2024年高考化学时事热点：重要成就主题(附答案解析)

2024年高考化学时事热点：重要成就主题

一.选择题（共7小题）

1.非物质文化遗产是一个国家和民族历史文化成就的重要标志，是优秀传统文化的重要组成部分。下列

有关说法错误的是（）

A.陶瓷是以黏土为主要原料经高温烧结而成，属于传统无机非金属材料

B.北遗文化“北京绢人”由丝绢制成，不能用加的洗涤剂清洗

C.安化黑茶制作工艺中包含杀青、揉捻、渥堆等，其中渥堆是发酵工序，该工序中发生了氧化还原反

应

D.非遗油纸伞能防水是因为伞面涂了由桐树籽压榨的桐油，桐油的化学成分是煌类化合物

2.科教兴国，”可上九天揽月，可下五洋捉鳖”。下列说法正确的是（）

A.海水蒸发制海盐的过程中主要发生了化学变化

B.中国空间站使用的碳纤维材料属于有机材料

C.“嫦娥五号”配置的半导体材料神化钱GaAs可用SiO2代替

D.“鲤龙”水陆两栖飞机实现海上首飞，其所用燃料航空煤油属于混合物

3.“天舟六号”为中国空间站送去推进剂Xe气，下列有关说法正确的是（）

A.Xe气属于电解质

B.Xe是IA族元素

C贤Xe和”Xe互为同位素

D.Xe气的化学性质很活泼

4.2021年，中国航天不断创造奇迹，“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤，腾飞的中国离不开

化学，化学与环境、材料、信息、能源关系密切，推动着人类社会的进步和发展。下列说法中不正确的

是（）

A.“天问一号”所用的太阳能电池帆板，其主要材料是硅

B.中国空间站使用石墨烯存储器，所用材料石墨烯属于无机非金属材料

C.SO2可用来漂白纸浆，也能作食品添加剂

D.5G技术中使用的通信光缆不与任何酸碱反应

5.非物质文化遗产是一个国家和民族历史文化成就的重要标志，是优秀传统文化的重要组成部分。下列

有关说法错误的是（）

A.利用景德镇手工制瓷技艺制作的青花瓷器是硅酸盐产品

B.辽宁复州皮影戏中的皮影人是用兽皮剪制的，兽皮的主要成分属于蛋白质

C.珠海三灶编织产品美观实用，其原料竹草的主要成分是纤维素，与淀粉互为同分异构体

D.湖南安化黑茶制作工艺中包含杀青、揉捻、渥堆等，其中渥堆是发酵工序，该工序中发生了氧化还

原反应

6.二羟基甲戊酸是合成青蒿素的原料之一，其结构如图a所示，下列有关二羟基甲戊酸的说法不正确的

是（）

0HOH

OH

0

图a图b

A.其分了•式为C6Hl2O4

B.能发生消去反应和酯化反应

C.与乳酸（结构如图b）互为同系物

D.等量的二羟基甲戊酸消耗Na和NaHCO3的物质的量之比为3：1

7.2024年1月4日，比亚迪公司斥资100亿启动钠离子电池项目，钠离子电池相对于锂电池具有更好的

安全性能。如图是一种可充电钠离子电池工作示意图（已知电解质溶液是Na2s03溶液，化合物中Ni

均为+2价）。下列说法错误的是（）

I------------1

lNaTi2（PO4）3网NiFe（Cq]

■Na2Ti2（PO4）3NaNiFe（CN）6l

阳离子交换膜

A.电池工作时Na+从N极区移动到M极区

B.电池工作时，M极的电极反应为:NaTi2（PO4）3+e+Na*=Na2Ti2（PO4）3

C.充电时M极接电源正极

D.该电池负极可用钠单质作电极材料

二,填空题（共2小题）

8.回答下列问题：

（I）麻醉剂的发现和使用是人类医学史上一项了不起的成就。一种常用麻醉剂氯仿常因保存不慎而被

氧化，产生剧毒光气（COCh）：2cHe13+02-2HC1+2coe12,光气（COC12）分子的立体构型是

形。

^-CH2fHeH20H

（2）某有机物的结构简式为NH20该有机物分子是（填“极也”或“非极

性”）分子，该有机物分子中采取sp3杂化的原子对应元素的电负性由大到小的顺序为o

（3）乙二胺（H2NCH2cH2NH2）分子中氮原子杂化类型为。

（4）叠氮化合物是一类重要的化合物，其中氢叠氮酸（HN3）是一种弱酸，其分子结构可表示为H—N

=N^N,肮（N2H4）被亚硝酸氧化时便可得到氢叠氮酸（HN3）,发生的反应为N2H4+HNO2=2H2O+HN3O

HN3的酸性和醋酸相近，可微弱电离出H+和N孑

①叠氮酸根能与许多金属离子等形成配合物，如[C。（N3）（NH3）5]SO4,根据价层电子史互斥理论判

断NH3的空间构型为。

②下列有关说法正确的是（填序号）。

A.HN3中含自5个。键

B.HN3中的三个氮原子均采用sp2杂化

C.HN3、HNCh、H2。、N2H4都是极性分子

D.朋（N2H4）的沸点高达113.5C,说明朋分子间可形成氢键

9.合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥

饿问题，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。

（1）自然界中的氮元素主要以分子的形式存在于空气中，是人工固氮的主要来源。

①基态氮原子的轨道表示式为，占据最高能级电子的电子云轮廓图为

形。

②分子中，与N原子相连的H显正电性。N、H电负性大小顺序为。

（2）铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有AI2O3、K2O、CaO.MgO、Cr2O3

等氧化物中的几种。

①上述氧化物所涉及的元素中，处于元素周期表中d区的元素是。

②比较Mg、Ca第一电离能的大小：°O的第一电离能小于N,原因

是，

（3）我国科研人员研制出了“Fe-LiH”催化剂，温度、压强分别降到了350℃、IMPa,这是近年来

合成氨反应研究中的重要突破。

①基态Fe原子的核外电子排布式为,铁在元素周期表中的位

置O

②比较Li+与H-的半径大小关系：r（Li+）r（H-）（填或"V”）。

三.实验题（共1小题）

10.磷酸亚铁锂（LiFePCU）是比亚迪“刀片电池”的电极材料。实验室制备磷酸亚铁锂的一种方法如下

（装置如图所示，夹持及加热装置略去）：

I.在A中依次加入0.01molH3Po4、0.01molFeS04・7H20、0.03molLiOH・H2。和40mL蒸储水，搅拌

溶解后加入少量抗坏血酸（即维生素C）；

H.快速将反应液装入反应釜中，保持170℃恒温5h：

III.冷却至室温后经过滤、洗涤、干燥，得到磷酸亚铁锂产品。

（1）步骤I中维生素C的作用是：步骤HI过滤无需使用的仪器有

（填名称）。

^

1f

0D

②③□T

④⑤

（2）写出制备LiFcPCh的化学方程式：

（3）干燥后称量，产品的质量是1.2g,本实验的产率为%（保留小数点后一位；产率=

实际产量

X100%)o

理论产量

（4）回收废旧电池有利于资源循环，将LiFePCU以稀硫酸/H2O2混合液溶解后过滤，可回收FePCU,写

出该反应的离子方程式_______________________

（5）FeSO4・7H2O可用工业废渣（主要含有Fe2O3、FeO、AI2O3）制备,流程如图:

过状NaOH洛液稀硫酸试剂X

工业

还原卜>——>FeSO4-7H2O

废渣

①“浸泡”加入过量NaOH溶液的目的是

②“还原”工序中试剂X选用Cu粉是否可行（填“是”或“否”），解释原因

四.推断题（共1小题）

11.青蒿素（G5H2205）是治疗疟疾的有效药物，白色针状晶体，其晶胞（长方体，含4个青蒿素分子）

及分子结构如图所示，可以用有机溶剂N从中药中提取。

（2）青蒿素的分子中含有官能团的名称为过氧键、和

（3）使用现代分析仪器对有机化合物N的分子结构进行测定相关结果如图:

I00%0

829、

晰

659刃

科

474黑

文

年2

102030405060704000300020001000

质荷比波数/cm-

图1杨谱图2红外光谱

根据上面三个图推测N的结构简式

①Imol香茅醛与2mol氢气完全加成的产物的系统命名为，F-G的反应类

型。

②欲检验香茅醛中的官能团，试剂加入的正确顺序为

A.滨水

B.稀盐酸

C.新制氢氧化铜悬浊液

五.解答题（共5小题）

12.青蒿素是我国科学家从传统中药中发现的能治疗疟疾的有机化合物，可从黄花蒿茎叶中提取，它是无

色针状晶体，其分子结构如图所示。

（1）青蒿素可溶于有机溶剂A,难溶于水，提取方法如下:

有机物A

黄花蒿干燥、破露

操作I

①操作I中A的作用是。

②操作n、in的分离提纯方法名称分别是、。

（2）某同学发现青蒿素可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，依据此现象在其键线式上圈出对应的基团。

（3）科学家在青蒿素的研究中发现，一定条件下可把青蒿素转化为双氢青蒿素。

NaBK

----

①下列说法正确的是（填字母）。

a.青蒿素分子式为Ci4H20O5

b.青蒿素含有酯基和酸键

c.青蒿素分子不存在手性异构体

d.育蒿素转化为双氢育蒿素时断裂IT键

②因为双氢青蒿素的水溶性更好，所与青蒿素相比，双氢青蒿素•具有更好的疗效，请从结构的角度推测

主要原因

（4）已知有机溶剂A只含C、H、O三种元素，使用现代分析仪器对A的分子结构进行测定，相关结

1

—00

%

、00

笆80

卅60

矣40

箕20

%2030405060700

40003000200010001086420

质荷比波数/cm16

果如下：图1图2图3

①如图1所示，通过仪器可测得A的相对分子质量，其数值为74。

②如图2所示，通过红外光谱法可推测A可能所属的有机化合物类别为o

③如图3所示，通过核磁共振氢谱法测得两个峰的面积比为2：3,推测A的结构简式

为O

13.I.（1）对以下有机物进行系统命名：

①键线式____________________

CH、

CHLC—CH=C—CH；

II

②CH,CH.:

（2）将有机物（CH3）3CCH2CH（C2H5）CH3的结构简式改写为键线式：。

（3）上述（1）中分子②最多有个碳原子共平面。

（4）分了式为C、H“CI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

II.青蒿素是我国科学家从传统中药中发现的能治疗疟疾的有机化合物，其分子结构如图所示，它可以

用有机溶剂A从中药中提取。

（5）下列关于青蒿素的说法不正确的是（填字母），

b.分子中含有酯基和醛键

c.易溶于有机溶剂A,不易溶于水

d.分子的空间结构不是平面形

10()%0

%8、

宏

、

笆

6刃

衿

4黑

女

要2

01…融―LU---------------1

1020304050607040003000200010001086420

质荷比波数/cmT8

图1质谱图2红外光谱图3核磁共振氧谱

（6）使用现代分析仪器对有机化合物A的分子结构进行测定,相关结果如下：

①根据图1,A的相对分子质量为。

②根据图2,推测A可能所属的有机化合物类别：,A的分子式：。

③根据以上结果和图3(两个峰的面积比为2：3),推测A的结构简式。

14.到2024年，我国空间站天和号核心舱已在轨1000多天。空间站必须给航天员提供基本的生存条件，

涉及氧气供给、一氧化碳清除、水处理等。电解水技术除用于供氧外，生成的氧气通过萨巴蒂尔反应,

实现了二氧化碳的清除，同时将氢气转化为更安全的甲烷，原理：CO2(g)+4H2(g)些鳖H2O(g)

+CH4(g)AHI=-168.5kJ/inolo

回答下列问题：

(1)已知同条件下甲烷摩尔燃烧焰约是氢气的3.1倍，H2O(g)—H2O(1)AH=-44kJ/mol,CH4

的摩尔燃烧焙约为kJ/molo

(2)在恒容密闭容器中加入等量CO2和H2,分压均为20kPa,一定条件下发生萨巴蒂尔反应，随着反

应的进行，CO2的体积分数会(填“变大”变小”或“不变”)。某时刻测得H2O(g)的分

压5kPa,若CH4的反应速率v(CHj)=1.2X1()6*p(CO2)*p4(H2)kPa・s1计算该时期v(H2)

=kPa-s-1；当测得CH4(g)的分压为4kPa时，求得浓度商Qp=。

(3)某条件下，萨巴蒂尔反应发生的同时也会发生副反应：

反应I：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)

反应n：CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H20(g)

将CO2和H2按体积比1：4混合(n总=5moD,匀速通入装有催化剂的反应容器中发生以上反应相同

时间，CO2转化率，CH4选择性(选择性；转化的CO2中生成CH4的百分比)随温度变化曲线分别如

图所示。

0o1oO

8o8oC

H

」

6o6o雷

森

4o4o苓

.

、

2O2O％

00

200240280320360

温度/C

已知反应I为吸热反应，能较快建立平衡。图中A、B、C三点，能表示萨巴蒂尔反应达到平衡的点

是。由图分析320c时反应II是否已经平衡：(填“是”“否”或“不能确定”)，原

因是。

5“刀片电池”具有续航里程高，安全性好等优点，其正极材料使用了磷酸铁锂(LiFePCM),磷酸铁锂

可由Li2c03、C6H12O6和FePO4在高温条件下制备。方程式为

12FePO4+6Li2CO3+C6Hi2O6-r5112LiFePO4+6COt+6CO2t+6H2Oo回答下列问题：

（1）Fe是第周期第族元素，LiFePO4中基态亚铁离子价电子排布式为。

（2）C6Hl206在反应中表现H（填“氧化性”或“还原性”），30gC6Hl206参与反应，转

移电子的数目为（C6Hl206的相对分子质量为180）。

（3）Li2cos中阴离了的空间结构为o

（4）LiFePCU的晶胞结构示意图如（a）所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它

们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFcPCM的单元数有个。电池充电时，

LiFePCM脱出部分Li+,形成Lii-xFePO*结构示意图如（b）所示，贝ijx=。

(a)LiFeP04(b)Li,_xFeP04(c)FeP04

16.（1）为保障我们的人民了•弟兵吃上热气腾腾的饭菜“即热饭盒”给边防官兵带来方便，它可利用下列

反应释放的热量加热食物。

A.生石灰和水

B.浓硫酸和水

C.钠和水

D.氢氧化钢和氯化铉

（2）如图是一个简易测量物质反应是吸热还是放热的实验装置，利用此装置可以很方便地测得某反应

反应试剂

是放热反应还是吸热反应。

①将金属钠块至加入小试管内，然后注入适量滴有无色酚肽的蒸储水，有关反应的化学反应方程式

是。

②该反应是（填“放热”或“吸热”）反应，结合实验现象写出判断依据。

（3）某反应的微观历程及反应过程中的能量变化如图一、图二所示。

不正确的是（不定项）

A.该反应为：N2+3H2=2NH3

B.①一②过程中催化剂与气体之间形成离子键

C.②一③过程中，需要吸收能量

D.图一说明该反应中，断裂反应物化学键所吸收的能量大于形成生成物化学键所放出的能量变化

cu£lZn

（4）化学能还能转化为电能。某原电池装置如图所示。稀H2sO,

①装置中发生的离子方程式为.

②该装置中的Cu是极，氧化反应在极附近发生（均填“正”或"负”）。请在图中画

出电子的移动路径。

（5）2020年比亚迪推出新能源车“汉”，配置了由多个扁平状的“刀月，”电芯捆扎成的模组电池（如

图所示）。电池放电时，总反应为：Lii-xFePO4+LixC6-LiFePCM+C6,已知Lii-FePOa中的Fe为+3价。

聚合物隔膜

该电池放电时，说法正确的是（不定项）

A.Lii.xFePO4在负极发生还原反应

B.LixCs在负极发生氧化反应

C.Li+会向着铝箔附近移动

D.电子从负极经聚合物隔膜流向正极

2024年高考化学时事热点：重要成就主题

参考答案与试题解析

一.选择题（共7小题）

I.非物质文化遗产是一个国家和民族历史文化成就的重要标志，是优秀传统文化的重要组成部分。卜.列

有关说法错误的是（）

A.陶瓷是以黏土为主要原料经高温烧结而成，属于传统无机非金属材料

B.非遗文化“北京绢人”由丝绢制成，不能用加酶洗涤剂清洗

C.安化黑茶制作工艺中包含杀青、揉捻、渥堆等，其中渥堆是发酵工序，该工序中发生了氧化还原反

应

D.非遗油纸伞能防水是因为伞面涂了由桐树籽压榨的桐油，桐油的化学成分是炫类化合物

【考点】无机北金属材料.

【专题】物质的分类专题.

【答案】D

【分析】A.陶瓷是以黏土为主要原料经高温烧结而成；

B.“北京绢人”主要成分为蛋白质，蛋白质在酶的作用下易发生水解；

C.红茶发酵过程，有元素化合价的变化；

D.桐油属于油脂。

【解答】解：A.陶瓷是以黏土为主要原料经高温烧结而成，属于具有耐高温、耐腐蚀特性的传统无机

非金属材料，故A正确；

B.“北京绢人”主要成分为蛋白质，蛋白质在酶的作用下易发生水解，所以非遗文化“北京绢人”不

能用加酶洗涤剂清洗，故B正确；

C.红茶发酵过程，有元素化合价的变化，发生了氧化还原反应，故C正确：

D.桐油由桐树种子压榨而得，化学成分属于油脂，故D错-吴；

故选：D。

【点评】本题考查了物质组成、元素化合物知识，侧重考查材料的性质和用途，熟悉相关物质的性质是

解题关键，题目难度不大。

2.科教兴国，“可上九天揽月，可下五洋捉鳖下列说法正确的是（）

A.海水蒸发制海盐的过程中上要发生了化学变化

B.中国空间站使用的碳纤维材料属于有机材料

C.“嫦娥五号”配置的半导体材料神化线GaAs可用SiO2代替

D.“鲸龙”水陆两栖飞机实现海上首飞，其所用燃料航空煤油属于混合物

【考点】物理变化与化学变化的区别与联系；有机高分子化合物的结构和性质.

【专题】物质的性质和变化专题.

【答案】D

【分析】A.无新物质生成的反应式物理变化；

B.碳纤维材料属于无机非金属材料；

C.SiO2不是半导体材料；

D.由不同种物质组成的为混合物。

【解答】解：A.海水蒸发制海盐的过程中主要发生了物理变化，故A错误；

B.碳纤维材料属于无机非金属材料，故B错误；

C.“嫦娥五号”配置的半导体材料神化像GaAs可用Si代替，SiO2不是半导体材料，故C错误；

D.航空煤油由不同储分的烷烧、芳香烧和烯烽类的碳氢化合物组成，属于混合物，故D正确；

故选：Do

【点评】本题考查物质的性质与应用等知识点，为高频考点，侧重于化学与生活的考查，有利于培养学

生的良好的科学素养，提高学习的积极性，难度不大，注意相关基础知识的积累。

3.“天舟六号”为中国空间站送去推进剂Xe气，下列有关说法正确的是()

A.Xe气属于电解质

B.Xe是IA族元素

C贤Xe和端Xe互为同位素

D.Xe气的化学性质很活泼

【考点】电解质与非电解质；同位素及其应用.

【专题】物质的分类专题；元素周期律与元素周期表专题.

【答案】C

【分析】A.水溶液中或熔融状态下导电的化合物为电解质；

B.Xe是。族元素；

C.质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子互为同位素；

D.稀有气体性质稳定。

【解答】解：A.Xe气是单质，既不是电解质，也不属于非电解质，故A错误；

B.Xe原子最外层电子数8,为。族元素，故B错误；

C.1gxe和”xe是同种元素的不同原子,互为同位素,故C正确；

D.Xe是稀有气体，原子最外层电子数为8,是稳定结构，它的化学性质很稳定，故D错误；

故选：Co

【点评】本题考查了原了结构、周期表结构、电解质和同位素概念等知识点，注意知识的熟练掌握，题

目难度不大。

4.2021年，中国航天不断创造奇迹，“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤，腾飞的中国离不开

化学，化学与环境、材料、信息、能源关系密切，推动着人类社会的进步和发展。下列说法中不正确的

是（）

A.“天间一号”所用的太阳能电池帆板，其主要材料是硅

B.中国空间站使用石墨烯存储器，所用材料石墨烯属于无机#金属材料

C.SO2可用来漂白纸浆，也能作食品添加剂

D.5G技术中使用的通信光缆不与任何酸碱反应

【考点】物质的组成、结构和性质的关系；无机非金属材料.

【专题】物质的性质和变化专题.

【答案】D

【分析】A.硅是良好的半导体材料，可用作芯片和太阳能硅板；

B.石墨烯具有特殊性能，属于新型无机非金属材料；

C.SO2具有漂白性和还原性；

D.光缆成分为SiO2,是酸性氧化物，能与氢氟酸反应。

【解答】解：A.太阳能电池板的主要材料是硅，因为硅是良好的半导体材料，故A正确；

B.石墨烯属于无机非金属材料，故B正确；

C.SO2具有漂白性，可用来漂白纸浆，且食品中添加适量的SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用，

故C正确；

D.光缆成分为SiO2,可与氢籁酸反应，且SiO2是酸性氧化物、能与NaOH等强碱反应，故D错误；

故选：Do

【点评】本题考查物质的性质及应用，把握物质的性质、发生的反应、性质与用途的对应关系等为解答

的关键，侧重分析与运用能力的考查，注意化学与环境、材料、信息、能源等领域的联系，题目难度不

大。

5.非物质文化遗产是一个国家和民族历史文化成就的重要标志，是优秀传统文化的重要组成部分。下列

有关说法错误的是（）

A.利用景德镇手工制瓷技艺制作的青花瓷器是硅酸盐产品

B.辽宁复州皮影戏中的皮影人是用兽皮剪制的，兽皮的主要成分属于蛋白质

C.珠海三灶编织产品美观实用，其原料竹草的主要成分是纤维素，与淀粉互为同分异构体

D.湖南安化黑茶制作工艺中包含杀青、揉捻、渥堆等，其中渥堆是发酵工序，该工序中发生.了氧化还

原反应

【考点】氧化还原反应与非氧化还原反应；同分异构体的概念；蛋白质的结构和性质.

【专题】物质的性质和变化专题；同系物和同分异构体.

【答案】C

【分析】A.陶瓷的主要成分为硅酸盐；

B.兽皮的主要成分是蛋白质；

C.分子式相同，结构不同的化合物为同分异构体：

D.发酵是氧化还原反应。

【解答】解：A.青花瓷器主要成分为硅酸盐，属于硅酸盐产品，故A正确；

B.兽皮的主要成分是蛋白质，是多种氨基酸的脱水缩合物，故B正确；

C.纤维素与淀粉均为高分子化合物，但n值不同，不互为同分异构体，故C错误：

D.茶叶的发酵是在隔绝氧气下发生的氧化还原反应，故D正确；

故选：Co

【点评】本题考查物质变化、物质组成等知识点，题目难度不大，明确同分异构体的概念是解题的关键。

6.二羟基甲戊酸是合成青蒿素的原料之一，其结构如图a所示，下列有关二羟基甲戊酸的说法不正确的

OH

H

V0

图b

A.其分子式为C6Hl

B.能发生消去反应和酯化反应

C.与乳酸（结构如图b）互为同系物

D.等量的二羟基甲戊酸消耗Na和NaHCO3的物质的量之比为3：1

【考点】有机物的结构和性质.

【专题】有机物的化学性质及推断.

【答案】C

【分析】A.由结构简式可知；

B.二羟基甲戊酸分子含有的浚基、羟基；

C.同系物必须是含有相同数目、相同官能团的同类物质；

D.1个二羟基甲戊酸分子含有的1个竣基、2个羟基能与金属钠反应。

【解答】解：A.二羟基甲戊酸的分子式为C6Hl204,故A正确；

B.二羟基甲戊酸分子含有的陵基一定条件下能与醉发生酯化反应，含有的羟基一定条件下能与酸发生

酯化反应，羟基所在碳的邻碳上有氢原子可以发生消去反应，故B正确：

C.同系物必须是含有相同数目、相同宜能团的同类物质，二羟基甲戊酸与乳酸的宜能团和类相同，数

目不同，不可能互为同系物，故C错误；

D.1个二羟基甲戊酸分子含有的1个竣基、2个羟基能与金属钠反应，则Imol二羟基甲戊酸消耗金属

钠为3m。1,含有的1个段基能与碳酸氢钠反应，则Imol二羟基甲戊酸消耗碳酸氢钠为Imol,所以等

量的二翔基甲戊酸消耗钠和碳酸氢钠的物质的量之比为3：1,故D正确；

故选：Co

【点评】本题考查有机物的结构与性质，侧重考杳学生有机基础知识的掌握情况，试题难度中等。

7.2024年1月4日，比亚迪公司斥资100亿启动钠离子电池项目，钠离子电池相对于锂电池具有更好的

安全性能。如图是一种可充电钠离子电池工作示意图(已知电解质溶液是Na2s03溶液，化合物中Ni

均为+2价)。下列说法错误的是()

I-----O-----1

lNaTi2(PO4)3风NiFe(C；］

iNa.Ti/POp.NaNiFe(CN),l

阳离子交换膜

A.电池工作时Na+从N极区移动到M极区

B.电池工作时，M极的电极反应为：NaTiz(P04)3+e+Na+=Na2Ti2(PO4)3

C.充电时M极接电源正极

D.该电池负极可用钠单质作电极材料

【考点】化学电源新型电池.

【专题】电化学专题.

【答案】D

【分析】由图可知，放电时为原电池，N电极上+2价失电子生成+3价Ni,则N电极为负极，M电极

为正极，负极反应式为Na2NiFe（CN）6-e'=NaNiFe（CN）6+Na\正极反应式为NaTi2（PO4）3+e-

+

+Na=Na2Ti2（PO4）3,原电池工作时，溶液中Na卡由负极N电极透过阳离子交换膜移向正极M,充

电时为电解池，原电池正负极分别与电源正负极相接，作阳极、阴极，据此分析解答。

【解答】解：A.由上述分析可知，M电极为正极，N电极为负极，电池工作时Na+从负极N极区移动

到正极M极区，故A正确；

B.电池工作时，M极作正极，正极上NaTi2（PO4）3得电子生成Na2Ti2（PO4）3，正极反应为NaTi2

（PO4）3+e+Na+=Na2Ti2（PO4）3,故B正确；

C.电电池充电时：正接正、负接负，即正极M极接电源正极，故C正确；

D.电解质溶液中有水，钠是活泼金属，若用钠单质为电极材料，钠会与水反应出现损耗，故D错误；

故选：D。

【点评】本题考查原电池原理，侧重考查分析判断及知识综合运用能力，正确判断电极、把握电极反应

及反应式书写、离子移动方向是解题关键，注意结合电荷守恒和原子守恒书写电极反应式，题目难度中

等。

填空题（共2小题）

8.回答下列问题：

（1）麻醉剂的发现和使用是人类医学史上一项了不起的成就。一种常用麻醉剂氯仿常因保存不慎而被

氧化，产生剧毒光气（C0C12）：2CHC13+O2-2HC1+2COCI2,光气（COCh）分子的立体构型是平

面三角形。

^-CH2CHCH2OH

<2）某有机物的结构简式为NH20该有机物分了是极性（填“极性”或“非极

性”）分子，该有机物分子中采取sp3杂化的原子对应元素的电负性由大到小的顺序为0>N>C0

（3）乙二胺（H2NCH2CH2NH2）分子中氮原子杂化类型为si杂化°

（4）叠氮化合物是一类重要的化合物，其中氢置氮酸（HN3）是一种弱酸，其分子结构可表示为H-N

=N=N,用F（N2H4）被亚硝酸氧化时便可得到氢叠氮酸（HN3）,发生的反应为N2H4+HNO2=2H2O+HN3。

HN3的酸性和醋酸相近，可微弱电离出H+和N孑

①叠氮酸根能与许多金属离子等形成配合物，如［Co（Ns）（NH3）5JSO4,根据价层电子史互斥理论判

断NH3的空间构型为三角锥形。

②下列有关说法正确的是CD（填序号）。

A.HN3中含有5个。键

B.HN3中的三个氮原子均采用sp?杂化

C.HN3、HNO2、H2。、N2H4都是极性分子

D.肺（N2H4）的沸点高达U3.5C,说明朋••分子间可形成氢键

【考点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断；元素电离能、目负性的含义及应用：共价键的形成及共价

键的主要类型；判断简单分子或离子的构型.

【专题】化学键与晶体结构.

【答案】（I）平面三角；

（2）极性；O>N>C；

（3）sp3杂化；

（4）①三角锥形；

②CD。

Cl

\

C-O

Z

【分析】（1）CO02的结构式为Cl,碳原子形成1个TT键和3个。键：

（2）该有机物正负电荷重心不重合，属于极性分子；C、N、O位于同一周期，其电负性逐渐增大；

（3）乙二胺分子中每个氮原子形成3个共价单键，孤电子对数为1；

（4）①NH3分子中N原子的价层电子对数为3+殳卫江=4,孤电子对数为1；

2

②A.HN3分子结构式为H-N—N三N,含有3个。键；

B.HN3分子结构式为H—N-N三N,N原子存在sp?、sp杂化；

C.HN3、HNO2、H2O、N2II4中的氮原子含孤电子对，正负电荷中心不重合；

D.N可以和H形成氢键,腓（N2H4）的沸点高达U3.5C。

C1

\

C-O

/

【解答】解：（1）COC12的结构式为C1,碳原子形成1个n键和3个。键，故碳原子采取sp2

杂化，COC12为平面三角形分子，

故答案为：平面三角；

（2）该有机物正负电荷重心不重合，属于极性分子；苯环上的碳原子为sp2杂化，其他碳原子均形成4

个共价单键，为sp3杂化，氮原子形成3个共价单键，孤电子对数为1,故为sp3杂化，羟基氧原子形

成2个共价单键，孤电子对数为2,故为sp3杂化，c、N、0位于同一周期，其电负性逐渐增大，所以

有机物分子中采取sp3杂化的原子对应元素的电负性由大到小的顺序为：0>N>C,

故答案为：极性；O>N>C；

（3）乙二胺分子中每个氮原子形成3个共价单键，孤电子对数为1,故为sp3杂化，

故答案为：sp?杂化；

（4）①NH3分子中N原子的价层电子对数为3+殳卫江=4,孤电子对数为1,所以为三角锥形结构，

2

故答案为：三角锥形；

②A.HN3分子结构式为H—N—N三N,含有3个。键，故A错误；

B.HN3分子结构式为H—N—N三N,N原子存在sp?、卬杂化，故B错误；

C.HN3、HNO2、H2。、N2H4中的氮原子含孤电子对，正负电荷中心不重合，因此都是极性分子，故C

正确；

D.N可以和H形成氢键，腓（N2H4）的沸点高达113.5C,说明胧分子间可形成氢键，故D正确：

故答案为：CD。

【点评】本题考查分子构型，侧重考查学生杂化的掌握情况，试题难度中等。

9.合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥

饿问题，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。

（I）自然界中的氮元素主要以分子的形式存在于空气中，是人工固氮的主要来源。

EU卫HIMM

①基态氮原子的轨道表示式为Is2s2p,占据最高能级电子的电子云轮廓

图为哑铃形。

②分子中，与N原子相连的H显正电性。N、H电负性大小顺序为N>H0

（2）铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有A12O3、心0、CaO>MgO、Cr2O3

等氧化物中的几种。

①上述氧化物所涉及的元素中，处于元素周期表中d区的元素是Cro

②比较Mg、Ca第一电离能的大小：Mg>Cao0的第一电离能小于N,原因是氧原子的价电子

排布式为2s22P匕氮原子的价电子排布式为2s22P3,氮原子的2D轨道半满状态，比较稳定。

（3）我国科研人员研制出了“Fe-LiH”催化剂，温度、压强分别降到了350℃、1MPa,这是近年来

合成氨反应研究中的重要突破。

①基态Fe原子的核外电子排布式为Is22s22P63s23063d64s2，铁在元素周期表中的位置第四周期

第VH1族.

②比较Li+与H的半径大小关系：r(Li+)<r(H)(填“〉”或"V”)。

【考点】元素电离能、电负性的含义及应用；微粒半径大小的比较；原子核外电子排布.

【专题】原子组成与结构专题.

ED[HIHI1111

【答案】(1)①Is2s2p；哑铃形；

@N>H；

(2)①Cr；

②Mg>Ca；氧原子的价电子排布式为2s22P3氮原子的价电子排布式为2s22P3,氮原子的2P轨道半满

状态，比较稳定；

(3)①Is22s22P63s23P63d64s2；第四周期第VIII族；

②V。

【分析】(1)①基态氮原子的电子排布式为Is22s22P3,最高能级为2p；

②化合物中电负性大的元素显负价：

(2)①元素周期表中第IHB族到VIIB族元素为d区；

②同一主族从上到下，第一电离能逐渐减小，氮原子的2P轨道半满状态，比较稳定：

(3)①Fe是26号元素，基态Fc原子的核外电子排布式为Is22s22P63s23P63d64s2：

②Li+与H-具有相同的电子层数，原子序数越小，离子半径越大。

【解答】解：(I)①基态氮原子的电子排布式为Is22s22P3,其轨道表示式为

El[tHltltltl

Is2s2p最高能级为2p,P轨道的电子云在空间有3个伸展方向，原子轨道

呈哑铃形，

E]E]IMMM

故答案为：Is2s2p.哑铃形；

②化合物中电负性大的元素显负价，由于NH3分子中，与N原子相连的H显正电性，则N、H电负性

大小顺序为N>H,

故答案为：N>H；

(2)①元素周期表中第HIB族到VIIB族元素为d区，则处于元素周期表中d区的元素是Cr,

故答案为：Cr；

②同一主族从上到下，第一电离能逐渐减小，则Mg、Ca第一电离能的大小为Mg>Ca,由于氯原子的

价电子排布式为2s22Pt氮原子的价电子排布式为2s22P3,氮原子的2P轨道半满状态，比较稳定，则

O的第一电离能小于N,

故答案为：Mg>Ca；氧原子的价电子排布式为2s22P土氮原子的价电子排布式为2s22P3,氮原子的2P

轨道半满状态，比较稳定；

(3)①Fe是26号元索，基态Fe原子的核外电子排布式为Is22s22P63s23P63d64s2,位于元素周期表中

的第四周期第VID族，

故答案为：Is22s22P63s23P63d64s2；第四周期第训I族；

②Li+与H.具有相同的电子层数，原子序数越小，离子半径越大，则离子半径：r(Li+)<r(H),

故答案为：V。

【点评】本题考查原子结构和元素周期表、周期律，侧重考查学生核外电子排布和元素性质的掌握情况,

题目难度中等。

三,实验题(共1小题)

10.磷酸亚铁锂(LiFePCU)是比亚迪“刀片电池”的电极材料。实验室制备磷酸亚铁锂的一种方法如下

(装置如图所示，夹持及加热装置略去)：

I.在A中依次加入O.OlmolH3Po4、0.01molFeS04*7H20,0.03molLiOH・H2。和40mL蒸储水，搅拌

溶解后加入少量抗坏血酸(即维生素C)；

II.快速将反应液装入反应釜中，保持170℃恒温5h；

III.冷却至室温后经过滤、洗涤、干燥，得到磷酸亚铁锂产品。

(1)步骤I中维生素C的作用是防止Fe(II)被氧化影响产品纯度：步骤II【过滤无需使用的仪

器有出烟、三脚架(填名称)。

0?0T

①②③④⑤

(2)写出制备LiFePO4的化学方程式

FeSO4+H3PO4+3LiOH^=LiFePO4；+3H20+Li2S04-^

(3)干燥后称量，产品的质量是1.2g,本实验的产率为75.9%(保留小数点后一位；产率=

实际产量

X100%)o

理论产量

(4)回收废旧电池有利于资源循环，将LiFePCU以稀硫酸/H2O2混合液溶解后过滤，可回收FePCU,写

出该反应的离子方程式2LiFePO4+2H++H2O2-2FePO4+2Li++2H20。

(5)FeSO4・7H2O可用工业废渣(主要含有Fe2O3、FeO、AI2O3)制备,流程如图:

过量NaOH洛液稀硫酸试剂X

工业

FeSO7HO

废渣42

①“浸泡”加入过量NaOH溶液的目的是除去废渣中的A12O3。

②“还原”工序中试剂X选用Cu