威海2025学年度第二学期期末教学质量检测高三化学

1、用图示装置及药品制备有关气体，其中能达到实验目的的是(       )

A．A

B．B

C．C

D．D

2、CH4-CO2重整反应[CH4(g)+CO2(g)   2CO(g)+2H2(g)-Q(Q＞0)]以两种温室气体为原料生成了合成气，在“碳中和”的时代背景下，该技术受到更为广泛的关注。

Ⅰ.完成下列填空：

(1)某温度下，在体积2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应，经过2min达到平衡状态时CO2的转化率为50%。此过程中以CH4表示的平均化学反应速率为_______。平衡常数的值为_______。达到平衡后，其他条件不变时向容器中充入CO2与CO各1mol，则化学平衡_______移动(选填“正向”“逆向”或“不”)。

Ⅱ.储能是指通过介质或设备把能量存储起来，在需要时再释放的过程。CH4-CO2重整反应也可用于高温废热的储能。800℃下，研究反应物气体流量、CH4与CO2物质的量比对CH4转化率(α)、储能效率(η)的影响，部分数据如下所示。

已知储能效率η=Qchem/Qi，其中，Qchem是通过化学反应吸收的热量，Qi是设备的加热功率。

(2)解释为何可以用CH4-CO2重整反应进行储能。_______

(3)对比实验_______(填序号)，可得出结论：气体流量越大，CH4转化率_______。

(4)实验ⅳ中CH4转化率比实验ⅲ高，结合相关数据解释为何储能效率却低的原因(两次实验中设备的加热功率Qi不变)。_______

3、(l）基态As原子的核外电子排布式为［Ar］______，有________个未成对电子。

(2) As与N是同主族元素，从原子结构角度分析：为什么As的最高价含氧酸H3AsO4是三元酸（含三个轻基），而N的最高价含氧酸HNO3是一元酸（只含一个烃基）______。

(3)比较下列氢化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因__________。

(4) Na3AsO3中Na、As、O电负性由大至小的顺序是______。AsO33-的空间构型为___, AsO33－中As的杂化轨道类型为_______杂化。

(5）砷化稼（GaAs）为黑灰色固体，熔点为1238℃。该晶体属于___晶体，微粒之间存在的作用力是_________。

(6）图为GaAs的晶胞，原子半径相对大小是符合事实的，则白球代表____原子。

己知GaAs的密度为5.307g·cm3, Ga和As的相对原子质量分别为69.72、74.92，求晶胞参数a=______pm （列出计算式即可）。

4、(1)皂化实验中，加入的乙醇可以增大油脂与NaOH溶液的接触面积，其原因是___________。

(2)物质的摩氏硬度如下表所示：

的摩氏硬度比金刚石大的原因是___________。

5、某芳香烃A可以从煤干馏得到的煤焦油中分离出来，以A为原料可以合成聚邻氨基苯甲酸、扁桃酸等物质，其合成流程如下(部分产物、合成路线、反应条件已略去)：

已知：

Ⅰ．R—CHO+HCN

Ⅱ．R—CNR—COOH

Ⅲ．(苯胺易被氧化)

请回答下列问题：

(1)C的分子式为__________。

(2)下列对相关反应类型的判断合理的是__________ (填序号)。

(3)写出反应③的化学方程式：______________________________。

(4)扁桃酸有多种同分异构体，其中既能与氯化铁溶液发生显色反应，又能与碳酸氢钠溶液反应产生气泡的同分异构体有__________种，写出其中一种的结构简式：__________________。

(5)以芳香烃A为主要原料，还可以通过下列合成路线合成阿司匹林和冬青油：

①冬青油的结构简式为____________________。

②写出反应Ⅴ的化学方程式：______________________________。

6、（加试题）烟气(主要污染物SO2、NO、NO2)的大量排放造成严重的大气污染，国内较新研究成果是采用以尿素为还原剂的脱硫脱硝一体化技术。

(1)脱硫总反应：SO2(g)＋CO(NH2)2(aq)＋2H2O(l)＋1/2O2(g)＝(NH2)SO4(aq)＋CO2(g)，已知该反应能自发进行，则条件是____(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。

(2)电解稀硫酸制备O3(原理如图)，则产生O3的电极反应式为______。

(3)室温下，往恒容的反应器中加入固定物质的量的SO2和NO，通入O3充分混合。反应相同时间后，各组分的物质的量随n(O3)∶n(NO)的变化见上图。

① n(NO2)随n(O3)∶n(NO)的变化先增加后减少，原因是____。

② 臭氧量对反应SO2(g)＋O3(g)＝SO3(g)＋O2(g)的影响不大，试用过渡态理论解释可能原因__。

(4)通过控制变量法研究脱除效率的影响因素得到数据如下图所示，下列说法正确的是____。

A. 烟气在尿素溶液中的反应：v(脱硫)＜v(脱硝)

B. 尿素溶液pH的变化对脱硝效率的影响大于对脱硫效率的影响

C. 强酸性条件下不利于尿素对氮氧化物的脱除

D. pH=7的尿素溶液脱硫效果最佳

(5)尿素的制备：2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)  ΔH＜0。一定条件下，往10 L恒容密闭容器中充入2 mol NH3和1 mol CO2。

① 该反应10 min 后达到平衡，测得容器中气体密度为4.8 g·L－1，平衡常数K=__。

② 上图是该条件下，系统中尿素的物质的量随反应时间的变化趋势，当反应时间达到3min 时，迅速将体系升温，请在图中画出3~10 min 内容器中尿素的物质的量的变化趋势曲线__________。

7、氟化钡可用于制造电机电刷、光学玻璃、光导纤维、激光发生器。以钡矿粉(主要成份为BaCO3，含有SiO2、Fe2+、Mg2+等杂质)制备氟化钡的流程如下：

已知：常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是：3.4、12.4。

(1)滤渣A的化学式为_____

(2)滤液1加H2O2氧化过程主要反应的离子方程式为_______________________。

(3)加20%NaOH溶液调节pH=12.5，得到滤渣C的主要成分是____________________。

(4)滤液3加入盐酸酸化后再经_____、冷却结晶、_______、洗涤，真空干燥等一系列操作后得到BaCl2·2H2O晶体。

(5)常温下，用BaCl2·2H2O配制成0.2mol/L水溶液与等浓度的氟化铵溶液反应，可得到氟化钡沉淀。请写出该反应的离子方程式__________________。己知Ksp(BaF2)=1.84×10-7，当钡离子完全沉淀时（即钡离子浓度≤10-5L)，至少需要的氟离子浓度是_____ mol/L (结果保留三位有效数字)。(己知=1.36)

(6)己知：Ksp (BaCO3 =2.58×10-9，Ksp (BaSO4)=1.07×10-10。将氯化钡溶液滴入等物质的量浓度的硫酸钠和碳酸钠混合液中，当BaCO3开始沉淀时，溶液中 =_______。(结果保留三位有效数字)

8、一定温度下，固定容积的密闭容器中发生下列反应：反应过程中，各物质浓度与时间的关系如图：

(1)该反应平衡常数表达式为____________。

(2)化学反应速率表示______；建立平衡过程中，混合气体的密度______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

(3)时改变外界条件，使______（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

9、钛及其合金具有密度小、强度高、耐酸、碱腐蚀等优良性能，被广泛用于航天、航空、航海、石油、化工、医药等部门。由钒钛磁铁矿经“选矿”得到的钛铁矿提取金属钛(海绵钛)的主要工艺过程如下：

（1）钛铁矿的主要成分为FeTiO3。控制电炉熔炼温度(<1500K)，用等物质的量的碳还原出铁，而钛以二氧化钛的形式进入炉渣浮于熔融铁之上，使钛与铁分离，钛被富集。写出相关反应：  

（2）已知氯化反应过程中会产生一种无色可燃性气体，请写出在1073—1273K下氯化反应的化学方程式：

（3）氯化得到的TiCl4中含有的VOCl3必须用高效精馏的方法除去。实际生产中常在409 K下用Cu还原VOCl3，反应物的物质的量之比为1：1，生成氯化亚铜和难溶于TiCl4的还原物，写出此反应方程式：  

（4）TiCl4的还原通常在800oC的条件下进行，反应过程中通入氩气的目的是   ，试写出从还原产物中分离出海绵钛的步骤  

（5）电解法冶炼钛的一种生产工艺是将TiO2与粉末与黏结剂混合后，压制成电解阴极板，用石墨作阳极，熔融氧化钙作电解质，电解过程中阳极生成O2和CO2气体，破碎洗涤阴极板即得到电解钛。试写出阴极反应方程式   。

10、某重金属离子处理剂M(Na2CS3·xH2O)为红色固体，易溶于水，性质与碳酸钠类似，水溶液显碱性，在空气中易被氧化。

Ⅰ．M的制备：

步骤一：向三颈烧瓶中加入少量磁力搅拌子，再加入10.00mL(密度为1.26g/mL)CS2。

步骤二：用恒压滴液漏斗向三颈烧瓶中加入50mLl.00mol/L的Na2S溶液，再向球形冷凝管中通入冷水，打开磁力搅拌器和加热装置，控制温度在25°C反应15min，关掉磁力搅拌器和加热装置。待溶液冷却后， (实验操作)，得M的溶液，通过处理后得M晶体(Na2CS3·xH2O)。

步骤三：再将温度分别控制在30°C、35°C、40°C、45°C，重复以上操作，可得反应温度对全硫碳酸钠产率的影响如图乙；硫化钠和二硫化碳分别在40°C和45°C反应时，反应时间对全硫碳酸钠产率的影响如图丙。

已知：CS2易燃，有毒，不溶于水，沸点为46°C，能与NaOH溶液反应。

回答下列问题：

(1)步骤一三颈烧瓶中加入的CS2是否过量___________(填“是”或“否”)，发生反应的化学方程式为：___________。

(2)该制备过程不能用明火加热的原因是___________。由图，温度应控制在___________°C，原因是___________。

(3)步骤一若三颈烧瓶中忘加磁力搅拌子，正确操作是___________。步骤三中的实验操作和过滤均用到的玻璃仪器是___________。

Ⅱ．M的性质探究：

(4)M溶液显碱性的原因是___________(用离子方程式表示)。

(5)向M溶液中滴加硫酸酸化的K2Cr2O7溶液，溶液中有绿色的Cr3-产生。某同学在所得溶液中加入过量的BaCl2溶液，通过测定产生的白色沉淀的质量来求所用Na2CS3质量，你是否同意他的观点___________(填“是”或“否”)，理由是___________。

11、将24.5gKClO3固体与8.7gMnO2固体混合加热片刻，得到标况下VL气体，冷却后固体质量为25.52g；再将剩余固体溶于水并加入足量亚硝酸钠和硝酸银溶液，再加足量的稀硝酸，过滤、洗涤、干燥得到m克固体。求：

(1)标准状况下气体体积V为___。

(2)最后所得固体质量m为___g。

12、甲烷化是一种实现资源化利用的有效途径。

(1)1902年，Paul Sabatier首次报道了的甲烷化。在一定的温度和压力条件下，将按一定比例混合的和H₂通过装有金属Ni的反应器可得到。Paul Sabatier反应为   。

已知25℃和101 kPa时，①的燃烧热 kJ⋅mol-1；

②的燃烧热 kJ⋅mol-1；

      kJ⋅mol-1

则Paul Sabatier反应的_______ kJ⋅mol-1。

(2)近年来，生物电催化技术运用微生物电解池实现了的甲烷化，其工作原理如图-1所示。

①微生物电解池实现甲烷化的阴极电极反应式为_______。

②如果处理有机物产生标准状况下112 m3CH4，则理论上导线中通过电子的物质的量为_______。

(3)光催化还原法也能实现甲烷化，其可能的反应机理如图-2所示，为催化剂，在紫外光照射下，VB端光产生带正电荷的空穴()，形成光生电子一空穴对，与所吸附的物质发生氧化还原反应。

①光催化转化O2为时，在VB端发生的反应为_______。

②在紫外光照射下，还原CH4的过程可描述为_______。

③催化剂的催化效率和CH4的生成速率随温度的变化关系如图-3所示。300~400℃之间，CH4生成速率加快的原因是_______。

13、以铁镍合金(含少量铜)为原料，生产电极材料的部分工艺流程如下：

已知：(1)表中列出了几种金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0计算)。

(2)；。

回答下列问题。

(1)中的化合价为__。“酸溶”时转化为，该过程中温度控制在70~80℃的原因是__。

(2)“酸溶”时镍生成，写出铁镍合金中镍参与反应的离子方程式：____。

(3)“除铜”时若选用，会导致部分也产生沉淀，当溶液中、沉淀同时存在时，溶液中__。

(4)“沉镍”时得到碳酸镍()沉淀。在空气中碳酸镍与碳酸锂共同“煅烧”可制得，该反应的化学方程式为____。

(5)“沉镍”后的滤液中主要是和，当溶液中二者的物质的量之比为1：1时，溶液中离子浓度由大到小的顺序是__。

(6)已知铁镍合金中镍的质量分数为29.5%，称取10.0g合金，最终制得4.7g，则合金中的利用率为____(保留两位有效数字)。