2024年北京市通州区高三下学期模拟考试（高考一模）化学试卷 含详解

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2024年4月
本试卷共9页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。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 N 14 O 16 Fe 56 C 59
第一部分
本部分共14小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 中国科学家成功制得功能石墨烯量子点（R），是一种直径分布在3~20nm的纳米发光材料，其结构如下图所示。下列说法不正确的是
A. R与石墨互为同素异形体
B. R分散在水中可形成胶体
C. R含有亲水基，具有水溶性
D. R的发光是由于电子跃迁释放能量
2. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 的VSEPR模型：
B. NaOH的电子式：
C. 基态原子的价层电子轨道表示式：
D. 共价单键的形成过程：
3. 海水资源具有十分巨大的开发潜力。下列关于海水资源开发的实验中不能达到实验目的的是
A. AB. BC. CD. D
4. 下列事实中，因发生氧化还原反应使溶液pH减小的是
A 铜片置于浓硝酸中产生红棕色气体
B. 新制氯水放置一段时间后溶液变为无色
C. 无离子交换膜电解饱和NaCl溶液，一段时间后充分混合
D. 向溶液中滴入少量，产生白色沉淀
5. 下列方程式与所给事实不相符的是
A. 加热固体，产生无色气体：
B. 过量铁粉与稀硝酸反应，产生无色气体：
C. 向溶液中通入，产生黄色沉淀：
D. 乙醇、乙酸和浓硫酸混合加热，产生有香味的油状液体：
6. 一种可溶性聚酰胺X的结构简式如图所示。下列说法不正确的是
A. X在碱性条件下可发生水解
B. X中存在手性碳原子
C. X的重复单元中有三种官能团
D. 合成X的其中一种单体是
7. 常温下，1体积水可溶解约700体积氨。用圆底烧瓶收集后进行如下实验，下列说法正确的是
A. 和的键角相同
B. 分子中的共价键都是键
C. 圆底烧瓶中剩余少量气体，是因为的溶解已达到饱和
D. 取烧瓶内部分液体滴至pH=7，溶液中
8. 下列过程与电离平衡无关的是
A. 用溶液除去乙炔气体中的
B. 用溶液与溶液制备
C. 向溶液中加入少量制备氧气
D. 向热水中滴入饱和溶液制备胶体
9. 下列物质性质的比较中，不正确的是
A. 气态Cu与失去一个电子的能力：
B. 分子的极性：
C. 物质的硬度：晶体：
D. 在水溶液中的溶解性：＜
10. 中国科研团队研发出室温下可稳定充放电的高柔性钙一氧气电池，该电池的总反应为：，下列说法正确的是
A. 中阴阳离子个数比为2：1
B. 电解质溶液可选用水溶液
C. 放电时正极电极反应式为
D. 充电时阳极电极反应式为
11. 冠醚分子可识别，实现卤水中的萃取，其合成方法如下。下列说法不正确的是
A. 过程I发生取代反应
B. Z的核磁共振氢谱有四组峰
C 与Z通过离子键相结合
D. 过程Ⅱ增加了在有机溶剂中的溶解度
12. 以煤和水蒸气为原料制备合成气（CO、、）的体系发生的主要反应为：
①
②
③
在一定压强反应达平衡时气体组成随温度变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 高温利于反应③逆向进行
B. 由不同温度下反应的结果变化可知，
C. 欲制得甲烷含量高的高热值燃气应在低温下进行
D. 向制备合成气体系中加入一定量CaO更有利于增大的体积分数
13. 从电子废料（含Au、Ag和Cu等）中可回收金，主要流程如下：
已知：王水溶金发生反应
下列说法不正确的是
A. 浓盐酸促进了Au和的反应，其原因是降低了，增强了Au的还原性
B. 依据王水溶金原理，NaCN饱和溶液与也可使Au溶解
C. 可实现析金发生反应：
D. 以为电解质进行粗金的电解精炼，可能会有AgCl覆盖在阴极发生钝化
14. 稍过量零价铁与亚硫酸钠体系能有效降解废水中有机污染物活性红。
已知：
ⅰ．体系中产生的、和可将活性红氧化，其中具有强氧化性
ⅱ．
ⅲ．开始沉淀时pH=6.3，完全沉淀时pH=8.3
开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8
图1．体系中各含硫粒子的物质的量分数与pH的关系

图2．零价铁与亚硫酸钠体系内物质转化关系
下列说法不正确的是
A. 由图1，25℃时的
B. pH=4时较pH=8时具有更好降解效果
C. 反应一段时间后零价铁表面产生，投入可消除
D. 用等物质的量的硫酸亚铁代替零价铁可提高有机物的降解率
第二部分
本部分共5题，共58分
15. 水系质子电池是一种安全环保的电池技术，它采用水系电解质（通常为硫酸），通过氢离子的移动来进行充放电。
（1）对苯醌（）可作为水系质子电池的负极材料。
①依据电子云重叠方式分析对苯醌中存在的共价键类型有______。
②下列说法正确的是______。
a．对苯醌所有原子共平面
b．硫酸根中硫原子的杂化方式是
c．对苯醌中元素的电负性由大到小的顺序：
③负极材料需结合质子储能后才能实现放电，对苯醌的储能发生如图转化。
邻苯醌（）也可作为负极材料，邻苯醌储能后放电发生的电极反应式是______。
④对苯醌储能过程中在电解液中发生部分溶解导致负极材料损耗，从结构角度分析其原因是______。
（2）二水合铁氰化铁可用于质子电池的正极材料，其晶胞形状为立方体，边长为anm，结构如图。
①距离最近的有______个。
②已知的摩尔质量是，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为______。
16. 乙烯合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
（1）用烃类热裂解法制乙烯是乙烯工业化生产的开端。
①乙烷高温裂解制备乙烯（反应Ⅰ）的化学方程式是______。
②在裂解过程中伴随反应Ⅱ：，在高温下缩短在反应器中的停留时间可提高乙烯的获取率，由此判断反应速率：反应Ⅰ______反应Ⅱ。（填“>”“<”或“=”）
（2）乙炔选择性加氢制乙烯是石油化工领域重要的发展阶段。
以钯（Pd）为催化剂可有效提高乙烯产率，在催化剂表面的反应机理如下图所示（吸附在催化剂表面的粒子用*标注）。
①下列说法正确的是______。
a．NP-Pd催化反应过程中步骤Ⅰ为放热反应
b．ISA-Pd催化反应过程中步骤Ⅱ为决速步骤
c．两种催化剂均能降低总反应的反应热
②吸附态乙烯（）脱离催化剂表面，可得到，如未及时脱附，易在催化剂表面继续氢化经过渡态Ⅲ后而形成乙烷。制选择性较好的催化剂是______。
（3）以为原料用不同的方法制乙烯有助于实现碳中和。
I．干气重整制乙烯。下图是2种投料比[，分别为1：1、2：1]下，反应温度对平衡转化率影响的曲线。
①曲线b对应的投料比是______。
②当曲线a、b对应的投料比达到相同的平衡转化率时，对应的反应温度与投料比的关系是______。
Ⅱ．双金属串联催化剂电催化制乙烯，装置示意图如图所示。
已知：法拉第效率
③ISA-Ni催化剂上发生的电极反应式是______。
④该环境下，测得可达50%，若电路中通过1.2ml电子时，则产生乙烯的物质的量是______ml。
17. 贝格列净是一种新型口服降糖药，用于治疗Ⅱ型糖尿病患者，其前体合成路线为：
已知：i．
ⅱ．—TMS表示
（1）A的名称是______。
（2）A→B的反应方程式是______。
（3）在该条件下D→E反应中还可能有副产物，其副产物的结构简式是______（写一种即可）。
（4）F的结构简式是______。
（5）从结构角度解释G具有弱酸性的原因是______。
（6）以K（葡萄糖）为原料进一步合成贝格列净，合成路线如下：
①K→L步骤中的作用是______。
②M→N发生环化反应，其化学方程式为______，为提高N的产率，通过除去物质______来促进反应进行。
③N→P步骤的目的是______。
18. 以低品位铜钴矿（主要成分为、、，还有少量的FeO、、CaO、MgO等杂质）为原料制备硫酸铜晶体和的一种工艺流程如下：
已知：①常温下部分难溶电解质的溶度积常数
②萃取时发生反应
（1）铜钴矿浸出前要预先粉碎，其目的是______。
（2）浸出步骤铜钴矿中的转化为，该反应的离子方程式为______。
（3）加入试剂a______可使萃取剂再生。
（4）对于过程I：
①加溶液作用是______。
②通过计算判断是否沉淀完全并简述理由______。（一般认为溶液中离子浓度小于时沉淀完全）
（5）滤渣1成分______。
（6）在足量空气中煅烧生成，写出煅烧过程中的化学反应方程式______。
（7）产品纯度测定方法如下：
已知：与EDTA-2Na按物质的量1：1反应，若滴定至终点时消耗EDTA-2Na标准液体积为20.00mL，则产品纯度为______。（的摩尔质量是）
19. 某小组同学探究Mg与溶液的反应。
已知：i．
ⅱ．
ⅲ．为无色、为黄色
实验I：将长约15cm打磨光亮的镁条放入2mL溶液（溶液呈黄绿色）中，实验记录如下：
（1）第一阶段析出红色固体发生反应的离子方程式是______。
（2）小组同学取第二阶段中淡蓝色溶液，加入少量NaCl固体，溶液颜色逐渐变黄绿色，请用离子方程式表示溶液由淡蓝色变为黄绿色原因______。
（3）查阅资料：CuOH黄色，CuCl白色。
第三阶段产生的黄色沉淀可能含+1价铜的化合物，进行以下实验探究：
①取少量沉淀滴入浓氨水，沉淀完全溶解，溶液呈浅蓝色，在空气中放置一段时间后溶液成深蓝色，证实沉淀中含+1价铜的化合物，溶液由浅蓝色变为深蓝色的离子方程式是______。
②甲同学猜想第三阶段反应中先生成CuCl，随着反应的进行，逐渐转化为黄色的CuOH，用离子方程式表示生成CuCl的主要原因是______。
③小组同学采用电化学装置进行验证。
如图装置电路正常，反应开始阶段未观察到电流表指针发生偏转，为进一步验证产生了CuCl，实验操作和现象是______。从而证明了甲同学的猜想。
（4）查阅资料，CuOH在碱性环境下一部分发生非氧化还原分解反应，第四阶段中产生的橙色沉淀中混有的物质是______。
实验Ⅱ：改用溶液重复实验I，30min内剧烈反应，产生大量气体，镁条上出现红色固体，1h后产物中有大量红色物质且有蓝色沉淀。
（5）经验证蓝色沉淀为，下列有关产生蓝色沉淀分析合理的是______（填序号）。
a．反应放热，促使水解趋于完全，生成蓝色沉淀
b．存在平衡，Mg与反应，使下降，平衡移动，产生蓝色沉淀
c．由于，Mg与水反应生成的逐渐转化为蓝色沉淀
（6）综上所述，影响Mg与溶液反应的影响因素是______。
通州区2024年高三年级模拟考试
化学
第一部分
本部分共14小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 中国科学家成功制得功能石墨烯量子点（R），是一种直径分布在3~20nm纳米发光材料，其结构如下图所示。下列说法不正确的是
A. R与石墨互为同素异形体
B. R分散在水中可形成胶体
C. R含有亲水基，具有水溶性
D. R的发光是由于电子跃迁释放能量
【答案】A
【详解】A．R是化合物，与石墨不能互为同素异形体，故A错误；
B．石墨烯量子点，是一种直径分布在3～20nm的纳米发光材料，R分散在水中可形成胶体，故B正确；
C．R分子中韩羟基、氨基，和水分子间形成氢键，具有水溶性，故C正确；
D．发光时原子中的电子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能量以光的形式放出，因而能使光呈现颜色，与电子跃迁有关，故D正确；
故选：A。
2. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 的VSEPR模型：
B. NaOH的电子式：
C. 基态原子的价层电子轨道表示式：
D. 共价单键的形成过程：
【答案】C
【详解】A．BF3分子中B原子的价层电子对数为3+=3，无孤电子对，其VSEPR模型为平面三角形，即，故A正确；
B．NaOH是离子化合物，由Na+和OH-构成，OH-中O、H原子间共用1对电子对，O原子最外层电子数为8，其电子式为，故B正确；
C．基态25Mn原子的价层电子排布式为3d54s2，其价层电子轨道表示式为，故C错误；
D．Cl2的结构式为Cl-Cl,分子中σ键是Cl原子的3p轨道通过“头碰头”重叠而成，形成过程为，故D正确；
故选：C。
3. 海水资源具有十分巨大的开发潜力。下列关于海水资源开发的实验中不能达到实验目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【详解】A．海水中水的沸点较盐沸点低，可选图中蒸馏装置制取蒸馏水，A正确；
B．煅烧贝壳制取生石灰应在坩埚中进行，B正确；
C．萃取时，萃取剂不能与溶剂互溶，且被萃取的物质在萃取剂中溶解度更大，所以CCl4用于萃取碘水中的碘，C正确；
D．氯化镁溶液会水解，蒸发MgCl2溶液并灼烧最终得到MgO固体，D错误；
故选D。
4. 下列事实中，因发生氧化还原反应使溶液pH减小的是
A. 铜片置于浓硝酸中产生红棕色气体
B. 新制氯水放置一段时间后溶液变为无色
C. 无离子交换膜电解饱和NaCl溶液，一段时间后充分混合
D. 向溶液中滴入少量，产生白色沉淀
【答案】B
【详解】A．铜片置于浓硝酸中产生红棕色气体，对应的化学方程式为：Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O，硝酸被消耗，pH增大，A错误；
B．新制氯水放置一段时间后溶液变为无色，对应的方程式为：，生成盐酸，酸性增强，pH减小，B正确；
C．无离子交换膜电解饱和NaCl溶液，对应的方程式为：，生成NaOH，碱性增强，pH增大；
D．向BaCl2溶液中滴入少量NaHSO4，产生白色沉淀，对应的方程式为BaCl2+NaHSO4=BaSO4↓+NaCl+HCl，酸性增强，pH减小，但不是氧化还原反应，D错误；
故选B。
5. 下列方程式与所给事实不相符的是
A. 加热固体，产生无色气体：
B. 过量铁粉与稀硝酸反应，产生无色气体：
C. 向溶液中通入，产生黄色沉淀：
D. 乙醇、乙酸和浓硫酸混合加热，产生有香味的油状液体：
【答案】B
【详解】A．加热NaHCO3固体，分解产生无色气体二氧化碳、碳酸钠和水，反应的化学方程式为：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，A正确；
B．过量铁粉与稀硝酸反应，产生无色气体NO、硝酸亚铁和水，反应的离子方程式为：3Fe+2+8H+═3Fe2++2NO↑+4H2O，B错误；
C．向H2S溶液中通入SO2，产生黄色沉淀S和水，反应的化学方程式为：SO2+2H2S═3S↓+2H2O，C正确；
D．乙醇、乙酸和浓硫酸混合加热，发生酯化反应，产生有香味的油状液体为乙酸乙酯，反应的化学方程式为：CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O，D正确；
故选B。
6. 一种可溶性聚酰胺X的结构简式如图所示。下列说法不正确的是
A. X在碱性条件下可发生水解
B. X中存在手性碳原子
C. X的重复单元中有三种官能团
D. 合成X的其中一种单体是
【答案】C
【分析】X中含有官能团酰胺基、氟原子、羧基和氨基，其中酰胺基可以发生水解反应，据此回答。
【详解】A．根据分析可知，X在碱性条件下可发生水解，A正确；
B．X中存在手性碳原子如图所示，，B正确；
C．X的重复单元中有四种官能团，分别为酰胺基、氟原子、羧基和氨基，C错误；
D．该有机物是通过与缩聚反应而得，D正确；
故选C。
7. 常温下，1体积水可溶解约700体积氨。用圆底烧瓶收集后进行如下实验，下列说法正确的是
A. 和的键角相同
B. 分子中的共价键都是键
C. 圆底烧瓶中剩余少量气体，是因为的溶解已达到饱和
D. 取烧瓶内部分液体滴至pH=7，溶液中
【答案】B
【详解】A．NH3的空间构型为三角锥形，空间构型为正四面体，孤电子对的排斥力较大，故NH3中H-N-H的键角比中H-N-H的键角小，A错误；
B．NH3·H2O分子中N、O均为sp3杂化，存在N-H、O-H键，故共价键都是s-sp3 σ键，B正确；
C．NH3极易溶于水，1体积的水能够溶解700体积的NH3，故喷泉停止后，圆底烧瓶内剩余少量气体，是因为收集的NH3不纯，含有少量不溶于水的气体，而不是NH3的溶解已达到饱和，C错误；
D．取圆底烧瓶内部分液体，滴加硫酸至中性时，反应方程式为：2NH3·H2O+H2SO4=（NH4）2SO4+2H2O，根据电荷守恒可知溶液中有：c（H+）+c（）=c（OH-）+2c（），pH=7即c（H+）= c（OH-），则c（）= 2c（），D错误；
故答案为：B。
8. 下列过程与电离平衡无关的是
A. 用溶液除去乙炔气体中的
B. 用溶液与溶液制备
C. 向溶液中加入少量制备氧气
D. 向热水中滴入饱和溶液制备胶体
【答案】C
【详解】A．CuSO4电离出的Cu2+和H2S反应生成CuS沉淀，乙炔不反应，与电离平衡有关，故A错误；
B．NH4HCO3溶液中电离出的与FeSO4电离出的Fe2+反应生成FeCO3，与电离平衡有关，故B错误；
C．MnO2是H2O2分解的催化剂，与电离平衡无关，故C正确；
D．饱和FeCl3溶液滴入热水中，FeCl3电离出的Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体，破坏了水的电离平衡，因此与电离平衡有关，故D错误；
故选：C。
9. 下列物质性质的比较中，不正确的是
A. 气态Cu与失去一个电子的能力：
B. 分子的极性：
C. 物质的硬度：晶体：
D. 在水溶液中的溶解性：＜
【答案】A
【详解】A．气态Cu与Cu+失去一个电子所需的最低能量分别对应第一电离能与第二电离能，同一元素逐级电离能依次增大，所以失去一个电子的能力：Cu+＜Cu，A错误；
B．卤化氢为极性分子，HF分子的极性最大，这些分子的极性随卤族元素自上而下元素电负性的减弱，极性亦逐渐减弱，B正确；
C．Si与SiO2都是共价晶体，氧原子半径小于硅原子半径，Si-O的键长更短，键能更大，所以物质的硬度：晶体：SiD．形成分子内氢键，能与水分子间形成氢键，所以在水溶液中的溶解性：＜，D正确；
故选A。
10. 中国科研团队研发出室温下可稳定充放电的高柔性钙一氧气电池，该电池的总反应为：，下列说法正确的是
A. 中阴阳离子个数比为2：1
B. 电解质溶液可选用水溶液
C. 放电时正极电极反应式为
D. 充电时阳极电极反应式为
【答案】D
【分析】由总反应可知，钙失去电子发生氧化反应，金属钙为负极，则碳纳米管为正极，放电时氧气在正极反应；
【详解】A．中含有钙离子和过氧根离子，阴阳离子个数比为1∶1，A错误；
B．钙为活泼金属，会和水反应，不能选用水溶液，B错误；
C．由图可知，Ca盐作电解质溶液，可传导离子为Ca2+，正极上O2被还原生成CaO2，则放电时正极电极反应式为：，C错误；
D．充电时阳极电极反应为过氧化钙失去电子发生氧化反应生成钙离子和氧气，其电极反应式为：，D正确；
故选D。
11. 冠醚分子可识别，实现卤水中的萃取，其合成方法如下。下列说法不正确的是
A. 过程I发生取代反应
B. Z的核磁共振氢谱有四组峰
C. 与Z通过离子键相结合
D. 过程Ⅱ增加了在有机溶剂中的溶解度
【答案】C
【详解】A．过程I中酚羟基和氯原子进行取代反应，A正确；
B．Z的核磁共振氢谱有四组峰，为，B正确；
C．与Z通过配位键相结合，C错误；
D．冠醚分子可识别，故增大溶解度，D正确；
故选C。
12. 以煤和水蒸气为原料制备合成气（CO、、）的体系发生的主要反应为：
①
②
③
在一定压强反应达平衡时气体组成随温度变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 高温利于反应③逆向进行
B. 由不同温度下反应的结果变化可知，
C. 欲制得甲烷含量高的高热值燃气应在低温下进行
D. 向制备合成气体系中加入一定量CaO更有利于增大的体积分数
【答案】B
【详解】A．CH4只由反应③产生，温度升高，CH4减少说明反应③逆向移动，故高温利于反应③逆向进行，A正确；
B．温度升高，CO2减少说明反应②逆向移动，故反应②是正向放热的反应，ΔH2<0，B错误；
C．由图知，温度较低时，气体组成中CH4占比更多，故欲制得甲烷含量高的高热值燃气应在低温下进行，C正确；
D．向制备合成气体系中加入一定量CaO，消耗H2O，使反应①②逆向移动，有利于增大H2体积分数，D正确；
本题选B。
13. 从电子废料（含Au、Ag和Cu等）中可回收金，主要流程如下：
已知：王水溶金发生反应
下列说法不正确的是
A. 浓盐酸促进了Au和的反应，其原因是降低了，增强了Au的还原性
B. 依据王水溶金原理，NaCN饱和溶液与也可使Au溶解
C. 可实现析金发生反应：
D. 以为电解质进行粗金的电解精炼，可能会有AgCl覆盖在阴极发生钝化
【答案】D
【分析】电子废料（含Au、Ag和Cu等），通过王水溶金生成HAuCl4，加入亚硫酸钠析金后得到粗金，据此回答。
【详解】A．浓盐酸与Au3+结合，降低了c(Au3+)，增强了Au的还原性，因而促进了Au和HNO3的反应，A正确；
B．NaCN饱和溶液与O2也可使Au溶解，反应方程式为4Au+8NaCN+O2+2H2O =4Na[Au(CN)2]+4NaOH，B正确；
C．亚硫酸钠具有还原性，HAuCl4具有氧化性，则Na2SO3可实现析金发生反应为：，C正确；
D．溶液中含有[AuCl4]-，无氯离子，故不会生成氯化银沉淀，D错误；
故选D。
14. 稍过量零价铁与亚硫酸钠体系能有效降解废水中有机污染物活性红。
已知：
ⅰ．体系中产生的、和可将活性红氧化，其中具有强氧化性
ⅱ．
ⅲ．开始沉淀时pH=6.3，完全沉淀时pH=8.3
开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8
图1．体系中各含硫粒子的物质的量分数与pH的关系

图2．零价铁与亚硫酸钠体系内物质转化关系
下列说法不正确的是
A. 由图1，25℃时的
B. pH=4时较pH=8时具有更好的降解效果
C. 反应一段时间后零价铁表面产生，投入可消除
D. 用等物质的量的硫酸亚铁代替零价铁可提高有机物的降解率
【答案】D
【详解】A．由图1，c()=c()时，pH=7.22，则，，A正确；
B．由图2可知，转化为可以降解废水中有机污染物，pH=4时的浓度高于pH=8时的浓度，具有更好的降解效果，B正确；
C．反应一段时间后零价铁表面产生，具有还原性，可以和反应生成和，从而除去，C正确；
D．由图2可知，零价铁与亚硫酸钠体系能有效降解废水中有机污染物活性红，用等物质的量的硫酸亚铁代替零价铁不能提高有机物的降解率，D错误；
故选D。
第二部分
本部分共5题，共58分
15. 水系质子电池是一种安全环保电池技术，它采用水系电解质（通常为硫酸），通过氢离子的移动来进行充放电。
（1）对苯醌（）可作为水系质子电池的负极材料。
①依据电子云重叠方式分析对苯醌中存在的共价键类型有______。
②下列说法正确的是______。
a．对苯醌所有原子共平面
b．硫酸根中硫原子的杂化方式是
c．对苯醌中元素的电负性由大到小的顺序：
③负极材料需结合质子储能后才能实现放电，对苯醌的储能发生如图转化。
邻苯醌（）也可作为负极材料，邻苯醌储能后放电发生的电极反应式是______。
④对苯醌储能过程中在电解液中发生部分溶解导致负极材料损耗，从结构角度分析其原因是______。
（2）二水合铁氰化铁可用于质子电池的正极材料，其晶胞形状为立方体，边长为anm，结构如图。
①距离最近的有______个。
②已知的摩尔质量是，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为______。
【答案】（1） ①. 键、键 ②. ac ③. ④. 储能过程中产生的对苯酚是极性分子，溶于电解液造成损耗
（2） ①. 6 ②.
【小问1详解】
①对苯醌中含有C-C、C=O、C=C等共价键，单键为σ键，双键为1个σ键和1个π键，故依据电子云重叠方式分析对苯醌中存在的共价键类型有σ键、π键，故答案为：σ键、π键；
②a.对苯醌中所有C原子都为sp2杂化，所有原子可共平面，故a正确；
b.硫酸根中硫原子价层电子对数为4+=4，为sp3杂化，故b错误；
c.非金属性：O＞C＞H，非金属性越强其电负性越大，电负性：O＞C＞H，故c正确；故答案为：ac；
③由题意知，对苯醌结合质子储能后生成对苯二酚，则邻苯醌结合质子储能后生成邻苯二酚，邻苯二酚失电子生成邻苯醌和质子，电极反应式为：；
④对苯醌结合质子储能后生成对苯二酚，对苯二酚中含有2个亲水基团羟基，可溶于水，可进入电解质溶液，造成负极损耗，故答案为：储能过程中产生的对苯酚是极性分子，溶于电解液造成损耗；
【小问2详解】
①距离顶点的Fe3+最近的Fe3+位于相邻的棱心，共6个，故答案为：6；
②Fe位于顶点、面心、棱心和体心，个数为8×+6×+12×+1=8，则晶胞中相当于含有4个“Fe[Fe(CN)6]•2H2O”，晶胞质量为g，晶胞体积为(a×10-7)3cm3，晶体密度ρ=，故答案为：。
16. 乙烯合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
（1）用烃类热裂解法制乙烯是乙烯工业化生产的开端。
①乙烷高温裂解制备乙烯（反应Ⅰ）的化学方程式是______。
②在裂解过程中伴随反应Ⅱ：，在高温下缩短在反应器中的停留时间可提高乙烯的获取率，由此判断反应速率：反应Ⅰ______反应Ⅱ。（填“>”“<”或“=”）
（2）乙炔选择性加氢制乙烯是石油化工领域重要的发展阶段。
以钯（Pd）为催化剂可有效提高乙烯产率，在催化剂表面的反应机理如下图所示（吸附在催化剂表面的粒子用*标注）。
①下列说法正确的是______。
a．NP-Pd催化反应过程中步骤Ⅰ为放热反应
b．ISA-Pd催化反应过程中步骤Ⅱ为决速步骤
c．两种催化剂均能降低总反应的反应热
②吸附态乙烯（）脱离催化剂表面，可得到，如未及时脱附，易在催化剂表面继续氢化经过渡态Ⅲ后而形成乙烷。制选择性较好的催化剂是______。
（3）以为原料用不同的方法制乙烯有助于实现碳中和。
I．干气重整制乙烯。下图是2种投料比[，分别为1：1、2：1]下，反应温度对平衡转化率影响的曲线。
①曲线b对应的投料比是______。
②当曲线a、b对应的投料比达到相同的平衡转化率时，对应的反应温度与投料比的关系是______。
Ⅱ．双金属串联催化剂电催化制乙烯，装置示意图如图所示。
已知：法拉第效率
③ISA-Ni催化剂上发生的电极反应式是______。
④该环境下，测得可达50%，若电路中通过1.2ml电子时，则产生乙烯的物质的量是______ml。
【答案】（1） ①. ②. >
（2） ①. ab ②. ISA-Pd催化剂
（3） ①. 1：1 ②. 反应温度越低，投料比越高 ③. ④. 0.05
【小问1详解】
①乙烷高温裂解生成乙烯和氢气，反应的化学方程式是；
②缩短在反应器中的停留时间可提高乙烯的获取率，即加快反应I速率将转化为乙烯，则反应速率：反应Ⅰ>反应Ⅱ；
【小问2详解】
①a．NP-Pd催化反应过程中步骤Ⅰ的反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，故a正确；
b．ISA-Pd催化反应过程中步骤Ⅱ的正反应活化能最大，反应速率最慢，整个反应由最慢的一步决定，则步骤Ⅱ为决速步骤，故b正确；
c．两种催化剂均能降低总反应的活化能，催化剂不改变反应热，故c错误；
故选ab；
②吸附态乙烯（）脱离催化剂表面，可得到，由图可知，ISA-Pd催化剂过渡态III的能量高于，有利于脱离催化剂表面，制选择性较好的催化剂是ISA-Pd催化剂；
【小问3详解】
①干气重整制乙烯的化学方程式为，相同温度下，增大投料比[]即增大二氧化碳的量，使平衡正向移动，消耗更多，则平衡转化率增大，曲线b对应的投料比是1：1；
②当曲线a、b对应的投料比达到相同的平衡转化率时，需要增大投料比才能实现相同的平衡转化率，可知对应的反应温度与投料比的关系是：反应温度越低，投料比越高；
③ISA-Ni催化剂上CO2得电子生成CO，电解质为KHCO3，发生的电极反应式是；
④该环境下，测得=50%，电路中通过1.2ml电子时，生成C2H4所用的电子为1.2ml×50%=0.6ml，NP-Cu催化剂上发生的电极反应式是，ISA-Ni催化剂上发生的电极反应式是，则转移12ml电子时生成1ml乙烯，产生乙烯的物质的量是。
17. 贝格列净是一种新型口服降糖药，用于治疗Ⅱ型糖尿病患者，其前体合成路线为：
已知：i．
ⅱ．—TMS表示
（1）A的名称是______。
（2）A→B的反应方程式是______。
（3）在该条件下D→E反应中还可能有副产物，其副产物的结构简式是______（写一种即可）。
（4）F的结构简式是______。
（5）从结构角度解释G具有弱酸性的原因是______。
（6）以K（葡萄糖）为原料进一步合成贝格列净，合成路线如下：
①K→L步骤中的作用是______。
②M→N发生环化反应，其化学方程式为______，为提高N的产率，通过除去物质______来促进反应进行。
③N→P步骤的目的是______。
【答案】（1）邻羟基苯甲酸（或水杨酸/2-羟基苯甲酸）
（2）+Br2＋HBr
（3）或 （4）
（5）苯环使羟基中的极性变强，使羟基中氢原子更活泼
（6） ①. 氧化剂 ②. +H2O ③. ④. 保护
【分析】由反应条件可知，A和Br2发生取代反应生成B，B和氯化剂反应生成C，结合A和B的分子式可以推知A为，B为，C和SOCl2发生取代反应生成D，D和发生取代反应生成E，则D的结构简式为，E和NaBH4发生还原反应生成F，结合F的分子式可以推知F为，F发生已知信息的反应原理得到G，G为，以此解答。
【小问1详解】
由分析可知，A为，名称是邻羟基苯甲酸（或水杨酸/2-羟基苯甲酸）。
【小问2详解】
A和Br2发生取代反应生成B，化学方程式为：+Br2＋HBr。
【小问3详解】
D和发生取代反应生成E，中-OC2H5的邻位和对位H原子也可以发生取代，则在该条件下D→E反应中还可能有副产物，其副产物的结构简式是或。
【小问4详解】
由分析可知，F的结构简式是。
【小问5详解】
G为，从结构角度解释G具有弱酸性的原因是：苯环使羟基中的O−H极性变强，使羟基中氢原子更活泼。
【小问6详解】
①M→N发生环化反应，则M为，则K→L步骤中葡萄糖中醛基被氧化为羧基；
②M→N发生环化反应，其化学方程式为：+H2O，为提高N的产率，通过除去H2O来促进反应进行；
③N→P的过程中-OH转化为-OTMS，最终贝格列净中又出现-OH，说明N→P步骤的目的是保护-OH。
18. 以低品位铜钴矿（主要成分为、、，还有少量的FeO、、CaO、MgO等杂质）为原料制备硫酸铜晶体和的一种工艺流程如下：
已知：①常温下部分难溶电解质的溶度积常数
②萃取时发生反应
（1）铜钴矿浸出前要预先粉碎，其目的是______。
（2）浸出步骤铜钴矿中的转化为，该反应的离子方程式为______。
（3）加入试剂a______可使萃取剂再生。
（4）对于过程I：
①加溶液作用是______。
②通过计算判断是否沉淀完全并简述理由______。（一般认为溶液中离子浓度小于时沉淀完全）
（5）滤渣1成分______。
（6）在足量空气中煅烧生成，写出煅烧过程中的化学反应方程式______。
（7）产品纯度测定方法如下：
已知：与EDTA-2Na按物质的量1：1反应，若滴定至终点时消耗EDTA-2Na标准液体积为20.00mL，则产品纯度为______。（的摩尔质量是）
【答案】（1）增大接触面积，提高浸出速率
（2）
（3）稀硫酸（）
（4） ①. 将氧化为，便于后续转化为沉淀除去 ②. pH=4时，pOH=10，则，，故沉淀完全
（5）、
（6）
（7）
【分析】含钴废料中加入过量稀硫酸和Na2SO3浸取，二氧化硅不反应、部分钙转化为难溶硫酸钙成为浸出渣，加入的Na2SO3主要是将C3+、Fe3+还原为C2+、Fe2+，钴、铜、铁、镁转化为盐溶液进入浸出液；浸出液萃取使得铜进入有机层，反萃取得到硫酸铜溶液，处理得到硫酸铜晶体；浸出后的水层加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+，加入Na2CO3调pH，可以使Fe3+沉淀，过滤后所得滤液1含有C2+、Mg2+、Ca2+，再用NaF溶液除去钙、镁得到滤渣1含有氟化镁、氟化钙，过滤后，滤液2中含有C2+，处理得到固体，煅烧后制得C2O3；
【小问1详解】
铜钴矿浸出前要预先粉碎，其目的是增大接触面积，加快反应速率，提高浸出速率；
【小问2详解】
Na2SO3具有还原性，酸性条件下，能将三价C还原为二价钴，反应为：；
【小问3详解】
萃取时发生反应，反萃取得到硫酸铜溶液，则a为硫酸，其使得平衡逆向移动，铜离子进入水层，被反萃取；
【小问4详解】
①结合表数据可知，氢氧化铁更难溶，具有强氧化性，能氧化亚铁离子为铁离子，便于后续除去铁，故加溶液作用将氧化为，便于后续转化为沉淀除去。
②pH=4时，pOH=10，则，，故沉淀完全；
【小问5详解】
由表可知，氟化镁、氟化钙为难溶物，结合分析可知，滤渣1成分、；
【小问6详解】
空气中氧气具有氧化性，在足量空气中煅烧生成，则氧气将氧化为，同时碳被氧化为二氧化碳，反应中钴化合价由+2变为+3、碳化合价由+3变为+4、氧气中氧化合价由0变为-2，结合电子守恒可知，反应为：；
【小问7详解】
与EDTA-2Na按物质的量1∶1反应，则产品纯度为。
19. 某小组同学探究Mg与溶液的反应。
已知：i．
ⅱ．
ⅲ．为无色、为黄色
实验I：将长约15cm打磨光亮的镁条放入2mL溶液（溶液呈黄绿色）中，实验记录如下：
（1）第一阶段析出红色固体发生反应的离子方程式是______。
（2）小组同学取第二阶段中淡蓝色溶液，加入少量NaCl固体，溶液颜色逐渐变黄绿色，请用离子方程式表示溶液由淡蓝色变为黄绿色的原因______。
（3）查阅资料：CuOH黄色，CuCl白色。
第三阶段产生的黄色沉淀可能含+1价铜的化合物，进行以下实验探究：
①取少量沉淀滴入浓氨水，沉淀完全溶解，溶液呈浅蓝色，在空气中放置一段时间后溶液成深蓝色，证实沉淀中含+1价铜的化合物，溶液由浅蓝色变为深蓝色的离子方程式是______。
②甲同学猜想第三阶段反应中先生成CuCl，随着反应的进行，逐渐转化为黄色的CuOH，用离子方程式表示生成CuCl的主要原因是______。
③小组同学采用电化学装置进行验证。
如图装置电路正常，反应开始阶段未观察到电流表指针发生偏转，为进一步验证产生了CuCl，实验操作和现象是______。从而证明了甲同学的猜想。
（4）查阅资料，CuOH在碱性环境下一部分发生非氧化还原分解反应，第四阶段中产生的橙色沉淀中混有的物质是______。
实验Ⅱ：改用溶液重复实验I，30min内剧烈反应，产生大量气体，镁条上出现红色固体，1h后产物中有大量红色物质且有蓝色沉淀。
（5）经验证蓝色沉淀为，下列有关产生蓝色沉淀分析合理的是______（填序号）。
a．反应放热，促使水解趋于完全，生成蓝色沉淀
b．存在平衡，Mg与反应，使下降，平衡移动，产生蓝色沉淀
c．由于，Mg与水反应生成的逐渐转化为蓝色沉淀
（6）综上所述，影响Mg与溶液反应的影响因素是______。
【答案】（1）
（2）
（3） ①. ②. ③. 向烧杯b（a）中加入少量NaCl固体，电流表指针发生偏转，烧杯b（a）中产生白色沉淀，b烧杯中溶液颜色变浅
（4）
（5）be （6）盐阴离子种类影响反应过程，参与Mg与的反应
【分析】某小组同学探究Mg与溶液的反应，第一阶段析出红色固体Cu，伴有大量气体H2产生，后来溶液变为淡蓝色，溶液中存在，试管底部有Cu(OH)2蓝色沉淀，随后沉淀变为黄色，生成CuOH，最后沉淀变为橙色，红色铜几乎不可见，CuOH在碱性环境下一部分发生非氧化还原分解反应生成。
【小问1详解】
第一阶段析出红色固体，说明Mg和Cu2+反应生成Cu和Mg2+，离子方程式为：。
【小问2详解】
小组同学取第二阶段中淡蓝色溶液中含有，加入少量NaCl固体，溶液颜色逐渐变黄绿色，说明转化为，离子方程式为：。
【小问3详解】
①第三阶段产生的黄色沉淀为CuOH，取少量沉淀滴入浓氨水，沉淀完全溶解，溶液呈浅蓝色，溶液中含有，在空气中放置一段时间后溶液成深蓝色，说明被氧气氧化为，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：；
②甲同学猜想第三阶段反应中先生成CuCl，由氧化还原反应中化合价升降相等可知，该过程中Cu和Cu2+反应生成CuCl，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：；
③如图装置电路正常，反应开始阶段未观察到电流表指针发生偏转，说明CuSO4和Na2SO4不能发生氧化还原反应，为进一步验证产生了CuCl，需要向向烧杯b（a）中加入少量NaCl固体，电流表指针发生偏转，烧杯b（a）中产生CuCl白色沉淀，b烧杯中溶液颜色变浅。
【小问4详解】
CuOH在碱性环境下一部分发生非氧化还原分解反应，Cu元素的化合价为+1价不发生变化，则第四阶段中产生的橙色沉淀中混有的物质是Cu2O。
【小问5详解】
经验证蓝色沉淀为，产生蓝色沉淀的原因是：溶液中存在平衡，Mg与反应，使下降，平衡移动，产生蓝色沉淀，由于，Mg与水反应生成的逐渐转化为蓝色沉淀，故选be。
【小问6详解】
综上所述，影响Mg与溶液反应的影响因素是：盐阴离子种类影响反应过程，参与Mg与的反应。由海水制取蒸馏水
煅烧贝壳制取生石灰
A
B
萃取含溶液中的
蒸发溶液制取无水
C
D
物质
时间
第一阶段
0~1min
第二阶段
1~8min
第三阶段
8~25min
第四阶段
25min~18h
实验现象
镁条表面出现红色固体，伴有大量气体产生
仍然伴有大量气体，溶液变为淡蓝色，试管底部有蓝色沉淀产生
气体量不断减少，沉淀变为黄色
沉淀变为橙色，红色铜几乎不可见
由海水制取蒸馏水
煅烧贝壳制取生石灰
A
B
萃取含溶液中的
蒸发溶液制取无水
C
D
物质
时间
第一阶段
0~1min
第二阶段
1~8min
第三阶段
8~25min
第四阶段
25min~18h
实验现象
镁条表面出现红色固体，伴有大量气体产生
仍然伴有大量气体，溶液变为淡蓝色，试管底部有蓝色沉淀产生
气体量不断减少，沉淀变为黄色
沉淀变为橙色，红色铜几乎不可见