连云港市2024-2025学年高二下学期期末考试化学试题（含解析）

这是一份连云港市2024-2025学年高二下学期期末考试化学试题（含解析），共7页。试卷主要包含了 下列说法正确的是， 下列化学反应表示正确的是等内容，欢迎下载使用。
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1.本试卷共8页，包含选择题(第1题～第13题，共13题)、非选择题(第14题～第17题，共4题)共两部分。本卷满分100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。
2.答题前，请务必将自己的姓名、考试证号用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上。
3.作答选择题，必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑涂满；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置作答一律无效。
4.如有作图需要，可用2B铅笔作答，并请加黑加粗，描写清楚。
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cu 64 I 127
一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 材料化学的发展彰显我国科技创新实力。最新研发的光控智能粘附材料由H、C、N和Fe等元素组成，其中属于ⅠA族元素的是
A. HB. CC. ND. Fe
2. 反应可用于脱除工业尾气中的。下列说法正确的是
A. NaClO中Cl元素化合价为-1B. 是含有极性键的非极性分子
C. 的电子式为D. 的空间构型为V形
3. 下列相关原理、装置及操作能达到相应实验目的的是
A. 装置甲可用于制备乙烯并探究其性质
B. 装置乙用标准酸性高锰酸钾溶液测定溶液中的含量
C 装置丙可用于向铁钉上镀锌
D. 装置丁中关闭a、打开b，可用于检查装置气密性
4. 亚硝酸钴钠{}常用于检验。下列说法正确的是
A 离子半径：B. 键角：＜
C. 电负性：(O)＜(N)D. 电离能：(O)>(N)
阅读下列材料，完成下列小题：
碳的化合物用途广泛。CO(结构式为C≡O)能与Fe反应，生成配合物，熔点为-20℃，沸点103℃，难溶于水，易溶于苯等有机溶剂。催化加氢可制得，的燃烧热为890.2。电解溶液可生成。将少量通入NaClO溶液中可增强其漂白能力。
已知：，，。
5. 下列说法正确的是
A. 属于离子晶体
B. 与分子之间能形成氢键
C. 催化加氢制过程中，仅断裂键
D. 和的价层电子对互斥模型相同
6. 下列化学反应表示正确的是
A. 催化加氢制的反应： △H>0
B. 的燃烧：
C. 电解溶液生成的阴极反应：
D. NaClO溶液中通入的反应：
7. 下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A. 难溶于水，可用作气体燃料
B. 能与碱反应，可用于催化加氢制
C. CO含有孤电子对，能与多种过渡金属形成配合物
D. 含有配位键，能溶于苯等有机溶剂
8. 在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是
A.
B.
C. 含硫矿物
D.
9. 电解法制备超细粉体的装置如图所示。下列说法正确的是
A. b为直流电源的正极
B. 电解生成1ml 时，理论上需通入5.6L
C. 电解时阳极电极反应式：
D. 电解一段时间后电解质溶液pH减小
10. 化合物Z是一种合成药物的重要中间体，部分合成路线如下：
下列说法正确的是
A. X分子有2个原子采取杂化B. 1ml Y中含有4ml碳氧键
C. Z分子中含有1个手性碳原子D. X、Y、Z可用溴水和饱和溶液进行鉴别
11. 室温下，根据下列实验过程及现象，能验证相应实验结论是
A. AB. BC. CD. D
12. 室温下，通过下列实验探究溶液的相关性质。
实验1：用pH计测量0.1 溶液的pH=2.60。
实验2：向0.1 溶液中滴加溶液至pH=7。
实验3：将0.1 溶液与0.1 溶液等体积混合，产生白色沉淀。
下列说法正确的是
A. 实验1的溶液中：
B. 实验2的溶液中：
C. 实验3中反应：
D. 实验3沉淀后的溶液中：
13. 氢能的开发利用是实现双碳目标的重要途径。以C、和CaO为原料制氢时，涉及主要反应(忽略其他副反应)如下：
① △H>0
② △H＜0
③ △H＜0
恒压下，反应体系达平衡时，气体CO、和的物质的量分数随温度的变化关系如图所示。图示温度范围内C(s)已完全反应，(s)在温度时完全分解，在温度时气体总物质的量为4.0ml。下列说法错误的是
A. 的平衡常数
B. 温度时，的物质的量为0.5ml
C. 当温度高于时，随温度升高CO的物质的量分数逐渐增大
D. 温度时若向平衡体系中通入少量(g)，重新达平衡后，增大
二、非选择题：共4题，共61分。
14. 利用钼精矿(含及少量的FeS、)为原料制备纳米材料的部分工艺流程如下所示：
（1）“氧化、碱浸”时，在75℃转化为易溶于水的、。
①该反应的化学方程式为_______。
②加料完成后，提高钼元素浸出效率的方法还有_______(填两种)。
（2）“氧化、碱浸”后的水溶液经萃取、反萃取后可获得溶液。
①“水相”中通入稍过量的气体可生成沉淀。该反应的离子方程式为_______。
②“萃取”时为了将水层中M元素尽可能多地转移到有机层，应采取实验操作有_______(填两项)。
（3）反萃取后获得的溶液会含有少量，可以加入溶液生成沉淀分离，后经处理可制备纳米材料。
①为避免中混有，向溶液边搅拌边加入溶液，至溶液pH=7停止加入。此时溶液中_______。
已知：，，，。
②二维层状晶体结构如图所示。M原子的配位数为_______；二维层状具有良好润滑性能，可能的原因是_______。
15. 化合物F是合成抗炎抗菌类药物的一种中间体，可通过以下合成：
（1）A分子中的含氧官能团名称为醛基和_______。
（2）A→B的反应需经历A→X→B的过程，中间体X的分子式为。X的结构简式为_______。
（3）D→E的反应类型为_______。
（4）写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式：_______。
①分子中含有两个苯环；
②分子中含有4种不同化学环境的氢原子；
③能发生银镜反应；碱性条件下水解，产物之一酸化后能与溶液发生显色反应。
（5）写出以、、为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)_______。
16. 利用低品位的黄铜矿(含量较低，其中的Fe为＋3价)制备硫酸铜晶体和碳酸亚铁晶体工艺流程如下：
（1）黄铜矿处理。
①酸浸前，黄铜矿需要经过破碎与磨矿处理，其目的是_______。
②黄铜矿酸浸处理时，化合价发生变化的元素有_______(填元素符号)。
（2）硫酸铜晶体的制备。
①“系列操作”指的是蒸发浓缩、_______，干燥得硫酸铜晶体。
②准确称量硫酸铜晶体样品3.200g，溶于水配成100mL溶液，用滴定管量取25.00mL硫酸铜溶液于锥形瓶中，加入足量的0.1000 KI溶液，以淀粉作指示剂，用0.1000 标准溶液滴定三次，平均消耗20.00mL 标准溶液，则样品中Cu元素的质量分数为_______(写出计算过程)。已知：杂质不反应；，。
（3）碳酸亚铁晶体的制备。
①已知pH=3.2时，完全沉淀。请描述“除铁”时加料的操作过程：取CuO晶体，_______。
②请补充完整制备晶体的实验方案：在搅拌下，将一定量的固体分批加入一定浓度硫酸中，待固体完全溶解后，_______。
(实验中须使用的试剂和仪器有：铁粉、0.1 、盐酸酸化的溶液、真空干燥箱)
17. 氢能的开发和利用是当今化学研究的热点。
（1）乙醇水蒸气重整制氢。
主反应为 △H=173.3。
①该反应的活化能：(正)_______(逆)(填“>”“＜”或“=”)；高温下能自发进行的原因是_______。
②在450℃，水醇摩尔比为3条件下，使用ZnO/催化剂以及Pd-ZnO/催化剂，充分反应后，各产物的选择性如题图-1所示，使用Pd-ZnO/催化剂反应机理如题图-2所示：
相对于ZnO/催化剂，使用Pd-ZnO/催化剂能显著提高选择性的原因是_______。
③反应一段时间后，发现催化剂的活性下降。研究发现催化剂的比表面积及孔容均未改变，将活性下降的催化剂置于空气中加热，所得热重曲线如图所示。催化剂活性下降的可能原因是_______。
（2）甲醛电催化制氢。
用Cu/Ag合金催化剂，电解低浓度的HCHO碱性溶液可以获取氢气，同时得到甲酸盐产品。阳极处反应机理如下图所示。
①中间体X的结构式为_______。电解时，阳极的电极反应式为_______。
②与普通电解水制氢相比，该法制氢的优点有_______(填两点)。
（3）二氧化碳加氢合成甲醇在Cu/催化剂作用下，加氢合成甲醇的机理如图所示。
①Cu/催化剂中Cu活性位点的作用是_______。
②若-O-H中的羟基氧用代替，则产物中不会出现的物质为_______ (化学式)。
答案与解析
一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 材料化学的发展彰显我国科技创新实力。最新研发的光控智能粘附材料由H、C、N和Fe等元素组成，其中属于ⅠA族元素的是
A. HB. CC. ND. Fe
【答案】A
【解析】
【详解】ⅠA族元素包括氢（H）、锂（Li）、钠（Na）等。虽然氢的性质特殊，但高中化学通常将其归为ⅠA族。C、N、Fe分别属于ⅣA、ⅤA和Ⅷ族，均不符合题意。因此答案为A。
2. 反应可用于脱除工业尾气中的。下列说法正确的是
A. NaClO中Cl元素化合价为-1B. 是含有极性键的非极性分子
C. 的电子式为D. 的空间构型为V形
【答案】D
【解析】
【详解】A．NaClO中钠元素化合价+1价，氧元素化合价-2价，NaClO中Cl元素化合价为+1价，故A错误；
B．NH3的空间构型为三角锥形，正负电荷中心不重合，是极性分子，故B错误；
C．N2的电子式为：，故C错误；
D．H2O的价层电子对数=2+=4，存在2个孤电子对，空间构型为V形，故D正确；
答案选D。
3. 下列相关原理、装置及操作能达到相应实验目的的是
A. 装置甲可用于制备乙烯并探究其性质
B. 装置乙用标准酸性高锰酸钾溶液测定溶液中的含量
C. 装置丙可用于向铁钉上镀锌
D. 装置丁中关闭a、打开b，可用于检查装置气密性
【答案】C
【解析】
【详解】A．乙醇在170℃时发生消去反应生成乙烯，图中温度计的水银球应在液面下，故A错误；
B．亚铁离子、氯离子均被酸性高锰酸钾溶液氧化，则不能测定FeCl2溶液中Fe2+的含量，故B错误；
C．铁钉上镀锌，Zn与电源正极相连作阳极，电解质溶液含锌离子，电镀装置合理，故C正确；
D．丁中关闭a、打开b，橡皮管平衡气压，不能形成液面差，则不能检验气密性，故D错误；
故选：C。
4. 亚硝酸钴钠{}常用于检验。下列说法正确的是
A. 离子半径：B. 键角：＜
C. 电负性：(O)＜(N)D. 电离能：(O)>(N)
【答案】A
【解析】
【详解】A．K+和Na+同主族，K+比Na+多一个电子层，离子半径更大，故A正确；
B．NH3为三角锥形（键角约107°），H2O为V形（键角约104.5°），NH3键角更大，故B错误；
C．同一周期，从左至右电负性逐渐增大，O的电负性（3.44）大于N（3.04），故C错误；
D．N的电子排布为半充满，更稳定，其第一电离能（1402 kJ/ml）高于O（1314 kJ/ml），故D错误；
答案选A
阅读下列材料，完成下列小题：
碳的化合物用途广泛。CO(结构式为C≡O)能与Fe反应，生成配合物，熔点为-20℃，沸点103℃，难溶于水，易溶于苯等有机溶剂。催化加氢可制得，的燃烧热为890.2。电解溶液可生成。将少量通入NaClO溶液中可增强其漂白能力。
已知：，，。
5. 下列说法正确的是
A. 属于离子晶体
B. 与分子之间能形成氢键
C. 催化加氢制过程中，仅断裂键
D. 和的价层电子对互斥模型相同
6. 下列化学反应表示正确的是
A. 催化加氢制的反应： △H>0
B. 的燃烧：
C. 电解溶液生成的阴极反应：
D. NaClO溶液中通入的反应：
7. 下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A. 难溶于水，可用作气体燃料
B. 能与碱反应，可用于催化加氢制
C. CO含有孤电子对，能与多种过渡金属形成配合物
D. 含有配位键，能溶于苯等有机溶剂
【答案】5. B 6. D 7. C
【解析】
【5题详解】
A．熔沸点低且易溶于有机溶剂，属于分子晶体，A错误；
B．含O-H键，H2O分子也含O-H键，两者可形成氢键，B正确；
C．CO2加氢制CH4时，C=O双键中的σ键和π键均断裂，C错误；
D．的价层电子对数为3（平面三角形），CH4的价层电子对数为4（正四面体），模型不同，D错误。
故选B。
【6题详解】
A．CO2催化加氢制为放热反应，ΔH应小于0，A错误；
B．燃烧热是在101 kPa时，1 ml纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量；燃烧热对应液态H2O，选项生成气态水，ΔH≠-890.2 kJ·ml⁻¹，B错误；
C．阴极反应为还原反应，应得电子而非失电子，C错误；
D．酸性：H2CO3（Ka1=4.3×10-7）>HClO（Ka=2.9×10-8），少量CO2与ClO⁻反应生成和HClO，D正确。
故选D。
【7题详解】
A．CH4难溶于水与其作为燃料无直接关联，A不符合题意；
B．CO2与碱反应的性质与其催化加氢无关，B不符合题意；
C．CO因含孤电子对，能提供孤电子对，可与过渡金属形成配位键，C正确；
D．Fe(CO)5溶于苯是因分子晶体特性，与配位键无直接关系，D不符合题意。
故选C。
8. 在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是
A.
B.
C. 含硫矿物
D.
【答案】B
【解析】
【详解】A．Al2(SO4)3溶液中加入过量NaOH(aq)，Al3+会与过量OH-反应生成[Al(OH)4]-而非Al(OH)3沉淀，因此第一步转化无法实现，A错误；
B．Ca(ClO)2(aq)与CO2反应生成HClO和CaCO3，HClO(aq)和SO2反应生成HCl和硫酸，B正确；
C．含硫矿物燃烧生成SO2，SO2与石灰乳[Ca(OH)2]反应生成CaSO3，而非CaSO4，C错误；
D．乙醇在Cu催化下被O2氧化为乙醛，但乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液在加热反应生成Cu2O而非单质Cu，D错误；
答案选B
9. 电解法制备超细粉体的装置如图所示。下列说法正确的是
A. b为直流电源的正极
B. 电解生成1ml 时，理论上需通入5.6L
C. 电解时阳极电极反应式：
D. 电解一段时间后电解质溶液pH减小
【答案】D
【解析】
【分析】电解法制备超细粉体，阳极上生成，电极反应式为，石墨电极上通氧气，为阴极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；
【详解】A．由上述分析可知，石墨为阴极，b为直流电源的负极，故A错误；
B．由于没有强调温度和压强，无法计算氧气的体积，故B错误；
C．阳极发生氧化反应，电极反应式为，故C错误；
D．阳极反应式为，阴极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，总反应式为，由此可知，电解一段时间后，是净消耗，电解质溶液pH减小，故D正确；
答案选D。
10. 化合物Z是一种合成药物的重要中间体，部分合成路线如下：
下列说法正确的是
A. X分子有2个原子采取杂化B. 1ml Y中含有4ml碳氧键
C. Z分子中含有1个手性碳原子D. X、Y、Z可用溴水和饱和溶液进行鉴别
【答案】D
【解析】
【详解】A．X分子中饱和碳原子和氧原子都采用sp3杂化，X中含有3个采用sp3杂化的原子，故A错误；
B．Y分子中存在3个C-Oσ键，有2个C=O键，每个C=O键中含有1个σ键，所以该分子中含有5个碳氧σ键，所以1ml Y中含有5ml碳氧σ键，故B错误；
C．连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子，如图，有2个手性碳原子，故C错误；
D．X和溴水、碳酸氢钠溶液都不反应，Y和碳酸氢钠溶液反应生成CO2气体，Z和溴水发生加成反应生成无色物质而使溴水褪色，现象不同，可以用溴水、碳酸氢钠溶液鉴别X、Y、Z，故D正确；
答案选D。
11. 室温下，根据下列实验过程及现象，能验证相应实验结论的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A．要比较H2SO3和H2CO3的酸性强弱 ，应测定相同浓度的H2SO3和H2CO3溶液的pH，向等体积的水中分别通入SO2和CO2至饱和，所得溶液浓度不相等（因为SO2和CO2在水中溶解度不同），不能根据溶液pH比较酸性，A错误；
B．葡萄糖分子中含有的醛基、羟基等都能被酸性KMnO4溶液氧化，使溶液紫红色消失，不能仅根据该现象就证明葡萄糖分子中含有醛基，B错误；
C．向5mL 0.1 溶液中依次加入2滴0.1 NaOH溶液和2滴0.1 溶液，NaOH溶液少量，先生成白色沉淀，后生成蓝色沉淀，存在沉淀向沉淀的转化，则溶度积常数：>，C正确；
D．Na[Al(OH)4]与溶液中水解显碱性：；NaHCO3溶液中水解显碱性：，同时还存在电离：。结合电离出的生成沉淀，促进的电离，不是水解相互促进，D错误；
故选C。
12. 室温下，通过下列实验探究溶液的相关性质。
实验1：用pH计测量0.1 溶液的pH=2.60。
实验2：向0.1 溶液中滴加溶液至pH=7。
实验3：将0.1 溶液与0.1 溶液等体积混合，产生白色沉淀。
下列说法正确的是
A. 实验1的溶液中：
B. 实验2的溶液中：
C. 实验3中的反应：
D. 实验3沉淀后的溶液中：
【答案】B
【解析】
【详解】A．实验1中，溶液pH=2.60，说明以电离为主，生成H+和，而水解生成的较少，根据质子守恒，c(H+)=c()+c()-c()，代入pH=2.60可知c() < c()+c(OH-)，A错误；
B．实验2中，溶液pH=7，电荷守恒为c(K+)+c()=c()+2c()，物料守恒为c(K+)=c()+c()+c()。联立两式得c()+c()=c()，与选项B一致，B正确；
C．实验3中，KHC2O4与Ba(OH)2等物质量混合，与完全中和生成，随后Ba2+与完全沉淀为BaC2O4，无残留，方程式多出，与实际反应不符，C错误；
D．实验3沉淀后，溶液中仅含微量（来自沉淀溶解），而因强碱性环境几乎不存在，故c() < c()，D错误；
故选B。
13. 氢能的开发利用是实现双碳目标的重要途径。以C、和CaO为原料制氢时，涉及主要反应(忽略其他副反应)如下：
① △H>0
② △H＜0
③ △H＜0
恒压下，反应体系达平衡时，气体CO、和的物质的量分数随温度的变化关系如图所示。图示温度范围内C(s)已完全反应，(s)在温度时完全分解，在温度时气体总物质的量为4.0ml。下列说法错误的是
A. 的平衡常数
B. 温度时，的物质的量为0.5ml
C. 当温度高于时，随温度升高CO的物质的量分数逐渐增大
D. 温度时若向平衡体系中通入少量(g)，重新达平衡后，增大
【答案】D
【解析】
【分析】由反应①、②、③可知，CO2来自CO与H2O的反应，且CO和CO2的产生都伴随H2的生成。同时，体系中的CaO可吸收CO2转化为CaCO3。因此，无论CO和CO2后续变化如何，体系中始终有H2存在，且H2含量较其它两者都高，故a线对应物种应为H2。根据信息：图示温度范围内C(s)已完全反应，CaCO3在T1温度时完全分解，故压力p下，T1温度后，体系中仅存在反应②，反应②为放热反应，随温度升高反应平衡逆向移动，由图中信息可知，T1温度后a、c线对应物质摩尔分数随温度升高逐渐降低，b线对应物质变化趋势相反。因此，可判断b线对应物质为CO，c线对应物种为CO2，据此分析解题。
【详解】A．该反应=①+②+③，故平衡常数，A正确；
B．温度为T0时，、CO、、的物质的量分数分别为：0.50、0.15、0.05、0.30，设起始状态有1mlC，xmlH2O，反应①完全进行，设反应②转化aml，反应③转化bml，可列出三段式：，，，，，，解得x=，a=，b=，则n(总)=( x+1-b)ml=ml，而在温度时气体总物质的量为4.0ml，故n(CaCO3)=，B正确；
C．由分析可知，T1温度后，体系中仅存在反应②，反应②为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO的物质的量分数逐渐增大，C正确；
D．压力p下，T0温度时，C(s)完全反应，CaCO3未完全分解，即体系中存在平衡②和③，反应③：CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s) 的K=，温度不变，K不变，则c(CO2)不变，D错误；
故选D。
二、非选择题：共4题，共61分。
14. 利用钼精矿(含及少量的FeS、)为原料制备纳米材料的部分工艺流程如下所示：
（1）“氧化、碱浸”时，在75℃转化为易溶于水的、。
①该反应的化学方程式为_______。
②加料完成后，提高钼元素浸出效率的方法还有_______(填两种)。
（2）“氧化、碱浸”后的水溶液经萃取、反萃取后可获得溶液。
①“水相”中通入稍过量的气体可生成沉淀。该反应的离子方程式为_______。
②“萃取”时为了将水层中M元素尽可能多地转移到有机层，应采取的实验操作有_______(填两项)。
（3）反萃取后获得的溶液会含有少量，可以加入溶液生成沉淀分离，后经处理可制备纳米材料。
①为避免中混有，向溶液边搅拌边加入溶液，至溶液pH=7停止加入。此时溶液中_______。
已知：，，，。
②二维层状晶体结构如图所示。M原子的配位数为_______；二维层状具有良好润滑性能，可能的原因是_______。
【答案】（1） ①. ②. 适度提高碱浸温度；适度加快搅拌速率
（2） ①. ②. 充分振荡分液漏斗；用适量萃取剂分多次萃取
（3） ①. 200 ②. 6 ③. 层与层之间分子间作用力较弱，易于滑动
【解析】
【分析】钼精矿(含及少量的FeS、)经过氧化、碱浸，在75℃转化为易溶于水的、，转化为，滤渣的主要成分是FeS，加入有机萃取剂，将水层中M元素尽可能多地转移到有机层，得到的水层主要含有、，有机层中加氨水反萃取可获得溶液，经历系列操作得到纳米材料；
【小问1详解】
①与在75℃转化为易溶于水的、，该反应氧化剂是，化学方程式为：；
②加料完成后，提高钼元素浸出效率的方法还有将钼精矿粉碎、适度提高碱浸温度、适度加快搅拌速率等操作；
【小问2详解】
①“水相”中含有的与过量的气体反应生成沉淀和，离子方程式为：；
②“萃取”时为了将水层中M元素尽可能多地转移到有机层，应采取的实验操作有：充分振荡分液漏斗；用适量萃取剂分多次萃取；
【小问3详解】
①在 pH=7 时，碳酸体系的与 的关系为：，对于，在临界不沉淀条件下：，代入 表达式：，因此：，对于BaMO4，沉淀发生时：，由方程 (2) 解出，代入方程 (1)：整理得：，化简得到，因此，溶液中 ，即比值为 200；
②如图可知，M原子与周围6个S原子相连，故M原子的配位数为6；二维层状结构与石墨类似，具有良好润滑性能，可能的原因是层与层之间分子间作用力较弱，易于滑动；
15. 化合物F是合成抗炎抗菌类药物的一种中间体，可通过以下合成：
（1）A分子中的含氧官能团名称为醛基和_______。
（2）A→B的反应需经历A→X→B的过程，中间体X的分子式为。X的结构简式为_______。
（3）D→E的反应类型为_______。
（4）写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式：_______。
①分子中含有两个苯环；
②分子中含有4种不同化学环境的氢原子；
③能发生银镜反应；碱性条件下水解，产物之一酸化后能与溶液发生显色反应。
（5）写出以、、为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)_______。
【答案】（1）醚键 （2）
（3）还原反应 （4）
（5）
【解析】
【分析】A和发生羟醛缩合反应生成B，B和HCN发生加成反应生成C，C中氰基酸化生成D，D发生还原反应生成E，E经历两步反应生成F，据此解答。
【小问1详解】
由A的结构简式可知，A分子中的含氧官能团名称为醛基和醚键；
【小问2详解】
A→B的反应需经历A→X→B的过程，故先发生醛基的加成反应生成羟基，再发生羟基的消去反应得到碳碳双键，故X的结构简式为；
【小问3详解】
D→E的反应是去氧加氢的反应，反应类型是还原反应；
【小问4详解】
E的一种同分异构体满足：①分子中含有两个苯环；
②分子中含有4种不同化学环境的氢原子，说明其是对称结构；
③能发生银镜反应，说明含有醛基；碱性条件下水解，产物之一酸化后能与溶液发生显色反应，说明含有酚羟基形成的酯基，满足条件的结构简式为：；
【小问5详解】
目标产物是由和乙醇发生酯化反应得到的，故需要将与先发生羟醛缩合反应增产碳链，生成的产物为，再模仿B→C→D→E的合成路线得到，具体合成路线是。
16. 利用低品位的黄铜矿(含量较低，其中的Fe为＋3价)制备硫酸铜晶体和碳酸亚铁晶体工艺流程如下：
（1）黄铜矿处理。
①酸浸前，黄铜矿需要经过破碎与磨矿处理，其目的是_______。
②黄铜矿酸浸处理时，化合价发生变化的元素有_______(填元素符号)。
（2）硫酸铜晶体的制备。
①“系列操作”指的是蒸发浓缩、_______，干燥得硫酸铜晶体。
②准确称量硫酸铜晶体样品3.200g，溶于水配成100mL溶液，用滴定管量取25.00mL硫酸铜溶液于锥形瓶中，加入足量的0.1000 KI溶液，以淀粉作指示剂，用0.1000 标准溶液滴定三次，平均消耗20.00mL 标准溶液，则样品中Cu元素的质量分数为_______(写出计算过程)。已知：杂质不反应；，。
（3）碳酸亚铁晶体的制备。
①已知pH=3.2时，完全沉淀。请描述“除铁”时加料的操作过程：取CuO晶体，_______。
②请补充完整制备晶体的实验方案：在搅拌下，将一定量的固体分批加入一定浓度硫酸中，待固体完全溶解后，_______。
(实验中须使用的试剂和仪器有：铁粉、0.1 、盐酸酸化的溶液、真空干燥箱)
【答案】（1） ①. 增大反应物接触面积，提高酸浸时的反应速率和浸出率 ②. Cu、S、O
（2） ①. 冷却(或降温)结晶、过滤、洗涤 ②. 16%
（3） ①. 在搅拌下分批加入到滤液中，至溶液pH略大于3.2时停止加入 ②. 在搅拌下向溶液中分批加入铁粉至其不再溶解，过滤，向所得滤液中加入0.1 溶液，直至向静置后的上层清液中滴加溶液，无沉淀生成，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，至向最后一次洗涤滤液中滴加盐酸酸化的溶液无沉淀产生，将固体置于真空干燥箱中低温干燥，得到晶体。
【解析】
【分析】低品位黄铜矿(CuFeS2含量较低)经过破碎与磨矿处理后，可增大接触面积，加快反应速率，通入空气和硫酸酸浸，过滤后得到含Fe3+、Cu2+的溶液，加入CuO调节pH值，使溶液Fe3+生成沉淀，得到硫酸铜溶液，进一步蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到胆矾(CuSO4•5H2O)，经反应得碳酸亚铁晶体，据此解答；
【小问1详解】
①酸浸前，黄铜矿需要经过破碎与磨矿处理，其目的是增大反应物接触面积，提高酸浸时的反应速率和浸出率；
②黄铜矿中的Fe为＋3价，则Cu为+1价，酸浸处理后，Cu化合价由+1升高到+2，S由-2价升高到+6价，氧气中O由0价降低到-2价，化合价发生变化的元素有Cu、S、O，
【小问2详解】
①由硫酸铜溶液，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铜晶体；
②根据关系式：，，则样品中Cu元素的质量分数为；
【小问3详解】
①“除铁”时加料的操作过程：取CuO晶体，在搅拌下分批加入到滤液中，至溶液pH略大于3.2时停止加入，使溶液Fe3+尽可能多的生成沉淀；
②制备晶体的实验方案：在搅拌下，将一定量的固体分批加入一定浓度硫酸中，待固体完全溶解后，在搅拌下向溶液中分批加入铁粉至其不再溶解，使Fe3+转化Fe2+，过滤除去过量Fe，向所得滤液中加入0.1溶液，直至向静置后的上层清液中滴加溶液，无沉淀生成，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，至向最后一次洗涤滤液中滴加盐酸酸化的溶液无沉淀产生，将固体置于真空干燥箱中低温干燥，得到晶体。
17. 氢能的开发和利用是当今化学研究的热点。
（1）乙醇水蒸气重整制氢。
主反应为 △H=173.3。
①该反应的活化能：(正)_______(逆)(填“>”“＜”或“=”)；高温下能自发进行的原因是_______。
②在450℃，水醇摩尔比为3条件下，使用ZnO/催化剂以及Pd-ZnO/催化剂，充分反应后，各产物的选择性如题图-1所示，使用Pd-ZnO/催化剂反应机理如题图-2所示：
相对于ZnO/催化剂，使用Pd-ZnO/催化剂能显著提高选择性的原因是_______。
③反应一段时间后，发现催化剂的活性下降。研究发现催化剂的比表面积及孔容均未改变，将活性下降的催化剂置于空气中加热，所得热重曲线如图所示。催化剂活性下降的可能原因是_______。
（2）甲醛电催化制氢。
用Cu/Ag合金催化剂，电解低浓度的HCHO碱性溶液可以获取氢气，同时得到甲酸盐产品。阳极处反应机理如下图所示。
①中间体X的结构式为_______。电解时，阳极的电极反应式为_______。
②与普通电解水制氢相比，该法制氢的优点有_______(填两点)。
（3）二氧化碳加氢合成甲醇在Cu/催化剂作用下，加氢合成甲醇的机理如图所示。
①Cu/催化剂中Cu活性位点的作用是_______。
②若-O-H中的羟基氧用代替，则产物中不会出现的物质为_______ (化学式)。
【答案】（1） ①. > ②. 该反应的△S>0 ③. Pd-ZnO/催化剂能有效抑制脱水生成和氧化为等副反应。Pd-ZnO/催化剂更易促进生成，且使发生C-C键断裂反应，生成CO及大量，从而显著提高选择性 ④. 催化剂表面有积炭产生
（2） ①. 或 ②. ③. 在转移电量相同情况下该法制氢量是普通电解水制氢的两倍，且该法制氢可以降低含甲醛污水对环境的污染，同时获取甲酸盐产品
（3） ①. 吸附并使其解离成(活性)氢原子 ②.
【解析】
【小问1详解】
①反应焓变为正反应活化能减去逆反应活化能，该反应为吸热反应，则活化能：(正) >(逆)；的反应能自发进行，高温下能自发进行的原因是该反应的△S>0；
②Pd-ZnO/催化剂能有效抑制脱水生成和氧化为等副反应，Pd-ZnO/催化剂更易促进生成，且使发生C-C键断裂反应，生成CO及大量，从而显著提高选择性，故使用Pd-ZnO/催化剂能显著提高选择性；
③催化剂的比表面积及孔容均未改变，将活性下降的催化剂置于空气中加热，所得热重曲线可知，加热后固体质量减小，则可能原因为催化剂表面有积炭产生，积碳导致催化剂的活性下降，加热使得碳转化为碳氧化合物，加热后固体质量减小；
【小问2详解】
①由反应机理，吸附催化剂表面的水分子断裂为-H、-OH，甲醛分子中碳氧双键中断裂1个碳氧键，-H与甲醛分子中氧原子结合，-OH上的O与碳原子结合，生成中间体X的结构式为或；电解时，阳极的电极反应为碱性条件下，甲醛失去电子发生氧化反应生成甲酸盐和水、氢气：。
②该法制氢得到1分子中氢气中1个氢原子来自水、1个氢原子来自甲醛，在转移电量相同情况下该法制氢量是普通电解水制氢的两倍，且该法制氢可以降低含甲醛污水对环境的污染，同时获取甲酸盐产品；
【小问3详解】
①由图，氢气分子被催化剂中Cu活性位点吸附并解离，故Cu/催化剂中Cu活性位点的作用是吸附并使其解离成(活性)氢原子；
②由图，-O-H中羟基中氧氢键断裂解离出氢原子，氢和二氧化碳中氧结合、催化剂上的羟基氧和碳结合得到，圈中羟基和铜点位上氢原子结合为水，-O-H中的羟基氧不会进入产物水中，故若-O-H中的羟基氧用代替，则产物中不会出现的物质为。
实验过程及现象
实验结论
A
向等体积的水中分别通入和至饱和，测得通所得溶液pH较小
酸性：>
B
向葡萄糖溶液中滴加酸性溶液，溶液紫红色消失
葡萄糖分子中含有醛基
C
向5mL 0.1 溶液中依次加入2滴0.1 NaOH溶液和2滴0.1 溶液，先生成白色沉淀，后生成蓝色沉淀
溶度积常数：>
D
将等浓度、等体积的溶液与溶液混合，有白色沉淀生成
二者水解相互促进生成沉淀
实验过程及现象
实验结论
A
向等体积水中分别通入和至饱和，测得通所得溶液pH较小
酸性：>
B
向葡萄糖溶液中滴加酸性溶液，溶液紫红色消失
葡萄糖分子中含有醛基
C
向5mL 0.1 溶液中依次加入2滴0.1 NaOH溶液和2滴0.1 溶液，先生成白色沉淀，后生成蓝色沉淀
溶度积常数：>
D
将等浓度、等体积的溶液与溶液混合，有白色沉淀生成
二者水解相互促进生成沉淀