山东省单县第二中学2023届高三高考模拟化学试题3
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：H 1 C N14 12 O 16 S 32 Cl 35.5 V 51
选题题 本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．化学与生产、生活、科研密切相关。下列说法错误的是( )
A．食用油中添加叔丁基对苯二酚作抗氧化剂
B．谷物酿酒是利用淀粉水解产生乙醇的原理
C．“杯酚”分离C60、C70是利用分子识别原理
D．将模具干燥后再注入铁水防止高温下铁与水反应
2．高分子化合物在材料领域发挥着重要作用。下列说法正确的是( )
A．微波吸收材料（）能使溴水褪色
B．阻燃材料（）由苯酚和甲醇缩聚制得
C．合成消声瓦（）的单体均存在顺反异构
D．合成芳纶（）的单体核磁共振氢谱峰数、峰面积之比均相同
3．《科学》杂志上发表了纯碳原子18环的一种合成方法如图所示。下列说法错误的是( )
C24O6 C20O2 C18
A．C18中可能存在大π键 B．C18与金刚石互为同素异形体
C．C20O2和C18都是非极性分子 D．C24O6和C20O2二者的C原子杂化种类相同
4．X、Y、Z、W均属于短周期元素，其中X、Y位于同一主族，Y、Z、W处于同一周期。X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，基态Z原子的电子总数是其最高能级电子数的5倍，同周期中W电负性最大。下列说法正确的是( )
A．简单离子半径由小到大的顺序：X
C．上述元素形成的简单氢化物中X的氢化物沸点最高、最稳定
D．第一电离能：Z
A．用装置甲制备NO B．用装置乙干燥NO
C．用装置丙制备NaNO2 D．用装置丁处理尾气
6．(2023届山东烟台市高三下学期二模)具有美白功效的化合物乙的合成反应如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．该反应为加成反应
B．可用酸性KMnO4溶液检验乙中是否混有苯乙烯苯乙烯
C．乙的苯环上一氯代物有5种
D．1 mol甲与足量溴水反应，最多消耗3 molBr2甲
7．(2023年威海市高考模拟考试)化合物M能发生如下转化，下列说法错误的是( )
A．过程Ⅰ中包含氧化还原反应，过程Ⅱ发生酯化反应
B．1mol M与足量新制Cu(OH)2碱性悬浊液充分反应，生成2molCu2O
C．M、N均能使酸性KMnO4溶液褪色
D．M、N、L中均含有1个手性碳原子
8．PCl 晶体的晶胞结构如图。下列说法正确的是( )
A．该晶体为分子晶体 B．晶胞体心上微粒为PCl4
C、晶胞顶点上微粒的空间构型为正八面体 D．存在的化学键类型仅有极性共价键
9．高铁酸钾(K2FeO4)具有杀菌消毒及净水作用，某实验小组在碱性条件下制备K2FeO4流程如图所示：
下列说法错误的是( )
A．1molK2FeO4消毒能力相当于1.5mol HClO
B．氧化反应：3NaClO＋2Fe(NO3)3＋10NaOH＝2Na2FeO4＋3NaCl＋6NaNO3＋5H2O
C．同温度时高铁酸钠溶解度大于高铁酸钾
D．提纯时，应用到的玻璃仪器有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、酒精灯
10．(2023届山东省淄博市部分学校二模)微生物燃料电池碳氮联合去除的氮转化系统原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．a极电势低于b极
B．离子交换膜是质子交换膜
C．a、b两极生成CO2和N2的物质的量之比为5∶4
D．好氧微生物反应器中反应的离子方程式为
＋2O2＝＋H2O＋2H+
本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
11．(2023·安徽合肥一模)下列由实验操作和现象可得出正确结论的是( )
选项 实验操作和现象 结论
A 向鸡蛋清中加入饱和(NH4)2SO4 溶液，有白色沉淀产生 (NH4)2SO4使蛋白质变性
B 向某溶液中滴加稀硫酸，将产生 的气体通入品红溶液，品红褪色 该溶液中可能含有
C 向2mL0.1mol·L-1AgNO3溶液中滴入10 滴0.1mol·L-1KCl溶液，生成白色沉淀， 再滴加0.1mol·L-1KI溶液，出现黄色沉淀 Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
D 向0.1mol·L-1H2O2溶液中滴加0.1 mol·L-1KMnO4溶液，溶液褪色 H2O2具有氧化性
12．(2023年威海市高考模拟考试)催化剂A[Rh(PPh3)3Cl]能在温和条件下催化烯烃加氢反应，其催化机理如图所示。下列说法错误的是( )
A．B→C过程中Rh的化合价降低
B．每步转化过程中Rh的成键数和杂化方式均发生变化
C．C和E中心原子Rh的VSEPR模型相同
D．该反应的化学方程式为
13．利用V2O3制备氧钒碱式碳酸铵晶体{(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O}的工艺流程如下：
已知：＋4价钒在弱酸性环境中具有还原性。下列说法正确的是( )
A．V2O3制备NaVO3过程中，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2
B．生成V2O5的反应为2NaVO3＋2NH4C12NaC1＋V2O5＋2NH3↑＋H2O
C．由V2O5制备VOC12的两种路径，路径I更符合绿色化学思想
D．路径II中若盐酸浓度过低，可能生成副产物VO2Cl
14．将CO2转化为系列化工原料，越来越引起科研工作者的重视。光、电催化酶耦合反应器固定CO2原理如图所示。已知固碳酶在催化反应时需要辅助因子NAD(P)H提供还原力。下列说法错误的是( )
A．装置工作时，由光能、电能转化为化学能
B．CO2转化生成1mol CH3OH得到6mole-
C．当有2mol H+通过交换膜进入阴极室，一定生成1mol HCOOH
D．在电解液中添加NAD(P)+并给反应器施加电压，有利于NAD(P)+转换为NAD(P)H
15．HA是一元弱酸，难溶盐MA2的悬浊液中，M2+不发生水解。实验发现，298K时，c(M2+)～c(H+)、～c(H+)的关系如图所示。
下列说法错误的是( )
A．L2表示的关系c(M2+)～c(H+)
B．Ka(HA)＝2.0×10-6
C．Ksp(MA2)＝4.0×10-12
D．y＝2
本题共5小题，共60分。
16．卤族元素可以与很多元素形成多种具有不同组成、结构、性质的物质。回答下列问题：
(1)基态氟原子价电子的轨道表示式为_______；与溴同周期且未成对电子数目相同的元素有_______种。
(2)亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，写出与NOCl互为等电子体的一种分子_______(填化学式)；苯分子中的大键可表示为，则NOCl的大键表示为_______。
(3)磷和硫均能形成多种卤化物。下列说法错误的是_______(填标号)。
A．SCl2、PCl5均属于非极性分子
B．PCl3、S2Cl2的空间构型分别为三角锥形、直线形
C．NF3、S2Br2分子中各原子最外层均满足8电子稳定结构
(4)γ－AgI晶胞为立方结构，晶胞中I-采取面心立方堆积方式(如图1)；γ－AgI晶胞沿x、y、z轴方向的投影均如图2所示。
①Ag+填充在I-构成的_______(填“正四面体”或“正八面体”)空隙，其填充率为_______。
②已知NA表示阿伏加德罗常数的值。γ－AgI晶胞的密度为ρg·cm-3，则晶胞中两个最近的Ag+之间的距离为_______nm。
17．资源的综合利用越来越受到重视。科研人员综合利用软锰矿(含MnO2，少量SiO2、Al2O3)和闪锌矿(含ZnS，少量FeS、CuS、SiO2)制备ZnSO4·7H2O、Zn和MnO2的工艺流程如下：
已知：25℃时相关物质的Ksp见下表。
物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 Zn(OH)2 Mn(OH)2
Ksp 1.0×10-16.3 1.0×10-38.6 1.0×10-32.3 1.0×10-17.2 1.0×10-12.7
(开始沉淀的金属离子浓度为1.0 mol·L-1；金属离子浓度≤1.0×10-5 mol·L-1时，可认为该离子沉淀完全。)
回答下列问题：
(1)“酸浸”时，MnO2和CuS反应生成MnSO4，氧化产物与还原产物物质的量之比为 。
(2)加适量Zn还原的金属阳离子是 ，加MnO2氧化Fe2+生成滤渣的离子方程式为 ，调节pH的范围是 。
(3)“萃取”过程中，发生如下阳离子交换反应：Zn2+＋2HR ZnR2＋2H+ ，Mn2+＋2HR MnR2＋2H+(HR代表有机萃取剂，易挥发)。加入MnCO3的作用为 。实验测定锌锰离子的萃取率与温度的关系如图所示，表示Zn2+的萃取效率的曲线是 (填“①”“②”)，萃取反应温度一般选择常温，理由为 。
(4)“电解”产物可用于Na-Zn双离子电池中(装置如图)。电池工作时，正极上发生的电极反应为 ；每转移0.1mol电子，负极区电解质溶液质量增加 g。
18．(2022·济宁三模)氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体难溶于水，其化学式为(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O。实验室以V2O5为原料制备氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体，过程如下：
V2O5VOCl2溶液(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O
已知：①氧化性：V2O5>Cl2；②VO2＋能被O2氧化。
(1)步骤Ⅰ不选用盐酸，而选用盐酸－盐酸肼(HCl－N2H4·2HCl)，可以防止生成____________，保护环境。
(2)步骤Ⅱ可在如下装置中进行：
①上述装置依次连接的合理顺序为c→___________(按气流方向，用小写字母表示)。
②连接好装置，检查气密性良好后，加入试剂，开始实验，先____________ (填实验操作)，当C中溶液变浑浊，____________ (填实验操作)，进行实验。
③装置D中每生成1 mol氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体，需要消耗___________mol NH4HCO3。
(3)加入VOCl2溶液使反应完全，取下恒压滴液漏斗，立即塞上橡胶塞，将三颈烧瓶置于CO2保护下的干燥器中，静置，得到紫色晶体，过滤。接下来的操作是_____________，最后用乙醚洗涤2～3次，干燥后称重。(必须用到的药品为：饱和NH4HCO3溶液、无水乙醇)
(4)测定粗产品中钒的含量。实验步骤如下：
称量a g产品于锥形瓶中，用20 mL蒸馏水与30 mL稀硫酸溶解后，加入0.02 mol·L－1 KMnO4溶液至稍过量，充分反应后继续滴加1%的NaNO2溶液至稍过量，再用尿素除去过量NaNO2，最后用c mol·L－1 (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为b mL。NaNO2溶液的作用是___________(用离子方程式表示)，粗产品中钒的质量分数表达式为___________(以VO2＋计)。若(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液部分变质，则测定结果___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。(已知：VO＋Fe2＋＋2H＋===VO2＋＋Fe3＋＋H2O)
19．(2023山东青岛平度市高考模拟检测二)由芳香化合物A制备药物中间体I的一种合成路线如图：
已知：①同一碳原子上连两个羟基不稳定，发生反应：R-CH(OH)2→R-CHO＋H2O；
②R-CHO＋R1-CH2COOHR–CH＝CH-R1＋H2O＋CO2↑；
③。
回答下列问题：
(1)A的名称为_______；E→F的反应类型为_______。
(2)C→D的第①步反应方程式为_______。H中含氧官能团的名称是_______。
(3)试剂Y的结构简式为_______。
(4)同时满足下列条件的G的同分异构体有_______种(不含立体异构)。
①苯环上只有两个侧链
②只有一种官能团且能与NaHCO3溶液反应放出气体
其中核磁共振氢谱显示有3组峰，且峰面积之比为2：2：1的同分异构体的一种结构简式为_______。
(5)参照上述合成路线，设计由CH3CH2CHCl2制备CH3CH2CH＝CHCH3的合成路线_______(有机溶剂及无机试剂任选)。
20．甲醇是一种重要的基础有机化工原料和优质燃料，用CO2制备甲醇可实现碳循环，制备方法为
反应I： CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O (g) ΔH1
反应Ⅱ：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)＋H2O (g) ΔH2
反应Ⅲ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O (g) ΔH3
反应I、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数K与温度T变化关系如图所示
根据据图判断，随着温度的升高CH3OH的平衡产率___________(填“增大”，“减小”或“不变”)，的数值范围是___________(填标号)。
A．<-1 B．-1～0 C．0～1 D．>1
(2)已知初始投料比n(H2)∶n(CO2)＝3∶1，在5MPa恒压条件下，使用不同的催化剂，经过相同时间，CO2的转化率和CH3OH的选择性随温度的变化如图所示。
(CH3OH选择性＝.(100％)
①由图像可知，工业上合成甲醇，考虑到生产效率，最合适的催化剂和温度是___________。
②工业上使用一种催化剂，CO2的转化率和CH3OH的选择性随温度的变化如图所示，随温度升高CH3OH产率的变化趋势为___________，T1温度下CH3OH的产率为___________，H2O(g)的体积分数为___________。随着温度的升高，逐渐___________(填“增大”，“减小”或“不变”)。
【答案】(1) 减小 C (2) CdZrOx、310℃ 先增大后减小 8.6% 2.6% 增大 【解析】(1)根据图示，随温度升高反应I、反应Ⅱ平衡常数都减小，反应Ⅲ平衡常数增大，所以随着温度的升高CH3OH的平衡产率减小；随温度升高反应I、反应Ⅱ平衡常数都减小，△H1、△H2都小于0，反应Ⅲ平衡常数增大，△H3大于0；根据盖斯定律I-Ⅱ得CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O (g)， ΔH3＝△H1－△H2>0，所以的数值范围是0～1，选C。(2)①由图像可知，相同温度下，使用催化剂CdZrOx二氧化碳的平衡转化率大，随温度升高，二氧化碳的平衡转化率增大，280~310℃甲醇的选择性高，所以工业上合成甲醇，考虑到生产效率，最合适的催化剂和温度是CdZrOx、310℃。②由图可知，随温度升高，CO2的转化率逐渐升高，CH3OH的选择性逐渐降低，则CH3OH产率的变化趋势为先增大后减小；T1温度下CH3OH的产率为10%(86%＝8.6%；设加入CO2的物质的量为1mol、H2的物质的量为3mol，CO2的转化率为10%，根据反应I、Ⅲ，生成H2O(g)的总物质的量等于二氧化碳消耗量为0.1mol，则平衡时n(H2O)＝0.1mol，n(CO2)＝1mol((1-10%)＝0.9mol，n(CH3OH)＝1mol(8.6%＝0.086mol，平衡时，根据C原子守恒，n(CO2)＋n(CH3OH)＋n(CO)＝1mol，则n(CO)＝0.014mol，根据O原子守恒，2n(CO2)＋n(CH3OH)＋n(CO)＋n(H2O)＝2mol，则n(H2O)＝0.1mol，根据H原子守恒，2n(H2)＋4n(CH3OH)＋2n(H2O)＝6mol，则n(H2)＝2.728mol，所以平衡时n(CO2)＋n(CH3OH)＋n(CO)＋n(H2O)＋n(H2)＝(0.9＋0.086＋0.014＋0.1＋2.728)mol＝3.828mol，H2O(g)体积分数为 。随着温度的升高，反应I逆向移动，逐渐增大。山东省单县第二中学2023届高三高考模拟化学试题3
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 S 32 Cl 35.5 Ti 48 Co 59
选题题 本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．化学与生产、生活、科研密切相关。下列说法错误的是( )
A．食用油中添加叔丁基对苯二酚作抗氧化剂
B．谷物酿酒是利用淀粉水解产生乙醇的原理
C．“杯酚”分离C60、C70是利用分子识别原理
D．将模具干燥后再注入铁水防止高温下铁与水反应
【答案】B
2．高分子化合物在材料领域发挥着重要作用。下列说法正确的是( )
A．微波吸收材料（）能使溴水褪色
B．阻燃材料（）由苯酚和甲醇缩聚制得
C．合成消声瓦（）的单体均存在顺反异构
D．合成芳纶（）的单体核磁共振氢谱峰数、峰面积之比均相同
【答案】A
3．《科学》杂志上发表了纯碳原子18环的一种合成方法如图所示。下列说法错误的是( )
C24O6 C20O2 C18
A．C18中可能存在大π键 B．C18与金刚石互为同素异形体
C．C20O2和C18都是非极性分子 D．C24O6和C20O2二者的C原子杂化种类相同
【答案】C
4．X、Y、Z、W均属于短周期元素，其中X、Y位于同一主族，Y、Z、W处于同一周期。X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，基态Z原子的电子总数是其最高能级电子数的5倍，同周期中W电负性最大。下列说法正确的是
A．简单离子半径由小到大的顺序：X
C．上述元素形成的简单氢化物中X的氢化物沸点最高、最稳定
D．第一电离能：Z
【解析】X、Y、Z、W都属于短周期元素，X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，则X有2个电子层、最外层电子数为6，X为O；其中X、Y位于同一主族，则Y为S；Y、Z、W处于同一周期，同周期中W电负性最大，则W为Cl；基态Z原子的电子总数是其最高能级电子数的5倍，Z的最高能级为3p，Z为P，综上所述，X、Y、Z、W分别为O、S、P、Cl。A．电子层越多、离子半径越大，具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小，则简单离子半径由小到大的顺序为X
A．用装置甲制备NO B．用装置乙干燥NO
C．用装置丙制备NaNO2 D．用装置丁处理尾气
【答案】D
6．具有美白功效的化合物乙的合成反应如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．该反应为加成反应
B．可用酸性KMnO4溶液检验乙中是否混有苯乙烯苯乙烯
C．乙的苯环上一氯代物有5种
D．1 mol甲与足量溴水反应，最多消耗3 molBr2甲
【答案】B
7．化合物M能发生如下转化，下列说法错误的是( )
A．过程Ⅰ中包含氧化还原反应，过程Ⅱ发生酯化反应
B．1mol M与足量新制Cu(OH)2碱性悬浊液充分反应，生成2molCu2O
C．M、N均能使酸性KMnO4溶液褪色
D．M、N、L中均含有1个手性碳原子
【答案】D
8．PCl 晶体的晶胞结构如图。下列说法正确的是（ ）
A．该晶体为分子晶体 B．晶胞体心上微粒为PCl4
C、晶胞顶点上微粒的空间构型为正八面体 D．存在的化学键类型仅有极性共价键
【答案】C
9．高铁酸钾(K2FeO4)具有杀菌消毒及净水作用，某实验小组在碱性条件下制备K2FeO4流程如图所示：
下列说法错误的是
A．1molK2FeO4消毒能力相当于1.5mol HClO
B．氧化反应：3NaClO＋2Fe(NO3)3＋10NaOH＝2Na2FeO4＋3NaCl＋6NaNO3＋5H2O
C．同温度时高铁酸钠溶解度大于高铁酸钾
D．提纯时，应用到的玻璃仪器有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、酒精灯
【答案】D
【解析】A．1mol次氯酸得2mol电子生成氯离子，1molK2FeO4得3mol电子转化为三价铁，故1molK2FeO4消毒能力相当于1.5mol HClO，A正确；B．根据得失电子守恒和元素守恒配平方程：3NaClO＋2Fe(NO3)3＋10NaOH＝2Na2FeO4＋3NaCl＋6NaNO3＋5H2O，B正确；C．流程图中高铁酸钠加入饱和氢氧化钾溶液利用同温度时高铁酸钠溶解度大于高铁酸钾可生成高铁酸钾，C正确；D．提纯时需过滤，应用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯，D错误。
10．微生物燃料电池碳氮联合去除的氮转化系统原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．a极电势低于b极
B．离子交换膜是质子交换膜
C．a、b两极生成CO2和N2的物质的量之比为5∶4
D．好氧微生物反应器中反应的离子方程式为
＋2O2＝＋H2O＋2H+
【答案】C
本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
11．下列由实验操作和现象可得出正确结论的是( )
选项 实验操作和现象 结论
A 向鸡蛋清中加入饱和(NH4)2SO4 溶液，有白色沉淀产生 (NH4)2SO4使蛋白质变性
B 向某溶液中滴加稀硫酸，将产生 的气体通入品红溶液，品红褪色 该溶液中可能含有
C 向2mL0.1mol·L-1AgNO3溶液中滴入10 滴0.1mol·L-1KCl溶液，生成白色沉淀， 再滴加0.1mol·L-1KI溶液，出现黄色沉淀 Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
D 向0.1mol·L-1H2O2溶液中滴加0.1 mol·L-1KMnO4溶液，溶液褪色 H2O2具有氧化性
【答案】B
【解析】A．硫酸铵溶液能使蛋白质发生盐析而不是变性，A错误；B．亚硫酸根离子和酸反应会生成使品红褪色的气体二氧化硫气体，故该溶液中可能含有，B正确；C．反应中银离子过量，加入碘离子会生成碘化银沉淀，不能说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，C错误；D．高锰酸钾发生还原反应为氧化剂，过氧化氢发生氧化反应体现还原性，D错误。
12．催化剂A[Rh(PPh3)3Cl]能在温和条件下催化烯烃加氢反应，其催化机理如图所示。下列说法错误的是( )
A．B→C过程中Rh的化合价降低
B．每步转化过程中Rh的成键数和杂化方式均发生变化
C．C和E中心原子Rh的VSEPR模型相同
D．该反应的化学方程式为
【答案】A
13．利用V2O3制备氧钒碱式碳酸铵晶体{(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O}的工艺流程如下：
已知：＋4价钒在弱酸性环境中具有还原性。下列说法正确的是( )
A．V2O3制备NaVO3过程中，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2
B．生成V2O5的反应为2NaVO3＋2NH4C12NaC1＋V2O5＋2NH3↑＋H2O
C．由V2O5制备VOC12的两种路径，路径I更符合绿色化学思想
D．路径II中若盐酸浓度过低，可能生成副产物VO2Cl
【答案】BD
【解析】V2O3＋Na2CO3＋O22NaVO3＋CO2，然后2NaVO3＋2NH4C1V2O5＋2NaC1＋2NH3↑＋H2O，接下来V2O5＋6HCl(浓)＝2VOC12＋Cl2↑＋3H2O，最终VOCl2与NH4HCO3反应得到产品。A．根据分析，V2O3制备NaVO3过程中，氧化剂O2与还原剂V2O3物质的量之比为1：1，A错误；B．由分析可知，生成V2O5的反应为2NaVO3＋2NH4C1V2O5＋2NaC1＋2NH3↑＋H2O，B正确；C．V2O5转化为VOCl2，钒元素化合价由＋5降低到＋4，被还原，路径Ⅰ的还原剂为HCl，其氧化产物为氯气，有毒有污染，路径Ⅱ的还原剂为N2H4．HCl，其氧化产物是氮气，无毒无污染，因此路径Ⅱ更符号绿色化学思想，C错误；D．＋4价的钒在弱酸性环境中具有还原性，路径Ⅱ中若盐酸浓度过低，一部分VOCl2可能被氧化为VO2Cl，D正确。
14．将CO2转化为系列化工原料，越来越引起科研工作者的重视。光、电催化酶耦合反应器固定CO2原理如图所示。已知固碳酶在催化反应时需要辅助因子NAD(P)H提供还原力。下列说法错误的是( )
A．装置工作时，由光能、电能转化为化学能
B．CO2转化生成1mol CH3OH得到6mole-
C．当有2mol H+通过交换膜进入阴极室，一定生成1mol HCOOH
D．在电解液中添加NAD(P)+并给反应器施加电压，有利于NAD(P)+转换为NAD(P)H
【答案】BD
15．HA是一元弱酸，难溶盐MA2的悬浊液中，M2+不发生水解。实验发现，298K时，c(M2+)～c(H+)、～c(H+)的关系如图所示。
下列说法错误的是( )
A．L2表示的关系c(M2+)～c(H+)
B．Ka(HA)＝2.0×10-6
C．Ksp(MA2)＝4.0×10-12
D．y＝2
【答案】B
本题共5小题，共60分。
16．卤族元素可以与很多元素形成多种具有不同组成、结构、性质的物质。回答下列问题：
(1)基态氟原子价电子的轨道表示式为_______；与溴同周期且未成对电子数目相同的元素有_______种。
(2)亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，写出与NOCl互为等电子体的一种分子_______(填化学式)；苯分子中的大键可表示为，则NOCl的大键表示为_______。
(3)磷和硫均能形成多种卤化物。下列说法错误的是_______(填标号)。
A．SCl2、PCl5均属于非极性分子
B．PCl3、S2Cl2的空间构型分别为三角锥形、直线形
C．NF3、S2Br2分子中各原子最外层均满足8电子稳定结构
(4)γ－AgI晶胞为立方结构，晶胞中I-采取面心立方堆积方式(如图1)；γ－AgI晶胞沿x、y、z轴方向的投影均如图2所示。
①Ag+填充在I-构成的_______(填“正四面体”或“正八面体”)空隙，其填充率为_______。
②已知NA表示阿伏加德罗常数的值。γ－AgI晶胞的密度为ρg·cm-3，则晶胞中两个最近的Ag+之间的距离为_______nm。
【答案】(1) 4(2) O3 (3)AB(4) 正四面体 50% 【解析】(1)氟为9号元素，基态氟原子价电子排布式为2s22p5，价电子的轨道表示式为；溴处于第四周期第ⅦA族，未成对电子数为1，与溴同周期且未成对电子数目相同的元素有K、Sc、Cu、Ga，4种。(2)等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团，与NOCl互为等电子体的一种分子O3；NOCl的N原子的价层电子对数为2＋＝3，孤电子对数为1， N原子采用sp2杂化，N原子未参与杂化的p轨道有1个电子，与氧的p轨道肩并肩有1个电子，氯的单电子和N形成共价键，相互平行的p轨道有2个电子与氮、氧的p轨道相互平行，故共4个电子形成大键，表示为；(3)A．SCl2中硫为sp3杂化，为V形结构，正负电荷不对称，为极性分子；PCl5为三角双锥结构，正负电荷重心对称，属于非极性分子，A错误；B．PCl3PCl3中P为sp3杂化且存在1对孤电子对，为三角锥形结构；S2Cl2中中心原子硫为sp3杂化且存在1对孤电子对，构型不会是直线形，B错误；C．NF3电子式为，S2Br2电子式为，分子中各原子最外层均满足8电子稳定结构，C正确；(4)①由图1可知，根据“均摊法”，晶胞中含个I-，结合化学式可知，晶胞中含4个Ag+，结合图2可知，Ag+填充在晶胞平分切割成的8个小立方体的体心且交错分布在其中4个小立方体的体心，故Ag+填充在I-构成的正四面体空隙，其填充率为50%。②已知NA表示阿伏加德罗常数的值，γ－AgI晶胞的密度为ρg·cm-3，设晶胞变成为anm，结合①分析，晶体密度为，，则晶胞中两个最近的Ag+之间的距离为面对角线长度的二分之一，为。
17．资源的综合利用越来越受到重视。科研人员综合利用软锰矿(含MnO2，少量SiO2、Al2O3)和闪锌矿(含ZnS，少量FeS、CuS、SiO2)制备ZnSO4·7H2O、Zn和MnO2的工艺流程如下：
已知：25℃时相关物质的Ksp见下表。
物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 Zn(OH)2 Mn(OH)2
Ksp 1.0×10-16.3 1.0×10-38.6 1.0×10-32.3 1.0×10-17.2 1.0×10-12.7
(开始沉淀的金属离子浓度为1.0 mol·L-1；金属离子浓度≤1.0×10-5 mol·L-1时，可认为该离子沉淀完全。)
回答下列问题：
(1)“酸浸”时，MnO2和CuS反应生成MnSO4，氧化产物与还原产物物质的量之比为 。
(2)加适量Zn还原的金属阳离子是 ，加MnO2氧化Fe2+生成滤渣的离子方程式为 ，调节pH的范围是 。
(3)“萃取”过程中，发生如下阳离子交换反应：Zn2+＋2HR ZnR2＋2H+ ，Mn2+＋2HR MnR2＋2H+(HR代表有机萃取剂，易挥发)。加入MnCO3的作用为 。实验测定锌锰离子的萃取率与温度的关系如图所示，表示Zn2+的萃取效率的曲线是 (填“①”“②”)，萃取反应温度一般选择常温，理由为 。
(4)“电解”产物可用于Na-Zn双离子电池中(装置如图)。电池工作时，正极上发生的电极反应为 ；每转移0.1mol电子，负极区电解质溶液质量增加 g。
【答案】(1)1∶1
(2)Fe3+、Cu2+ MnO2＋2Fe2+＋4H2O＝Mn2+＋2Fe(OH)3↓＋2H+ 4.9～5.4
(3)与H+反应，平衡右移，提高Zn2=的萃取率 ① 温度过高，萃取剂的损耗量增大；温度过低，离子萃取效率低
(4)Na0.6-xMnO2＋xNa+＋xe-＝Na0.6MnO2 0.95
18．氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体难溶于水，其化学式为(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O。实验室以V2O5为原料制备氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体，过程如下：
V2O5VOCl2溶液(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O
已知：①氧化性：V2O5>Cl2；②VO2＋能被O2氧化。
(1)步骤Ⅰ不选用盐酸，而选用盐酸－盐酸肼(HCl－N2H4·2HCl)，可以防止生成____________，保护环境。
(2)步骤Ⅱ可在如下装置中进行：
①上述装置依次连接的合理顺序为c→___________(按气流方向，用小写字母表示)。
②连接好装置，检查气密性良好后，加入试剂，开始实验，先____________ (填实验操作)，当C中溶液变浑浊，____________ (填实验操作)，进行实验。
③装置D中每生成1 mol氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体，需要消耗___________mol NH4HCO3。
(3)加入VOCl2溶液使反应完全，取下恒压滴液漏斗，立即塞上橡胶塞，将三颈烧瓶置于CO2保护下的干燥器中，静置，得到紫色晶体，过滤。接下来的操作是_____________，最后用乙醚洗涤2～3次，干燥后称重。(必须用到的药品为：饱和NH4HCO3溶液、无水乙醇)
(4)测定粗产品中钒的含量。实验步骤如下：
称量a g产品于锥形瓶中，用20 mL蒸馏水与30 mL稀硫酸溶解后，加入0.02 mol·L－1 KMnO4溶液至稍过量，充分反应后继续滴加1%的NaNO2溶液至稍过量，再用尿素除去过量NaNO2，最后用c mol·L－1 (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为b mL。NaNO2溶液的作用是___________(用离子方程式表示)，粗产品中钒的质量分数表达式为___________(以VO2＋计)。若(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液部分变质，则测定结果___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。(已知：VO＋Fe2＋＋2H＋===VO2＋＋Fe3＋＋H2O)
【答案】 (1)Cl2 (2)①a→b→f→g→d→e ②打开K1 关闭K1，打开K2 ③17 (3)先用饱和NH4HCO3溶液洗涤2～3次，再用无水乙醇洗涤2～3次 (4)5NO＋2MnO＋6H＋===5NO＋2Mn2＋＋3H2O ×100% 偏高
【解析】(1)V2O5被还原为VOCl2，则浓盐酸被氧化，有氯气生成。(2)将B产生的CO2通入装置A，除去CO2中混有的HCl气体，再将CO2通入装置D中，发生反应，最后将气体通入装置C，以检验CO2气体，所以上述装置依次连接的合理顺序为c→a→b→f→g→d→e。(4)NaNO2中N元素为＋3价，既有还原性，又有氧化性，本题中加入的NaNO2溶液的作用是除去过量的KMnO4，由滴定原理VO＋Fe2＋＋2H＋===VO2＋＋Fe3＋＋H2O可得关系式：(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O～6VO2＋～6Fe2＋，则n(VO2＋)＝n[(NH4)2Fe(SO4)2]＝cb×10－3 mol；则a g样品中钒的质量分数为 ×100%＝×100%。若(NH4)2Fe(SO4)标准溶液部分变质，Fe2＋的浓度偏小，消耗的(NH4)2Fe(SO4)2溶液偏多，会使测定结果偏高。
19．由芳香化合物A制备药物中间体I的一种合成路线如图：
已知：①同一碳原子上连两个羟基不稳定，发生反应：R-CH(OH)2→R-CHO＋H2O；
②R-CHO＋R1-CH2COOHR–CH＝CH-R1＋H2O＋CO2↑；
③。
回答下列问题：
(1)A的名称为_______；E→F的反应类型为_______。
(2)C→D的第①步反应方程式为_______。H中含氧官能团的名称是_______。
(3)试剂Y的结构简式为_______。
(4)同时满足下列条件的G的同分异构体有_______种(不含立体异构)。
①苯环上只有两个侧链
②只有一种官能团且能与NaHCO3溶液反应放出气体
其中核磁共振氢谱显示有3组峰，且峰面积之比为2：2：1的同分异构体的一种结构简式为_______。
(5)参照上述合成路线，设计由CH3CH2CHCl2制备CH3CH2CH＝CHCH3的合成路线_______(有机溶剂及无机试剂任选)。
【答案】(1) 对甲苯酚 取代反应
(2)CH3COOCHCl3＋4NaOHOHCONa＋2NaCl＋CH3COONa＋2H2O 羟基、羧基
(3)CH2CH2OH (4)12 HOOCCH2CH2COOH
(5)
【解析】由B的结构简式，结合A的分子式可知，A为， A中酚羟基和乙酸发生取代反应生成B，试剂X为CH3COOH，B中甲基发生取代反应生成C，C中氯原子发生水解反应生成D，D为对羟基苯甲醛，D→E为取代反应，E中溴原子被-OCH3取代生成F，F发生已知信息②中反应生成G为，再发生已知信息③的反应生成H为，试剂Y为CH2CH2OH。(1)由分析可知A的结构简式为，名称为对甲苯酚；E中溴原子被-OCH3取代生成F，则E→F发生取代反应。(2)在第①步反应中，C分子中2个氯原子发生水解反应引入2个羟基，根据信息①可知，同一碳原子上两个羟基不稳定，脱水生成醛基，所含的一个酯基水解生成两种钠盐，其反应的方程式为CH3COOCHCl3＋4NaOHOHCONa＋2NaCl＋CH3COONa＋2H2O；F发生已知信息②中反应生成G为，再发生已知信息③的反应生成H为，则H中含氧官能团为羟基、羧基
(3)根据分析，H为，结合I的结构简式可推知，H和Y发生酯化反应生成I，则
试剂Y的结构简式为CH2CH2OH。
(4)根据分析，G为，G的同分异构体同时满足：能与NaHCO3溶液反应放出气体，说明含有羧基；苯环上只有两个侧链，且只有一种官能团，则苯环上两取代基有4种组合，分别为-COOH和-CH2CH2COOH，-COOH和-CH(CH3)COOH，-CH2COOH和-CH2COOH，-CH3和-CH(COOH)2，苯环上两取代基还存在邻、间、对3种位置异构，因此满足条件的同分异构体共有43＝12种；核磁共振氢谱显示有3组峰，说明该有机物分子中只有3种不同化学环境的氢原子，分子结构对称；且峰面积之比为2:2:1，说明3种氢原子个数比为2:2:1，由此可推知该有机物的结构简式为。(5)CH3CH2CHCl2发生水解反应生成CH3CH2CHO，CH3CH2CHO氧化得到CH3CH2COOH，然后CH3CH2CHO与CH3CH2COOH发生信息②中反应生成CH3CH2 CH＝CHCH3，则可设计合成路线为：
20．甲醇是一种重要的基础有机化工原料和优质燃料，用CO2制备甲醇可实现碳循环，制备方法为
反应I： CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O (g) ΔH1
反应Ⅱ：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)＋H2O (g) ΔH2
反应Ⅲ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O (g) ΔH3
反应I、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数K与温度T变化关系如图所示
根据据图判断，随着温度的升高CH3OH的平衡产率___________(填“增大”，“减小”或“不变”)，的数值范围是___________(填标号)。
A．<-1 B．-1～0 C．0～1 D．>1
(2)已知初始投料比n(H2)∶n(CO2)＝3∶1，在5MPa恒压条件下，使用不同的催化剂，经过相同时间，CO2的转化率和CH3OH的选择性随温度的变化如图所示。
(CH3OH选择性＝.(100％)
①由图像可知，工业上合成甲醇，考虑到生产效率，最合适的催化剂和温度是___________。
②工业上使用一种催化剂，CO2的转化率和CH3OH的选择性随温度的变化如图所示，随温度升高CH3OH产率的变化趋势为___________，T1温度下CH3OH的产率为___________，H2O(g)的体积分数为___________。随着温度的升高，逐渐___________(填“增大”，“减小”或“不变”)。
【答案】(1) 减小 C (2) CdZrOx、310℃ 先增大后减小 8.6% 2.6% 增大 【解析】(1)根据图示，随温度升高反应I、反应Ⅱ平衡常数都减小，反应Ⅲ平衡常数增大，所以随着温度的升高CH3OH的平衡产率减小；随温度升高反应I、反应Ⅱ平衡常数都减小，△H1、△H2都小于0，反应Ⅲ平衡常数增大，△H3大于0；根据盖斯定律I-Ⅱ得CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O (g)， ΔH3＝△H1－△H2>0，所以的数值范围是0～1，选C。(2)①由图像可知，相同温度下，使用催化剂CdZrOx二氧化碳的平衡转化率大，随温度升高，二氧化碳的平衡转化率增大，280~310℃甲醇的选择性高，所以工业上合成甲醇，考虑到生产效率，最合适的催化剂和温度是CdZrOx、310℃。②由图可知，随温度升高，CO2的转化率逐渐升高，CH3OH的选择性逐渐降低，则CH3OH产率的变化趋势为先增大后减小；T1温度下CH3OH的产率为10%(86%＝8.6%；设加入CO2的物质的量为1mol、H2的物质的量为3mol，CO2的转化率为10%，根据反应I、Ⅲ，生成H2O(g)的总物质的量等于二氧化碳消耗量为0.1mol，则平衡时n(H2O)＝0.1mol，n(CO2)＝1mol((1-10%)＝0.9mol，n(CH3OH)＝1mol(8.6%＝0.086mol，平衡时，根据C原子守恒，n(CO2)＋n(CH3OH)＋n(CO)＝1mol，则n(CO)＝0.014mol，根据O原子守恒，2n(CO2)＋n(CH3OH)＋n(CO)＋n(H2O)＝2mol，则n(H2O)＝0.1mol，根据H原子守恒，2n(H2)＋4n(CH3OH)＋2n(H2O)＝6mol，则n(H2)＝2.728mol，所以平衡时n(CO2)＋n(CH3OH)＋n(CO)＋n(H2O)＋n(H2)＝(0.9＋0.086＋0.014＋0.1＋2.728)mol＝3.828mol，H2O(g)体积分数为 。随着温度的升高，反应I逆向移动，逐渐增大。
