那隆中学2023-2024学年高三下学期4月月考
化学
注意事项：
1.本卷满分300分，考试时间150分钟。答题前，先将自己的姓名、准考证号填写试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标子涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B铅笔涂黑。答案写在答题卡上对应的答题区域内，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无放。
5.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
6.可能用到的相对原子质量：H-1 N-14 O-16 Na-23 S-32 K-39 Mn-55 Fe-56
一、选择题：本题共13题，每小题6分，共78分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 传统燃油汽车正在向电动化、智能化、网联化方向转型，下列说法不正确的是
A. 电动汽车使用的磷酸铁锂电池属于二次电池
B. 汽车中使用的橡胶、塑料属于有机高分子材料
C. 车用芯片是以二氧化硅做半导体材料制成的
D. 燃油汽车排气管装催化转化器可以减少的排放
2. 有机物TPE具有聚集诱导发光特性，在光电材料领域应用前景广阔，其结构简式如下图所示。下列有关该有机物说法正确的是
A. 分子式为C26H22 B. 属于苯的同系物
C. 一氯代物有3种 D. 所有的碳原子成键的方式完全相同
3. 下列各组离子在指定环境中能大量共存的是
A. 0.1mol/L的NaOH溶液：、、、
B. 0.1mol/L溶液：、、、
C. 0.1mol/L的溶液：、、、
D. 0.1mol/L的HI溶液：、、、
4. 下列实验装置(部分夹持装置略去)正确且能达到相应实验目的是
A. 装置Ⅰ利用乙醇提取溴水中的Br2
B. 利用装置Ⅱ蒸干AlCl3溶液制无水AlCl3固体
C 利用装置Ⅲ制备Fe(OH)3胶体
D. 利用装置Ⅳ验证非金属性S＞C＞Si
5. 短周期元素W 、X、Y、Z的原子序数依次增大。W与Z同主族，Z的最外层电子数是Y的最外层电子数的2倍，常温下，Y的单质遇浓硝酸时会发生钝化，X的质子数比Y的少2。下列说法正确的是
A. 金属性：X< Y
B. 原子半径：Z>>Y> X> W
C. X2Z的水溶液显酸性
D. 化合物X2ZW3中既含离子键又含共价键
6. 如图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是（ ）
A. a电极是负极
B. b电极的电极反应为：4OH--4e-====2H2O+O2↑
C. 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D. 氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
7. 下列实验操作能达到相应实验目的的是。
选项 实验目的 实验操作
A 探究浓度对反应速率的影响 将装有的密闭烧瓶分别浸泡在热水和冰水中
B 提纯混有氯化氢和水蒸气的氯气 将氯气依次通过浓硫酸和饱和食盐水
C 比较AgCl和AgI的大小 在等浓度NaCl和NaI的混合溶液中滴加少量溶液
D 制备胶体 将NaOH浓溶液滴加到饱和溶液中
A. A B. B C. C D. D
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22～第32题为必考题，每个题考生都必须作答。第33题~第38题为选考题，考生根据要求作答。
(一)必考题(共129分)
8. 工业和居民生活向大气排放污染物使大气酸化，造成大气酸化的主要气体之一是SO2.某化学学习小组同学对SO2性质进行了探究。
（1）学习小组用图1装置制备SO2气体。
①仪器A的名称为_______。
②写出仪器A中发生反应的化学方程式_______。
③反应结束后，排除A瓶中残留的SO2气体，其具体操作是_______。
（2）学习小组用图2装置来检验SO2的性质，回答有关问题。
①甲同学欲检验SO2的漂白性，则B中应加入的试剂是_______。
②乙同学欲检验SO2的氧化性和还原性，分别在B、C中盛放Na2S溶液、FeCl3溶液，请描述在通入SO2气体过程中观察到的现象_______。
③丙同学欲检验H2SO3与HClO酸性强弱，应分别在B、C中盛放_______(填标号)。
A．足量Ca (ClO)2溶液、Ba (OH)2溶液 B．足量NaClO、澄清石灰水
C．足量NaHCO3、NaClO溶液 D．足量NaHCO3、Ca (ClO)2溶液
（3）学习小组对Na2SO3固体的纯度进行了测定，取15. 0g Na2SO3固体样品配置成100 mL溶液，取25. 00mL放入锥形瓶中，加水稀释到50 mL，然后用1. 000 mol·L-1酸性KMnO4标准溶液进行滴定，消耗酸性KMnO4标准溶液10. 00mL。
①滴定终点的判断依据是_______。
②Na2SO3固体的纯度为_______。
9. 硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：
回答下列问题：
（1）步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是_________________。
（2）步骤②需要加热的目的是_________________，温度保持80~95 ℃，采用的合适加热方式是_________________。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为_________________（填标号）。
（3）步骤③中选用足量的H2O2，理由是_________________。分批加入H2O2，同时为了_________________，溶液要保持pH小于0.5。
（4）步骤⑤的具体实验操作有______________，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
（5）采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150 ℃时，失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为______________。
10. 随着我国碳达峰、碳中和目标的确定，二氧化碳资源化利用倍受关注。
I．以CO2和NH3为原料合成尿素2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) H= -87 kJ/mol。
（1）有利于提高CO2平衡转化率措施是_______(填序号)。
A. 高温低压 B. 低温高压 C. 高温高压 D. 低温低压
（2）研究发现，合成尿素反应分两步完成，其能量变化如图甲所示：
第一步： 2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) H1
第二步：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g) H2
①图中ΔE=_______kJ/mol。
②反应速率较快的是_______反应(填“第一步”或“第二步”)。
II．以CO2和CH4催化重整制备合成气：CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+ 2H2(g)。
（3）在密闭容器中通入物质的量均为0.2 mol的CH4和CO2，在一定条件下发生反应CH4(g) +CO2 (g) 2CO (g)+2H2(g)，CH4的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图乙所示。
①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行，下列能说明反应到达平衡状态的是_______(填序号)。
A．容器中混合气体的密度保持不变
B．容器内混合气体的压强保持不变
C．n(CO2)=n (CH4)
D．同时断裂2molC- H键和1 molH-H键
②由图乙可知，Y点速率v正_______ v逆(填“>”“<”或“=”，下同)。
③已知气体分压=气体总压x气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，则X点对应温度下的Kp=_______(用含P2的代数式表示)。
III．电化学法还原二氧化碳制乙烯在强酸性溶液中通入二氧化碳，用惰性电极进行电解可制得乙烯，其原理如图丙所示：
（4）阴极电极反应式为_______，该装置中使用的是_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
【化学选修3：物质结构与性质】
11. 乙二胺四乙酸铁钠可用于感光材料冲洗药品及漂白剂，化学式为；工业上可用EDTA与、NaOH溶液发生反应进行制备，合成路线如下：
回答下列问题：
（1）基态氯原子的价层电子排布图为___________。
（2）下列氮原子能量最高的是___________(填标号)。
A B. C. D.
（3）EDTA的组成元素中C、N、O的第一电离能由大到小顺序为___________(填元素符号)。碳原子的杂化轨道类型为___________。
（4）NH3中N—H键的键角小于CH4中C—H键的键角，其原因为___________。
（5）某种Fe、N组成的磁性化合物的结构如图1所示，N随机排列在Fe构成的正八面体的空隙中。该磁性化合物的化学式为___________。
（6）在元素周期表中，铁元素位于___________区(填“s”“p”“d”或“ds”)。铁的某种晶胞沿面对角线的位置切下之后可以得到如图2所示的截面。假设铁的原子半径为a nm，则该铁晶体的密度为___________(列出计算式，设为阿伏加德罗常数的值)。
【化学选修5：有机化学基础】
12. 化合物W是合成风湿性关节炎药物罗美昔布的一种中间体，其合成路线如下：
已知：(i)
(ii)
回答”下列问题：
（1）A的化学名称是___________，B中具有的官能团的名称是___________。
（2）由C生成D的反应类型是___________。
（3）D→E和F→G的作用是 ___________。
（4）写出由G生成H的化学方程式___________。
（5）写出I的结构简式___________。
（6）写出任意两种符合下列条件的X的同分异构体_______________。
i)只含两种官能团且不含甲基；
ii)含一CH2Br结构，不含C=C=C和环状结构。
（7）设计由邻硝基甲苯和 制 备 的合成路线(无机试剂任选)。___________那隆中学2023-2024学年高三下学期4月月考
化学
注意事项：
1.本卷满分300分，考试时间150分钟。答题前，先将自己的姓名、准考证号填写试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标子涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B铅笔涂黑。答案写在答题卡上对应的答题区域内，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无放。
5.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
6.可能用到的相对原子质量：H-1 N-14 O-16 Na-23 S-32 K-39 Mn-55 Fe-56
一、选择题：本题共13题，每小题6分，共78分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 传统燃油汽车正在向电动化、智能化、网联化方向转型，下列说法不正确的是
A. 电动汽车使用的磷酸铁锂电池属于二次电池
B. 汽车中使用的橡胶、塑料属于有机高分子材料
C. 车用芯片是以二氧化硅做半导体材料制成的
D. 燃油汽车排气管装催化转化器可以减少的排放
【答案】C
【解析】
【详解】A．磷酸铁锂电池属于可充电的二次电池，故A正确；
B．橡胶、塑料属于常见的有机合成高分子材料，故B 正确；
C．芯片是以硅做半导体材料制成的，故C错误；
D．燃油汽车排气管装催化转化器可以减少氮的氧化物的排放，有利于提高环境质量，故D正确；
故选C。
2. 有机物TPE具有聚集诱导发光特性，在光电材料领域应用前景广阔，其结构简式如下图所示。下列有关该有机物说法正确的是
A. 分子式为C26H22 B. 属于苯的同系物
C. 一氯代物有3种 D. 所有的碳原子成键的方式完全相同
【答案】C
【解析】
【分析】有机物TPE分子可以看做是乙烯分子中四个氢原子被四个苯环所取代，分子式为C26H20，属于不饱和芳香烃，不溶于水，易溶于有机溶剂。
【详解】A．根据结构简式确定分子式为C26H20，故A错误；
B．苯的同系物中只含一个苯环且侧链为烷基，该物质中含有多个苯环且含有烯烃基，不是苯的同系物，故B错误；
C．该有机物中氢原子有3种，有几种氢原子，其一氯代物就有几种，所以有3种一氯代物，故C正确；
D．该有机物中存在碳碳双键和苯环中介于单键和双键之间特殊的键，所有的碳原子成键的方式不完全相同，故D错误；
故选C。
3. 下列各组离子在指定环境中能大量共存的是
A. 0.1mol/L的NaOH溶液：、、、
B. 0.1mol/L的溶液：、、、
C. 0.1mol/L的溶液：、、、
D. 0.1mol/L的HI溶液：、、、
【答案】A
【解析】
【详解】A．所给离子在指定溶液中能够大量共存，故A符合题意；
B．Al3+、Mg2+与AlO均发生双水解反应，因此不能大量共存，故B不符合题意；
C．ClO-具有强氧化性，能将Fe2+氧化，两种离子不能大量共存，故C不符合题意；
D．MnO、NO(H+)具有强氧化性，能将I-氧化，因此所给离子指定溶液中不能大量共存，故D不符合题意；
答案为A。
4. 下列实验装置(部分夹持装置略去)正确且能达到相应实验目的的是
A. 装置Ⅰ利用乙醇提取溴水中的Br2
B. 利用装置Ⅱ蒸干AlCl3溶液制无水AlCl3固体
C. 利用装置Ⅲ制备Fe(OH)3胶体
D. 利用装置Ⅳ验证非金属性S＞C＞Si
【答案】D
【解析】
【详解】A．装置Ⅰ中，分液漏斗的尖端没有紧靠烧杯内壁，缺乙醇与水混溶，不能用乙醇提取溴水中的溴，A不符合题意；
B．利用装置Ⅱ直接蒸干AlCl3溶液时由于氯化铝会水解而不能制得无水AlCl3固体，应在氯化氢气流中加热，B不符合题意；
C．利用装置Ⅲ制备Fe(OH)3胶体时，应该将饱和FeCl3溶液滴入沸腾的蒸馏水中，而不能滴入NaOH溶液中，C不符合题意；
D．元素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性就越强。将硫酸滴入Na2CO3溶液中发生复分解反应H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+CO2↑+H2O；反应产生的CO2气体通入Na2SiO3溶液中，发生反应：Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3，说明酸性：H2SO4＞H2CO3＞H2SiO3，从而证明元素的非金属性：S＞C＞Si，D正确；
故合理选项是D。
5. 短周期元素W 、X、Y、Z的原子序数依次增大。W与Z同主族，Z的最外层电子数是Y的最外层电子数的2倍，常温下，Y的单质遇浓硝酸时会发生钝化，X的质子数比Y的少2。下列说法正确的是
A. 金属性：X< Y
B. 原子半径：Z>>Y> X> W
C. X2Z的水溶液显酸性
D. 化合物X2ZW3中既含离子键又含共价键
【答案】D
【解析】
【分析】短周期元素W 、X、Y、Z的原子序数依次增大；常温下，Y的单质遇浓硝酸时会发生钝化，则Y为铝；Z的最外层电子数是Y的最外层电子数的2倍，Z最外层电子为6，且原子序数大于铝，为硫，W与Z同主族，W为氧；X的质子数比Y的少2，则X为11号钠；
【详解】A．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，金属性：X> Y，A项错误；
B．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；原子半径：X> Y> Z > W，B项错误；
C．Na2S为强碱弱酸盐，硫离子水解导致水溶液显碱性，C项错误；
D．化合物Na2SO3是由钠离子和亚硫酸根离子构成的离子化合物，亚硫酸根离子中含有硫氧共价键，D项正确；
故选D。
6. 如图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是（ ）
A. a电极是负极
B. b电极的电极反应为：4OH--4e-====2H2O+O2↑
C. 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D. 氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
【答案】B
【解析】
【分析】氢氧燃料电池中，氢气易失电子发生氧化反应，所以通入氢气的电极是负极，氧气易得电子发生还原反应，所以通入氧气的电极是正极，据此分析解答。
【详解】A、氢氧燃料电池中，氢气易失电子发生氧化反应，所以通入氢气的a极为电源的负极，故A正确；
B、氢氧燃料电池中，通入氧气的b极为原电池的正极，正极上氧气得电子发生还原反应，根据图示，电极反应式为O2+2H2O+4e- =4OH-，故B错误；
C、氢氧燃料电池的产物是水，环保无污染，是一种具有应用前景的绿色电源，故C正确；
D、氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏电池内新型发电装置，故D正确；
故选B。
【点睛】本题的易错点为B，要注意电解质溶液的酸碱性对电极反应式的影响，正极的电极反应式，碱性溶液中O2+2H2O+4e- =4OH-，酸性溶液中O2 + 4e-- + 4H+ = 2H2O。
7. 下列实验操作能达到相应实验目的的是。
选项 实验目的 实验操作
A 探究浓度对反应速率的影响 将装有的密闭烧瓶分别浸泡在热水和冰水中
B 提纯混有氯化氢和水蒸气的氯气 将氯气依次通过浓硫酸和饱和食盐水
C 比较AgCl和AgI的大小 在等浓度NaCl和NaI的混合溶液中滴加少量溶液
D 制备胶体 将NaOH浓溶液滴加到饱和溶液中
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．将装有NO2的密闭烧瓶分别浸泡在热水和冰水中是探究温度对反应平衡的影响，A项不符合题意；
B．应先通过饱和食盐水除去氯化氢，再通过浓硫酸除去水蒸气，若先通过浓硫酸除去水蒸气，再通过饱和食盐水时又会带出水蒸气，B项不符合题意；
C．在等浓度NaCl和NaI的混合溶液中滴加少量 AgNO3 溶液，若先出现黄色沉淀AgI，即可证明AgI的Ksp比AgCl的Ksp小，C项符合题意；
D．在沸水中滴加饱和氯化铁溶液，继续煮沸，可制得氢氧化铁胶体，将NaOH浓溶液滴加到饱和 FeCl3 溶液中只能得到氢氧化铁沉淀，D项不符合题意；
故选C。
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22～第32题为必考题，每个题考生都必须作答。第33题~第38题为选考题，考生根据要求作答。
(一)必考题(共129分)
8. 工业和居民生活向大气排放污染物使大气酸化，造成大气酸化的主要气体之一是SO2.某化学学习小组同学对SO2性质进行了探究。
（1）学习小组用图1装置制备SO2气体。
①仪器A的名称为_______。
②写出仪器A中发生反应化学方程式_______。
③反应结束后，排除A瓶中残留的SO2气体，其具体操作是_______。
（2）学习小组用图2装置来检验SO2的性质，回答有关问题。
①甲同学欲检验SO2的漂白性，则B中应加入的试剂是_______。
②乙同学欲检验SO2的氧化性和还原性，分别在B、C中盛放Na2S溶液、FeCl3溶液，请描述在通入SO2气体过程中观察到的现象_______。
③丙同学欲检验H2SO3与HClO酸性强弱，应分别在B、C中盛放_______(填标号)。
A．足量Ca (ClO)2溶液、Ba (OH)2溶液 B．足量NaClO、澄清石灰水
C．足量NaHCO3、NaClO溶液 D．足量NaHCO3、Ca (ClO)2溶液
（3）学习小组对Na2SO3固体的纯度进行了测定，取15. 0g Na2SO3固体样品配置成100 mL溶液，取25. 00mL放入锥形瓶中，加水稀释到50 mL，然后用1. 000 mol·L-1酸性KMnO4标准溶液进行滴定，消耗酸性KMnO4标准溶液10. 00mL。
①滴定终点的判断依据是_______。
②Na2SO3固体的纯度为_______。
【答案】（1） ①. 三颈烧瓶 ②. Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑+ H2O ③. 打开弹簧夹，向烧瓶中继续不断地通N2
（2） ①. 品红溶液 ②. 先看到B瓶变浑浊，一段时间后，C烧杯溶液由黄色变成浅绿色 ③. D
（3） ①. 滴入最后一滴酸性KMnO4标准溶液后，溶液恰好由无色变为(浅)红色，并半分钟内不褪去 ②. 84%
【解析】
【小问1详解】
①仪器A的名称为三颈烧瓶；
②该实验中，使用70% H2SO4和Na2SO3固体反应制备SO2，反应的方程式为H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O；
③反应结束后，若要排除A瓶中残留的SO2气体，可以打开弹簧夹，向烧瓶中继续不断地通N2；
【小问2详解】
①SO2具有漂白性，可以使品红溶液褪色，若要检验SO2的漂白性，则B中应加入的试剂是品红溶液；
②若要检验SO2的氧化性和还原性，分别在B、C中盛放Na2S溶液、FeCl3溶液；B中SO2和Na2S发生反应产生S沉淀，C中SO2和Fe3+反应产生Fe2+和，故可以观察到B瓶变浑浊，一段时间后，C烧杯溶液由黄色变成浅绿色；
③SO2具有还原性，次氯酸盐具有强氧化性，二者会发生氧化还原反应，故若要检验H2SO3与HClO酸性强弱，不能将SO2通入到次氯酸盐溶液中，可以通过间接比较来证明：将SO2通入到足量NaHCO3溶液中产生CO2，CO2和Ca(ClO)2溶液反应产生CaCO3沉淀，需要注意的是，不能使用NaClO溶液，因为CO2和NaClO溶液反应产生NaHCO3，反应现象不明显；综上所述，B、C中盛放的是足量NaHCO3、Ca(ClO)2溶液，故选D；
【小问3详解】
①该实验中，使用酸性KMnO4标准溶液滴定Na2SO3溶液，滴定终点的判断依据是滴入最后一滴酸性KMnO4标准溶液后，溶液恰好由无色变为(浅)红色，并半分钟内不褪去；
②该反应的离子方程式为2+6H++5=5+2Mn2++3H2O，n(KMnO4)=1.000mol·L-10.01L=0.01mol，则15.0g样品中，n(Na2SO3)=n(KMnO4)= 0.01mol4=0.1mol，m(Na2SO3)=0.1mol126g/mol=12.6g，则Na2SO3固体的纯度为=84%。
9. 硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：
回答下列问题：
（1）步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是_________________。
（2）步骤②需要加热的目的是_________________，温度保持80~95 ℃，采用的合适加热方式是_________________。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为_________________（填标号）。
（3）步骤③中选用足量的H2O2，理由是_________________。分批加入H2O2，同时为了_________________，溶液要保持pH小于0.5。
（4）步骤⑤的具体实验操作有______________，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
（5）采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150 ℃时，失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为______________。
【答案】 ①. 碱煮水洗 ②. 加快反应 ③. 热水浴 ④. C ⑤. 将Fe2+全部氧化为Fe3+；不引入杂质 ⑥. 防止Fe3+水解 ⑦. 加热浓缩、冷却结晶、过滤（洗涤） ⑧. NH4Fe(SO4)2 12H2O
【解析】
【详解】（1）步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，油污在碱性条件下容易水解，所以工业上常常用热的碳酸钠溶液清洗，即碱煮水洗；
（2）步骤②需要加热的目的是为了加快反应速率；温度保持80~95 ℃，由于保持温度比较恒定且低于水的沸点，故采用的合适加热方式是水浴加热（热水浴）；铁屑中含有少量硫化物，硫化物与硫酸反应生成硫化氢气体，可以用氢氧化钠溶液吸收，为了防止倒吸可以加装倒置的漏斗，故选择C装置；
（3）步骤③中选用足量的H2O2，H2O2可以将Fe2+氧化为Fe3+，且H2O2的还原产物为H2O，不会引入新的杂质，故理由是：将Fe2+全部氧化为Fe3+，不引入新的杂质。因为H2O2本身易分解，所以在加入时需分量加入，同时为了防止Fe3+水解，溶液要保持pH小于0.5；
（4）为了除去可溶性的硫酸铵、铁离子等，需要经过的步骤为：加热浓缩、冷却结晶、过滤（洗涤）；
（5）设硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(SO4)2 xH2O，其相对分子质量为266+18x，1.5个水分子的相对分子质量为1.5×18=27，则27/(266+18x)=5.6%，解得x=12，则硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(SO4)2 12H2O。
10. 随着我国碳达峰、碳中和目标的确定，二氧化碳资源化利用倍受关注。
I．以CO2和NH3为原料合成尿素2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) H= -87 kJ/mol。
（1）有利于提高CO2平衡转化率的措施是_______(填序号)。
A. 高温低压 B. 低温高压 C. 高温高压 D. 低温低压
（2）研究发现，合成尿素反应分两步完成，其能量变化如图甲所示：
第一步： 2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) H1
第二步：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g) H2
①图中ΔE=_______kJ/mol。
②反应速率较快的是_______反应(填“第一步”或“第二步”)。
II．以CO2和CH4催化重整制备合成气：CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+ 2H2(g)。
（3）在密闭容器中通入物质的量均为0.2 mol的CH4和CO2，在一定条件下发生反应CH4(g) +CO2 (g) 2CO (g)+2H2(g)，CH4的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图乙所示。
①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行，下列能说明反应到达平衡状态的是_______(填序号)。
A．容器中混合气体的密度保持不变
B．容器内混合气体的压强保持不变
C．n(CO2)=n (CH4)
D．同时断裂2molC- H键和1 molH-H键
②由图乙可知，Y点速率v正_______ v逆(填“>”“<”或“=”，下同)。
③已知气体分压=气体总压x气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，则X点对应温度下的Kp=_______(用含P2的代数式表示)。
III．电化学法还原二氧化碳制乙烯在强酸性溶液中通入二氧化碳，用惰性电极进行电解可制得乙烯，其原理如图丙所示：
（4）阴极电极反应式为_______，该装置中使用的是_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
【答案】（1）B （2） ①. 72.5 ②. 第一步
（3） ①. BD ②. ＞ ③.
（4） ① 2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O ②. 阳
【解析】
【小问1详解】
该反应为放热反应，为提高CO2转化率，需要采取低温，该反应为气体物质的量减少的反应，采取高压，可以提高CO2转化率，故选项B符合题意；
【小问2详解】
①根据盖斯定律可知，ΔH=ΔH1+ΔH2=(-159.5)kJ/mol+ΔH2=-87kJ/mol，解得ΔH2=+72.5 kJ/mol，即ΔE=72.5 kJ/mol，故答案为72.5；
②活化能越小，反应速率越快，根据图像可知，第一步反应的活化能小，反应速率较快，故答案为第一步；
【小问3详解】
①A．容器为恒温恒容，V不变，组分都是气体，则气体总质量不变，根据密度的定义，容器中混合气体密度始终不变，因此混合气体密度不变，不能说明反应达到平衡，故A不符合题意；
B．容器为恒温恒容，该反应为气体物质的量增大的反应，相同条件下，气体物质的量之比等于压强之比，因此当混合气体的压强不再改变，说明反应达到平衡，故B符合题意；
C．起始投入甲烷和CO2物质的量相等，且CO2和CH4系数相等，因此CO2和CH4物质的量始终相等，因此不能说明反应达到平衡，故C不符合题意；
D．断裂2mol C-H键，有0.5mol CH4被消耗，有1mol H-H键断裂，有1mol H2被消耗，消耗CH4和H2物质的量之比为1∶2，符合化学计量数之比，因此能说明反应达到平衡，故D符合题意；
答案为BD；
②根据图像可知，Y点未达到平衡， CH4转化率增大，向正反应方向进行，即v正＞v逆；故答案为＞；
③X点CH4转化率为50%，则消耗CH4、CO2物质的量0.2mol×50%=0.1mol，生成CO、H2物质的量0.2mol，达到平衡时，CH4、CO2物质的量0.1mol，该温度下Kp==；故答案为；
【小问4详解】
根据装置图以及电解原理可知，b极为阴极，电极反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O，阴极消耗H+，H+需要从右边向左边移动，即离子交换膜为阳极；故答案为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O；阳。
【化学选修3：物质结构与性质】
11. 乙二胺四乙酸铁钠可用于感光材料冲洗药品及漂白剂，化学式为；工业上可用EDTA与、NaOH溶液发生反应进行制备，合成路线如下：
回答下列问题：
（1）基态氯原子的价层电子排布图为___________。
（2）下列氮原子能量最高的是___________(填标号)。
A. B. C. D.
（3）EDTA的组成元素中C、N、O的第一电离能由大到小顺序为___________(填元素符号)。碳原子的杂化轨道类型为___________。
（4）NH3中N—H键的键角小于CH4中C—H键的键角，其原因为___________。
（5）某种Fe、N组成的磁性化合物的结构如图1所示，N随机排列在Fe构成的正八面体的空隙中。该磁性化合物的化学式为___________。
（6）在元素周期表中，铁元素位于___________区(填“s”“p”“d”或“ds”)。铁的某种晶胞沿面对角线的位置切下之后可以得到如图2所示的截面。假设铁的原子半径为a nm，则该铁晶体的密度为___________(列出计算式，设为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】（1） （2）A
（3） ①. N＞O＞C ②. sp2、sp3
（4）CH4中的C和NH3中的N均为sp3杂化，但NH3中的N有一孤电子对，孤电子对和成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力
（5）Fe4N （6） ①. d ②.
【解析】
【小问1详解】
已知Cl是17号元素，故基态氯原子的核外电子排布式为：[Ne]3s23p5，故其价层电子排布图为 ，故答案为： ；
【小问2详解】
A项即基态氮原子上1个1s电子跃迁到2p上，1个2s电子跃迁到2p上，B项为基态原子，C项即1个1s电子跃迁到2p上，D项即1个2s电子跃迁到2p上，故A所示氮原子的能量最高，故答案为：A；
【小问3详解】
根据同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势，ⅤA与ⅥA反常，故EDTA的组成元素中C、N、O的第一电离能由大到小顺序为N＞O＞C，由题干EDTA的结构简式可知，除羧基上的碳原子周围价层电子对数为3，其他碳原子周围价层电子数为4，故碳原子的杂化轨道类型为sp2、sp3，故答案为：N＞O＞C；sp2、sp3；
【小问4详解】
CH4中的C和NH3中的N均为sp3杂化，但NH3中的N有一孤电子对，孤电子对和成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力，所以NH3的键角小于CH4的键角，故答案为：CH4中的C和NH3中的N均为sp3杂化，但NH3中的N有一孤电子对，孤电子对和成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力；
【小问5详解】
由题干图1所示某种Fe、N组成的磁性化合物的结构，N随机排列在Fe构成的正八面体的空隙中，1个晶胞中含有+3价铁个数为：=4，含+2价铁个数为：=12，含有N为4个，故该磁性化合物的化学式为Fe4N，故答案为：Fe4N；
【小问6详解】
已知Fe是26号元素，在元素周期表中第4周期第Ⅷ族，则铁元素位于d区，铁的某种晶胞沿面对角线的位置切下之后可以得到如图2所示的截面可知，该铁晶体为体心立方，在铁晶胞中，与一个铁原子最近的铁原子距离为立方体边长的，这样的原子有八个，因为铁原子的半径是anm，根据铁晶胞的结构可知，晶胞的边长为nm，在每个晶胞中含有铁原子的数目为1+8×=2个，晶胞密度ρ═＝＝=g cm-3，故答案为：d；。
【化学选修5：有机化学基础】
12. 化合物W是合成风湿性关节炎药物罗美昔布的一种中间体，其合成路线如下：
已知：(i)
(ii)
回答”下列问题：
（1）A的化学名称是___________，B中具有的官能团的名称是___________。
（2）由C生成D的反应类型是___________。
（3）D→E和F→G作用是 ___________。
（4）写出由G生成H的化学方程式___________。
（5）写出I的结构简式___________。
（6）写出任意两种符合下列条件的X的同分异构体_______________。
i)只含两种官能团且不含甲基；
ii)含一CH2Br结构，不含C=C=C和环状结构。
（7）设计由邻硝基甲苯和 制 备 的合成路线(无机试剂任选)。___________
【答案】（1） ①. 氟苯或1-氟苯 ②. 碳氟键、硝基
（2）取代反应 （3）定位苯环上氯原子的位置，防止副产物生成，影响反应产率
（4）++HBr
（5） （6）HC≡C-C≡CCH2CH2CH2Br、HC≡C-CH2-C≡CCH2CH2Br、HC≡CCH2CH2C≡CCH2Br、HC≡CCH(CH2Br)CH2C≡CH、CH2=CHCH=CHCH=CHCH2Br、CH2=CHCH=CHC(CH2Br)=CH2、CH2=CHCH=C(CH2Br)CH=CH2等 (任写两种)
（7）
【解析】
【分析】根据A的分子式及D的结构简式知，A为，A发生取代反应生成B，B为，根据C的分子式知，B中硝基发生还原反应生成C中氨基，则C为，C发生取代反应生成D，D中氢原子被取代生成E，E中酰胺基水解生成F，F发生取代反应生成G，G为，G和X发生取代反应生成H，根据H的结构简式及X的分子式知，X为，H发生取代反应生成I，I为，I发生取代反应生成W；(7)由邻硝基甲苯和制备 ，和发生取代反应生成，发生取代反应生成， 发生还原反应生成。
【小问1详解】
由分析可知，A为，A的化学名称是氟苯或1-氟苯，B为，B中具有的官能团的名称是碳氟键、硝基，故答案为：氟苯；碳氟键、硝基；
【小问2详解】
由图干流程图可知，C氨基上的一个氢原子被取代生成D，由C生成D的反应类型是取代反应，故答案为：取代反应；
【小问3详解】
D→E和F→G的作用是定位苯环上氯原子的位置，故答案为：定位苯环上氯原子的位置，防止副产物生成，影响反应产率；
【小问4详解】
由分析可知，G为，G和X发生取代反应生成H，由G生成H的化学方程式为：++HBr；
【小问5详解】
由分析可知，I的结构简式为；
【小问6详解】
X为，X的同分异构体符合下列条件：i)只含两种官能团且不含甲基；ii)含-CH2Br结构，不含C=C=C和环状结构，符合条件的结构简式为：HC≡C-C≡CCH2CH2CH2Br、HC≡C-CH2-C≡CCH2CH2Br、HC≡CCH2CH2C≡CCH2Br、HC≡CCH(CH2Br)CH2C≡CH、CH2=CHCH=CHCH=CHCH2Br、CH2=CHCH=CHC(CH2Br)=CH2、CH2=CHCH=C(CH2Br)CH=CH2等任写两种；
【小问7详解】
由邻硝基甲苯和制备 ，和发生取代反应生成，发生取代反应生成， 发生还原反应生成，由此确定合成路线为：
。
