平罗中学2024届高三年级第五次模拟考试
理科综合能力测试
化学试卷
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.作答时，务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
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 N：14 O：16 Fe：56 I：127
一、选择题：本题共7小题，每小题6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. 化学与生产、生活和社会息息相关，下列有关说法错误的是
A. 用于火箭发动机的碳化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料
B. 载人飞船采用了太阳能刚性电池阵，将太阳能转化为电能供飞船使用
C. 运动员剧烈运动后，补充的运动饮料中含有糖类和一定浓度的NaCl、KCl等
D. 合成氨的反应塔与外加电源的正极相连，并维持一定的电压可以钝化防腐
2. 用下列装置不能达到相关实验目的的是
A. 用装置甲证明：ρ(煤油)<ρ(钠)<ρ(水)
B. 利用图乙装置检验乙醇与浓硫酸共热生成了乙烯
C. 用装置丙制取无水MgCl2
D. 用装置丁制取金属锰
3. 中成药连花清瘟胶囊可用于流感的防治，其成分之一绿原酸的结构简式如下：
下列关于绿原酸的叙述不正确的是
A. 苯环上的一氯代物有三种 B. 1 mol该物质最多可与4 mol氢气发生加成反应
C. 分子中所有碳原子可能共平面 D. 该分子含有手性碳原子
4. 某种二价铜微粒[CuⅡ(NH3)2]2+的催化剂可用于汽车尾气脱硝。催化机理如图甲，反应历程如图乙。下列说法正确的是
A. 升高温度，脱硝反应的正反应速率的增大程度小于逆反应速率的增大程度
B. 该催化过程的总反应方程式为
C. [CuⅡ(NH3)2]2+可加快脱硝速率，提高脱硝的平衡转化率
D. 微粒[CuⅡ(NH3)2]2+中的NH3的键角小于氨气中NH3分子的键角
5. X、Y、Z、W、Q为原子序数递增的短周期主族元素，最外层电子数之和为22。W的单质常温下是黄色固体。X、Y的单质在黑暗条件下就剧烈爆炸。下列说法错误的是
A. 化合物ZY熔融状态下可以导电
B. WY6分子中W的最外层电子数为12
C. 离子半径：W＞Q＞Y＞X
D. Q有多种氧化物，且均为酸性氧化物
6. 一种应用间接电氧化红曲红（M）合成新型红曲黄色素（N）的装置如图。下列说法正确的是
已知：由M到N的反应可表示为（已配平）。
A. 该合成方法中的能量转换形式是化学能全部转化为电能
B. b极为阳极，电极反应式为
C. 理论a极上生成的氧气与b极上消耗的氧气的质量之比为
D. 反应前后保持不变
7. 常温下，用0.20mol·L-1盐酸滴定25.00mL0.20mol·L-1NH3·H2O溶液，所得溶液pH、NH4+和NH3·H2O的物质的量分数(x)与滴加盐酸体积的关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 曲线①代表x(NH3·H2O)
B. 当溶液显中性时，滴入盐酸的体积小于25.00mL
C. NH3·H2O的电离常数约为1×10-9.26
D. a点的溶液中存在c(NH)=c(NH3·H2O)>c(Cl-)
二、非选择题：共58分，第8-10题为必考题，每个试题考生都必须作答。第11-12题为选考题，考生根据要求作答。
(一)必考题：共43分。
8. 水合肼(N2H4·H2O)作为一种重要的精细化工原料，主要用于合成AC、D1PA，TSH等发泡剂。工业上常用尿素[CO(NH2)2]、NaOH、NaClO溶液反应制备水合肼。
已知：①Cl2与NaOH反应为放热反应，Cl2与热的NaOH溶液反应会生成NaClO3。
②N2H4·H2O沸点为118℃，具有强还原性。
回答下列问题：
Ⅰ．制备NaClO溶液(实验装置如图所示)：
（1）配制30%NaOH溶液时，所需玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和_______。
（2）装置C中发生反应的离子方程式为_______，用冰水浴控制温度在25℃以下，其主要目的是_______。
Ⅱ．制备水合肼：
将制得的NaClO与NaOH的混合溶液滴入尿素水溶液中，在一定温度下加热，装置如图所示(夹持及控温装置已略)，充分反应后，仪器X中的溶液经蒸馏获得水合肼粗品，剩余溶液再进一步处理还可获得副产品NaCl和Na2CO3·10H2O。
（3）仪器X的名称是_______，X中发生反应的化学方程式是_______。
（4）若滴加NaClO溶液的速度较快时，水合肼的产率会下降，原因是_______。
（5）水合肼是二元弱碱，在溶液中可发生类似NH3·H2O的电离。写出水合肼和HCl控物质的量之比为1∶1反应的离子方程式：_____。
（6）实验室可用碘测定水合肼的浓度，称取5.0g水合肼样品，加入适量水、稀硫酸、碳酸氢钠，配成500mL溶液，从中取出20.00mL溶液于锥形瓶中，滴入几滴淀粉溶液，用0.200mol·L-1I2标准溶液进行滴定，滴定终点的现象是_______，测得消耗标准溶液的体积为24.00mL，则样品中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数为______(已知：N2H4·H2O+2I2+H2SO4+6NaHCO3=N2↑＋4NaI+6CO2↑+Na2SO4+7H2O)。
9. 以钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有MgO、CaO、SiO2等杂质)为原料合成锂离子电池的电极材料钛酸锂(Li4Ti5O12)和铁红(Fe2O3)的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）已知FeTiO3与盐酸反应后有TiOCl2生成，写出该反应的化学方程式：___________。
（2）“酸浸”过程中，用不同溶剂溶解HCl，图中a为HCl-CH3OH(无水)、b为HCl-H2O(3 mol·L-1盐酸)、c为HCl-CH3OH-H2O(H2O占体积比50%)；图甲表示在35 °C时铁和钛。的浸出率随时间的变化，图乙表示铁和钛的浸出率随温度的变化：
根据上图，可知“酸浸”时适宜选择的溶剂为___________(填“a”“b”或“c”)、温度为___________；在HCl浓度相同的情况下，温度高于35°C时，铁和钛的浸出率下降的原因是___________。
（3）“溶钛”时生成过氧化肽酸铵[(NH4)2Ti5O15]，其中每个该分子中含有过氧键(O-O)的数目为___________个。
（4）“沉铁”过程中生成一种能使石灰水变浑浊的气体，该过程的离子方程式为___________。
（5）“沉铁”过滤后，“洗涤”沉淀的操作方法是___________。
（6）FeCO3达到沉淀溶解平衡时，室温下测得溶液的pH为8，c(Fe2+ )为1.0 ×10-5 mol·L-1，通过计算判断所得FeCO3固体中是否混有Fe(OH)2：___________ {已知：Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17}。
10. 人类利用二氧化碳合成淀粉对社会发展起着重要作用，合成过程首先是利用二氧化碳制备甲醇，合成甲醇的反应为 。回答下列问题：
（1）已知：
① ；
② ；
③a、b均为大于零的数，且a＞b。
_______（用含a、b的式子表示）。某研究小组设计合成的路线及的部分应用如图所示，图中熔融碳酸盐燃料电池的正极电极反应式为__________________。
（2）研究合成甲醇的催化剂时，在其他条件不变仅改变催化剂种类的情况下，对反应器出口产品进行成分分析，结果如图所示。在以上催化剂中，该反应应选择的最佳催化剂为________________。
（3）在研究该反应历程时发现：反应气中水蒸气含量会影响的产率。为了研究水分子对该反应机制的内在影响，我国学者利用计算机模拟，研究添加适量水蒸气前后对能垒较大的反应历程能量变化的影响（如图所示，吸附在催化剂表面的物种用*标注）。
①依反应历程图所示，写出有水参与时反应的化学方程式：___________________。
②结合图3及学过的知识推测，有水参与的历程，反应速率加快的原因是_____________________。
（4）在T℃时，将6mol （g）和12mol （g）充入容积为10L的恒容容器中，只发生，初始压强为 kPa，测得体系中剩余（g）的物质的量随时间变化如图中状态Ⅰ所示。
①T℃时，0～1min内甲醇的反应速率__________，该反应的平衡常数_________。（用平衡分压代替平衡浓度计算，列出计算式）
②保持投料量不变，仅改变某一个条件后，测得随时间变化如图中状态Ⅲ所示，与状态Ⅰ相比，状态Ⅲ改变条件可能是___________________。
(二)选考题：请考生从2道化学题中任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。
[化学—选修3：物质结构与性质]
11. Si、S、Se在自然界中形成多种多样的物质结构。回答下列问题：
（1）Se与O同族，电负性较大是______；基态Se原子的价电子运动状态有____种。
（2）已知液态的二氧化硫可以发生类似水的自电离：。中各原子满足8电子结构，则其键和键数目之比为_______，的空间结构为_______。
（3）有一种观点认为：由于硅的价层有可以利用的空d轨道，而碳没有，因此两者化合物结构和性质存在较大差异。化合物和的结构如图所示，为平面形，二者中N的杂化方式分别为________，二者中更易与形成配位键的是________。
（4）Se与Si均为非金属元素，熔点(>1700℃)明显高于(315℃)，原因______。
（5）氧化亚铁晶体的晶胞如图所示。已知：氧化亚铁晶体的密度为ρ g·cm-3，NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中，与O2-紧邻且等距离的Fe2＋数目为______，Fe2＋与O2-最短核间距为_____pm。
[化学——选修5：有机化学基础]
12. W是一种抗肿瘤药物，其合成路线如下图所示，回答下列问题(部分反应条件已略去)。
已知：“”代表乙基；“”代表N，N—二甲基甲酰胺。
（1）化合物A的分子式为___________。
（2）由D转化为E的反应类型为___________，化合物G中含氧官能团的名称为___________。
（3）化合物B中手性碳原子有___________个。
（4）写出由F生成G的化学方程式___________。
（5）A的同分异构体有多种，其中满足下列条件的同分异构体有___________种(考虑立体异构)。
①与A含有相同的官能团，“”与苯环直接相连 ②苯环上有2个取代基
写出核磁共振氢谱有4组峰，且峰的面积之比为的结构简式___________。
（6）写出和合成的路线(无机试剂任选)。_______
已知：能与酯基反应；在催化下，能将硝基转化为氨基。
平罗中学2024届高三年级第五次模拟考试
理科综合能力测试
化学试卷
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.作答时，务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
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 N：14 O：16 Fe：56 I：127
一、选择题：本题共7小题，每小题6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. 化学与生产、生活和社会息息相关，下列有关说法错误的是
A. 用于火箭发动机的碳化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料
B. 载人飞船采用了太阳能刚性电池阵，将太阳能转化为电能供飞船使用
C. 运动员剧烈运动后，补充的运动饮料中含有糖类和一定浓度的NaCl、KCl等
D. 合成氨的反应塔与外加电源的正极相连，并维持一定的电压可以钝化防腐
【答案】D
【解析】
【详解】A．碳化硅陶瓷材料是人教版必修一硅酸盐章节知识，它具备耐高温的特点，是一种新型无机非金属材料，故A正确；
B．太阳能刚性电池阵，外壳由铝合金、不锈钢等，电池板由单晶硅、多晶硅等构成，将太阳能转化为电能供飞船使用，故B正确；
C．运动员剧烈运动后，会大量出汗，补充的运动饮料中含有糖类和一定浓度的NaCl、KCl等，可以补充能量和电解质，故C正确；
D．与外加电源的正极相连，则反应塔作阳极，根据电解原理，阳极失去电子，发生氧化反应，被腐蚀，起不到保护作用，故D错误；
答案为D。
2. 用下列装置不能达到相关实验目的的是
A. 用装置甲证明：ρ(煤油)<ρ(钠)<ρ(水)
B. 利用图乙装置检验乙醇与浓硫酸共热生成了乙烯
C. 用装置丙制取无水MgCl2
D. 用装置丁制取金属锰
【答案】B
【解析】
【详解】A．装置甲中钠在水和煤油的界面上下跳动，证明：ρ(煤油)<ρ(钠)<ρ(水)，故不选A；
B．乙醇具有挥发性，乙醇、乙烯都能使高锰酸钾溶液褪色，图乙高锰酸钾褪色，不能证明乙醇与浓硫酸共热生成了乙烯，故选B；
C．为防止氯化镁水解，在氯化氢气流中加热氯化镁晶体制取无水MgCl2，故不选C；
D．利用铝热反应可以制备金属锰，故不选D；
选B。
3. 中成药连花清瘟胶囊可用于流感的防治，其成分之一绿原酸的结构简式如下：
下列关于绿原酸的叙述不正确的是
A. 苯环上的一氯代物有三种 B. 1 mol该物质最多可与4 mol氢气发生加成反应
C. 分子中所有碳原子可能共平面 D. 该分子含有手性碳原子
【答案】C
【解析】
【分析】根据上述有机物结构可知，分子中含（酚）羟基、羟基、碳碳双键、酯基、羧基，据此分析解答。
【详解】A．上述分子苯环上有3种环境的氢原子，所以苯环上的一氯代物有3种，故A项正确；
B．苯环和碳碳双键均可与氢气发生加成反应，所以1 mol该物质最多可与3mol+1mol=4 mol氢气发生加成反应，故B项正确；
C．分子中有含饱和碳原子的六元环，该环上的碳原子一定不共面，故C项错误；
D．1个绿原酸分子中含有4个手性碳原子，如图所示，，故D项正确；
故本题选C。
4. 某种二价铜微粒[CuⅡ(NH3)2]2+的催化剂可用于汽车尾气脱硝。催化机理如图甲，反应历程如图乙。下列说法正确的是
A. 升高温度，脱硝反应的正反应速率的增大程度小于逆反应速率的增大程度
B. 该催化过程的总反应方程式为
C. [CuⅡ(NH3)2]2+可加快脱硝速率，提高脱硝的平衡转化率
D. 微粒[CuⅡ(NH3)2]2+中的NH3的键角小于氨气中NH3分子的键角
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据图乙可知该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，脱硝反应的正反应速率的增大程度小于逆反应速率的增大程度，A正确；
B．根据图甲可知，该催化过程的总反应方程式为，B错误；
C．[CuⅡ(NH3)2]2+可加快脱硝速率，但是不能改变脱硝的平衡转化率，C错误；
D．微粒[CuⅡ(NH3)2]2+中的NH3没有孤电子对，键角大于氨气中NH3分子的键角，D错误；
故选A。
5. X、Y、Z、W、Q为原子序数递增的短周期主族元素，最外层电子数之和为22。W的单质常温下是黄色固体。X、Y的单质在黑暗条件下就剧烈爆炸。下列说法错误的是
A. 化合物ZY熔融状态下可以导电
B. WY6分子中W的最外层电子数为12
C. 离子半径：W＞Q＞Y＞X
D. Q有多种氧化物，且均为酸性氧化物
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y、Z、W、Q为原子序数递增的短周期主族元素， W的单质常温下是黄色固体，W为S元素，X、Y的单质在黑暗条件下就剧烈爆炸，X为H元素，Y为F元素，五种元素最外层电子数之和为22，Z和Q的最外层电子数之和为8，则Q为Cl，Z为Na，以此解答。
【详解】A．NaF是离子化合物，熔融状态下可以导电，A正确；
B．SF6分子中S形成6个共价键，最外层电子数为12，B正确；
C．离子电子层数越多，半径越大，电子层数相等时，核电荷数越大，半径越小，则离子半径：S2-＞Cl-＞F-＞H+，C正确；
D．ClO2中氯元素的化合价为+4价，不可能通过非氧化还原反应生成酸，故ClO2不属于酸性氧化物，D错误；
故选D。
6. 一种应用间接电氧化红曲红（M）合成新型红曲黄色素（N）的装置如图。下列说法正确的是
已知：由M到N的反应可表示为（已配平）。
A. 该合成方法中的能量转换形式是化学能全部转化为电能
B. b极为阳极，电极反应式为
C. 理论a极上生成的氧气与b极上消耗的氧气的质量之比为
D. 反应前后保持不变
【答案】C
【解析】
【分析】由题干电解池装置图可知，a极发生氧化反应，电极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，则a极为阳极，b极为阴极，发生还原反应，电极反应为：2H++O2+2e-=H2O2，然后H2O2把转化为，M将又还原为，据此分析解题。
【详解】A．电解池工作时，电能不可能完全转化为化学能，故该合成方法中的能量转换形式是电能转化为化学能和热能等，A错误；
B．由分析可知，b极为阴极，电极反应式为，B错误；
C．根据电子守恒可知，a极电极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，b极电极反应为：2H++O2+2e-=H2O2，故理论a极上生成的氧气与b极上消耗的氧气的质量之比为，C正确；
D．由题干图示信息可知，根据反应H2O2+=+H2O，，反应中阴极区产生H2O，即反应后变小，D错误；
故答案：C。
7. 常温下，用0.20mol·L-1盐酸滴定25.00mL0.20mol·L-1NH3·H2O溶液，所得溶液的pH、NH4+和NH3·H2O的物质的量分数(x)与滴加盐酸体积的关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 曲线①代表x(NH3·H2O)
B. 当溶液显中性时，滴入盐酸的体积小于25.00mL
C. NH3·H2O的电离常数约为1×10-9.26
D. a点的溶液中存在c(NH)=c(NH3·H2O)>c(Cl-)
【答案】C
【解析】
【详解】A．随着盐酸的滴入，溶液pH减小，且在二者恰好完全反应前后，pH会发生突变，溶液中铵根离子的物质的量增加、一水合氨的物质的量减小，所以①代表x(NH3·H2O)、曲线②代表x()，A正确；
B．氯化铵溶液显酸性，则当溶液显中性时，溶液溶质为氯化铵和一水合氨，此时滴入盐酸的体积小于25.00mL，故B正确；
C．a点溶液中=c(NH3·H2O)，此时溶液的pH为9.26，pOH=pKw-pH=4.74溶液中c（OH-）=10-4.74mol/L，则，故C错误；
D．a点溶液中c()=c(NH3·H2O)，此时溶液的pH为9.26，溶液显碱性，c(OH-)＞c(H+)，根据电荷守恒，可知c(Cl-)＜c()，D正确；
故答案为：C。
二、非选择题：共58分，第8-10题为必考题，每个试题考生都必须作答。第11-12题为选考题，考生根据要求作答。
(一)必考题：共43分。
8. 水合肼(N2H4·H2O)作为一种重要的精细化工原料，主要用于合成AC、D1PA，TSH等发泡剂。工业上常用尿素[CO(NH2)2]、NaOH、NaClO溶液反应制备水合肼。
已知：①Cl2与NaOH反应为放热反应，Cl2与热的NaOH溶液反应会生成NaClO3。
②N2H4·H2O沸点为118℃，具有强还原性。
回答下列问题：
Ⅰ．制备NaClO溶液(实验装置如图所示)：
（1）配制30%NaOH溶液时，所需玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和_______。
（2）装置C中发生反应的离子方程式为_______，用冰水浴控制温度在25℃以下，其主要目的是_______。
Ⅱ．制备水合肼：
将制得的NaClO与NaOH的混合溶液滴入尿素水溶液中，在一定温度下加热，装置如图所示(夹持及控温装置已略)，充分反应后，仪器X中的溶液经蒸馏获得水合肼粗品，剩余溶液再进一步处理还可获得副产品NaCl和Na2CO3·10H2O。
（3）仪器X的名称是_______，X中发生反应的化学方程式是_______。
（4）若滴加NaClO溶液的速度较快时，水合肼的产率会下降，原因是_______。
（5）水合肼是二元弱碱，在溶液中可发生类似NH3·H2O的电离。写出水合肼和HCl控物质的量之比为1∶1反应的离子方程式：_____。
（6）实验室可用碘测定水合肼的浓度，称取5.0g水合肼样品，加入适量水、稀硫酸、碳酸氢钠，配成500mL溶液，从中取出20.00mL溶液于锥形瓶中，滴入几滴淀粉溶液，用0.200mol·L-1I2标准溶液进行滴定，滴定终点的现象是_______，测得消耗标准溶液的体积为24.00mL，则样品中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数为______(已知：N2H4·H2O+2I2+H2SO4+6NaHCO3=N2↑＋4NaI+6CO2↑+Na2SO4+7H2O)。
【答案】（1）量筒 （2） ①. ②. 降低装置C中反应温度，防止温度太高生成NaClO
（3） ①. 三颈烧瓶 ②.
（4）N2H4·H2O会被NaClO氧化
（5）
（6） ①. 滴入最后半滴I2标准溶液时，溶液变成蓝色，且半分钟内不褪色 ②. 60%
【解析】
【分析】氯气和氢氧化钠溶液的反应生成NaClO，为避免生成NaClO3，可以通过冰水浴控制温度；生成的NaClO与尿素反应生成N2H4 H2O和Na2CO3，通过蒸馏分离出N2H4 H2O，据此结合对应物质的性质以及题给信息解答该题。
【小问1详解】
配制30%NaOH溶液时不需要容量瓶，所需玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和量筒。
【小问2详解】
装置C制备次氯酸钠，其中发生反应的离子方程式为，由于反应放热，因此用冰水浴控制温度在25℃以下的主要目的是降低装置C中反应温度，防止温度太高生成NaClO。
【小问3详解】
仪器X的名称是三颈烧瓶，X装置制备水合肼，其中发生反应的化学方程式是。
【小问4详解】
若滴加NaClO溶液的速度较快时，由于N2H4·H2O会被NaClO氧化，所以水合肼的产率会下降。
【小问5详解】
水合肼是二元弱碱，在溶液中可发生类似NH3·H2O的电离，因此水合肼和HCl控物质的量之比为1∶1反应的离子方程式为。
【小问6详解】
碘遇淀粉显蓝色，所以滴定终点的现象是滴入最后半滴I2标准溶液时，溶液变成蓝色，且半分钟内不褪色，测得消耗标准溶液的体积为24.00mL，根据方程式N2H4·H2O+2I2+H2SO4+6NaHCO3＝N2↑＋4NaI+6CO2↑+Na2SO4+7H2O可知样品中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数为＝60%。
9. 以钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有MgO、CaO、SiO2等杂质)为原料合成锂离子电池的电极材料钛酸锂(Li4Ti5O12)和铁红(Fe2O3)的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）已知FeTiO3与盐酸反应后有TiOCl2生成，写出该反应的化学方程式：___________。
（2）“酸浸”过程中，用不同溶剂溶解HCl，图中a为HCl-CH3OH(无水)、b为HCl-H2O(3 mol·L-1盐酸)、c为HCl-CH3OH-H2O(H2O占体积比50%)；图甲表示在35 °C时铁和钛。的浸出率随时间的变化，图乙表示铁和钛的浸出率随温度的变化：
根据上图，可知“酸浸”时适宜选择的溶剂为___________(填“a”“b”或“c”)、温度为___________；在HCl浓度相同的情况下，温度高于35°C时，铁和钛的浸出率下降的原因是___________。
（3）“溶钛”时生成过氧化肽酸铵[(NH4)2Ti5O15]，其中每个该分子中含有过氧键(O-O)的数目为___________个。
（4）“沉铁”过程中生成一种能使石灰水变浑浊的气体，该过程的离子方程式为___________。
（5）“沉铁”过滤后，“洗涤”沉淀的操作方法是___________。
（6）FeCO3达到沉淀溶解平衡时，室温下测得溶液的pH为8，c(Fe2+ )为1.0 ×10-5 mol·L-1，通过计算判断所得FeCO3固体中是否混有Fe(OH)2：___________ {已知：Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17}。
【答案】（1）FeTiO3+4HCl=FeCl2+ TiOCl2+2H2O
（2） ①. a ②. 35 °C ③. 温度高于 35° C时，HCl大量挥发，则导致HCl浓度降低，浸出率下降
（3）4 （4）Fe2+ + 2=FeCO3↓+CO2↑十H2O
（5）在过滤器中加蒸馏水浸没固体，待液体自然流下，重复操作2~3次
（6）c(Fe2+)·c2(OH- )=1.0×10-5×(1×10-6)2= 1.0×10 -17＜Ksp[ Fe(OH)2]，故无Fe(OH)2沉淀析出
【解析】
【分析】钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有MgO、CaO、SiO2等杂质)，经盐酸酸浸，生成TiOCl2、FeCl2、MgCl2、CaCl2，过滤除去SiO2，滤液加热可以得到富钛渣和富铁液，富钛渣价双氧水和氨水“溶钛”时生成过氧化肽酸铵[(NH4)2Ti5O15]，煅烧生成TiO2，加入Li2CO3生成Li4Ti5O12；富铁液加入NH4HCO3“沉铁”，生成CO2气体和FeCO3沉淀，在空气中煅烧FeCO3可以得到铁红；
【小问1详解】
FeTiO3与盐酸反应生成TiOCl2的化学方程式为FeTiO3+4HCl=FeCl2+ TiOCl2+2H2O，故答案为：FeTiO3+4HCl=FeCl2+ TiOCl2+2H2O；
【小问2详解】
根据图甲可知，在相同温度下采用a组溶剂浸出率最高，由图乙可知， 35°C时浸出率最高，故“酸浸”时采用的最佳条件为选用a组溶剂、温度35°C。由图乙可知35°C时铁和钛的浸出率最高，因为HCl易挥发，当温度过高时，HCl挥发加剧，导致HCl浓度下降，浸出率下降。故答案为：a；35°C；温度高于 35° C时，HCl大量挥发，则导致HCl浓度降低，浸出率下降；
【小问3详解】
[(NH4)2Ti5O15]中，NH为+1价、Ti为+4价设每个分子中有x个过氧键，则-2价O为(15-2x)个，从而有21+54 =2x+2(15-2x)，解得x=4，即每个[(NH4)2Ti5O15]中有4个过氧键。故答案为：4；
【小问4详解】
根据分析可知“沉铁”时，在FeCl2溶液中加入NHHCO3，由于存在电离H+ +CO；电离出CO与Fe2+结合生成FeCO3，电离出的H+与反应生成CO2和H2O，故对应的离子方程式为Fe2+ + 2=FeCO3↓+CO2↑十H2O，故答案为：Fe2+ + 2=FeCO3↓+CO2↑十H2O；
【小问5详解】
“沉铁”过滤后，“洗涤"沉淀的操作是在过滤器中加蒸馏水浸没固体，待液体自然流下，重复操作2~3次。故答案为：在过滤器中加蒸馏水浸没固体，待液体自然流下，重复操作2~3次；
【小问6详解】
由溶液的pH为8，c(Fe2+ )为1.0 ×10-5 mol·L-1，可知Qc= c(Fe2+ )c2(OH- )= 1.0 ×10-5(1.0 ×10-6)2=1.0 ×10-17< Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17故无Fe(OH)2沉淀析出，故答案为：c(Fe2+)·c2(OH- )=1.0×10-5×(1×10-6)2= 1.0×10 -17＜Ksp[ Fe(OH)2]，故无Fe(OH)2沉淀析出；
10. 人类利用二氧化碳合成淀粉对社会的发展起着重要作用，合成过程首先是利用二氧化碳制备甲醇，合成甲醇的反应为 。回答下列问题：
（1）已知：
① ；
② ；
③a、b均为大于零的数，且a＞b。
_______（用含a、b的式子表示）。某研究小组设计合成的路线及的部分应用如图所示，图中熔融碳酸盐燃料电池的正极电极反应式为__________________。
（2）研究合成甲醇的催化剂时，在其他条件不变仅改变催化剂种类的情况下，对反应器出口产品进行成分分析，结果如图所示。在以上催化剂中，该反应应选择的最佳催化剂为________________。
（3）在研究该反应历程时发现：反应气中水蒸气含量会影响的产率。为了研究水分子对该反应机制的内在影响，我国学者利用计算机模拟，研究添加适量水蒸气前后对能垒较大的反应历程能量变化的影响（如图所示，吸附在催化剂表面的物种用*标注）。
①依反应历程图所示，写出有水参与时反应的化学方程式：___________________。
②结合图3及学过的知识推测，有水参与的历程，反应速率加快的原因是_____________________。
（4）在T℃时，将6mol （g）和12mol （g）充入容积为10L的恒容容器中，只发生，初始压强为 kPa，测得体系中剩余（g）的物质的量随时间变化如图中状态Ⅰ所示。
①T℃时，0～1min内甲醇的反应速率__________，该反应的平衡常数_________。（用平衡分压代替平衡浓度计算，列出计算式）
②保持投料量不变，仅改变某一个条件后，测得随时间变化如图中状态Ⅲ所示，与状态Ⅰ相比，状态Ⅲ改变的条件可能是___________________。
【答案】（1） ①. ②.
（2）
（3） ①. ②. 有水参与的历程，活化能较小，反应速率加快
（4） ①. 0.2 ②. ③. 升高温度
【解析】
【小问1详解】
根据方程式可知其等于已知反应①加上反应②，由盖斯定律可求得；图中燃料电池以熔融碳酸盐为电解质，氧气进入正极，正极电极反应式为；
【小问2详解】
根据据分析，催化剂为得到的甲醇最多且CO少，该反应应选择的最佳催化剂为；
【小问3详解】
依反应历程图所示，有水参与时反应的化学方程式为：有水参与的历程，反应速率加快的原因是有水参与的历程，活化能较小，反应速率加快；
【小问4详解】
从图中可知，1min时H2的物质的量为6mol，起始的H2的物质的量为12mol，变化的H2的物质的量为6mol，故变化的甲醇的物质的量为2mol，0～1min内甲醇的反应速率v(CH3OH)=根据图示，8min后H2的物质的量保持不变，体系达到平衡状态，H2的物质的量为2mol，根据题意有，平衡时候总的物质的量，，，该反应的平衡常数Kp==；状态Ⅲ与状态Ⅰ相比，H2的物质的量增加，参与反应的氢气的物质的量减少，平衡逆向移动，同时从图中可知达到平衡的时间变短，该反应是一个放热反应，综合可知改变的条件可能是升高温度。
(二)选考题：请考生从2道化学题中任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。
[化学—选修3：物质结构与性质]
11. Si、S、Se在自然界中形成多种多样的物质结构。回答下列问题：
（1）Se与O同族，电负性较大的是______；基态Se原子的价电子运动状态有____种。
（2）已知液态的二氧化硫可以发生类似水的自电离：。中各原子满足8电子结构，则其键和键数目之比为_______，的空间结构为_______。
（3）有一种观点认为：由于硅的价层有可以利用的空d轨道，而碳没有，因此两者化合物结构和性质存在较大差异。化合物和的结构如图所示，为平面形，二者中N的杂化方式分别为________，二者中更易与形成配位键的是________。
（4）Se与Si均为非金属元素，熔点(>1700℃)明显高于(315℃)，原因是______。
（5）氧化亚铁晶体的晶胞如图所示。已知：氧化亚铁晶体的密度为ρ g·cm-3，NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中，与O2-紧邻且等距离的Fe2＋数目为______，Fe2＋与O2-最短核间距为_____pm。
【答案】（1） ①. O ②. 6
（2） ①. 1∶2 ②. 三角锥形
（3） ①. sp3、sp2 ②. N(CH3)3
（4）SiO2为共价晶体，SeO2为分子晶体
（5） ① 12 ②. ×1010
【解析】
【小问1详解】
同一主族从上到下电负性逐渐减小，故电负性较大的是O；基态Se原子的价电子排布式为3s23p4，有6个电子，故运动状态有6种，故答案为：O；6；
【小问2详解】
SO2+与CO、N2是等电子体，结构相似，S与O间形成三键，故σ键和π键数目之比为1∶2；中S原子价层电子对数为3+=4，有1个孤电子对，为sp3杂化，空间结构为三角锥形，故答案为：1∶2；三角锥形；
小问3详解】
由化合物N(CH3)3和N(SiH3)3的结构图可知，N(CH3)3为三角锥形，其N原子为sp3杂化，N(SiH3)3为平面形，其N原子为sp2杂化；H+能提供空轨道，N(CH3)3中N原子提供孤电子对可形成配位键，故答案为：sp3、sp2；N(CH3)3；
【小问4详解】
SiO2熔点高于1700℃，共价晶体，SeO2熔点为315℃，为分子晶体，故SiO2熔点明显高于SeO2，故答案为：SiO2为共价晶体，SeO2为分子晶体；
【小问5详解】
由题干晶胞示意图可知，以体心上O2-为例可知，氧化亚铁晶体的晶胞中与O2-紧邻且等距离的Fe2＋数目为12，一个晶胞中含有O2-个数为：=4，含有Fe2+个数为：=4,氧化亚铁晶体的密度为ρ g·cm-3，NA代表阿伏加德罗常数的值，一个晶胞的质量为：g，设晶胞参数为apm，则有：g=ρ g·cm-3×(a×10-10)3cm3，解得a=×1010pm，在该晶胞中， Fe2＋与O2-最短核间距为面对角线的一半，即为a=×1010pm，故答案为：12；×1010。
[化学——选修5：有机化学基础]
12. W是一种抗肿瘤药物，其合成路线如下图所示，回答下列问题(部分反应条件已略去)。
已知：“”代表乙基；“”代表N，N—二甲基甲酰胺。
（1）化合物A的分子式为___________。
（2）由D转化为E的反应类型为___________，化合物G中含氧官能团的名称为___________。
（3）化合物B中手性碳原子有___________个。
（4）写出由F生成G的化学方程式___________。
（5）A的同分异构体有多种，其中满足下列条件的同分异构体有___________种(考虑立体异构)。
①与A含有相同的官能团，“”与苯环直接相连 ②苯环上有2个取代基
写出核磁共振氢谱有4组峰，且峰的面积之比为的结构简式___________。
（6）写出和合成的路线(无机试剂任选)。_______
已知：能与酯基反应；在催化下，能将硝基转化为氨基。
【答案】（1）
（2） ①. 还原反应 ②. 醚键、酰胺基
（3）2 （4）
（5） ①. 8 ②.
（6）
【解析】
【分析】观察A和B的结构可以看出A与溴单质在CHCl3的条件下发生加成反应得到了B，B经过在DMF条件下与Et3N反应生成C，对比C和D的结构，C的支链断了碳溴键和碳氢键，支链由碳碳双键转变成碳碳三键，对比D与E的结构，发生变化的是苯环上的硝基转化成氨基，生成既去氧又加氢，发生了还原反应；F与HCONH2在催化剂作用下发生反应生成G，对比G和H的结构可以看出发生反应的部分是G中的酮羰基；最后E和H取代反应生成了W。
【小问1详解】
由的结构简式可以得出分子式是。
【小问2详解】
对比和的结构简式可知，生成既去氧又加氢，在有机反应中有机物加氢或去氧发生的是还原反应，故该反应属于还原反应；观察的结构简式可知，中的含氧官能团有醚键和酰胺基。
【小问3详解】
如图所示()，“*”处的碳原子为手性碳原子，有2个手性碳原子。
【小问4详解】
对比和的结构简式可知，1分子在反应过程中脱去了1个“”和2个“”，1分子脱去1个“”和1个“”，这些脱下的基或原子可组成1个和1个，据此写出化学方程式为：；
【小问5详解】
根据题意可知符合条件的同分异构体中，除了苯环外，还可能含有如下3组结构。①“”和“”；②“”和“”；③“”和“”，每组结构在苯环上有邻、间、对三种位置，共组合出9种物质，去掉本身，则符合条件的的同分异构体有8种。
核磁共振氢谱有4组峰，且峰的面积之比为的结构简式为。
【小问6详解】
对比反应物和所合成产物的结构，需要在的苯环上与酯基相连碳原子的邻位增加含有氮原子的侧链，再与然后成环，再结合生成物的环状结构与F到G的反应成环流程，推断出合成的前一步中间产物应该是，再结合在催化下，能将硝基转化为氨基，推断可以得到前一步的中间产物是，由发生硝化反应可以得到，所以可以得出和合成路线为：。
