2024年3月份第4周
化学
一、单选题
1．三星堆出土的青铜大面具亮相央视2022年春晚舞台，向世人展示了三星堆青铜文明的独特魅力和古老中华文明的绚丽多彩。下列有关说法正确的是( )
A.青铜的熔点和硬度均大于铜
B.基态Cu原子的价电子排布式为
C.用青铜合金制作大面具时涉及化学变化
D.青铜和铜都属于金属晶体
2．下列表示正确的是( )
A.HCl中σ键电子云轮廓图： B.HClO的电子式：
C.1-丁醇的键线式： D.的空间填充模型：
3．有机物M（）是一种药物合成的中间体。下列有关有机物M的说法不正确的是( )
A.属于芳香族化合物
B.分子中所有原子一定在同一平面内
C.其组成元素的第一电离能大小顺序为N>O>C
D.既能与盐酸反应又能与碳酸氢钠溶液反应
4．对氮氧化物进行催化还原的一步反应为。下列有关说法不正确的是( )
A.若为平面结构，则离子中为杂化
B.的VSEPR模型结构相同
C.反应中既是氧化剂又是还原剂
D.每生成，反应生成2 mol π键
5．化学创造美好生活。下列生产活动没有运用相应化学原理的是( )
选项 生产活动 化学原理
A 办公场所喷洒“84”消毒液消毒 NaClO有强氧化性，能使蛋白质变性
B 利用红薯制葡萄糖 淀粉在催化剂作用下发生水解反应
C 长途运输菠萝时，将其放置在盛装浸有酸性高锰酸钾溶液的硅藻土的容器中 酸性高锰酸钾溶液吸收乙烯
D 用作呼吸面具的氧气来源 能分解生成
A.A B.B C.C D.D
6．下列化学或离子方程式正确的是( )
A.与液溴反应：
B.将Fe置于冷的浓硝酸中：
C.乙醛与新制悬浊液共热：
D.等体积、等浓度的溶液与溶液混合：
7．在含铁配离子（用表示）存在下，某一物质发生反应的反应机理和相对能量变化如图所示：
下列说法正确的是( )
A.反应过程中Fe的成键数目不变
B.反应过程中断裂与形成的共价键类型相同
C.决定整个反应快慢的反应为
D.若无存在，则HCOOH无法转化为
8．某科研团队研发了如图所示的恒温可逆电池，电池工作时复合膜（由A、B膜复合而成）层间的解离成和，如图是放电时的原理示意图（A、B膜是离子交换膜，只允许离子穿过）。
下列说法正确的是( )
A.A膜是阳离子交换膜
B.连接时，A、B膜间水的质量减少
C.连接时，Pd催化电极上有极性键的断裂和生成
D.连接时，水的离子积减小
9．在523.15 K、7 MPa的条件下，乙烯通过固体酸催化可直接与水反应生成乙醇：。该反应的吉布斯自由能（）与温度（T）的关系如图所示（已知：分压=总压×物质的量分数）。下列说法正确的是( )
A.乙烯通过固体酸催化直接与水反应生成乙醇属于取代反应
B.加入更多的固体酸催化剂，有利于提高乙醇的平衡产率
C.由图象可知
D.当反应达到平衡状态时，体系的总压强为p，其中、均为1 mol，则用分压表示的平衡常数
10．新型超导材料晶体的晶胞结构中镁原子和镍原子位于顶点和面心，它们构成两种八面体空隙，一种由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子一起构成，两种八面体空隙的数量之比是1:3，碳原子只填充在镍原子构成的八面体空隙中，沿晶胞立方格子对角线取得的截图如图所示。下列说法不正确的是( )
A.基态Ni原子的价电子排布式为
B.该新型超导材料的化学式为
C.Mg的C配位数为6
D.若晶胞参数，该晶体密度为（为阿伏加德罗常数的值）
11．室温下，向20.00 mL 的某一元碱MOH溶液中滴加未知浓度的稀硫酸，混合溶液的温度与Poh[]随加入稀硫酸体积的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.b、c、d点对应的溶液中水的电离程度：c>b=d
B.a点对应的溶液中：
C.室温下一元碱MOH的电离常数
D.pOH=7时溶液中存在
二、实验题
12．氮化钡（）是一种棕色粉末，在空气中易被氧化，遇水会发生剧烈水解，实验室常用Ba与在加热条件下反应制得。某实验小组设计如下装置（夹持装置略去）制备氮化钡：
回答下列问题：
（1）仪器a的名称为_________，装置A中发生反应的化学方程式为_________。
（2）若装置B和F处可选用的试剂有碱石灰和无水，则无水应放置在装置_________（填“B”或“F”）处，装置F的作用为_________。
（3）实验观察到装置D中（填写具体现象），证明装置C中CuO完全反应。
（4）产品纯度的测定（假设产品中杂质只有未反应完的Ba）：称取14.54 g所得产品，先用无水乙醇进行处理，待充分反应后，加入足量稀硫酸充分反应，过滤、洗涤、干燥。
①加入无水乙醇时发生反应的化学方程式为_________。
②洗涤时，采用稀硫酸代替蒸馏水，其目的是_________。
③若最后得到干燥沉淀23.30 g，则产品纯度为_________（结果保留四位有效数字）。
三、填空题
13．某工厂用钛白酸性废水（主要含，还含微量）富集钪并制备氧化钪（）的工艺流程如图。
已知：I.“有机相”中主要含有；
Ⅱ.25 ℃时，草酸的电离平衡常数。
回答下列问题：
（1）“操作I”的名称为______；实验室中进行“萃取分液”和“操作I”时都要使用的玻璃仪器是____________。
（2）“有机相”用稀硫酸、混合溶液洗涤，其目的是______，该步转化的离子方程式是______。
（3）“滤渣”的主要成分是、_________。
（4）“含滤液”中的金属阳离子主要为，检验滤液中是否含的操作为________。
（5）25 ℃时用草酸溶液沉钪得到沉淀，沉钪过程中溶液中与的关系如图所示，则沉钪过程中溶液的________。
（6）草酸钪晶体在隔绝空气加热后，所得热重曲线如图所示。已知850 ℃时固体成分为Sc的氧化物，在550~850 ℃范围内，反应的化学方程式为__________。
14．控制碳的过度排放并采取有效措施将碳资源化利用是实现碳中和的重要途径。
已知：I.
Ⅱ.
请回答：
（1）和合成甲醇（涉及物质均为气态）的热化学方程式为_________，该反应在________（填“高温”“低温”或“任意温度”）下可自发进行。
（2）在催化剂的作用下和甲醇反应生成碳酸二甲酯（）的反应为。向体积为1 L的恒容密闭容器中按物质的量之比为1:2通入和，保持其他初始条件不变重复实验，如图是不同催化剂作用下，测得相同时间内碳酸二甲酯的产率随温度的变化情况。
①下列说法正确的是_________。
A.混合气体的密度不变表示反应已经达到平衡
B.Y点时反应在该温度下已经达到平衡
C.适当增大压强能够提高碳酸二甲酯的产率
D.延长X点的反应时间，碳酸二甲酯的产率能够与Z点相等
②W点后两种催化剂作用下碳酸二甲酯的转化率相同的原因是_______。
（3）某温度下，向上述恒容密闭容器中加入和生成碳酸二甲酯（g），同时发生副反应，假设达到平衡时生成了碳酸二甲酯和，则该温度下反应生成碳酸二甲酯的平衡常数_______（用含的代数式表示）。
（4）研究表明使用硅胶等脱水剂能够提高（2）反应中的平衡转化率，原因是_________，请在上述图中画出在催化剂1的条件下，使用硅胶脱水剂时碳酸二甲酯的平衡产率随温度的变化曲线（已知：右侧纵坐标轴的刻度与左侧的相同）。
15．化合物A是石油化工的一种重要原料，以A和水煤气为原料合成化合物D的路线如下。
已知：
回答下列问题：
（1）化合物A和水煤气（CO、体积比为1:1）在催化剂1作用下发生原子利用率为100%的反应，则A的结构简式为_________；光照下丙醛和的反应类型是________。
（2）化合物C极易溶于水，主要原因是________；产物D分子中含有的官能团名称为________。
（3）写出条件1下生成B的化学方程式（条件1要写成具体的反应条件）________。
（4）B与C反应的目的是________。经高锰酸钾碱性溶液氧化得到的产物分子式为，其同分异构体较多，写出满足下列条件的同分异构体的结构简式（不考虑同一个碳上连两个—OH的情况）。
①能和碳酸氢钠溶液发生反应
②1 mol该物质和足量Na反应可得到标准状况下33.6 L氢气
③该物质的核磁共振氢谱只有4组峰
（5）请完成以呋喃甲醛、甲醇为原料，制备医药中间体的合成路线，标注必要的物质和反应条件：。
参考答案
1．答案：D
解析：一般情况下合金的熔点比各组分金属的小，青铜的熔点小于铜的，A错误；铜元素的原子序数为29，基态Cu原子的价电子排布式为，B错误；用青铜合金制作大面具时没有新物质生成，属于物理变化，C错误；青铜和铜都是由金属阳离子和自由电子形成的金属晶体，D正确。
2．答案：A
解析：HCl中形成s—p σ键，其形成过程可表示为，A正确；HClO分子中氢原子、氯原子分别与氧原子形成一对共用电子对，电子式为，B错误；表示的是1-丙醇，C错误；的空间填充模型中碳原子半径应大于氧原子半径，D错误。
3．答案：B
解析：M分子中含有苯环，属于芳香族化合物，A正确；M分子中含有的的空间结构为三角锥形，所以分子中所有原子不可能在同一平面内，B错误；一般来说，同一周期主族元素从左到右第一电离能逐渐增大，但N的2p轨道处于半充满状态，较稳定，第一电离能，C正确；M分子中含有氨基和羧基，具有两性，既能与盐酸反应又能与碳酸氢钠溶液反应，D正确。
4．答案：A
解析：若离子中为杂化，应为正四面体结构，A错误；和中的氮原子、中的氧原子价层电子对数都为4，所以的VSEPR模型结构相同，都是四面体形，B正确；由方程式可知，反应中NO中氮元素、铜元素的化合价降低，被还原，NO和是反应的氧化剂，部分中氮元素的化合价升高，被氧化，是反应的还原剂，C正确；氮气分子中含氮氮三键，一个三键中有2个π键，则每生成，反应生成2 mol π键，D正确。
5．答案：D
解析：NaClO有强氧化性，能使蛋白质氧化变性从而杀灭病毒，A正确；红薯的主要成分是淀粉，淀粉在催化剂作用下发生水解反应生成葡萄糖，B正确；菠萝成熟时会释放催熟剂乙烯，用酸性高锰酸钾溶液吸收乙烯可以起到保鲜的作用，C正确；可与反应生成和既是氧化剂又是还原剂，D错误。
6．答案：C
解析：在溴化铁作催化剂条件下，苯与液溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢，不可能生成氢气，A错误；铁在冷的浓硝酸中发生钝化反应生成致密的氧化膜，不能反应生成，B错误；碱性条件下，乙醛与新制氢氧化铜悬浊液共热发生反应生成乙酸钠、氧化亚铜沉淀和水，反应的化学方程式为，C正确；等体积、等浓度的氢氧化钡溶液与硫酸氢铵溶液反应生成硫酸钡沉淀、一水合氨和水，反应的离子方程式为，D错误。
7．答案：C
解析：由题中左图知，反应①中Fe的成键数目由2变为3，A项错误；整个过程中没有非极性键断裂但有非极性键形成（生成），B项错误；反应的适化能越大，反应速率越慢，慢反应决定整个反应的快慢，由题中右图知Ⅳ→I过程反应的活化能最大，反应速率最慢，C项正确；总反应的，若无催化剂存在，反应也可自发进行，D项错误。
8．答案：C
解析：第一步：根据图示判断电化学装置类型。该装置为二次电池，既可充电又可放电。第二步：根据图示，判断正、负极和阴、阳极。连接时，装置为原电池，Z为负极，Pd催化电极为正极。连接时，装置为电解池，此时Zn为阴极，Pd催化电极为阳极。第三步：书写电极反应式。Zn为负极时，电极反应式为，Pd催化电极为正极时，电极反应式为；Zn为阴极时，发生还原反应，电极反应式为，Pd催化电极为阳极时，发生氧化反应，电极反应式为。第四步：逐项分析判断。由上述分析可知，放电时通过阴离子交换膜进入左侧，故A膜是阴离子交换膜，A错误。连接时，装置为电解池，阴极区的通过阴离子交换膜移向A、B膜之间，阳极区的通过B膜（阳离子交换膜或质子交换膜）进入A、B膜之间，在A、B膜之间生成水，水的质量增加，B错误。连接时，Pd催化电极上的电极反应式为，从反应物和产物的结构分析，分子中极性键断裂，HCOOH分子中有O—H、C—H极性键生成，C正确。充放电过程中装置为恒温，水的离子积为定值，D错误。
9．答案：D
解析：是加成反应，故A错误；固体酸作为催化剂，不能影响化学平衡的最终状态，对乙醇的平衡产率没有影响，故B错误；，根据图示，低温条件下，高温条件下，可知低温条件下反应能自发进行，则，故C错误；平衡时均为1 mol，则三者的分压均为，故用分压表示的平衡常数，故D正确。
10．答案：C
解析：Ni为第四周期Ⅷ族的28号元素，基态Ni原子核外电子排布式为（或），故其价电子排布式为，A正确。第一步：根据题给信息分析晶胞的结构图。在题述晶胞中，八面体空隙的中心位于体心位置和所有棱心位置，它们的比例是1:3，中心位于体心位置的八面体由镍原子构成，可填入碳原子，而中心位于棱心位置的八面体由2个镁原子和4个镍原子一起构成，不填碳原子，所以C处于体心位置，则Mg处于顶点位置，Ni处于面心位置，该超导材料晶体的结构如图所示：。第二步：根据均摊法得出晶胞中Mg、Ni、C的个数。晶胞中含Mg的个数为，含Ni的个数为，含C的个数为1。第三步：根据个数比得出化学式。该新型超导材料的化学式为，B正确。由图可知，与Mg距离最近的C的个数为8，配位数为8，C错误。该晶体密度，D正确。
11．答案：B
解析：由图知，b点时，溶液溶质主要为MOH，有少量，MOH的电离占主导作用，抑制水的电离，温度比室温稍高，pOH≈3.2，则水电离出的，c点为酸碱恰好完全反应的点，生成了强酸弱碱盐，促进了水的电离，d点时硫酸过量，的电离占主导作用，酸抑制水的电离，水电离出的，因此水的电离程度：c>b>d，A项错误；a点时，消耗稀硫酸5 mL，根据图象分析可知：加入的的物质的量为，溶液中原MOH的物质的量为，据物料守恒知，，B项正确；由图知溶液的pOH=3，即，据知，，C项错误；由图可知pOH=7时，温度高于室温，，再由电荷守恒式知：时，，即溶液中有，D项错误。
12．答案：（1）恒压滴液漏斗；
（2）F；防止空气中的水蒸气进入装置E中
（3）D中气泡明显减少
（4）①
②减少硫酸钡溶解损失
③0.9058或90.58%
解析：（1）仪器a为恒压滴液漏斗；A中浓氨水与CaO反应生成和。
（2）根据实验装置分析可知，装置B主要是为了除去氨气中的水蒸气，装置F主要是为了防止空气中水蒸气进入装置E中，由于无水能吸收氨气，所以不宜放置在装置B处。
（3）C中发生的反应为，所以C中现象为黑色固体变红色，若CuO完全反应，则直接进入浓硫酸中，由于能被浓硫酸吸收，所以实验现象为D中气泡明显减少。
（4）①Ba是活泼金属，直接与硫酸反应太剧烈，有安全隐患，所以采用乙醇处理，根据乙醇与钠反应可类比得到无水乙醇与Ba反应的化学方程式为。②根据溶解平衡，可知使用稀硫酸洗涤，可抑制硫酸钡的溶解，减少损失，使测定结果更准确。③设产品的纯度为x，依题意有，所以或90.58%。
13．答案：（1）过滤；烧杯
（2）将氧化为；
（3）
（4）取少量滤液于洁净的试管中，向其中滴加几滴KSCN溶液，若溶液未出现红色，证明不含
（5）2
（6）
解析：（1）经“操作I”得到滤渣，该操作应为过滤，实验室中进行“萃取分液”与“过滤”时均需要用到的玻璃仪器为烧杯。
（2）“有机相”中主要含有，酸洗时加入的目的是将氧化为，有利于后面沉淀除去，该步转化的离子方程式是。
（3）由以上分析可知，“滤渣”的主要成分是。
（4）检验滤液中是否含有的灵敏试剂为KSCN溶液，操作为取少量滤液于洁净的试管中，向其中滴加几滴KSCN溶液，若溶液未出现红色，证明不含。
（5）25 ℃时，草酸的电离平衡常数，根据图中与的关系可知，，，故，则沉钪过程中溶液的。
（6）550 ℃时，剩余固体的质量与原始固体的质量比为，则550 ℃时的固体是，850 ℃时剩余固体的质量与原始固体的质量比为，即，则，即850 ℃时剩余固体是，在550~850 ℃范围内，反应的化学方程式为。
14．答案：（1） ；低温
（2）①CD
②W点后，两种催化剂作用下，所测时间内反应均已经达到平衡
（3）（或）
（4）硅胶脱水剂吸收生成物中的水，使平衡向正反应方向移动；
解析：（1）根据盖斯定律，由反应I+反应Ⅱ得和合成甲醇的热化学方程式，该反应为熵减小的放热反应，根据自发反应的判断依据可知该反应在低温下可自发进行。
（2）①该反应反应物、生成物均为气体，在恒容密闭容器中反应，混合气体密度一直不变，A错误；在相同的温度和相同的时间内，Y点的产率小于Z点，说明Y点不是该温度下碳酸二甲酯的最大产率，故Y点时反应没有达到平衡，B错误；该反应的正反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，能够提高碳酸二甲酯的产率，C正确；该反应为放热反应，温度升高，平衡常数减小，X点对应温度下碳酸二甲酯的平衡转化率大于Z点对应温度下的平衡转化率（Z点是平衡点），因此，延长X点的反应时间，碳酸二甲酯的产率能够与Z点相等，D正确。②W点后，两种催化剂作用下，所测时间内反应均已经达到平衡，催化剂不影响反应的平衡状态，因此碳酸二甲酯的产率相等，并随着温度的升高而降低。
（3）由题意可列三段式：
。
（4）使用硅胶脱水剂能吸收生成物中的水，使平衡向正反应方向移动，提高的平衡转化率；反应为放热反应，在其他条件不变的情况下，平衡产率应随着温度的升高而降低，在使用硅胶脱水剂的情况下，平衡产率比不使用时的大。
15．答案：（1）；取代反应
（2）乙二醇和水形成分子间氢键；羟基和醛基
（3）
（4）保护醛基；
（5）
解析：（1）综合上述分析，A的结构简式为；光照下丙醛和的反应为取代反应。
（2）化合物C易溶于水，主要原因是水与乙二醇形成分子间氢键。产物D是2,3-二羟基丙醛，官能团为羟基和醛基。
（4）丙烯醛和乙二醇在催化剂2的作用下反应的主要目的是保护醛基，避免氧化碳碳双键时氧化醛基。带有限定条件的同分异构体的书写常用残基法。第一步：确定分子式及官能团。同分异构体的分子式为，不饱和度为1。能和碳酸氢钠溶液发生反应，说明同分异构体中含有—COOH；1 mol该物质和足量Na反应可得到标准状况下33.6 L氢气，说明1分子该物质含有一个—COOH和2个—OH；该物质的核磁共振氢谱只有4组峰，说明结构高度对称。第二步：减已知部分。剩余4个碳原子均饱和。第三步：书写同分异构体。结构为。
