸酯的合成路线，以和ClCH(CH3)COOCH2CH3为原料，设计合成的路线_______(无机试剂任选)。
(可表示为：AB……目标产物)
【答案】（1）醚键、酯基
（2） （3）丙酮含有2个性质相同的甲基，都可以和柠檬醛发生反应，使副产物增多，导致产率降低 （4）BD （5）B （6）BD
（7） ①. C22H32O2 ②. 取代反应
（8）
（9）
【解析】
【分析】柠檬醛和丙酮发生已知信息的反应原理生成A为，A发生成环反应生成B，B和ClCH2COOCH3反应生成C，C发生一系列反应生成D，以此解答。
【详解】(1)
由C的结构简式可知，化合物C中含氧官能团的名称是醚键、酯基。
(2)由分析可知，化合物A的结构简式为。
(3)丙酮与柠檬醛的配比是影响化合物A产率的重要因素，丙酮与柠檬醛的物质的量配比为11：1，即丙酮需要过量，原因是：丙酮含有2个性质相同的甲基，都可以和柠檬醛发生反应，使副产物增多，导致产率降低。
(4)A．吡啶为平面结构，碳原子和氮原子的杂化方式均为sp2，A错误；
B．吡啶环中的氮原子采用sp2杂化，其孤对电子处于环外，可与金属离子的空轨道形成σ配位键，形成配合物，B正确；
C．吡啶易溶于有机溶剂，其性质与胺类化合物类似，溶于水，C错误；
D．吡啶性质与胺类化合物类似，具有碱性，能与强酸形成盐，D正确；
故选BD。
(5)不对称碳原子一般指手性碳原子，是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子，C分子中存在的不对称碳原子数为2，位置为 ，故选B。
(6)醛基可以用希夫试剂检验产生紫红色产物，也可以用新制氢氧化铜检验产生砖红色沉淀，化合物D中含有醛基，检验VitamineA中是否有化合物D残留，可选用的试剂是希夫试剂或新制氢氧化铜，故选BD。
(7)市售“维生素A”是维生素A醋酸酯，结构简式为：，分子式为 C22H32O2，维生素A醋酸酯在人体内可以被酶催化转化成VitamineA，其中酯基发生可水解，该反应类型属于取代反应。
(8)柠檬醛(C10H16O)的同分异构体满足条件：Ⅰ.核磁共振氢谱显示有9组峰，峰面积比为4∶4∶2∶1∶1∶1∶1∶1∶1，说明其中含有9种环境的H原子；Ⅱ.红外光谱显示有一个六元环；Ⅲ.存在顺反异构，但不存在结构;Ⅳ.能与金属Na反应，说明其中含有羟基；该同分异构体为：。
(9)先和HCl发生加成反应生成，发生水解反应生成，发生催化氧化反应生成，发生B生成C的原理得到，发生C生成D的反应原理得到，合成路线为：。
五、能源新星“锂电池”
10.锂离子电池作为一种二次化学储能系统，稳定性好、转化率高、比容量高、成本低及绿色环保，广泛应用在电动汽车、航空航天、军事武器等领域。
（1）作为“二次电池”中的佼佼者，锂电池有多种类型，以下是磷酸铁锂电池的工作原理：FePO4+LiLiFePO4。电池放电过程如下图所示，结合以上信息，该电池放电时正极的电极反应式为_______。
（2）某实验室计划使用该锂电池电解饱和食盐水制取Cl2和H2，下列说法正确的_______。
A. 放电时，Li+经隔膜从正极向负极方向迁移
B. 充电时，该电池将化学能转化为电能
C. 电解饱和食盐水的装置中每转移电子1mol，则可制得标准状况下11.2LH2
D. 电解饱和食盐水的装置中可使用铁电极作阳极
工业上常以硫酸亚铁粗品(FeSO4，杂质主要包括Fe2(SO4)3、MgSO4等)为原料，经过水溶、除杂、氧化、沉淀等步骤制备电池原料FePO4。
在“除杂”步骤中，需使用HF溶液作为沉镁试剂，相关化学反应为Mg2+(aq)+2HF(aq) MgF2(s)+2H+(aq)
（3）一定条件下，能说明反应达到化学平衡状态的是_______。
A. 溶液pH保持不变 B. Ka(HF)保持不变
C. υ正(Mg2+)：υ逆(H+)=2：1 D. 保持不变
（4）向1L待处理液中加入HF溶液除杂时，反应进行0.5h后，测得溶液质量减少了124g，则0~0.5h内(忽略反应前后溶液体积变化)，υ(Mg2+)=_______mol·L 1·h 1。
（5）HF溶液具有较强的腐蚀性，对设备要求较高，因此某工厂计划使用NaF固体(M=42g·mol 1)替代HF溶液作为沉淀剂。
已知：Ksp(MgF2)=7×10 11；通常c(Mn+)<10 5mol·L 1即认为金属离子Mn+沉淀完全。
现有待处理样品1L(其中含0.001molMg2+)，当Mg2+完全沉淀时，至少需要加入_______克NaF固体。(结果保留3位小数，写出计算过程)
（6）在“沉淀”步骤中，常使用Na2HPO4固体调节溶液的pH和沉淀Fe3+，试分析该步骤中溶液pH需严格控制在2.5附近的原因_______。
（7）已知Na2HPO4溶液中[]>[]，请解释可能的原因_______。
锂离子电池车辆在其使用寿命结束时会被填埋或焚烧，与之有关的环境与资源再利用问题备受关注，科学家们正研究如何使用经济、环境可持续的技术回收石墨与含锂材料。
（8）在进行废旧材料回收后，需检测“再生石墨”的结构是否符合锂电池的需要，可采用的仪器分析方法为_______。
A. 原子吸收光谱 B. 质谱 C. 核磁共振氢谱 D. 晶体X射线衍射
（9）以下是常见的三种石墨回收方案，简要流程如下。
方案一：50°C乙酸浸出1小时→过滤→蒸馏水清洗→干燥
方案二：KOH浸泡6小时→过滤→蒸馏水清洗→干燥
方案三：800°C下N2流中退火1小时→蒸馏水清洗→过滤
成本贡献占比
占比/% 方案一 方案二 方案三
试剂 84.8 91.4 ——
用电 13.3 6.4 74.1
用气 —— 19 25.4
水洗 1.9 0.3 0.5
请从绿色化学的角度评价方案三_______。
【答案】（1）FePO4+Li++e-=LiFePO4 （2）C （3）AD
（4）4 （5）0.194g
（6）pH过高易形成Fe(OH)3沉淀；pH过低c()过低，产率低
（7）的水解程度大于其电离程度 （8）D
（9）优点：原料来源广泛、所需时间较少；缺点：能耗高
【分析】工业上常以硫酸亚铁粗品(FeSO4，杂质主要包括Fe2(SO4)3、MgSO4等)为原料，水溶后加入HF将Mg2+转化为MgF2沉淀除去、加入过氧化氢氧化Fe2+、最后沉淀得到FePO4，据此回答。
【详解】(1)根据磷酸铁锂电池的工作原理可知，Li作负极，FePO4作正极，得到电子发生还原反应，该电池放电时正极的电极反应式为：FePO4+Li++e-=LiFePO4；
(2)A．放电时，阳离子向正极移动，则Li+经隔膜从负极向正极方向迁移，A错误；
B．充电时，该电池将电能转化为化学能，B错误；
C．电解饱和食盐水的装置中每转移电子1mol，可以生成0.5molH2，标准状况下体积为11.2L，C正确；
D．若电解饱和食盐水的装置中使用铁电极作阳极，则阳极为Fe失去电子转化为Fe2+，D错误； 故选C。
(3)A．溶液pH保持不变，则H+的浓度不变，可以说明反应达到平衡状态，A正确；
B．在该反应中，Ka(HF)是不可变的值，不再变化，不能说明反应达到平衡状态，B错误；
C．υ正(Mg2+)：υ逆(H+)=2：1不满足化学计量数之比，不能说明反应达到化学平衡状态，C错误；
D．保持不变，说明各物质的浓度不再变化，达到化学平衡状态，D正确；
故选AD。
(4)向1L待处理液中加入HF溶液除杂时，反应进行05h后，测得溶液质量减少了124g，说明反应生成了2molMgF2，消耗了2molMg2+，则0~0.5h内(忽略反应前后溶液体积变化)，υ(Mg2+)=mol·L 1·h 1；
(5)处理样品1L(其中含0.001molMg2+)，当Mg2+完全沉淀时，c(Mg2+)<10 5mol·L 1，则消耗的，所以消耗的，溶液中剩余的，故至少需要加入NaF固体；
(6)在“沉淀”步骤中，常使用Na2HPO4固体调节溶液的pH和沉淀Fe3+，该步骤中溶液pH需严格控制在2.5附近，原因是：pH过高易形成Fe(OH)3沉淀；pH过低c()过低，产率低；
(7)Na2HPO4溶液中存在电离平衡和水解平衡，已知Na2HPO4溶液中[]>[]，说明的水解程度大于其电离程度；
(8)在进行废旧材料回收后，需检测“再生石墨”的结构是否符合锂电池的需要，对结构的检测需要通过X射线衍射仪进行晶体X射线衍射，故选D；
(9)方案三中原料来源广泛、所需时间较少，但是在800℃下反应，能耗大，所以优点为原料来源广泛、所需时间较少；缺点为能耗高。
试卷第1页，共3页

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