天门2025学年度第二学期期末教学质量检测高三化学

1、用图示装置及药品制备有关气体，其中能达到实验目的的是(       )

A．A

B．B

C．C

D．D

2、有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A的基态原子2p能级有3个单电子；C的基态原子2p能级有1个单电子；E的内部各能层均排满，且有成单电子；D与E同周期，价电子数为2。则：

（1）写出基态E原子的价电子排布式_____________________。

（2）A的单质分子中π键的个数为___________。

（3）A、B、C三元素第一电离能由大到小的顺序为__________ (用元素符号表示)。

（4）B元素的氢化物的沸点是同族元素中最高的，原因是______________________。

（5） A的最简单氢化物分子的空间构型为_______，其中A原子的杂化类型是________。

（6）C和D形成的化合物的晶胞结构如下图，已知晶体的密度为ρ g/cm3，阿伏加德罗常数为NA，求晶胞边长a=__________cm。 (用含ρ、NA的计算式表示)

3、"碳达峰”“碳中和”是我国社会发展重大战略之一

I．中国首次实现了利用二氧化碳人工合成淀粉，其中最关键的一步是以CO2为原料制CH3OH．在某CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中，发生的主要反应有：

①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　△H1=+41.1kJmo1-1

②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　△H2=-90.0kJmo1-1

③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　△H3=-48.9kJmo1-1

(1)5Mpa时，往某密闭容器中按投料比n(H2)：n(CO2)=3：1充入H2和CO2反应达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。

①图中Y代表___________(填化学式)。

②体系中CO2的物质的量分数受温度影响不大，原因是___________。

II．CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：

①CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)　K1

②CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　K2

请回答：

(2)反应CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)的K=___________(用K1，K2表示)。

(3)恒压，750°C时，CH4和CO2按物质的量之比1：3投料，经如下流程可实现CO2高效转化。

①写出过程ii产生H2O(g)的化学方程式___________。

②过程ii的催化剂是___________，若CH4和CO2按物质的量之比1：1投料，则会导致过程ii___________。

③过程ii平衡后通入稀有气体He，测得一段时间内CO物质的量上升，根据过程iii，结合平衡移动原理，解释CO物质的量上升的原因___________。

4、甲醇（CH3OH）是一种重要的化工原料，既可用于化工生产，也可直接用做燃料。

（1）工业上可用CO2和H2反应制得甲醇。在2×105Pa、300℃的条件下，CO2和H2反应生成甲醇和水，当消耗2molCO2时放出98kJ的热量，该反应的热化学方程式为___________。

（2）甲醇也可由CO与H2反应制得。在一定温度下，初始容积相同的两个容器中（如图），发生反应： CO(g)+2H2(g)＝CH30H(g)。

① 能表明甲和乙容器中反应一定达到平衡状态的是________（填字母代号）。

A.混合气体的密度保持不变   B．混合气体的总压强保持不变

C.CO的质量分数保持不变   D. CO 与H2的转化率之比为3 : 2

E.v(CO)=v(CH30H)

②两容器中反应达到平衡时，Co的转化率α甲______α乙（填“>”、“< ”或“=”）

（3）组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时，体系中CO 的平衡转化率(α)动与温度和压强的关系如图所示。图中的压强由大到小依次为_______，其判断理由是______________。

（4）甲醇燃料电池（简称DMFC）可作为常规能源的替代品而备受关注。DMFC的工作原理如图所示：

① 加入a 物质的电极是电池的______（填“正”或“负”）极，其电极反应式为________.

② 常温下以该装置作电源，用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液，当电路中通过0.4mol电子的电量时，两电极均得到0.14mol的气体。若电解后溶液体积为4OL，则电解后溶液的pH 为________。

5、亚硝酸钠(NaNO2)主要用于医药、染料和漂白等行业，也常用于食品保鲜剂。某小组拟利用氮氧化物(可用NOx表示)制备亚硝酸钠，简易流程如图。

已知：NO2+NO+Na2CO3=2NaNO2+CO2，2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2

(1)利用饱和NH4Cl溶液和饱和NaNO2溶液在加热条件下反应可制得N2，该反应的化学方程式为______；实验时装置B中应间断性通入适量的O2，其目的是______。

(2)装置C中盛装饱和Na2CO3溶液的仪器的名称是______；NO不能单独被纯碱溶液吸收，为了使NOx完全被纯碱溶液吸收且产品纯度最高，x=______。

(3)装置D的作用是______，采用“倒置漏斗”措施的目的是______。

(4)设计实验探究NaNO2的性质。实验完毕后，从装置C中分离出NaNO2固体粗产品(不含Na2CO3杂质)，取少量上述产品配制成溶液，分成三份分别进行甲、乙、丙三组实验，实验操作及现象、结论如表。

上述实验______(填标号)的结论不可靠，理由是______。经实验测得实验丙反应后的溶液中氮元素仅以NO的形式存在，酸性KMnO4溶液与NO反应的离子方程式为______。

(5)吸光光度法是借助分光光度计测定溶液的吸光度，根据朗伯－比耳定律确定物质溶液的浓度。亚硝酸钠标准曲线数据如表所示。(已知：稀溶液的吸光度与浓度成正比)

取0.001gNaNO2样品溶于蒸馏水配成1000mL稀溶液，取4.00mL该稀溶液测得吸光度为2.7000，对比标准曲线数据可知，该亚硝酸钠产品纯度为______(列出计算式即可，已知1μg=10-6g)。

6、氰化钠，白色结晶颗粒或粉末，易潮解，剧毒，水溶液显弱碱性，化学式为NaCN，熔点为563.1℃，是一种重要的化工原料，多用于化学合成，电镀冶金等方面。其制备工艺如下：

（1）制备过程的化学反应方程式为____________________________________。

（2）工厂中，氰化钠存储区应贴的标志为________（填选项字母）。

（3）已知NaCN中碳、氮原子均满足8电子稳定结构，其电子式为_____________。

（4）丙烯氨氧化法制丙烯腈的过程中有大量副产物HCN，HCN被NaOH溶液吸收，也是制备NaCN的一种重要方法。含等物质的量的NaCN和HCN的混合溶液，其pH>7，该溶液中下列关系式一定正确的是________（填选项字母）。

A．2c(Na+)=c(CN-)   B．c(CN-)

C．c(H+)=c(OH-)-c(HCN)   D．c(Na+)-c(CN-) =c(OH-)-c(H+)

已知25℃时，HCN的电离平衡常数Ka=4.9×10-10，则该温度下NaCN的水解平衡常数Kb=________（结果保留到小数点后一位）。

（5）泄露的含NaCN的溶液可用双氧水处理，生成一种常见的酸式盐和一种常见的碱性气体，化学方程式为__________________________________。

（6）某废水样品中主要含有CN-和Cl-，若用电解法除去废水中的CN-，装置如图所示，控制废水的pH范围在9~10，阳极产生的ClO-可将CN-氧化为N2和CO32-，阳极的电极反应式为________。   除去CN-的离子反应方程式为____________________________。

7、一定条件下，二氧化碳可合成低碳烯烃，缓解温室效应、充分利用碳资源。

（1）已知：①C2H4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2(g) ΔH1

②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)   ΔH2

③H2O(1)=H2O(g)   ΔH3

④2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)   ΔH4

则ΔH4=___(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。

（2）反应④的反应温度、投料比[=x]对CO2平衡转化率的影响如图所示。

①a__3（填“>”、“<”或“=”）；M、N两点反应的平衡常数KM__KN（填填“>”、“<”或“=”）

②M点乙烯体积分数为__；（保留2位有效数字）

③300℃，往6L反应容器中加入3molH2、1molCO2，反应10min达到平衡。求0到10min氢气的平均反应速率为__；

（3）中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应，所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物，反应过程如图。

催化剂中添加Na、K、Cu助剂后（助剂也起催化作用）可改变反应的选择性，在其他条件相同时，添加不同助剂，经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。

①欲提高单位时间内乙烯的产量，在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加__助剂效果最好；加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是__；

②下列说法正确的是__；

a．第ⅰ步所反应为：CO2+H2CO+H2O

b．第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步

c．催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用

d．Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小

e．添加不同助剂后，反应的平衡常数各不相同

（4）2018年，强碱性电催化还原CO2制乙烯研究取得突破进展，原理如图所示。

①b极接的是太阳能电池的__极；

②已知PTFE浸泡了饱和KCl溶液，请写出阴极的电极反应式__。

8、A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：

(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素名称为_______。

(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为_______，C的元素符号为_______。

(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为_______，其基态原子的电子排布式为_______。

(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为_______，其基态原子的电子排布式为_______。

9、(1)酸碱质子理论认为：凡是能给出质子c(H+)的任何物质都是酸，凡是能接受质子(H+)的任何物质都是碱。则CH3CH3、OH-、HCl、F-中属于碱的是___________，用一个离子方程式说明它们结合质子能力的相对强弱___________。

(2)硼元素可形成多种化合物，其中氮化硼(BN)熔点为3774℃，而乙硼烷(B2H6)熔点仅-165℃。氮化硼熔点远高于乙硼烷的可能原因是___________。

10、某学习小组通过下列装置探究MnO2与FeCl3•6H2O能否反应产生Cl2。

资料：FeCl3是一种共价化合物，熔点306℃，沸点315℃。

ⅰ.实验操作和现象：

ⅱ.分析现象的成因：

（1）现象i中的白雾是______，用化学方程式和必要的文字说明白雾的形成原因是______。

（2）分析现象ii，该小组探究黄色气体的成分，实验如下：

a.直接加热FeCl3·6H2O，产生白雾和黄色气体。

b.将现象ii和a中的黄色气体通入KSCN溶液，溶液均变红。通过该实验说明现象ii中黄色气体含有______。

（3）除了氯气可使B中溶液变蓝外，该小组还提出其他两种可能的原因：

可能原因①：实验b检出的气体使之变蓝；

反应的离子方程式是______。

可能原因②：______；

反应的离子方程式是______。

（4）为进一步确认黄色气体中是否含有Cl2，小组提出两种方案，均证实了Cl2的存在。

①方案1的C中盛放的试剂是______，从化学平衡原理的角度加以解释______。

②方案2中检验Fe2+的最佳试剂是______，若存在Fe2+，则现象是______。

③综合方案1、2的现象，说明方案2中选择NaBr溶液的依据是______。

（5）将A中产物分离得到Fe2O3和MnCl2，A中产生Cl2的化学方程式是______。

11、19世纪初，法国科学家杜龙和珀蒂测定比热时发现：金属的比热()与其相对原子质量的乘积近似为常数25.08。将40.0g惰性金属M加热到100℃，投入20.0g温度为36.7℃的水中，最终体系的温度为46.7℃。推算该金属的近似摩尔质量(水的比热为4.18，请写出计算过程，结果保留整数)。_________________

12、Ⅰ.铁及铁的氧化物广泛应于生产、生活、航天、科研领域。

(1)铁的氧化物循环分解水制H2

已知：H2O(l)=H2(g)+1/2 O2(g)　ΔH1=a kJ•mol-1

6FeO(s)+O2(g)=2Fe3O4(s)　ΔH2=b kJ•mol-1

则：3FeO(s)+H2O(l)=H2(g)+Fe3O4(s)　ΔH3=_______

(2)Fe2O3与CH4反应可制备“纳米级”金属铁。已知，恒温恒容时，加入Fe2O3与CH4发生反应：3CH4(g)+Fe2O3(s)⇌2Fe(s)+6H2(g)+3CO(g)

①此反应的化学平衡常数表达式为_______

②下列条件能判断该反应达到平衡状态的是_______

a.消耗1molFe2O3的同时，消耗3molCO

b.容器内气体的颜色不再改变

c.容器内压强不再改变

d.v正(CH4)=2v逆(H2)

Ⅱ.用CH4还原NO2的反应为CH4(g)+2NO2(g)⇌N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，向两个容积均为2L温度分别为T1、T2的恒温恒容密闭容器中分别加入1mol CH4和2mol NO2，测得各容器中n(NO2)随反应时间t的变化如图所示：

①T1_______T2(填“＞”或“＜”)。

②T1时，40~80 min内，用N2的浓度变化表示的平均反应速率为v(N2)= _______

③T1下，200 min时，向容器中再加入CH4、NO2和H2O(g)各l mol，化学平衡_______移动(填“正向”“逆向”或“不”)。

Ⅲ.CaSO4微溶于水和酸，可加入氢氧化钠并通入CO2使其转化为CaCO3，然后加酸浸泡除去，反应的离子方程式为CaSO4+CO=CaCO3+SO，室温下，该反应的化学平衡常数为_______(室温下，Ksp(CaCO3)=3×10-9，Ksp(CaSO4)=9×10-6)。

13、四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。用钛铁矿渣（主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3，Ti的最高化合价为+4）作原料，生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下：

请回答下列问题：

（1）硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是____________________________________。

（2）向滤液I中加入铁粉，发生反应的离子方程式为：_________________________、_______________________________________。

（3）在实际生产过程中，向沸水中加入滤液Ⅲ，使混合液pH达0.5，钛盐开始水解。水解过程中不断通入高温水蒸气，维持溶液沸腾一段时间，钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀。请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用：_______________________________________________。

过滤分离出水合二氧化钛沉淀后，将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、___________、______________、_______________________（填化学式），减少废物排放。

（4）A可用于生产红色颜料（Fe2O3），其方法是：将556a kg A（摩尔质量为278 g/mol）溶于水中，加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应，鼓入足量空气搅拌，产生红褐色胶体；再向红褐色胶体中加入3336b kg A和112c kg铁粉，鼓入足量空气搅拌，反应完成后，有大量Fe2O3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出；过滤后，沉淀经高温灼烧得红色颜料。若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁，则理论上可生产红色颜料_______________________kg。