考前特训
第1练 深挖教材类试题(一)
(选择题1~11题，每小题5分，共55分)
1.下列有关物质制备的说法错误的是( )
A.工业上主要用Na2O和H2O制备NaOH
B.用Cl2和石灰乳制备漂白粉
C.NH3和较强酸制各种铵态氮肥
D.黄铁矿可以制备硫酸
2.元素周期表中存在“对角线规则”，如图所示。下列说法错误的是( )
A.Li能在N2中燃烧
B.BeO属于两性氧化物
C.BeCl2与过量NaOH溶液反应生成Be(OH)2
D.B可作为半导体材料
3.(2023·辽宁名校联考)汽车尾气常用三效催化剂处理，其表面物质转化关系如图所示，下列说法正确的是( )
A.该过程的催化剂是Ba(NO3)2
B.转化过程中，氮元素均被还原
C.还原过程中每生成0.1 mol N2，转移2 mol电子
D.三效催化剂使汽车尾气中的污染物转化为无毒物质
4.化学实验是化学学科赖以形成和发展的基础。下列实验装置正确且能达到实验目的的是( )
A.制取并收集纯净干燥的NH3 B.验证SO2的酸性和漂白性 C.测定中和反应的反应热 D.比较S、C、Si的非金属性
5.(2023·山东烟台模拟)短周期主族元素X、Y、Z的原子序数依次增大，可与C、H形成结构如图所示的离子液体。已知阳离子中的环状结构与苯环类似，下列说法错误的是( )
A.原子半径：Z>X>Y
B.第一电离能：Y>X>Z
C.阳离子中存在大π键：
D.X2Y2电子式：
6.(2024·河南三门峡检测)《沁园春·长沙》中“看万山红遍，层林尽染”，秋季树叶色彩的变化与叶绿素、叶黄素等相关。下列说法正确的是( )
A.叶绿素中含有3种含氧官能团
B.叶黄素属于高分子
C.叶绿素、叶黄素均能使溴水褪色
D.叶黄素中含有4个手性碳原子
7.(2024·河北保定检测)中科院大连化学物理研究所一团队在Cu6Sn5合金催化剂上电催化NO还原反应合成氨，模拟装置如图所示。下列叙述正确的是( )
A.b极与电源负极连接，发生还原反应
B.工作时，OH-通过阴离子交换膜由b极向a极迁移
C.a极的电极反应式为NO+4H2O+5e-===NH3+5OH-
D.同温同压下，相同时间内生成NH3的体积和气体R的体积相等
8.实验室制备苯甲酸乙酯的反应装置示意图(夹持和加热装置已略去)和有关信息如下，下列说法正确的是( )
物质 密度/(g·cm-3) 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性
苯甲酸 1.08 122 249 不溶于冷水，溶于乙醇
乙醇 0.79 -114.1 78.5 与水以任意比互溶
苯甲酸乙酯 1.04 -34 212 不溶于水，溶于乙醇、乙醚等
A.先在三颈烧瓶内加入浓硫酸，再缓慢加入苯甲酸和乙醇
B.当分水器中水层高度不再上升时，反应达到最大限度
C.球形冷凝管的进水口为a
D.反应结束后可用过量的NaOH溶液来除去产物中的酸性杂质
9.常温下，用0.1 mol·L-1的NaOH溶液分别滴定20 mL 0.1 mol·L-1的三种一元酸，滴定曲线如图所示，图中Ka为曲线对应酸的电离平衡常数。已知≈0.7。下列说法错误的是( )
A.HA为强酸，HB、HC为弱酸
B.M点存在：2c(H+)+c(HB)=2c(OH-)+c(B-)
C.强碱滴定弱酸，可选择酚酞作为指示剂
D.HB溶液与NaOH溶液恰好中和时，溶液中c(OH-)≈7×10-5 mol·L-1
10.已知：298 K时，Ksp[Mn(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]。Mn(OH)2和Cu(OH)2在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示(X2+表示Mn2+或Cu2+)。下列说法正确的是( )
A.a表示Mn(OH)2在水中的沉淀溶解平衡曲线
B.Ksp[Cu(OH)2]=10-21
C.N点为Mn(OH)2的不饱和溶液
D.向P点溶液中加入NaOH，溶液组成由P点向M点移动
11.在无水环境中，醛或酮可在催化剂的作用下与醇发生反应，其机理如图所示。下列说法错误的是( )
A.总反应的化学方程式(不考虑催化剂)为+2ROH+H2O
B.甲醛和聚乙烯醇()发生上述反应时，产物中可能含有六元环结构
C.加入干燥剂或增加H+的浓度，可提高醛或酮的平衡转化率
D.在有机合成中，将醛转化为缩醛可保护醛基，缩醛再与水反应可恢复醛基
12.(11分)Ca3(PO4)2是一种难溶于水的白色固体，常用作抗结剂、营养增补剂等。回答下列问题：
(1)一定温度下，Ca3(PO4)2在水中的沉淀溶解平衡可用离子方程式表示为 ，该平衡的Ksp可表示为 。
(2)Ca3(PO4)2难溶于水，易溶于稀盐酸，写出Ca3(PO4)2与过量稀盐酸反应的离子方程式： 。
(3)将足量Ca3(PO4)2固体分别溶于：①100 mL蒸馏水；②100 mL 0.1 mol·L-1的Na3PO4溶液中，充分搅拌后，溶液中c(Ca2+)：① (填“>”“<”或“=”)②。
13.(18分)亚硫酸盐是一类很早就在世界范围内广泛使用的食品添加剂，可作为食品漂白剂、防腐剂、抗氧化剂。人体如果摄入过量的亚硫酸盐会影响身体健康。国家标准中对银耳中亚硫酸盐的规定为以SO2计，不高于50 mg·kg-1。某化学兴趣小组利用蒸馏滴定法测定银耳中亚硫酸盐的含量，设计实验如下：
Ⅰ.分别取贮存2个月、4个月、6个月的同一密封包装中银耳样品10.00 g。
Ⅱ.将每份样品剪成碎末后置于仪器A中，加入25 mL水(不考虑加入银耳对溶液体积的影响)，装上冷凝装置，锥形瓶中含有50.00 mL 0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液，向仪器A中加入10 mL稀硫酸，立即盖塞，加热蒸馏。
Ⅲ.当蒸馏完成并冷却后，用少量蒸馏水冲洗插入NaOH溶液的装置部分。
Ⅳ.向取下的锥形瓶中依次加入10.00 mL浓盐酸、2~3滴淀粉溶液。摇匀后用碘标准溶液滴定。
回答下列问题：
(1)仪器A的名称为 。
(2)确认锥形瓶中NaOH过量的操作是 。
(3)步骤Ⅳ达到滴定终点的现象为 ，
反应的离子方程式为 。
(4)每次每个样品进行三次平行滴定实验，记录所用碘标准溶液体积的平均值，进行相应计算的结果如表所示，其中c(S)为步骤Ⅱ中25 mL银耳-水混合物中S的浓度。
存放时间t/月 2 4 6
V(碘标准溶液)/mL 12.50 7.14 5.00
c(S)/(mol·L-1) 2.50×10-3 1.43×10-3 m
c-1(S)/(L·mol-1) n 700 p
①表格中m= 。
②c-1(S)=kt+b，已知：k、b均为常数，则b-1的含义是 。
③用存放3个月的该批次银耳做平行实验，该银耳样品中SO2含量约为 (结果保留1位小数)mg·kg-1， (填“符合”或“不符合”)国家标准。
(5)在滴定实验操作正确无误的情况下，该实验测得结果偏低，原因可能是 (答出一点即可)。
14.(16分)(2024·南昌统考二模)硅是信息产业、太阳能电池光电转化的基础材料。
(1)碳和硅的有关化学键键能如表所示，简要分析和解释下列有关事实：
化学键 C—C C—H Si—Si Si—H
键能/(kJ·mol-1) 356 413 226 318
硅与碳同族，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是 。
(2)锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法。Zn还原SiCl4的反应如下：
反应1：400~756 ℃，SiCl4(g)+2Zn(l)Si(s)+2ZnCl2(l) ΔH1<0
反应2：756~907 ℃，SiCl4(g)+2Zn(l)Si(s)+2ZnCl2(g) ΔH2<0
反应3：907~1 410 ℃，SiCl4(g)+2Zn(g)Si(s)+2ZnCl2(g) ΔH3<0
①对于上述三个反应，下列说法合理的是 (填字母)。
a.升高温度会提高SiCl4的转化率
b.还原过程需在无氧的气氛中进行
c.ΔH1<ΔH2<ΔH3
d.Na、Mg可以代替Zn还原SiCl4
②实际制备过程选择“反应3”，选择的理由是 。
(3)工业上也可用SiHCl3制备高纯硅。25 ℃时，SiHCl3相关反应的热化学方程式和平衡常数如表：
热化学方程式 平衡常数
2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH1=+48 kJ·mol-1 K1
3SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g) ΔH2=-30 kJ·mol-1 K2
4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g) ΔH3 K3
①则该温度下，ΔH3= kJ·mol-1；K3= (用K1和K2表示)。
②对于反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在T1和T2时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。则T1 (填“大于”“小于”或“等于”)T2，T1时平衡常数K= (结果保留2位小数)。
③在T2下，要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是 。
答案精析
1.A [Na2O来源少，成本高，因此工业上主要采用电解饱和食盐水的方法制备NaOH，A错误；石灰乳的化学式为Ca(OH)2，Cl2和石灰乳反应可以得到漂白粉，B正确；NH3可以和硫酸、硝酸等反应制备(NH4)2SO4和NH4NO3等铵态氮肥，C正确；黄铁矿的主要成分是FeS2，高温条件下生成的SO2在催化剂的作用下转化为SO3，SO3与H2O反应生成硫酸，D正确。]
2.C [AlCl3与过量NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]，则BeCl2与过量NaOH溶液反应生成Na2[Be(OH)4]，故选C。]
3.D [根据题图可知，催化剂是BaO，而Ba(NO3)2是中间产物，故A错误；转化过程中，NOx被O2氧化得到Ba(NO3)2，氮元素被氧化，Ba(NO3)2被还原生成N2，氮元素被还原，故B错误；还原过程中，Ba(NO3)2转化为N2，氮元素的化合价由+5变为0，故每生成0.1 mol N2，转移1 mol电子，故C错误；根据题图中循环反应进入的物质和出来的物质判断，三效催化剂使汽车尾气中的污染物转化为无毒物质氮气、二氧化碳和水，故D正确。]
4.D [浓氨水与生石灰反应制得的NH3中含有水蒸气，NH3会与CaCl2反应生成CaCl2·8NH3，故不能用无水CaCl2干燥NH3，可利用碱石灰干燥NH3，NH3的密度比空气的密度小，应用向下排空气法收集，A错误；SO2与水反应生成的H2SO3可使紫色石蕊溶液变红，但SO2不能使紫色石蕊溶液褪色，故不能验证SO2的漂白性，常利用SO2使品红溶液褪色，加热后又恢复红色验证SO2的漂白性，B错误；装置缺少环形玻璃搅拌棒，使得反应时间过长，增大热量损失，C错误；稀硫酸与Na2CO3反应生成Na2SO4、CO2和H2O，CO2、H2O和Na2SiO3反应生成H2SiO3，由“强酸制弱酸”原理可知，酸性：H2SO4>H2CO3>H2SiO3，结合元素非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强可知，非金属性：S>C>Si，D正确。]
5.D [由题图可知，X形成3个或4个共价键，整个粒子带一个单位的正电荷，则X原子最外层有5个电子，故X为N；Z形成6个共价键，且带有一个单位的负电荷，则Z原子最外层有5个电子，Z为P；Y形成1个共价键，且原子序数小于P，则Y为F。同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，则原子半径：P>N>F，A正确；同周期元素从左到右第一电离能整体呈增大的趋势，同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，则第一电离能：F>N>P，B正确；已知该阳离子中的环状结构与苯环类似，故该阳离子中形成大π键的原子数为5，电子数为6，则该阳离子中存在的大π键为，C正确；N2F2的电子式为，D错误。]
6.C [观察题图，叶绿素中含有酯基和酮羰基2种含氧官能团， A错误；叶黄素相对分子质量小于10 000，不属于高分子，B错误；叶绿素、叶黄素均含有碳碳双键，能与Br2发生加成反应生成无色产物，故二者均能使溴水褪色，C正确；叶黄素分子中含有3个手性碳原子，即(*表示手性碳原子的位置)，D错误。]
7.C [b极为阳极，与电源正极相连，发生氧化反应，电极反应式为4OH--4e-===O2+2H2O，A错误；a极上，NO得电子发生还原反应，得到NH3，则a极为阴极，电极反应式为NO+4H2O+5e-===NH3+5OH-，C正确；电解池中阴离子移向阳极，则OH-通过阴离子交换膜由a极向b极迁移，B错误；气体R为O2，结合a极、b极的电极反应及得失电子守恒可知，同温同压下，相同时间内生成的n(NH3)∶n(O2)=4∶5，D错误。]
8.B [浓硫酸被稀释时会释放大量热，应该先在三颈烧瓶内加入乙醇，再缓慢加入浓硫酸和苯甲酸，故A错误；苯甲酸和乙醇发生酯化反应生成苯甲酸乙酯和水，当水的质量不再变化时，说明反应达到最大限度，故B正确；球形冷凝管的进出水方向为下进上出，即从b口进水，故C错误；苯甲酸乙酯在碱性环境中会发生水解，反应结束后不能用过量的NaOH溶液来除去产物中的酸性杂质，故D错误。]
9.D [HA溶液初始浓度为0.1 mol·L-1，c(H+)=10-1 mol·L-1，HA完全电离，故HA为强酸，0.1 mol·L-1 HB、HC溶液中c(H+)<10-1 mol·L-1，HB、HC为弱酸，A正确；M点为等浓度的HB和NaB，此时存在电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=c(B-)+c(OH-)、元素守恒：2c(Na+)=c(B-)+c(HB)，联立两式可得：c(HB)+2c(H+)=c(B-)+2c(OH-)，B正确；由图可知，强碱滴定弱酸，溶液由酸性变为碱性，处于酚酞的变色范围，故可选择酚酞作为指示剂，C正确；HB溶液在NaOH溶液加入20 mL时恰好中和，此时NaB溶液浓度为0.05 mol·L-1，溶液中存在水解平衡：B-+H2OHB+OH-，忽略水的电离，c(HB)≈c(OH-)，则常温下Kh(B-)===10-9.0=≈。因为B-水解较弱，忽略水解消耗的B-，c(B-)≈c(NaB)=0.05 mol·L-1，则c2(OH-)=10-9×0.05( mol·L-1)2，即c(OH-)= mol·L-1≈7×10-6 mol·L-1，D错误。]
10.B [-lgc越大，c越小，结合常温下Ksp：Mn(OH)2>Cu(OH)2可知，a表示Cu(OH)2在水中的沉淀溶解平衡曲线，A错误；R点坐标为(6，15)，则c(Cu2+)=10-15 mol·L-1，c2(OH-)=10-6 mol2·L-2，Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)=10-21，B正确；结合A选项分析可知，N点为Mn(OH)2的过饱和溶液，C错误；向P点溶液中加入NaOH，c(OH-)增大，Mn(OH)2(s)Mn2+(aq)+2OH-(aq)逆向移动，c(Mn2+)减小，溶液组成由P点沿MP线向左上方移动，D错误。]
11.C [根据以上反应机理可知，总反应的化学方程式为+2ROH+H2O，A正确；甲醛和聚乙烯醇()发生上述反应时，产物可能为，含有六元环结构，B正确；加入干燥剂除去生成物水可提高醛或酮的平衡转化率，H+是催化剂，增加H+的浓度，不能提高醛或酮的平衡转化率，C错误；根据上述反应机理，在有机合成中，将醛转化为缩醛可保护醛基不被氧化，缩醛再与水反应可恢复醛基，D正确。]
12.(1)Ca3(PO4)2(s)3Ca2+(aq)+2P(aq) Ksp=c3(Ca2+)·c2(P) (2)Ca3(PO4)2+6H+===2H3PO4+3Ca2+ (3)>
解析 (2)Ca3(PO4)2与过量稀盐酸反应生成CaCl2和H3PO4，Ca3(PO4)2为难溶物，H3PO4为弱酸，不可拆分，根据守恒原则即可写出离子方程式。
13.(1)圆底烧瓶 (2)提前向NaOH溶液中滴加1~2滴酚酞溶液，反应结束后溶液红色不褪去，则NaOH过量 (3)当滴入最后半滴碘标准溶液时，待测液恰好由无色变为蓝色且30 s内不恢复原色 I2+S+H2O===2H++S+2I- (4)①1.00×10-3 ②当t=0时，b-1=c(S)，即b-1为用刚装袋的银耳配制的银耳-水混合物中S的浓度 ③290.9 不符合 (5)产生的SO2未被完全吸收(或部分亚硫酸盐被氧化等其他合理答案)
解析 (2)SO2与NaOH溶液反应的现象不明显，需要借助指示剂来观察。
(4)①通过分析表格中数据可知，消耗碘标准溶液的体积与c(S)成正比，可得m=1.00×10-3。③由第2个月和第4个月的数据可得，=2k+b，700=4k+b，解得k=150，b=100，则②中c-1(S)=150t+100，则t=3时，c(S)= mol·L-1，则根据元素守恒可知，10.00 g该批次银耳样品中释放的SO2的质量为 mol·L-1×25×10-3 L×64 g·mol-1= g，其含量为≈290.9 mg·kg-1>50 mg·kg-1，不符合国家标准。
14.(1)Si—Si的键能比C—C的键能低，难以形成较长的硅链；Si—H的键能比C—H的键能低，使得短链硅烷也不稳定
(2)①bd ②温度高，反应速率快；更易于硅的分离
(3)①+114 ·K2 ②大于 0.11 ③及时分离出产物
解析 (2)①反应均为放热反应，升高温度平衡逆向移动，导致SiCl4的转化率降低，a错误；锌、硅都会和氧气反应，故还原过程需在无氧的气氛中进行，b正确；液态锌单质变为气体，为吸热过程，导致反应放热增多，放热的焓变为负值，故ΔH2>ΔH3，c错误；Na、Mg均为活泼金属，可以代替Zn作为还原剂，还原SiCl4，d正确。②反应3温度高，反应速率快，且生成的硅为固态，而氯化锌为气体，与硅分离更容易，所以实际制备过程选择“反应3”。
(3)①已知：
Ⅰ：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH1=+48 kJ·mol-1
Ⅱ：3SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g) ΔH2=-30 kJ·mol-1
由盖斯定律可知，3×Ⅰ+Ⅱ得反应：4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)，则该温度下，ΔH3=3×(+48 kJ·mol-1)+(-30 kJ·mol-1)=+114 kJ·mol-1；K3=·K2。②反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)为吸热反应，升高温度，平衡正向移动且反应速率加快，SiHCl3的转化率增大，结合图可知，T1大于T2；T1平衡时，SiHCl3的转化率为50%，假设投料SiHCl3 1 mol，则：
4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)
起始/mol 1 0 0
转化/mol 0.5 0.125 0.375
平衡/mol 0.5 0.125 0.375
反应为气体分子数不变的反应，可以用物质的量代替其浓度，则平衡常数K=≈0.11。第2练 深挖教材类试题(二)
(选择题1~10题，每小题6分，共60分)
1.新材料的使用体现了化学科技，彰显了中国力量。以下关于合金的说法不正确的是( )
A.通过增加原子层之间的相对滑动难度，使合金的硬度变大
B.不锈钢中添加镍(Ni)和铬(Cr)等元素后，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力
C.硬铝用于制造飞机外壳，主要利用其熔点高
D.储氢合金属于新型合金，可用于以氢气为燃料的汽车
2.(2024·北京，1)我国科研人员利用激光操控方法，从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子，实现了对同位素41Ca的灵敏检测。41Ca的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达10万年，是14C的17倍，可应用于地球科学与考古学。下列说法正确的是( )
A.41Ca的原子核内有21个中子
B.41Ca的半衰期长，说明41Ca难以失去电子
C.41Ca衰变一半所需的时间小于14C衰变一半所需的时间
D.从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子的过程属于化学变化
3.锌锰电池是生活中常用的一种化学电源，酸性锌锰电池和碱性锌锰电池的构造如图所示，下列有关说法错误的是( )
A.二者均属于一次电池
B.二者分别消耗6.5 g锌，都将转移0.2 mol电子
C.二者的正极反应式均为MnO2+H2O+e-===MnO(OH)+OH-
D.碱性锌锰电池比酸性锌锰电池比能量高
4.六氟化硫(SF6)分子形成时，S原子的3s、3p和两个3d轨道参与形成sp3d2杂化，其分子的空间结构呈正八面体形(如图所示)。下列说法正确的是( )
A.SF6分子中S含有孤电子对
B.SF6分子中均为σ键，且键长相等
C.SF6分子中所有的F—S—F的键角均为90°
D.PCl5分子中的P原子也采用sp3d2杂化
5.维生素C具有增强免疫力、促进生长发育、促进伤口愈合等功效，其结构简式如图所示。硝酸银溶液可用于鉴别维生素C，产生黑色沉淀和气体。下列说法正确的是( )
A.维生素C易溶于水是因为其可形成分子内氢键
B.维生素C能发生酯化反应和加成反应
C.维生素C在碱性条件下可稳定存在
D.由银晶胞结构可知，Ag的配位数为6
6.某化学兴趣小组欲利用如图装置设计实验，比较乙酸、碳酸和苯酚的酸性。下列叙述错误的是( )
A.导管的连接顺序为ehgf
B.饱和NaHCO3溶液的作用是吸收乙酸
C.试管中发生反应：+CO2+H2O―→+NaHCO3
D.酸性：乙酸>苯酚>碳酸
7.(2023·北京朝阳区统考模拟)冠醚能与碱金属离子结合(如图1所示)，是有机反应很好的催化剂，如能加快KMnO4与环己烯的反应速率。用结合常数表示冠醚与碱金属离子的结合能力，结合常数越大，二者结合能力越强。
碱金属离子 结合常数 冠醚 Na+ (直径：204 pm) K+ (直径：276 pm)
冠醚A(空腔直径：260~320 pm) 199 1 183
冠醚B(空腔直径：170~220 pm) 371 312
下列说法不正确的是( )
A.推测结合常数的大小与碱金属离子直径、冠醚空腔直径有关
B.如图2所示的实验中c(Na+)：①>②>③
C.冠醚通过与K+结合将Mn携带进入有机相，从而加快反应速率
D.为加快KMnO4与环己烯的反应速率，选择冠醚A比冠醚B更合适
8.(2023·湖南株洲模拟)氧化铍(BeO)在航天航空等领域有着广泛的应用。一种以预处理后的硅铍矿(主要含BeO、Fe2O3、SiO2和FeO等)为原料提取BeO的流程如图所示。
已知：Be(OH)2具有两性，在强碱性溶液中可转化为[Be(OH)4]2-。下列说法错误的是( )
A.“酸浸”步骤所得滤渣①的主要成分为SiO2
B.滤液②经处理后可获得副产品Na2SO4·10H2O
C.“碱溶”时，主要反应为Be(OH)2+2OH-===[Be(OH)4]2-
D.“水解”时，适当增大溶液pH有利于提高BeO的提取率
9.过氧化钠具有强氧化性，常温下能与空气中的二氧化碳、水蒸气反应。某化学兴趣小组设计实验(装置如图所示)探究过氧化钠能否与干燥的二氧化碳反应。下列说法错误的是( )
A.若试剂X为碳酸氢钠溶液，可看到过氧化钠粉末变白，集气瓶中收集到无色气体
B.若试剂X为浓硫酸，集气瓶中未收集到气体，说明过氧化钠与干燥的二氧化碳不反应
C.可以用带火星的木条检测收集的气体是否是氧气
D.为了防止引入其他气体，实验时应选用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳
10.(2024·石家庄期末)学习了酸碱中和滴定实验后，常温下，某同学在两个相同的特制容器中分别加入20 mL 0.4 mol·L-1 Na2CO3溶液和40 mL 0.2 mol·L-1 NaHCO3溶液，再分别用0.4 mol·L-1盐酸滴定，利用pH计和压力传感器检测，得到如图曲线。下列说法正确的是( )
A.水的电离程度：e点
C.若用与盐酸等物质的量浓度的醋酸溶液滴定，则曲线甲中点位置不变
D.c(20，8.3)点处，c(HC)+2c(H2CO3)+c(H+)=(0.2+10-5.7) mol·L-1
11.(22分)合成氨工业发展很快，三位化学家因为合成氨反应获得诺贝尔奖。回答下列问题：
(1)2007年度诺贝尔化学奖获得者格哈德·埃特尔，确认了合成氨反应机理。673 K时，各步反应的能量变化如图，其中吸附在催化剂表面上的粒子用“*”标注。
①图中决速步骤的反应方程式为 。
②工业上投料时c(N2)∶c(H2)=1∶2.8，试从化学反应平衡和化学反应速率的角度解释其原因： 。
(2)在催化剂作用下，合成氨的反应速率为v=kcα(N2)·cβ(H2)·cγ(NH3)(k为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关。α、β、γ为反应级数，可取正整数、负整数、0，也可取分数)。 为了测定反应级数，在一定温度下进行实验，其结果如下：
序号 c(N2)/(mol·L-1) c(H2)/(mol·L-1) c(NH3)/(mol·L-1) 反应速率
Ⅰ 1 1 1 v
Ⅱ 2 1 1 2v
Ⅲ 1 4 1 16v
Ⅳ 1 4 2 16v
①α+β+γ= 。
②已知经验公式为 Rlnk=-+C(其中，Ea、k分别为活化能、速率常数，R、C为常数，T为温度)。在催化剂作用下，测得Rlnk与温度()的关系如图所示。
催化效率较高的是 (填“Cat1”或“Cat2”)，在Cat2催化剂作用下。活化能Ea为 。
(3)NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应。工业尾气中的NH3可通过催化氧化为N2除去。将一定比例的NH3、O2和N2的混合气体以一定流速经过装有催化剂的反应管，NH3的转化率、N2的选择性[×100%]与温度的关系如图。
①其他条件不变，在175~300 ℃范围内升高温度，出口处氮氧化物的量 (填“增大”或“减小”)，NH3的平衡转化率 (填“增大”或“减小”)。
②为能更有效除去尾气中的NH3，且使N2的选择性高，应选择的最佳温度为 。
(4)工业合成氨需要的原料之一是H2。国际上最为有效的制氢工艺是甲烷水蒸气重整反应，涉及的主要反应如下：
反应Ⅰ：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
反应Ⅱ：CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)
反应Ⅲ：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
一定条件下，向恒容容器中以物质的量之比为1∶3的比例投入甲烷和水蒸气，达到平衡时，甲烷和水蒸气的转化率分别是80%和40%，则H2的物质的量分数x(H2)= (x=×100%)，反应Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数Kx= (可用分数表示)。
(5)利用磷盐分子作为质子导体，可实现高速率电催化还原反应合成NH3，其原理如图所示。
此过程中涉及到生成NH3的反应有 。
12.(18分)(2024·吉林统考模拟)利用木质纤维素为起始原料结合CO2生产聚碳酸对二甲苯酯可以实现碳减排，缓解日益紧张的能源危机，路线如下：
已知：
(1)葡萄糖中含有的官能团有 (写名称)。
(2)化合物Ⅲ中C原子的杂化方式为 。Ⅵ生成Ⅶ的反应类型为 。
(3)1 mol化合物Ⅲ与1 mol乙烯反应得到1 mol Ⅳ，该反应原子利用率为100%，化合物Ⅳ的结构简式为 。
(4)请写出Ⅶ生成Ⅷ的化学方程式： 。
(5)化合物Ⅶ的芳香族同分异构体中符合下列条件的有 种(不含立体异构)。
①最多能与相同物质的量的Na2CO3反应；②能与2倍物质的量的Na反应放出H2。
请写出一种含有等效氢数量最少的同分异构体的结构简式： 。
答案精析
1.C [合金的硬度大于纯金属的硬度，是通过增加原子层之间的相对滑动难度，使合金的硬度变大，A正确；不锈钢中添加镍(Ni)和铬(Cr)等元素后，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力，B正确；硬铝用于制造飞机外壳，主要利用其密度小、强度高、耐腐蚀性强，C错误。]
2.A [41Ca的质量数为41，质子数为20，中子数为41-20=21，A正确；41Ca的半衰期长短与得失电子能力没有关系，B错误；由题给信息可知，41Ca衰变一半所需的时间大于14C衰变一半所需的时间，C错误；从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子的过程没有新物质产生，不属于化学变化，D错误。]
3.C [二者的负极皆为Zn，负极锌失电子，所以二者分别消耗6.5 g锌，都将转移0.2 mol电子，故B正确；酸性锌锰电池的正极反应式为MnO2+N+e-===MnO(OH)+NH3，碱性锌锰电池的正极反应式为MnO2+H2O+e-===MnO(OH)+OH-，故C错误；碱性锌锰电池用锌粉代替锌筒，增大反应物接触面积，加快反应速率，因此碱性锌锰电池比酸性锌锰电池比能量高，故D正确。]
4.B [由图可知，SF6分子的中心原子S形成6个σ键，不含孤电子对，A错误；由图可知，SF6分子只形成σ键，且其呈正八面体形，故键长相等，B正确；SF6分子中有三个F—S—F的键角为180°，C错误；PCl5分子中的P原子的价层电子对数为5，采用sp3d杂化，D错误。]
5.B [维生素C易溶于水是因为其为极性分子，同时其结构中含有多个羟基，可与水形成分子间氢键，A错误；维生素C分子中含有羟基和碳碳双键，能发生酯化反应和加成反应，B正确；维生素C分子中含有酯基，在碱性条件下完全水解，因此维生素C在碱性条件下不稳定，C错误；银晶胞属于面心立方最密堆积，每个Ag的配位数是12，D错误。]
6.D [CH3COOH与Na2CO3发生反应：2CH3COOH+Na2CO3―→2CH3COONa+H2O+CO2↑，乙酸具有挥发性，生成的CO2中混有乙酸蒸气，为防止乙酸对碳酸与苯酚酸性比较实验的干扰，应先用饱和NaHCO3溶液吸收乙酸，结合洗气装置中气体“长进短出”可知，导管的连接顺序为ehgf，A、B正确；试管中发生反应：―→，C正确；结合强酸制弱酸原理可知，酸性：乙酸>碳酸>苯酚，D错误。]
7.B [由表中数据可知，同一碱金属离子在冠醚空腔直径大小不同时其结合常数不同，同一冠醚与不同碱金属离子结合时其结合常数也不同，因此可推测结合常数的大小与碱金属离子直径、冠醚空腔直径有关，A正确；冠醚A与K+结合常数大，结合能力强，因此加入KCl固体后，与冠醚A结合的Na+被K+替代，Na+被释放，因此溶液中c(Na+)：③>②，B错误；冠醚通过与K+结合将Mn携带进入有机相，增大Mn与环己烯的接触面积，从而加快反应速率，C正确；K+适配冠醚A，结合常数大，结合能力强，选择冠醚A比冠醚B更合适，D正确。]
8.D [二氧化硅不溶于稀硫酸，因此“酸浸”步骤所得滤渣①的主要成分为SiO2，故A正确；滤液①中含有的离子主要有H+、Be2+、Fe3+、Fe2+和S，加入氢氧化钠溶液将pH调节至9，氢离子被中和，Be2+、Fe3+、Fe2+转化为金属氢氧化物沉淀，滤液为硫酸钠溶液，因此滤液②经处理后可获得副产品Na2SO4·10H2O，故B正确；Fe(OH)2和Fe(OH)3属于碱，Be(OH)2属于两性化合物，“碱溶”时只有氢氧化铍溶解在氢氧化钠溶液中，反应的离子方程式为Be(OH)2+2OH-===[Be(OH)4]2-，故C正确；滤液③中的阴离子主要是[Be(OH)4]2-，其发生水解的离子方程式为[Be(OH)4]2-Be(OH)2+2OH-，增大溶液的pH，平衡向左移动，不利于生成Be(OH)2，BeO的提取率降低，故D错误。]
9.D [若试剂X为碳酸氢钠溶液，二氧化碳气体中含有水蒸气，能够与过氧化钠反应生成O2，可看到过氧化钠粉末变白，集气瓶中收集到无色气体，A正确；若试剂X是浓硫酸，集气瓶中未收集到气体，说明干燥的CO2没有与Na2O2反应生成O2，B正确；检测氧气可以用带火星的木条，C正确；大理石与稀硫酸反应生成的硫酸钙是微溶物，会覆盖在大理石表面，阻碍反应继续进行，D错误。]
10.D [图中甲、丁线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸；乙、丙线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸，图中丙线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸，NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O，e点刚开始加入盐酸，则含有的溶质为NaCl和NaHCO3(较多)，f点时加入盐酸接近20 mL，说明反应几乎完成，则含有的溶质为NaCl和NaHCO3(极少)，酸碱抑制水的电离，盐的水解促进水的电离，据此可知水的电离程度：e点>f点，A错误；在加入20 mL盐酸时Na2CO3转化成了NaHCO3，从20 mL以后发生NaHCO3与HCl反应，由题图可知，b点压强未增大，可知开始时生成的碳酸由于浓度低而没有分解为CO2气体，故当滴加盐酸的体积为V1 mL时(a点、b点)，所发生反应的离子方程式为+H+===H2CO3，B错误；若用与盐酸等物质的量浓度的醋酸溶液滴定，则Na2CO3+CH3COOH===CH3COONa+NaHCO3，NaHCO3+CH3OOH===CH3COONa+CO2↑+H2O，反应中生成的CH3COONa水解为碱性，因此曲线甲中点位置会变化，C错误；c(20，8.3)点处，溶液为等浓度NaCl和NaHCO3，电荷守恒①c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c()+2c()+c(Cl-)，元素守恒②c(Na+)=2c()+2c()+2c(H2CO3)，①-②得c(H+)+c()+2c(H2CO3)=c(OH-)+c(Cl-)，pH=8.3时，c(H+)=10-8.3 mol·L-1，c(OH-)= mol·L-1=10-5.7 mol·L-1，c(Cl-)==0.2 mol·L-1，故c(H+)+c()+2c(H2CO3)=c(OH-)+c(Cl-)=(0.2+10-5.7) mol·L-1，D正确。]
11.(1)①===2N* ②提高N2的浓度可提高H2的转化率；N2在催化剂上的吸附分解为总反应的决速步骤，适当提高氮气的比例，能加快合成氨反应的进行
(2)①3 ②Cat1 30.0 kJ·mol-1
(3)①增大 减小 ②225 ℃ (4)50%
(5)N2+6e-+6H+===2NH3、Li3N+3H+===NH3↑+3Li+
解析 (1)①图中决速步骤是反应速率最小即活化能最大的一步，读图可知反应方程式：===2N*。
②根据工业合成氨反应可知反应比为c(N2)∶c(H2)=1∶3，而工业上投料时c(N2)∶c(H2)=1∶2.8，对比分析可知：提高N2的浓度可提高H2的转化率；N2在催化剂上的吸附分解为总反应的决速步骤，适当提高氮气的比例，能加快合成氨反应的进行。
(2)①将各组数据代入计算，将Ⅰ、Ⅱ组数据代入，α为1；将Ⅰ、Ⅲ组数据代入，β为2；将Ⅲ、Ⅳ组数据代入，γ为0；所以α+β+γ=3。
②根据经验公式可知，温度变化相同时，Rlnk变化值与活化能成比例，活化能越大，变化值越大。故斜率越小，活化能越小，催化剂Cat1催化效率较高，代入a、b点数据可知，93=-Ea×2×10-3+C，33=-Ea×4×10-3+C，解得Ea=30.0 kJ·mol-1。
(3)①其他条件不变，在175~300 ℃范围内升高温度，由图可知NH3的转化率逐渐增大，而N2的选择性逐渐减小，所以出口处氮氧化物的量增大；由题意可知该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，所以NH3的平衡转化率减小。
②为能更有效除去尾气中的NH3，应使NH3的转化率尽可能大，且使N2的选择性高，所以应选择的最佳温度为图中交点，即225 ℃。
(4)假设开始时甲烷和水蒸气的物质的量分别为1 mol和3 mol，达到平衡时，甲烷和水蒸气的转化率分别是80%和40%，则甲烷剩余1 mol×(1-80%)=0.2 mol，水蒸气剩余3 mol×(1-40%)=1.8 mol，根据H原子守恒可知所得H2的物质的量是=2.8 mol，根据C原子和O原子守恒可得n(CO)=n(CO2)=0.4 mol，所以平衡时n(总)=5.6 mol，则H2的物质的量分数x(H2)=×100%=50%，反应Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数Kx===。
12.(1)羟基、醛基 (2)sp2、sp3 还原反应
(3)
(4)n+nCO2+(n-1)H2O
(5)16 (或)
解析 (2)由题干流程图中化合物Ⅲ的结构简式可知，化合物Ⅲ中C原子的杂化方式为sp2和sp3；Ⅵ生成Ⅶ即为羧基转变为羟基，根据有机反应中加氢失氧为还原反应可知，该反应类型为还原反应。(3)1 mol化合物Ⅲ与1 mol乙烯反应得到1 mol Ⅳ，该反应原子利用率为100%，化合物Ⅳ的结构简式为。
(4)Ⅶ和CO2发生缩聚反应生成Ⅷ，则Ⅶ生成Ⅷ的化学方程式为n+nCO2+(n-1)H2O。(5)化合物Ⅶ的芳香族同分异构体中符合下列条件：①最多能与相同物质的量的Na2CO3反应；②能与2倍物质的量的Na反应放出H2，说明含有1个酚羟基和1个醇羟基，如果取代基为—OH、—CH2CH2OH，两个取代基有邻、间、对3种位置结构；如果取代基为—OH、—CH(OH)CH3，两个取代基有邻、间、对3种位置结构；如果取代基为—OH、—CH3、—CH2OH，有10种结构，所以符合条件的同分异构体有16种，根据等效氢原理可知，含有等效氢数量最少的同分异构体的结构简式为或。第3练 学习能力考查——新概念、原理的应用
(选择题1~10题，每小题7分，共70分)
1.《梦溪笔谈》中记载：“青堂羌善锻甲，铁色青黑，莹彻可鉴毛发，以麝皮为綇旅之，柔薄而韧。……凡锻甲之法，其始甚厚，不用火，冷锻之，比元厚三分减二乃成。”下列说法不正确的是( )
A.甲的主要成分为铁合金，熔点低于纯铁
B.麝皮的主要成分是蛋白质，遇福尔马林变性
C.锻甲时，锻打过程中发生了化学变化
D.甲在使用过程中会发生化学腐蚀和电化学腐蚀
2.1864年，德国化学家迈尔在《现代化学理论》一书中明确指出，元素相对原子质量的数值存在一种规律性。已知A、B、C、D、E都是短周期主族元素，A不与其他元素同周期，E的原子序数是D的2倍，B、C、D、E在元素周期表中的位置如图所示。下列说法正确的是( )
A.B与A形成的化合物的沸点一定比C与A形成的化合物的低
B.C、D、E的简单离子具有相同的电子层结构
C.化合物A2C—CA2易溶于水，其水溶液呈碱性
D.E与D形成的化合物一定能使酸性高锰酸钾溶液褪色
3.科学家发现一种海生假单胞菌能够在无氧条件下以醋酸为电子供体还原MnO2生成Mn2+，反应过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应①中CH3COOH发生还原反应
B.反应②和③中，n(Mn2+)相同时，转移的电子数目不相等
C.反应③中参与反应的n(MnO2)∶n(H2O)=1∶2
D.反应②③的总反应为MnO2+2H+===Mn2++H2O
4.已知电对的标准电极电势(Eθ)越高，其中氧化剂的氧化性越强。现有4组电对的标准电极电势：①PbO2/PbSO4，Eθ=1.68 V；②Mn/Mn2+，Eθ=1.51 V；③Fe3+/Fe2+，Eθ=0.77 V；④Cl2/Cl-，Eθ=1.36 V。下列有关说法正确的是( )
A.Cl2可与Fe2+发生反应：2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
B.酸化高锰酸钾时既可以用硫酸也可以用盐酸
C.向含2 mol FeCl2的溶液中加入1 mol PbO2可观察到黄绿色气体
D.PbO2与酸性MnSO4反应的离子方程式：5PbO2+2Mn2++2H2O+5S===5PbSO4+2Mn+4OH-
5.(2024·黑龙江大庆高三模拟)甲醇制丙烯的反应为3CH3OH(g)C3H6(g)+3H2O(g) ΔH，已知：速率常数k与反应温度T、活化能Ea之间满足关系：Rlg k=-+Rlg A(R和A为常数)。下列说法错误的是( )
A.加催化剂不能减小ΔH
B.升温能改变该反应的速率常数k
C.已知CH3OH、C3H6的燃烧热可以计算该反应的ΔH
D.若实验得出Rlg k和的关系如图，可计算该反应的活化能Ea为184.24 kJ·mol-1
6.(2024·吉林长春统考模拟)反应A(g)+B(g) ―→C(g)+D(g)的速率方程为v=k·cm(A)·cn(B)(k为速率常数，其中lg k=-+lg A，A、R为常数，Ea为活化能，T为开氏温度)，其半衰期(反应物消耗一半所需的时间)为。改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示。下列说法正确的是( )
c(A)/(mol·L-1) 0.25 0.5 1 0.5 1
c(B)/(mol·L-1) 0.05 0.05 0.1 0.1 0.2
v/(10-3mol·L-1·min-1) 1.6 3.2 v1 3.2 v2
A.m=1，2v1=v2
B.k=6.4 min-1
C.升温、加入催化剂、缩小容积(加压)，均能使k增大，导致反应的瞬时速率加快
D.在过量的B存在时，A剩余12.5%所需的时间是375 min
7.(2023·辽宁葫芦岛模拟)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的一种生产工艺如图所示。下列说法错误的是( )
A.NaClO2中Cl的化合价为+3
B.NaClO2的“有效氯含量”为3.14 g
C.“尾气吸收”(吸收ClO2)反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
D.“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式为2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO4
8.(2023·四川绵阳检测)pH计(如图所示)的工作原理是通过测定电池电动势E(即玻璃电极和参比电极的电势差)而确定待测溶液的pH。电池电动势E与待测溶液pH关系为E=0.059pH+K(E的单位为V，K为常数)。下列说法错误的是( )
A.pH计工作时，化学能转化为电能
B.玻璃电极玻璃膜内外c(H+)的差异会引起电池电动势的变化
C.若玻璃电极电势比参比电极低，玻璃电极反应：AgCl(s)+e-===Ag(s)+Cl-
D.若测得pH=3的标准溶液电池电动势E为0.377 V，可标定常数K=0.2
9.常温下，边搅拌边向H2SO3溶液中滴加NaOH溶液，水溶液中H2SO3、HS、S的分布分数δ随pH的变化关系如图所示[如H2SO3的分布分数：δ(H2SO3)=]。下列有关叙述正确的是( )
A.曲线Ⅰ表示S的分布分数随pH的变化
B.pH=4的溶液中：c(Na+)>c(HS)>c(H2SO3)>c(S)
C.0.1 mol·L-1 NaHSO3溶液中：c(Na+)>c(HS)>c(H+)>c(S)>c(OH-)
D.pH=7.2的溶液中：c(Na+)+c(H+)=2c(S)+c(OH-)
10.(2024·山东省实验中学模拟)Wolff-Kishner-黄鸣龙还原反应机理如下(R、R'均代表烃基)，下列有关说法错误的是( )
A.H2NNH2的沸点高于NH3，原因是分子间氢键数目更多，且相对分子质量更大
B.过程①发生加成反应，过程②、③均发生消去反应
C.过程④的反应历程可表示为
D.应用该机理，可以在碱性条件下转变为
11.(18分)甲烷重整制H2，对解决能源问题具有重大意义。回答下列问题：
(1)用CaO作为CO2吸附剂，强化甲烷与水蒸气重整制氢，主要进行如下反应：
反应Ⅰ.CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) ΔH1
反应Ⅱ.CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s) ΔH2=-178.29 kJ·mol-1
①某温度下，由处于标准状态的各种元素最稳定的单质生成标准状态下单位物质的量某纯物质的热效应，叫做该纯物质的标准摩尔生成焓，用Δf表示。已知相关物质在298 K时的标准摩尔生成焓如下表：
物质 CH4(g) H2O(g) CO2(g) H2(g)
Δf/(kJ·mol-1) -74.81 -241.82 -393.51 0
计算298 K时反应Ⅰ的ΔH1= kJ·mol-1，反应Ⅰ能自发进行的条件是 (填“高温”“低温”或“任何温度”)。
②结合数据说明甲烷与水蒸气重整制氢过程中加CaO的理由是 。
③下列说法正确的是 (填字母)。
A.用纳米级的CaO颗粒有助于提高反应速率
B.为提高H2的产率，CaO的量越多越好
C.可以加入合适的催化剂提高H2的平衡转化率
D.适当提高压强有利于提高反应速率
④一定温度下，反应Ⅱ达到平衡，保持温度不变，将平衡体系的体积压缩为原来的一半，再次平衡后CO2的压强与原平衡相比 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)某课题组提出一种不需要水蒸气参与的甲烷重整制H2的方法，反应如下：
反应Ⅲ.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) ΔH1=+178.29 kJ·mol-1
反应Ⅳ.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH2=+247.28 kJ·mol-1
为研究温度对反应速率的影响，在常压条件下，选用3 g 10% NiO含量的复合剂，CH4和N2总流量为50 mL·min-1，甲烷空速(单位时间、单位体积内催化剂处理的气体量)400 h-1，测得甲烷和碳酸钙转化率如图1、2所示。
①若要使CH4的转化率最大，需在 ℃的条件下反应，还可采取的措施有 (写出一条)。
②设为相对分压平衡常数(将浓度平衡常数中的浓度用相对分压代替，气体的相对分压=)，则反应Ⅳ的相对分压平衡常数= (列出表达式)。
③分析甲烷转化率随时间的变化趋势并解释原因： 。
12.(12分)(2024·湖南邵阳三模)聚酰亚胺是重要的特种工程塑料，广泛应用于航空、纳米、激光等领域，被称为“解决问题的能手”。聚合物P是合成聚酰亚胺的中间体。一种合成聚合物P的路线图如下：
已知：
ⅰ.
ⅱ.CH3COOH+CH3COOH(R代表烃基)
回答下列问题：
(1)C中官能团的名称是 ，C→D的反应类型是 。
(2)E苯环上的一氯代物有2种，则E→F的化学方程式是 。
(3)下列有关说法正确的是 (填字母)。
a.A中所有原子可能共平面
b.B生成C所需试剂是浓硝酸，反应条件是浓硫酸和加热
c.能够用酸性KMnO4溶液鉴别E、H
d.C中碳原子的杂化方式均为sp2杂化
(4)H的结构简式为 。
(5)同时符合下列条件的B的同分异构体有 种。
①含有苯环；②能与NaHCO3溶液反应生成CO2。
(6)参照上述合成路线，设计由、CH3OH和O制备的合成路线(用流程图表示，无机试剂任选)。
答案精析
1.C [甲即铠甲，其主要成分为铁合金，合金的熔点低于各组成成分的熔点，A正确；福尔马林是甲醛的水溶液，麝皮的主要成分是蛋白质，蛋白质遇甲醛发生变性，B正确；锻打过程中只是通过锻打将厚铁片锻打成薄铁片，只改变了形状，没有发生化学变化，C错误；甲为合金，在使用过程中会与氧气发生化学腐蚀，也会构成原电池发生电化学腐蚀，D正确。]
2.C
3.C [由流程图可知，反应①中CH3COOH转化为CO2，发生失电子的氧化反应，A错误；由流程图可知，反应②的离子方程式为Mn3++HX===Mn2++X+H+，生成1 mol Mn2+的同时转移1 mol电子，反应③的离子方程式为Mn2++MnO2+2H2O===4OH-+2Mn3+，参与反应的n(MnO2)∶n(H2O)=1∶2，消耗1 mol Mn2+的同时转移1 mol电子，反应②和③中，n(Mn2+)相同时，转移的电子数目相等，B错误，C正确；由上述分析可知，反应②③的总反应为②×2+③，离子方程式为MnO2+2HX===Mn2++2X+2OH-，D错误。]
4.A [由电对的标准电极电势越高，其中氧化剂的氧化性越强可知，氧化剂的氧化性由强到弱的顺序为PbO2>Mn>Cl2>Fe3+。Cl2的氧化性强于Fe3+，Cl2能与Fe2+反应生成Fe3+，反应的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-，故A正确；Mn的氧化性强于Cl2，Mn能与盐酸发生氧化还原反应生成Cl2，则酸化高锰酸钾时不能用盐酸，故B错误；由A项知还原性：Fe2+>Cl-，还原性强的Fe2+先与PbO2反应，根据FeCl2与PbO2的量可知不可能有黄绿色气体生成，故C错误；PbO2的氧化性强于Mn，PbO2能将Mn2+氧化成Mn，自身转化为PbSO4沉淀，反应的离子方程式为5PbO2+2Mn2++5S+4H+===5PbSO4+2Mn+2H2O，故D错误。]
5.C [加催化剂能减小活化能，加快反应速率，但是不改变焓变，A正确； 根据信息可知，速率常数k只与Ea和T有关，则升温能改变该反应的速率常数k，B正确；燃烧热定义中的水为液态，而该方程式中水为气态，不能用燃烧热计算，C错误； 由图结合题意可知，Ea= kJ·mol-1=184.24 kJ·mol-1，D正确。]
6.D [由第二组和第四组数据，A浓度相同，B浓度不同，速率相等，可知n=0，再由第一组和第二组数据代入v=k·cm(A)·cn(B)可得=，可知m=1；将第一组数据代入v=k·c(A)·c0(B)=k×0.25 mol·L-1×0.050=1.6×10-3 mol·L-1·min-1，可得k=6.4×10-3 min-1。m=1，n=0，v1=v2，A错误；速率常数与浓度无关，缩小容积(加压)不会使k增大，C错误；存在过量的B时，反应掉87.5%的A可以看作经历3个半衰期，即50%+25%+12.5%，因此所需的时间为3× min=375 min，D正确。]
7.B [根据化合物中各元素化合价代数和为0可知，NaClO2中Cl的化合价为+3，A正确；1 g NaClO2的物质的量为= mol，依据关系式NaClO2~Cl-~4e-、Cl2~2Cl-~2e-，可知具有相同氧化能力的氯气的物质的量为 mol×4×= mol，则氯气的质量为 mol×71 g·mol-1≈1.57 g，B错误；依据题图可知，利用含过氧化氢的氢氧化钠溶液吸收ClO2，产物为Cl，反应的化学方程式为2ClO2+H2O2+2NaOH===2NaClO2+O2+2H2O，ClO2为氧化剂，H2O2为还原剂，二者物质的量之比为2∶1，C正确；NaClO3和SO2在H2SO4酸化条件下反应生成ClO2和NaHSO4，根据得失电子守恒、原子守恒可得反应的化学方程式为2NaClO3+SO2+H2SO4===2NaHSO4+2ClO2，D正确。]
8.C [pH计是以玻璃电极和参比电极插入待测溶液中组成原电池，则pH计工作时，化学能转化为电能，A正确；pH与电池的电动势E存在关系：E=0.059pH+K，玻璃膜内外c(H+)的差异(pH不同)会引电动势的变化，B正确；若玻璃电极电势比参比电极低，则玻璃电极为原电池负极，电极反应式为Ag(s)-e-+Cl-===AgCl(s)，C错误；pH与电池的电动势E存在关系：E=0.059pH+K，若测得pH=3的标准溶液电池电动势E为0.377 V，可标定常数K=E-0.059pH=0.377-0.059×3=0.2，D正确。]
9.C [向H2SO3溶液中滴加NaOH溶液，c(H2SO3)减小，c(HS)增大，曲线Ⅰ代表δ(H2SO3)，曲线Ⅱ代表δ(HS)，继续滴加NaOH溶液，c(HS)减小，c(S)增大，曲线Ⅲ代表δ(S)，A错误；由图可知，pH=4时，溶液中HS的分布分数接近于1，则溶质主要为NaHSO3，溶液为酸性，HS的电离程度大于水解程度，故c(Na+)>c(HS)>c(S)>c(H2SO3)，B错误；NaHSO3溶液中H+来自HS电离和H2O电离，OH-来自HS水解和H2O电离，但HS水解程度和H2O的电离程度较小，故c(Na+)>c(HS)>c(H+)>c(S)>c(OH-)，C正确；溶液中存在电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=2c(S)+c(HS)+c(OH-)，pH=7.2时，c(S)=c(HS)，故c(Na+)+c(H+)=3c(S)+c(OH-)，D错误。]
10.B [H2NNH2和NH3都是分子晶体，H2NNH2中含有两个氨基，相对分子质量大于NH3，分子间形成的氢键数目多于NH3，所以H2NNH2的分子间作用力强于NH3，沸点高于NH3，故A正确；过程③发生的反应为，反应中分子的不饱和度不变，不可能属于消去反应，故B错误；过程④的反应物是和OH-，生成物是、N2和H2O，其反应为+OH-―→+N2↑+H2O，故C正确；由图可知，该反应的总反应为碱性条件下与H2NNH2反应生成R—CH2—R'、氮气和水，则碱性条件下与H2NNH2反应能转化为，故D正确。]
11.(1)①+164.94 高温 ②CaO消耗CO2，促进反应Ⅰ正向进行，且反应Ⅱ放热，为反应Ⅰ提供热量 ③AD ④不变 (2)①750 增大CO2的量、及时分离产物(合理即可)
② ③反应初期，CH4参与反应Ⅳ，使CH4转化率升高；随着反应的进行，由于CO2仅来自CaCO3的分解，CO2浓度逐渐下降，增大，导致CH4转化率下降
解析 (1)①ΔH1=[Δf(CO2)+4Δf(H2)]-[Δf(CH4)+2Δf(H2O)]=(-393.51+0×4) kJ·mol-1-[-74.81+(-241.82×2)] kJ·mol-1=+164.94 kJ·mol-1；反应Ⅰ的ΔS>0，ΔH>0，根据ΔG=ΔH-TΔS<0时，反应能自发进行可知，高温时反应Ⅰ可自发进行。③颗粒越小，接触面积越大，反应速率越快，因此用纳米级的CaO颗粒有助于提高反应速率，A正确；CaO的量过多，会和H2O(g)反应，导致反应Ⅰ平衡逆向移动，降低H2的产率，B错误；催化剂只改变反应速率，不能改变化学平衡状态，故平衡转化率不改变，C错误；适当提高压强有利于提高反应速率，D正确。④反应Ⅱ的平衡常数KⅡ=，温度不变时，KⅡ不变，因此达到新的平衡时c(CO2)不变，CO2的压强保持不变。
12. (1)硝基、酯基 还原反应
(2)+2CH3Cl+2HCl
(3)abc
(4)
(5)14
(6)
解析 由反应条件可知A和C2H5OH发生酯化反应生成B，B发生硝化反应生成C，则B的结构简式为，A为，根据E的分子式和F的结构简式可知E发生取代反应生成F，E苯环上的一氯代物有2种，E的结构简式为，F发生氧化反应生成了G，结合G的分子式可以推知G为，由已知ⅱ可知G脱水生成H(C10H2O6)，再结合P的结构倒推出H为。
(5)B的同分异构体满足条件：①含有苯环；②能与NaHCO3溶液反应生成CO2，说明其中含有—COOH，若苯环上只有1个取代基为—CH2CH2COOH或—CH(CH3)COOH，共2种；若苯环上有2个取代基为—COOH、—C2H5或—CH3、—CH2COOH，均有邻、间、对三种位置关系，共2×3=6种；若苯环上有3个取代基为—COOH、—CH3、—CH3，共6种；综上所述，满足条件的同分异构体有2+6+6=14种。第4练 逻辑推理与论证题
(选择题1~8题，每小题7分，共56分)
1.(2024·湖北黄石一模)推理是一种重要的科学思维方法，基于下列事实进行的推理正确的是( )
选项 事实 推理
A 向K2CrO4溶液中加浓硫酸，溶液由黄色变橙色 向K2CrO4溶液中加浓盐酸，颜色也由黄色变橙色
B 向蛋白质溶液中加入饱和NaCl溶液，有固体析出，再加水固体溶解 向蛋白质溶液中加入饱和SO4溶液，也有固体析出，再加水固体也溶解
C F—F的键长小于Cl—Cl的键长 F—F的键能大于Cl—Cl的键能
D O3是极性分子 O3在四氯化碳中的溶解度小于在水中的溶解度
2.(2024·哈尔滨高三模拟)一定温度下，CH3CH2CH3(g)(用RH表示)的氯代和溴代反应能量图及产率关系如图(图中物质均为气态)。下列说法正确的是( )
A.Br·(g)+RCl(g) ―→Cl·(g)+RBr(g) ΔH=ΔH1-ΔH2
B.氯代反应的第二步是决速反应
C.以丙烷为原料制备2-丙醇时，应该选择溴代反应，然后再水解
D.CH3CH2CH3分子中有一个手性碳原子
3.(2024·山东济宁三模)几种含碘粒子之间的转化关系如图所示，下列说法正确的是( )
A.I2、和Cl2的氧化性强弱：>Cl2>I2
B.为增大I2的产量，反应②可以加过量NaHSO3
C.将淀粉-KI溶液逐滴滴入新制氯水中，溶液颜色先变浅后变蓝
D.产生等量的I2，反应④消耗的H+与反应②产生的H+的量相等
4.(2024·安徽高三模拟)根据下列实验操作、现象得出的结论正确的是( )
选项 实验操作 现象 结论
A 取一定量钠在氧气中燃烧所得的固体粉末加入2~3 mL蒸馏水中 有气体生成 固体粉末只含Na2O2
B 向Fe溶液中滴入硫酸酸化的H2O2溶液 溶液由浅绿色变为黄色 说明氧化性：H2O2>Fe3+
C 用玻璃棒蘸取待测液，在酒精灯外焰上灼烧 火焰呈黄色 待测液中含有Na+
D 将新鲜的红色玫瑰花瓣投入充满SO2的集气瓶中 玫瑰花瓣褪色 SO2具有漂白性
5.(2024·长春东北师大附中校考模拟)化学是以实验为基础的学科。下列根据实验操作和现象能得到相应结论的是( )
选项 实验操作和现象 结论
A 向5 mL 0.01 mol·L-1 KI溶液中加入2 mL 0.01 mol·L-1FeCl3溶液(pH=1)，溶液呈棕黄色，再滴加几滴KSCN溶液，溶液变为红色 Fe3+和I-的反应存在限度
B 常温下，将两块相同的未经打磨的铝片分别投入5.0 mL饱和的CuSO4溶液和CuCl2溶液中，前者无明显现象，后者迅速反应，现象明显 Cl-能加速破坏铝片表面的氧化膜
C 常温下，向H2O2溶液中加入FeCl3溶液，将带火星的木条放在试管口，木条复燃 氧化性：FeCl3>H2O2
D 向某无色溶液中加入稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体 原溶液中一定含有或
6.(2024·安徽亳州高三模拟)研究表明，用可控Cu/Cu2O界面材料也可催化CO2还原合成甲醇：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。将6.0 mol CO2和8.0 mol H2充入体积为2 L的恒温恒容密闭容器中发生该反应，测得起始压强为35 MPa，H2的物质的量随时间的变化如图中实线所示。下列说法正确的是( )
A.1~4 min(实线)内，v(CO2)约为0.62 mol·L-1·min-1
B.该条件下的实线对应的Kp为0.02 MPa-2
C.要变成虚线，可能的条件是升高温度或加入催化剂
D.当气体的平均摩尔质量或密度一定时，化学反应达平衡状态
7.(2024·广东，11)按如图装置进行实验。搅拌一段时间后，滴加浓盐酸。不同反应阶段的预期现象及其相应推理均合理的是( )
A.烧瓶壁会变冷，说明存在ΔH<0的反应
B.试纸会变蓝，说明有NH3生成，产氨过程熵增
C.滴加浓盐酸后，有白烟产生，说明有NH4Cl升华
D.实验过程中，气球会一直变大，说明体系压强增大
8.(2024·福建宁德三模)从废旧镍钴锰三元锂电池正极材料[主要含Li(Ⅰ)、Ni(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)等金属的氧化物]中回收钴的一种流程如下：
已知：高锰渣中锰以MnO2的形式存在。下列说法正确的是( )
A.“溶浸”中Na2SO3被还原
B.“脱铝”得到的滤渣成分是Al(OH)3
C.“脱锰”的离子方程式为Mn2++S2+2H2O===2+MnO2↓+4H+
D.“系列操作”含蒸发结晶、洗涤、干燥
9.(6分)常温下，五氯化磷为白色固体，熔融状态下能导电，气态时以PCl5分子存在。
(1)气态PCl5分子结构如图所示，O位于等边三角形ABC的中心，DOE垂直于ABC的平面，黑球为P，白球为Cl，比较键长大小：键长OD (填“>”“<”或“=”)OA。
(2)五氯化磷熔融时，电离出的离子分别含sp3和sp3d2杂化态，写出阴离子化学式： 。
(3)PCl5不能与金属Ni反应，而PCl3能与金属Ni反应，解释PCl3能与金属Ni反应的原因： 。
10.(3分)温度升高时，NaCl晶体出现缺陷，如图所示，当图中方格内填入Na+时，恰好构成氯化钠晶胞的。NaCl晶体出现缺陷时，其导电性大大增强，原因是 。
11.(4分)(2024·吉林统考模拟) CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：
Ⅰ：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247 kJ·mol-1
Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g) + H2O(g) ΔH=+41 kJ·mol-1
CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率，R=(同一时段内CO2与CH4的物质的量变化量之比)。催化剂X可提高R值，某一时段内CH4转化率、R值随温度变化如下表：
温度/℃ 480 500 520 550
CH4转化率/% 7.9 11.5 20.2 34.8
R 2.6 2.4 2.1 1.8
(1)温度升高，CH4转化率增加，CO2 转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)分析催化剂提高R值的原因： 。
12.(6分)(2024·贵州统考模拟预测)苯乙烯是重要的有机化工原料，可用乙苯为原料制备苯乙烯。制备方法之一为直接脱氢法。在298 K时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：
C8H10(g)===C8H8(g)+H2(g) ΔH1=+118.0 kJ·mol-1，Kp1=2.7×10-10 Pa
已知ΔG=ΔH-TΔS，忽略ΔH、ΔS随温度的变化。当ΔG<0时，反应能自发进行。在100 kPa下，直接脱氢反应的ΔG和Kp1随温度变化的理论计算结果如图所示。
(1)直接脱氢反应在常温下 (填“能”或“不能”)自发。
(2)Kp1随温度的变化曲线为 (填“a”或“b”)，判断的理由是 。
13.(14分)(2024·武汉模拟预测)正丁烷催化裂解为化工行业提供了丰富的原料，相关反应如下：
反应Ⅰ CH3CH2CH2CH3(g)CH4(g)+C3H6(g) ΔH1>0
反应Ⅱ CH3CH2CH2CH3(g)C2H6(g)+C2H4(g) ΔH2
回答下列问题：
(1)已知ΔG=ΔH-TΔS，ΔG随着温度变化的三种趋势如图1中曲线所示。能用来表示反应Ⅱ的曲线是________(填“x”“y”或“z”)。
(2)某温度下，向5 L密闭的刚性容器中通入10 mol CH3CH2CH2CH3(g)发生反应Ⅰ、Ⅱ，保持温度不变，正丁烷、丙烯的浓度随时间的变化关系如图2所示。
①0~12 min内v(CH4)= mol·L-1·min-1。
②反应达到平衡后的压强是反应前的 倍。
③反应Ⅱ的平衡常数K= 。
④14 min时，降低温度，丙烯的浓度随时间的变化对应图2中的曲线 (填字母)。
(3)采用选择性膜技术(可选择性地让某气体通过而脱离体系)可提高C3H6的选择性，其原因是 。
(4)工业生产时向正丁烷中混入一定量的水蒸气以减少积碳对催化剂活性的影响，结合化学方程式说明这样操作的原因： 。
14.(6分)高铁酸钾(K2FeO4)可用于去除水体中的As(Ⅲ)。已知：K2FeO4微溶于水，在酸性或中性溶液中迅速氧化H2O产生O2，在碱性溶液中较稳定；在F和Fe(OH)3催化作用下发生分解。某水样中As元素主要以As(Ⅲ)存在，As(Ⅲ)可被K2FeO4氧化为As(Ⅴ)，再通过Fe(Ⅲ)吸附去除。
(1)K2FeO4对水中As元素的去除率随pH变化如图1所示。当pH大于7时，As去除率迅速下降的原因是 。
(2)FeCl3也能去除水中As。pH=6.5时，加入FeCl3或K2FeO4后水中铁浓度对As去除率的影响如图2所示，铁浓度相同，使用K2FeO4时As去除率比使用FeCl3时高的原因是 。
15.(5分)钪(Sc)广泛应用于航空航天、超导、核能等领域。从钛白水解工业废酸(含Sc3+、TiO2+、Mn2+、H+、S等离子)中提取Sc2O3的一种工艺流程如下：
(1)钪的萃取率(E%)与值[萃取剂体积(O)和废酸液体积(A)之比]的关系如图1所示。采用一次萃取时，应选择最合适的值为 。
(2)“沉钪”时得到Sc2(C2O4)3·6H2O沉淀。“沉钪”时测得相同时间钪的沉淀率随温度的变化如图2所示，随温度升高钪的沉淀率先升高后降低的可能原因是 。
答案精析
1.B [向K2CrO4溶液中加浓盐酸，会发生氧化还原反应，Cr被还原为Cr3+，溶液不会由黄色(铬酸根离子的颜色)变橙色(重铬酸根离子的颜色)，不能由重铬酸根离子与铬酸根离子的平衡解释，故A错误；NaCl、(NH4)2SO4等盐达到一定浓度时，使蛋白质的溶解度降低，从溶液中析出，称为盐析，盐析是可逆过程，加水后仍可溶解，故B正确；氟原子的半径很小，因而F—F键长比Cl—Cl键长短，但也是由于F—F键长短，两个氟原子在形成共价键时，原子核之间的距离就小，排斥力大，因此键能比Cl—Cl键能小，因为F—F的键能小，所以F2的稳定性差，很容易和其他物质反应，故C错误；O3是极性分子但极性很弱，四氯化碳是非极性分子，水是极性分子，根据相似相溶原理，O3在四氯化碳中的溶解度比在水中溶解度大，故D错误。]
2.C [①氯代反应：RH(g)+Cl·(g)RCl(g)+H·(g) ΔH1；②溴代反应：RH(g)+Br·(g)RBr(g)+H·(g)
ΔH2，②-①可得：Br·(g)+RCl(g)Cl·(g)+RBr(g)
ΔH，则由盖斯定律得ΔH=ΔH2-ΔH1，A错误；由图可知，氯代反应的第一步反应的活化能大于第二步，说明第一步的反应速率小于第二步，则氯代反应的第一步是决速反应，B错误；以丙烷为原料制备2-丙醇时，因为溴代反应的选择性更高，产率更高，所以选择溴代反应，然后再水解，C正确；CH3CH2CH3分子中每个碳原子都连有2个或3个相同的H原子，则该分子中没有手性碳原子，D错误。]
3.C [根据反应①可知氧化性：Cl2>I2，根据反应②可知氧化性：>I2，根据反应③可知氧化性：Cl2>，则氧化性：Cl2>>I2，A错误；过量的NaHSO3会与碘单质进一步反应，导致碘单质被消耗，B错误；将淀粉-KI溶液逐滴滴入新制氯水中，氯水足量，氯水将碘离子氧化为I，再滴入淀粉-KI溶液，I与I-反应生成I2单质，I2遇淀粉变蓝，溶液颜色先变浅后变蓝，C正确；根据得失电子守恒及电荷守恒，反应④离子方程式：5I-++6H+===3I2+3H2O，反应②离子方程式：2+5===3H++5+H2O+I2，产生等量的I2，反应④消耗的H+与反应②产生的H+的量不相等，D错误。]
4.D [可能剩余的钠与水反应生成气体，也可能是过氧化钠与水反应生成气体，固体粉末不一定只含Na2O2，A项错误；酸性条件下，具有强氧化性，能氧化Fe2+，所以无法判断H2O2、Fe3+的氧化性强弱，B项错误；玫瑰花瓣的红色为有机色，SO2使其褪色体现SO2的漂白性，D项正确。]
5.A [该反应中2 mL 0.01 mol·L-1 FeCl3溶液的量不足，若完全反应，则溶液中不存在铁离子，但加入KSCN溶液，溶液变为红色，说明溶液中存在铁离子，即Fe3+和I-的反应存在限度，A正确；饱和的CuSO4溶液和CuCl2溶液的浓度不同，不符合控制变量法，所以不能得出题给结论，B错误；该反应中氯化铁是过氧化氢分解的催化剂，C错误；溶液中含有亚硫酸根离子或亚硫酸氢根离子也会出现相同的现象，D错误。]
6.B [1~4 min(实线)内，氢气物质的量改变量为3.7 mol，二氧化碳改变量约为1.23 mol，则v(CO2)==0.205 mol·L-1·min-1，故A错误；该条件下的实线对应平衡时氢气物质的量为2 mol，列三段式：
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
开始/mol 6 8 0 0
转化/mol 2 6 2 2
平衡/mol 4 2 2 2
则平衡时的压强为×35 MPa=25 MPa，Kp为=0.02 MPa-2，故B正确；该反应是放热反应，要变成虚线，达到平衡所需时间缩短，说明反应速率快，氢气物质的量多，说明平衡逆向移动，则可能的条件是升高温度，但不能是加入催化剂，加入催化剂，氢气的物质的量不变，故C错误；该反应是气体体积减小的反应，当气体的平均摩尔质量一定时，则化学反应达到平衡状态；气体密度等于气体质量除以容器体积，气体质量不变，容器体积不变，密度始终不变，因此当密度一定时，不能说明化学反应达到平衡状态，故D错误。]
7.B [NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应，所以烧瓶壁变冷，吸热反应ΔH>0，故A错误；试纸会变蓝，说明有NH3生成，反应物都是固体，生成物中有气体生成，故产氨过程熵增，B正确；滴加浓盐酸后，有白烟(NH4Cl)产生，说明体系中有氨气，是NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反应产生的，不是NH4Cl升华，C错误；实验过程中，有NH3生成，压强先增大，但是由于NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反应吸热，体系温度降低，且NH3与HCl生成NH4Cl小颗粒，会使压强减小，气球不会一直变大，D错误。]
8.C [“溶浸”中Na2SO3与Co(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)发生氧化还原反应，Na2SO3被氧化为硫酸钠，Co(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)都被还原为+2价，“脱铝”得到的滤渣成分是Al(OH)3和硫酸钙，A、B错误；根据得失电子守恒以及电荷、原子守恒，“脱锰”的离子方程式为Mn2++S2+2H2O===2+MnO2↓+4H+，C正确；“系列操作”含蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，D错误。 ]
9.(1)> (2)[PCl6]- (3)PCl3中P具有孤电子对，能与Ni形成配位键
10.该晶体在通电时，钠离子可在电场的作用下迁移到缺陷处，形成电流
11.(1)增大 (2)催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率，使单位时间内反应Ⅱ中CO2的转化率增大，Δn( CO2)增大的倍数比Δn(CH4)大，所以R提高
12.(1)不能 (2)b 反应为吸热反应，温度上升，平衡正向移动，Kp1上升
13.(1)z (2)①0.05 ②1.7 ③ ④d (3)C3H6可通过选择性膜而脱离体系，促进反应Ⅰ的平衡正向移动，反应Ⅱ的平衡逆向移动 (4)水蒸气能与积碳发生反应：C+H2OCO+H2，可消除催化剂表面的积碳，使催化剂与反应物充分接触，提高催化剂的催化效率
解析 (1)反应Ⅱ在反应前后气体分子数增大，即该反应为熵增反应，对比反应Ⅰ可知反应Ⅱ为吸热反应，结合ΔG=ΔH-TΔS，则温度升高，ΔG越小，因此能用来表示反应Ⅱ的ΔG变化趋势的曲线是z。
(2)由图2可知，平衡时，c(C4H10)=c(C3H6)=0.6 mol·L-1，题中信息可知反应体系的体积恒定为5 L，则平衡时，n(C4H10)=n(C3H6)=3 mol，由题列式可得：
反应Ⅰ：
CH3CH2CH2CH3(g)CH4(g)+C3H6(g)
变化量/mol 3 3 3
可知反应Ⅱ中转化的正丁烷为n(C4H10)=10 mol-3 mol-3 mol=4 mol，有：
CH3CH2CH2CH3(g)C2H6(g)+C2H4(g)
变化量/mol 4 4 4
则平衡时n(C4H10)=n(C3H6)=3 mol，n(CH4)=3 mol，n(C2H6)=4 mol，n(C2H4)=4 mol，气体的总物质的量为17 mol。①0~12 min内v(CH4)==0.05 mol·L-1·min-1。②由题意知，反应前气体的总物质的量为10 mol，则在恒温恒容条件下，反应达到平衡后的压强是反应前的1.7倍。③反应Ⅱ的平衡常数K===。④由题可知，反应Ⅰ的正反应为吸热反应，降低温度，平衡逆向移动，丙烯的浓度减小，则丙烯的浓度随时间的变化对应图2中的曲线d。
14.(1)碱性条件下，K2FeO4氧化As(Ⅲ)的速率减慢；溶液中用于吸附的Fe(Ⅲ)的量减少 (2)K2FeO4将As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)，As(Ⅴ)比As(Ⅲ)更容易被吸附去除
解析 (1)碱性条件下，高铁酸钾的氧化性减弱，氧化As(Ⅲ)的速率减慢，导致溶液中用于吸附的Fe(Ⅲ)的量减少，故当pH大于7时，As去除率迅速下降。(2)由题给信息可知，高铁酸钾将As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)，As(Ⅴ)比As(Ⅲ)更容易被Fe(Ⅲ)吸附去除，故铁浓度相同，使用K2FeO4时，As去除率比使用FeCl3时高。
15.(1)1∶4 (2)温度低于80 ℃时，随温度升高，沉淀反应速率加快，钪的沉淀率上升(或随温度升高，草酸电离程度增大，草酸根离子浓度增大，钪的沉淀率上升)；温度高于80 ℃时，随着温度的升高，草酸钪的溶解度增大，致使钪的沉淀率下降
解析 (1)由图1可知，值为1∶4时，E%比较高，当大于1∶4(如1∶2)时，处理的废酸液体积太小，当小于1∶4(如1∶6或1∶8)时，E%太低。第5练 批判性思维与辩证题
(选择题1~11题，每小题6分，共66分)
1.(2024·安徽池州高三期末)证据推理是化学学科重要的核心素养。下列证据与推理的关系正确的是( )
选项 证据 推理
A 向淀粉-KI稀溶液中滴加过量新制氯水，溶液最终未呈蓝色 氯气和碘离子未发生反应
B 向Al2溶液中滴加Na2S溶液，产生白色沉淀 白色沉淀成分是Al2S3
C 向少量NaOH溶液中，先滴加足量MgCl2溶液，再滴加CuCl2溶液，先出现白色沉淀，后出现蓝色沉淀 Ksp>Ksp
D 向2 mL 30%的H2O2溶液中滴加浓硫酸，产生气体的速率加快 浓H2SO4对H2O2的分解具有催化作用
2.(2024·江西上饶统考模拟)下列有关物质的除杂(括号里为杂质)，所选试剂和方法都不正确的是( )
A.Na2CO3固体 (NaHCO3)：在试管中用酒精灯加热
B.N2(O2)：将混合气体通过灼热的铜网，再收集起来
C.Cl2(HCl)：将混合气体通入盛有NaOH溶液的试剂瓶，再通过盛有碱石灰的干燥管
D.Fe2O3(Al)：将混合物加入足量的NaOH溶液中，再过滤，洗涤，干燥
3.(2024·湖南郴州统考模拟)类推的思维方法可解决不少化学问题，但类推的结论最终要经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几种类推结论中，你认为正确的是( )
A.沸点：Cl2
D.CO2与Na2O2反应生成Na2CO3和O2，故SO2与Na2O2反应生成Na2SO3和O2
4.(2024·东北师大附中校考模拟)不能正确表示下列反应的离子方程式的是( )
A.工业上生产烧碱：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
B.Fe(OH)3和NaClO的碱性溶液反应：3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-===2+3Cl-+5H2O
C.NaHSO4溶液和少量Ba(OH)2溶液反应：H+++Ba2++OH-===BaSO4↓+H2O
D.酸性KMnO4溶液和H2O2溶液反应：+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O
5.(2024·南昌统考模拟)查阅资料得知MnO2+NaBr+H2SO4Na2SO4+MnSO4+Br2↑+H2O(未配平)。某兴趣小组的同学利用如图所示的装置探究苯与液溴的反应类型。下列说法正确的是( )
A.实验装置的连接顺序为c→a→d→b，b中产生淡黄色沉淀，证明苯与液溴发生的是取代反应
B.装置c中发生反应的还原剂与氧化剂物质的量之比为2∶1
C.装置d中仪器G的名称为直形冷凝管
D.反应后装置d中混合液经碱洗、分液后，上层液体蒸馏得到溴苯
6.(2024·江西上饶高三模拟)侯德榜提出的联合制碱法得到世界各国认可，其工业流程如图所示：
下列说法不正确的是( )
A.试剂X可以是NaCl或者HCl，均有利于NaHCO3析出
B.进行反应1时，向饱和食盐水中先通入NH3，再通入CO2
C.操作1为降温结晶、过滤、洗涤、干燥
D.副产物可以用作肥料使用
7.(2024·甘肃酒泉高三模拟)在光照下，螺吡喃发生开、闭环转换而变色，过程如下。下列关于开、闭环螺吡喃说法不正确的是( )
A.闭环螺吡喃有手性，开环螺吡喃没有手性
B.第二电离能：N
D.闭环螺吡喃亲水性更好
8.(2024·吉林统考模拟)某离子液体结构如图所示。W、X、Y、Z原子序数依次增大，W、X和Y的原子序数之和为14，X和Y基态原子的核外未成对电子数之和为5，Z是第四周期元素。下列说法错误的是( )
A.X、Z的简单氢化物均可溶于水
B.电负性：Y>X>W
C.第一电离能：Y>X
D.W、Y、Z可形成既含离子键又含共价键的化合物
9.(2024·陕西渭南三模)利用新型合成酶(DHPS)可以设计一种能在较低电压下获得氢气和氧气的电化学装置，如图所示。利用泵将两种参与电极反应的物质进行转移，使物质循环利用，持续工作。下列说法错误的是( )
A.反应器Ⅰ中发生的反应为4[Fe(CN)6]3-+2H2O4[Fe(CN)6]4-+O2↑+4H+
B.隔膜为阴离子交换膜，OH-从电解池的右室通过隔膜向左室迁移
C.电极b与电源的负极相连，电极反应为DHPS+2H2O+2e-===DHPS-2H+2OH-
D.该装置的总反应为2H2O2H2↑+O2↑，气体N是H2
10.(2024·成都模拟预测)西安交通大学徐浩团队改进了主动式电化学硬水处理技术，部分原理示意图如图(R代表有机物)。下列说法正确的是( )
A.处理过程中Cl-可以循环利用
B.若R为CO，处理1 mol CO生成无污染的气体，铂电极N处一定产生3 mol H2
C.处理后的水垢主要沉降在阴极附近，且全为碳酸盐
D.若将铂电极M换成铁电极，处理过程不受影响
11.(2024·湖南永州三模)25 ℃时，将含有I-的溶液逐滴加入到含有Hg2+的溶液中，发生一系列可逆反应生成HgI+、HgI2(s)、Hg、Hg。其中，Hg2+、HgI+、Hg、Hg四种离子浓度的对数lg c与I-浓度的对数lg c(I-)关系如图所示(图中虚线及虚线的上方是HgI2的沉淀区)。下列说法正确的是( )
A.Ksp(HgI2)的数量级为10-28
B.n点的坐标为(-7.15，-7.95)
C.反应Hg(aq)HgI2(s)+I-(aq)的平衡常数为K=10-0.8
D.q点溶液中存在：c(H+)+2c(Hg2+)=c(OH-)+c(I-)+c(Hg)+2c(Hg)
12.(18分)杭州第19届亚运会主火炬首次使用甲醇作燃料。已知：
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5 kJ·mol-1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=-90.7 kJ·mol-1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列问题：
(1)ΔH3= kJ·mol-1，反应Ⅱ自发进行的条件是 。
(2)一定温度下，在恒容密闭容器中充入1 mol CO2和1 mol H2只发生反应Ⅰ。下列叙述正确的是 (填字母)。
A.达到平衡时最多生成 mol CH3OH
B.CO2体积分数不变时达到平衡状态
C.平衡后再充入CO2，CO2的平衡转化率增大
D.升温，反应速率增大，平衡常数减小
(3)科学家对反应Ⅱ机理进行计算模拟，反应过程中能量变化如图所示。
总反应经历 步反应，总反应的最大能垒是 kJ·mol-1。催化剂主要降低第 步的能垒。
(4)一定温度下，在甲、乙两个体积相同的反应容器中分别充入1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)，发生反应Ⅰ和Ⅲ，其中一个容器使用水分子膜分离技术。实验测得CO2平衡转化率与压强关系如图所示(已知：M点CH3OH选择性为80%)。
①其他条件不变，增大压强，CO2平衡转化率增大的原因是 。采用水分子膜分离技术的是 (填“甲”或“乙”)。
②该温度下，M点对应的反应Ⅲ的平衡常数Kp= (结果保留两位有效数字)。提示：用气体分压计算的平衡常数为压强平衡常数Kp，气体分压=总压×气体物质的量分数；CH3OH的选择性=。
13.(16分)(2024·安徽安庆三模)过氧化锶()通常用作分析试剂、氧化剂、漂白剂等。SrO2是一种白色粉末，加热条件下可与CO2、水蒸气反应，室温时在水中逐渐形成无色晶体SrO2·8H2O，与酸作用生成H2O2。
(1)甲同学在实验室利用锶单质制备过氧化锶可能用到的仪器如图：
①按气流从左到右的流向，制备过氧化锶的导管接口顺序为a→ (选择必要的仪器，可重复选择)。
②SrO2在空气中会变质生成碳酸盐，写出该反应的化学方程式： 。
③连接好装置进行实验，实验步骤如下，正确的操作顺序为 (填序号)。
a.打开分液漏斗活塞，将水滴入烧瓶中
b.检查装置气密性
c.在相应装置中装入药品
d.加热
e.关闭分液漏斗活塞
f.停止加热
(2)乙同学在通入氨气的条件下，在水溶液中可制备得到SrO2·8H2O，实验装置如图：
①盛装SrCl2溶液的仪器名称为 ，仪器X的作用是 。
②写出该方法制备SrO2·8H2O的离子方程式： ，NH3的作用是 (从平衡角度回答)。
③实验结束后，得到SrO2·8H2O的操作为 。
(3)设计实验证明SrO2的氧化性比FeCl3的氧化性强： 。
除SrO2·8H2O外，请选择下列试剂：FeCl2溶液、盐酸、HNO3溶液、KSCN溶液、H2O2溶液。
答案精析
1.C [向淀粉-KI稀溶液中滴加过量新制氯水，溶液最终未呈蓝色，这是由于过量的氯水把单质碘氧化，不能说明氯气和碘离子未发生反应，A错误；Al2溶液中滴加Na2S溶液，铝离子和硫离子相互促进水解生成氢氧化铝沉淀和硫化氢，白色沉淀是Al(OH)3，B错误；向少量NaOH溶液中，先滴加足量MgCl2溶液，再滴加CuCl2溶液，先出现白色沉淀，后出现蓝色沉淀，说明氢氧化镁沉淀可以转化为氢氧化铜沉淀，证明Ksp>Ksp，C正确；根据现象描述可知，H2O2的分解速率加快，有可能是浓硫酸具有催化作用，也有可能是浓硫酸稀释放热导致温度升高加快反应速率，D错误。]
2.C [在试管中用酒精灯加热发生反应：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，除去NaHCO3杂质，A正确；将混合气体通过灼热的铜网发生反应：2Cu+O22CuO，除去氧气，再收集得到氮气，B正确；将混合气体通入NaOH溶液会发生反应：HCl+NaOH===NaCl+H2O、Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O，Cl2及HCl都被NaOH溶液吸收除去，C错误；将混合物加入足量的NaOH溶液中发生反应：2NaOH+2Al+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑，除去铝，再过滤，洗涤，干燥得Fe2O3，D正确。]
3.A [Cl2、Br2、I2是双原子非金属单质，都属于分子晶体，其沸点依次增大，说明相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高，H2、N2、O2也是双原子非金属单质，也都属于分子晶体，其相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大，沸点依次升高，推论正确，故A正确；溶液中的铁离子与铜反应生成亚铁离子和铜离子，由氧化剂的氧化性强于氧化产物可知，铁离子的氧化性强于铜离子，推论不正确，故B错误；铅元素的常见化合价为+2、+4价，由原子个数比不变可知，Pb3O4可表示为2PbO·PbO2，推论不正确，故C错误；二氧化硫具有还原性，与过氧化钠反应生成硫酸钠，推论不正确，故D错误。]
4.C [工业上通过电解饱和食盐水生产烧碱，离子方程式为2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，故A正确；Fe(OH)3和NaClO的碱性溶液反应生成和Cl-，依据氧化还原反应中得失电子守恒、电荷守恒进行配平，可得3ClO-+4OH-+2Fe(OH)3===2Fe+3Cl-+5H2O，故B正确；NaHSO4溶液和少量Ba(OH)2溶液反应生成硫酸钡和水，离子方程式为2H+++Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O，故C错误；酸性KMnO4溶液和H2O2溶液反应生成Mn2+和O2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O，故D正确。]
5.B [装置a中四氯化碳可以溶解溴蒸气，装置b中硝酸银溶液的作用是检验溴化氢，从而确定反应类型，装置c是制取溴单质的反应装置，装置d是制取溴苯的反应装置，实验装置的连接顺序为c→d→a→b，A错误；装置c中发生的反应为MnO2+2NaBr+2H2SO4Na2SO4+MnSO4+Br2↑+2H2O，还原剂溴化钠与氧化剂二氧化锰的物质的量之比为2∶1，B正确；装置d中仪器G的名称为球形冷凝管，C错误；反应后的液体先用水洗除去溴化铁，再用碱洗除去溴单质，然后分液除去水层，溴苯的密度大于水的，下层为有机层，将其蒸馏后可得溴苯，D错误。]
6.A [试剂X可以是NaCl或者HCl，增大c(Cl-)有利于NH4Cl析出，A错误；进行反应1时，向饱和食盐水中先通入NH3增强溶液碱性，从而增大CO2溶解度，B正确；通过降温减小NH4Cl溶解度可促进结晶，操作1为降温结晶、过滤、洗涤、干燥，C正确；NH4Cl属于氮肥，可以用作肥料使用，D正确。]
7.D [手性碳原子是指连有四个不同的原子或原子团的碳原子，闭环螺吡喃分子中含有一个手性碳原子，如图所示：(标“*”的为手性碳原子)，因此具有手性，开环螺吡喃分子中不含手性碳原子，不具有手性，选项A正确；N失去一个电子后价层电子排布式为2s22p2，O失去一个电子后价层电子排布式为2s22p3，O的2p能级半充满，较稳定，再失去一个电子较难，选项B正确。]
8.A [由题意结合题图可知，W为H元素，X为C元素，Y为N元素，Z为Br元素。CH4难溶于水，HBr易溶于水，故A错误；H、N、Br可形成既含离子键又含共价键的化合物NH4Br，故D正确。]
9.A [由题图分析可知，反应器Ⅰ中发生的反应为4[Fe(CN)6]3-+4OH-4[Fe(CN)6]4-+O2↑+2H2O，故A错误；a电极是[Fe(CN)6]4-变为[Fe(CN)6]3-，Fe元素化合价由+2价变为+3价，则a为阳极，b为阴极，电解池中阴离子移向阳极，OH-从电解池的右室通过隔膜向左室迁移，故B正确；阴极b发生的反应为DHPS+2H2O+2e-===DHPS-2H+2OH-，故C正确；根据图示以及本装置的作用可知，该装置的总反应为2H2O2H2↑+O2↑，气体N是氢气，故D正确。]
10.A [阳极产生氯气，氯气与水反应生成次氯酸和HCl，HClO能将有机物氧化为二氧化碳和水，HClO自身被还原为氯离子，Cl-可以循环利用，A正确； M极反应产生Cl2，氯气与水反应生成次氯酸为可逆反应，通过消耗CO(NH2)2的量无法确定反应生成的氯气的量，也就无法确定反应转移电子数目，故无法求算生成氢气的量，B错误；硬水中存在镁离子、钙离子和碳酸氢根离子，阴极放电产生氢氧根离子，氢氧根离子与镁离子结合生成氢氧化镁，氢氧根离子与碳酸氢根离子结合生成碳酸根离子，钙离子与碳酸根离子结合生成碳酸钙，氢氧化镁和碳酸钙主要沉降在阴极附近，C错误；若将铂电极M换成铁电极，M电极为阳极，铁在阳极放电，处理过程受影响，D错误。]
11.B [由图可知，随lg c(I-)增大，I-浓度增大，与Hg2+结合的I-逐渐变多，相关离子浓度增大，故L1、L2、L3、L4分别对应Hg2+、HgI+、Hg、Hg，根据反应Hg2+(aq)+I-(aq)HgI+(aq)，K1=，L1和L2交点即Hg2+、HgI+浓度相等，m点横坐标为-13.5即c(I-)=10-13.5 mol·L-1，则K1=1013.5，同理求得Hg(aq)+I-(aq)Hg(aq)的K4=2.7；Ksp(HgI2)=c(Hg2+)·c2(I-)，由m点可知，c(I-)=10-13.5 mol·L-1，c(Hg2+)=10-1.6 mol·L-1，Ksp(HgI2)=10-1.6×(10-13.5)2=10-28.6，故Ksp(HgI2)数量级为10-29，A错误；反应HgI+(aq)+2I-(aq)Hg(aq) K'==，由p点可知，c(I-)=10-2.7 mol·L-1，c(Hg)=10-3.5 mol·L-1，解得K'=1014.3，n点c(Hg)=c(HgI+)，即=1014.3，解得c(I-)=10-7.15 mol·L-1，又因为L3对应Hg，故根据p点，c(I-)=10-2.7 mol·L-1，c(Hg)=10-3.5 mol·L-1，故反应Hg(aq)HgI2(s)+I-(aq)的平衡常数为K===100.8，得n点c(Hg)=10-7.95 mol·L-1，故n点坐标为(-7.15，-7.95)，B正确，C错误。]
12.(1)+41.2 较低温度下 (2)BD (3)四 430.2 一 (4)①反应Ⅰ的正反应是气体体积减小的反应，反应Ⅲ是气体体积不变的反应，其他条件不变，增大压强，平衡向正反应方向移动 甲 ②0.059
解析 (1)根据盖斯定律，ΔH3=ΔH1-ΔH2=-49.5 kJ·mol-1-(-90.7 kJ·mol-1)=+41.2 kJ·mol-1；反应Ⅱ自发进行的条件：ΔG=ΔH-TΔS<0，ΔS<0，ΔH<0，故在较低温度下可以自发。(2)仅发生反应Ⅰ，投料比为1∶1，但是反应按1∶3进行，故体积分数不变时，表示其物质的量不再发生变化，反应达到平衡状态，故可以用来判断平衡状态，故B项正确；平衡后再充入CO2，平衡正向移动，H2的平衡转化率增大，但CO2的平衡转化率减小，故C项错误；升温，反应速率增大，平衡逆向移动，平衡常数减小，故D项正确。(3) 反应的活化能越大，反应速率越慢，化学反应取决于慢反应，由图可知，第一步反应的活化能最大，最大能垒为430.2 kJ·mol-1，则催化剂主要降低第一步反应的能垒。(4) ①由图可知，相同压强时，甲的二氧化碳的转化率大于乙，其他条件相同，分离出水蒸气，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的平衡转化率增大，故甲容器使用了水分子膜分离技术。②CO2的平衡转化率为50%，则n(转化)=1 mol×50%=0.5 mol，根据M点时的甲醇选择性==80%，求得生成的甲醇的物质的量为0.4 mol，列三段式：
反应Ⅰ： CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
初始量/mol 1 3 0 0
转化量/mol 0.4 1.2 0.4 0.4
平衡量/mol 0.6 1.8 0.4 0.4
反应Ⅲ： CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g)
初始量/mol 0.6 1.8 0 0.4
转化量/mol 0.1 0.1 0.1 0.1
平衡量/mol 0.5 1.7 0.1 0.5
根据三段式可知，则平衡时CO2、H2、CH3OH、CO、H2O的物质的量分别为0.5 mol、1.7 mol、0.4 mol、0.1 mol、0.5 mol，则混合气体的总物质的量为3.2 mol，反应Ⅲ的平衡常数：Kp=≈0.059。
13.(1)①b→c→h→i(或i→h)→b→c
②2SrO2+2CO2===2SrCO3+O2 ③bcadfe
(2)①三颈烧瓶 防止倒吸 ②Sr2++2NH3+8H2O+H2O2===SrO2·8H2O↓+2 中和反应生成的H+，促进反应进行，同时防止产物和酸发生反应 ③蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
(3)可在盐酸酸化的FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，再向其中加少量SrO2·8H2O，溶液变为红色，说明有铁离子生成，则证明SrO2的氧化性比FeCl3的氧化性强
解析 (1)①过氧化钠和水反应生成氧气，根据题干信息可知，反应制备得到的氧气必须干燥后才能和锶在加热条件下发生反应，且装置的最后必须有防止空气中的CO2、水蒸气进入硬质玻璃管的装置，所以按气流从左到右的流向，制备过氧化锶的导管接口顺序为a→b→c→h→i(或i→h)→b→c。③连接好装置后，正确的操作顺序为：检查装置气密性，在相应装置中装入药品，打开分液漏斗活塞，将水滴入烧瓶中，用产生的O2排空装置内的其他气体，加热让Sr与纯净的O2反应生成SrO2，停止加热后继续产生O2，防止空气中CO2等杂质气体进入硬质玻璃管中与SrO2反应，冷却后再关闭分液漏斗活塞，即顺序为bcadfe。第6练 创新思想情境题
(选择题1~9题，每小题6分，共54分)
1.用含锂废渣(主要成分为Li2CO3，含有Ca、Mg杂质)为原料制备碳酸锂产品的流程如图所示。下列说法错误的是( )
已知：常温下Li2CO3微溶于水，且溶解度随温度升高而降低。
A.“浸出”在高温下进行可以提高浸出率
B.盐酸浸出碳酸锂的离子反应为Li2CO3+2H+===2Li++H2O+CO2↑
C.锂离子交换树脂主要交换的是Ca2+、Mg2+
D.升高温度可提高沉锂过程中碳酸锂的回收率
2.常温下，HClO的Ka=3×10-8。在某体系中，H+和ClO-不能穿过隔膜，未电离的HClO可自由穿过该膜(如图所示)。设溶液中c总(HClO)=c(HClO)+c(ClO-)，当达到平衡时，下列叙述错误的是( )
A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)
B.溶液Ⅰ和溶液Ⅱ中的c(HClO)相等
C.溶液Ⅱ中HClO的电离度为%
D.溶液Ⅰ和溶液Ⅱ中的c总(HClO)之比约为13
3.某化学小组探究铁生锈的因素，设计如图1所示实验装置。将10.0 g铁粉、2.0 g炭粉加入三颈烧瓶，开始采集数据，t1时刻，加入5 mL的饱和氯化钠溶液后，再将一支装有10 mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，某一时刻开始匀速滴加，直至滴加完全，温度、压强与时间的关系如图2、3所示。下列说法正确的是( )
A.t2时刻，盐酸被滴入三颈烧瓶中
B.三颈烧瓶中Fe粉先发生析氢腐蚀，后发生吸氧腐蚀
C.t1~t2段O2参与的反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-
D.当正极产生89.6 mL氢气时，负极电极质量减少2.24 g
4.某化学兴趣小组在1 L刚性密闭容器中加入1 mol NO和2 mol O3，发生两步反应，反应Ⅰ：NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)，反应Ⅱ：2NO2(g)N2O4(g)。实验测得体系中含氮物质的浓度随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.曲线②表示NO2浓度随时间变化的曲线
B.当NO和O3的有效碰撞频率不再变化时，反应Ⅰ已达到平衡状态
C.t1时，O3的剩余量为1.25 mol
D.通过改变温度的方式可使体系中N2O4的体积分数达到20%
5.某有机物由原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z组成，基态Y和Z原子均含有2个未成对电子且Z的原子序数是Y的2倍。已知该物质的质谱图如图所示，=139时，其中碎片离子组成为X7W7YZ+。下列说法错误的是( )
A.原子半径：Z>Y>W
B.X、Y的简单氢化物分别为非极性分子、极性分子
C.XZ2为直线形分子且X为sp杂化
D.将W2Z气体通入W2Y2溶液中无明显现象
6.(2024·长沙模拟)实验室可在硝酸铁晶体的催化下，用液氨与钠制备氨基钠(NaNH2)，装置如图(夹持、搅拌、尾气处理装置已省略)。已知：NaNH2几乎不溶于液氨，易与水、氧气等反应。下列说法错误的是( )
A.加入钠之前向装置A中通入氨气的目的是排出装置中的空气
B.装置B可以防止外界氧气和水蒸气进入装置
C.从反应后A的混合液中提纯氨基钠的操作方法是蒸发结晶
D.钠与液氨反应的化学方程式为2Na+2NH3===2NaNH2+H2↑
7.(2024·沈阳模拟)已知硫的两种晶体形态的相图如图所示(相图：用于描述不同温度、压强下硫单质的转化及存在状态的平衡图像)，燃烧的热化学方程式为S(斜方，s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1；S(单斜，s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2。则下列有关说法正确的是( )
A.温度高于119 ℃且压强小于0.4 Pa，单斜硫发生液化现象
B.由上述信息可判断：ΔH1>ΔH2
C.斜方硫和单斜硫互为同分异构体
D.图中F→G过程为固态硫的气化，该过程只破坏了分子间作用力
8.(2024·南昌统考二模)实验室可以在50 ℃用浓硝酸在硝酸汞催化下氧化乙炔(C2H2)气体来制备草酸，主要装置如图所示。
下列说法错误的是( )
A.多孔球泡可增加气体与溶液的接触面积
B.用电石制得的C2H2中含有的H2S杂质，应用FeSO4溶液除去
C.增大硝酸的质量分数，草酸的产率可能会下降
D.实验中会产生氮氧化物等污染性气体，可用NaOH溶液吸收
9.为证明Cu2+形成配离子(配合物)可促使铜与酸置换出氢气反应的发生，进行下列实验。已知Cu2+能与NH3形成配离子[Cu(NH3)4]2+，与双硫腙(H2Dz，二元弱酸)形成配合物Cu(HDz)2，与EDTA-2Na(用Na2H2Y表示，忽略其电离出的H+)形成配合物CuH2Y。
编号 8 mol·L-1 H2SO4溶液 铜粉 加入某种物质 实验现象
Ⅰ 10 mL 6.4 g 无 无现象
Ⅱ 10 mL 6.4 g 0.1 mol EDTA-2Na固体 有气泡
Ⅲ 10 mL 6.4 g 0.2 mol双硫腙固体 有气泡，比实验Ⅱ密集
Ⅳ 10 mL 6.4 g 0.224 L NH3(标准状况下)
下列有关说法错误的是( )
A.实验Ⅰ作对照组
B.实验Ⅳ中无气泡产生
C.实验Ⅲ比实验Ⅱ气泡密集的原因可能是实验Ⅲ中H+的浓度比实验Ⅱ中的大
D.实验Ⅰ和实验Ⅱ、实验Ⅰ和实验Ⅲ均能证明形成配合物可促进铜与酸的反应
10.(16分)根据“对角线规则”，BeCl2不是离子化合物，与AlCl3一样属于共价化合物。回答下列问题：
(1)根据杂化轨道理论可知，杂化轨道只能形成 (填“σ”或“π”)键。
(2)基态Cl原子的价层电子排布式为 ，有 个未成对电子。
(3)AlCl3的空间结构为 ，中心原子为 杂化。
(4)BeCl2可以以单体、二聚体、多聚体的形式存在，其结构如图所示，则BeCl2的空间结构为 ，BeCl2二聚体、多聚体中Be原子的杂化方式分别为 、 。
11.(16分)(2024·辽宁统考二模)碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO3)是常用的食盐加碘剂，可采用如下方法进行制备。
已知：①KIO3为无色或白色颗粒或粉末状结晶，是一种较强的氧化剂，其水溶液呈中性。
②KIO3加热至560 ℃开始分解，不溶于乙醇。
方法一：采用如图所示装置用氯气氧化碘化钾得到碘酸钾溶液，再经一系列操作得到碘酸钾产品。
(1)装置B中盛装的试剂为 ，仪器a的名称为 。
(2)装置C中多孔球泡的作用是 ；C中反应生成碘酸钾的总化学方程式为 。
(3)一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥等多步操作。下列说法正确的是 (填字母)。
A.蒸发浓缩过程中需要使用三脚架、泥三角、坩埚等仪器
B.抽滤可以加快过滤速率，获得较为干燥的产品
C.产品可用乙醇洗涤以减少溶解损失
D.干燥时高温烘干比低温烘干效果更好
方法二：采用如图实验流程，用碘单质制取碘酸钾产品。
(4)步骤①需控制温度在70 ℃左右，原因是 。
(5)步骤②中生成气体的反应的离子方程式为 。
(6)产品碘酸钾纯度的测定：准确称a g产品配成250 mL溶液，取25.00 mL该溶液于碘量瓶中，加入稍过量的碘化钾溶液，用适量硫酸酸化。用c mol·L-1的硫代硫酸钠标准溶液滴定，滴定至淡黄色，加入少许淀粉溶液。平行滴定三次，平均消耗硫代硫酸钠标准溶液V mL。已知：I2+2S2===2I-+S4，产品的纯度为 (用含a、c、V的代数式表示)。
12.(14分)(2024·黑吉辽，18)为实现氯资源循环利用，工业上采用RuO2催化氧化法处理HCl废气：2HCl(g)+O2(g)Cl2(g)+H2O(g) ΔH1=-57.2 kJ·mol-1 ΔS K。将HCl和O2分别以不同起始流速通入反应器中，在360 ℃、400 ℃和440 ℃下反应，通过检测流出气成分绘制HCl转化率(α)曲线，如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。
回答下列问题：
(1)ΔS 0(填“>”或“<”)；T3= ℃。
(2)结合以下信息，可知H2的燃烧热ΔH= kJ·mol-1。
H2O(l)===H2O(g) ΔH2=+44.0 kJ·mol-1
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH3=-184.6 kJ·mol-1
(3)下列措施可提高M点HCl转化率的是 (填标号)。
A.增大HCl的流速
B.将温度升高40 ℃
C.增大n(HCl)∶n(O2)
D.使用更高效的催化剂
(4)图中较高流速时，α(T3)小于α(T2)和α(T1)，原因是 。
(5)设N点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数K= (用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)。
(6)负载在TiO2上的RuO2催化活性高，稳定性强，TiO2和RuO2的晶体结构均可用如图表示，二者晶胞体积近似相等，RuO2与TiO2的密度比为1.66，则Ru的相对原子质量为 (精确至1)。
答案精析
1.A [由图可知，浸出时加入盐酸，高温下盐酸易挥发，浓度降低，会导致浸出率下降，A错误；加入盐酸，Li2CO3、Ca、Mg分别转化为Li+、Ca2+、Mg2+，常温下Li2CO3微溶于水，则盐酸浸出碳酸锂的离子反应为Li2CO3+2H+===2Li++H2O+CO2↑，要得到Li2CO3产品，需除去Ca2+和Mg2+，故锂离子交换树脂主要交换的是Ca2+、Mg2+，B、C正确；已知Li2CO3的溶解度随温度升高而降低，故升高温度可提高沉锂过程中碳酸锂的回收率，D正确。]
2.D [常温下，溶液Ⅰ中的pH=7，溶液中c(H+)=c(OH-)，A正确；由题意可知，未电离的HClO可自由穿过该膜，故达到平衡时，两溶液中c(HClO)相等，B正确；电离度可表示为×100%，溶液Ⅱ的pH=3，则c(H+)=10-3 mol·L-1，Ka==3×10-8，结合c总(HClO)=c(HClO)+c(ClO-)，则=3×10-8，可得×100%=%，C正确；由C分析可知，溶液Ⅱ中c总(HClO)=c(HClO)，同理可得，溶液Ⅰ中c总(HClO)=c(HClO)，溶液Ⅰ和Ⅱ中c总(HClO)之比为[c(HClO)]∶[c(HClO)]≈1.3，D错误。]
3.C [由题可知，三颈烧瓶中的Fe粉与炭粉在NaCl溶液中发生电化学腐蚀，刚开始加入饱和食盐水，溶液呈中性，Fe粉发生吸氧腐蚀，后向三颈烧瓶中注入盐酸，溶液呈酸性，Fe粉发生析氢腐蚀，B错误；结合图2、图3可知，Fe粉发生吸氧腐蚀时放出热量，随着反应进行，放出热量减小且温度降低，当滴入盐酸后，Fe粉发生析氢腐蚀，产生氢气，放出热量且气体压强增大，故t3时刻滴入盐酸，A错误；t1~t2段，Fe粉发生吸氧腐蚀，O2参与的反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-，C正确；未说明是否为标准状况，无法计算产生氢气的物质的量，D错误。]
4.D [由反应的化学方程式可知，随着反应的进行，NO的浓度逐渐减小，N2O4的浓度逐渐增大，开始时以发生反应Ⅰ为主，NO2的浓度逐渐增大，随后以发生反应Ⅱ为主，NO2浓度逐渐减小，故曲线①、②、③分别表示NO、NO2、N2O4，A正确；当NO和O3的有效碰撞频率不再变化时，则反应Ⅰ正反应速率不再变化，说明此反应已达到平衡状态，B正确；由题图可知，t1时，c(NO)=c(NO2)=c(N2O4)，设t1时，c(NO)=c(NO2)=c(N2O4)=a mol·L-1，又由氮元素守恒可得，(a+a+2a) mol=1 mol，解得a=0.25，由关系式：N2O4~2NO2可知，消耗NO2的物质的量为0.5 mol，则第一步生成NO2的物质的量为(0.25+0.5) mol=0.75 mol，可列三段式：
NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)
起始/mol 1 2 0 0
转化/mol 0.75 0.75 0.75 0.75
t1时/mol 0.25 1.25 0.75
故t1时，O3的剩余量为1.25 mol，C正确；由C选项分析可知，当NO完全转化为NO2、NO2又完全转化成N2O4时，N2O4的体积分数为×100%=20%，但是两步反应均为可逆反应，均不可能完全转化，D错误。]
5.D [由题意知，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，基态Y和Z原子均含有2个未成对电子且Z的原子序数是Y的2倍，可知Y为O，Z为S。质谱图中=139时，其中碎片离子组成为X7W7YZ+，可得X与W的相对原子质量之和为=13，由此可知W为H，X为C。同一周期元素从左到右，原子半径逐渐减小；同一主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，则原子半径：S>O>H，A正确；X、Y的简单氢化物分别为CH4、H2O，CH4为非极性分子，H2O为极性分子，B正确；XZ2为CS2，CS2为直线形分子，且CS2中C原子为sp杂化，C正确；W2Z为H2S，W2Y2为H2O2，将H2S气体通入H2O2溶液中有浅黄色沉淀出现，发生反应：H2O2+H2S===2H2O+S↓，D错误。]
6.C [由题意知，NaNH2易与水和氧气发生反应，加入钠之前先通入氨气的目的是排尽密闭体系中的空气，A正确；装置B中Hg可防止外界氧气、水蒸气进入密闭体系，B正确；NaNH2难溶于液氨，可过滤除去液氨，得到产品NaNH2，C错误；钠与液氨反应生成NaNH2和氢气，反应的化学方程式为2Na+2NH3===2NaNH2+H2↑，D正确。]
7.B [由题图可知，温度高于119 ℃且压强小于0.4 Pa，单斜硫转化为气态，A项错误；将两个热化学方程式相减可得S(斜方，s)S(单斜，s) ΔH=ΔH1-ΔH2，根据图示，升高温度，斜方硫转化为单斜硫，说明升高温度，该平衡正向移动，则该反应为吸热反应，ΔH=ΔH1-ΔH2>0，ΔH1>ΔH2，B项正确；斜方硫和单斜硫为硫元素的不同单质，互为同素异形体，C项错误；F→G过程包括斜方硫和单斜硫的转化，该过程为化学变化，破坏了化学键，D项错误。]
8.B [多孔球泡让通入的气体以小气泡的形式和液体接触，能增加接触面积，故A正确；用电石制得的C2H2中含有的H2S杂质，应用CuSO4溶液除去，故B错误；草酸具有较强的还原性，硝酸是氧化性酸，增大硝酸质量分数可能会氧化草酸而导致草酸产率下降，故C正确；实验中硝酸可能被还原为NO、NO2等污染性气体，可以用NaOH溶液吸收，故D正确。]
9.D [实验Ⅳ中NH3为碱性气体，能与硫酸反应生成N而无法与Cu2+形成配离子，故实验Ⅳ中不会有氢气产生，B正确；实验Ⅱ和实验Ⅲ中H+的浓度不同，与Cu2+配合的物质也不同，这两个因素都可能导致实验Ⅲ中的气泡比实验Ⅱ密集，C正确；本实验中以实验Ⅰ为对照组，另外一组实验应该满足的条件为铜粉的质量相同、c(H+)相同、加入的物质能与Cu2+配合，实验Ⅱ中EDTA-2Na能与Cu2+形成配合物，能达到实验目的，实验Ⅲ与实验Ⅰ的c(H+)不同，不能达到实验目的，A正确，D错误。]
10.(1)σ (2)3s23p5 1 (3)平面三角形 sp2 (4)直线形 sp2 sp3
解析 (4)由图可知，Be原子的价层电子对数为2，BeCl2的空间结构为直线形，由图可知BeCl2二聚体中Be原子形成3个σ键，不含孤电子对，Be原子的杂化方式为sp2，BeCl2多聚体中Be原子形成4个σ键，不含孤电子对，Be原子的杂化方式为sp3。
11.(1)饱和食盐水 三颈烧瓶
(2)增大氯气与氢氧化钾和碘化钾混合溶液的接触面积，使氯气充分反应，提高产率 6KOH+KI+3Cl2===KIO3+6KCl+3H2O (3)BC (4)硝酸和过氧化氢受热易分解
(5)2H+===H2O+CO2↑ (6)cV%
解析 (3)三脚架、泥三角、坩埚等仪器可用于固体灼烧，蒸发浓缩过程中需要使用蒸发皿、三脚架、酒精灯、玻璃棒等仪器，A错误；抽滤可以加快过滤速率，获得较为干燥的产品，B正确；由已知得，碘酸钾不溶于乙醇，故产品可用乙醇洗涤以减少溶解损失，C正确；由于KIO3加热至560 ℃开始分解，故不能采用高温烘干，D错误。
(5)KIO3水溶液呈中性证明HIO3为强酸，步骤②中，碳酸钾与碘酸反应生成气体的离子方程式为2H+===H2O+CO2↑。
(6)由+5I-+6H+===3I2+3H2O和+2S2===2I-+S4得，~3I2~6S2，则)=n(S2)=××cV×10-3 mol=cV×10-3 mol，m(KIO3)=n(KIO3)×Mr=cV×10-3 mol×214 g·mol-1=cV g，故产品的纯度为×100%=cV%。
12.(1)< 360 (2)-285.8 (3)BD (4)反应未达平衡时，流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T3温度低，反应速率低，故单位时间内氯化氢的转化率低 (5)6 (6)101
解析 (1)2HCl(g)+O2(g)Cl2(g)+H2O(g)反应后气体分子数目减小，该反应 ΔS <0；该反应为放热反应，由于在流速较低时的转化率视为平衡转化率，在流速低的时候，温度越高，HCl的转化率越小，由图像可知，T1代表的温度为440 ℃，T3为360 ℃。(2)根据盖斯定律可得反应H2(g)+O2(g)===H2O(l)的ΔH=ΔH1+ΔH3-ΔH2=-57.2 kJ·mol-1-184.6 kJ·mol-1-44.0 kJ·mol-1=-285.8 kJ·mol-1，即氢气的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1。(3)增大HCl的流速，由图像可知，HCl的转化率减小，A不符合题意；M点对应的温度为360 ℃，由图像可知，温度升高40 ℃为400 ℃时，HCl的转化率增大，B符合题意；增大n(HCl)∶n(O2)，HCl的转化率减小，C不符合题意；M点时，反应未达到平衡，使用高效催化剂，可以增加该温度下的反应速率，使单位时间内HCl的转化率增加，D符合题意。(5)由图像可知，N点HCl的平衡转化率为80%，设起始n(HCl)=n(O2)=4 mol，可列出三段式：
2HCl(g)+O2(g)Cl2(g)+H2O(g)
起始量/mol 4 4 0 0
变化量/mol 3.2 0.8 1.6 1.6
平衡量/mol 0.8 3.2 1.6 1.6
则K==6。(6)由于二者的晶体结构相似，体积近似相等，则其密度之比等于摩尔质量之比，故=1.66，则Ru的相对原子质量约为101。第7练 多模块融合情境题
(选择题1~8题，每小题6分，共48分)
1.三氯乙酸(CCl3COOH)主要用于有机合成和制药，三氟乙酸(CF3COOH)是重要的有机合成试剂，常温下Ka(三氯乙酸)=1.0×10-0.65。下列说法错误的是( )
A.两种分子中的C原子均有两种杂化方式
B.三氟乙酸分子的极性更强，所以Ka(三氟乙酸)>Ka(三氯乙酸)
C.Ka(二氯乙酸)<1.0×10-0.65
D.三氟乙酸为有机化合物，难溶于水
2.2022年诺贝尔化学奖授予在“点击化学和生物正交化学”方面做出贡献的三位科学家。点击化学的经典反应之一是叠氮-炔环加成，反应示例如图所示。下列说法正确的是( )
A.化合物A中所有原子均在同一条直线上
B.A与足量H2加成后产物的一氯代物有3种
C.化合物B与互为同分异构体
D.化合物C不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
3.SO2排放到大气中会形成酸雨污染环境。实现环保、发电二位一体的SO2-空气质子交换燃料电池的装置如图所示(M和N均为惰性电极)。下列说法正确的是( )
A.H+从N极室通过质子交换膜向M极室迁移
B.M极的电极反应式为SO2-2e-+2H2O===S+4H+
C.制得0.5 mol H2SO4时，理论上消耗22.4 L O2(标准状况)
D.a与b的大小关系：a
下列说法错误的是( )
A.曲线Ⅲ代表δ(D-)随pH的变化
B.向10 mL 0.10 mol·L-1甘氨酸溶液(B)中加入5 mL 0.10 mol·L-1 HCl溶液，此时溶液中c(B)>c(Cl-)>c(A+)
C.水的电离程度：a点大于b点
D.常温下，D-+H2OB+OH-的平衡常数K=10-4.6
5.乙二醇可用作溶剂、防冻剂以及合成涤纶的原料，用铜催化剂关联C60可实现常压下合成乙二醇，反应机理如图。下列说法错误的是( )
A.反应②的化学方程式为
B.该反应中C60-Cu/SiO2作催化剂，是中间产物
C.乙二醇能和水以任意比例互溶，说明乙二醇为极性分子
D.中的碳原子只采取sp3杂化
6.在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.该反应的ΔS>0
B.第一步转化N与H间形成配位键
C.若用HCOOD催化释氢，反应除生成CO2外，还生成D2
D.若用HCOOK溶液代替HCOOH，最终所得气体中H2的纯度会提高
7.(2023·湖南师大附中模拟)自然界中原生铜的硫化物经氧化、淋滤后变成CuSO4，遇到ZnS(晶胞结构如图所示)可缓慢转化为CuS。已知：Ksp(ZnS)=2×10-24，Ksp(CuS)=6×10-36。下列说法正确的是( )
A.1个ZnS晶胞中含有4个S
B.基态Cu2+核外电子排布式为[Ar]3d84s1
C.要使反应ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq)正向进行，需满足>×1012
D.体系达平衡后，溶液中：<
8.二氟卡宾()作为一种活性中间体，一直受到有机氟化学研究工作者的高度关注。硫单质与二氟卡宾可以生成S==CF2，反应历程如图所示：
下列叙述错误的是( )
A.S==CF2中C原子为sp2杂化，1个S==CF2分子中存在3个σ键，1个π键
B.S8和生成S==CF2反应的ΔH=-207.13 kJ·mol-1
C.决定整个反应速率的步骤是
D.上述反应历程中存在S—S的断裂和生成
9.(18分)(2024·江西宜春高三模拟)CO、SO2等烟道气对环境有污染，需经处理后才能排放，处理含CO、SO2烟道气的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S(l)：2CO(g)+SO2(g)===S(l)+2CO2(g) ΔH。回答下列问题：
(1)已知CO的燃烧热为283.0 kJ·mol-1，S(l)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-296.8 kJ·mol-1。则上述反应的ΔH=________kJ·mol-1。
(2)其他条件相同、催化剂不同时发生上述反应。SO2的转化率随反应温度的变化如图1所示。Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，不考虑催化剂价格因素，选择Fe2O3的主要优点是 。某种铁镍合金的立方晶胞如图2所示，铁原子的配位数为 ，晶体中，铁与镍原子数目之比为 。
(3)在容积为2 L的密闭容器中，充入2 mol CO和1 mol SO2，在一定条件下发生上述反应，体系混合气体中CO2的物质的量分数随时间的变化如图3所示。
①0~2 min内的平均反应速率v(CO)= mol·L-1·min-1。
②2 min后改变下列条件能使上述反应的速率增大，且平衡正向移动的是 (填字母)。
a.选用更高效的催化剂
b.升高温度
c.及时分离出CO2
d.增加CO的浓度
(4)在密闭容器中，充入2 mol CO和1 mol SO2，发生上述反应，SO2的平衡转化率随温度、压强的变化如图4所示。
①压强p1、p2、p3由大到小的关系是 。
②B点对应条件下Kx= [对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，Kx=，x为物质的量分数]。
③A点和C点压强平衡常数之比为 (用分压代替浓度，分压=总压×物质的量分数)。
10.(16分)(2024·辽宁模拟)双氯芬酸钠(化合物K)是消炎镇痛类药，其一种合成方法如图：
(1)C中官能团的名称为 ；D的化学名称为 。
(2)B的结构简式为 ；F→G的反应类型为 。
(3)D+G→H的化学方程式为 。
(4)查阅资料可知E→F的反应机理如下：
①H2SO4+HNO3++H2O；
②；
③。
下列说法正确的是 (填字母)。
A.的空间结构为直线形
B.反应③的活化能比反应②高
C.硫酸是总反应的催化剂
D.中碳原子均为sp2杂化
(5)同时符合下列条件的J的同分异构体共有 种，写出其中一种的结构简式： 。
①分子中含有联苯结构()和—OCH3基团；
②核磁共振氢谱中只有4组峰。
11.(18分)(2024·河南新乡二模)以辉铋矿(主要成分为Bi2S3，含SiO2、Cu2S、FeS2杂质)为原料制备Bi[Al(OH)4]3的一种工艺流程如图所示：
已知常温下，部分难溶物的溶度积常数如表：
难溶物 Cu(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Bi(OH)3(不溶于氨水)
Ksp 2×10-20 4×10-16 4×10-38 8×10-31
(1)铋与氮同主族，则铋元素位于元素周期表 (填“s”“p”“d”或“ds”)区。
(2)已知“滤渣1”中含有S单质，写出“浸取”时生成S的主要反应的离子方程式： 。
(3)“还原”时发生主要反应的离子方程式为 ， “碱溶”步骤中加入氨水的目的是 。
(4)常温下，“沉淀”前，若“滤液”中Cu2+浓度为0.005 mol·L-1，Fe2+浓度为0.01 mol·L-1，则“沉淀”时调pH的最大值应小于 。[已知：当某离子浓度小于或等于10-5 mol·L-1时，认为该离子已完全沉淀，lg 2=0.3；Fe(OH)2不溶于氨水]
(5)中国科学院福建物质结构研究所某团队将Bi3+掺杂Cs2SnCl6(晶胞结构为a)获得空位有序型双钙钛矿纳米晶体(晶胞结构为b)，过程如图所示。若a和b的晶胞参数均为x nm，晶胞a中的的配位数为 ，晶胞b中两个最近的的距离为 nm，晶体b的密度为 g·cm-3(写计算式即可)。
答案精析
1.D [三氟乙酸上的—OH和F均能与水形成氢键，且为极性分子，根据“相似相溶”规律可知，三氟乙酸易溶于水，故选D。]
2.C [化合物A(CH≡CCH3)中含有甲基，甲基是四面体结构，故化合物A中所有原子不可能在同一条直线上，A错误；化合物A与足量H2完全加成后生成丙烷，丙烷的一氯代物有2种，B错误；化合物B与的分子式均为C2H5N3，二者结构不同，互为同分异构体，C正确；化合物C中含有碳碳双键，可被酸性高锰酸钾溶液氧化使溶液褪色，D错误。]
3.B [SO2-空气质子交换燃料电池为原电池，M极上SO2转化为H2SO4，发生失电子的氧化反应，M极作负极，原电池中阳离子从负极(M极)向正极(N极)迁移，A错误、B正确；N极作正极，电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-，由正、负极电极反应式可得关系式：2H2SO4~4e-~O2，故制得0.5 mol H2SO4理论上消耗0.25 mol O2，在标准状况下的体积为5.6 L，C错误；N极每消耗2 mol H2O生成4 mol OH-，有4 mol H+由M极室迁移至N极室与OH-反应生成H2O，N极室H2O增多，c(NaOH)减小，故a>b，D错误。]
4.C [溶液碱性越强，溶液中δ(A+)越小，δ(D-)越大，则曲线Ⅰ代表δ(A+)，曲线Ⅱ代表δ(B)，曲线Ⅲ代表δ(D-)，A正确；完全反应后，溶质为等物质的量的B和A+，结合图中x点可知，c(A+)=c(B)，K1==10-2.4，则c(H+)=10-2.4 mol·L-1，溶液显酸性，A+的电离程度>B的电离程度>B的水解程度，此时溶液中c(B)>c(Cl-)>c(A+)，B正确；a点溶液酸性较强，甘氨酸主要以A+形式存在，b点酸性较弱，甘氨酸主要以B形式存在，所以水的电离程度：b>a，C错误；D-+H2OB+OH-的平衡常数K=，y点时，c(B)=c(D-)，K2==10-9.4，c(H+)=10-9.4 mol·L-1，则K=c(OH-)===10-4.6，D正确。]
5.D [对于环状反应机理图，“入环”的为反应物，“出环”的为生成物，位于环上的为中间产物或催化剂，结合题干信息可知，C60-Cu/SiO2、Pd作催化剂，CH3OH、为中间产物。反应②中，和H2反应生成乙二醇和甲醇，结合守恒原则可写出化学方程式，A、B正确；水是极性分子，根据“相似相溶”规律，二者互溶则说明乙二醇为极性分子，C正确；中碳氧双键上的碳原子为sp2杂化，饱和碳原子为sp3杂化，D错误。]
6.C [根据总方程式HCOOHCO2+H2，熵值增大，A项正确；N原子含有孤电子对、H+有空轨道，根据图示，第一步转化N与HCOOH电离出的H+通过配位键结合，B项正确；第一步HCOOD电离出D+与N结合，第二步HCOO-→CO2+H-，第三步D+、H-反应生成HD，所以HCOOD催化释氢，除生成CO2外，还生成HD，C项错误；若用HCOOK溶液代替HCOOH，HCOOK水解出HCOOH，释氢历程不变，而反应生成KOH能吸收CO2，所以最终所得气体中CO2的量会减少，H2的纯度提高，D项正确。]
7.A [根据均摊法，1个ZnS晶胞中含S的个数是8×+6×=4，故A正确；Cu为29号元素，基态Cu2+的核外电子排布式为[Ar]3d9，故B错误；反应ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq)的平衡常数K===×1012，要使反应正向进行，则Q
9.(1)-269.2 (2)在相对较低温度可获得较高的SO2转化率，从而节约能源 8 1∶2 (3)①0.3 ②d
(4)①p1>p2>p3 ②176 ③p1∶p3
解析 (1)由CO的燃烧热为283.0 kJ·mol-1可得①CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1，又已知②S(l)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-296.8 kJ·mol-1，由盖斯定律①×2-②得2CO(g)+SO2(g)===S(l)+2CO2(g) ΔH=2×(-283.0 kJ·mol-1)-(-296.8 kJ·mol-1)=-269.2 kJ·mol-1。
(2)从图中可知，Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高的SO2转化率，从而节约能源；Fe原子在8个顶角和6个面心，以上底面面心的Fe原子为例，与之最近的Ni原子为该晶胞内上方4个、上层晶胞中下方4个Ni原子，所以铁原子的配位数为8；晶胞中铁原子个数为8×+6×=4，镍原子个数为8，铁与镍原子数目之比为1∶2。
(3)①设平衡时SO2消耗了x mol，三段式为
2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)
始/mol 2 1 0
转/mol 2x x 2x
平/mol 2-2x 1-x 2x
所以×100%=50%，解得x=0.6，0~2 min内的平均反应速率v(CO)= mol·L-1·min-1=0.3 mol·L-1·min-1。②催化剂只能改变反应速率，不能使平衡移动，a错误；升高温度能加快反应速率，但该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，b错误；及时分离出CO2平衡正向移动，但反应速率减小，c错误；增加CO的浓度，反应速率加快，平衡正向移动，d正确。
(4)①该反应是气体体积增大的反应，加压平衡右移，SO2的平衡转化率增大，由图像可知p1>p2>p3。
②三段式：
2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)
始/mol 2 1 0
转/mol 1.6 0.8 1.6
平/mol 0.4 0.2 1.6
n总=2.2 mol，B点对应条件下Kx==176。③A点和C点SO2的平衡转化率均为60%，所以平衡时各物质的物质的量及其物质的量分数相等，又右边气体化学计量数比左边小1，所以压强平衡常数之比为其压强反比，即为p1∶p3。
10.(1)羟基、碳氯键 2，6-二氯苯酚
(2) 还原反应
(3)
(4)AC (5)4
解析 A()在H2SO4作用下和CH3COCH3反应生成B()，B在ClCH2CH2Cl、Cl2作用下发生取代反应生成C()，C在AlCl3、苯、CH3NO2条件下生成D()；E()和浓硝酸在浓硫酸作催化剂、加热条件下发生取代反应生成F()，F在铁/盐酸作用下发生还原反应生成G()；和发生取代反应生成H()，H和ClCH2COCl反应生成I( )，I在AlCl3作用下生成的J()和氢氧化钠反应生成K()。
11.(1)p (2)6Fe3++Bi2S3===6Fe2++2Bi3++3S
(3)Bi+3Fe3+===Bi3++3Fe2+ 将Cu(OH)2转化为可溶性的，Bi(OH)3不与氨水反应，从而过滤分离 (4)7.3 (5)8 x
解析 (1)铋元素与氮元素同主族，则铋元素位于第ⅤA族，为p区元素。(2)辉铋矿主要成分为Bi2S3，铁离子具有氧化性，将负二价硫氧化为硫单质，铁离子被还原为亚铁离子，结合电子守恒可知，反应的离子方程式为6Fe3++Bi2S3===6Fe2++2Bi3++3S。(3)分析可知，“还原”时，加入铋的目的是将溶液中的铁离子还原为亚铁离子，铋被氧化为铋离子，故“还原”时发生主要反应的离子方程式为Bi+3Fe3+===Bi3++3Fe2+；得到沉淀中含有氢氧化铋、氢氧化铜，“碱溶”步骤中加入氨水可以将Cu(OH)2转化为可溶性的，Bi(OH)3不与氨水反应，从而过滤分离出Bi(OH)3沉淀。(4)“沉淀”时调pH使得铋离子、铜离子转化为氢氧化铋、氢氧化铜沉淀，而亚铁离子不能转化为沉淀，由溶度积可知，当亚铁离子开始沉淀时，溶液中的氢氧根离子浓度为 mol·L-1=2.0×10-7 mol·L-1，pOH=6.7，pH为7.3，则“沉淀”时调pH的最大值应小于7.3。(5)由图可知，晶胞a中以面心为例，其上下层各有4个Cs+，则的配位数为8；由图可知，晶胞b中两个最近的的距离为面对角线长的一半，为x nm；据“均摊法”，晶胞b中含7×+4×=个、1×+2×=个、8个Cs+，则晶体密度为 g·cm-3= g·cm-3。第8练 “8+2”40分钟小卷(一)
(选择题1~8题，每小题8分，共64分)
1.化学物质在绘画艺术中发挥了重要的作用。下列说法错误的是( )
A.调制红色颜料的猪血血红素中含有铁元素
B.调制黄绿色颜料的藤黄(含α-C23H28O6、β-C25H32O6、γ-C23H28O6)属于混合物
C.用作绿色和青色颜料的石青[Cu3(OH)2(CO3)2]属于碱式盐
D.暖白色颜料磷酸钙[Ca3(PO4)2]属于难溶于水的弱电解质
2.(2024·广西柳州校联考模拟)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Y和W位于同主族，一种化合物的结构如图所示。下列叙述正确的是( )
A.原子半径：X>Y>Z
B.最高价含氧酸的酸性Z大于W
C.简单氢化物的还原性Y大于W
D.X、Y形成的化合物只有5种
3.(2024·山东德州模拟)一种镍磷化合物催化氨硼烷(BH3NH3)水解释氢的可能机理如图所示。下列说法错误的是( )
A.氨硼烷中不含sp2-s σ键
B.氨硼烷水解的最终产物为H2和NH4
C.固态氨硼烷为分子晶体
D.用D2O代替H2O作反应物，有D2生成
4.有机化学工业中常以丙酮为主要原料制备α-甲基丙烯酸，其主要转化过程如图所示：
下列说法正确的是( )
A.M不能发生加成反应
B.N分子只有一种结构，不存在立体异构
C.α-甲基丙烯酸只能发生加聚反应
D.2-丁酮(CH3COCH2CH3)经过上述转化可以得到
5.(2024·福建漳州统考二模)某科研团队从铬钒渣中分离钒并制备Cr(OH)3的流程如图：
已知：①“溶解”后所得滤液为Na2CrO4、Na[Al(OH)4]和NaVO3的混合溶液；
②Cr的最高价含氧酸根离子在酸性介质中主要以Cr2存在，在碱性介质中主要以存在。
下列说法错误的是( )
A.“灼烧”步骤的尾气中含CO2
B.“沉铝”步骤的离子方程式为2[Al(OH)4]-+CO2===2Al(OH)3↓+H2O
C.“分离钒”之后Cr元素的存在形式主要为Cr2
D.“转化沉铬”步骤中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3
6.(2024·湖北新高考协作体第三次联考)TiN是一种新型的耐热材料，NH3和TiO2高温条件下反应可制备TiN。某研究小组称取4 g TiO2采用如图的实验装置制备TiN并测定产率(夹持装置省略)。下列说法错误的是( )
A.装置C中试剂X为碱石灰
B.若反应前后装置E的质量增加1.44 g，则TiN的产率为80%
C.打开管式炉加热开关前需要先打开装置B中恒压滴液漏斗旋塞一段时间
D.装置D中发生反应的化学方程式为6TiO2+8NH36TiN+12H2O+N2
7.我国科学家研发出具有更高比能量(参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小)、功率密度和安全性的镁离子电池。该电池以MgGa、Mg2Ga、Mg5Ga2等MgxGay合金作为负极材料，放电时，正极材料Cu3Se2转化为Mg0.5xCu3-xSe2。该电池的工作原理如图所示(固态电解质只允许Mg2+通过)。
下列有关说法错误的是( )
A.Mg5Ga2作负极比MgGa具有更高的比能量
B.Mg0.5xCu3-xSe2中Mg的化合价为Cu的2倍
C.充电时，阳极的电极反应为Mg0.5xCu3-xSe2+xCu+xe-===Cu3Se2+0.5xMg2+
D.工作前若两侧电极质量相等，则转移0.2 mol电子时，两侧电极质量相差4.8 g
8.(2024·辽宁鞍山统考二模)科研工作者合成了低温超导化合物M，再利用低温去插层法，获得了一个新化合物N。二者的晶体结构如图所示，下列说法正确的是( )
A.去插层过程中Cs元素均转化为Cs单质
B.N的化学式为V2Se2O
C.M中与Cs原子最临近的Se原子有2个
D.N中V原子填充了Se原子构成的正八面体空隙
9.(20分)二乙基次膦酸铝{[(C2H5)2PO2]3Al}是一种新型阻燃剂，难溶于水和有机溶剂，其制备装置示意图(部分加热装置略去)和步骤如下：
Ⅰ.根据图示安装装置，检查气密性，添加试剂；
Ⅱ.打开K1、关闭K2，按顺序加热仪器a、b，仪器b中控制温度为100 ℃充分反应；
Ⅲ.关闭K1、打开K2，将仪器b中液体维持80 ℃充分反应；
Ⅳ.冷却至室温，转移出仪器b中所得粗产品并用热水洗涤、抽滤，制得7.41 g纯品。
已知：①NaH2PO2·H2O具有较强的还原性；
②实验过程中仪器a中液体变黑；
③步骤Ⅱ中主要反应为NaH2PO2·H2O+2C2H4[(C2H5)2PO2]Na+H2O。
回答下列问题：
(1)仪器a的名称为 ；试剂X的作用为 。
(2)步骤Ⅱ中，应先加热仪器 (填“a”或“b”)；步骤Ⅲ中，加热仪器b适合的方式为 ；实验开始后发现仪器a中未加沸石，合理的操作为 。
(3)步骤Ⅲ中发生反应的化学方程式为 。
(4)步骤Ⅳ中，粗产品用热水洗涤的目的为 ；
相比于常压过滤，采用抽滤的优点为 。
(5)本实验中产品的产率为 。
10.(16分)(2024·济宁三模)CO2耦合乙苯()脱氢制备苯乙烯()是综合利用CO2的热点研究领域，制备苯乙烯涉及的主要反应如下：
反应Ⅰ.+H2(g) ΔH1
反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2>0
反应Ⅲ.+CO2(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH3>0
(1)相关的化学键键能数据如下：
化学键 H—H C—H C—C C==C
E/(kJ·mol-1) 436 413 348 615
利用上表数据计算ΔH1为 ，为提高的平衡转化率，可采取的措施为 。
(2)向密闭容器中按一定比例投入原料气，达到平衡时随温度变化关系如图所示。三种原料气配比分别为Ⅰ.只有乙苯、Ⅱ.n(乙苯)∶n(CO2)=1∶5、Ⅲ.n(乙苯)∶n(Ar)=1∶5。
①恒容条件下，若B表示原料气只有乙苯的曲线，则原料气配比n(乙苯)∶n(Ar)=1∶5的曲线为 (填“A”“B”或“C”)。
②恒压条件下，若B表示原料气只有乙苯的曲线，则原料气配比n(乙苯)∶n(CO2)=1∶5的曲线为 (填“A”“B”或“C”)，从平衡移动的角度解释CO2的作用： 。
(3)向恒容密闭容器中，投入乙苯和CO2各1 mol，此时气体压强为p0，催化脱氢制备苯乙烯，除上述反应外，还发生副反应：+H2(g)(g)+CH4(g) ΔH4<0，测得反应体系中甲苯的选择性S(S=×100%)、乙苯的平衡转化率、CO2的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。表示乙苯的平衡转化率的曲线是 ；T1 ℃下反应Ⅱ的压强平衡常数Kp= (保留两位小数)。
答案精析
1.D [Ca3(PO4)2溶解度很小，属于难溶于水的盐，但其溶于水的部分完全电离，属于强电解质，D项错误。]
2.A [短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Y和W位于同主族，化合物结构中，W可形成6对共用电子对，Y可形成2对共用电子对，则W为S元素，Y为O元素，而X可形成3对共用电子对，X的原子序数小于氧，则X为N元素，Z可形成1对共用电子对，Z的原子序数大于氧且小于硫，则Z为F元素。同周期主族元素自左到右原子半径依次减小，原子半径：X>Y>Z，故A正确；氟元素没有最高价含氧酸，故B错误；元素非金属性：O>S，简单氢化物的还原性：H2O
4.B [M中含有氰基(—CN)，—CN中含有碳氮三键，M能发生加成反应，A项错误；N分子中不含手性碳原子，不存在对映异构，即不存在立体异构，B项正确；CH3COCH2CH3与HCN经过反应①生成，经过反应②生成，再经过反应③生成或，不可能生成，D项错误。]
5.B [在“灼烧”步骤，Cr2O3、V2O3、Al2O3与Na2CO3、O2反应产生相应钠盐的同时产生CO2，因此所得的尾气中含CO2，A正确；“沉铝”步骤通入CO2足量，反应产生NaHCO3，该反应的离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓，B错误；“分离钒”之后，所得溶液显强酸性，根据题意可知，Cr元素的存在形式主要为Cr2，C正确；Cr2具有强氧化性，与Na2C2O4和NaOH生成Cr(OH)3沉淀：Cr2+3C2+H2O+4OH-===2Cr(OH)3↓+6，在该反应中Cr2为氧化剂，C2为还原剂，则“转化沉铬”步骤中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3，D正确。]
6.B [利用装置C除去NH3中的水蒸气，则试剂X可以是碱石灰，A正确；装置E中装有CaCl2，吸收生成的水蒸气及过量的NH3，因此无法计算TiN生成的水的质量，无法计算产率，B错误；打开管式炉加热开关前需要先打开装置B中恒压滴液漏斗旋塞一段时间，即先通入NH3排出管式炉中空气后再进行加热，防止干扰实验，C正确；根据得失电子守恒以及元素守恒得6TiO2+8NH36TiN+12H2O+N2，D正确。]
7.C [MgxGay中镁的含量越高，放电时单位质量的负极材料释放出的Mg2+越多，比能量越高，A项正确；电极Cu3Se2嵌入Mg2+后生成Mg0.5xCu3-xSe2，相当于0.5x个Mg2+替代了Cu3Se2中x个Cu，根据化合物中正、负化合价的代数和为0的原则，Mg的化合价为Cu的2倍，B项正确；根据题干信息可知，放电时，正极的电极反应为Cu3Se2+0.5xMg2++xe-===Mg0.5xCu3-xSe2+xCu，故充电时，阳极的电极反应为Mg0.5xCu3-xSe2+xCu-xe-===Cu3Se2+0.5xMg2+，C项错误；转移0.2 mol电子时，0.1 mol Mg2+通过固态电解质由负极进入正极，负极质量减小2.4 g，正极质量增大2.4 g，两侧电极质量相差4.8 g，D项正确。]
8.B [去插层过程中Cs元素均转化为CsI，故A错误；根据均摊原则，N的晶胞中含有V原子数为8×+4×=4，Se原子数为8×+2=4，O原子数为8×+1=2，N的化学式为V2Se2O，故B正确；根据图示，M中与Cs原子最临近的Se原子有8个，故C错误；N中V原子位于Se原子围成的正方形中心，故D错误。]
9.(1)蒸馏烧瓶 除去乙烯中的SO2、CO2和乙醇蒸气
(2)a 水浴加热 停止加热，冷却至室温后补加沸石，继续实验 (3)6[(C2H5)2PO2]Na+Al2(SO4)32[(C2H5)2PO2]3Al↓+3Na2SO4 (4)充分洗去产品上粘附的Al2(SO4)3、Na2SO4等可溶性物质 加快过滤速率，利于产品干燥 (5)95.0%(或0.95)
解析 (1)新制的乙烯中混有SO2、CO2、乙醇蒸气和水蒸气，水蒸气不影响实验，故试剂X可选用NaOH溶液，用于除去乙烯中的SO2、CO2和乙醇蒸气。
(2)由信息知，NaH2PO2·H2O有较强的还原性，为防止NaH2PO2被氧化，应先加热仪器a，用生成的乙烯排尽装置中空气。
(5)6.36 g NaH2PO2·H2O的物质的量为0.06 mol，由反应原理得关系式：3NaH2PO2·H2O~3[(C2H5)2PO2]Na~[(C2H5)2PO2]3Al，则产品的理论产量为0.02 mol，其质量为7.80 g，则本实验中产品的产率为×100%=95.0%。
10.(1)+123 kJ·mol-1 升高温度或降低压强 (2)①B ②A 二氧化碳作为稀释气降低分压并消耗氢气，促进乙苯脱氢反应平衡正向移动 (3)N 1.52
解析 (1)利用表中数据可得，ΔH1=413 kJ·mol-1×2+348 kJ·mol-1-615 kJ·mol-1-436 kJ·mol-1=+123 kJ·mol-1，反应Ⅰ和Ⅲ的正反应为体积增大的吸热反应，为提高的平衡转化率，可采取的措施为升高温度或降低压强。
(2)①恒容条件下，若B表示原料气只有乙苯的曲线，则原料气配比n(乙苯)∶n(Ar)=1∶5时，由于乙苯的浓度不变，Ar的存在对生成苯乙烯的平衡体系不产生影响，所以平衡时不变，故曲线为B。②恒压条件下，若B表示原料气只有乙苯的曲线，则原料气配比n(乙苯)∶n(CO2)=1∶5时，由反应Ⅱ可知，CO2会消耗反应Ⅰ生成的H2，从而使平衡正向移动，平衡时增大，故曲线为A。
(3)向恒容密闭容器中，投入乙苯和CO2各1 mol，此时气体压强为p0。发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ，
升高温度，反应Ⅳ平衡逆向移动，甲苯的选择性不断减小，苯乙烯的选择性不断增大，则曲线M为甲苯的选择性曲线；反应Ⅱ、Ⅳ消耗的H2全部来自反应Ⅰ，则乙苯的转化率大于CO2的转化率，所以表示乙苯的平衡转化率的曲线是N。图中数据显示，T1 ℃时，乙苯的转化率为80%，CO2的转化率为26%，甲苯的选择性为30%，则参加反应乙苯的物质的量为1 mol×80%=0.8 mol，生成甲苯的物质的量为0.8 mol×30%=0.24 mol，生成苯乙烯的物质的量为0.8 mol-0.24 mol=0.56 mol，由此可建立如下三段式：
C6H5CH2CH3(g)+H2(g)
起始量/mol 1 0 0
变化量/mol 0.56 0.56 0.56
平衡量/mol 0.2 0.56 0.06
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
起始量/mol 1 0.56 0 0
变化量/mol 0.26 0.26 0.26 0.26
平衡量/mol 0.74 0.06 0.26 0.26
C6H5CH2CH3(g)+H2(g)C6H5CH3(g)+CH4(g)
起始量/mol 1 0.56 0 0
变化量/mol 0.24 0.24 0.24 0.24
平衡量/mol 0.2 0.06 0.24 0.24
设平衡时气体总压强为p，T1 ℃下反应Ⅱ的压强平衡常数Kp=≈1.52。第9练 “8+2”40分钟小卷(二)
(选择题1~8题，每小题8分，共64分)
1.实验室根据化学试剂性质的不同采用不同的保存方法。关于试剂：①水玻璃、②氯水、③乙醛、④AgNO3溶液、⑤烧碱，下列说法正确的是( )
A.①和⑤均保存在带胶塞的广口瓶中
B.②和④均保存在棕色细口玻璃瓶中
C.②、③和⑤可以保存在同一药品柜中
D.①和④保存时均需向其中加入适量硝酸
2.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.常温下，1 L pH=4的甲酸溶液中含有OH-的数目为10-10NA
B.1 mol SiO2和1 mol SiC中含有σ键的数目均为4NA
C.4 g氦气中含有原子和分子数目均为NA
D.1 mol H2O2发生氧化还原反应转移电子的数目一定为2NA
H2O2发生氧化还原反应转移电子的数目不一定为2NA，D项错误。
3.下列说法正确的是( )
A.离子液体在室温或稍高于室温下能导电，属于离子化合物
B.杂化轨道可容纳孤电子对或形成σ键、π键
C.H2O的VSEPR模型和空间结构均为V形
D.高分子分离膜可用于海水淡化，淡化原理利用的是海水和淡水密度不同
4.下列实验操作和现象及对应的结论均正确的是( )
选项 实验操作和现象 结论
A 将裂化汽油加入溴水中，充分振荡、放气、静置，得到上下两层液体均为无色 海水提溴时，能用裂化汽油作萃取剂
B 向2% AgNO3溶液中缓慢滴加2%氨水，直至沉淀溶解，再向得到的溶液中加入少量丁醛，无银镜产生 丁醛与银氨溶液不能发生银镜反应
C 常温下，将去除氧化膜的铝片分别插入浓硫酸、稀硫酸中，前者无明显现象，后者产生气泡 稀硫酸的氧化性比浓硫酸强
D 将Fe(NO3)3固体溶于稀硝酸，得到黄色溶液，向所得溶液中不断滴加浓硝酸，溶液颜色越来越浅直至变为无色 Fe3+水解与OH-配位显黄色，酸化时抑制水解，生成无色的[Fe(H2O)6]3+
5.用下列实验装置及操作完成相应实验，能达到实验目的的是( )
A.用装置甲探究浓度对化学平衡的影响
B.用装置乙制备甲酸
C.用装置丙作为蒸馏的接收装置
D.用装置丁模拟侯氏制碱法
6.钴是一种重要的战略金属，一种以废硬质合金[含有WC(碳化钨)、Co、Fe和少量矿物油]制备冶炼钴中间体CoC2O4的工艺流程如图：
下列说法错误的是( )
A.“洗油污”时，可选用热饱和Na2CO3溶液
B.“酸浸”的主要目的是除去废硬质合金中的Fe
C.“电化学溶解”装置中用酸浸所得的浸渣作阳极
D.“沉钴”时加入高于理论量的(NH4)2C2O4，有利于CoC2O4沉淀析出
7.镍铁氰化物作为一种典型的普鲁士蓝衍生物材料，可选作水系PBA-H2充电电池的正极材料，工作原理如图所示。已知放电时的总反应：+xNa++0.5xH2===NaxN+xH+(0
B.充电时，正极端存储的Na+脱出
C.放电时，负极区溶液的pH变小
D.向少量K3稀溶液中滴加2滴KSCN溶液，溶液变红
8.(2024·长沙模拟)向含金属离子的溶液中通入H2S并维持饱和(0.1 mol·L-1)，通过调整溶液pH即可对某些金属离子进行分步沉淀[c(M)≤10-5 mol·L-1可认为M离子沉淀完全]。A~F是电荷不超过+3的金属离子，其中A为+3价离子，它们对应的硫化物在上述体系中达到沉淀溶解平衡时的pM-pH关系如图{pM=-lg}。已知：Ka1(H2S)=10-7.0，Ka2(H2S)=10-13.0。以下说法错误的是( )
A.A的硫化物Ksp=10-97.0
B.B、C的硫化物Ksp大小关系：B
D.E、F的硫化物易溶于盐酸而B、C的硫化物难溶于盐酸
9.(18分)化合物M是一种重要的有机合成中间体，可用于光电材料、医药等领域。由化合物A制备M的一种合成路线如下：
已知：
①；
②。
回答下列问题：
(1)A的化学名称为 ；B的结构简式为 ；由B生成C的反应类型为 。
(2)由D生成E的化学方程式为 。
(3)F与A生成G的反应中同时生成B和H2O，则该反应方程式中F与A的化学计量数之比为 。
(4)M中含氧官能团的名称为 。
(5)同时满足下列条件的C的同分异构体有 种(不考虑立体异构)。
①苯环上连有2个取代基，且其中1个为—NH2
②能发生水解反应和银镜反应
(6)参照上述合成路线和信息，以硝基苯和丙烯醛为原料，设计制备的合成路线(无机试剂任选)。
10.(18分)石油裂解产生的乙烯含有0.5%~3%乙炔，乙炔在Ziegler-Natta催化剂中会使乙烯聚合失活。乙炔选择性加氢已经被证明是提纯乙烯最有效的技术之一。回答下列问题：
(1)已知25 ℃、101 kPa下，相关物质的燃烧热数据如下表：
物质 C2H2(g) H2(g) C2H4(g)
燃烧热(ΔH)/(kJ·mol-1) -1 299.6 -285.8 -1 411.0
乙炔半氢化反应C2H2(g)+H2(g)C2H4(g)的ΔH= 。
(2)在其他条件相同时，在不同的Pd基催化剂作用下，乙炔的转化率及乙烯的选择性随反应温度的变化如图a、b所示。已知：乙烯的选择性=×100%。
①若在实际生产中，选择Pd@H-Zn/Co-ZIF催化剂、50~60 ℃的反应条件，其依据是 。
②为保证该转化过程，需要过量的氢气，缺点是 。
③某温度下，在刚性容器中发生乙炔半氢化反应，已知C2H2与H2的初始投料比[c(C2H2)∶c(H2)]为1∶10，C2H2的平衡转化率为90%(忽略其他副反应的发生)。若初始的总压强为p0，则平衡时体系的压强=__________(用p0列出计算式即可，下同)；该反应的平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
④制备基于MOFs(金属有机框架)薄膜材料为C2H2/C2H4混合气体分离提供了一种经济高效的技术。该材料孔径大小和形状恰好将C2H2“固定”，能高效选择性吸附C2H2，原理示意如图。
下列混合物的分离提纯原理与该材料“固定”C2H2最接近的是 (填字母)。
A.利用CCl4萃取碘水
B.利用“杯酚”分离C60和C70
C.利用饱和碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中的少量乙酸
(3)在工业领域也可用N，N-二甲基甲酰胺()回收粗乙烯中的乙炔。N，N-二甲基甲酰胺是极性亲水性溶剂，其可与水以任意比互溶的原因是 。
答案精析
1.B [水玻璃为硅酸钠的水溶液，显碱性，保存在带胶塞的细口瓶中，A项错误；氯水中的次氯酸和AgNO3均见光分解，氯水和AgNO3溶液均需保存在棕色细口玻璃瓶中，B项正确；氯水和乙醛易挥发，氯水有强氧化性，乙醛有还原性，且氯水显酸性，烧碱属于碱，三种试剂不能保存在同一药品柜中，C项错误；水玻璃显碱性，保存时不能加入硝酸，D项错误。]
2.D [常温下，pH=4的甲酸溶液中c(OH-)=1×10-10 mol·L-1，1 L pH=4的甲酸溶液中含有OH-的数目为10-10NA，A项正确；SiO2和SiC中Si原子均以4个σ键与其他原子相连，1 mol SiO2和1 mol SiC中含有σ键的数目均为4NA，B项正确；氦气为单原子分子，故4 g(即1 mol)氦气中含有原子和分子的数目均为NA，C项正确；H2O2参加反应时，可能既作还原剂又作氧化剂，也可能只作还原剂或只作氧化剂，故1 mol H2O2发生氧化还原反应转移电子的数目不一定为2NA，D项错误。]
3.A [离子液体是指室温或稍高于室温下呈液态的离子化合物，室温或稍高于室温下能导电，A正确；杂化轨道不能形成π键，B错误；H2O的VSEPR模型为四面体形，C错误；高分子分离膜可用于海水淡化，其原理是水分子和离子的半径不同，从而可以选择性透过高分子分离膜的膜孔，D错误。]
4.D [裂化汽油中含有烯烃，能够与溴单质发生加成反应，不能用作海水提溴时的萃取剂，A项错误；银氨溶液与含醛基的有机物发生银镜反应时，需要在热水浴中加热，实验操作不正确，导致观察不到实验现象，得不到正确结论，B项错误；常温下，浓硫酸能使铝片钝化，无明显现象，浓硫酸具有强氧化性，其氧化性比稀硫酸强，C项错误。]
5.B [装置甲是探究溶液酸碱性对化学平衡的影响，A不合题意；甲醇可以被酸性高锰酸钾溶液氧化为甲酸，可用装置乙制备甲酸，B符合题意；装置丙中接收瓶有塞子，导致液体无法顺利滴下，C不合题意；氨气极易溶于水，导管插入液面以下，会引起倒吸，D不合题意。]
6.A [矿物油不溶于热饱和Na2CO3溶液，A项错误；由流程中转化关系知，“酸浸”的主要目的是用盐酸将废硬质合金中的Fe转化为可溶性盐进入浸液，B项正确；“电化学溶解”装置中用酸浸所得的浸渣作阳极，可将Co转化为可溶性盐进入电溶解液而与WC分离，C项正确；“沉钴”时加入高于理论量的(NH4)2C2O4，增大C2浓度，有利于CoC2O4沉淀析出，D项正确。]
7.D [由总反应可知，放电时左侧氢气失去电子发生氧化反应，为负极，右侧电极为正极，充电时左侧为阴极、右侧为阳极，阳极物质失去电子发生氧化反应，电极反应式为Nax-xe-===+xNa+，正极端存储的Na+脱出，A、B正确； 放电时，负极区氢气失去电子发生氧化反应生成氢离子，溶液酸性增强，pH变小，C正确；K3稀溶液中铁以配离子形式存在，则滴加KSCN溶液，溶液不变红，D错误。]
8.B [根据图像可知pH=1时c(A3+)=10-20 mol·L-1，根据硫化氢的电离平衡常数可知Ka1×Ka2==10-20，解得c(S2-)=10-19 mol·L-1，因此A的硫化物Ksp(A2S3)=×=10-97.0，A正确；根据图像可知，pH相等时B离子浓度小于C离子浓度，但二者所带电荷不同，因此不能比较B、C的硫化物Ksp大小关系，B错误；根据图像可知，当金属离子浓度均是10-5 mol·L-1时，D和E的pH相差较大，E和F的pH相差较小，因此初始浓度均为1 mol·L-1的E与D可以分步沉淀，E与F不能分步沉淀，C正确；根据图像可知当pH为1时，E、F的离子浓度均大于1 mol·L-1，B、C的离子浓度均远小于10-5 mol·L-1，所以E、F的硫化物易溶于盐酸而B、C的硫化物难溶于盐酸，D正确。]
9.(1)邻硝基苯酚(或2-硝基苯酚) 加成反应
(2)
(3)3∶1 (4)(酚)羟基、醛基 (5)15
(6)
解析 由合成路线与已知信息可推知，A为，B为，E为，G为。
(3)由题干信息知，与反应生成、和H2O，由元素守恒知，反应方程式中与的化学计量数之比为3∶1。
(5)由题给信息知，C的同分异构体中含有氨基、甲酸酯基，其中氨基与苯环直接相连，结合C的结构简式可知，苯环上的另一个取代基可能为—CH(C2H5)OOCH、—CH2CH(CH3)OOCH、—CH2CH2CH2OOCH、—C(CH3)2OOCH、—CH(CH3)CH2OOCH，两种取代基在苯环上有邻、间、对三种不同的位置关系，则符合条件的同分异构体有15种。
(6)由合成路线和信息知，还原可得，再与CH2==CHCHO发生加成反应生成，最后—CHO再被H2还原得到目标产物。
10. (1)-174.4 kJ·mol-1
(2)①该条件下，乙烯的选择性最高，且乙炔的转化率较高 ②过量的氢气会与乙炔或生成的乙烯反应生成乙烷杂质 ③p0 ④B
(3)二甲基甲酰胺是极性分子，且可以与水形成分子间氢键
解析 (1)由盖斯定律可知，乙炔的燃烧热+氢气的燃烧热-乙烯的燃烧热得到反应：C2H2(g)+H2(g)C2H4(g) ΔH=-1 299.6 kJ·mol-1+(-285.8 kJ·mol-1)-(-1 411.0 kJ·mol-1)=-174.4 kJ·mol-1。
(2)③已知C2H2与H2的初始投料比[c(C2H2)：c(H2)]为1∶10，C2H2的平衡转化率为90%(忽略其他副反应的发生)，假设乙炔、氢气投料分别为1 mol、10 mol，则反应0.9 mol乙炔、生成0.9 mol乙烯，平衡时，乙炔、氢气、乙烯分别为0.1 mol、9.1 mol、0.9 mol，总的物质的量为10.1 mol，若初始的总压强为p0，由阿伏加德罗定律可知，平衡时体系的压强为p0，该反应的平衡常数Kp==。④利用CCl4萃取碘水，是利用物质的溶解性不同进行分离；利用饱和碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中的少量乙酸，是利用碳酸钠和酸的反应去除乙酸；而该材料孔径大小和形状恰好将C2H2“固定”，能高效选择性吸附C2H2，类似于利用“杯酚”孔径大小分离C60和C70，故选B。第10练 “8+2”40分钟小卷(三)
(选择题1~8题，每小题8分，共64分)
1.(2024·河北邢台统考二模)科学、安全、有效、合理地使用化学品是每一位生产者和消费者的要求和责任，下列有关说法错误的是( )
A.聚四氟乙烯可作化工反应器的内壁涂层，该材料属于合成高分子材料
B.铁强化酱油中的添加剂乙二胺四乙酸铁钠属于增味剂
C.非处方药有“OTC”标识，消费者无需凭医生处方，即可购买和使用
D.硝酸铵是一种高效氮肥，但受热或撞击易爆炸，故必须作改性处理后才能施用
2.(2024·辽宁朝阳统考二模)下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A.用铁作电极电解饱和NaCl溶液：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
B.用过量氨水吸收废气中的SO2：NH3·H2O+SO2===+
C.澄清石灰水与过量小苏打溶液混合：Ca2++2OH-+===CaCO3↓+2H2O+
D.草酸(H2C2O4)与酸性KMnO4溶液反应：5C2+2+16H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O
3.(2024·银川统考二模)异黄酮类是药用植物的有效成分之一，异黄酮类化合物Z的部分合成路线如图，下列有关说法正确的是( )
A.X的所有原子一定共平面
B.Z与C2OH发生酯化反应，示踪原子18O在产物水中
C.X与足量H2反应后，产物分子中有3个手性碳原子
D.Y中含氧官能团有3种
4.(2024·山东省实验中学模拟)下列说法正确的是( )
A.图A中，18-冠-6中O原子(灰球)电负性大，带负电荷，通过离子键与K+作用，体现了超分子“分子识别”的特征
B.图B物质相较NaBF4摩尔质量更大，具有更高的熔、沸点
C.图B中，1 mol该物质含有20 mol σ键
D.图C中，表示硅氧四面体，则该硅酸盐结构的通式为
5.X、Y、Z、M、Q是五种原子序数依次增大的主族元素，其中，X原子半径最小，短周期主族元素中M的电负性最小，Z与Y、Q相邻，基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径：M>Q>Z
B.X、Y、Z元素形成的化合物的水溶液一定呈酸性
C.MY3是离子化合物，含有离子键和共价键
D.若M的晶胞是体心立方结构，配位数是6
6.己二腈[NC(CH2)4CN]是合成尼龙-66的中间体。某小组利用多组浓差电池为电源，以丙烯腈(CH2==CHCN)为原料通过电解法合成己二腈的原理示意图如下(铜电极质量均为100 g)：
下列说法不正确的是( )
A.Cu(1)电极为原电池的正极，发生还原反应
B.当甲室两电极质量差为6.4 g时，理论上可生成0.1 mol己二腈
C.乙室可选用阳离子交换膜，H+向左移动
D.石墨(1)电极的电极反应式为2CH2==CHCN+2H++2e-===NC(CH2)4CN
7.具有对称中心的金属配合物中存在反位效应(配体有使其反应的另一配体不稳定的效应)。具有平面正方形结构的[PtCl4]2-与NH3、N等配体发生取代反应，加入配体的顺序不同，得到的产物也不同，反应过程如图所示：
已知：[PtCl4]2-中处于对角线位置关系的每对配体互为反位。
下列说法错误的是( )
A.顺式产物和反式产物中各元素的质量分数相同
B.两个反应均涉及Pt—Cl断裂和Pt—N形成
C.对于Pt来说，配体的反位效应为N>NH3>Cl-
D.中心原子和配体不同时，反应情况可能不同
8.叔丁醇脱水制备异丁烯涉及如下反应：
Ⅰ.(CH3)3COH(g)(CH3)2C==CH2(g)+H2O(g) ΔH1
Ⅱ.2(CH3)2C==CH2(g)(CH3)2C==CHC(CH3)3(g) ΔH2
在恒压密闭容器中充入一定量叔丁醇发生上述反应，实验测得叔丁醇的平衡转化率和异丁烯的平衡产率与温度的变化关系如图所示：
下列说法错误的是( )
A.ΔH1>0
B.随着温度升高，逐渐增大
C.100 ℃时，叔丁醇主要转化为异丁烯
D.反应达到平衡时，缩小容器容积，异丁烯的平衡产率减小
9.(18分)硫代硫酸钠具有较强的还原性和配位能力，可用于造纸业的脱氯剂、定量分析中的还原剂。硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)于40~45 ℃熔化，48 ℃分解，易溶于水，难溶于乙醇，在酸性条件下极不稳定，易分解；该物质可由硫化钠、碳酸钠和二氧化硫制取，其制备过程如下：
步骤一：将硫化钠粗品用重结晶法提纯
硫化钠粗品含有煤灰和重金属硫化物。硫化钠易溶于热乙醇，重金属硫化物难溶于乙醇。取20 g粉碎的硫化钠粗品，加入一定体积的水(或工业酒精)，在圆底烧瓶中于80 ℃水浴回流30 min，装置如图1所示，通过改变工业酒精(或水)的用量，得出如下结果：
表1 工业酒精的用量对提纯产品的影响(6 mL水)
工业酒精用量/mL 60 80 100 120 140
粗产品量/g 6.6 9.6 13.4 12.3 11.0
结晶速度 慢 较慢 适中 较快 快
表2 水的用量对提纯产品的影响(100 mL工业酒精)
水的用量/mL 2 4 6 8 10
粗产品量/g 10.0 11.4 13.4 9.6 6.2
结晶速度 快 较快 适中 较慢 慢
步骤二：制备硫代硫酸钠晶体
实验室制备装置如图2所示。
称取提纯好的硫化钠22.4 g，再称取16.15 g碳酸钠一起加入三颈烧瓶，加水溶解，圆底烧瓶中产生的二氧化硫气体通入三颈烧瓶，发生反应：①2Na2S+3SO2===2Na2SO3+3S↓、②……、③Na2SO3+S===Na2S2O3，有大量的浅黄色的硫逐渐析出，继续通入二氧化硫，反应进行30~40 min时溶液的pH 接近7，停止通入二氧化硫，过滤，将所得硫代硫酸钠溶液转移到蒸发皿中加热，浓缩到刚有晶体析出时停止加热，冷却析出晶体，抽滤得到Na2S2O3·5H2O晶体。
请回答下列问题：
(1)图1中甲仪器的名称是 ；重结晶法提纯硫化钠选用的试剂最好是 (填字母)。
A.纯水
B.无水酒精
C.水与工业酒精体积比为3∶50
D.水与工业酒精体积比为50∶3
(2)实验过程中产生硫单质的离子方程式为 。
(3)实验过程中保证溶液的pH接近7，控制通入SO2的量很关键。开始有大量的浅黄色的硫析出，而后由黄变浅时严格控制通入SO2的量，并且随时取样监测三颈烧瓶中溶液的pH。结合本实验装置，合理的取样操作是 。
(4)将硫代硫酸钠溶液转移到蒸发皿中加热浓缩，不能浓缩过度的理由是 。
(5)间接法测定产品的含量。
准确称量产品W1 g溶于水，加入5 mL甲醛(HCHO)，转移到250 mL容量瓶中，用水稀释到刻度，摇匀。准确称取W2 g K2Cr2O7于250 mL 碘量瓶中，加入20 mL 蒸馏水溶解，再加入20 mL 10% KI溶液(足量)和5 mL 6 mol·L-1硫酸，盖上塞子置于阴暗处5 min，用50 mL水稀释，加入指示剂，用待测的Na2S2O3溶液滴定到终点，消耗待测液V mL。
反应原理是Cr2+6I-+14H+===2Cr3++3I2+7H2O、I2+2S2===S4+2I-。用甲醛掩蔽Na2SO3：+Na2SO3+H2O。
①产品中Na2S2O3·5H2O的质量分数是 (用含W1、W2、V的式子表示，不用化简)。
②若制取的产品中含有Na2SO3，实验中没有用甲醛掩蔽处理，测得样品的质量分数 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
10.(18分)(2024·山西晋城统考模拟)锌是一种重要的金属，一种以固体废锌催化剂(主要成分为ZnO，含少量Fe2O3、CuO、SiO2)为原料制备锌的工艺流程如图所示：
已知：①25 ℃时，Ksp(CuS)=6.4×10-36，Ksp(ZnS)=1.6×10-24；
②25 ℃时，Zn2++4NH3[Zn(NH3)4]2+，K=2.5×109。
(1)Zn、Cu在元素周期表中位于 区，第二电离能：I(Cu) (填“>”或“<”)I(Zn)。
(2)“浸取”时，ZnO、CuO分别转化为[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+进入溶液。
①[Zn(NH3)4]2+的配位数为 。
②ZnO发生反应的离子方程式为 。
③“浸取”温度应控制在30 ℃左右，其原因为 。
(3)“除铜”时，当加入的(NH4)2S超量时，会发生反应[Zn(NH3)4]2++S2-ZnS↓+4NH3，导致锌的回收率下降，该反应的平衡常数数值为 。
(4)锌与铜相似，在潮湿的空气中可生成碱式碳酸锌[ZnCO3·3Zn(OH)2]，写出反应的化学方程式： 。
(5)用锌与铜合成的高纯铜锌合金滤料被广泛应用于各种水处理设备中。一种铜锌合金的晶胞结构如图，已知：晶胞参数为a nm。
①与Cu原子等距离且最近的Cu原子有 个。
②该铜锌合金晶体的密度为 g·cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
答案精析
1.B [补铁酱油在酱油中加入一种新型铁强化剂乙二胺四乙酸铁钠，使普通酱油在添加了这种铁强化剂之后具有补充铁元素的功效，属于营养强化剂，B错误。]
2.C [用铁作电极电解饱和NaCl溶液，阳极Fe失电子，故离子方程式为Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑，A错误；用过量氨水吸收废气中的SO2生成(NH4)2SO3，故离子方程式为2NH3·H2O +SO2===2++H2O，B错误；H2C2O4是弱酸，书写离子方程式时不能拆，故草酸(H2C2O4)与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为5H2C2O4++6H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O，D错误。]
3.D [X分子中存在sp3杂化的碳原子，故所有原子不可能共平面，A错误；根据酯化反应的机理为酸脱羟基醇脱氢，故Z与C2OH发生酯化反应，示踪原子18O在产物酯中，B错误；X与足量H2反应后，产物分子中有4个手性碳原子，如图所示：，C错误；由Y的结构简式可知，Y中含氧官能团有酯基、酚羟基和酮羰基3种，D正确。]
4.D [图A中冠醚和钾离子之间存在配位键，不是离子键，故A错误；图B中阳离子基团较大，离子键较弱，所以晶格能较小，熔、沸点较低，故B错误；图B中1个阳离子含有19个σ键，阴离子含有4个σ键，故1 mol该物质含有23 mol σ键，故C错误；图C中，该结构的最小重复单位如图，最小重复单位中Si原子个数为4+4×=6，O原子个数为14+6×=17，Si元素化合价为+4价，O元素化合价为-2价，则(Si6O17)整体化合价为-10，所以该硅酸盐结构的通式为，故D正确。]
5.C [由题述信息可知，X是氢，Y是氮，Z是氧，M是钠，Q是硫。简单离子半径：Na+
7.C [顺式产物和反式产物的组成完全相同，化学式相同，故各元素的质量分数相同，A项正确；两个反应均有NH3取代Cl-的过程，均涉及Pt—Cl断裂和Pt—N形成，B项正确；由反应Ⅰ和反应Ⅱ可推知，[PtCl4]2-的取代反应常常发生在反位效应较大的配体的反位位置上，反应Ⅰ中N取代在Cl-的反位生成顺式配合物，说明Cl-的反位效应大于NH3，反应Ⅱ中NH3取代在N的反位生成反式配合物，说明N的反位效应大于Cl-，所以配体的反位效应为N>Cl->NH3，C项错误；不同的中心原子和不同的配体，反位效应的能力不同，反应情况可能不同，D项正确。]
8.C [由图可知，异丁烯的平衡产率随温度升高而增大，则ΔH1>0，A项正确；随着温度升高，异丁烯的平衡产率与叔丁醇的平衡转化率几乎相等，说明升高温度，反应Ⅰ的平衡正向移动，K(Ⅰ)增大，反应Ⅱ的平衡逆向移动，K(Ⅱ)减小，故随着温度升高， 逐渐增大， B 项正确；100 ℃时， 叔丁醇的平衡转化率约为40%，异丁烯的平衡产率约为15%，低于叔丁醇平衡转化率的，故叔丁醇主要转化为(CH3)2C==CHC(CH3)3，C项错误；反应达到平衡时，若缩小容器容积，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动，异丁烯的平衡产率减小，D项正确。]
9.(1)球形冷凝管 C (2)2S2-+3SO2===3S↓+2S (3)用注射器通过细导管抽取三颈烧瓶中的溶液测其pH(合理即可) (4)防止晶体失去结晶水，防止晶体在40 ℃以上熔化、分解(合理即可)
(5)①··×100% ②偏高
解析 (1)重结晶法提纯物质必须选择合适的结晶速度，若结晶过快，结晶时会裹进杂质，纯度低；根据表中数据分析，工业酒精和水体积比为50∶3时结晶速度适宜且产量高，故选C。
(5)①据关系式： Cr2~6S2，n(Cr2)= mol，产品中n(S2)=· mol，晶体的质量分数是 ··×100%。②若实验中没有用甲醛掩蔽处理Na2SO3，滴入的样品溶液的体积偏小，测得样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数偏高。
10.(1)ds >
(2)①4 ②2NH3·H2O+2+ZnO===[Zn(NH3)4]2++3H2O(或2NH3+2+ZnO===[Zn(NH3)4]2++H2O) ③温度过低，反应速率慢；温度过高会导致氨挥发量增加且NH4Cl分解 (3)2.5×1014
(4)4Zn+2O2+3H2O+CO2===ZnCO3·3Zn(OH)2
(5)①8 ②(或)
解析 废锌催化剂加入NH3-NH4Cl溶液，锌、铜元素以、进入溶液，同时铁转化为氢氧化物沉淀和二氧化硅成为滤渣1，加入适量的硫化铵生成硫化铜沉淀，过滤除去沉淀，滤液中加入有机萃取剂萃取分离出含锌的有机相，加入硫酸反萃取得到含锌的水相，电解得到锌。
(1)Zn、Cu价层电子排布式分别为3d104s2、3d104s1，在元素周期表中位于ds区； Cu 的第二电离能是失去3d10上的一个电子所需的能量，Zn的第二电离能是失去4s1上的一个电子所需的能量，所以Cu、Zn的第二电离能(I2)：Cu>Zn。
(2)①Zn2+与NH3中的N原子间形成配位键，中心离子是Zn2+，从化学式看，4个NH3与Zn形成配位键，所以该离子的配位数为4。
(3)反应的平衡常数K====2.5×1014。
(5)②该晶胞中铜原子个数为6×=3，锌原子个数为8×=1，晶胞体积V=(a×10-7)3 cm3，则铜锌合金晶体的密度为= g·cm-3或 g·cm-3。
