2023年高考第一次模拟考试卷：化学（河北B卷）（全解全析）

这是一份2023年高考第一次模拟考试卷：化学（河北B卷）（全解全析），共19页。试卷主要包含了NA为阿伏加德罗常数的值，利用下列装置进行对应实验，下列有关物质性质，说法正确的是等内容，欢迎下载使用。

2023年高考化学第一次模拟考试卷
化学·全解全析
本卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上．
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效．
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．
可能用到的相对原子质量：H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 Si 28 P 31 Fe 56 Co 59 Cu 64

一、单项选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列“类比”结果正确的是
A．植物油不溶于水，则甘油也不溶于水
B．甲酸能与银氨溶液发生银镜反应，则乙酸也可与银氨溶液发生银镜反应
C．S和Fe加热条件下生成FeS，则S和Cu加热条件下生成
D．向含的溶液中滴加过量氨水不会产生沉淀，则向含的溶液滴加过量的氨水也不会产生沉淀
【答案】C
【详解】
A．甘油为丙三醇，能与水混溶，A错误；
B．甲酸中有醛基，故能发生银镜反应，乙酸中无醛基，不能发生银镜反应，B错误；
C．硫的氧化性较弱，与变价金属反应只能生成低价态化合物，故与铁反应生成硫化亚铁，与铜反应生成硫化亚铜，C正确；
D． 向银离子的溶液中加入过量的氨水生成银氨溶液，不会产生沉淀，但向含有铝离子的溶液中加入过量的氨水只能生成氢氧化铝沉淀，D错误；
故选C。
2．有机物M是合成抗过敏药物色甘酸钠的中间体，结构简式如下图。下列关于该有机物的说法正确的是

A．属于芳香烃 B．能与NaOH溶液反应
C．苯环上的一氯取代物有4种 D．所有碳原子不可能共平面
【答案】B
【解析】
A．该物质分子中含有苯环，根据物质分子结构可知：该物质中含有C、H、O三种元素，因此属于烃的衍生物，A错误；
B．该物质分子中含有酯基，因此能与NaOH溶液反应，B正确；
C．根据物质结构简式可知：在苯环上含有3种不同位置的H原子，处于苯环上的一氯取代物有3种，C错误；
D．苯分子是平面分子，-OCH3的O取代苯分子中H原子的位置，在苯分子平面上，与O原子连接的2个C原子是V形结构，可能处于同一平面上；乙烯分子是平面分子，-CH3及酯基的C原子取代乙烯分子中H原子的位置，在乙烯分子的平面上，乙烯平面与苯分子平面共直线，由于碳碳单键可以旋转，则该分子中所有碳原子可能共平面，D错误；
故合理选项是B。
3．化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列有关说法错误的是
A．“天和”核心舱电推进系统中的霍尔推进器腔体，使用的氮化硼陶瓷基复合材料属于新型无机非金属材料
B．2021年我国科学家在实验室中首次成功实现二氧化碳人工合成淀粉，这项技术有利于实现“碳中和”
C．冬奥火炬“飞扬”将碳纤维与高性能树脂结合在一起做成碳纤维复合材料，碳纤维和树脂都是有机高分子材料
D．奥密克戎是新冠病毒变异株，传播性强，其成分中含有蛋白质，属于高分子化合物
【答案】C
【解析】
A．氮化硼陶瓷由B、N元素组成，具有耐高温、强度高、耐腐蚀等性能，所以氮化硼陶瓷基复合材料属于新型无机非金属材料，A正确；
B．用二氧化碳人工合成淀粉，可有效减少大气中二氧化碳的含量，有利于实现“碳中和”，B正确；
C．碳纤维含有90%以上的碳元素，属于无机非金属材料，C错误；
D．蛋白质的相对分子质量远大于10000，属于高分子化合物，D正确；
故选C。
4．NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．1.0mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为NA
B．0.1mol/L的Na2CO3溶液中阳离子数目为0.2NA
C．12g金刚石中含有化学键的数目为2NA
D．含0.2mol H2SO4的浓硫酸和足量的铜反应，转移电子数为0.2NA
【答案】C
【解析】
A．CH4与Cl2在光照下发生取代反应为连锁反应，产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，即1.0molCH4并完全转化为CH3Cl，故生成的CH3Cl分子数小于NA，A错误；
B．溶液体积未知，无法计算离子数目，B错误；
C．12g金刚石的物质的量为=1mol，金刚石中1个碳原子参与形成4个C-C键，则1个碳原子形成4=2个C-C键，则含有化学键的物质的量为1mol2=2mol，数目为2NA，C正确；
D．随着反应进行，浓硫酸变为稀硫酸，稀硫酸不与铜反应，所以0.2molH2SO4不能完全反应，反应转移电子数小于0.2NA，D错误；
答案选C。
5．利用下列装置(夹持装置已省略)进行对应实验。下列说法正确的是

A．装置甲打开分液漏斗下方活塞，水不能持续流下
B．装置乙加热时，品红溶液中红色褪去，冷却后溶液变红
C．装置丙加热一段时间后气球鼓起，高锰酸钾溶液褪色
D．加热丁蒸发AlCl3溶液，完全蒸干后得到AlCl3晶体
【答案】C
【解析】
A．如图所示装置中橡皮管可以平衡气压，能使水持续流下，故A错误；
B．加热时，主要是亚硫酸分解生成二氧化硫，因此溶液呈红色，冷却后二氧化硫溶于水，使品红溶液红色褪去，故B错误；
C．铜和浓硫酸制取SO2，气体鼓起，SO2与酸性高锰酸钾溶液反应，所以酸性KMnO4溶液褪色，故C正确；
D．AlCl3易水解，蒸干AlCl3溶液应得到Al(OH)3，灼烧得到Al2O3，故D错误。
综上所述，答案为C。
6．1934年约里奥—居里夫妇在核反应中用a粒子(即氦He)轰击金属原子X，得到核素X，开创了人造放射性核素的先河：X+He→Y+n，其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是
A．X的相对原子质量为26 B．X、Y均可形成三氯化物
C．X的原子半径小于Y的 D．Y仅有一种含氧酸
【答案】B
【详解】
由质量守恒可得：W=30+1—4=27，设X的最外层电子数为x，由元素X、Y的最外层电子数之和为8可得：x+x+2=8，解得x=3，Y的质量数为30，则X为Al元素、Y为P元素。
A．由分析可知，X的质量数是27，的相对原子质量近似为27，Al元素的相对原子质量需要根据铝的各种同位素的相对原子质量和它们在自然界中的原子百分比计算平均值，故A错误；
B．铝元素、磷元素都能与氯元素形成三氯化物，如三氯化铝、三氯化磷，故B正确；
C．同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则铝原子的原子半径大于磷原子，故C错误；
D．磷元素可以形成磷酸、亚磷酸、偏磷酸等多种含氧酸，故D错误；
故选B。
7．下列有关物质性质，说法正确的是
A．电解熔融Al2O3可以得到Al
B．铁与碘反应易生成碘化铁
C．用生石灰沉淀富镁海水中的Mg2+，生成碳酸镁
D．青花瓷胎体的原料为高岭土[Al2Si2O5(OH)4]，若以氧化物形式表示为Al2O3•SiO2•2H2O
【答案】A
【详解】A．工业上采取电解熔融Al2O3的方法冶炼Al，故A正确；
B．碘的氧化性较弱，铁与碘反应生成碘化亚铁，故B错误；
C．用生石灰沉淀富镁海水中的Mg2+，生成氢氧化镁，碳酸镁的溶解度大于氢氧化镁，所以不生成碳酸镁，故C错误；
D．高岭土[Al2Si2O5(OH)4]是硅酸盐，硅酸盐可以表示为氧化为的形式，Al2Si2O5(OH)4若以氧化物形式表示为Al2O3•2SiO2•2H2O，故D错误；
故选A。
8．可用于治疗高磷酸盐血症，难溶于水，在溶液中制备易形成，溶液碱性太强时会生成。某大学实验室利用与制备，制备流程如图所示。下列说法正确的是

A．“制气”环节与实验室用制的装置相同
B．“洗气”环节可用溶液
C．“制备”环节应通入过量的
D．“制备”方程式为
【答案】D
【解析】
盐酸与纯碱制备二氧化碳，二氧化碳中混有的氯化氢气体可用饱和食盐水除去，在制备过程中氨气和LaCl3、CO2反应生成La2(CO3)3⋅xH2O 。
A．该制气过程不用加热，与实验室用 MnO2 制 Cl2的装置不相同，A错误；
B．为防止二氧化碳参与反应，洗气用碳酸氢钠溶液，除去挥发出的氯化氢，B错误；
C．若通入氨气过量，碱性太强，可能会生成 La(OH)CO3 ，C错误；
D．制备总方程式正确，D正确；
故选D。
9．1L 0.10mol·L-1 H3RO3溶液pH<1，向其中加入NaOH固体(忽略体积变化)，测得溶液中各种含R微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示。下列有关说法不正确的是

A．当加入0.1mol NaOH时：c(Na+)=c(H2RO)+c(HRO)+c(RO)
B．当加入0.2mol NaOH时：(RO)>c(H2RO)
C．曲线δ1是指微粒H2RO的变化趋势
D．N点，c(HRO)=c(RO)=0.05mol·L-1
【答案】D
【解析】
0.10mol·L-1H3RO3溶液pH<1，说明其一级电离为完全电离，随着pH的增大H2RO逐渐减少，HRO逐渐增多，故δ1代表H2RO，δ2代表HRO，当HRO达到最大值后，浓度逐渐降低，RO逐渐增加，故δ3代表RO，以此解题。
A．当加入0.1molNaOH时，溶液为NaH2RO3溶液，根据物料守恒可知，c(Na+)=c(H2RO)+c(HRO)+c(RO)，A正确；
B．当加入0.2molNaOH时，溶液为Na2HRO3溶液，由分析可知δ2代表HRO，当其为最大值时，溶液显酸性，说明HRO的电离大于水解，故(RO)>c(H2RO)，B正确；
C．由分析可知曲线δ1是指微粒H2RO的变化趋势，C正确；
D．最初H3RO3溶液浓度为0.10mol·L-1，由分析可知，虽然N点c(HRO)=c(RO)，但是H3RO3的二级电离和三级电离都是微弱的，即溶液中随时都存在H2RO，故c(HRO)=c(RO)<0.05mol·L-1，D错误；
故选D。
10．短周期元素Z、W、X、Y的原子半径依次减小，的简单氢化物的水溶液呈碱性，的最外层电子数为其内层电子总数的两倍，与其他三种元素不在同一周期，这四种元素组成的某阴离子的结构如图所示，图中各原子最外层均满足稳定结构。下列叙述错误的是

A．Z、W、X三种元素中，只有没有对应的含氧酸
B．W、X、Y三种元素组成的化合物均为强电解质
C．简单氢化物的沸点：
D．图示阴离子能与酸反应生成盐
【答案】B
【详解】
W的简单氢化物的水溶液呈碱性，则氢化物为氨气，W应为N；Z的最外层电子数为其内层电子总数的两倍，则Z原子核外有两个电子层，K层2个电子，L层4个电子，故Z为C，Y的原子半径最小，且不在第二周期，故Y为H，由图中阴离子的结构及各原子最外层均满足稳定结构可知，X为。
A．Z、W、X分别为C、N、O，O无对应含氧酸，A正确；
B．W、X、Y分别为N、O、H，可以形成、等铵盐，也可以形成、等酸，其中亚硝酸为弱酸，属于弱电解质，B错误；
C．、能形成分子间氢键，沸点高于，常温下是液态，是气态，则沸点：，C正确；
D．题图所示阴离子为甘氨酸根离子，其中的氨基为碱性基团，可与酸反应，D正确；
故选B。
11．汞钡铜氧晶体是新型超导材料，其晶胞结构如图所示，其中部分原子分数坐标为X(0，0，0)、Y(，，x)、Z(0，，)。下列有关说法中错误的是

A．晶胞的体积为
B．Hg和Ba原子数之比为1∶2
C．另一个钡离子的分数坐标为(，，1-x)
D．Hg原子周围最近的Ba原子有4个
【答案】D
【详解】
A．根据晶胞图可知，该晶胞是长方体，晶胞的体积为，A正确；
B．根据均摊原则，晶胞中Hg有个、Ba有2个、Cu有个、O有个，B正确；
C．根据Y的分数坐标，可知W与上表面的距离为x，所以W分数坐标为，故C正确；
D．由图可知，每个Hg原子被8个晶胞共用，所以Hg原子周围最近的Ba原子有8个，D错误；
选D。
12．pH计的工作原理(如图所示)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的单位为V，K为常数)。下列说法错误的是

A．计工作时，化学能转化为电能
B．玻璃电极玻璃膜内外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：
D．若测得的标准溶液电池电动势E为，可标定常数
【答案】C
【详解】
A．原电池是把化学能转化为电能，pH计是以玻璃电极（在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag-AgCl电极）和另一Ag-AgCl电极插入待测溶液中组成电池，计工作时，化学能转化为电能，A正确；
B．pH与电池的电动势E存在关系：，则pH=，利用玻璃膜内外氢离子浓度的差异引起电动势的变化达到测量溶液的pH目的，B正确；
C．若玻璃电极电势比参比电极低，，为原电池负极，负极上是银失电子生成氯化银，电极反应为：Ag-e-+Cl-═AgCl，C错误；
D．pH与电池的电动势E存在关系：，若测得的标准溶液电池电动势E为，可标定常数K=E-0.059pH=0.377-0.059×3=0.2，D正确；
故答案为：C。
13．以CO和H2为原料合成甲醇是工业上的成熟方法，直接以CO2为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用CO2人工合成淀粉时，第一步就需要CO2转化为甲醇。
已知：①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)       △H1=-90.5kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)       △H2=-41.1kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)       △H3=-483.6kJ·mol-1
下列说法正确的是
A．若温度不变，反应①中生成1mol CH3OH(l)时，放出的热量小于90.5kJ
B．对于②反应，选用高效催化剂，可降低反应的焓变
C．CO2与H2合成甲醇的热化学方程式为：
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  △H= - 49.4kJ·mol-1
D．以CO2和H2O为原料合成甲醇，同时生成O2，该反应放出能量
【答案】C
【解析】
A．1molCH3OH(g)能量高于1molCH3OH(l)，反应物的总能量相同，根据能量守恒定律，若温度不变，反应①中生成1molCH3OH(l)时，放出的热量大于90.5kJ，故A错误；
B．催化剂可降低CO2与H2合成甲醇的反应的活化能，但不改变反应的焓变，故B错误；
C．根据盖斯定律①-②得反应④CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=(-90.5+41.1)kJ•mol-1=-49.4kJ•mol-1，故C正确；
D．结合选项C、根据盖斯定律④×2-③×3得2CO2(g)+4H2O(g)2CH3OH(g)+3O2(g) △H=(-49.4×2+483.6×3)kJ/mol=+1352kJ/mol＞0，则该反应需要吸收能量，故D正确；
故选C。
14．氢气和二氧化碳在催化剂作用下，在180-280℃温度条件下合成甲醇。该反应为放热反应。催化过程可解释为“吸附-活化-解离”的过程。催化反应机理如图所示。下列说法正确的是

A．反应过程中I-VI步，C化合价一直发生变化，Cu、Zr的化合价一直不变
B．单位时间，在某一温度下，生成水最多，则此温度下甲醇产率最大
C．增大催化剂的表面积，可以提高甲醇的平衡产率
D．由于电负性O>C，所以与氧化锆及吸附在氧化锆晶格表面的OH结合
【答案】D
【详解】
A． H的电负性大于Cu，在铜晶格的表面，氢气分子断裂为H原子，通过化学键结合在铜晶格表面，反应过程中I-VI步中铜化合价有0价，+2价，A错误；
B．单位时间，在某一温度下，生成水最多，发生副反应，则此温度下甲醇产率最小 ，B错误；
C．增大催化剂的表面积，提高催化效率，但对甲醇的平衡产率无影响，C错误；
D．O的电负性大于C，二氧化碳分子中的C带正电，O带负电，C与吸附在氧化锆晶格表面的OH上的O原子结合，二氧化碳中的O与氧化锆晶格中的锆离子(+4)结合，从而形成活性中间体，D正确；
故选D。

二、非选择题：共58分。
15．（14分）硫氰化钾(KSCN)是一种用途广泛的化工原料，常用于染料、药物的生产。实验小组设计如图实验装置模拟工业制备KSCN并进行相关探究实验。

已知：①是一种不溶于水且密度大于水的非极性试剂。
②
回答下列问题：
（1）的结构式为_______。
（2）装置A用于实验室制备氨气，反应的化学方程式为______________________。
（3）装置B中，三颈烧瓶内盛放有、水和固体催化剂，通入氨气的导管口需要插入液体中，其目的是______________________(写两点)。
（4）待三颈烧瓶内液体不分层后，熄灭装置A处的酒精灯，关闭，移开水浴。将装置B继续加热至105℃，待完全分解后()，打开，缓缓滴入适量的溶液充分反应，完全分解制得KSCN溶液。装置C中仪器a的名称是_______，用离子方程式表示装置C处的烧杯中产生淡黄色浑浊的原因_________________。
（5）除去固体催化剂后，为使KSCN晶体充分析出并分离，采用的操作为减压蒸发、_______、过滤。
（6）过滤装置C中吸收尾气后的悬浊液，得到滤液x。取少量滤液х进行如图实验
［已知(白色)］：

①设计实验方案并根据实验现象解释试管b中产生银镜的原因____________［可供选择的试剂：0.5溶液、溶液、溶液、溶液］。
②小组同学观察到试管c中实验现象后，用力振荡试管，又观察到红色褪去且白色沉淀增多，结合平衡移动的知识解释其原因______________________。
【答案】
（1）
（2）
（3）防倒吸；使与充分接触混合
（4）(球形)干燥管    
（5）冷却结晶
（6）取2mL0.5溶液，加入几滴溶液，若产生银镜，证明是还原产生银镜     红色溶液存在平衡⇌，用力振荡，发生反应，白色沉淀增多；减小，使上述平衡逆向移动，红色褪去
【解析】
A中制备氨气，在B中氨气与二硫化碳反应先生成硫氰化铵，然后与碳酸钾溶液反应生成硫氰化钾，装置C为尾气吸收装置。
（1）根据C形成4个共价键、N形成3个共价键、S形成2个共价键或与互为等电子体进行判断，故的结构式为。
（2）氯化铵和氢氧化钙混合加热制备氨气，故化学方程式为。
（3）是非极性试剂，极性分子在其中的溶解度小，可以防倒吸；(气体)通入(液体)中，可以增大接触面积，使反应充分。
（4）装置C中仪器a为(球形)干燥管，由装置C烧杯中产生淡黄色浑浊，可知被氧化为S单质，则氧化剂被还原为，离子方程式为。
（5）减压蒸发、冷却结晶、过滤得到KSCN晶体。
（6）①滤液x的主要溶质为、和，试管b中产生银镜是因为发生反应。根据试管a中溶液的用量，结合所提供的试剂，要选用2mL0.5溶液和溶液设计实验方案，故答案为：取2mL0.5溶液，加入几滴溶液，若产生银镜，证明是还原产生银镜。
②试管c的溶液局部变红是因为上层清液中的与滴入的反应，存在化学平衡⇌。用力振荡试管，上层清液中的与充分接触生成难溶的白色沉淀，所以白色沉淀增多；减小，使上述平衡逆向移动，红色褪去，故答案为：红色溶液存在平衡⇌，用力振荡，发生反应，白色沉淀增多；减小，使上述平衡逆向移动，红色褪去。
16．（15分）硫化钴铜矿主要成分有CoS、CuS、CuFeS2、FeS2，还含有少量Mg、Ca等元素。一种热活化硫酸浸出工艺实现了钴和铜的高效回收利用，并较好解决了焙烧过程中二氧化硫的溢出问题。工艺流程如图所示：

回答下列问题：
（1）CuFeS2中Cu的化合价为_______。
（2）“焙烧”中，钴、铜矿物转化成硫酸盐，写出CoS转化的化学方程式____________。“酸浸"过程中Co和Cu的浸出率受焙烧温度和时间的影响如下图所示。由图可知，“焙烧"过程中的最佳实验条件为______________________。


（3）电解CuSO4溶液获取Cu后的电解质溶液可返回_______工序循环使用。
（4）“氧化除铁”中将溶液pH调至4.0，并加热煮沸的目的是____________。
（5）若“除钙镁"时溶液中c(Mg2+)=0.001mol/L，当Ca2+恰好完全沉淀时，列式计算判断Mg2+是否开始沉淀____________________(已知：室温下，Ksp(CaF2)=2.7×10-11，Ksp(MgF2)=6.4×10-9)。
（6）将5.49g草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)置于空气中加热，其固体质量随温度变化如图，300℃时，剩余固体氧化物的化学式为____________。

【答案】
（1）+2
（2）CoS+2O2CoSO4     500℃；20h
（3）酸浸、反萃取
（4）使Fe3+水解完全，并使Fe(OH)3胶体发生聚沉，便于过滤除杂
（5）Ca2+恰好完全沉淀时，c(Ca2+)=10-5mol/L，，此时Qc=c(Mg2+)c2(F-)=2.7×10-9 （6）Co3O4
【解析】
硫化钴铜矿经过灼烧，酸浸处理得到滤渣1为S，滤液中为铜离子、亚铁离子、铁离子、钙离子、镁离子、钴离子，氧化除去溶液中的亚铁离子，调节溶液pH使铁变为沉淀而除去，升高温度可使水解程度增大，过程中硫酸可以循环使用，根据沉淀溶解平衡进行计算可判断是否有沉淀析出，“酸浸"过程中最佳的条件为温度：500℃，焙烧时间为2.0h，据此答题。
（1）CuFeS2中S元素的化合价为-2价，Fe元素化合价为+2价，Cu元素化合价为+2价；
（2）①“焙烧”中，钴、铜矿物转化成硫酸盐，CoS与氧气焙烧的化学方程式为：CoS+2O2CoSO4；
②由图像可知“焙烧”的最佳条件为：500℃、20h；
（3）电解CuSO4溶液，阴极可得到Cu，阳极可得到O2，电解质溶液变为硫酸溶液，可返回到酸浸、反萃取步骤；
（4）“氧化除铁”中将亚铁离子氧化为铁离子，用Na2CO3调节pH使铁离子转化为氢氧化铁的沉淀而除去，升高温度铁离子水解程度增大，使Fe3+水解完全，并使Fe(OH)3胶体发生聚沉，便于过滤除杂；
（5）当Ca2+恰好完全沉淀时离子浓度小于，带入Ksp(CaF2)=2.7×10-11计算可得，带入数值计算，，平衡正向移动沉淀溶解，所以Mg2+还没有开始沉淀；
（6）草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)的相对分子质量为183，5.49g草酸钴晶体为0.03mol，200℃时质量变化为1.08g，根据计算为0.06mol水，反应的方程式为CoC2O4·2H2O CoC2O4+2H2O，300℃时剩余固体质量为2.41g，钴的质量为，，，氧化物的化学式为Co3O4。
17．（14分）我国对世界郑重承诺：2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。而研发二氧化碳的碳捕集和碳利用技术则是关键，其中催化转化法最具应用价值。回答下列问题：
Ⅰ．一定温度下，和在催化剂作用下可发生两个平行反应，分别生成和。
a：
b：
（1）相同温度下，_______。
（2）在传统的催化固定反应床中，转化率和甲醇选择性通常都比较低，科学团队研制了一种具有反应和分离双功能的分子筛膜催化反应器，极大地改善了该问题，原理如图所示。

保持压强为，温度为，向密闭容器中投料比按投入一定量和，不同反应模式下的平衡转化率和甲醇选择性的相关实验数据如下表所示。
实验组
反应模式

温度/
转化率
选择性
①

3
260
21.9
67.3
②

3
260
36.1
100.0

已知选择性：转化的中生成的百分比。
①模式时，上述条件下发生反应，下列说法能作为反应a达到平衡状态的判据是_______(填选项字母)。
A．气体压强不再变化                          B．气体平均相对分子质量不再变化
C．不再变化                          D．的物质的量之比为
②由表中数据可知模式下，的转化率明显提高，结合具体反应分析可能的原因：______________________。
（3）反应b在进气比不同时，测得相应的平衡转化率见图(各点对应的反应温度可能相同，也可能不同，其他反应条件都相同)。
①D和F两点对应的温度关系：_______(填＜，＞，或=)，其原因是_______。

②已知反应速率，，k为反应速率常数，x为物质的量分数，在达到平衡状态为G点的反应过程(此过程为恒温)中，当的转化率刚好达到时，_______。
Ⅱ．用下图装置电解二氧化碳也可制取甲醇，控制在一定温度左右，持续通入二氧化碳，电解过程中物质的量基本不变。

（4）阴极电极反应式为：_______。
【答案】
（1）—90.7kJ/mol
（2）B     CMR模式下，只发生反应a，双功能的分子筛膜能及时分离出水蒸气，时平衡右移，二氧化碳产率增大
（3）＜     通过计算得出D点平衡常数K小于F点，该反应为吸热反应，升高温度，平衡常数K越大    
（4）7CO2+6e—+5H2O=CH3OH+6
【解析】
（1）由盖斯定律可知，反应a—b可得反应，则△H3=△H1—△H2=(—49.5kJ/mol)—(+41.2 kJ/mol)= —90.7kJ/mol，故答案为：—90.7kJ/mol；
（2）①A．恒压条件下，气体压强始终不变，则气体压强不再变化不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；
B．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，反应a是物质的量减小的反应，反应中气体平均相对分子质量增大，则气体平均相对分子质量不再变化说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确；
C．的比值与化学计量数的比值相等，反应中始终不变，则不再变化不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；
D．的物质的量之比为不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；
故选B；
②由表中数据可知模式下，只发生反应a，双功能的分子筛膜能及时分离出水蒸气，时平衡右移，二氧化碳产率增大，故答案为：CMR模式下，只发生反应a，双功能的分子筛膜能及时分离出水蒸气，时平衡右移，二氧化碳产率增大；
（3）①由图可知，D点二氧化碳和氢气的物质的量比为1：1，二氧化碳的转化率为60%，设容器的体积为1L，起始二氧化碳和氢气的物质的量均为1mol，则平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳和水蒸气的浓度分别为0.4mol/L、0.4mol/L、0.6mol/L和0.6mol/L ，反应的平衡常数K1==2.25，F点二氧化碳和氢气的物质的量比为1.5：1，二氧化碳的转化率为50%，设容器的体积为1L，起始二氧化碳的物质的量为1.5mol、氢气的物质的量为1mol，则平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳和水蒸气的浓度分别为0.75mol/L、0.25mol/L、0.75mol/L和0. 75mol/L ，反应的平衡常数K2==3，该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，化学平衡常数增大，由F点平衡常数大于D点可知，D点反应温度小于F点，故答案为：＜；通过计算得出D点平衡常数K小于F点，该反应为吸热反应，升高温度，平衡常数K越大；
②由图可知，G点二氧化碳和氢气的物质的量比为1.5：1，二氧化碳的转化率为40%，设容器的体积为1L，起始二氧化碳的物质的量为1.5mol、氢气的物质的量为1mol，则平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳和水蒸气的浓度分别为0.9mol/L、0.4mol/L、0.6mol/L和0. 6mol/L ，反应的平衡常数K3==1，反应达到平衡时由反应达到平衡时，正逆反应速率相等可得：=，== K3=1， 当二氧化碳的转化率为20%时，二氧化碳、氢气、一氧化碳和水蒸气的浓度分别为1.2mol/L、0.7mol/L、0.3mol/L和0. 3mol/L，则=1×=，故答案为：；
（4）由题意可知，通入二氧化碳的电极为电解池的阴极，在水分子作用下，二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲醇和碳酸氢根离子，电极反应式为7CO2+6e—+5H2O=CH3OH+6，故答案为：7CO2+6e—+5H2O=CH3OH+6。
18．（15分）洛哌丁胺(I)可用于腹泻的治疗，其一种合成路线如图：

已知：①C反应生成D的同时生成碳酸钾和一种常见的醇
②
③有关格氏试剂的反应：
R—XR—MgX(X代表卤素原子，下同)
RCOOCH3
（1）下列说法正确的是________。
A．1molI最多与2molNaOH反应 B．F中的含氧官能团为羧基
C．H中含有1个手性碳原子 D．B→C包含了加成反应和取代反应
（2）A的结构简式为_________，E的结构简式为_________，F的结构简式为_________。
（3）补充完整C→D的化学方程式C+2KOH→___________________。
（4）写出符合下列条件的X的两种同分异构体_________。
①含有一个六元环，无其他环状结构
②核磁共振氢谱为3组峰
（5）已知羟基能与格氏试剂发生反应。写出以、CH3OH、和乙二醇为原料制备的合成路线(其他试剂任选)________________________。
【答案】
（1）BD
（2）         
（3）+2KOH→+C2H5OH+Na2CO3
（4）、
（5）

【解析】
根据D的分子式、I的结构简式以及翻译D+H→I逆推，D为，根据题给信息①，推测C生成D的反应为肽键和酯基在碱性条件下的水解，结合C的分子式，可知C的结构简式为：，结合流程、根据信息③可知A为对二氯苯，B的结构简式为，X为；由G结合分子式可知F为、结合分子式和流程推知E为以此解题。
（1）A． 1molI所含-CON(CH3)2中C-N断裂能水解、氯原子连在苯环上水解生成酚羟基均能消耗氢氧化钠，1molI最多与3molNaOH反应，A错误；
B． F为，F中的含氧官能团为羧基，B正确；
C．手性碳原子一定是饱和碳原子、手性碳原子所连接的四个基团不同、H中没有手性碳原子，C错误；
D．B为、C为，根据信息③可知B→C时先发生加成反应生成、再水解得到C，故包含了加成反应和取代反应，D正确；
选BD。
（2）据分析A的结构简式为，E的结构简式为，F的结构简式为。
（3）C的结构简式为：，C生成D的反应为肽键和酯基在碱性条件下的水解，故对应的方程式为： +2KOH→ +C2H5OH +K2CO3。
（4）X为； X的两种同分异构体符合下列条件：①含有一个六元环，无其他环状结构②核磁共振氢谱为3组峰、则分子内有3种氢原子，考虑对称性可得：
、
（5）以为主要原料合成，目标产物含有2个五元环，因此从原料到目标产物，因此上的醛基不能直接与格氏试剂反应，只能利用根信息反应②进行合成，故先将氧化，羟基转变为酮羰基、醛基转变为羧基，再发生酯化反应后生成酯基，由于羰基、酯基均能与格氏试剂反应，因此需利用信息反应把羰基保护起来，等酯基与反应引入2个五元环后再水解重新生成羰基，由制成，故目标产物的合成路线为：。