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2024届四川省成都市成华区高三下学期“三诊”化学试题（原卷版+解析版）
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一、选择题：本题共13小题，每小题6分，共78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. 化学使科技进步、使生活更美好，下列有关说法错误的是
A. 卡塔尔世界杯用的“旅程”球，球体表面采用名为纹理聚氨酯的合成高分子材料
B. 制造5G芯片的氮化硅属于新型无机非金属材料
C. 我国学者通过调试镁钪合金成分设计出的“应变玻璃”属于金属材料
D. “三舱三船”空间站使用的霍尔推进器属于离子推进器，该推进器消耗液氙“燃料”时发生化学反应
【答案】D
【解析】
【详解】A．卡塔尔世界杯用的“旅程”球，球体表面采用的纹理聚氨酯属于合成高分子材料，A正确；
B．氮化硅属于新型无机非金属材料，B正确；
C．“应变玻璃”是金属玻璃,属于金属材料，C正确；
D．“三舱三船”空间站使用的霍尔推进器属于离子推进器，该推进器消耗液氙“燃料”时,将疝气转化为离子形态,没有发生化学反应，D不正确；
故选：D
2. 设NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述中不正确的是
A. 31g仅含有少量白磷，无其他杂质的红磷样品中，共含有NA个磷原子
B. 假设1ml氯化铁完全转化为氢氧化铁胶体，则分散系中胶体微粒数小于NA
C. 1mlNa2O2与水反应转移的电子数为NA
D. 58.5 g的氯化钠固体中含有NA个氯化钠分子
【答案】D
【解析】
【详解】A．红磷、白磷互为同素异形体，则31g仅含有少量白磷，无其他杂质的红磷样品中，共含有磷原子的物质的量是31g÷31g/ml＝1ml，即含有NA个磷原子，A正确；
B．胶体是大量分子的集合体，假设1ml氯化铁完全转化为氢氧化铁胶体，则分散系中胶体微粒数小于NA，B正确；
C．过氧化钠与水反应生产氢氧化钠和氧气，在反应中过氧化钠既是氧化剂，也是还原剂，则1mlNa2O2与水反应转移的电子数为NA，C正确；
D．氯化钠是离子化合物，不存在氯化钠分子，D错误；
答案选D。
3. 丙酮与柠檬醛在一定条件下反应可以合成假紫罗兰酮，再进一步可以合成有工业价值的-紫罗兰酮和-紫罗兰酮，转化过程如图所示。下列说法错误的是
A. -紫罗兰酮和-紫罗兰酮所有碳原子不可能处于同一平面上
B. 假紫罗兰酮、-紫罗兰酮和-紫罗兰酮互为同分异构体
C. 柠檬醛合成假紫罗兰酮的过程中官能团的种类数目不变
D. 柠檬醛可以使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色
【答案】C
【解析】
【详解】A．-紫罗兰酮和-紫罗兰酮均含有与4个碳原子相连的饱和碳原子，所有碳原子一定不共面，故A正确；
B．由结构简式可知，假紫罗兰酮、α-紫罗兰酮和β-紫罗兰酮分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故B正确；
C．柠檬醛含两种官能团，个数为3个，假紫罗兰酮中含两种官能团，个数为4个，故C错误；
D．柠檬醛含碳碳双键，能被高锰酸钾氧化，也能与溴单质发生加成反应，可以使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色，故D正确；
故选：C。
4. 依据反应，利用下列装置从含的废液中制取单质碘的溶液，并回收，其中装置使用错误的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A．Cu与浓硫酸在加热的条件下，反应生成二氧化硫，图中没有加热装置，故该装置不可制备二氧化硫，A错误；
B．二氧化硫与发生题给氧化还原反应生成I2和， 且倒扣的漏斗可防止倒吸，B正确；
C．碘易溶于四氯化碳，与水分层，图中萃取、分液可得到I2的CCl4溶液，C正确；
D．从水溶液中提取采取蒸发结晶的方法，用蒸发皿蒸发溶液，D正确；
故本题选A。
5. 一种能增强人体免疫力的化合物，其结构如图，其中X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的短周期主族非金属元素，W、R同族。下列说法正确的是
A. R的常见氧化物均属于非极性分子
B. 氢化物的沸点：W>Z>Y
C. 原子半径：Z>Y>X
D. X、Z、W三种元素既可形成共价化合物又可形成离子化合物
【答案】D
【解析】
【分析】由结构可知R所连6根共价键，因此最外层有六个电子，根据题意可知为W、R第ⅥA族元素，因此W为O元素，R为S元素，再根据结构中的成键数可知X为H元素，Y为C元素，Z为N元素，据此作答。
【详解】A．R为S元素，常见氧化物有SO2、SO3，SO2中中心原子S的价层电子对数为，有孤电子对，结构为V形，正负电荷中心不重合，为极性分子，故A错误；
B．碳元素的氢化物种类非常多，其中如烷烃的沸点随C原子数目增大而增大，存在沸点大于水和氨气的烷烃，并不能确定氢化物的沸点关系，故B错误；
C．X为H元素，Y为C元素，Z为N元素，原子半径同一周期从左往右依次减小，H原子半径最小，故原子半径：，故C错误；
D．H、N、O，即可形成共价化合物，如，也可形成离子化合物，如，故D正确；
故答案选D。
6. “钠离子电池”被欧盟评价为“锂电的性能、铅酸的价格”，因此成为弥补锂不足的替代研究对象，有着巨大的市场前景。某水系钠离子电池工作原理如图，电池总反应为：2Na2FePO4F + NaTi2 (PO4 )22NaFePO4F + Na2Ti2(PO4) 2。下列说法正确的是
A. 充电、放电时，钠离子均向电势更高的电极移动
B. 放电时，导线中每通过1ml电子，理论上a极质量减轻23g
C. 充电时，b极上的电极反应为NaFePO4F+Na++e- = Na2FePO4F
D. 交换膜应为阳离子交换膜且孔径比锂离子电池交换膜的孔径小
【答案】B
【解析】
【分析】2Na2FePO4F + NaTi2 (PO4 )22NaFePO4F + Na2Ti2(PO4) 2，原电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应，电解池阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应，根据反应可知放电时a极为负极，b极为正极，充电时a极为阴极，b极为阳极。
【详解】A．充电钠离子向阴极移动，钠离子向电势低的电极移动，放电钠离子向正极移动，钠离子向电势高的电极移动，A错误；
B．放电时a极反应为Na2Ti2(PO4) 2 –e-=NaTi2 (PO4 )2+Na+，导线中每通过1ml电子，a极产生1mlNa+，理论上a极质量减轻23g ，B正确；
C．充电时，b极上的电极反应为Na2FePO4F-e- = NaFePO4F+Na+，C错误；
D．充电和放电钠离子自由通过离子交换膜，交换膜应为阳离子交换膜，钠离子比锂离子的半径大，孔径比锂离子电池交换膜的孔径大，D错误；
故答案为：B。
7. 常温下，分别在、、溶液中滴加NaOH溶液，溶液中[，X代表、、，]与pH关系如图所示。已知：。下列叙述错误的是
A. 图中代表，代表
B. 室温下，的数量级为
C. 同时产生两种沉淀时，
D. 、均能溶于亚硝酸溶液
【答案】B
【解析】
【分析】由可知，，则代表，、线平行，说明代表、，则代表。根据a、c、d点坐标可知，，，，因，故代表，代表。
【详解】A．由上述分析可知，代表，代表，故A正确；
B．由分析知，其数量级为，故B错误；
C．时产生两种沉淀，，故C正确；
D．的离子反应为，则其平衡常数，同理可计算溶于亚硝酸的离子反应平衡常数为，故D正确；
选B
8. 二氧化氯是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂，是一种黄绿色气体，易溶于水，浓度过大时易发生分解爆炸。近来有学者发现使用复合法发生器进行消毒的水中含有中等毒性的，进一步研究表明是由于制备过程中未完全反应的原料液进入水体引起的。实验室模拟复合法二氧化氯发生器反应工艺，探索反应温度对氯酸盐残留量的影响。实验原理：溶液（质量分数33.3%）与盐酸溶液（HCl质量分数）经计量泵按1∶1比例进入反应残液一同混合形成二氧化氯复合消毒液模拟实验装置：
实验步骤：
ⅰ．将溶液与盐酸溶液按1∶1比例加入烧瓶1中，产生黄绿色气体后通入高纯；
ⅱ．反应90分钟，将5个口瓶内的液体和烧瓶内的反应残液一同倒入一个棕色广口瓶内，形成浓度均匀的复合二氧化氯消毒液；
ⅲ．分别在反应温度20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃重复上述过程；
ⅳ．测试复合二氧化氯消毒液中各组分浓度，收集整理数据。
（1）用来滴加反应液的仪器名称：______；为确保实验准确性，控制反应温度，发生装置选择的加热方式：______。
（2）烧瓶1中反应的化学方程式：____________。
（3）若已知所用盐酸密度是，则盐酸的浓度是：____________。
（4）通入高纯的作用：____________。
（5）转化率及产率随温度的变化如图，据图可知，随反应温度的提高，氯酸盐残留量______（填“升高”或“降低”）；改变反应时间，重复实验，产率随温度变化趋势均如图所示，不考虑有副反应发生，试分析90℃时产率降低的可能原因____________。
（6）二氧化氯可氧化等金属离子，还可杀菌消毒，下列与二氧化氯杀菌消毒原理一致的是______。
a．臭氧浴足盆 b．酒精消毒 c．明矾净水
【答案】（1） ①. 酸式滴定管 ②. 水浴加热
（2）
（3）
（4）稀释二氧化氯防止爆炸；将产生的气体导出至吸收装置被充分吸收
（5） ①. 降低 ②. 温度升高转化率增大导致的产率增大，同时温度升高溶解度减小导致未被充分吸收就逸出，温度高于90℃时，逸出量大于产量增加，故产率降低
（6）
【解析】
【分析】烧瓶1中和HCl反应生成、、NaCl，用高纯氮气将产生的气体导出至吸收装置4~8被充分吸收，反应结束后将5个广口瓶内的液体和烧瓶内的反应残液一同倒入一个棕色广口瓶内，形成浓度均匀的复合二氧化氯消毒液。
【小问1详解】
根据装置图，可知用来滴加反应液的仪器是酸式滴定管；为准确控制反应温度为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃，发生装置选择的加热方式为水浴加热。
【小问2详解】
烧瓶1中和HCl反应生成、、NaCl，根据得失电子守恒，反应的化学方程式为；
【小问3详解】
若已知所用盐酸的密度是。则盐酸的浓度c=；
【小问4详解】
浓度过大时易发生分解爆炸，通入高纯的N2作用是稀释二氧化氯防止爆炸，并将产生的气体导出至吸收装置被充分吸收。
小问5详解】
根据图示，随反应温度的提高，转化率升高，氯酸盐残留量降低：由于装置中8号吸收瓶末端有溢出，溢出量随温度升高而增多，当溢出量增幅比产量增幅大时，产率降低。
【小问6详解】
二氧化氯可氧化Fe2+等金属离子，说明二氧化氯具有氧化性，利用其氧化性杀菌消毒。
a.臭氧具有强氧化性，臭氧浴足盆是利用臭氧的氧化性杀菌消毒，故选a；
b.酒精消毒是因为酒精能使蛋白质变性，故不选b；
c.明矾净水是利用氢氧化铝胶体的吸附性，故不选c；
选a。
9. ZnO是电镀、涂料、有机合成等化学工业的重要原料。某课题组设计由含锌工业废料（含Fe、Cu、Mn等杂质）生产ZnO的工艺流程如下：
已知：黄钠铁矾在pH为1.5，温度为90℃时完全沉淀，且易于过滤。
2Cu +O2 +2H2SO4 = 2CuSO4+2H2O
（1）步骤①的浸取液里除含有Zn2+、Mn2+外，还含有的金属离子有_________、__________，所加试剂X为Na2SO4和_____________的混合液。
（2）步骤②可进一步氧化除去铁，还氧化除去了Mn2+，除去Mn2+的离子方程式为______________；步骤③所加试剂是____________，整个工艺流程中可以循环使用的物质是__________。
（3）步骤⑤中检验沉淀是否洗涤干净的操作方法是________________。
（4）步骤④碳化实际得到的是一种碱式碳酸锌[ZnCO3·xZn(OH)2·yH2O]，取该样品7.18g，充分灼烧后，测得残留固体质量为4.86g，将所得气体通入足量澄清石灰水中，得到2.00g沉淀，则此碱式碳酸锌的化学式是_____________。
【答案】 ①. Fe3+ ②. Cu2+ ③. H2SO4 ④. Mn2++H2O2+H2O＝MnO(OH)2↓+2H+ Zn Na2SO4 ⑤. Zn ⑥. Na2SO4 ⑦. 取最后一次洗涤的滤液1～2mL于试管，滴入BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀洗涤干净（或其它合理答案） ⑧. Z nCO3·2Zn(OH)2·2H2O或Zn3(OH)4CO3·2H2O
【解析】
【分析】铁、铜、锰能与盐酸反应生成亚铁离子和铜离子和锰离子，锰离子可以与双氧水反应生成MnO(OH)2，锌能和铜离子反应生成铜单质，硫酸锌能与碳酸钠反应生成硫酸钠和碳酸锌，碳酸锌分解生成氧化锌和水。据此回答。
【详解】根据流程分析，试剂X中含有硫酸，Fe与硫酸反应生成硫酸亚铁，被氧气氧化为铁离子，铁离子与硫酸钠反应生成黄钠铁矾，过量除去；Cu与硫酸、氧气反应生成硫酸铜，Mn与硫酸反应生成硫酸锰，加入过氧化氢氧化后，调节溶液的pH，使Mn元素转化为MnO(OH)2，剩余铁离子还可转化为氢氧化铁沉淀；再加入过量Zn粉，可与铜离子发生置换反应生成单质Cu，从而除去铜离子，最后加入碳酸钠后得到碳酸锌沉淀，灼烧后得到ZnO。
（1）根据以上分析，步骤①的浸取液里除含有Zn2+、Mn2+以外，还含有的金属离子有Fe3+、Cu2+；所加试剂X为Na2SO4和H2SO4的混合液；
（2）锰离子与过氧化氢反应生成MnO(OH)2测定和氢离子，离子方程式Mn2++H2O2+H2O＝MnO(OH)2↓+2H+；步骤③加入的试剂是Zn单质，与铜离子发生置换反应；硫酸锌溶液中加入碳酸钠后生成碳酸锌和硫酸钠，而流程开始时加入了硫酸钠，所以整个工艺流程中可以循环使用的试剂是Na2SO4；
（3）生成的碳酸锌沉淀中可能含有硫酸根离子，所以检验沉淀是否洗涤干净，可取最后一次洗涤滤液1～2mL于试管中，向其中滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则表明已洗涤干净；
（4）根据题意，最终得到的ZnO的物质的量是4.86g÷81g/ml＝0.06ml，2.00g沉淀为碳酸钙，所以生成二氧化碳的物质的量是2.00g÷100g/ml＝0.02ml，ZnCO3·xZn(OH)2·yH2O（x+1）ZnO+CO2↑+(x+y)H2O，则生成水的物质的量是（7.18g-4.86g-0.02ml×44g/ml）÷18g/ml＝0.08ml，所以ZnO、CO2、H2O的物质的量比是0.06:0.02:0.08＝3:1:4＝（x+1）:1：（x+y），解得x＝2，y＝2，则此碱式碳酸锌的化学式是ZnCO3·2Zn(OH)2·2H2O或Zn3(OH)4CO3·2H2O。
10. 烟道气中的本身对于是一种很好的还原剂，二者反应可得到硫磺，实现变废为宝。还原的反应有：
ⅰ．
ⅱ．
ⅲ．
（1）已知：在标准压强、时，由最稳定的单质合成物质的反应焓变，叫做物质B的标准摩尔生成焓。部分物质的标准摩尔生成焓如下图所示，计算：______。
（2）将与按物质的量之比为进行反应，相同时间内，在不同过渡金属氧化物催化剂作用下，的转化率及生成硫的选择性[硫的选择性]随反应温度变化的结果如下表所示：
①当以作催化剂时，试分析400℃时反应是否达到平衡状态______（填“平衡”或“未平衡”），理由______；请解释转化率随温度变化可能原因是______。
②根据以上数据判断，与反应得到硫磺的最合适条件是______。
（3）在一定温度和某催化剂的条件下，将和混合气体置于刚性密闭容器中进行上述反应，时反应达到平衡状态，测得的转化率为，得到，计算内用表示的平均反应速率为______；硫的选择性______；反应ⅰ的平衡常数______（列出计算式，不用化简）。
【答案】（1）
（2） ①. 未平衡 ②. 达平衡，相同温度下使用不同催化剂时，各物质转化率应相同 ③. 低于350℃时，温度升高催化剂活性增大，反应速率加快，相同时间内转化率增大，当温度高于350℃时，温度升高催化剂活性降低，反应速率减慢，相同时间内转化率减小 ④. 作催化剂，温度为450～500℃
（3） ①. ②. 93.75% ③.
【解析】
【小问1详解】
反应为，由标准摩尔生成焓可知，反应热的计算为：，故答案为：；
【小问2详解】
①催化剂能加快反应速率，但化学平衡不移动，平衡时反应物的转化率不变，由表格数据可知，以FexOy/γ-Al2O3作催化剂时，400°C条件下二氧化硫的转化率为0.45，以CrxOy/γ-Al2O3作催化剂时，400°C条件下二氧化硫的转化率为0.30，二氧化硫的转化率小于0.45说明反应未达到平衡状态；温度低于350℃时，温度升高催化剂活性增大，反应速率加快，相同时间内转化率增大，当温度高于350℃时，温度升高催化剂活性降低，反应速率减慢，相同时间内转化率减小，故答案为：未平衡；达平衡，相同温度下使用不同催化剂时，各物质转化率应相同；低于350℃时，温度升高催化剂活性增大，反应速率加快，相同时间内转化率增大，当温度高于350℃时，温度升高催化剂活性降低，反应速率减慢，相同时间内转化率减小；
②由表格数据可知，以FexOy/γ-Al2O3作催化剂时，温度在450∼500°C条件下，二氧化硫转化率和生成硫的选择性数值最大，所以反应得到硫磺的最合适条件是作催化剂，温度为，故答案为：作催化剂，温度为450～500℃。
【小问3详解】
由题给数据可建立如下三段式：
由三段式数据可知，tmin内S2(g)的反应速率为=，硫的选择性为×100%=93.75%，反应i的平衡常数K==，故答案为：；93.75%；。
【化学-选修3：物质结构与性质】
11. 铁元素在地壳中含量丰富，应用广泛。回答下列问题：
（1）原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态，若有一种自旋状态用，则与之相反的用，称为电子的自旋磁量子数，基态Fe原子核外电子自旋磁量子数的代数和为______。
（2）水溶液中可水解生成双核阳离子，结构如图所示。该双核阳离子中键角______（填“大于”、“小于”或“等于”）中的键角；若对水溶液进行加热，该双核阳离子内部首先断开的是____________键（填“a”或“b”）。
（3）三硝酸六尿素合铁【】是一种重要的配合物，用作有机铁肥，简称铁氮肥。该配合物中所含非金属元素的第一电离能从大到小的顺序为______，的空间构型是______；已知尿素分子所有原子在同一平面且含有与苯类似的“大键”，其“大键”可表示为______（用表示，其中表示参与形成大键的原子数，表示形成大键的电子数）；尿素晶体的熔点为132.7℃，比相同摩尔质量的乙酸熔点（16.7℃）高116℃，主要原因是______。
（4）有良好的磁性和光学性能，广泛应用于电子工业和材料工业。晶体中，围成正四面体空隙（如：1、3、6、7围成）和正八面体空隙（如：3、6、7、8、9、12围成），中有一半的填充在正四面体空隙中，和另一半填充在正八面体空隙中（如图所示）。则正四面体空隙填充率与正八面体空隙填充率之比为______，晶胞中有8个图示结构单元，该晶胞参数为apm，则晶体密度为______（写出含和的计算表达式）。
【答案】（1）
（2） ①. 大于 ②. a
（3） ①. ②. 平面三角形 ③. ④. 都能形成分子间氢键，尿素形成的氢键数目更多
（4） ①. 1：4 ②.
【解析】
【小问1详解】
铁元素的原子序数为26，价电子排布式为3d64s2，由题意可知，价电子自旋磁量子数的代数和与未成对电子数目有关，铁原子中有4个未成对电子，所以价电子自旋磁量子数的代数和为或，故答案为：。
【小问2详解】
FeCl3水溶液中Fe3+可水解生成双核阳离子，由于在该双核阳离子中H2O中的1对孤电子对形成了配位键变为成键电子对，而孤电子对对孤电子对的排斥作用大于孤电子对对成键电子对的排斥作用，大于成键电子对对成键电子对的排斥作用，故该双核阳离子中的H-O-H键角大于H2O的H-O-H键角；
水分子不带电，OH-带负电，与Fe3+成键时，OH-与Fe3+距离更近，键能更大，所以b键的键能大于a键，若对水溶液进行加热，该双核阳离子内部首先断开的是a；
故答案为：大于；a。
【小问3详解】
非金属性越强电负性越大，则所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是；
中N原子孤电子对数，价层电子对数3+0=3，所以其空间构型为平面三角形；
尿素中所有原子共平面，与苯类似的“大键”，苯为，由此可知CO(NH2)2中大键所含原子为4个，所含电子为6个，即表示为：；
尿素晶体、乙酸晶体均为分子晶体，都能形成分子间氢键，但尿素晶体的熔点高，是因为尿素分子之间存在更多的氢键；
故答案为：；平面三角形；；都能形成分子间氢键，尿素形成的氢键数目更多。
【小问4详解】
Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面体空隙中，另一半Fe3+和全部Fe2+填充在正八面体空隙中，则正四面体的空隙填充率为，即12.5%，正八面体的空隙填充率为50%，两者之比为：12.5%：50%=1：4，Fe3O4的晶胞中有8个图示结构单元，则晶胞的质量，体积V=a3×10-30cm3，则晶体的密度，故答案为：1：4；。A
B
C
D
制取
还原碘酸钠
获得溶液的
从水溶液中提取
温度（℃）
转化率
选择性
转化率
选择性
转化率
选择性
转化率
选择性
300
0.30
0.33
0.05
0.84
0.24
0.48
0.11
0.48
350
0.32
0.55
0.11
0.90
0.34
0.70
0.12
0.48
400
0.30
0.68
0.25
0.95
0.45
0.87
0.14
0.50
450
0.29
0.72
0.40
0.95
0.49
0.98
0.15
0.50
500
0.28
0.85
0.48
0.95
0.50
1.00
0.17
0.51
一、选择题：本题共13小题，每小题6分，共78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. 化学使科技进步、使生活更美好，下列有关说法错误的是
A. 卡塔尔世界杯用的“旅程”球，球体表面采用名为纹理聚氨酯的合成高分子材料
B. 制造5G芯片的氮化硅属于新型无机非金属材料
C. 我国学者通过调试镁钪合金成分设计出的“应变玻璃”属于金属材料
D. “三舱三船”空间站使用的霍尔推进器属于离子推进器，该推进器消耗液氙“燃料”时发生化学反应
【答案】D
【解析】
【详解】A．卡塔尔世界杯用的“旅程”球，球体表面采用的纹理聚氨酯属于合成高分子材料，A正确；
B．氮化硅属于新型无机非金属材料，B正确；
C．“应变玻璃”是金属玻璃,属于金属材料，C正确；
D．“三舱三船”空间站使用的霍尔推进器属于离子推进器，该推进器消耗液氙“燃料”时,将疝气转化为离子形态,没有发生化学反应，D不正确；
故选：D
2. 设NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述中不正确的是
A. 31g仅含有少量白磷，无其他杂质的红磷样品中，共含有NA个磷原子
B. 假设1ml氯化铁完全转化为氢氧化铁胶体，则分散系中胶体微粒数小于NA
C. 1mlNa2O2与水反应转移的电子数为NA
D. 58.5 g的氯化钠固体中含有NA个氯化钠分子
【答案】D
【解析】
【详解】A．红磷、白磷互为同素异形体，则31g仅含有少量白磷，无其他杂质的红磷样品中，共含有磷原子的物质的量是31g÷31g/ml＝1ml，即含有NA个磷原子，A正确；
B．胶体是大量分子的集合体，假设1ml氯化铁完全转化为氢氧化铁胶体，则分散系中胶体微粒数小于NA，B正确；
C．过氧化钠与水反应生产氢氧化钠和氧气，在反应中过氧化钠既是氧化剂，也是还原剂，则1mlNa2O2与水反应转移的电子数为NA，C正确；
D．氯化钠是离子化合物，不存在氯化钠分子，D错误；
答案选D。
3. 丙酮与柠檬醛在一定条件下反应可以合成假紫罗兰酮，再进一步可以合成有工业价值的-紫罗兰酮和-紫罗兰酮，转化过程如图所示。下列说法错误的是
A. -紫罗兰酮和-紫罗兰酮所有碳原子不可能处于同一平面上
B. 假紫罗兰酮、-紫罗兰酮和-紫罗兰酮互为同分异构体
C. 柠檬醛合成假紫罗兰酮的过程中官能团的种类数目不变
D. 柠檬醛可以使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色
【答案】C
【解析】
【详解】A．-紫罗兰酮和-紫罗兰酮均含有与4个碳原子相连的饱和碳原子，所有碳原子一定不共面，故A正确；
B．由结构简式可知，假紫罗兰酮、α-紫罗兰酮和β-紫罗兰酮分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故B正确；
C．柠檬醛含两种官能团，个数为3个，假紫罗兰酮中含两种官能团，个数为4个，故C错误；
D．柠檬醛含碳碳双键，能被高锰酸钾氧化，也能与溴单质发生加成反应，可以使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色，故D正确；
故选：C。
4. 依据反应，利用下列装置从含的废液中制取单质碘的溶液，并回收，其中装置使用错误的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A．Cu与浓硫酸在加热的条件下，反应生成二氧化硫，图中没有加热装置，故该装置不可制备二氧化硫，A错误；
B．二氧化硫与发生题给氧化还原反应生成I2和， 且倒扣的漏斗可防止倒吸，B正确；
C．碘易溶于四氯化碳，与水分层，图中萃取、分液可得到I2的CCl4溶液，C正确；
D．从水溶液中提取采取蒸发结晶的方法，用蒸发皿蒸发溶液，D正确；
故本题选A。
5. 一种能增强人体免疫力的化合物，其结构如图，其中X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的短周期主族非金属元素，W、R同族。下列说法正确的是
A. R的常见氧化物均属于非极性分子
B. 氢化物的沸点：W>Z>Y
C. 原子半径：Z>Y>X
D. X、Z、W三种元素既可形成共价化合物又可形成离子化合物
【答案】D
【解析】
【分析】由结构可知R所连6根共价键，因此最外层有六个电子，根据题意可知为W、R第ⅥA族元素，因此W为O元素，R为S元素，再根据结构中的成键数可知X为H元素，Y为C元素，Z为N元素，据此作答。
【详解】A．R为S元素，常见氧化物有SO2、SO3，SO2中中心原子S的价层电子对数为，有孤电子对，结构为V形，正负电荷中心不重合，为极性分子，故A错误；
B．碳元素的氢化物种类非常多，其中如烷烃的沸点随C原子数目增大而增大，存在沸点大于水和氨气的烷烃，并不能确定氢化物的沸点关系，故B错误；
C．X为H元素，Y为C元素，Z为N元素，原子半径同一周期从左往右依次减小，H原子半径最小，故原子半径：，故C错误；
D．H、N、O，即可形成共价化合物，如，也可形成离子化合物，如，故D正确；
故答案选D。
6. “钠离子电池”被欧盟评价为“锂电的性能、铅酸的价格”，因此成为弥补锂不足的替代研究对象，有着巨大的市场前景。某水系钠离子电池工作原理如图，电池总反应为：2Na2FePO4F + NaTi2 (PO4 )22NaFePO4F + Na2Ti2(PO4) 2。下列说法正确的是
A. 充电、放电时，钠离子均向电势更高的电极移动
B. 放电时，导线中每通过1ml电子，理论上a极质量减轻23g
C. 充电时，b极上的电极反应为NaFePO4F+Na++e- = Na2FePO4F
D. 交换膜应为阳离子交换膜且孔径比锂离子电池交换膜的孔径小
【答案】B
【解析】
【分析】2Na2FePO4F + NaTi2 (PO4 )22NaFePO4F + Na2Ti2(PO4) 2，原电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应，电解池阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应，根据反应可知放电时a极为负极，b极为正极，充电时a极为阴极，b极为阳极。
【详解】A．充电钠离子向阴极移动，钠离子向电势低的电极移动，放电钠离子向正极移动，钠离子向电势高的电极移动，A错误；
B．放电时a极反应为Na2Ti2(PO4) 2 –e-=NaTi2 (PO4 )2+Na+，导线中每通过1ml电子，a极产生1mlNa+，理论上a极质量减轻23g ，B正确；
C．充电时，b极上的电极反应为Na2FePO4F-e- = NaFePO4F+Na+，C错误；
D．充电和放电钠离子自由通过离子交换膜，交换膜应为阳离子交换膜，钠离子比锂离子的半径大，孔径比锂离子电池交换膜的孔径大，D错误；
故答案为：B。
7. 常温下，分别在、、溶液中滴加NaOH溶液，溶液中[，X代表、、，]与pH关系如图所示。已知：。下列叙述错误的是
A. 图中代表，代表
B. 室温下，的数量级为
C. 同时产生两种沉淀时，
D. 、均能溶于亚硝酸溶液
【答案】B
【解析】
【分析】由可知，，则代表，、线平行，说明代表、，则代表。根据a、c、d点坐标可知，，，，因，故代表，代表。
【详解】A．由上述分析可知，代表，代表，故A正确；
B．由分析知，其数量级为，故B错误；
C．时产生两种沉淀，，故C正确；
D．的离子反应为，则其平衡常数，同理可计算溶于亚硝酸的离子反应平衡常数为，故D正确；
选B
8. 二氧化氯是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂，是一种黄绿色气体，易溶于水，浓度过大时易发生分解爆炸。近来有学者发现使用复合法发生器进行消毒的水中含有中等毒性的，进一步研究表明是由于制备过程中未完全反应的原料液进入水体引起的。实验室模拟复合法二氧化氯发生器反应工艺，探索反应温度对氯酸盐残留量的影响。实验原理：溶液（质量分数33.3%）与盐酸溶液（HCl质量分数）经计量泵按1∶1比例进入反应残液一同混合形成二氧化氯复合消毒液模拟实验装置：
实验步骤：
ⅰ．将溶液与盐酸溶液按1∶1比例加入烧瓶1中，产生黄绿色气体后通入高纯；
ⅱ．反应90分钟，将5个口瓶内的液体和烧瓶内的反应残液一同倒入一个棕色广口瓶内，形成浓度均匀的复合二氧化氯消毒液；
ⅲ．分别在反应温度20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃重复上述过程；
ⅳ．测试复合二氧化氯消毒液中各组分浓度，收集整理数据。
（1）用来滴加反应液的仪器名称：______；为确保实验准确性，控制反应温度，发生装置选择的加热方式：______。
（2）烧瓶1中反应的化学方程式：____________。
（3）若已知所用盐酸密度是，则盐酸的浓度是：____________。
（4）通入高纯的作用：____________。
（5）转化率及产率随温度的变化如图，据图可知，随反应温度的提高，氯酸盐残留量______（填“升高”或“降低”）；改变反应时间，重复实验，产率随温度变化趋势均如图所示，不考虑有副反应发生，试分析90℃时产率降低的可能原因____________。
（6）二氧化氯可氧化等金属离子，还可杀菌消毒，下列与二氧化氯杀菌消毒原理一致的是______。
a．臭氧浴足盆 b．酒精消毒 c．明矾净水
【答案】（1） ①. 酸式滴定管 ②. 水浴加热
（2）
（3）
（4）稀释二氧化氯防止爆炸；将产生的气体导出至吸收装置被充分吸收
（5） ①. 降低 ②. 温度升高转化率增大导致的产率增大，同时温度升高溶解度减小导致未被充分吸收就逸出，温度高于90℃时，逸出量大于产量增加，故产率降低
（6）
【解析】
【分析】烧瓶1中和HCl反应生成、、NaCl，用高纯氮气将产生的气体导出至吸收装置4~8被充分吸收，反应结束后将5个广口瓶内的液体和烧瓶内的反应残液一同倒入一个棕色广口瓶内，形成浓度均匀的复合二氧化氯消毒液。
【小问1详解】
根据装置图，可知用来滴加反应液的仪器是酸式滴定管；为准确控制反应温度为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃，发生装置选择的加热方式为水浴加热。
【小问2详解】
烧瓶1中和HCl反应生成、、NaCl，根据得失电子守恒，反应的化学方程式为；
【小问3详解】
若已知所用盐酸的密度是。则盐酸的浓度c=；
【小问4详解】
浓度过大时易发生分解爆炸，通入高纯的N2作用是稀释二氧化氯防止爆炸，并将产生的气体导出至吸收装置被充分吸收。
小问5详解】
根据图示，随反应温度的提高，转化率升高，氯酸盐残留量降低：由于装置中8号吸收瓶末端有溢出，溢出量随温度升高而增多，当溢出量增幅比产量增幅大时，产率降低。
【小问6详解】
二氧化氯可氧化Fe2+等金属离子，说明二氧化氯具有氧化性，利用其氧化性杀菌消毒。
a.臭氧具有强氧化性，臭氧浴足盆是利用臭氧的氧化性杀菌消毒，故选a；
b.酒精消毒是因为酒精能使蛋白质变性，故不选b；
c.明矾净水是利用氢氧化铝胶体的吸附性，故不选c；
选a。
9. ZnO是电镀、涂料、有机合成等化学工业的重要原料。某课题组设计由含锌工业废料（含Fe、Cu、Mn等杂质）生产ZnO的工艺流程如下：
已知：黄钠铁矾在pH为1.5，温度为90℃时完全沉淀，且易于过滤。
2Cu +O2 +2H2SO4 = 2CuSO4+2H2O
（1）步骤①的浸取液里除含有Zn2+、Mn2+外，还含有的金属离子有_________、__________，所加试剂X为Na2SO4和_____________的混合液。
（2）步骤②可进一步氧化除去铁，还氧化除去了Mn2+，除去Mn2+的离子方程式为______________；步骤③所加试剂是____________，整个工艺流程中可以循环使用的物质是__________。
（3）步骤⑤中检验沉淀是否洗涤干净的操作方法是________________。
（4）步骤④碳化实际得到的是一种碱式碳酸锌[ZnCO3·xZn(OH)2·yH2O]，取该样品7.18g，充分灼烧后，测得残留固体质量为4.86g，将所得气体通入足量澄清石灰水中，得到2.00g沉淀，则此碱式碳酸锌的化学式是_____________。
【答案】 ①. Fe3+ ②. Cu2+ ③. H2SO4 ④. Mn2++H2O2+H2O＝MnO(OH)2↓+2H+ Zn Na2SO4 ⑤. Zn ⑥. Na2SO4 ⑦. 取最后一次洗涤的滤液1～2mL于试管，滴入BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀洗涤干净（或其它合理答案） ⑧. Z nCO3·2Zn(OH)2·2H2O或Zn3(OH)4CO3·2H2O
【解析】
【分析】铁、铜、锰能与盐酸反应生成亚铁离子和铜离子和锰离子，锰离子可以与双氧水反应生成MnO(OH)2，锌能和铜离子反应生成铜单质，硫酸锌能与碳酸钠反应生成硫酸钠和碳酸锌，碳酸锌分解生成氧化锌和水。据此回答。
【详解】根据流程分析，试剂X中含有硫酸，Fe与硫酸反应生成硫酸亚铁，被氧气氧化为铁离子，铁离子与硫酸钠反应生成黄钠铁矾，过量除去；Cu与硫酸、氧气反应生成硫酸铜，Mn与硫酸反应生成硫酸锰，加入过氧化氢氧化后，调节溶液的pH，使Mn元素转化为MnO(OH)2，剩余铁离子还可转化为氢氧化铁沉淀；再加入过量Zn粉，可与铜离子发生置换反应生成单质Cu，从而除去铜离子，最后加入碳酸钠后得到碳酸锌沉淀，灼烧后得到ZnO。
（1）根据以上分析，步骤①的浸取液里除含有Zn2+、Mn2+以外，还含有的金属离子有Fe3+、Cu2+；所加试剂X为Na2SO4和H2SO4的混合液；
（2）锰离子与过氧化氢反应生成MnO(OH)2测定和氢离子，离子方程式Mn2++H2O2+H2O＝MnO(OH)2↓+2H+；步骤③加入的试剂是Zn单质，与铜离子发生置换反应；硫酸锌溶液中加入碳酸钠后生成碳酸锌和硫酸钠，而流程开始时加入了硫酸钠，所以整个工艺流程中可以循环使用的试剂是Na2SO4；
（3）生成的碳酸锌沉淀中可能含有硫酸根离子，所以检验沉淀是否洗涤干净，可取最后一次洗涤滤液1～2mL于试管中，向其中滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则表明已洗涤干净；
（4）根据题意，最终得到的ZnO的物质的量是4.86g÷81g/ml＝0.06ml，2.00g沉淀为碳酸钙，所以生成二氧化碳的物质的量是2.00g÷100g/ml＝0.02ml，ZnCO3·xZn(OH)2·yH2O（x+1）ZnO+CO2↑+(x+y)H2O，则生成水的物质的量是（7.18g-4.86g-0.02ml×44g/ml）÷18g/ml＝0.08ml，所以ZnO、CO2、H2O的物质的量比是0.06:0.02:0.08＝3:1:4＝（x+1）:1：（x+y），解得x＝2，y＝2，则此碱式碳酸锌的化学式是ZnCO3·2Zn(OH)2·2H2O或Zn3(OH)4CO3·2H2O。
10. 烟道气中的本身对于是一种很好的还原剂，二者反应可得到硫磺，实现变废为宝。还原的反应有：
ⅰ．
ⅱ．
ⅲ．
（1）已知：在标准压强、时，由最稳定的单质合成物质的反应焓变，叫做物质B的标准摩尔生成焓。部分物质的标准摩尔生成焓如下图所示，计算：______。
（2）将与按物质的量之比为进行反应，相同时间内，在不同过渡金属氧化物催化剂作用下，的转化率及生成硫的选择性[硫的选择性]随反应温度变化的结果如下表所示：
①当以作催化剂时，试分析400℃时反应是否达到平衡状态______（填“平衡”或“未平衡”），理由______；请解释转化率随温度变化可能原因是______。
②根据以上数据判断，与反应得到硫磺的最合适条件是______。
（3）在一定温度和某催化剂的条件下，将和混合气体置于刚性密闭容器中进行上述反应，时反应达到平衡状态，测得的转化率为，得到，计算内用表示的平均反应速率为______；硫的选择性______；反应ⅰ的平衡常数______（列出计算式，不用化简）。
【答案】（1）
（2） ①. 未平衡 ②. 达平衡，相同温度下使用不同催化剂时，各物质转化率应相同 ③. 低于350℃时，温度升高催化剂活性增大，反应速率加快，相同时间内转化率增大，当温度高于350℃时，温度升高催化剂活性降低，反应速率减慢，相同时间内转化率减小 ④. 作催化剂，温度为450～500℃
（3） ①. ②. 93.75% ③.
【解析】
【小问1详解】
反应为，由标准摩尔生成焓可知，反应热的计算为：，故答案为：；
【小问2详解】
①催化剂能加快反应速率，但化学平衡不移动，平衡时反应物的转化率不变，由表格数据可知，以FexOy/γ-Al2O3作催化剂时，400°C条件下二氧化硫的转化率为0.45，以CrxOy/γ-Al2O3作催化剂时，400°C条件下二氧化硫的转化率为0.30，二氧化硫的转化率小于0.45说明反应未达到平衡状态；温度低于350℃时，温度升高催化剂活性增大，反应速率加快，相同时间内转化率增大，当温度高于350℃时，温度升高催化剂活性降低，反应速率减慢，相同时间内转化率减小，故答案为：未平衡；达平衡，相同温度下使用不同催化剂时，各物质转化率应相同；低于350℃时，温度升高催化剂活性增大，反应速率加快，相同时间内转化率增大，当温度高于350℃时，温度升高催化剂活性降低，反应速率减慢，相同时间内转化率减小；
②由表格数据可知，以FexOy/γ-Al2O3作催化剂时，温度在450∼500°C条件下，二氧化硫转化率和生成硫的选择性数值最大，所以反应得到硫磺的最合适条件是作催化剂，温度为，故答案为：作催化剂，温度为450～500℃。
【小问3详解】
由题给数据可建立如下三段式：
由三段式数据可知，tmin内S2(g)的反应速率为=，硫的选择性为×100%=93.75%，反应i的平衡常数K==，故答案为：；93.75%；。
【化学-选修3：物质结构与性质】
11. 铁元素在地壳中含量丰富，应用广泛。回答下列问题：
（1）原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态，若有一种自旋状态用，则与之相反的用，称为电子的自旋磁量子数，基态Fe原子核外电子自旋磁量子数的代数和为______。
（2）水溶液中可水解生成双核阳离子，结构如图所示。该双核阳离子中键角______（填“大于”、“小于”或“等于”）中的键角；若对水溶液进行加热，该双核阳离子内部首先断开的是____________键（填“a”或“b”）。
（3）三硝酸六尿素合铁【】是一种重要的配合物，用作有机铁肥，简称铁氮肥。该配合物中所含非金属元素的第一电离能从大到小的顺序为______，的空间构型是______；已知尿素分子所有原子在同一平面且含有与苯类似的“大键”，其“大键”可表示为______（用表示，其中表示参与形成大键的原子数，表示形成大键的电子数）；尿素晶体的熔点为132.7℃，比相同摩尔质量的乙酸熔点（16.7℃）高116℃，主要原因是______。
（4）有良好的磁性和光学性能，广泛应用于电子工业和材料工业。晶体中，围成正四面体空隙（如：1、3、6、7围成）和正八面体空隙（如：3、6、7、8、9、12围成），中有一半的填充在正四面体空隙中，和另一半填充在正八面体空隙中（如图所示）。则正四面体空隙填充率与正八面体空隙填充率之比为______，晶胞中有8个图示结构单元，该晶胞参数为apm，则晶体密度为______（写出含和的计算表达式）。
【答案】（1）
（2） ①. 大于 ②. a
（3） ①. ②. 平面三角形 ③. ④. 都能形成分子间氢键，尿素形成的氢键数目更多
（4） ①. 1：4 ②.
【解析】
【小问1详解】
铁元素的原子序数为26，价电子排布式为3d64s2，由题意可知，价电子自旋磁量子数的代数和与未成对电子数目有关，铁原子中有4个未成对电子，所以价电子自旋磁量子数的代数和为或，故答案为：。
【小问2详解】
FeCl3水溶液中Fe3+可水解生成双核阳离子，由于在该双核阳离子中H2O中的1对孤电子对形成了配位键变为成键电子对，而孤电子对对孤电子对的排斥作用大于孤电子对对成键电子对的排斥作用，大于成键电子对对成键电子对的排斥作用，故该双核阳离子中的H-O-H键角大于H2O的H-O-H键角；
水分子不带电，OH-带负电，与Fe3+成键时，OH-与Fe3+距离更近，键能更大，所以b键的键能大于a键，若对水溶液进行加热，该双核阳离子内部首先断开的是a；
故答案为：大于；a。
【小问3详解】
非金属性越强电负性越大，则所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是；
中N原子孤电子对数，价层电子对数3+0=3，所以其空间构型为平面三角形；
尿素中所有原子共平面，与苯类似的“大键”，苯为，由此可知CO(NH2)2中大键所含原子为4个，所含电子为6个，即表示为：；
尿素晶体、乙酸晶体均为分子晶体，都能形成分子间氢键，但尿素晶体的熔点高，是因为尿素分子之间存在更多的氢键；
故答案为：；平面三角形；；都能形成分子间氢键，尿素形成的氢键数目更多。
【小问4详解】
Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面体空隙中，另一半Fe3+和全部Fe2+填充在正八面体空隙中，则正四面体的空隙填充率为，即12.5%，正八面体的空隙填充率为50%，两者之比为：12.5%：50%=1：4，Fe3O4的晶胞中有8个图示结构单元，则晶胞的质量，体积V=a3×10-30cm3，则晶体的密度，故答案为：1：4；。A
B
C
D
制取
还原碘酸钠
获得溶液的
从水溶液中提取
温度（℃）
转化率
选择性
转化率
选择性
转化率
选择性
转化率
选择性
300
0.30
0.33
0.05
0.84
0.24
0.48
0.11
0.48
350
0.32
0.55
0.11
0.90
0.34
0.70
0.12
0.48
400
0.30
0.68
0.25
0.95
0.45
0.87
0.14
0.50
450
0.29
0.72
0.40
0.95
0.49
0.98
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