山西省忻州市静乐一中2024年高三压轴卷化学试卷含解析

山西省忻州市静乐一中2024年高三压轴卷化学试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题（每题只有一个选项符合题意）1、我国对二氧化硫一空气质子交换膜燃料电池的研究处于世界前沿水平，该电池可实现硫酸生产、发电和环境保护三位一.体的结合。其原理如图所示。下列说法不正确的是（）A．Pt1电极附近发生的反应为：SO2+2H2O-2e-=H2SO4+2H+B．相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2：1C．该电池工作时质子从Pt1电极经过内电路流到Pt2电极D．该电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合2、下列反应中，反应后固体物质增重的是A．氢气通过灼热的CuO粉末 B．二氧化碳通过Na2O2粉末C．铝与Fe2O3发生铝热反应 D．将锌粒投入Cu(NO3)2溶液3、氮化铬具有极高的硬度和力学强度、优异的抗腐蚀性能和高温稳定性能，因而具有广泛应用前景。实验室制备CrN反应原理为CrCl3+NH3CrN+3HCl，装置如图所示下列说法错误的是A．装置①还可以用于制取O2、Cl2、CO2等气体B．装置②、④中分别盛装NaOH溶液、KOH固体C．装置③中也可盛装维生素c，其作用是除去氧气D．装置⑤中产生的尾气冷却后用水吸收得到纯盐酸4、利用如图装置模拟铁的电化学保护。下列说法正确的是A．若X为锌棒，开关K置于M处，为外加电流阴极保护法B．若X为碳棒，开关K置于N处，为牺牲阳极阴极保护法C．若X为锌棒，开关K置于M处，Zn极发生：Zn-2e→Zn2+D．若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生还原反应5、右图的装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴定管内盛放某种液体。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是（）A．CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉 B．NH3(H2O含酚酞)/红色喷泉C．H2S(CuSO4溶液)/黑色喷泉 D．HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉6、下列反应颜色变化和解释原因相一致的是（）A．氯水显黄绿色：氯气和水反应生成的次氯酸为黄绿色液体B．氢氧化钠溶液滴加酚酞显红色：氢氧化钠水解使溶液显碱性C．乙烯使溴水褪色：乙烯和溴水发生氧化反应D．碘在苯中的颜色比水中深：碘在有机物中的溶解度比水中大7、大规模开发利用铁、铜、铝，由早到晚的时间顺序是（）A．铁、铜、铝 B．铁、铝、铜 C．铝、铜、铁 D．铜、铁、铝8、下列有关叙述错误的是()A．中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈B．陶瓷、水泥和光导纤维均属于硅酸盐材料C．“煤改气”、“煤改电”等清洁燃料改造工程有利于减少雾霾天气D．石油裂解、煤的干馏、玉米制醇、蛋白质的变性都是化学变化9、我国是最早掌握炼锌的国家，《天工开物》中记载了以菱锌矿（主要成分为ZnCO3）和烟煤为原料的炼锌罐剖面图。已知：锌的沸点为907℃，金属锌蒸气遇热空气或CO2易生成ZnO。下列冶炼锌过程中的相关说法不正确的是A．尾气可用燃烧法除去B．发生了氧化还原反应C．提纯锌利用了结晶法D．泥封的目的是防止锌氧化10、下列实验方案不能达到实验目的的是（）A．图A装置Cu和稀硝酸制取NOB．图B装置实验室制备Cl2C．图C装置实验室制取乙酸乙酯D．图D装置若溴水褪色则证明石蜡油分解产生不饱和烃11、镁、铝都是较活泼的金属，下列描述中正确的是A．高温下，镁、铝在空气中都有抗腐蚀性B．镁、铝都能跟稀盐酸、稀硫酸、强碱反应C．镁在点燃条件下可以与二氧化碳反应，铝在一定条件下可以与氧化铁发生氧化还原反应D．铝热剂是镁条、铝粉和氧化铁的混合物12、科学家采用碳基电极材料设计了一种制取氯气的新工艺方案，装置如图所示：下列说法错误的是（）A．反应过程中需要不断补充Fe2+B．阳极反应式是2HCl-2e-=Cl2+2H+C．电路中转移1mol电子，消耗标况下氧气5.6LD．电解总反应可看作是4HCl（g）+O2（g）=2Cl2（g）+2H2O（g）13、有关下图所示化合物的说法不正确的是A．既可以与Br2的CCl4溶液发生加成反应，又可以在光照下与Br2发生取代反应B．1mol该化合物最多可以与3molNaOH反应C．既可以催化加氢,又可以使酸性KMnO4溶液褪色D．既可以与FeCl3溶液发生显色反应，又可以与NaHCO3溶液反应放出CO2气体14、将13.4克KCl和KBr的混合物，溶于水配成500mL溶液，通入过量的Cl2，反应后将溶液蒸干，得固体11.175克。则原来所配溶液中K＋、Cl－、Br－的物质的量之比为A．3︰2︰1 B．1︰2︰3 C．5︰3︰3 D．2︰3︰115、化学制备萘（）的合成过程如图，下列说法正确的是（）A．a的分子式是C10H12O B．b的所有碳原子可能处于同一平面C．萘的二氯代物有10种 D．a→b的反应类型为加成反应16、M、X、Y、Z、W为五种短周期元素，且原子序数依次增大，X、Y、Z最外层电子数之和为15，X与Z可形成XZ2分子；Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76g·L−1；W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的。下列说法正确的是（）A．原子半径：W>Z>Y>X>MB．常见气态氢化物的稳定性：X＜Y＜ZC．1molWM溶于足量水中完全反应，共转移2mol电子D．由M、X、Y、Z四种元素形成的化合物一定既有离子键，又有共价键二、非选择题（本题包括5小题）17、化合物H是一种高效除草剂，其合成路线流程图如下：（1）E中含氧官能团名称为________和________。（2）A→B的反应类型为________。（3）写出同时满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式：________。①不能发生水解反应，能与FeCl3溶液发生显色反应：②分子中有4种不同化学环境的氢。（4）F的分子式为C15H7ClF3NO4，写出F的结构简式：________。（5）已知：—NH2与苯环相连时，易被氧化；—COOH与苯环相连时，再引入其他基团主要进入它的间位。请写出以A和D为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。__________18、某药物合成中间体F制备路线如下：已知：RCHO＋R’CH2NO2＋H2O(1)有机物A结构中含氧官能团的名称是__________________.(2)反应②中除B外，还需要的反应物和反应条件是___________________(3)有机物D的结构简式为_____________________，反应③中1摩尔D需要___摩尔H2才能转化为E(4)反应④的反应物很多种同分异构体，请写出符合下列条件的一种同分异构体的结构简式_____________。a.结构中含4种化学环境不同的氢原子b.能发生银镜反应c.能和氢氧化钠溶液反应(5)已知：苯环上的羧基为间位定位基，如。写出以为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任选)_____________。19、某兴趣小组设计了如图所示的实验装置，既可用于制取气体，又可用于验证物质的性质。（1）打开K1关闭K2，可制取某些气体。甲同学认为装置Ⅰ可用于制取H2、NH3、O2，但装置Ⅱ只能收集H2、NH3，不能收集O2。其理由是_____。乙同学认为在不改动装置Ⅱ仪器的前提下，对装置Ⅱ进行适当改进，也可收集O2。你认为他的改进方法是_____。（2）打开K2关闭K1，能比较一些物质的性质。丙同学设计实验比较氧化性：KClO3＞Cl2＞Br2。在A中加浓盐酸后一段时间，观察到C中的现象是______；仪器D在该装置中的作用是_______。在B装置中发生反应的离子方程式为______。丁同学用石灰石、醋酸、苯酚钠等药品设计了另一实验。他的实验目的是_____。（3）实验室常用浓H2SO4与硝酸钠反应制取HNO3。下列装置中最适合制取HNO3的是_____。实验室里贮存浓硝酸的方法是_______。abcd20、草酸及其盐是重要的化工原料，其中最常用的是三草酸合铁酸钾和草酸钴，已知草酸钴不溶于水，三草酸合铁酸钾晶体（）易溶于水，难溶于乙醇。这两种草酸盐受热均可发生分解等反应，反应及气体产物检验装置如图。（l）草酸钴晶体（）在200℃左右可完全失去结晶水。用以上装置在空气中加热5.49g草酸钴晶体（）样品，受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质，其质量如下表。实验过程中观察到只有B中澄清石灰水明显变浑浊，E中始终没有红色固体生成。根据实验结果，290-320℃过程中发生反应的化学方程式是____；设置D的作用是____。（2）用以上装置加热三草酸合铁酸钾晶体可发生分解反应。①检查装置气密性后，先通一段时间的N2，其目的是___；结束实验时，先熄灭酒精灯再通入N2至常温。实验过程中观察到B、F中澄清石灰水都变浑浊，E中有红色固体生成，则分解得到的气体产物是____。②C的作用是是____。（3）三草酸合铁酸钾的一种制备流程如下：回答下列问题：①流程“I”硫酸必须过量的原因是____②流程中“Ⅲ”需控制溶液温度不高于40℃，理由是____；得到溶液后，加入乙醇，然后进行过滤。加入乙醇的理由是____21、CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13，CO2主要转化为__________(写离子符号)；若所得溶液pH=10，溶液中c(HCO3-)∶c(CO32-)__________。(室温下，H2CO3的K1=4×10-7；K2=5×10-11）(2)CO2与CH4经催化重整不仅可以制得合成气，还对温室气体的减排具有重要意义。催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。已知：C(s)+2H2(g)=CH4(s)△H=-75kJ·mol-1C(s)+O2(g)=CO2(s)△H=-394kJ·mol-1C(s)+O2(g)=CO(s)△H=-111kJ·mol-1①该催化重整反应的△H=__________。有利于提高CH4平衡转化率的条件是__________(填标号)。A低温低压B低温高压C高温低压D高温高压某温度下，在体积为2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50％，其平衡常数为__________mol2·L-2。②反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：积碳反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)消碳反应CO2(g)+C(s)=2CO(g)△H/kJ·mol-175172活化能/kJ·mol-1催化剂X3391催化剂Y4372由上表判断，催化剂X__________Y(填“优于”或“劣于”)，理由是：__________________。(3)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示：①X是电源的__________极(填“正”或“负”)。②阴极的电极反应式是：H2O+2e-=H2+O2-、CO2+2e-=CO+O2-则总反应可表示为__________。

参考答案一、选择题（每题只有一个选项符合题意）1、A【解析】

SO2在负极失电子生成SO42-，所以Pt1电极为负极，Pt2电极为正极。【详解】A.Pt1电极上二氧化硫被氧化成硫酸，失电子发生氧化反应，为负极，电极方程式为：SO2+2H2O-2e-═SO42-+4H+，故A错误；B.该电池的原理为二氧化硫与氧气的反应，即2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，所以放电过程中消耗的SO2和O2的体积之比为2：1，故B正确；C.质子即氢离子，放电时阳离子流向正极，Pt1电极为负极，Pt2电极为正极，则该电池放电时质子从Pt1电极经过内电路流到Pt2电极，故C正确；D.二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池，吸收了空气中的二氧化硫起到了环保的作用，产物中有硫酸，而且发电，实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，故D正确；故答案为A。2、B【解析】

A、氢气通过灼热的CuO粉末发生的反应为，固体由CuO变为Cu，反应后固体质量减小，A错误；B、二氧化碳通过Na2O2粉末发生的反应为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，固体由Na2O2变为Na2CO3，反应后固体质量增加，B正确；C、铝与Fe2O3发生铝热反应，化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe，反应前后各物质均为固体，根据质量守恒定律知，反应后固体质量不变，C错误；D、将锌粒投入Cu(NO3)2溶液发生的反应为Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu，固体由Zn变为Cu，反应后固体质量减小，D错误；故选B。3、D【解析】

A.装置①可以用双氧水（MnO2作催化剂）制取氧气，用浓盐酸与高锰酸钾制取氯气，用盐酸与碳酸钙制取二氧化碳气体，故A正确；B.装置②中的NaOH溶液可以吸收装置中的二氧化碳气体，④中的KOH固体可以吸收水分，故B正确；C.装置③中的亚硫酸钠可以除去装置中的氧气，所以也可盛装维生素c，故C正确；D.装置⑤中产生的尾气有反应生成的HCl，还有未完全反应的NH3，所以冷却后用水吸收得到的不是纯盐酸，故D错误；故选D。4、C【解析】

A．若X为锌棒，开关K置于M处，该装置是原电池，锌易失电子作负极、铁作正极，作正极的铁被保护，这种方法称为牺牲阳极阴极保护法，故A错误；B．若X为碳棒，开关K置于N处，该装置是电解池，碳作阳极、铁作阴极，作阴极的铁被保护，这种方法称为外加电流阴极保护法，故B错误；C．若X为锌棒，开关K置于M处时，该装置是原电池，活泼金属锌失电子发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，故C正确；D．若X为碳棒，开关K置于N处时，该装置是电解池，阳极X上是氢氧根离子失电子发生氧化反应，故D错误；故答案为C。5、A【解析】

A.NaHCO3与CO2不反应，烧瓶内的压强不变，不能形成喷泉，故选A；B.NH3易溶于水，形成NH3·H2O，NH3·H2ONH4＋OH－，溶液呈碱性，能形成红色喷泉，故不选B；C.H2S＋CuSO4H2SO4＋CuS，CuS为黑色沉淀，能形成黑色喷泉，故不选C；D.HCl＋AgNO3HNO3＋AgCl，AgCl为白色沉淀，能形成白色喷泉，故不选D。答案选A。6、D【解析】

A、氯水显黄绿色的原因是氯气在水中的溶解度有限，氯气本身为黄绿色，次氯酸无色，故A不符合题意；B、氢氧化钠为强碱，在水溶液中完全电离出氢氧根，使酚酞显红色，不是水解，故B不符合题意；C、乙烯中含有碳碳双键，为不饱和键，能够与溴单质发生加成反应，使溴水褪色，故C不符合题意；D、碘单质本身为紫黑色，碘水显黄色，而碘溶于苯中显紫红色，碘在有机物中溶解度增大，故D符合题意；故选：D。7、D【解析】

越活泼的金属越难被还原，冶炼越困难，所以较早大规模开发利用的金属是铜，其次是铁，铝较活泼，人类掌握冶炼铝的技术较晚，答案选D。8、B【解析】

A．明矾溶液中Al3+水解使溶液呈酸性，铜锈为Cu2(OH)2CO3，溶于酸性溶液，故利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈，故A正确；B．陶瓷、水泥和玻璃为硅酸盐产品，而光导纤维的主要成分为二氧化硅，不属于硅酸盐材料，故B错误；C．二氧化硫、氮氧化物以及可吸入颗粒物这三项是雾霾主要组成，前两者为气态污染物，最后一项颗粒物才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首．它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得灰蒙蒙的，“煤改气”、“煤改电”等清洁燃料改造工程减少了二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物，故有利于减少雾霆天气，故C正确；D．石油裂解、煤的干馏、玉米制醇、蛋白质的变性过程均生成了新的物质，是化学变化，故D正确；故选B。【点睛】本题综合考查常见物质的组成、性质的应用，为高考常见题型，题目难度不大，侧重于化学与生活的考查，注意光导纤维的主要成分为二氧化硅，不属于硅酸盐。9、C【解析】

A.菱锌矿煅烧，ZnCO3分解产生ZnO和CO2，ZnO与C在高温下发生反应：2ZnO+C2Zn+CO2↑，由于C过量，还会发生反应C+CO22CO，所以尾气中含有有毒气体CO，可利用其可燃性，用燃烧的方法使CO转化为CO2除去，A正确；B.由ZnCO3转化为Zn单质及C转化为CO、CO2的反应中有Zn、C元素化合价的变化，因此发生了氧化还原反应，B正确；C.Zn是比较活泼的金属，要使用电解方法提纯，C错误；D.泥封为了防止高温下Zn蒸气被空气氧化为ZnO，D正确；故合理选项是C。10、C【解析】

A．Cu和稀硝酸反应生成一氧化氮，一氧化氮不溶于水，能够用排水法收集，可制取NO，故A正确；B．高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯气，氯气密度大于空气，氯气有毒，尾气需要用氢氧化钠溶液吸收，可以制备氯气，故B正确；C．乙酸乙酯在NaOH溶液中水解，应选饱和碳酸钠溶液收集乙酸乙酯，故C错误；D．不饱和烃能和溴水发生加成反应而使溴水褪色。该实验产生的气体能使溴水褪色，说明石蜡油分解生成不饱和烃，故D正确；答案选C。11、C【解析】A、在常温下，镁和铝在空气里都能跟氧气反应，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜，这层氧化物薄膜能够阻止金属的继续氧化，所以镁和铝都有抗腐蚀的性能，但是在高温下能剧烈反应，放出大量热，选项A错误；B、镁能跟酸反应不能跟碱反应，选项B错误；C、镁在点燃条件下可以与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，铝在一定条件下可以与氧化铁发生氧化还原反应生成铁和氧化铝，选项C正确；D、铝热剂是铝粉和氧化铁的混合物，在铝热剂反应时，为了引燃，在铝热剂上放供氧剂(氯酸钾)，中间插一根镁条，是为引燃用的，选项D错误。答案选C。12、A【解析】

HCl在阳极失电子，发生氧化反应，生成Cl2和H+，Fe3+在阴极得电子，还原成Fe2+，Fe2+、H+、O2反应生成Fe3+和H2O，Fe2+、Fe3+在阴极循环。【详解】A．由分析可知，Fe2+在阴极循环，无需补充，A错误；B．HCl在阳极失电子得到Cl2和H+，电极反应式为：2HCl-2e-=Cl2+2H+，B正确；C．根据电子得失守恒有：O2～4e-，电路中转移1mol电子，消耗0.25mol氧气，标况下体积为5.6L，C正确；D．由图可知，反应物为HCl(g)和O2(g)，生成物为H2O(g)和Cl2(g)，故电解总反应可看作是4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)，D正确。答案选A。13、D【解析】

A、根据结构简式可知化合物中含有的官能团有酯基、酚羟基、醚键、碳碳双键。碳碳双键可以和溴加成，甲基上的氢原子可以被取代，A正确。B、2个酯基水解需要2个氢氧化钠，1个酚羟基需要1个氢氧化钠，即1mol该化合物最多可以与3molNaOH反应，B正确。C、含有碳碳双键，既可以催化加氢，又可以使酸性KMnO4溶液褪色，C正确。D、酚羟基不能与NaHCO3溶液反应放出CO2气体，D错误。答案选D。14、A【解析】

溶液为电中性，阳离子所带正电荷的总量等于阴离子所带负电荷的总量可得出n(K+)=n(Cl-)+n(Br-)，据此分析解答。【详解】任何溶液都呈电中性，即阳离子所带电荷等于阴离子所带电荷，在KCl和KBr的混合溶液中，存在n(K+)=n(Cl-)+n(Br-)。A．3=2+1，说明n(K+)=n(Cl-)+n(Br-)，故A正确；B．1≠2+3，说明n(K+)≠n(Cl-)+n(Br-)，故B错误；C．5≠3+3，说明n(K+)≠n(Cl-)+n(Br-)，故C错误；D．2≠3+1，说明n(K+)≠n(Cl-)+n(Br-)，故D错误；答案选A。【点睛】本题如果按常规方法或差量法解答，均较为繁琐，从溶液电中性角度解答，可以起到事半功倍的效果。15、C【解析】

A．根据结构简式确定分子式为C10H10O，故A错误；B．b中有4个C原子为饱和C原子，具有甲烷结构特点，所以该分子中所有C原子不可能共平面，故B错误；C．结构对称，萘中含2种位置的H，则其一氯代物有2种（），二氯代物有10种（，故C正确；D．a比b少1个O原子、多2个H原子，所以为还原反应，故D错误；答案选C。【点睛】本题考查有机物结构和性质，明确官能团及其性质关系、同分异构体种类判断方法是解本题关键，C为解答易错点，采用"定一移二"的方法判断即可。16、B【解析】

Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度0.76g⋅L−1，该气态化合物的摩尔质量为22.4L/mol×0.76g⋅L−1=17g/mol，该气体为NH3，M、X、Y、Z、W为五种短周期元素，且原子序数依次增大，则M为H元素，Y为N；X、Y、Z最外层电子数之和为15，X与Z可形成XZ2分子，X为+4价，Y为−2价，可推出X、Y、Z分别为C、N、O三种元素；W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的，推出W的质子数为=11，所以W为Na元素。A.所有元素中H原子半径最小，同周期自左向右原子半径减小，同主族自上到下原子半径增大，故原子半径Na>C>N>O>H，即W>X>Y>Z>M，故A错误；B.

X、Y、Z分别为C、N、O三种元素，非金属性X<Y<Z，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，故B正确；C.NaH与水发生反应：NaH+H2O=NaOH+H2↑，1molNaH溶于足量水中完全反应共转移1mol电子，故C错误；D.由M、X、Y、Z四种元素形成的化合物可为氨基酸或碳酸铵、醋酸铵等物质，如为氨基酸，则只含有共价键，故D错误。故选B。二、非选择题（本题包括5小题）17、醚键羧基取代反应【解析】

根据流程可知，B被酸性重铬酸钠氧化生成C，结合A的结构简式可知B为，在浓硫酸催化下与浓硝酸发生硝化反应（也属于取代反应）生成和水；与发生反应生成分子式为C15H7ClF3NO4的F，F与发生反应生成，结构两者的结构简式可知F为，据此分析解答。【详解】根据流程可知，B被酸性重铬酸钠氧化生成C，结合A的结构简式可知B为，在浓硫酸催化下与浓硝酸发生硝化反应（也属于取代反应）生成和水；与发生反应生成分子式为C15H7ClF3NO4的F，F与发生反应生成，结构两者的结构简式可知F为。（1）E为，含氧官能团名称为醚键和羧基；（2）A→B是在浓硫酸催化下与浓硝酸发生硝化反应（也属于取代反应）生成和水；反应类型为取代反应；（3）D为，满足条件①不能发生水解反应，能与FeCl3溶液发生显色反应，则不含有肽键及酯基，含有酚羟基；②分子中有4种不同化学环境的氢，则高度对称，若苯环上只有两个取代基则应为对位且有一个是酚羟基，则为；若苯环上有多个取代基，则为两个酚羟基且对称、一个醛基和一个氨基，符合条件的有、；（4）F的结构简式为：；（5）A（）和D（）为原料制备，在氯化铁的催化下与氯气发生取代反应生成，氧化得到，与在碳酸钾作用下反应生成，在浓硝酸、双氧水及冰醋酸作用下生成，合成路线流程图如下：。【点睛】本题考查有机合成及推断，解题的关键是分析反应类型、推出各有机物及反应原理，本题的难点是结合题中合成路线设计合理的合成方案，注意题中信息的解读。18、酚羟基、醛基、醚键CH3OH、浓硫酸、加热4【解析】

(1)根据A的结构简式可知A中所含有的含氧官能团；(2)比较B和C的结构可知，反应②为B与甲醇生成醚的反应，应该在浓硫酸加热的条件下进行；(3)比较C和E的结构可知，D的结构简式为，在D中碳碳双键可与氢气加成，硝基能被氢气还原成氨基，据此答题；(4)根据条件①结构中含4种化学环境不同的氢原子，即有4种位置的氢原子，②能发生银镜反应，说明有醛基，③能和氢氧化钠溶液反应，说明有羧基或酯基或酚羟基，结合

可写出同分异构体的结构；(5)被氧化可生成，与硝酸发生取代反应生成，被还原生成，进而发生缩聚反应可生成。【详解】(1)根据A的结构简式可知A中所含有的含氧官能团为酚羟基、醛基、醚键，故答案为：酚羟基、醛基、醚键；(2)比较B和C的结构可知，反应②为B与甲醇生成醚的反应，应该在浓硫酸加热的条件下进行，故答案为：CH3OH、浓硫酸、加热；(3)比较C和E的结构可知，D的结构简式为，在1molD中碳碳双键可与1mol氢气加成，硝基能被氢气还原成氨基，可消耗3mol氢气，所以共消耗4mol氢气，故答案为：；4；(4)根据条件①结构中含4种化学环境不同的氢原子，即有4种位置的氢原子，②能发生银镜反应，说明有醛基，③能和氢氧化钠溶液反应，说明有羧基或酯基或酚羟基，结合

可知，符合条件的同分异构体的结构为，故答案为：；(5)被氧化可生成，与硝酸发生取代反应生成，被还原生成，进而发生缩聚反应可生成，可设计合成路线流程图为，故答案为：。【点睛】本题考查有机物的合成，题目难度中等，解答本题的关键是能把握题给信息，根据有机物的官能团判断有机物可能具有的性质。19、氧气的密度比空气大将装置Ⅱ中装满水溶液呈橙色防止倒吸ClO3－+6H++5Cl－=3Cl2↑+3H2O比较醋酸、碳酸和苯酚的酸性强弱（实证酸性：CH3COOH＞H2CO3＞C6H5OH）b盛装在带玻璃塞的棕色细口玻璃瓶中，放置在阴凉处（阴暗低温的地方）【解析】

（1）氧气密度比空气大，用排空气法收集，需用向上排空气法收集，Ⅱ装置中进气管短，出气管长，为向下排空气法；用排水法可以收集O2等气体；（2）装置Ⅰ、Ⅲ验证物质的性质(K2打开，K1关闭)．根据氧化剂+还原剂=氧化产物+还原产物，氧化性：氧化剂>氧化产物，还原性：还原剂>还原产物，如要设计实验证明氧化性KClO3>Cl2>Br2，则I中发生KClO3和浓盐酸的氧化还原反应，Ⅲ中发生氯气与NaBr的氧化还原反应，有缓冲作用的装置能防止倒吸，在B装置中KClO3和-1价的氯离子在酸性条件下发生氧化还原反应生成氯气，根据强酸制弱酸，石灰石和醋酸反应生成二氧化碳，二氧化碳和苯酚钠反应生成苯酚，据此分析实验目的；(3)①根据化学反应原理，硝酸的制取原理是：固体和液体微热制取，难挥发性的酸来制取挥发性的酸，据此选择装置；②根据硝酸的性质选择合适的贮存方法，硝酸见光分解，保存时不能见光，常温下即可分解，需要低温保存。【详解】（1）甲同学：Ⅱ装置中进气管短，出气管长，为向下排空气法，O2的密度大于空气的密度，则氧气应采用向上排空气法收集，乙同学：O2不能与水发生反应，而且难溶于水，所以能采用排水法收集；所以改进方法是将装置Ⅱ中装满水，故答案为氧气的密度比空气大；将装置Ⅱ中装满水；（2）根据氧化剂+还原剂=氧化产物+还原产物，氧化性：氧化剂>氧化产物，还原性：还原剂>还原产物，如要设计实验证明氧化性KClO3>Cl2>Br2，装置Ⅰ、Ⅲ验证物质的性质(K2打开，K1关闭)，则I中发生KClO3和浓盐酸的氧化还原反应，Ⅲ中发生氯气与NaBr的氧化还原反应，由氧化性为氧化剂>氧化产物，则A中为浓盐酸，B中为KClO3固体，C中为NaBr溶液，观察到C中的现象为溶液呈橙色，仪器D为干燥管，有缓冲作用，所以能防止倒吸，在B装置中氯酸根离子和氯离子在酸性条件下发生价态归中反应生成氯气，反应为：ClO3－+6H++5Cl－=3Cl2↑+3H2O，石灰石和醋酸反应生成二氧化碳，二氧化碳和苯酚钠反应生成硅酸沉淀，所以B中固体溶解，产生无色气体，C试管中产生白色沉淀，实验的目的是比较碳酸、醋酸、苯酚的酸性强弱(实证酸性：CH3COOH＞H2CO3＞C6H5OH)，故答案为溶液呈橙色；防止倒吸；ClO3－+6H++5Cl－=3Cl2↑+3H2O；比较醋酸、碳酸和苯酚的酸性强弱(实证酸性：CH3COOH＞H2CO3＞C6H5OH)；(3)①硝酸的制取原理是：固体和液体微热制取，故d错误，该反应符合难挥发性的酸来制取挥发性的酸，硝酸易挥发，不能用排空气法收集，故a、c错误；所以硝酸的挥发性注定了选择的收集方法是b装置所示。故答案为b；②纯净的硝酸或浓硝酸在常温下见光或受热就会分解生成二氧化氮、氧气、水，保存时需要低温且使用棕色的试剂瓶，故答案为盛装在带玻璃塞的棕色细口玻璃瓶中，放置在阴凉处(阴暗低温的地方)。20、3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2吸收水分排除装置中的空气，防止干扰实验结果CO2、CO除去CO2，防止干扰CO的检验防止Fe2+的水解防止H2O2分解三草酸合铁酸钾在乙醇中溶解度小，有利于三草酸合铁酸钾析出【解析】

(l)计算晶体物质的量n==0.03mol，失去结晶水应为0.06mol，固体质量变化=0.06mol×18g/mol=1.08g，图表数据可知，150～210固体质量变化=5.49g-4.41g=1.08g，说明210°C失去结晶水得到CoC2O4，210～290℃过程中是CoC2O4发生的反应，210～290℃过程中产生的气体只有CO2，依据元素守恒得到生成n(CO2)=0.06mol，m(CO2)=0.06mol×44g/mol=2.64g，气体质量共计减小=4.41g-2.41g=2g，说明不是分解反应，参加反应的还有氧气，则反应的m(O2)=2.64g-2g=0.64g，n(O2)==0.02mol，依据原子守恒配平书写反应的化学方程式；(2)①三草酸合铁酸钾晶体在110℃可完全失去结晶水，继续升高温度可发生分解反应，根据元素守恒推测得到的产物可能是K2CO3、FeO、Fe、CO2、CO，一氧化碳还原氧化铜，得到的金属铜可被氧气氧化，所以实验开始先通一段时间N2，将装置中的空气排净，实验结束时，为防止倒吸，应该先熄灭酒精灯再通入N2至常温，根据装置中现象变化判断产物；②为能准确判断三草酸合铁酸钾晶体高温下分解的产物中是否含有一氧化碳，现象为E中固体由黑色变为红色，且F中澄清石灰水变浑浊，为确保实验现象不被干扰，在C装置中装入足量氢氧化钠，把二氧化碳吸收干净，避免干扰一氧化碳的检验；(3)①亚铁离子易水解生成氢氧化亚铁，酸能抑制其水解；②温度高时，双氧水易水解；根据相似相溶原理分析；【详解】(l)计算晶体物质的量n()==0.03mol，失去结晶水应为0.06mol，固体质量变化=0.06mol×18g/mol=1.08g，图表数据可知，150～210固体质量变化=5.49g-4.41g=1.08g，说明210°C失去结晶水得到CoC2O4，210～290℃过程中是CoC2O4发生的反应，产生的气体只有CO2，依据元素守恒得到生成n(CO2)=0.06mol，m(CO2)=0.06mol×44g/mol=2.64g，气体共计减小质量=4.41g-2.41g=2g，说明有气体参加反应应为氧气，则反应的m(O2)=2.64g-2g=0.64g，n(O2)==0.02mol；n(CoC2O4)：n(O2)：n(CO2)=0.03：0.02：0.06=3：2：6，依据原子守恒配平书写反应的化学方程式为3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2，装置D中盛放的为浓硫酸，装置E的作用是验证草酸钴晶体受热分解的产物，防止对实验的干扰和实验安全，则浓硫酸的作用是吸收水分；(2)①三草酸合铁酸钾晶体在110℃可完全失去结晶水，继续升高温度可发生分解反应，根据元素守恒推测得到的产物可能是K2CO3、FeO、Fe、CO2、CO，一氧化碳还原氧化铜，得到的金属铜可被氧气氧化，所以实验开始先通一段时间N2，将装置中的空气排净，实验结束时，为防止倒吸，应该先熄灭酒精灯再通入N2至常温，实验过程中观察到B、F中澄清石灰水都变浑浊，即证明二氧化碳产生，E中有红色固体生成，证明还原性的气体CO的产生；②为能准确判断三草酸合铁酸钾晶体高温下分解的产物中是否含有一氧化碳，现象为E中固体由黑色变为红色，且F中澄清石灰水变浑浊，为确保实验现象不被干扰，在C装置中装入足量氢氧化钠，把二氧化碳吸收干净，避免干扰一氧化碳的检验；(3)①硫酸亚铁易水解而是其气压呈酸性，加热稀硫酸能抑制亚铁离子水解；②双氧水不稳定，温度高时，双氧水易分解，为防止双氧水分解，温度应低些，根据相似相溶原理知，三草酸合铁酸钾在乙醇中溶解度小，所以可以用乙醇使三草酸合铁酸钾析出。21、+247kJ/molC劣于相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小，催化剂Y消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大，因此催化剂X较催化剂Y更利于积碳反应，不利于消碳反应，会降低催化剂活性负H2O+CO2H2+CO+O2【解析】

(1)根据K2=结合溶液的pH分析