山东省菏泽市单县第二中学2024届高三2月模拟2化学试题（PDF版含答案）

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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．化学与生活、生产及环境密切相关。下列说法错误的是( )
A．“北溪”管道输送的天然气主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数
B．核酸检测是确认病毒类型的有效手段，核酸属于天然高分子
C．在钢铁部件表面进行发蓝处理属于物理变化
D．齐白石虾戏图轴保存至今内容仍清晰可见，可以说明常温下碳单质具有较强的稳定性
答案 C
解析 天然气的主要成分是CH4，故A正确；核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子，属于高分子，故B正确；发蓝处理是钢铁表面生成一层致密的Fe3O4薄膜，可以隔绝空气和水，进而达到防腐的效果，属于化学变化，故C错误；墨汁中含有的碳单质较稳定，故D正确。
2．化学创造美好生活。下列生产活动与对应化学原理有关联的是( )
答案 C
解析 白醋清洗水壶中的水垢是利用其酸性溶解水垢中的碳酸钙，不涉及消毒，故A不符合题意；红酒中加入适量SO2，是利用其还原性，作抗氧化剂，与漂白性无关，故B不符合题意；油脂在碱性条件下发生水解反应生成高级脂肪酸盐，高级脂肪酸盐可用于制造肥皂，故C符合题意；酒精对图书馆桌椅消毒是因其能使蛋白质发生变性，与乙醇具有还原性无关，故D不符合题意。
3．“酸化”是实验中常用方法，下列说法正确的是( )
A．增强KMnO4的氧化能力，用浓盐酸酸化
B．抑制Fe2＋的水解，用稀硝酸酸化
C．检验卤代烃中的卤素，加碱溶液并加热后，用稀硫酸酸化，再检验
D．确认溶液中是否含SOeq \\al(2－,4)，先用稀盐酸酸化，再检验
答案 D
解析 酸性KMnO4具有强氧化性，Cl－具有还原性，二者混合会发生氧化还原反应，不能达到目的，A错误；Fe2＋具有还原性，稀硝酸具有强氧化性，二者混合会发生氧化还原反应，不能达到目的，B错误；碱性条件下利用硝酸银溶液检验氯离子，而硫酸银也是沉淀，会干扰实验，应使用稀硝酸酸化，C错误；检验溶液中是否含SOeq \\al(2－,4)，先用稀盐酸酸化，可以有效排除碳酸根离子、银离子、亚硫酸根离子等的干扰，可以达到目的，D正确。
4．实验室从废定影液{含[Ag(S2O3)2]3－和Br－等}中回收Ag和Br2的主要步骤：向废定影液中加入Na2S溶液沉银，过滤、洗涤及干燥，灼烧Ag2S制Ag；制取Cl2并通入滤液氧化Br－，用苯萃取分液，最后蒸馏分离苯和溴。部分操作的装置如图，下列叙述正确的是( )
A．用装置甲在通风橱中高温灼烧Ag2S制取Ag
B．用装置乙制备Cl2
C．用装置丙分液时，从下口放出有机相
D．用装置丁分离苯和溴
答案 B
解析 Ag2S在高温灼烧时产生污染性气体SO2，需要在通风橱进行灼烧，灼烧选用坩埚，A项错误；苯的密度小于水，有机相应该在上层，C项错误；Br2易挥发污染环境不能敞口收集，D项错误。
5．有机物M是来源于植物的化合物，具有很强的生理活性，可用于治疗感冒和咳喘，结构式如图所示，其中短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大，Z和R的常见单质均为无色无味的气体。下列说法正确的是( )
A．第一电离能：R>Z>Y
B．由X、Y、Z、R四种元素组成的化合物可能为离子化合物
C．有机物M中，各原子均满足8电子稳定结构
D．元素Y、Z、R的p电子总数均小于s电子总数
答案 B
解析 由题意分析可知，X、Y、Z、R依次为H、C、N、O。同一周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但N的2p轨道处于半充满状态，第一电离能相对较高，第一电离能：N>O>C，A项错误；由H、C、N、O四种元素组成的化合物可能为离子化合物，如(NH4)2CO3、NH4HCO3等，B项正确；有机物M中H不是8电子稳定结构，C项错误；元素C、N、O电子排布式分别为1s22s22p2、1s22s22p3、1s22s22p4，s电子总数都是4，p电子总数分别为2、3、4，由此可知，O元素的p电子总数等于s电子总数，D项错误。
6．碳酸二甲酯DMC(CH3OCOOCH3)是一种低毒、性能优良的有机合成中间体，科学家提出了新的合成方案(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)，反应机理如图所示。
下列说法错误的是( )
A．第2步的基元反应方程式为CH3O·*＋COeq \\al(*,2)―→CH3OCOO·*
B．反应进程中最大能垒为1.257×104 eV
C．升高温度，第1步反应的正反应速率增加，第3步反应的正反应速率减小
D．适当的提高温度，可以增加碳酸二甲酯的产率
答案 C
解析 最大能垒为第1步基元反应：CH3OH*＋HO·*―→CH3O·*＋H2O*，相对能量差值为1.257×104 eV，B正确；升高温度，反应速率均增大，C错误；总反应为2CH3OH＋CO2CH3OCOOCH3＋H2O ΔH>0，为吸热反应，因此适当的提高温度，可以增加碳酸二甲酯的产率，D正确。
7． M是一种具有优良光学性能的树脂，其结构如图所示。下列说法错误的是( )
A．分子中含有一种含氧官能团
B．分子中所有碳原子可能共平面
C．1 ml M最多可与5 ml NaOH发生反应
D．与足量H2加成后的产物中只含有2个手性碳原子
答案 C
解析 分子中只有酯基一种含氧官能团，A正确；与苯环直接相连的原子共面，羰基碳、碳碳双键两端的碳均为sp2杂化，与其直接相连的原子共面，单键可以旋转，故分子中所有碳原子可能共平面，B正确；溴原子能和氢氧化钠溶液发生取代反应生成酚羟基，酯基和氢氧化钠发生反应生成酚羟基，酚羟基还能和氢氧化钠反应，故1 ml M最多可与8 ml NaOH发生反应，C错误；与足量H2加成后的产物为，只含有2个手性碳原子，D正确。
8．下列实验对应的现象和结论都正确的是( )
答案 D
解析 向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入硫酸后，铁粉会与硫酸反应生成硫酸亚铁，酸性KMnO4溶液为强氧化剂，会氧化亚铁离子，则滴加酸性KMnO4溶液，紫红色褪去，不能说明食品脱氧剂样品中含Fe2＋，A错误；向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液，无明显现象，再滴加H2O2溶液，H2O2会将亚铁离子氧化为铁离子，则加入H2O2后溶液变成红色，说明Fe2＋有还原性，B错误；向FeCl3溶液加入铜片发生反应：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，看到溶液变蓝，无黑色固体出现，得到结论为FeCl3的氧化性大于CuCl2，C错误；向FeCl3溶液中加入KI溶液后滴加几滴淀粉溶液，FeCl3溶液会与KI溶液反应生成FeCl2和I2，则溶液变为蓝色，得到结论，氧化性：Fe3＋>I2，D正确。
9．处理高浓度的乙醛废水的新方法——隔膜电解法，总反应为2CH3CHO＋H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))CH3CH2OH＋CH3COOH(不考虑其他反应)。实验室中，以一定浓度的乙醛和H2SO4溶液为电解质溶液，模拟含乙醛的工业废水，用惰性电极进行电解，装置如图所示，下列说法错误的是( )
A．b电极反应式为CH3CHO－2e－＋H2O===CH3COOH＋2H＋
B．电解一段时间后，电解池右侧pH增大
C．若以CH4-空气燃料电池为直流电源，a极应该与燃料电池中通入CH4的一极相连
D．理论上处理1 ml乙醛，将有1 ml H＋通过质子交换膜
答案 B
解析 b电极为阳极，电极反应式为CH3CHO－2e－＋H2O===CH3COOH＋2H＋，故A正确；电解一段时间后，电解池右侧消耗水，生成CH3COOH和H＋，H＋通过质子交换膜移向左侧，但电解质n(H2SO4)不变，因此pH减小，故B错误；若以CH4-空气燃料电池为直流电源，a极应连负极，则应该与燃料电池中通入CH4的一极相连，故C正确；理论上处理1 ml乙醛，a、b极各有0.5 ml CH3CHO参与反应，则有1 ml电子发生转移，将有1 ml H＋通过质子交换膜，故D正确。
10．(2023·浙江1月选考，12)共价化合物Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构，一定条件下可发生反应：Al2Cl6＋2NH3===2Al(NH3)Cl3，下列说法不正确的是( )
A．Al2Cl6的结构式为 B．Al2Cl6为非极性分子
C．该反应中NH3的配位能力大于氯 D．Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应
答案 D
解析 由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构可知，分子的结构式为，是结构对称的非极性分子，故A、B正确；由反应方程式可知，氨分子更易与具有空轨道的铝原子形成配位键，配位能力大于氯原子，故C正确；溴元素的电负性小于氯元素，原子的原子半径大于氯原子，则铝溴键弱于铝氯键，所以双聚溴化铝的铝溴键更易断裂，比双聚氯化铝更易与氨气反应，故D错误。
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．正高碘酸(H5IO6)是白色结晶性粉末，溶于水，主要用作氧化剂和分析试剂。由NaI制取H5IO6的实验流程如图所示：
下列说法错误的是( )
A．“反应1”是为了将I－转化为IOeq \\al(－,3)
B．“反应2”中发生的反应是NaIO3＋Cl2＋3NaOH===Na2H3IO6↓＋2NaCl
C．“反应3”的滤液中含有大量的NaNO3、NaI等
D．“反应4”得到的无色气体可能是氧气
答案 C
解析 “反应1”中，电解NaI溶液生成NaIO3，目的是将I－转化为IOeq \\al(－,3)，A正确；“反应2”中，往NaIO3溶液中加入NaOH溶液和通入氯气，反应生成不溶于水的Na2H3IO6，反应的化学方程式为NaIO3＋Cl2＋3NaOH===Na2H3IO6↓＋2NaCl，B正确；“反应3”中，Na2H3IO6加入硝酸银溶液生成不溶于水的黑色Ag5IO6，同时生成NaNO3和HNO3，C错误；“反应4”中发生的反应为4Ag5IO6＋10Cl2＋10H2O===4H5IO6＋20AgCl＋5O2，因此生成的无色气体可能是氧气，D正确。
12．某水性钠离子电池电极材料由Na＋、Fe2＋、Fe3＋、CN－组成，其立方晶胞嵌入和嵌出Na＋过程中，Fe2＋与Fe3＋含量发生变化，依次变为格林绿、普鲁士蓝、普鲁士白三种物质，其过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．普鲁士蓝中Fe2＋与Fe3＋个数比为1∶2
B．格林绿晶体中Fe3＋周围等距且最近的Fe3＋数为8
C．基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2，失去4s电子转化为Fe2＋
D．若普鲁士白的晶胞棱长为a pm，则其晶体的密度为eq \f(8×157,a3NA)×1030 g·cm－3
答案 AB
解析 根据均摊原则，普鲁士蓝晶胞中含Fe：8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＋12×eq \f(1,4)＋1＝8 、CN－：24×eq \f(1,2)＋24×eq \f(1,4)＋6＝24、Na＋：4，根据化合价代数和等于0，可知Fe2＋与Fe3＋个数比为1∶1，故A错误；根据晶胞图，格林绿晶体中Fe3＋周围等距且最近的Fe3＋数为6，故B错误；Fe是26号元素，基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2，失去4s电子转化为Fe2＋，故C正确；根据均摊原则，普鲁士白晶胞中含Fe：8、CN－：24、Na＋：8，若普鲁士白的晶胞棱长为a pm，则其晶体的密度为eq \f(8×56＋26×3＋23,a×10－103 NA) g·cm－3＝eq \f(8×157,a3NA)×1030 g·cm－3，故D正确。
13．新型Li-Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池，其工作原理如图所示。放电时电极a的反应为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4。下列说法不正确是( )
A．充电时，Mg极为阴极
B．放电时，Li＋从Ⅱ室向Ⅰ室迁移
C．放电时，Ⅱ室Li2SO4溶液的浓度增大
D．每消耗1 ml Mg，电极a质量理论上增加14 g
答案 BC
解析 放电时电极a的反应为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4，a为正极，Mg为负极，所以充电时Mg为阴极，A正确；放电时Ⅰ室为负极区，Ⅱ室为正极区，阳离子向正极移动，即向Ⅱ室迁移，B不正确；放电时电极a的反应为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4，消耗Li＋，且Li＋从Ⅰ室向Ⅱ室迁移，所以Li2SO4溶液的浓度不变，C错误；放电时Mg发生反应：Mg－2e－===Mg2＋，当有1 ml Mg发生反应时，转移2 ml e－，电极a质量理论上增加2 ml Li＋，质量为14 g，D正确。
14．SCl2可用作有机合成的氯化剂。在体积为2 L的密闭容器中充入1 ml SCl2(g)，发生反应：2SCl2(g)S2Cl2(g)＋Cl2(g)，图中所示曲线分别表示反应在10 min时和平衡时SCl2的转化率(α)与温度(T)的关系。下列说法正确的是( )
A．2SCl2(g)S2Cl2(g)＋Cl2(g)的ΔH＜0
B．55 ℃，从0～10 min，以S2Cl2表示的平均反应速率为0.025 ml·L－1·min－1
C．当容器中混合气体的平均相对分子质量恒定不变时，反应达到平衡状态
D．82 ℃，若起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各5 ml，则此时v(逆)＜v(正)
答案 D
解析 由图可知，升高温度，SCl2的平衡转化率增大，则正反应为吸热反应，ΔH>0，选项A错误；55 ℃，从0～10 min，以S2Cl2表示的平均反应速率为eq \f(1 ml×50%,2 L×10 min)×eq \f(1,2)＝0.012 5 ml·L－1·min－1，选项B错误；反应过程中气体的总质量不变，该反应为反应前后气体分子数不变的反应，则该反应中混合气体的总物质的量不变，混合气体的摩尔质量始终不变，则平均相对分子质量恒定不变，不能作为反应达到平衡状态的依据，选项C错误；82 ℃下，反应达平衡时，SCl2的转化率为90%，则达平衡时，c(SCl2)＝eq \f(1 ml×1－90%,2 L)＝0.05 ml·L－1，c(S2Cl2)＝c(Cl2)＝eq \f(1 ml×90%×\f(1,2),2 L)＝0.225 ml·L－1，该反应的平衡常数K＝eq \f(0.225×0.225,0.052)＝20.25，若起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各5 ml，则Q＝eq \f(2.5×2.5,2.52)＝1＜K，平衡正向移动，v(逆)＜v(正)，选项D正确。
15．常温下用NaOH标准溶液滴定20 mL等浓度的三元酸H3A，得到pH与V(NaOH)、lg X[X＝eq \f(cH2A－,cH3A)或eq \f(cHA2－,cH2A－)或eq \f(cA3－,cHA2－)]的关系分别如图1、图2所示。下列说法错误的是( )
A．当pH＝10时，lgeq \f(cA3－,cHA2－)＝－2.36
B．c(H2A－)>c(H3A)>c(HA2－)，对应2.12＜pH＜7.2
C．20 mL到40 mL滴定过程中，水的电离程度逐渐增大
D．用NaOH标准液滴定NaH2A溶液时，可选用甲基橙作指示剂
答案 BD
解析 随NaOH加入，依次发生反应：H3A＋NaOH===NaH2A＋H2O、NaH2A＋NaOH===Na2HA＋H2O，Na2HA＋NaOH===Na3A＋H2O，eq \f(cH2A－,cH3A)＝eq \f(Ka1,cH＋)，eq \f(cHA2－,cH2A－)＝eq \f(Ka2,cH＋)，eq \f(cA3－,cHA2－)＝eq \f(Ka3,cH＋)，相同pH条件，eq \f(cH2A－,cH3A)＞eq \f(cHA2－,cH2A－)＞eq \f(cA3－,cHA2－)，则曲线 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 依次表示的是pH与lgeq \f(cH2A－,cH3A)、lgeq \f(cHA2－,cH2A－)、lgeq \f(cA3－,cHA2－)的关系，由点(4,1.88)、(10,2.8)、(14,1.64)知，Ka1＝eq \f(cH＋·cH2A－,cH3A)＝10－4×101.88＝10－2.12，Ka2＝eq \f(cH＋·cHA2－,cH2A－)＝10－10×102.8＝10－7.2，Ka3＝eq \f(cH＋·cA3－,cHA2－)＝10－14×101.64＝10－12.36。当pH＝10时，Ka3＝eq \f(cH＋·cA3－,cHA2－)＝10－10×eq \f(cA3－,cHA2－)＝10－12.36，则lgeq \f(cA3－,cHA2－)＝－2.36，故A正确；根据Ka1＝eq \f(cH2A－·cH＋,cH3A)，得eq \f(cH2A－,cH3A)＝eq \f(Ka1,cH＋)，若c(H2A－)＞c(H3A)，则c(H＋)＜Ka1，即c(H＋)＜10－2.12 ml·L－1，根据Ka1·Ka2＝eq \f(cHA2－·c2H＋,cH3A)，得eq \f(cHA2－,cH3A)＝eq \f(Ka1·Ka2,c2H＋)，若c(H3A)＞c(HA2－)，则c(H＋)＞10－4.66 ml·L－1，故10－4.66 ml·L－1＜c(H＋)＜102.12 ml·L－1，对应2.12＜pH＜4.66，故B错误；20 mL到40 mL滴定过程中，H＋抑制水电离的作用逐渐减弱，则水的电离程度逐渐增大，故C正确；酚酞指示剂的变色范围为8.2～10.0，由图1第2个pH突变可知，NaOH标准液滴定NaH2A溶液时，可选用酚酞作指示剂，故D不正确。
本题共5小题，共60分。
16．(12分)氢燃料的储存是氢燃料电池应用的关键，储氢材料能可逆地大量吸放氢，在氢的储存与输送过程中是一种重要载体。回答下列问题：
(1)某种镧镍合金储氢材料的晶体结构单元如图所示。La为第六周期元素，与Sc(钪)元素同一纵列，则基态La原子的价电子排布式为 ，基态Ni原子核外有 个未成对电子。
(2)晶体结构单元中La原子的配位数为 个，该合金的密度约为，则该晶体结构单元的体积为 pm3(保留两位有效数字)。
(3)钠铝合金储氢后的化学式为，其阴离子的中心原子的价电子对数为 对，该离子的空间构型是 。
(4)十二氢乙基咔唑( )是一种有机储氢材料，该材料储氢后的脱氢是技术关键，合金催化剂能在较低温度下使其达到脱氢的目的。脱氢机理如图：
储氢后的十二氢乙基咔唑为图中的X，则X中碳原子的杂化方式有 种，钯铜合金纳米催化剂中微粒之间的作用力是 ，脱氢的化学方程式是 。
【答案】(1)5d16s2 2 (2)18 6.6×109 (3)4 正四面体 (4)1 金属键
【解析】（1）La为57号元素，原子的价电子排布式为5d16s2 ，Ni原子核外电子数为28，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，基态Ni原子核外有2个未成对电子。（2）以面心La原子分析，晶体结构单元中La原子的配位数为18个；该结构单元中含La和Ni的原子数分别为12×＋2×＝3，18×＋6＝15，则La和Ni的原子数比为1∶5，该合金的化学式可表示为LaNi5，合金的密度约为，V＝6.6×1025cm3＝6.6×1019pm3；（3）钠铝合金储氢后的化学式为NaAlH4，其阴离子为[AlH4]-，中心原子为Al，价电子对数为4对，为sp3杂化，该离子的空间构型是正四面体；（4）X中碳原子均形成4个单键，为sp3杂化，杂化方式有1种，钯铜合金纳米催化剂中微粒之间的作用力是金属键，根据反应过程，脱氢的化学方程式是
。
17．二氯异氰尿酸钠(，简称DCCNa)是一种高效、安全的消毒剂，常温下性质稳定，受热易分解，难溶于冷水。实验室通过以下原理和装置(夹持仪器已略去)可以制取DCCNa。
已知：实验室常用高浓度的NaClO溶液和氰尿酸溶液在10 ℃时反应制备DCCNa，主要发生反应：
(1)NHeq \\al(＋,4)和—NH2中∠H—N—H大小：NHeq \\al(＋,4)__________(填“>”“<”或“＝”)—NH2。
(2)A装置中盛装X试剂的仪器名称是_______________________________________；
D中软导管的作用是______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)请选择合适的装置，按气流从左至右的方向组装，则导管连接顺序为____(填小写字母)。
(4)X试剂为饱和氢氧化钠溶液。当装置A内出现__________现象时，打开装置A中分液漏斗的活塞加入C3H3N3O3(氰尿酸)溶液，在反应过程中仍不断通入Cl2的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)实验过程中A的温度必须保持为7～12 ℃，pH控制在6.5～8.5的范围，则该实验的控温方式是__________。若温度过高，pH过低，会生成NCl3和CO2等，写出该反应的化学方程式：____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)> (2)三颈烧瓶 平衡气压，使液体能够顺利滴下 (3)fghabe (4)液面上方出现黄绿色气体 消耗生成的NaOH，促进二氯异氰尿酸钠的生成，提高原料利用率 (5)冷水浴 C3H3N3O3＋9Cl2＋3H2O===3NCl3＋3CO2＋9HCl
解析 由二氯异氰尿酸钠的制备原理以及给定的装置可知，题干中所示的反应装置可以分为氯气的发生装置与二氯异氰尿酸钠的制备装置。具体反应流程：用浓盐酸与Ca(ClO)2反应制Cl2；除去Cl2中因浓盐酸挥发而混合的HCl；将Cl2通入氢氧化钠溶液中制备NaClO，再与氰尿酸溶液反应生成二氯异氰尿酸钠；对尾气Cl2进行处理。(1)NHeq \\al(＋,4)和—NH2中中心原子的杂化方式相同，均为sp3杂化，—NH2中有孤电子对，斥力较大，键角较小，所以前者键角大。(4)当装置A内氢氧化钠消耗完了，氯气会剩余，液面上方出现黄绿色气体现象，打开装置A中分液漏斗的活塞加入氰尿酸溶液，在反应过程中仍不断通入Cl2的目的是消耗生成的NaOH，促进二氯异氰尿酸钠的生成，提高原料利用率。
18．粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，主要成分有Al2O3、Fe2O3、FeO和SiO2等物质。综合利用粉煤灰不仅能够防止环境污染，还能制得纳米Fe2O3等重要物质。
已知：
①伯胺R—NH2能与Fe3＋反应：3R—NH2＋Fe3＋＋SOeq \\al(2－,4)＋H2OFe(NH2—R)3(OH)SO4＋H＋，生成易溶于煤油的产物。
②Fe3＋在水溶液中能与Cl－反应：Fe3＋＋6Cl－[FeCl6]3－。
(1)“酸浸”过程中FeO发生反应的离子方程式为_______________；
滤渣的成分为____________________。
(2)加入过量H2O2的作用是_______________。
(3)伯胺-煤油可对浸取液进行分离，该操作的名称是__________。
(4)向水层Ⅱ中加入N2H4可使Fe3＋转化为Fe2＋并放出对环境无害的气体，理论上氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________；向所得弱酸性溶液中再通入O2即可生成FeOOH，其离子方程式为_____________。
答案 (1)2H＋＋FeO===Fe2＋＋H2O SiO2
(2)将亚铁离子完全氧化为铁离子，有利于与伯胺反应，提高萃取率 (3)萃取、分液 (4)4∶1 4Fe2＋＋O2＋6H2O===4FeOOH↓＋8H＋
解析 向粉煤灰中加入硫酸酸浸，除去滤渣SiO2等，浸取液加入过量双氧水和伯胺-煤油，得到水层和有机层，分液后，有机层加入氯化钠溶液反萃取，得到水层，再加入过量肼和氧气，得到FeOOH，煅烧得到纳米氧化铁。(4) 向水层Ⅱ中加入N2H4可使Fe3＋转化为Fe2＋并放出对环境无害的气体即氮气，反应的离子方程式为4Fe3＋＋N2H4===4Fe2＋＋N2↑＋4H＋，该反应中Fe元素化合价由＋3价变为＋2价，N元素化合价由－2价变为0价，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1；向所得弱酸性溶液中再通入O2即可生成FeOOH，其离子方程式为4Fe2＋＋O2＋6H2O===4FeOOH↓＋8H＋。
19．化合物M是一种医药中间体，实验室中M的一种合成路线如图：
已知：①eq \(――→,\s\up7(R3NH2),\s\d5(△))；
②eq \(――→,\s\up7(),\s\d5(H＋/△))；
③有机物中一个碳原子连接两个—OH时不稳定，易自动脱水。
回答下列问题：
(1)B的化学名称为____________，B分子中手性碳原子有____________个。
(2)D中含氧官能团的名称为____________；由C生成D的反应类型为____________。
(3)F的结构简式为____________。
(4)写出由G生成M的化学方程式：_______________。
(5)H为D的同分异构体，同时满足下列条件的H的结构简式有____________种。
①苯环上连有2个取代基；②含有氨基(—NH2)，且氨基直接连在苯环上；③能与银氨溶液发生银镜反应；④分子中含有2个甲基。
(6)参照上述合成路线和信息，以2­丙醇和苯为原料(无机试剂任选)，设计制备的合成路线。
答案 (1)3­氯丁醛 1 (2)羟基 取代反应
(3) (4)＋2NaOHeq \(――→,\s\up7(△))＋2NaCl＋H2O (5)3
(6)CH3CHOHCH3eq \(――→,\s\up7(Cu),\s\d5(△))CH3COCH3eq \(―――→,\s\up7(),\s\d5(H＋、△))eq \(―――→,\s\up7(一定条件))
解析 B的分子式为C4H7OCl，对比A的分子式可知A到B为加成反应；由已知①可推出C的结构简式为；C到D为卤代烃的水解，D的结构简式为；D到E为仲醇的催化氧化；根据已知②，可推断出F的结构简式为；根据G的结构简式可推出，F到G为取代反应，条件为氯气、光照；G到M为水解反应，因为两个羟基不能连在同一个碳上，脱水形成醛基，M的结构简式为，以此解题。(1)根据B的结构简式可知，其名称为3­氯丁醛；根据B的结构简式，用“*”标出的为手性碳原子：，可知B分子中手性碳原子有1个。(5)苯环上连有2个取代基；既含—NH2，又能与银氨溶液发生银镜反应，说明含有—CHO；且—NH2直接与苯环相连，分子中含有2个甲基，其中，—CHO可连在1位，符合条件的同分异构体有，且两个取代基在苯环上有邻、间、对三种位置关系，所以满足条件的同分异构体有3种。(6)以2­丙醇和苯为原料合成，先将2­丙醇氧化成丙酮，再与苯发生已知②的反应，最后加聚得到目标产物。
20．Ⅰ.习近平总书记在十九届中共中央政治局第三十六次集中学习时强调，实现“碳达峰”“碳中和”是贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求。因此，二氧化碳的合理利用成为研究热点。
(1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：
反应Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g)===NH2COONH4(s) ΔH1＝－159.5 kJ·ml－1
反应Ⅱ：NH2COONH4(s)===CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH2＝＋72.5 kJ·ml－1
反应Ⅲ：2NH3(g)＋CO2(g)===CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH3
反应Ⅲ的ΔH3＝________ kJ·ml－1，据此判断该反应在________(填“低温”“高温”或“任意温度”)条件下能自发进行。
(2)用H2还原CO2可以合成CH3OH：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。恒压下，CO2和H2的起始物质的量之比为1∶3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜(能选择性分离出H2O)时甲醇的产率随温度的变化如图所示。P点甲醇产率高于T点的原因为_______________。
(3)CO2的再利用技术是促进可持续发展的措施之一，南开大学化学学院陈军院士课题组则成功研制出新型的Na­CO2电池，如图是一种Na­CO2二次电池，其中钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池放电产物为Na2CO3和C，则放电时正极电极反应式为____________。
Ⅱ.我国自主知识产权的首套煤基乙醇工业化项目的生产过程：先用煤制得乙酸甲酯，再将乙酸甲酯转化为乙醇。乙酸甲酯转化为乙醇涉及反应原理：
主反应：CH3COOCH3(g)＋2H2(g)C2H5OH(g)＋CH3OH(g) ΔH1＝－23.61 kJ·ml－1
副反应：CH3COOCH3(g)＋C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)＋CH3OH(g)
ΔH2＝＋0.99 kJ·ml－1
在催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态)：
化学吸附：H2―→2H*
表面反应：CH3COOCH3＋4H*―→CH3CH2OH*＋CH3OH*
化学脱附：CH3CH2OH*―→CH3CH2OH
CH3OH*―→CH3OH
已知：化学吸附的活化能大，决定主反应的反应速率。
(4)下列条件，有利于提高C2H5OH平衡产率的是________(填字母)。
A．低温 B．高温
C．低压 D．高压
(5)在1 L恒容密闭容器中充入1 ml乙酸甲酯(g)，乙酸甲酯(g)的平衡转化率与温度和氢酯比(x)[x＝eq \f(nH2,nCH3COOCH3)]的关系如图：
①x1、x2、x3的大小关系为__________________。
②250 ℃、x1＝10，C2H5OH的选择性为60%，则主反应的平衡常数为______(保留2位有效数字)。[乙醇选择性＝eq \f(n最终转化为乙醇的CH3COOCH3,n转化的CH3COOCH3)]
(6)其他条件相同，反应经过相同时间，乙酸甲酯(g)的转化率与乙醇的选择性随氢酯比的变化如图所示。氢酯比(x)在2～9之间，乙醇的选择性逐渐增大的原因为___________。
答案 (1)－87.0 低温 (2)分子筛膜能不断分离出H2O(g)，有利于反应正向进行 (3)3CO2＋4e－===2COeq \\al(2－,3)＋C (4)AD (5)①x3>x2>x1 ②0.066 (6)氢气的化学吸附是决速步，增大氢气浓度可加快整体化学反应速率，且副反应的速率增大幅度小于主反应
解析 (1)根据盖斯定律，反应Ⅰ＋反应Ⅱ得反应 Ⅲ：2NH3(g)＋CO2(g)===CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝－159.5 kJ·ml－1＋(＋72.5 kJ·ml－1)＝－87.0 kJ·ml－1，该反应是气体体积减小的放热反应，ΔS<0，ΔH－TΔS<0时反应能自发进行，则该反应在低温时能自发进行。(2)P点有分子筛膜，T点无分子筛膜，分子筛膜能不断分离出H2O(g)，有利于反应正向进行，P点甲醇产率高于T点。(3)放电时，正极反应可以理解为“CO2得到4e－还原为C，余下的两个O2－进一步结合CO2生成COeq \\al(2－,3)”，电极反应式为3CO2＋4e－===2COeq \\al(2－,3)＋C。(4)由题意可知，要提高C2H5OH平衡产率，需要使主反应平衡正向移动，主反应是气体体积减小的放热反应，降低温度和增大压强可以使平衡正向移动，故选AD。(5)①根据主反应CH3COOCH3(g)＋2H2(g)C2H5OH(g)＋CH3OH(g)可知，H2的浓度越大，即x越大，乙酸甲酯的转化率越大，则x3>x2>x1。②由图可知250 ℃、x1＝10时，乙酸甲酯的平衡转化率为90%，假设主反应中消耗的乙酸甲酯为x ml，副反应中消耗的乙酸甲酯为y ml，根据三段式：
CH3COOCH3(g)＋2H2(g)C2H5OH(g)＋CH3OH(g)
起始/ml 1 10 0 0
转化/ml x 2x x x
平衡/ml 0.1 10－2x x－y x＋y
CH3COOCH3(g)＋C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)＋CH3OH(g)
起始/ml x 0 0
转化/ml y y y y
C2H5OH的选择性为60%，即eq \f(x－y,0.9)＝0.6，x－y＝0.54，由乙酸甲酯的转化率为90%可知x＋y＝0.9，联立方程组解得x＝0.72，则主反应K＝eq \f(cC2H5OH·cCH3OH,cCH3COOCH3·c2H2)＝eq \f(0.54×0.9,0.1×10－2×0.722)≈0.066。
选项
生产活动
化学原理
A
家务劳动：用白醋清洗水壶中的水垢
白醋可用来消毒
B
实践活动：红酒中加入适量SO2
SO2具有漂白性
C
自主探究：以油脂为原料制肥皂
油脂在碱性条件下可发生水解反应
D
社区服务：用酒精对图书馆桌椅消毒
乙醇具有还原性
选项
实验
现象
结论
A
向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入硫酸后滴加酸性KMnO4溶液
紫红色褪去
食品脱氧剂样品中含Fe2＋
B
向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液
加入H2O2后溶液变成红色
Fe2＋既有氧化性又有还原性
C
向FeCl3溶液加入铜片
溶液变蓝，有黑色固体出现
金属铁比铜活泼
D
向FeCl3溶液中加入KI溶液后滴加几滴淀粉溶液
溶液变为蓝色
氧化性：Fe3＋>I2