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天津市北辰区2024届高三下学期高考模拟考试（三模）化学试卷（原卷版+解析版）
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本试卷分为第I卷（单项选择题）和第II卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。祝各位考生考试顺利！
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 S 32 Cu 64
第Ⅰ卷（36分）
1. 化学和生活、科技、社会发展息息相关，下列说法正确的是
A. 华为上市的mate60 pr手机其CPU基础材料是SiO2
B. 糖尿病患者食用的“无糖食品”是指不含糖类的食品
C. 火星表土中赤铁矿成分为FeO
D. 铁表面镀锌可以增强其抗腐蚀性
【答案】D
【解析】
【详解】A．晶体Si是半导体材料，常用作芯片，华为新上市的mate60 pr手机引发关注，其CPU基础材料是晶体Si，而不是SiO2，故A错误；
B．无糖食品一般指不含蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、果糖等甜味食品，不一定是不含糖类的食品，故B错误；
C．火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为Fe2O3，故C错误；
D．铁表面镀锌，使铁和空气隔离，因此可以增强其抗腐蚀性，故D正确；
故选D。
2. 下列有关化学用语表示正确的是
A. 乙炔分子的空间填充模型：B. 水的VSEPR模型：
C. 基态Cr原子电子排布式D. 1-丁醇的键线式：
【答案】B
【解析】
【详解】A．乙炔分子中C原子式sp杂化，分子构型为直线型，A错误；
B．水分子的中心原子上有两个O-H键，两对孤电子对，采用sp3杂化，VSEPR模型：，B正确；
C．基态Cr原子电子排布式，此时3d轨道半充满，整体能量最低，C错误；
D．是1-丙醇的键线式，D错误。
故本题选B。
3. 下列过程发生了化学变化的是
A. 钠元素的焰色试验呈黄色B. 利用CO2合成燃料实现“碳中和”
C. 石油分馏得到汽油、柴油等D. 液氦在临界温度下转变为超流氦
【答案】B
【解析】
【详解】A．钠元素的焰色试验过程中，没有新物质生成，不是化学变化，A错误；
B．利用CO2合成燃料，生成了新的物质，发生了化学变化，B正确；
C．石油分馏得到汽油、柴油等，利用的是石油各组分的沸点不同，未发生化学变化，C错误；
D．液氦在临界温度下转变为超流氦，未生成新的物质，没有发生化学变化，D错误；
故答案选B。
4. 中国古代四大发明之一的黑火药，其爆炸过程中发生反应的化学方程式为。下列说法正确的是
A. 消耗1 ml KNO3转移电子数为6.02×1023
B. S和KNO3均为还原剂
C. 反应过程中氮元素被还原
D. CO2为还原产物
【答案】C
【解析】
【分析】在该反应过程中，N、S元素化合价降低，C元素化合价升高，所以KNO3、S为氧化剂，K2S、N2是还原产物；C为还原剂，CO2为氧化产物，根据反应过程中元素化合价升降总数等于反应过程中电子转移总数计算反应过程中电子转移。
【详解】A．根据上述分析可知：KNO3、S为氧化剂，得到电子被还原，每有2 ml KNO3反应，反应过程中转移12 ml电子，则若反应消耗1 ml KNO3，会转移6 ml电子，则转移的电子数为6×6.02×1023，A错误；
B．在反应过程中，S元素化合价由反应前S单质的0价变为反应后K2S中的-2价，化合价降低，得到电子被还原，因此S为氧化剂；N元素化合价由反应前KNO3中的+5价变为反应后N2中的0价，化合价降低得到电子被还原，因此KNO3也是氧化剂，B错误；
C．在反应过程中N元素化合价由反应前KNO3中的+5价变为反应后N2中的0价，化合价降低得到电子被还原，C正确；
D．在反应过程中C元素化合价由反应前C单质的0价变为反应后CO2中的+4价，化合价升高，失去电子被氧化，因此C是还原剂，CO2是氧化产物，D错误；
故合理选项是C。
5. 化学用语可表达化学过程，下列化学用语的表达正确的是
A. 用电子云轮廓图表示H—Cl σ键形成的示意图：
B. 用热化学方程式表示C的燃烧热：
C. 用化学方程式表示甲醛与苯酚制备线型酚醛树脂：
D. 用电子式表示CaCl2的形成过程：
【答案】A
【解析】
【详解】A．用电子云轮廓图表示 H-Cl的 σ 键形成的示意图：，A正确；
B．燃烧热指在一定条件下，1摩尔纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，C完全燃烧生成的稳定化合物为CO2，B错误；
C. 甲醛与苯酚制备线型酚醛树脂化学方程式：C错误；
D. 用电子式表示氯化钙的形成过程：，D错误。
故选A。
6. 下列实验过程中，始终无明显现象的是（ ）
A. Cl2通入Na2CO3溶液中B. CO2通入CaCl2溶液中
C. NH3通入AgNO3溶液中D. SO2通入Na2S溶液中
【答案】B
【解析】
【详解】A. 氯气与水反应生成次氯酸和盐酸，盐酸与碳酸钠反应，生成二氧化碳气体，所以有气体产生，故A不符合；
B.盐酸的酸性大于碳酸， 氯化钙和二氧化碳不符合离子反应发生的条件，故不发生反应，溶液不会变浑浊，所以无现象，故B符合；
C. NH3通入硝酸银溶液中，先与硝酸银反应生成氢氧化银沉淀，再继续通入氨气会生成可溶性的银氨溶液，故沉淀又会减少，直至最终没有沉淀，反应方程式为NH3+AgNO3+H2O=AgOH↓+NH4NO3、AgOH+2NH3=Ag(NH3)2OH(银氨溶液)，故C不符合；
D. SO2通入Na2S溶液中，发生氧化还原反应，生成淡黄色固体硫单质，故D不符合；
答案选B。
【点睛】B项是学生们的易错点，学生们误认为氯化钙溶液和二氧化碳发生反应，实际上该反应违反了“强酸制取弱酸”的原理，不符合离子反应发生的条件，因此不会发生反应。
7. 紫花前胡醇可从中药材当归和白芷中提取得到，能提高人体免疫力。有关该化合物，下列叙述错误的是
A. 分子式为C14H14O4B. 能够发生消去反应生成碳碳双键
C. 该物质中存在手性碳原子D. 1 ml该物质最多能与 3ml NaOH反应
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据紫花前胡醇的结构简式可知，其分子式为C14H14O4，A正确；
B．紫花前胡醇中与羟基相连碳原子邻位的碳原子上有氢原子，可发生醇的消去反应生成碳碳双键，B正确；
C．该物质中存在手性碳原子，如与羟基相连的碳原子就是手性碳原子，C正确；
D．该物质中含有一个酯基，该酯基水解后生成一个酚羟基也能与NaOH反应，因此1ml该物质最多能与2mlNaOH反应，D错误；
故答案选D。
8. 用下列实验装置进行相应实验，其中装置正确且能达到实验目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【详解】A．二氧化锰和浓盐酸制取氯气，需要加热，A缺少加热装置，故A错误；
B．该装置为“喷泉实验”装置，氨气极易溶于水，从而造成“负压”，从而产生喷泉，滴油酚酞的水溶液被吸入烧瓶后喷泉为红色，故氨气溶于水显碱性，故B正确；
C．高锰酸钾具有强氧化性，需要装在酸式滴定管中，图中为碱式滴定管，故C错误；
D．转移溶液需要用玻璃棒引流，防止溶液粘在刻度线以上而造成误差，故D错误；
故答案为：B。
9. 下列物质不能通过相应单质一步化合而成的是
A. HClB. NOC. CuSD. Al2O3
【答案】C
【解析】
【详解】A．H2在Cl2中燃烧可生成 HCl，A不符合题意，A错误；
B．N2和O2在放电或高温的条件下反应生成NO，B不符合题意，B错误；
C．S与Cu在高温条件下反应生成Cu2S而非CuS，C符合题意，C正确；
D．Al与O2反应可得Al2O3，D不符合题意，D错误；
故选C。
10. 硝酸可用于制化肥、农药、染料等。工业制备硝酸过程如下图所示，下列说法正确的是
A. 图中A和B分别为氧气和水
B. 常温下，铝与浓硝酸不反应，可用铝罐材料盛装浓硝酸
C. 尾气不需要净化处理，可以直接排放
D. 合成氨塔中采用高温有利于提高反应物的平衡转化率
【答案】A
【解析】
【分析】工业制备硝酸流程为：。
【详解】A．由分析可知，氧化炉中NH3与O2发生催化氧化，A是氧气；吸收塔中NO与O2反应生成NO2，被水吸收生成HNO3，则B是水，A正确；
B．常温下，铝与浓硝酸接触会发生钝化，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻碍二者继续反应，因此可用铝罐材料盛装浓硝酸，B错误；
C．尾气中含有NO、NO2等有毒气体，需经过处理才能排放，C错误；
D．合成氨反应是放热反应，高温会使反应逆向进行，会降低反应物的转化率，D错误。
故本题选A。
11. 我国科学家提出了一种双极膜硝酸盐还原工艺，其原理如图所示。双极膜中间层中的H2O解离为和，在外加直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是
A. n
B. b接电源负极
C. 产生的NH3与O2的物质的量之比为1∶2
D. 左室电极反应为
【答案】B
【解析】
【分析】根据图示可知，a极得电子生成NH3，发生还原反应，为阴极；b极OH-失电子生成氧气，发生氧化反应，为阳极。
【详解】A．根据分析可知，b为电解池的阳极，阴离子向阳极移动，故n是，A正确；
B．根据分析可知，b为电解池的阳极，b接电源正极，B错误；
C．根据电子守恒可知，NH3~8e-~2O2，则产生的NH3与O2的物质的量之比为1∶2，C正确；
D．根据图示可知，a极得电子生成NH3，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：，D正确；
故选B。
12. 常温下，将0.1 ml/L NaOH溶液分别滴入20 mL0.1 ml/L HX溶液与20 mL 0.1ml/L HCl溶液中，溶液pH随滴入NaOH溶液体积变化的图像如下图所示。下列说法错误的是
A. N曲线代表HCl溶液
B. 水的电离程度：
C. HX的电离常数为
D. a、d点溶液混合后呈酸性
【答案】D
【解析】
【分析】0.1ml/L的HCl溶液pH=1，即N曲线代表HCl溶液；M曲线代表HX溶液，根据开始时的pH值可知，HX是弱酸。当，二者的溶质分别为等物质的量的HCl和NaCl、HX和NaX；当，二者的溶质分别为NaCl、NaX。
【详解】A．由分析可知，曲线N代表HCl溶液，A正确；
B．b到c再到d，随着NaOH溶液的加入，酸对水电离的抑制作用减弱，生成的盐NaX对水电离的促进作用增强，因此水的电离程度：，同时，a、b两点比较，a点溶液的酸性更强，对水电离的抑制作用更强，即水的电离程度b>a，B正确；
C．由图可知，0.1ml/L的HX溶液pH=6，即c(X-)=c(H+)=1×10-6ml/L，其电离常数，C正确；
D．a、d点溶液混合后所得为NaCl、HX和NaX，且HX和NaX等物质的量，结合选项C可知，NaX的水解常数约为10-3,HX的电离程度小于NaX的水解程度，故混合溶液呈碱性，D错误。
故说法错误的是D。
第Ⅱ卷（64分）
13. 教材插图具有简洁而内涵丰富的特点。请回答以下问题：
（1）第三周期的某主族元素，其第一至第五电离能数据如图所示，则该元素对应的原子有_______种不同运动状态的电子，最外层电子占据能级的电子云轮廓图形状为_______。
（2）如图所示，每条折线表示周期表IVA~VIIA中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a、b点依次代表的是_______、_______（写化学式）。
（3）碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示。
①在石墨烯晶体中，每个六元环占有_______个C原子。
②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接_______个六元环。
③写出金刚石的硬度大于晶体硅的原因_______________。
④聚乙炔是一种导电聚合物，用于制备电活性聚合物，聚乙炔是否存在顺反异构现象_______（填“是”或“否”）。
（4）低温SiO2晶体的结构中，顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链如图所示，其中Si原子的杂化轨道类型是______________，工业上用焦炭还原石英砂制得含有少量杂质的粗硅的化学方程式为_________________。
【答案】（1） ①. 12 ②. 球形
（2） ①. SiH4 ②. NH3
（3） ①. 2 ②. 12 ③. 金刚石与晶体硅都属于共价晶体，半径，键长，键长越短，键能越大，硬度越大 ④. 是
（4） ①. sp³ ②.
【解析】
【小问1详解】
第三周期的某主族元素，第三电离能明显大于第二电离能，说明最外层有2个电子，则该元素为Mg，Mg核外有12个电子，有12种不同运动状态的电子，最外层电子占据能级为3s，电子云轮廓图形状为球形。
【小问2详解】
在第二周期族IVA~VIIA非金属元素的气态氢化物中，只有NH3、H2O、HF分子之间存在氢键，它们的沸点高于同主族其他元素气态氢化物的沸点，所以a点所在的曲线表示的是IVA族元素的气态氢化物，a点代表的是SiH4；NH3、H2O、HF中NH3的沸点最低，b是NH3。
【小问3详解】
①在石墨烯晶体中，每个碳原子被3个环共用，根据均摊原则，每个六元环占有2个C原子。
②在金刚石晶体中，由于每个C原子和它周围的4个C原子连接，因此它必然同处于4个六元环上，而与之相连的4个C原子的每一个又和另外3个C原子相连。因而，它必然又在另外3个碳原子所在的环上。所以这个碳原子连接3×4=12个六元环；
③金刚石与晶体硅都属于共价晶体，半径：，键长：，键长越短，键能越大，硬度越大。
④聚乙炔分子中，双键碳原子上连接的2个原子或原子团都不同，所以存在顺反异构现象。
【小问4详解】
低温SiO2晶体的结构中，硅氧形成正四面体结构，Si原子的杂化轨道类型是sp3；焦炭和石英砂反应生成粗硅和一氧化碳，反应的化学方程式为。
14. 青蒿素(C15H22O5)是治疗疟疾的有效药物，白色针状晶体，其晶胞(长方体，含4个青蒿素分子)及分子结构如右图所示，可以用有机溶剂N从中药中提取。
（1）测定晶体结构最常用的方法是_____________。
（2）青蒿素的分子中含有官能团的名称为过氧键、______________和______________。
（3）使用现代分析仪器对有机化合物N的分子结构进行测定相关结果如下：
根据上面三个图推测N的结构简式______________。
（4）青蒿素合成的部分路线如图：
①l ml香茅醛与2 ml氢气完全加成的产物的系统命名为____________，F→G的反应类型___________。
②欲检验香茅醛中的官能团，试剂加入的正确顺序为___________。
A.溴水 B.稀盐酸 C.新制氢氧化铜悬浊液
③写出C→D反应的化学方程式_______________。
④M分子中含有四个碳原子且与香茅醛互为同系物，M的结构有_______种。
⑤根据青蒿素合成路线的所给信息，完善从到的合成路线___________。
【答案】（1）X射线衍射法
（2） ①. 酯基 ②. 醚键
（3）CH3CH2OCH2CH3
（4） ①. 3，7-二甲基-1-辛醇 ②. 消去反应 ③. CBA ④. 2 +O22 +2H2O ⑤. 4 ⑥.
【解析】
【分析】香茅醛经5步反应产生A，A与Ba(OH)2作用，然后酸化可得B，B与H2在Pd/C作用下发生碳碳双键的加成反应产生C，C分子中含有-OH，由于羟基连接的C原子上有H原子，因此C可以与O2在Cu催化下加热发生催化氧化反应，-OH变为-CHO，得到物质D：，D与新制Cu(OH)2悬浊液在NaOH碱性溶液共热发生醛基的氧化反应产生E：，E与CH3Li作用，然后酸化可得F，F在酸性条件下加热发生消去反应产生G，G在一定条件下反应产生青蒿素。
【小问1详解】
测定晶体结构最常用的方法是X射线衍射法；
【小问2详解】
根据青蒿素的分子结构可知：其分子中含有官能团的名称为过氧键、酯基、醚键；
【小问3详解】
根据图1质谱图可知化合物N相对分子质量是74；根据图2红外光谱图可知：化合物N分子中含有烷基C-H键和醚基中C-O键；根据图3核磁共振氢谱图可知物质N分子中含有2种不同的H原子，二者个数比为3：2，则N结构简式是CH3CH2OCH2CH3；
【小问4详解】
①根据香茅醛分子结构简式可知：其分子中含有一个碳碳双键和一个醛基，它们都能够与H2发生加成反应，则l ml香茅醛与2 ml氢气完全加成的产物结构简式为，其系统命名法命名，名称为3，7-二甲基1-辛醇；
根据F、G结构简式的不同，可知F在酸性条件下加热，发生消去反应产生G，同时产生H2O，故F→G反应类型是消去反应；
②香茅醛分子中含有碳碳双键和醛基。检验碳碳双键应该使用溴水，检验醛基应该用新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液，但由于溴水具有强氧化性，也能够氧化醛基，而新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液只能氧化醛基，不能与碳碳双键发生反应，因此应该先利用新制Cu(OH)2悬浊液检验醛基，然后再利用溴水检验碳碳双键。方法是取适量香茅醛放入试管中，向其中加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热煮沸，看到的现象是产生砖红色沉淀，然后取上层清液，向其中加入盐酸酸化，再加入溴水，若溴水褪色，证明其分子结构中含有碳碳双键，故加入试剂顺序是CBA；
③C物质分子中含有-OH，由于-OH连接的C原子上有H原子，因此可以与O2在Cu催化下加热，发生氧化反应，-OH变为-CHO，就得到D，同时反应产生H2O，该反应的化学方程式为：2 +O22 +2H2O；
④化合物M与香茅醛互为同系物，二者结构相似，分子中含有一个碳碳双键和一个醛基，且其分子中含有四个碳原子，则其可能结构为：CH2=CH-CH2CHO、C 、、，共4种不同结构，因此M的结构共有4种；
⑤根据青蒿素合成路线可知：与Ba(OH)2作用，然后酸化，反应产生，该物质与H2在Pd/C作用下发生碳碳双键的加成反应产生，与CH3Li反应产生，该物质在酸性条件下加热，发生消去反应产生目标产物，故由制取的合成路线为： 。
15. 某废催化剂含SiO2、ZnO、ZnS和CuS，欲“变废为宝”，实验室中从该废催化剂中回收锌和铜的一种流程如下图所示。
回答下列问题：
（1）在步骤①浸出反应中，生成气体的化学品标识是________（填标号）。
A. B. C. D.
（2）下列叙述中涉及到与该流程中的“操作②”相同操作的是________
A.《肘后备急方》中治疟疾：“青蒿一握，以水升渍，绞取汁，尽服之”
B.《开宝本草》中获取硝酸钾：“冬月地上有霜，扫取以水淋汁后，乃煎炼而成”
C.《本草衍义》中精制砒霜：“将生砒就置火上，以器覆之，令砒烟上飞着覆器”
（3）步骤④中，获得晶体的实验操作步骤是________________、______________、过滤、洗涤、干燥。
（4）向盛有滤渣1的反应器中加入稀硫酸和过氧化氢溶液加热浸出，该过程应先加入的试剂为_______，步骤③中生成单质硫，写出该反应的离子方程式_________________，生成的铜离子对于过氧化氢的分解具有催化作用，其化学反应方程式为__________________。
（5）设计如图装置测定一定质量的废催化剂中硫化锌的含量。室温下，向恒压分液漏斗中加入足量0.5 ml/L H2SO4溶液，乙丙连通管中盛有饱和NaHS溶液，乙管实验前对应气体体积读数为V1 mL，甲中完全反应后乙管气体体积读数为V2 mL(V2>V1)。
①每次读数前要调整丙管高度，使其与乙管液面持平，其目的是________________。
②若实验结束时，未调平乙管和丙管的液面，且丙管的液面高于乙管，所测得产品中硫化锌的含量________________（填“偏高”或“偏低”）。
（6）已知该废催化剂中含12%的CuS，实验中称取20.0 g废催化剂最终得到4.0 gCuSO4·5H2O（M=250g/ml），则铜的回收率为________________。
【答案】（1）AD （2）B
（3） ①. 蒸发浓缩 ②. 冷却结晶
（4） ①. 稀硫酸 ②. ③.
（5） ①. 使乙管内气压等于外界气压（或恒压测气体体积） ②. 偏低
（6）64%
【解析】
【分析】废催化剂主要成分有SiO2、ZnO、ZnS和CuS，加入稀硫酸与ZnO、ZnS发生反应生成ZnSO4、H2S和水，反应后进行过滤，滤液中含有硫酸锌，浓缩结晶得到硫酸锌晶体，滤渣1中含有SiO2和CuS，在酸性条件下与双氧水发生氧化还原反应，滤渣2为S、SiO2，滤液中含有硫酸铜，浓缩结晶后得到胆矾，以此解答该题。
【小问1详解】
步骤①产生的气体为H2S，H2S是易燃烧气体，有剧毒；化学品标识是AD；B的标识为腐蚀品，C的标识为易燃固体；
【小问2详解】
流程中的“操作②”是蒸发浓缩、冷却结晶；
A．文意描述的是萃取的操作，故A不选；
B．文意描述的是从溶液中结晶出硝酸钾固体，硝酸钾的溶解度随温度变化大，应采用蒸发浓缩、冷却结晶；故B选；
C．文意描述的是升华、凝华，故C不选；
答案为B；
【小问3详解】
步骤④的一系列操作包括：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥；
【小问4详解】
滤渣1的主要成分是SiO2和CuS，应该先加入稀硫酸调节溶液为酸性，再加H2O2溶液将CuS氧化为硫酸铜和单质S，反应的离子方程式为：；铜离子对于过氧化氢的分解具有催化作用，其化学反应方程式为；
【小问5详解】
①每次读数前要调整丙管高度，使其与乙管液面持平，其目的是使乙管内气压等于外界气压(或恒压测气体体积)；
②丙管的液面高于乙管，说明乙管中气体压强大于大气压，则计算出的气体体积偏小，所测得产品中硫化锌的含量偏低；
【小问6详解】
20.0 g废催化剂含有的Cu元素的质量为=1.6g，4.0 gCuSO4·5H2O含有的Cu元素的质量为=1.024g，则铜的回收率为=64%。
16. 杭州亚运会主火炬燃料是“零碳甲醇”，是一种利用焦炉气中的H2和工业废气捕获的CO2生产的绿色燃料，在适宜的过渡金属及其氧化物催化下发生反应：
（1）已知：Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
则_________，_________（计算其数值）。
（2）甲醇气相脱水制甲醚（CH3OCH3）的反应可表示为： 。
①一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量的发生上述反应，能判断反应达到化学平衡状态的是________
A.CH3OH(g)和CH3OCH3(g)的浓度比保持不变
B.
C.容器内压强不再变化
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
②200℃时向2 L恒容密闭容器中充入2 ml CH3OH(g)发生上述反应，测得CH3OH(g)的浓度随时间(t)的变化如下表：
达平衡时该反应放出的热量为________kJ，若此时平衡压强为P0，则该温度条件下，压强平衡常数Kp=________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
③200℃时，向该容器中投入三种成分的浓度如下：
此时，正、逆反应速率的大小关系为：________（填“>”“<”或“=”）。
（3）我国科研团队在CO2电化学还原反应机理的研究上取得新突破，CO2电化学还原法中采用TiO2纳米管作电解池工作电极，惰性电极作辅助电极，以一定流速通入CO2，测得CO2生成CO的产率接近80%。
①工作电极上主要发生的电极反应为_____________；
②电解一段时间，交换膜左侧溶液的浓度_________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】（1） ①. -90.5 ②. 10-7
（2） ①. AB ②. 20 ③. 4 ④. >
（3） ①. 或写成， ②. 减小
【解析】
【小问1详解】
反应Ⅲ=Ⅰ-Ⅱ，则；。
【小问2详解】
①当反应中的一些变化量不再改变时，反应即达到平衡。当反应正向进行时，CH3OH(g)减少，CH3OCH3(g)生成，CH3OH(g)和CH3OCH3(g)的浓度比值变小，逆向进行时比值增大。当比值保持不变时，反应达到平衡，A正确；该反应中，当反应达到平衡时，，B正确；该反应前后气体体积不变，在恒容容器中，压强不变，因此无法判断平衡，C错误；混合气体的平均相对分子质量，反应中气体总质量没变，气体总物质的量没变，则也不变，因此无法判断平衡，D错误。正确选项为AB。
②根据表格可知，达到平衡时，CH3OH在2L容器中消耗了1.6ml，则达到平衡时放出热量-20kJ；各物质分压与其物质的量分数有关，列三段式可得：
CH3OH分压=，甲醚和水分压相等=，则。
③根据上一问可知，该反应平衡常数K=，投料的浓度积，此时反应正向移动，>。
小问3详解】
①工作电极是阴极，CO2得电子，发生还原生成CO，溶液为弱碱性，用OH-配平电荷，可得，但溶液中会与生成的OH-反应，即，因此也可将总反应写成；
②左侧是阳极，发生氧化反应，电极反应式为：， 被消耗，同时溶液中的K+通过阳离子交换膜进入右侧阴极室，导致左侧溶液浓度减小。A．实验室制氯气
B．验证易溶于水，且溶液呈碱性
C．为装有溶液的滴定管排气泡
D．配制溶液时向容量瓶中转移溶液
t/min
0
10
20
30
40
50
60
c(CH3OH)/(ml·L-1)
1.00
0.65
0.50
0.36
0.27
0.20
0.20
物质
CH3OH(g)
CH3OCH3(g)
H2O(g)
c/(ml·L-1)
0.64
0.68
0.68
本试卷分为第I卷（单项选择题）和第II卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。祝各位考生考试顺利！
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 S 32 Cu 64
第Ⅰ卷（36分）
1. 化学和生活、科技、社会发展息息相关，下列说法正确的是
A. 华为上市的mate60 pr手机其CPU基础材料是SiO2
B. 糖尿病患者食用的“无糖食品”是指不含糖类的食品
C. 火星表土中赤铁矿成分为FeO
D. 铁表面镀锌可以增强其抗腐蚀性
【答案】D
【解析】
【详解】A．晶体Si是半导体材料，常用作芯片，华为新上市的mate60 pr手机引发关注，其CPU基础材料是晶体Si，而不是SiO2，故A错误；
B．无糖食品一般指不含蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、果糖等甜味食品，不一定是不含糖类的食品，故B错误；
C．火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为Fe2O3，故C错误；
D．铁表面镀锌，使铁和空气隔离，因此可以增强其抗腐蚀性，故D正确；
故选D。
2. 下列有关化学用语表示正确的是
A. 乙炔分子的空间填充模型：B. 水的VSEPR模型：
C. 基态Cr原子电子排布式D. 1-丁醇的键线式：
【答案】B
【解析】
【详解】A．乙炔分子中C原子式sp杂化，分子构型为直线型，A错误；
B．水分子的中心原子上有两个O-H键，两对孤电子对，采用sp3杂化，VSEPR模型：，B正确；
C．基态Cr原子电子排布式，此时3d轨道半充满，整体能量最低，C错误；
D．是1-丙醇的键线式，D错误。
故本题选B。
3. 下列过程发生了化学变化的是
A. 钠元素的焰色试验呈黄色B. 利用CO2合成燃料实现“碳中和”
C. 石油分馏得到汽油、柴油等D. 液氦在临界温度下转变为超流氦
【答案】B
【解析】
【详解】A．钠元素的焰色试验过程中，没有新物质生成，不是化学变化，A错误；
B．利用CO2合成燃料，生成了新的物质，发生了化学变化，B正确；
C．石油分馏得到汽油、柴油等，利用的是石油各组分的沸点不同，未发生化学变化，C错误；
D．液氦在临界温度下转变为超流氦，未生成新的物质，没有发生化学变化，D错误；
故答案选B。
4. 中国古代四大发明之一的黑火药，其爆炸过程中发生反应的化学方程式为。下列说法正确的是
A. 消耗1 ml KNO3转移电子数为6.02×1023
B. S和KNO3均为还原剂
C. 反应过程中氮元素被还原
D. CO2为还原产物
【答案】C
【解析】
【分析】在该反应过程中，N、S元素化合价降低，C元素化合价升高，所以KNO3、S为氧化剂，K2S、N2是还原产物；C为还原剂，CO2为氧化产物，根据反应过程中元素化合价升降总数等于反应过程中电子转移总数计算反应过程中电子转移。
【详解】A．根据上述分析可知：KNO3、S为氧化剂，得到电子被还原，每有2 ml KNO3反应，反应过程中转移12 ml电子，则若反应消耗1 ml KNO3，会转移6 ml电子，则转移的电子数为6×6.02×1023，A错误；
B．在反应过程中，S元素化合价由反应前S单质的0价变为反应后K2S中的-2价，化合价降低，得到电子被还原，因此S为氧化剂；N元素化合价由反应前KNO3中的+5价变为反应后N2中的0价，化合价降低得到电子被还原，因此KNO3也是氧化剂，B错误；
C．在反应过程中N元素化合价由反应前KNO3中的+5价变为反应后N2中的0价，化合价降低得到电子被还原，C正确；
D．在反应过程中C元素化合价由反应前C单质的0价变为反应后CO2中的+4价，化合价升高，失去电子被氧化，因此C是还原剂，CO2是氧化产物，D错误；
故合理选项是C。
5. 化学用语可表达化学过程，下列化学用语的表达正确的是
A. 用电子云轮廓图表示H—Cl σ键形成的示意图：
B. 用热化学方程式表示C的燃烧热：
C. 用化学方程式表示甲醛与苯酚制备线型酚醛树脂：
D. 用电子式表示CaCl2的形成过程：
【答案】A
【解析】
【详解】A．用电子云轮廓图表示 H-Cl的 σ 键形成的示意图：，A正确；
B．燃烧热指在一定条件下，1摩尔纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，C完全燃烧生成的稳定化合物为CO2，B错误；
C. 甲醛与苯酚制备线型酚醛树脂化学方程式：C错误；
D. 用电子式表示氯化钙的形成过程：，D错误。
故选A。
6. 下列实验过程中，始终无明显现象的是（ ）
A. Cl2通入Na2CO3溶液中B. CO2通入CaCl2溶液中
C. NH3通入AgNO3溶液中D. SO2通入Na2S溶液中
【答案】B
【解析】
【详解】A. 氯气与水反应生成次氯酸和盐酸，盐酸与碳酸钠反应，生成二氧化碳气体，所以有气体产生，故A不符合；
B.盐酸的酸性大于碳酸， 氯化钙和二氧化碳不符合离子反应发生的条件，故不发生反应，溶液不会变浑浊，所以无现象，故B符合；
C. NH3通入硝酸银溶液中，先与硝酸银反应生成氢氧化银沉淀，再继续通入氨气会生成可溶性的银氨溶液，故沉淀又会减少，直至最终没有沉淀，反应方程式为NH3+AgNO3+H2O=AgOH↓+NH4NO3、AgOH+2NH3=Ag(NH3)2OH(银氨溶液)，故C不符合；
D. SO2通入Na2S溶液中，发生氧化还原反应，生成淡黄色固体硫单质，故D不符合；
答案选B。
【点睛】B项是学生们的易错点，学生们误认为氯化钙溶液和二氧化碳发生反应，实际上该反应违反了“强酸制取弱酸”的原理，不符合离子反应发生的条件，因此不会发生反应。
7. 紫花前胡醇可从中药材当归和白芷中提取得到，能提高人体免疫力。有关该化合物，下列叙述错误的是
A. 分子式为C14H14O4B. 能够发生消去反应生成碳碳双键
C. 该物质中存在手性碳原子D. 1 ml该物质最多能与 3ml NaOH反应
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据紫花前胡醇的结构简式可知，其分子式为C14H14O4，A正确；
B．紫花前胡醇中与羟基相连碳原子邻位的碳原子上有氢原子，可发生醇的消去反应生成碳碳双键，B正确；
C．该物质中存在手性碳原子，如与羟基相连的碳原子就是手性碳原子，C正确；
D．该物质中含有一个酯基，该酯基水解后生成一个酚羟基也能与NaOH反应，因此1ml该物质最多能与2mlNaOH反应，D错误；
故答案选D。
8. 用下列实验装置进行相应实验，其中装置正确且能达到实验目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【详解】A．二氧化锰和浓盐酸制取氯气，需要加热，A缺少加热装置，故A错误；
B．该装置为“喷泉实验”装置，氨气极易溶于水，从而造成“负压”，从而产生喷泉，滴油酚酞的水溶液被吸入烧瓶后喷泉为红色，故氨气溶于水显碱性，故B正确；
C．高锰酸钾具有强氧化性，需要装在酸式滴定管中，图中为碱式滴定管，故C错误；
D．转移溶液需要用玻璃棒引流，防止溶液粘在刻度线以上而造成误差，故D错误；
故答案为：B。
9. 下列物质不能通过相应单质一步化合而成的是
A. HClB. NOC. CuSD. Al2O3
【答案】C
【解析】
【详解】A．H2在Cl2中燃烧可生成 HCl，A不符合题意，A错误；
B．N2和O2在放电或高温的条件下反应生成NO，B不符合题意，B错误；
C．S与Cu在高温条件下反应生成Cu2S而非CuS，C符合题意，C正确；
D．Al与O2反应可得Al2O3，D不符合题意，D错误；
故选C。
10. 硝酸可用于制化肥、农药、染料等。工业制备硝酸过程如下图所示，下列说法正确的是
A. 图中A和B分别为氧气和水
B. 常温下，铝与浓硝酸不反应，可用铝罐材料盛装浓硝酸
C. 尾气不需要净化处理，可以直接排放
D. 合成氨塔中采用高温有利于提高反应物的平衡转化率
【答案】A
【解析】
【分析】工业制备硝酸流程为：。
【详解】A．由分析可知，氧化炉中NH3与O2发生催化氧化，A是氧气；吸收塔中NO与O2反应生成NO2，被水吸收生成HNO3，则B是水，A正确；
B．常温下，铝与浓硝酸接触会发生钝化，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻碍二者继续反应，因此可用铝罐材料盛装浓硝酸，B错误；
C．尾气中含有NO、NO2等有毒气体，需经过处理才能排放，C错误；
D．合成氨反应是放热反应，高温会使反应逆向进行，会降低反应物的转化率，D错误。
故本题选A。
11. 我国科学家提出了一种双极膜硝酸盐还原工艺，其原理如图所示。双极膜中间层中的H2O解离为和，在外加直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是
A. n
B. b接电源负极
C. 产生的NH3与O2的物质的量之比为1∶2
D. 左室电极反应为
【答案】B
【解析】
【分析】根据图示可知，a极得电子生成NH3，发生还原反应，为阴极；b极OH-失电子生成氧气，发生氧化反应，为阳极。
【详解】A．根据分析可知，b为电解池的阳极，阴离子向阳极移动，故n是，A正确；
B．根据分析可知，b为电解池的阳极，b接电源正极，B错误；
C．根据电子守恒可知，NH3~8e-~2O2，则产生的NH3与O2的物质的量之比为1∶2，C正确；
D．根据图示可知，a极得电子生成NH3，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：，D正确；
故选B。
12. 常温下，将0.1 ml/L NaOH溶液分别滴入20 mL0.1 ml/L HX溶液与20 mL 0.1ml/L HCl溶液中，溶液pH随滴入NaOH溶液体积变化的图像如下图所示。下列说法错误的是
A. N曲线代表HCl溶液
B. 水的电离程度：
C. HX的电离常数为
D. a、d点溶液混合后呈酸性
【答案】D
【解析】
【分析】0.1ml/L的HCl溶液pH=1，即N曲线代表HCl溶液；M曲线代表HX溶液，根据开始时的pH值可知，HX是弱酸。当，二者的溶质分别为等物质的量的HCl和NaCl、HX和NaX；当，二者的溶质分别为NaCl、NaX。
【详解】A．由分析可知，曲线N代表HCl溶液，A正确；
B．b到c再到d，随着NaOH溶液的加入，酸对水电离的抑制作用减弱，生成的盐NaX对水电离的促进作用增强，因此水的电离程度：，同时，a、b两点比较，a点溶液的酸性更强，对水电离的抑制作用更强，即水的电离程度b>a，B正确；
C．由图可知，0.1ml/L的HX溶液pH=6，即c(X-)=c(H+)=1×10-6ml/L，其电离常数，C正确；
D．a、d点溶液混合后所得为NaCl、HX和NaX，且HX和NaX等物质的量，结合选项C可知，NaX的水解常数约为10-3,HX的电离程度小于NaX的水解程度，故混合溶液呈碱性，D错误。
故说法错误的是D。
第Ⅱ卷（64分）
13. 教材插图具有简洁而内涵丰富的特点。请回答以下问题：
（1）第三周期的某主族元素，其第一至第五电离能数据如图所示，则该元素对应的原子有_______种不同运动状态的电子，最外层电子占据能级的电子云轮廓图形状为_______。
（2）如图所示，每条折线表示周期表IVA~VIIA中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a、b点依次代表的是_______、_______（写化学式）。
（3）碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示。
①在石墨烯晶体中，每个六元环占有_______个C原子。
②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接_______个六元环。
③写出金刚石的硬度大于晶体硅的原因_______________。
④聚乙炔是一种导电聚合物，用于制备电活性聚合物，聚乙炔是否存在顺反异构现象_______（填“是”或“否”）。
（4）低温SiO2晶体的结构中，顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链如图所示，其中Si原子的杂化轨道类型是______________，工业上用焦炭还原石英砂制得含有少量杂质的粗硅的化学方程式为_________________。
【答案】（1） ①. 12 ②. 球形
（2） ①. SiH4 ②. NH3
（3） ①. 2 ②. 12 ③. 金刚石与晶体硅都属于共价晶体，半径，键长，键长越短，键能越大，硬度越大 ④. 是
（4） ①. sp³ ②.
【解析】
【小问1详解】
第三周期的某主族元素，第三电离能明显大于第二电离能，说明最外层有2个电子，则该元素为Mg，Mg核外有12个电子，有12种不同运动状态的电子，最外层电子占据能级为3s，电子云轮廓图形状为球形。
【小问2详解】
在第二周期族IVA~VIIA非金属元素的气态氢化物中，只有NH3、H2O、HF分子之间存在氢键，它们的沸点高于同主族其他元素气态氢化物的沸点，所以a点所在的曲线表示的是IVA族元素的气态氢化物，a点代表的是SiH4；NH3、H2O、HF中NH3的沸点最低，b是NH3。
【小问3详解】
①在石墨烯晶体中，每个碳原子被3个环共用，根据均摊原则，每个六元环占有2个C原子。
②在金刚石晶体中，由于每个C原子和它周围的4个C原子连接，因此它必然同处于4个六元环上，而与之相连的4个C原子的每一个又和另外3个C原子相连。因而，它必然又在另外3个碳原子所在的环上。所以这个碳原子连接3×4=12个六元环；
③金刚石与晶体硅都属于共价晶体，半径：，键长：，键长越短，键能越大，硬度越大。
④聚乙炔分子中，双键碳原子上连接的2个原子或原子团都不同，所以存在顺反异构现象。
【小问4详解】
低温SiO2晶体的结构中，硅氧形成正四面体结构，Si原子的杂化轨道类型是sp3；焦炭和石英砂反应生成粗硅和一氧化碳，反应的化学方程式为。
14. 青蒿素(C15H22O5)是治疗疟疾的有效药物，白色针状晶体，其晶胞(长方体，含4个青蒿素分子)及分子结构如右图所示，可以用有机溶剂N从中药中提取。
（1）测定晶体结构最常用的方法是_____________。
（2）青蒿素的分子中含有官能团的名称为过氧键、______________和______________。
（3）使用现代分析仪器对有机化合物N的分子结构进行测定相关结果如下：
根据上面三个图推测N的结构简式______________。
（4）青蒿素合成的部分路线如图：
①l ml香茅醛与2 ml氢气完全加成的产物的系统命名为____________，F→G的反应类型___________。
②欲检验香茅醛中的官能团，试剂加入的正确顺序为___________。
A.溴水 B.稀盐酸 C.新制氢氧化铜悬浊液
③写出C→D反应的化学方程式_______________。
④M分子中含有四个碳原子且与香茅醛互为同系物，M的结构有_______种。
⑤根据青蒿素合成路线的所给信息，完善从到的合成路线___________。
【答案】（1）X射线衍射法
（2） ①. 酯基 ②. 醚键
（3）CH3CH2OCH2CH3
（4） ①. 3，7-二甲基-1-辛醇 ②. 消去反应 ③. CBA ④. 2 +O22 +2H2O ⑤. 4 ⑥.
【解析】
【分析】香茅醛经5步反应产生A，A与Ba(OH)2作用，然后酸化可得B，B与H2在Pd/C作用下发生碳碳双键的加成反应产生C，C分子中含有-OH，由于羟基连接的C原子上有H原子，因此C可以与O2在Cu催化下加热发生催化氧化反应，-OH变为-CHO，得到物质D：，D与新制Cu(OH)2悬浊液在NaOH碱性溶液共热发生醛基的氧化反应产生E：，E与CH3Li作用，然后酸化可得F，F在酸性条件下加热发生消去反应产生G，G在一定条件下反应产生青蒿素。
【小问1详解】
测定晶体结构最常用的方法是X射线衍射法；
【小问2详解】
根据青蒿素的分子结构可知：其分子中含有官能团的名称为过氧键、酯基、醚键；
【小问3详解】
根据图1质谱图可知化合物N相对分子质量是74；根据图2红外光谱图可知：化合物N分子中含有烷基C-H键和醚基中C-O键；根据图3核磁共振氢谱图可知物质N分子中含有2种不同的H原子，二者个数比为3：2，则N结构简式是CH3CH2OCH2CH3；
【小问4详解】
①根据香茅醛分子结构简式可知：其分子中含有一个碳碳双键和一个醛基，它们都能够与H2发生加成反应，则l ml香茅醛与2 ml氢气完全加成的产物结构简式为，其系统命名法命名，名称为3，7-二甲基1-辛醇；
根据F、G结构简式的不同，可知F在酸性条件下加热，发生消去反应产生G，同时产生H2O，故F→G反应类型是消去反应；
②香茅醛分子中含有碳碳双键和醛基。检验碳碳双键应该使用溴水，检验醛基应该用新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液，但由于溴水具有强氧化性，也能够氧化醛基，而新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液只能氧化醛基，不能与碳碳双键发生反应，因此应该先利用新制Cu(OH)2悬浊液检验醛基，然后再利用溴水检验碳碳双键。方法是取适量香茅醛放入试管中，向其中加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热煮沸，看到的现象是产生砖红色沉淀，然后取上层清液，向其中加入盐酸酸化，再加入溴水，若溴水褪色，证明其分子结构中含有碳碳双键，故加入试剂顺序是CBA；
③C物质分子中含有-OH，由于-OH连接的C原子上有H原子，因此可以与O2在Cu催化下加热，发生氧化反应，-OH变为-CHO，就得到D，同时反应产生H2O，该反应的化学方程式为：2 +O22 +2H2O；
④化合物M与香茅醛互为同系物，二者结构相似，分子中含有一个碳碳双键和一个醛基，且其分子中含有四个碳原子，则其可能结构为：CH2=CH-CH2CHO、C 、、，共4种不同结构，因此M的结构共有4种；
⑤根据青蒿素合成路线可知：与Ba(OH)2作用，然后酸化，反应产生，该物质与H2在Pd/C作用下发生碳碳双键的加成反应产生，与CH3Li反应产生，该物质在酸性条件下加热，发生消去反应产生目标产物，故由制取的合成路线为： 。
15. 某废催化剂含SiO2、ZnO、ZnS和CuS，欲“变废为宝”，实验室中从该废催化剂中回收锌和铜的一种流程如下图所示。
回答下列问题：
（1）在步骤①浸出反应中，生成气体的化学品标识是________（填标号）。
A. B. C. D.
（2）下列叙述中涉及到与该流程中的“操作②”相同操作的是________
A.《肘后备急方》中治疟疾：“青蒿一握，以水升渍，绞取汁，尽服之”
B.《开宝本草》中获取硝酸钾：“冬月地上有霜，扫取以水淋汁后，乃煎炼而成”
C.《本草衍义》中精制砒霜：“将生砒就置火上，以器覆之，令砒烟上飞着覆器”
（3）步骤④中，获得晶体的实验操作步骤是________________、______________、过滤、洗涤、干燥。
（4）向盛有滤渣1的反应器中加入稀硫酸和过氧化氢溶液加热浸出，该过程应先加入的试剂为_______，步骤③中生成单质硫，写出该反应的离子方程式_________________，生成的铜离子对于过氧化氢的分解具有催化作用，其化学反应方程式为__________________。
（5）设计如图装置测定一定质量的废催化剂中硫化锌的含量。室温下，向恒压分液漏斗中加入足量0.5 ml/L H2SO4溶液，乙丙连通管中盛有饱和NaHS溶液，乙管实验前对应气体体积读数为V1 mL，甲中完全反应后乙管气体体积读数为V2 mL(V2>V1)。
①每次读数前要调整丙管高度，使其与乙管液面持平，其目的是________________。
②若实验结束时，未调平乙管和丙管的液面，且丙管的液面高于乙管，所测得产品中硫化锌的含量________________（填“偏高”或“偏低”）。
（6）已知该废催化剂中含12%的CuS，实验中称取20.0 g废催化剂最终得到4.0 gCuSO4·5H2O（M=250g/ml），则铜的回收率为________________。
【答案】（1）AD （2）B
（3） ①. 蒸发浓缩 ②. 冷却结晶
（4） ①. 稀硫酸 ②. ③.
（5） ①. 使乙管内气压等于外界气压（或恒压测气体体积） ②. 偏低
（6）64%
【解析】
【分析】废催化剂主要成分有SiO2、ZnO、ZnS和CuS，加入稀硫酸与ZnO、ZnS发生反应生成ZnSO4、H2S和水，反应后进行过滤，滤液中含有硫酸锌，浓缩结晶得到硫酸锌晶体，滤渣1中含有SiO2和CuS，在酸性条件下与双氧水发生氧化还原反应，滤渣2为S、SiO2，滤液中含有硫酸铜，浓缩结晶后得到胆矾，以此解答该题。
【小问1详解】
步骤①产生的气体为H2S，H2S是易燃烧气体，有剧毒；化学品标识是AD；B的标识为腐蚀品，C的标识为易燃固体；
【小问2详解】
流程中的“操作②”是蒸发浓缩、冷却结晶；
A．文意描述的是萃取的操作，故A不选；
B．文意描述的是从溶液中结晶出硝酸钾固体，硝酸钾的溶解度随温度变化大，应采用蒸发浓缩、冷却结晶；故B选；
C．文意描述的是升华、凝华，故C不选；
答案为B；
【小问3详解】
步骤④的一系列操作包括：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥；
【小问4详解】
滤渣1的主要成分是SiO2和CuS，应该先加入稀硫酸调节溶液为酸性，再加H2O2溶液将CuS氧化为硫酸铜和单质S，反应的离子方程式为：；铜离子对于过氧化氢的分解具有催化作用，其化学反应方程式为；
【小问5详解】
①每次读数前要调整丙管高度，使其与乙管液面持平，其目的是使乙管内气压等于外界气压(或恒压测气体体积)；
②丙管的液面高于乙管，说明乙管中气体压强大于大气压，则计算出的气体体积偏小，所测得产品中硫化锌的含量偏低；
【小问6详解】
20.0 g废催化剂含有的Cu元素的质量为=1.6g，4.0 gCuSO4·5H2O含有的Cu元素的质量为=1.024g，则铜的回收率为=64%。
16. 杭州亚运会主火炬燃料是“零碳甲醇”，是一种利用焦炉气中的H2和工业废气捕获的CO2生产的绿色燃料，在适宜的过渡金属及其氧化物催化下发生反应：
（1）已知：Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
则_________，_________（计算其数值）。
（2）甲醇气相脱水制甲醚（CH3OCH3）的反应可表示为： 。
①一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量的发生上述反应，能判断反应达到化学平衡状态的是________
A.CH3OH(g)和CH3OCH3(g)的浓度比保持不变
B.
C.容器内压强不再变化
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
②200℃时向2 L恒容密闭容器中充入2 ml CH3OH(g)发生上述反应，测得CH3OH(g)的浓度随时间(t)的变化如下表：
达平衡时该反应放出的热量为________kJ，若此时平衡压强为P0，则该温度条件下，压强平衡常数Kp=________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
③200℃时，向该容器中投入三种成分的浓度如下：
此时，正、逆反应速率的大小关系为：________（填“>”“<”或“=”）。
（3）我国科研团队在CO2电化学还原反应机理的研究上取得新突破，CO2电化学还原法中采用TiO2纳米管作电解池工作电极，惰性电极作辅助电极，以一定流速通入CO2，测得CO2生成CO的产率接近80%。
①工作电极上主要发生的电极反应为_____________；
②电解一段时间，交换膜左侧溶液的浓度_________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】（1） ①. -90.5 ②. 10-7
（2） ①. AB ②. 20 ③. 4 ④. >
（3） ①. 或写成， ②. 减小
【解析】
【小问1详解】
反应Ⅲ=Ⅰ-Ⅱ，则；。
【小问2详解】
①当反应中的一些变化量不再改变时，反应即达到平衡。当反应正向进行时，CH3OH(g)减少，CH3OCH3(g)生成，CH3OH(g)和CH3OCH3(g)的浓度比值变小，逆向进行时比值增大。当比值保持不变时，反应达到平衡，A正确；该反应中，当反应达到平衡时，，B正确；该反应前后气体体积不变，在恒容容器中，压强不变，因此无法判断平衡，C错误；混合气体的平均相对分子质量，反应中气体总质量没变，气体总物质的量没变，则也不变，因此无法判断平衡，D错误。正确选项为AB。
②根据表格可知，达到平衡时，CH3OH在2L容器中消耗了1.6ml，则达到平衡时放出热量-20kJ；各物质分压与其物质的量分数有关，列三段式可得：
CH3OH分压=，甲醚和水分压相等=，则。
③根据上一问可知，该反应平衡常数K=，投料的浓度积，此时反应正向移动，>。
小问3详解】
①工作电极是阴极，CO2得电子，发生还原生成CO，溶液为弱碱性，用OH-配平电荷，可得，但溶液中会与生成的OH-反应，即，因此也可将总反应写成；
②左侧是阳极，发生氧化反应，电极反应式为：， 被消耗，同时溶液中的K+通过阳离子交换膜进入右侧阴极室，导致左侧溶液浓度减小。A．实验室制氯气
B．验证易溶于水，且溶液呈碱性
C．为装有溶液的滴定管排气泡
D．配制溶液时向容量瓶中转移溶液
t/min
0
10
20
30
40
50
60
c(CH3OH)/(ml·L-1)
1.00
0.65
0.50
0.36
0.27
0.20
0.20
物质
CH3OH(g)
CH3OCH3(g)
H2O(g)
c/(ml·L-1)
0.64
0.68
0.68
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