高中化学试题

$V_2{O}_5﹣W{O}_3/Ti{O}_2$催化剂能催化 $N{H}_3$脱除烟气中的 $NO$，反应为 $4N{H}_3（g）+O_2（g）+4NO（g）═4N_2（g）+6H_{2}O（g）\Delta H＝﹣1632.4kJ•mo{l}^{﹣1}$。

（1）催化剂的制备。将预先制备的一定量的 $W{O}_3/Ti{O}_2$粉末置于 $80℃$的水中，在搅拌下加入一定量的 $N{H}_{4}V{O}_3$溶液，经蒸发、焙烧等工序得到颗粒状 $V_2{O}_5﹣W{O}_3/Ti{O}_2$催化剂。在水溶液中 $V{O_3}^{-}$水解为 $H_{3}V{O}_4$沉淀的离子方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；反应选用 $N{H}_{4}V{O}_3$溶液而不选用 $NaV{O}_3$溶液的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）催化剂的应用。将一定物质的量浓度的 $NO、O_2、N{H}_3$（其余为 $N_2$）气体匀速通过装有 $V_2{O}_5﹣W{O}_3/Ti{O}_2$催化剂的反应器，测得 $NO$的转化率随温度的变化如题图所示。反应温度在 $320～360℃$范围内， $NO$转化率随温度变化不明显的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；反应温度高于 $380℃$， $NO$转化率下降，除因为进入反应器的 $NO$被还原的量减少外，还有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（用化学方程式表示）。

（3）废催化剂的回收。回收 $V_2{O}_5﹣W{O}_3/Ti{O}_2$废催化剂并制备 $N{H}_{4}V{O}_3$的过程可表示为

①酸浸时，加料完成后，以一定速率搅拌反应。提高钒元素浸出率的方法还有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

②通过萃取可分离钒和钨，在得到的钒酸中含有 $H_4{V}_4{O}_{12}$。已知 $H_4{V}_4{O}_{12}$具有八元环结构，其结构式可表示为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

③向 $pH＝8$的 $NaV{O}_3$溶液中加入过量的 $N{H}_{4}Cl$溶液，生成 $N{H}_{4}V{O}_3$沉淀。已知： $K_{sp}（N{H}_{4}V{O}_3）＝1.7\times {10}^{﹣3}$，加过量 $N{H}_{4}Cl$溶液的目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为

$C{O}_2（g）+4H_2（g）═C{H}_4（g）+2H_{2}O（g）\Delta H＝﹣164.7kJ•mo{l}^{﹣1}$

$C{O}_2（g）+H_2（g）═CO（g）+H_{2}O（g）\Delta H＝41.2kJ•mo{l}^{﹣1}$

在密闭容器中， $1.01\times {10}^{5}Pa$、 $n_{\mathrm{起始}}（C{O}_2）：n_{\mathrm{起始}}（H_2）＝1：4$时， $C{O}_2$平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的 $C{O}_2$实际转化率随温度的变化如题图所示。 $C{H}_4$的选择性可表示为 $\frac{n_{\mathrm{生成}}\left(C{H}_4\right)}{n_{\mathrm{反应}}\left(C{O}_2\right)}\times 100\%$。下列说法正确的是（　　）

A．	反应 $2CO（g）+2H_2（g）═C{O}_2（g）+C{H}_4（g）$的焓变 $\Delta H＝﹣205.9kJ•mo{l}^{﹣1}$
B．	$C{H}_4$的平衡选择性随着温度的升高而增加
C．	用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为 $480～530℃$
D．	$450℃$时，提高 $\frac{n_{\mathrm{起始}}\left(H_2\right)}{n_{\mathrm{起始}}\left(C{O}_2\right)}$的值或增大压强，均能使 $C{O}_2$平衡转化率达到 $X$点的值

室温下，用含少量 $M{g}^{2+}$的MnSO₄溶液制备 $MnC{O}_3$的过程如题图所示。已知 $K_{sp}（Mg{F}_2）＝5.2\times {10}^{﹣11}$， $K_a（HF）＝6.3\times {10}^{﹣4}$。下列说法正确的是（　　）

A．	$0.1mol•L^{﹣1}NaF$溶液中： $c（F^{﹣}）＝c（N{a}^{+}）+c（H^{+}）$
B．	“除镁”得到的上层清液中： $c（M{g}^{2+}）＝\frac{K_{sp}\left(Mg{F}_2\right)}{c\left(F^{-}\right)}$
C．	$0.1mol•L^{﹣1}NaHC{O}_3$溶液中： $c\left(C{O_3}^{2-}\right)＝c（H^{+}）+c（H_{2}C{O}_3）﹣c（O{H}^{﹣}）$
D．	“沉锰”后的滤液中： $c（N{a}^{+}）+c（H^{+}）＝c（O{H}^{﹣}）+c\left(HC{O_3}^{-}\right)+2c\left(C{O_3}^{2-}\right)$

室温下，探究 $0.1mol•L^{﹣1}FeS{O}_4$溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是（　　）

选项	探究目的	实验方案
A	溶液中是否含有 $F{e}^{3+}$	向 $2mLFeS{O}_4$溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加 $KSCN$溶液，观察溶液颜色变化
B	$F{e}^{2+}$是否有还原性	向 $2mLFeS{O}_4$溶液中滴加几滴酸性 $KMn{O}_4$溶液，观察溶液颜色变化
C	$F{e}^{2+}$是否水解	向 $2mLFeS{O}_4$溶液中滴加 $2～3$滴酚酞试液，观察溶液颜色变化
D	$F{e}^{2+}$能否催化 $H_2{O}_2$分解	向 $2mL5\%H_2{O}_2$溶液中滴加几滴 $FeS{O}_4$溶液，观察气泡产生情况

A．

A

B．

B

C．

C

D．

D

金属硫化物（ $M_x{S}_y$）催化反应 $C{H}_4（g）+2H_{2}S（g）\rightleftharpoons C{S}_2（g）+4H_2（g）$，既可以除去天然气中的 $H_{2}S$，又可以获得 $H_2$。下列说法正确的是（　　）

A．	该反应的 $\Delta S＜0$
B．	该反应的平衡常数 $K＝\frac{c\left(C{H}_4\right)·c^2\left(H_{2}S\right)}{c\left(C{S}_2\right)·c^4\left(H_2\right)}$
C．	题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为 $H_{2}S$中带部分负电荷的 $S$与催化剂中的 $M$之间发生作用
D．	该反应中每消耗 $1mol{H}_{2}S$，转移电子的数目约为 $2\times 6.02\times {10}^{23}$

化合物 $Z$是合成药物非奈利酮的重要中间体，其合成路线如图：

下列说法正确的是（　　）

A．	$X$不能与 $FeC{l}_3$溶液发生显色反应
B．	$Y$中的含氧官能团分别是酯基、羧基
C．	$1molZ$最多能与 $3mol{H}_2$发生加成反应
D．	$X、Y、Z$可用饱和 $NaHC{O}_3$溶液和 $2\%$银氨溶液进行鉴别

氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是（　　）

A．	实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物： $HN{O}_3$（稀） $NO$ $N{O}_2$
B．	工业制硝酸过程中的物质转化： $N_2$ $NO$ $HN{O}_3$
C．	汽车尾气催化转化器中发生的主要反应： $2NO+2CO$ $N_2+2C{O}_2$
D．	实验室制备少量 $N{H}_3$的原理： $2N{H}_{4}Cl+Ca（OH{）}_2$ $CaC{l}_2+2N{H}_3\uparrow +2H_{2}O$

阅读下列材料，完成下面小题。

氢元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。、、是氢元素的3种核素，基态 $H$原子 $1s^1$的核外电子排布，使得 $H$既可以形成 $H^{+}$又可以形成 $H^{﹣}$，还能形成 $H_{2}O、H_2{O}_2、N{H}_3、N_2{H}_4、Ca{H}_2$等重要化合物；水煤气法、电解水、光催化分解水都能获得 $H_2$，如水煤气法制氢反应中， $H_{2}O（g）$与足量 $C（s）$反应生成 $1mol{H}_2（g）$和 $1molCO（g）$吸收 $131.3kJ$的热量。 $H_2$在金属冶炼、新能源开发、碳中和等方面具有重要应用，如 $HC{O_3}^{-}$在催化剂作用下与 $H_2$反应可得到 $HCO{O}^{﹣}$。我国科学家在氢气的制备和应用等方面都取得了重大成果。

（1）下列说法正确的是（　　）

A．	、、都属于氢元素
B．	$N{H_4}^{+}$和 $H_{2}O$的中心原子轨道杂化类型均为 $s{p}^2$
C．	$H_2{O}_2$分子中的化学键均为极性共价键
D．	$Ca{H}_2$晶体中存在 $Ca$与 $H_2$之间的强烈相互作用

（2）下列化学反应表示正确的是（　　）

A．	水煤气法制氢： $C（s）+H_{2}O（g）═H_2（g）+CO（g）\Delta H＝﹣131.3kJ•mo{l}^{﹣1}$
B．	$HC{O_3}^{-}$催化加氢生成 $HCO{O}^{﹣}$的反应： $HC{O_3}^{-}+H_2$ $HCO{O}^{﹣}+H_{2}O$
C．	电解水制氢的阳极反应： $2H_{2}O﹣2e^{﹣}═H_2\uparrow +2O{H}^{﹣}$
D．	$Ca{H}_2$与水反应： $Ca{H}_2+2H_{2}O═Ca（OH{）}_2+H_2\uparrow$

（3）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．	$H_2$具有还原性，可作为氢氧燃料电池的燃料
B．	氨极易溶于水，液氨可用作制冷剂
C．	$H_{2}O$分子之间形成氢键， $H_{2}O（g）$的热稳定性比 $H_{2}S（g）$的高
D．	$N_2{H}_4$中的 $N$原子与 $H^{+}$形成配位键， $N_2{H}_4$具有还原性

元素 $C、Si、Ge$位于周期表中 $ⅣA$族。下列说法正确的是（　　）

A．	原子半径： $r（C）＞r（Si）＞r（Ge）$
B．	第一电离能： $I_1（C）＜I_1（Si）＜I_1（Ge）$
C．	碳单质、晶体硅、 $SiC$均为共价晶体
D．	可在周期表中元素 $Si$附近寻找新半导体材料

实验室制取 $C{l}_2$的实验原理及装置均正确的是（　　）

A．	制取 $C{l}_2$	B．	除去 $C{l}_2$中的 $HCl$
C．	收集 $C{l}_2$	D．	吸收尾气中的 $C{l}_2$

反应 $N{H}_{4}Cl+NaN{O}_2═NaCl+N_2\uparrow +2H_{2}O$应用于石油开采。下列说法正确的是（　　）

A．	$N{H_4}^{+}$的电子式为
B．	$N{O_2}^{-}$中N元素的化合价为 $+5$
C．	$N_2$分子中存在 $N\equiv N$键
D．	$H_{2}O$为非极性分子

我国提出2060年实现碳中和的目标，体现了大国担当。碳中和中的碳是指（　　）

A．

碳原子

B．

二氧化碳

C．

碳元素

D．

含碳物质

含有吡喃萘醌骨架的化合物常具有抗菌、抗病毒等生物活性，一种合成该类化合物的路线如图（部分反应条件已简化）：

回答下列问题：

（1）B的结构简式为＿＿＿＿＿；

（2）从F转化为G的过程中所涉及的反应类型是＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿；

（3）物质G所含官能团的名称为＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿；

（4）依据上述流程提供的信息，下列反应产物J的结构简式为＿＿＿＿＿；

（5）下列物质的酸性由大到小的顺序是＿＿＿＿＿（写标号）；

①②③

（6）（呋喃）是一种重要的化工原料，其能够发生银镜反应的同分异构体中，除 $H_{2}C＝C＝CH﹣CHO$外，还有＿＿＿＿＿种；

（7）甲苯与溴在 $FeB{r}_3$催化下发生反应，会同时生成对溴甲苯和邻溴甲苯。依据由C到D的反应信息，设计以甲苯为原料选择性合成邻溴甲苯的路线 　＿＿＿＿＿（无机试剂任选）。

超纯 $Ga（C{H}_3{）}_3$是制备第三代半导体的支撑源材料之一，近年来，我国科技工作者开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术，在研制超纯 $Ga（C{H}_3{）}_3$方面取得了显著成果，工业上以粗镓为原料，制备超纯 $Ga（C{H}_3{）}_3$的工艺流程如图：

知：①金属 $Ga$的化学性质和 $Al$相似， $Ga$的熔点为 $29.8℃$；

② $E{t}_{2}O$（乙醚）和 $N{R}_3$（三正辛胺）在上述流程中可作为配体；

③相关物质的沸点：

物质	$Ga（C{H}_3{）}_3$	$E{t}_{2}O$	$C{H}_{3}I$	$N{R}_3$
沸点/ $℃$	$55.7$	$34.6$	$42.4$	$365.8$

回答下列问题：

（1）晶体 $Ga（C{H}_3{）}_3$的晶体类型是＿＿＿＿＿；

（2）“电解精炼”装置如图所示，电解池温度控制在 $40～45℃$的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，阴极的电极反应式为＿＿＿＿＿；

（3）“合成 $Ga（C{H}_3{）}_3（E{t}_{2}O）$”工序中的产物还包括 $Mg{I}_2$和 $C{H}_{3}MgI$，写出该反应的化学方程式＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

（4）“残渣”经纯水处理，能产生可燃性气体，该气体主要成分是＿＿＿＿＿；

（5）下列说法错误的是＿＿＿＿＿；

A.流程中 $E{t}_{2}O$得到了循环利用

B.流程中，“合成 $G{a}_{2}M{g}_5$”至“工序 $X$”需在无水无氧的条件下进行

C.“工序 $X$”的作用是解配 $Ga（C{H}_3{）}_3（N{R}_3）$，并蒸出 $Ga（C{H}_3{）}_3$

D.用核磁共振氢谱不能区分 $Ga（C{H}_3{）}_3$和 $C{H}_{3}I$

（6）直接分解 $Ga（C{H}_3{）}_3（E{t}_{2}O）$不能制备超纯 $Ga（C{H}_3{）}_3$，而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯 $Ga（C{H}_3{）}_3$的理由是 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

（7）比较分子中的 $C﹣Ga﹣C$键角大小： $Ga（C{H}_3{）}_3$　＿＿＿＿＿　 $Ga（C{H}_3{）}_3（E{t}_{2}O）$（填“＞”“＜”或“＝”），其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。

Ⅰ.苯乙烯的制备

（1）已知下列反应的热化学方程式：

① $C_6{H}_5{C}_2{H}_5（g）+\frac{21}{2}{O}_2（g）═8C{O}_2（g）+5H_{2}O（g）\Delta H_1＝﹣4386.9kJ•mo{l}^{﹣1}$

② $C_6{H}_{5}CH＝C{H}_2（g）+10O_2（g）═8C{O}_2（g）+4H_{2}O（g）\Delta H_2＝﹣4263.1kJ•mo{l}^{﹣1}$

③ $H_2（g）+\frac{1}{2}{O}_2（g）═H_{2}O（g）\Delta H_3＝﹣241.8kJ•mo{l}^{﹣1}$

计算反应④ $C_6{H}_5{C}_2{H}_5（g）\rightleftharpoons C_6{H}_{5}CH＝C{H}_2（g）+H_2（g）的\Delta H_4＝$＿＿＿＿＿ $kJ•mo{l}^{﹣1}$；

（2）在某温度、 $100kPa$下，向反应器中充入 $1mol$气态乙苯发生反应④，其平衡转化率为 $50\%$，欲将平衡转化率提高至 $75\%$，需要向反应器中充入＿＿＿＿＿ $mol$水蒸气作为稀释气（计算时忽略副反应）；

（3）在 $913K、100kPa$下，以水蒸气作稀释气、 $F{e}_2{O}_3$作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯外，还会发生如下两个副反应：

⑤ $C_6{H}_5{C}_2{H}_5（g）\rightleftharpoons C_6{H}_6（g）+C{H}_2＝C{H}_2（g）$

⑥ $C_6{H}_5{C}_2{H}_5（g）+H_2（g）\rightleftharpoons C_6{H}_{5}C{H}_3（g）+C{H}_4（g）$

以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性 $S$（ $S＝\frac{\mathrm{转化为目的产物所消耗乙苯的量}}{\mathrm{已转化的乙苯总量}}\times 100\%$）随乙苯转化率的变化曲线如图所示，其中曲线 $b$代表的产物是＿＿＿＿＿，理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

（4）关于本反应体系中催化剂 $F{e}_2{O}_3$的描述错误的是＿＿＿＿＿；

A．	$X$射线衍射技术可测定 $F{e}_2{O}_3$晶体结构
B．	$F{e}_2{O}_3$可改变乙苯平衡转化率
C．	$F{e}_2{O}_3$降低了乙苯脱氢反应的活化能
D．	改变 $F{e}_2{O}_3$颗粒大小不影响反应速率

Ⅱ.苯乙烯的聚合

苯乙烯聚合有多种方法，其中一种方法的关键步骤是某 $Cu$（Ⅰ）的配合物促进 $C_6{H}_{5}C{H}_{2}X$（引发剂， $X$表示卤素）生成自由基 $C_6{H}_{5}C{H}_2•$，实现苯乙烯可控聚合。

（5）引发剂 $C_6{H}_{5}C{H}_{2}Cl、C_6{H}_{5}C{H}_{2}Br、C_6{H}_{5}C{H}_{2}I$中活性最高的是＿＿＿＿＿；

（6）室温下，① $C{u}^{+}$在配体 $L$的水溶液中形成 $[Cu（L{）}_2{]}^{+}$，其反应平衡常数为 $K$；

② $CuBr$在水中的溶度积常数为 $K_{sp}$。由此可知， $CuBr$在配体 $L$的水溶液中溶解反应的平衡常数为＿＿＿＿＿（所有方程式中计量系数关系均为最简整数比）。