新高考2021届高三化学+生物9月份检测试题含解析

（新高考）2021届高三化学9月份检测试题（含解析）

相对原子质量：0-16C1-35.5Cu-64P-31Sn-119

一、选择题：每小题只有一个选项符合题目要求.

1.从石油原料到口罩的生产过程中涉及的下列变化不属于化学变化的是（）

ABC1)

□i蚂彝!J1J

利用环氧乙烷与微生物

石油催化裂解得到丙丙烯催化聚合生成聚丙聚丙烯熔融后喷丝

蛋白质发生烷基化反应

烯烯压成熔喷布

消毒

A.AB.BC.CD.I）

【答案】C

【解析】

【详解】A.石油催化裂解得到丙烯，有化学键断裂，有新物质生成，属于化学变化，故A

不选；

B.丙烯催化聚合生成聚丙烯，生成了新物质聚丙烯，属于化学变化，故B不选；

C.聚丙烯熔融后喷丝压成熔喷布，只是存在的形态发生了变化，没有新物质产生，属于物

理变化，故C选；

D.利用环氧乙烷与微生物蛋白质发生烷基化反应消毒，烷基化反应是化学变化，故D不选;

故选C

2.化学与生产和生活密切相关，下列说法错误的是

A.高纯硅可用于制作光感电池

B.活性炭具有除异味和杀菌作用

C.氢氧化铝、碳酸氢钠都是常见的胃酸中和剂

D.碘酒可用于皮肤外用消毒

【答案】B

【解析】

【详解】A.硅是半导体，高纯硅可用于制作光感电池，选项A正确；

B.活性炭具有吸附性，能除异味但不能杀菌，选项B错误；

C.氢氧化铝、碳酸氢钠都能与胃酸中的盐酸反应，能够作胃酸的中和剂，选项C正确；

D.碘酒能使蛋白质变性，可用于皮肤外用消毒，选项D正确；

答案选B。

3.下列反应的离子方程式正确的是

+

A.用醋酸除去水垢:CaCO3+2H=Ca"+C021+H20

3+

B.向AlCk溶液中加入过量浓氨水：Al+4NH：iH,0=A10；+4NH；+2H20

C.向苯酚钠溶液中通入少量CO,：2c「b+COz+H20f2|Qr°H+co；

D.等体积、等浓度的Ba(OH)2稀溶液与NH，HC03稀溶液混合：

24

Ba+20H+NH：+HCO：=BaCO31+NH3HQ+H2O

【答案】D

【解析】

【详解】A.用醋酸除去水垢，反应生成醋酸钙、二氧化碳和水，反应的离子方程式为：CaCO;,

2t

+2CH£00H=2CH3C00+Ca+C02t+H20,选项A错误；

B.向A1CL,溶液中加入过量的浓氨水，反应生成氢氧化铝沉淀和氯化镀，反应的离子方程

式为：A/+3NH3HQ=A1(OH)31+3NH：,选项B错误；

C.向苯酚钠溶液中通入少量CO”反应生成苯酚和碳酸氢钠，反应的离子方程式为：

+0H

1Qr°~CO2+H2O-[Qr+HCO3,选项C错误；

D.等体积、等浓度的Ba(0H)2稀溶液与NILHCQ,稀溶液混合，反应生成碳酸钢、一水合氨和

2t

水，反应的离子方程式为：Ba+20If+NH；+HCOj=BaC031+NH:tiI2O+H2O,选项D正确；

答案选D。

4.下列关于物质结构的说法错误的是

A.晶格能：NaF>NaCl>NaBr

B.基态碳原子有三种能量不同的电子

C.CH,和NH：都是正四面体结构，键角均为109°28'

D.甲醛（IICUO）的键角约为120°,分之间存在氢键

【答案】D

【解析】

【详解】A.NaF、NaCl、NaBr为结构相似的离子晶体，离子电荷相等，离子半径越大，晶

格能越小,所以晶格能:NaF>NaCl>NaBr,选项A正确;

B.基态碳原子的核外电子排布为Is22sz2P）占据Is、2s、2P三个能级，所以有三种能量不

同的电子，选项B正确；

C.CH,和NH；中心原子均采取spa杂化方式，且微粒中所有键长均相等，故都是正四面体结

构，键角均为109°28',选项C正确；

D.甲醛中C-H与CTI键夹角小于120°,甲醛只有一个皴基，没有羟基，不存在氢键，选

项D错误；

答案选D。

5.己知某种锂盐的结构如图，它是一种新型锂离子电池的电解质，其阴离子由W、X、Y、Z

四种同周期主族元素构成，Y原子的最外层电子数是X的次外层电子数的3倍（箭头指向表

示共用电子对由W提供）。下列说法错误的是（）

A.元素非金属性强弱顺序是W>Y>Z>X

B.阴离子中X与Z的杂化方式相同

C.原子半径X>Z>Y>W

D.该物质中含有极性键、非极性键、配位键和离子键

【答案】B

【解析】

【分析】

W,X、Y、Z是同周期主族元素，Y的最外层电子数是X次外层电子数的3倍，X的次外层电

子数只能为2,则四种元素都位于第二周期，Y的最外层电子数为6,则Y为0；四种元素与

锂组成的盐是一种新型的锂离子电池的电解质，Z可形成4个共价键，X可形成3个共价键

和1个配位键，则Z为C、X为B,W可提供电子对，且易得到1个电子，则W为F,以此来

解答。

【详解】A.根据分析可知，W为F,Y为0,Z为C,X为B,同周期从左到右非金属性增强,

F>0>C>B,元素非金属性强弱顺序是W>Y>Z>X,故A正确，不选；

B.X价层电子对数为4对，采用sp：,杂化，Z的价层电子对数为3对，采用sd杂化，阴离

子中X与Z的杂化方式不相同，故B错误，符合题意；

C.除稀有气体外，同周期元素的原子从左到右半径逐渐减小，原子半径B>C>0>F,原子

半径X>Z>Y>%故C正确，不选;

D.该物质中含碳原子和氧原子之间、硼原子和氧原子之间、硼原子和氟原子之间形成极性

键、碳原子和碳原子之间形成非极性键、硼原子和氟原子之间形成配位键、这种锂盐中还含

有离子键，故D正确，不选;

答案选B。

A.用图1所示装置收集S0?气体

B.用图2所示装置检验嗅乙烷与NaOH醇溶液共热产生的CM

C.用图3所示装置从食盐水中提取NaCl

D.用图4所示装置制取并收集a

【答案】D

【解析】

【详解】A、SO?密度比空气大，应用向上排空法收集，故A错误;

B、乙醇易挥发，可与高锯酸钾发生氧化还原反应，不能排除乙醇的干扰，故B错误;

C、蒸发应用蒸发皿，不能用生烟，故C错误；

D、过氧化氢在二氧化镒催化作用下生成氧气，氧气密度比空气大，可用向上排空法收集,

故D正确。

答案选D。

7.分子式为aiKL的同分异构体共有（不考虑立体异构）（）

A.6种B.7种C.8种D.9种

【答案】D

【解析】

【详解】CJlSlz的同分异构体可以采取“定一议二”法来确定，先固定一个氯原子的位置,

再移动另一个氯原子的位置，可得如下几种同分异构体:

723

C一q-C,故CiHKlz共有9种，答案选D。

C

8.高分子M广泛用于牙膏、牙科粘合剂等口腔护理产品，合成路线如图:

下列说法不正确的是

A.试剂a是甲醇

B.化合物B不存在顺反异构体

C.化合物C的核磁共振氢谱有一组峰

D.合成M的聚合反应是缩聚反应

【答案】D

【解析】

【分析】

CH三CH与试剂a发生加成反应生成B,HOOCCH=CHCOOH分子内脱水生成C,B和C聚合生成M,

HH

根据聚合物M的结构式可知，M的单体为ClkCH-O-Clh和j，由此可知B为

HH

（

CH2=CH-0-CH3,C为j-\,则试剂a为C&OH,据此分析解答。

【详解】A.根据分析，试剂a为CH3OH,名称是甲醇，故A正确;

B.化合物B为CH2=CH-O-CH：”要存在顺反异构，碳碳双键上的每个碳原子连接的两个原子

或原子团不同时能形成顺反异构，B的结构中其中一个双键碳上连接的两个原子相同，不存

在顺反异构体，故B正确；

HH

C.化合物C为,其结构对称，只含有一种氢原子，则核磁共振氢谱有一组峰,

故c正确；

HH

D.聚合物M是由CH2=CH-O-CIh和J中的双键上发生加成聚合反应，不是缩聚反

应，故D错误；

答案选D。

9.用铁泥（主要成分为FezOa、FeO和少量Fe）制备超顺磁性（平均直径25nm）纳米FesO,的

流程示意图如下：

下列叙述不正确的是

A.常用热的NaEOs溶液除去钢铁表面的油污

B.步骤②中，主要反应的离子方程式是2Fe3++Fe=3Fe?+

C.步骤④中，反应完成后剩余的H2O2无需除去

D.步骤⑤中，为了验证得到的固体是超顺磁性的FesO,粒子，可将其均匀分散在水中，做丁

达尔效应实验

【答案】C

【解析】

【分析】

铁泥（主要成分为FezOs、FeO和少量Fe）与稀盐酸反应得到的滤液A溶质为氯化铁、氯化

亚铁、过量的稀盐酸，加入铁粉还原铁离子：2Fe3'+Fe=3Fe2'，过滤过量的铁，滤液B的溶质

为氯化亚铁，加入氢氧化钠溶液，生成Fe（011）2浑浊液，向浑浊液中加入双氧水氧化：2Fe

（OH）2+H202=2Fe00H+2H20,反应完成后需再加热一段时间除去剩余HQ,再与氯化亚铁加热

2

搅拌发生反应：2FeOOH+Fe*+2OH-Fe30,+2H,0,过滤、洗涤、干燥得产品Fe301；以此解答该

题。

【详解】A.钢铁表面的油污在碱性条件下可以发生水解反应，NazCOs是强碱弱酸盐溶液，

显碱性，热的Na£03溶液可以让油脂水解，水解是吸热的，温度升高，水解平衡向吸热的方

向移动，水解效果越好，故A正确；

B.滤液A溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量稀盐酸，加入铁粉还原铁离子和反应过量的盐

酸:2Fe"+Fe=3Fe,故B正确;

C.步骤④中，防止其在步骤⑤中继续氧化+2价铁元素，反应完成后需再加热一段时间除去

剩余HQ,故C错误；

D.超顺磁性的FeaO,粒子平均直径25nm,属于胶体，可以做丁达尔效应实验，故D正确；

答案选C。

10.2019年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展作出重要贡献的科学家，磷酸铁锂

+

锂离子电池充电时阳极反应式为，xLiFePO「xe-——>%Li+xFePO4,电池放电时，锂

离子从石墨晶体中脱嵌出来，通过隔膜迁移到磷酸铁锂晶体表面，然后重新嵌入到磷酸铁锂

的晶格内，放电工作示意图如图。下列叙述不正确的是

|-----------------------

铝箔

磷酸铁锂锂离了•电池放电原理示意图

A.放电时，Li*通过隔膜移向正极

B.放电时，电子由铝箔沿导线流向铜箔

+

C.放电时正极反应为：xFePO4+xLi+xe------>xLiFePO4

D.磷酸铁锂锂离子电池充放电过程通过Li*迁移实现，C、Fe、P元素化合价均不变

【答案】D

【解析】

【分析】

充电电池充电时，正极与外接电源的正极相连为阳极，负极与外接电源负极相连为阴极，

LiFePO,中的锂离子脱出并伴随着铁元素的氧化，则此时铝箔电极上发生失电子的氧化反应,

铝箔为阳极，电极反应式为xLiFePO「xe-=xFePO」+xLi-,即LiFePO「eNFePOi+Lr,铜箔电极

为阴极，阴极上锂离子得电子发生还原反应，阴极反应式为：xLf+xe+6C=LiC,所以电池

总反应为FePO’+LiCs目辑曲xLiFeP01+6C；原电池放电时，正极、负极反应式正好与阳极、

阴极反应式相反，电子由负极铝箔经过导线流向正极铜箔，电解质溶液中的阳离子向正极移

动，阴离子向负极移动，据此分析解答。

【详解】A、原电池放电时，电解质溶液中的阳离子向正极移动，即Li•通过隔膜移向正极,

A正确；

B、原电池放电时，电子由负极铝箔流出，经过导线流向正极铜箔，B正确；

C、原电池放电时，正极、负极反应式正好与阳极、阴极反应式相反，所以正极反应为：

+

xFePO4+xLi+xe~----->%LiFePO4,C正确；

D、由于隔膜的作用，Li'通过隔膜形成闭合回路，完成电池的充放电，电池总反应为

xFeP0，+Li£6目麟物xLiFeP0,+6C,其中Fe的化合价发生变化，C、P元素化合价均不变，D

错误；

故答案为：Do

二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题目要求

11.下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是

选

实验操作实验现象结论

项

向盛有2mL0.1mol/L的AgNO?溶液中加入10滴先生成白色

A0.Imol/L的NaCl溶液，振荡，再加入10滴0.1沉淀，后产^(AglXAL.XAgCl)

mol/L的Nai溶液，再振荡生黄色沉淀

向淀粉溶液中加入适量的20附IzSO,溶液，加热，

B溶液未变蓝淀粉已完全水解

冷却后加入NaOH溶液至碱性，加入少量碘水

证明正反应是放热

C加热2N0?(g)□N20)(g)平衡体系颜色加深

反应

分别测定室温下等物质的量浓度的Na2s与证明非金属性

D后者较大

NazCOs溶液的pHs>c

A.AB.BC.CD.D

【答案】C

【解析】

【详解】A.硝酸银过量，与Nai生成黄色Agl沉淀，不存在沉淀的转化，不能说明/(Agl)

〈兄(AgCD,A错误；

B.加碘水可与NaOH反应，不能检验淀粉是否剩余，B错误；

C.加热颜色加深，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，C正确；

D.由等物质的量浓度的Na2sOs与NazCQ,溶液的pH,可知对应酸的酸性强弱，但亚硫酸不是

S的最高价含氧酸，不能比较非金属性，D错误；

故答案为：Co

12.奥司他韦是一种抗病毒药物，常用于治流感，结构如图所示。根据该化合物的结构推测

不可能有的性质是

oHX

A.能够使酸性高镒酸钾溶液褪色

B.Imol该物质只能与1molNaOH发生反应

C.一个分子中存在有3个手性碳

D.碳原子共有两种杂化方式，其中sd杂化的碳原子有三个

【答案】BD

【解析】

【详解】A.由于分子中含有碳碳双键和氨基，故能够使酸性高锌酸钾溶液褪色，A不合题

意；

B.分子中含有Imol酰胺键和Imol酯基，故Imol该物质能与2moiNaOH发生反应，B符合

题意；

C.同时与四个互不相同的原子或原子团相连的碳原子为手性碳原子，故一个分子中存在有

3个手性碳如图所示：心100cM，C不合题意；

OH/j

D.碳原子共有sp2、sp3两种杂化方式，其中sp2杂化的碳原子有4个，分别是碳碳双键上两

个和碳氧双键上两个，D符合题意；

故答案为：BDo

13.对氨基苯甲酸(HZI^Y^^COOH)是一种用途广泛的化工产品和医药中间体，以

对硝基苯甲酸(OZNY^^COOH)为原料，采用电解法合成对氨基苯甲酸的装置如图。

下列说法正确的是

A.电子由金属阳极DSA经导线流入直流电源

B.阴极的主要电极反应式为+6H-HOOcY2^-NHz+2H

C.每转移Imole一时，阳极电解质溶液的质量减少8g

D.反应结束后阳极区pll增大

【答案】AB

【解析】

【分析】

该装置为电解池，右侧生成氧气，则右侧为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=C)2T+4H*,

左侧为阴极，据此分析解答。

【详解】A.该电解池右侧为阳极，失电子发生氧化反应，则电子由金属阳极DSA经导线流

入直流电源，故A正确：

B.阴极得电子发生还原反应生成氨基苯甲酸，则阴极的主要电极反应式为

HOOC-^^^^NOz+6e+6FTfHOOC-^2^NHz+2H。故B正确;

C.阳极发生反应2H2。-4日=。2个+411+,氢离子移动向阴极，当转移4moie-时，阳极电

解质溶液减少2moi水，则每转移Imole-时，阳极电解质溶液减少0.5mol水，质量为9g,

故C错误；

I).阳极发生反应2H2。-4曰=。2T+4H+,氢离子移动向阴极，则反应结束后阳极区硫酸浓

度会增大，pH减小，故D错误；

故选AB。

14.近日，北京航空航天大学教授团队与中科院高能物理研究所合作，合成了Y、Sc(Yl/NC,

Sc"NC)单原子催化剂，用于常温常压下的电化学催化氢气还原氮气的反应。反应历程与相

对能量模拟计算结果如图所示(*表示稀土单原子催化剂)。下列说法错误的是

-0-YI/NCSj/NC

-1

♦N2*NNH*NNHH*N*NH*NHH*NHHH

反应历程

A.Sc,/NC比h/NC更有利于吸附氮气

B.实际生产中将催化剂的尺寸处理成纳米级颗粒可提高氨气的平衡转化率

C.使用$5/NC单原子催化剂的反应历程中，最大能垒的反应过程可表示为*Nz+H-*NNH

D.升高温度一定可以提高氨气单位时间内的产率

【答案】BD

【解析】

【详解】A.从图中可以看出，使用Sc"NC吸附氮气的活化能更低，更有利于吸附氮气，A

正确；

B.催化剂只能改变反应速率，不能影响化学平衡移动，故实际生产中将催化剂的尺寸处理

成纳米级颗粒不能提高氨气的平衡转化率，B错误；

C.从图中可以看出，使用Sc“NC单原子催化剂的反应历程中，最大能垒的反应过程可表

示为*Nz+H—*NNH,C正确；

D.从图中可知，合成氨的反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，且温度越高，催化剂

吸附Nz更困难，故升高温度虽然可以加快反应速率，但不一定可以提高氨气单位时间内的

产率，D错误；

故答案为：BDo

15.常温下，向某浓度的二元弱酸H2czO,溶液中逐滴加入NaOH溶液，pC与溶液pH的变化关

系如图所示(pC=-lgx,x表示溶液中溶质微粒的物质的量浓度)。下列说法正确的是

B.pH=3时，溶液中C(HC2O4)VC(C2O：)=C(H2C2O4)

C.pH由0.8增大到5.3的过程中，水的电离程度逐渐增大

D.常温下，随着pH的增大,的值先增大后减小

C(H2C2O4)-C(C2O；)

【答案】c

【解析】

【详解】A.曲线II为PCQICOJ,曲线I为PCXHCzOJ)、III为PCC0/)，当pH=0.8时,

c(H+)xc(HC。)

PC(H2C2OJ=PC(HC2O,),即C(H2C20.,)=C(HC2O4),贝|JKal=-i~；~~^=c(If)=10°',

C(H2ca)

故A错误；

2-

B.曲线II为PC(H2C2O4)，曲线I为PC(HCzOJ)、IH为PC(C204),pH=3时,PC(H2C2OJ=PCC0『)

>PC(HC2O,),pC越小则该微粒浓度越大,所以C(HC2()3)>C(C2("-)=C(H2C20。，故B错误;

C.酸抑制水电离，酸中c(H")越大其抑制水电离程度越大，所以pH从0.8上升到5.3的过

程中c(II)减小，则水的电离程度增大，故C正确：

,2(HC&)C(HC0).C(H+”(HC&)_L市四平衡常数口与

+

c(H2C2O4)-c(C2Ot)c(H2C2O4)c(C2Or)c(H)kJ向八

温度有关,温度不变则1(吟。4)不变,故D错误;

C(H2C2O4)-C(C2O；)

故答案为C。

【点睛】考查弱电解质的电离，侧重考查学生图象分析判断能力，正确判断曲线与微粒的一

一对应关系是解本题关键，注意纵坐标大小与微粒浓度关系，为易错点，pC越小则该微粒

浓度越大,c(H2c2。4)越大,pC越小。

三、非选择题

16.我国是世界上较早冶炼锌的国家。在现代工业中，锌更是在电池制造、合金生产等领域

有着广泛的用途。

已知:锌的熔点为419.6℃,沸点907℃。

I.图是古代以炉甘石(ZnCOj为原料炼锌的示意图。

(1)泥罐内的主要反应为：

i.ZnC03(s)=ZnO(s)+C02(g)AH,

ii.CO2(g)+C(s)=2CO(g)AH2

总反应：ZnCOs(s)+2C(s)=Zn(g)+3CO(g)

利用△Hi和AH2计算时AHs,还需要利用反应的AH。

II.现代冶炼锌主要采取湿法工艺。以闪锌矿(主要成分为ZnS,还含铁等元素)、软铸矿(主

要成分为MnO2,还含铁等元素)为原料联合生产锌和高纯度二氧化铺的一种工艺的主要流程

如下：

软镒矿稀硫酸空气氧化锌

(____I1ij,金属Zn

闪锌矿——>浸出一>除铁一►电解

~J~~-----------MnO2

滤渣1滤渣2

(2)浸出：加入FeSO,能促进ZnS的溶解，提高锌的浸出率，同时生成硫单质。的作用类

似催化剂，“催化”过程可表示为：

i：MnO2+2F『+4H*=Mn"+2Fe"+2HzO

①写出ii的离子方程式：—

②下列实验方案可证实上述“催化”过程将实验方案补充完整。

a.向酸化的FeSO」溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量MnO”溶液变红。

b・_____o

(3)除铁：已知①进入除铁工艺的溶液的pH约为3；②控制溶液pH为2.5〜3.5,使铁主要

以FeOOH沉淀的形式除去。通入空气需同时补充适量ZnO的理由分别是是。

(4)电解：用惰性电极电解时，阳极的电极反应是。

(5)电解后的溶液中可循环利用的物质是。

【答案】(1).ZnO(s)+C(s)=Zn(g)+CO(g)(2).ZnS+2Fe"=Zn"+2Fe"+S(3).

取a中红色溶液，向其中加入ZnS,振荡，红色褪去(4).通入空气将二价铁氧化，加

2

入的ZnO可控制溶液pH(5).Mn"-2e+2H20=MnO2+4H'(6).硫酸

【解析】

【分析】

I.古代以炉甘石(ZnCOj为原料炼锌的各步反应：i.ZnCO3(s)=ZnO(s)+C02(g),C02(g)+

C(s)=2CO(g)、ZnO(s)+C(s)=Zn(g)+CO(g),总反应：ZnCO3(s)+2C(s)=Zn(g)+

3CO(g)；

II.现代冶炼锌流程图中的各步反应：

2，2+3t322

浸出：i：MnO2+2Fe+4H*=Mn+2Fe+2H2O,ii.ZnS+2Fe+=Zn*+2Fe*+S,总把反应:

Fe2>22，

MnO2+ZnS+4H'Mn+S+Zn+2HzO；

除铁:4Fe2*+0z+8H2()=4Fe00H+8H+使溶液的pH下降,加入的ZnO与H发生反应ZnO+2H'

2

=H20+Zn\可控制溶液pH；

电解：用惰性电极电解时，阳极电极反应是Mn、2e+2H20=Mn0z+4H,，生成的硫酸和MnO?

循环使用。阴极：Zn"+2e-=Zn。

【详解】I.泥罐内的主要反应为：

i.ZnCOs(s)=ZnO(s)+C02(g)A/Z

ii.CO2(g)+C(s)=2C0(g)A//2

总反应：ZnCO3(s)+2C(s)=Zn(g)+3CO(g)Mi

根据盖斯定律：总反应-i-ii得ZnO(s)+C(s)=Zn(g)+CO(g),利用

△〃和计算时AA,还需要利用ZnO(s)+C(s)=Zn(g)+CO(g)反应的A从故答案为：

ZnO(s)+C(s)=Zn(g)+CO(g)；

][.(2)①Fe"的作用类似催化剂，ii中应将Fe*还原成F『，ZnS的溶解的离子方程式：

ZnS+2Fe"=Zn2t+2Fe2++S»故答案为:ZnS+2Fe3t=Zn"+2Fe"+S；

②证实上述“催化”过程的实验方案：

a.检验Fe以被氧化成Fe"：向酸化的FeSO,溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入

少量MnOz,溶液变红。

b.检验Fe”被还原成Fe二取a中红色溶液，向其中加入ZnS,振荡，红色褪去。故答案为：

取a中红色溶液，向其中加入ZnS,振荡，红色褪去；

(3)除铁：通入空气需同时补充适量ZnO的理由是：通入空气时，发生反应4Fe2'+02+8H20

2

=4Fe00H+8H*使溶液的pH下降,加入的ZnO与H,发生反应ZnO+2H=H2O+Zn1,可控制溶

液pH。故答案为：通入空气时，发生反应4尸/+。2+8%0=4FeOOH+8H"使溶液的pH下降，

2

加入的ZnO与H*发生反应ZnO+2H*=H20+Zn\可控制溶液pH；

(4)电解：用惰性电极电解时，阳极发生氧化反应，将Mn"氧化成MnO?,阳极的电极反应

2

是Mn"_2e+2H2O=MnOz+4H'。故答案为：Mn*-2e+2H20=MnO2+4H*；

(5)电解后的溶液中生成硫酸，可循环利用。故答案为：硫酸。

【点睛】本题考查了物质制备方案的设计、物质分离与提纯方法的综合应用，明确制备流程

为解答关键，注意掌握常见物质性质与分离、提纯方法的关系，试题涉及的化学反应较多，

分析发生的反应是解题的难点：古代以炉甘石(ZnCOs)为原料炼锌、现代冶炼锌流程图中的

各步反应(详见分析)，对学生的分析、理解能力及化学实验能力要求较高。

17.大连理工大学彭孝军院士课题组报道了基于硼氟荧类荧光染料(BOD1PY)的铜荧光探针

的设计与应用，利用Cu"诱导胺的氧化脱氢反应形成的Cu配合物，进行Hela细胞中的Cu”

回答下列问题：

⑴在水溶液里，Cu"比Cu*稳定，是由于水分子配体的作用。在气态时，Cu/比Cu*(填

“稳定”或“不稳定”)，原因是。

(2)B0DIPY荧光探针分子中，B原子的杂化方式为—,ImolBODIPY分子中含有____mol

配位键，其中第二周期元素原子的第一电离能由大到小的顺序为_____。

(3)荧光探针分子通常是具有共轨结构的刚性分子，即单双键交替的平面结构，分子的共辗

程度改变，会产生荧光信号的改变，请从结构的角度解释该荧光探针对Ct?一的检测原理。

(4)磷锡青铜是有名的弹性材料，广泛用于仪器仪表中的耐磨零件和抗磁元件等。磷锡青铜

晶胞结构如图所示。病代表阿伏加德罗常数的值，铜、磷原子最近距离为0.5apm。

①磷锡青铜的化学式为—，铜与铜原子最近距离为—pm。

②磷青铜晶体密度为一gem"用代数式表示)。

【答案】(1).不稳定(2).Cu,的价电子排布为3d吗全满，比O?的价电子排布为

3d°稳定(3).sp;,(4).1(5).F>N>O>C>B(6).Ci?.诱导胺的氧化脱氢反应

形成Cu'配合物后，体系的共辄程度增大，荧光信发生改变，从而对Cu‘进行检测(7).

564x3+31+119

SQF(8).*⑼.丁乂”10呼

【解析】

【详解】(1)铜元素的原子序数为29,价电子排布式为3dHi4s',气态时，失去1个价电子形

成3胪的全充满稳定结构，而失去2个价电子形成3d9的结构，31°的结构比3d-的结构稳定，

则在气态时，Cu"比Cu"不稳定，故答案为：不稳定；Cu的价电子排布为3dH全满，比Cu"

的价电子排布3d9稳定；

(2)由BODIPY荧光探针分子的结构可知，每个B原子周围连接了4个原子或原子团，则B

原子的杂化方式为s/杂化；每个B原子能形成3个共价键，具有空轨道，每个N原子能形

成3个共价键，具有孤对电子，则BODIPY荧光探针分子中B原子与形成双键的N原子形成

1个配位键；同周期元素，从左到右第一电离能呈增大的趋势，但N原子的2P轨道为半充

满的稳定结构，第一电离能大于相邻的元素，则第二周期的F、N、0、C、B的第一电离能由

大到小的顺序为F>N>O>C>B,故答案为：sp3；1；F>N>O>C>B；

(3)由Ci?诱导胺的氧化脱氢反应形成的Cu配合物的反应可知，反应中，BODIPY荧光探针分

子中与苯环连接的N原子脱氢后形成了双键，Cif配合物中形成了单双键交替的平面结构，

分子的共辗程度增大，荧光信发生改变，从而对C/一进行检测，故答案为：Cu叫秀导胺的氧

化脱氢反应形成的Cu，配合物后，体系的共轨程度增大，荧光信发生改变，从而对‘进行

检测；

(4)①由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的Sn原子的个数为8X：=1,位于面心的Cu原子

O

的个数为6X^=3,位于体心的P原子个数为1,Sn、Cu、P的原子个数比为1:3:1,则磷

2

锡青铜的化学式为SnCu-P；由晶胞的结构可知，P原子位于4个Cu原子形成的正方形的面

心上，设铜与铜原子最近距离为xpm,则2x：(2X0.5a)2,解得x=Xia，故答案为：SnCuR

2

6

----a;

2

②由晶胞的结构可知，晶胞的边长是铜、磷原子最近距离的2倍，为apm,由晶胞的质量公

64x3+31+11964x3+31+119

式可得(aXI0")%=-------------，解得密度d=7—；—gem：故答案为：

以^Ax(axlO)

64x3+31+119

103

^Ax(axlO-)0

【点睛】由晶胞的结构明确P原子位于4个Cu原子形成的正方形的面心上，晶胞的边长是

铜、磷原子最近距离的2倍是计算铜与铜原子最近距离和磷青铜晶体密度的解答关键，也是

难点。

18.2019年12月4日“全球碳计划”发布报告说,全球CO?排放量增速趋缓。人们还需要

更有力的政策来逐步淘汰化石燃料的使用。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。

(1)一种途径是用co?转化为成为有机物实现碳循环。如：

C2H4(g)+H20(l)^C2H50H(l)A〃=-44.2kJ•mol'；

2C02(g)+2H20(1)-CJl,(g)+302(g)A//=+1411.OkJ•mol'c

2C02(g)+3H20(1)-C2H50H(1)+302(g),其正反应的活化能为E,kJ•mol、则逆反应的活

化能为_kj•mol工乙烯与HC1加成生成的氯乙烷在碱性条件下水解也得到乙醇，其水解反

应的离子方程式为产keYCH3cH£l)c-(0H)为速率方程,研究表明，CH£H£1浓度减半，

反应速率减半，而3「浓度减半对反应速率没有影响，则反应速率方程式为―。

(2)利用工业废气中的CO?可以制取甲醇和水蒸气，一定条件下，往2L恒容密闭容器中充入

lmolCO2和3moiH”在三种不同催化剂作用下发生反应，相同时间内CO2的转化率随温度变

化曲线如图所示：

so.00

60.00

圉中c点的转化率为66.67%,即转化了2/3

①催化剂效果最佳的反应是—(填“曲线I"，“曲线II”，“曲线III”)。

②b点，v（正）_v（逆）（填“>”,“<”,"=”底

③若此反应在a点时已达平衡状态，a点的转化率比c点高的原因是一。

@c点时该反应的平衡常数K=_0

(3)中国科学家首次用C()2高效合成乙酸，其反应路径如图所示:

①根据图示，写出总反应的化学方程式：—。

②原料中的CHQH可通过电解法由CO?制取，用稀硫酸作电解质溶液，写出生成CH30H的电

极反应式—。

【答案】(1).£-1366.8(2).CH3cH2cl(aq)+OH(aq)-*CzH50H(aq)+Cl(aq)(3).

尸kc(CH3cH2CI)(4).曲线I(5).>(6).该反应为放热反应，温度升高，平衡

16Lil/Rh'

逆向移动⑺.一(8).CH0H+C0,+H..:==CHCOOH+HO(9).

3332

C02+6e+6H=CH：t0H+H20

【解析】

【分析】

(1)应用盖斯定律，计算出2C0Mg)+340(1)w(^50H(l)+302(g)的△〃，并按照A/UE反应

的活化能-逆反应的活化能，计算逆反应的活化能，氯乙烷在碱性条件下水解得到乙醇和氯

化钠，据此写反应的离子方程式，按反应物浓度对速率的影响数据，写反应速率方程式即可；

(2)一定条件下，往2L恒容密闭容器中充入ImolCO,和3moi%后反应得到甲醇和水蒸气，

反应方程式为C02(g)+3H2(g)^CHs0H(g)+H20(g).按照CO?的转化率随温度变化关系图分析、

计算回答即可；

(3)①根据图示，找出总的反应物、催化剂和产物，据此写总反应的化学方程式；

②原料中的CHQH可通过电解法由CO?制取，二氧化碳在阴极反应，故是二氧化碳得电子被

还原的反应，据此写生成CH30H的电极反应式。

1

【详解】(1)反应①CzH,(g)+13(1)0C2H50H(l)A/Z=-44.2kJ-mol

反应②2O)2(g)+2H20(DwC2Ht(g)+30z(g)A^+1411.OkJ-mol'

应用盖斯定律，反应①+反应②得到：2C02(g)+3H20(l)eC2H50H(l)+302(g),则该反应的RH=

△4+△豆，故=-44.2kJ•mor'+(+1411.OkJ•mor')=+1366.8kJ•mol1,因为△代正

反应的活化能-逆反应的活化能，正反应的活化能为以kJ-mol则逆反应的活化能为

(£-1366.8)kJ-mol1；

氯乙烷在碱性条件下水解得到乙醇和氯化钠，则反应的离子方程式为

m

CH3CH2Cl(aq)+0H(aq)T2H50H(叫)+Cl(aq)；该反应的速率方程为^c(CH3CH2Cl)C(0H9,

研究表明，ClhC&Cl浓度减半，反应速率减半，则可知m=l,而0H浓度减半对反应速率没有

影响，贝Un=O,故反应速率方程式为kh(ClhCH£l)；

(2)一定条件下，密闭容器中发生的反应为C02(g)+3H2(g"CH2H(g)+H20(g),

①相同温度下相同时间内CO2转化率最高的是曲线I,故最佳催化剂为曲线I；

②在同一温度下，曲线I的催化效率最好，则在b点的温度下，曲线I的速率也是最快的，

说明b点并未达到平衡，且C02的转化率将继续增大，即平衡仍将正向移动，则「(正)>

“逆)；

③若此反应在a点时已达平衡状态，则继续升温就会使平衡移动，故a点的转化率比c点

高的原因为该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动；

④该条件下，一开始往2L恒容密闭容器中充入ImolCO?和3mol4，由图知，c点时二氧化

2

碳转化了一，则列“三段式”：

3

82(g)+3H2(g)□CH30H(g)+H2O(g)

始(mol)1300

222

变(mol)2

333

£22

平(mol)1

333

平衡时2L容器内CO2(g)、比(g)、CH30H(g)、也0(g)的浓度依次为1mol/L,《mol/L^-mol/L、

623

11

1c[CH3OH(g)]-c[H2O(g)]_3^16

imol/L'则该反应的平衡常数副c[CO2(g)[c[H2(g)]一丁的7二丁;

(3)①通过电解法由C0?制取CILQ1I,碳元素化合价降低，故是二氧化碳得电子被还原的反应,

故二氧化碳在阴极反应，则生成CHQH的电极反应式为C02+6e+6H，=CH30H+HQ；

②根据图示，CHQH、CO?和H?在Lil、RK催化作用下生产C^COOH和也0,总反应的化学方

Lil/Rh+

;

程式为CH30H+C02+H2-------=CH3C00H+H20«

【点睛】平衡常数芯的计算是易错题，列式计算式注意不要忽视容器的体积。

19.丁苯酸(J)是治疗轻、中度急性脑缺血的药物，合成J的一种路线如下：

^*RCOOH

R一BrMg'乙醛》RMgBr一

OOH

已知:_iiI

①R]—C—R2-C-

R1IR2

②H2OR

(DG中官能团的名称为—

(2)D的系统命名是，化合物J的结构简式为

(3)C与银氨溶液反应的化学方程式为—。

(4)根据《Mg,乙酸JO.,x的分子式为。X有多种同分异构体，其中满足下列条件的

同分异构体共有一种(已知：碳碳三键或碳碳双键不能与羟基直接相连)。

①除苯环外无其他环，且无一0一0一键

②能与FeCL,溶液发生显色反应

③苯环上的一氯代物只有两种

HO

(5)参照题中信息写出以甲烷和甲苯为原料，合成的路线流程图(其他试剂自

选).

【答案】(1).羟基(2).滨原子或碳浪键(3).2-甲基T-丙烯(或2-甲基丙烯)

【解析】

【分析】

由A、B的分子式及AfB的条件可知A为

结合G的结构简式可知B为dr,;

CIK)

比较B、C的分子式及B-C的条件可知C为

结合G的结构简式及“已知”可知F为(CH3)3CMgBr,则E为(CH3)3CBr,D为CH2=C(CH3)2；

CO,),中

结合G的结构简式及“已知”可知H为&黑q］则」为。^，据此解答。

【详解】(DG为g丫1OH，含有羟基、澳原子(或碳浪键)，故答案为：羟基；澳原子(或

碳漠键)；

(2)D的结构简式为CH2=C(CH:t)2,系统命名法命名为2-甲基-1-丙烯(或2-甲基丙烯)，J的结

构简式为Qg,故答案为：2-甲基T-丙烯(或2-甲基丙烯)；

CHO

(3)C含醛基，其与银氨溶液反应的化学方程式为人一B『+2Ag(NH3OH-

COONH4

Br

+2AgI+3NH3+H20,故答案为:+2Ag(NH3)20H^-^

COONH4

Br+2AgI+3NH3+H2O；

CHOCHO

Br,结合“已知”可得X的结构简式为C18OH,其分子式为GHQ3,X的

⑷c为j

同分异构体中，同时满足①除苯环外无其他环，且无一0一0一键，②能与FeCL溶液发生显

色反应,③苯环上的一氯代物只有两种，有三种情况，第一种情况：一个酚-0H和一个-COCHO,

且二者处于对位有1种，第二种情况：2个-CHO,1个酚-0H,且2个-CHO处于间位有2种,

第三