2023年高考第一次模拟考试卷：化学（河北B卷）（全解全析）

2023年高考化学第一次模拟考试卷

化学•全解全析

本卷满分100分，考试时间75分钟。

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动，

用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号.回答非选择题时，将答案写在答题卡上.写在本试卷上无

效.

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回.

可能用到的相对原子质量：H1Li7C12N14O16Na23Al27Si28P31Fe56

Co59Cu64

一、单项选择题：本题共14小题，每小题3分，共42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.下列‘'类比”结果正确的是

A.植物油不溶于水，则甘油也不溶于水

B.甲酸能与银氨溶液发生银镜反应，则乙酸也可与银氨溶液发生银镜反应

C.S和Fe加热条件下生成FeS,则S和Cu加热条件下生成Cu2s

D.向含Ag+的溶液中滴加过量氨水不会产生沉淀，则向含AP*的溶液滴加过量的氨水也不会

产生沉淀

【答案】C

【详解】

A.甘油为丙三醇，能与水混溶，A错误；

B.甲酸中有醛基，故能发生银镜反应，乙酸中无醛基，不能发生银镜反应，B错误；

C.硫的氧化性较弱，与变价金属反应只能生成低价态化合物，故与铁反应生成硫化亚铁，与铜反

应生成硫化亚铜，C正确；

D.向银离子的溶液中加入过量的氨水生成银氨溶液，不会产生沉淀，但向含有铝离子的溶液中加

入过量的氨水只能生成氢氧化铝沉淀，D错误；

故选C。

2.有机物M是合成抗过敏药物色甘酸钠的中间体，结构简式如下图。下列关于该有机物的说法正

确的是

A.属于芳香烧B.能与NaOH溶液反应

C.苯环上的一氯取代物有4种D.所有碳原子不可能共平面

【答案】B

【解析】

A.该物质分子中含有苯环，根据物质分子结构可知：该物质中含有C、H、O三种元素，因此属于

煌的衍生物，A错误；

B.该物质分子中含有酯基，因此能与NaOH溶液反应，B正确；

C.根据物质结构简式可知：在苯环上含有3种不同位置的H原子，处于苯环上的一氯取代物有3

种，C错误；

D.苯分子是平面分子，-OCH3的0取代苯分子中H原子的位置，在苯分子平面上，与0原子连接

的2个C原子是V形结构，可能处于同一平面上；乙烯分子是平面分子，-CFB及酯基的C原子取

代乙烯分子中H原子的位置，在乙烯分子的平面上，乙烯平面与苯分子平面共直线，由于碳碳单键

可以旋转，则该分子中所有碳原子可能共平面，D错误；

故合理选项是

3.化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列有关说法错误的是

A.“天和”核心舱电推进系统中的霍尔推进器腔体，使用的氮化硼陶瓷基复合材料属于新型无

机非金属材料

B.2021年我国科学家在实验室中首次成功实现二氧化碳人工合成淀粉，这项技术有利于实现

“碳中和”

C.冬奥火炬“飞扬”将碳纤维与高性能树脂结合在一起做成碳纤维复合材料•，碳纤维和树脂都

是有机高分子材料

D.奥密克戎是新冠病毒变异株，传播性强，其成分中含有蛋白质，属于高分子化合物

【答案】C

【解析】

A.氮化硼陶瓷由B、N元素组成，具有耐高温、强度高、耐腐蚀等性能，所以氮化硼陶瓷基复合

材料属于新型无机非金属材料，A正确；

B.用二氧化碳人工合成淀粉，可有效减少大气中二氧化碳的含量，有利于实现“碳中和”，B正确；

C.碳纤维含有90%以上的碳元素，属于无机非金属材料，C错误；

D.蛋白质的相对分子质量远大于10000,属于高分子化合物，D正确；

故选C。

4.NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是

A.l.OmolCM与C12在光照下反应生成的CH3cl分子数为NA

B.0.1mol/L的Na2co3溶液中阳离子数目为0.2NA

C.12g金刚石中含有化学键的数目为2NA

D.含0.2molH2s04的浓硫酸和足量的铜反应，转移电子数为0.2NA

【答案】C

【解析】

A.CH4与Ch在光照下发生取代反应为连锁反应，产物有CH3CI、CH2c12、CHCb、CCk、HC1,即

l.OmolCFh并完全转化为CH3C1,故生成的CH3cl分子数小于NA,A错误；

B.溶液体积未知，无法计算离子数目，B错误：

C.12g金刚石的物质的量为正黑M=金刚石中1个碳原子参与形成4个C-C键，则1个碳

原子形成4x(=2个C-C键，则含有化学键的物质的量为lmolx2=2mol,数目为2NA,C正确；

D.随着反应进行，浓硫酸变为稀硫酸，稀硫酸不与铜反应，所以0.2molH2sCh不能完全反应，反

应转移电子数小于0.2NA,D错误；

答案选C。

A.装置甲打开分液漏斗下方活塞，水不能持续流下

B.装置乙加热时，品红溶液中红色褪去，冷却后溶液变红

C.装置丙加热一段时间后气球鼓起，高镒酸钾溶液褪色

D.加热丁蒸发A1CL溶液，完全蒸干后得到AlCb晶体

【答案】C

【解析】

A.如图所示装置中橡皮管可以平衡气压，能使水持续流下，故A错误；

B.加热时，主要是亚硫酸分解生成二氧化硫，因此溶液呈红色，冷却后二氧化硫溶于水，使品红

溶液红色褪去，故B错误；

C.铜和浓硫酸制取S02,气体鼓起，S02与酸性高锦酸钾溶液反应，所以酸性KMnO4溶液褪色，

故C正确；

D.AlCb易水解，蒸干AlCb溶液应得到Al（0H）3,灼烧得到ALCh,故D错误。

综上所述，答案为C。

6.1934年约里奥一居里夫妇在核反应中用a粒子（即氢；He）轰击金属原子，X,得到核素晓X,开创

了人造放射性核素的先河：；X+；HeT，Y+；）n,其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列

叙述正确的是

A.X的相对原子质量为26B.X、Y均可形成三氯化物

C.X的原子半径小于Y的D.Y仅有一种含氧酸

【答案】B

【详解】

由质量守恒可得：W=30+1-4=27,设X的最外层电子数为x,由元素X、Y的最外层电子数之和

为8可得：x+x+2=8,解得x=3,Y的质量数为30,则X为A1元素、Y为P元素。

A.由分析可知，X的质量数是27,的相对原子质量近似为27,A1元素的相对原子质量需要根

据铝的各种同位素的相对原子质量和它们在自然界中的原子百分比计算平均值，故A错误；

B.铝元素、磷元素都能与氯元素形成三氯化物，如三氯化铝、三氯化磷，故B正确；

C.同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则铝原子的原子半径大于磷原子，故C错误；

D.磷元素可以形成磷酸、亚磷酸、偏磷酸等多种含氧酸，故D错误；

故选B,

7.下列有关物质性质，说法正确的是

A.电解熔融A12O3可以得到A1

B.铁与碘反应易生成碘化铁

C.用生石灰沉淀富镁海水中的Mg2+,生成碳酸镁

D.青花瓷胎体的原料为高岭土［A12Si2O5（OH）4］,若以氧化物形式表示为ALC）3・SiO2・2H2O

【答案】A

【详解】A.工业上采取电解熔融AI2O3的方法冶炼Al,故A正确：

B.碘的氧化性较弱，铁与碘反应生成碘化亚铁，故B错误；

C.用生石灰沉淀富镁海水中的Mg2+,生成氢氧化镁，碳酸镁的溶解度大于氢氧化镁，所以不生成

碳酸镁，故C错误；

D.高岭土［AbSi2O5（OH）4］是硅酸盐，硅酸盐可以表示为氧化为的形式，AbSi2O5（OH）4若以氧化物

形式表示为Al2O3«2SiO2«2H2O,故D错误；

故选Ao

8.LaKCOs%可用于治疗高磷酸盐血症，难溶于水，在溶液中制备易形成La/COsLxHzO,溶液

碱性太强时会生成La（OH）CC>3。某大学实验室利用LaJ与（NHJCO3制备区（83）33也0,制

备流程如图所示。下列说法正确的是

盐酸NH3

纯碱f|制气|f|洗气|f|制备|一分离->La,（CO3）3--VH2O

T

LaCl3

A.“制气”环节与实验室用MnC>2制C1?的装置相同

B.“洗气”环节可用NaOH溶液

C.“制备”环节应通入过量的NH,

D.“制备”方程式为2LaCh+6NH3+3CO2+（x+3）H,O=La,（CO,）,•xH2OI+6NH4C1

【答案】D

【解析】

盐酸与纯碱制备二氧化碳，二氧化碳中混有的氯化氢气体可用饱和食盐水除去，在制备过程中氨气

和LaCh、CCh反应生成La2（CO3）3-XH2O0

A.该制气过程不用加热，与实验室用MnO2制CL的装置不相同，A错误；

B.为防止二氧化碳参与反应，洗气川碳酸氢钠溶液，除去挥发出的氯化氢，B错误；

C.若通入氨气过量，碱性太强，可能会生成La（OH）CO3,C错误；

D.制备总方程式正确，D正确；

故选D。

9.lL0.10molL」H3RC>3溶液pH<l,向其中加入NaOH固体（忽略体积变化），测得溶液中各种含R

微粒的物质的量分数⑹与溶液pH的关系如图所示。下列有关说法不氐解的是

溶液pH

+

A.当加入O.lmolNaOH时:c（Na）=c（H2RO；）+c（HRO）+c（ROf）

B.当加I入0.2mo1NaOH时：（ROr）>c（H2RO；）

C.曲线笳是指微粒H2RO；的变化趋势

D.N点，c（HRO：）=c（RO；）=0.05mol-L」

【答案】D

【解析】

0.10molL」H3R03溶液pH<l,说明其一级电离为完全电离，随着pH的增大H2RO；逐渐减少,HRO^

逐渐增多，故Bi代表HzRO,&代表HRO：,当HRO：达到最大值后，浓度逐渐降低，RO；逐

渐增加，故/代表RO],以此解题。

A.当加入O.lmolNaOH时，溶液为NaHzRCh溶液，根据物料守恒可知，

c（Na*）=c（H2RO；）+c（HRO；）+c（RO；）,A正确；

B.当加入0.2molNaOH时，溶液为NazHRCh溶液，由分析可知近代表HRO广，当其为最大值时,

溶液显酸性，说明HRO；-的电离大于水解，故（RO；）>C（H2RO；）,B正确；

C.由分析可知曲线》是指微粒H2RO；的变化趋势，C正确；

D.最初H3RO3溶液浓度为O.lOmolLL由分析可知，虽然N点c（HRO：）=c（RO；-）,但是H3RO3

的二级电离和三级电离都是微弱的，即溶液中随时都存在HiRO；,故

c（HROj'）=c（ROr）<0.05molL-1,D错误;

故选D。

10.短周期元素Z、W、X、Y的原子半径依次减小，W的简单氢化物的水溶液呈碱性，Z的最外

层电子数为其内层电子总数的两倍，Y与其他三种元素不在同一周期，这四种元素组成的某阴离子

的结构如图所示，图中各原子最外层均满足稳定结构。下列叙述错误的是

YY

\/

rwx-1-

III

z—z—X

/1

LYJ」

A.Z、W、X三种元素中，只有X没有对应的含氧酸

B.W、X、Y三种元素组成的化合物均为强电解质

C.简单氢化物的沸点：X>W>Z

D.图示阴离子能与酸反应生成盐

【答案】B

【详解】

W的简单氢化物的水溶液呈碱性，则氢化物为氨气，W应为N；Z的最外层电子数为其内层电子总

数的两倍，则Z原子核外有两个电子层，K层2个电子，L层4个电子，故Z为C,Y的原子半径

最小，且不在第二周期，故Y为H,由图中阴离子的结构及各原子最外层均满足稳定结构可知，X

为0。

A.Z、W、X分别为C、N、O,O无对应含氧酸，A正确；

B.W、X、Y分别为N、O、H,可以形成NHK。,、NH,N。2等镂盐，也可以形成HNO,、HNO2等

酸，其中亚硝酸为弱酸，属于弱电解质，B错误；

C.凡0、N%能形成分子间氢键，沸点高于CH,，常温下H2O是液态，NH3是气态，则沸点：

H2O>NH,>CH4,C正确；

D.题图所示阴离子为甘氨酸根离子，其中的氨基为碱性基团，可与酸反应，D正确：

故选Bo

11.汞钢铜氧晶体是新型超导材料，其晶胞结构如图所示，其中部分原子分数坐标为X（o,0,0）、

Y（g,x）、Z（0,g，g）。下列有关说法中错误的是

A.晶胞的体积为a?cx10一3%01，

B.Hg和Ba原子数之比为1:2

C.另一个钢离子的分数坐标为（J,；，1-X）

D.Hg原子周围最近的Ba原子有4个

【答案】D

【详解】

A.根据晶胞图可知，该晶胞是长方体，晶胞的体积为a%xl（）T°cm3,A正确；

B.根据均摊原则，晶胞中Hg有8x：=l个、Ba有2个、Cu有4x9=1个、O有8x'+4x1=4个,

8442

B正确；

C.根据Y的分数坐标，可知W与上表面的距离为X,所以W分数坐标为故C正确;

D.由图可知，每个Hg原子被8个晶胞共用，所以Hg原子周围最近的Ba原子有8个，D错误；

选D。

12.pH计的工作原理（如图所示）是通过测定电池电动势E（即玻璃电极和参比电极的电势差）而确定

待测溶液的pH。电池电动势E与待测溶液pH关系为：E=0.059pH+K（E的单位为V,K为常数）。

下列说法错误的是

A.pH计工作时•，化学能转化为电能

B.玻璃电极玻璃膜内外c(H*)的差异会引起电池电动势的变化

C.若玻璃电极电势比参比电极低，玻璃电极反应：AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cr

D.若测得pH=3的标准溶液电池电动势E为0.377V,可标定常数K=0.2

【答案】C

【详解】

A.原电池是把化学能转化为电能，pH计是以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HC1

溶液，并插入Ag-AgCl电极)和另一Ag-AgCl电极插入待测溶液中组成电池，pH计工作时，化学

能转化为电能，A正确；

B.pH与电池的电动势E存在关系：E=0.059pH+K,则pH=F-K^,利用玻璃膜内外氢离子浓度

的差异引起电动势的变化达到测量溶液的pH目的，B正确；

C.若玻璃电极电势比参比电极低，，为原电池负极，负极上是银失电子生成氯化银，电极反应为：

Ag-e+CI=AgCl,C错误；

D.pH与电池的电动势E存在关系：E=0.059pH+K,若测得pH=3的标准溶液电池电动势E为

0.377V,可标定常数K=E-0.059PH=0.377-0.059x3=0.2,D正确；

故答案为：C。

13.以CO和H2为原料合成甲醇是工业上的成熟方法，直接以CO2为原料生产甲醇是目前的研究热

点。我国科学家用CO2人工合成淀粉时，第一步就需要CO2转化为甲醇.

已知I：①CO(g)+2H2(g)-CH30H(g)△Hi=-90.5kJ-moH

1

②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H2=-41.1kJmor

1

③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H3=-483.6kJ-mol

下列说法正确的是

A.若温度不变，反应①中生成ImolCHQH⑴时，放出的热量小于90.5kJ

B.对于②反应，选用高效催化剂，可降低反应的焰变

C.CO2与合成甲醇的热化学方程式为：

CO2(g)+3H2(g)-*CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.4kJmoH

D.以CO2和H2O为原料合成甲醇，同时生成02,该反应放出能量

【答案】C

【解析】

A.ImolCH30H(g)能量高于ImolCH30H⑴，反应物的总能量相同，根据能量守恒定律，若温度不

变，反应①中生成ImolCH30H(1)时，放出的热量大于90.5kJ,故A错误；

B.催化剂可降低C02与H2合成甲醇的反应的活化能，但不改变反应的焰变，故B错误；

C.根据盖斯定律①-②得反应④CCh(g)+3H2(g).・CH30H(g)+H2O(g)

△H=(-90.5+41.1)kJ.moll=-49.4kJ.moll,故C正确；

D.结合选项C、根据盖斯定律④x2-③x3得2co2(g)+4H2O(g).，2CH30H(g)+3Ch(g)

△H=(-49.4X2+483.6x3)kJ/mol=+1352kJ/mol>0,则该反应需要吸收能量，故D正确；

故选C。

14.氢气和二氧化碳在催化剂作用下，在180-280C温度条件下合成甲醇。该反应为放热反应。催

化过程可解释为“吸附-活化-解离”的过程。催化反应机理如图所示。下列说法正确的是

A.反应过程中I-VI步，C化合价一直发生变化，Cu、Zr的化合价一直不变

B.单位时间，在某一温度下，生成水最多，则此温度下甲醇产率最大

C.增大催化剂的表面积，可以提高甲醇的平衡产率

D.由于电负性0>C,所以CO2与氧化错及吸附在氧化错晶格表面的OH结合

【答案】D

【详解】

A.H的电负性大于Cu,在铜晶格的表面，氢气分子断裂为H原子，通过化学键结合在铜晶格表

面，反应过程中I-VI步中铜化合价有0价，+2价，A错误；

180-280℃,Cu/ZrO,

B.单位时间，在某一温度下，生成水最多，发生副反应氏+82一凡0+(30,

则此温度下甲醇产率最小，B错误：

C.增大催化剂的表面积，提高催化效率，但对甲醇的平衡产率无影响，C错误；

D.0的电负性大于C,二氧化碳分子中的C带正电，O带负电，C与吸附在氧化错晶格表面的OH

上的O原子结合，二氧化碳中的0与氧化错晶格中的错离子(+4)结合，从而形成活性中间体，D正

确；

故选D。

二、非选择题：共58分。

15.（14分）硫氧化钾（KSCN）是一种用途广泛的化工原料，常用于染料、药物的生产。实验小组设

计如图实验装置模拟工业制备KSCN并进行相关探究实验。

ABC

已知：①CS?是一种不溶于水且密度大于水的非极性试剂。

催化剂

②CS,+3NH：—NH.SCN+NH.HS

水浴加热

回答下列问题：

（1）SCNT的结构式为,

（2）装置A用于实验室制备氨气，反应的化学方程式为。

（3）装置B中，三颈烧瓶内盛放有CS,、水和固体催化剂，通入氨气的导管口需要插入CS?液体中，

其目的是（写两点）。

（4）待三颈烧瓶内液体不分层后，熄灭装置A处的酒精灯，关闭K-移开水浴。将装置B继续加

热至105℃,NH4HSNH4HS=NH,T+H,ST）,JFK2,缓缓滴入适量的K£O,溶

液充分反应，（NH）CC）3完全分解制得KSCN溶液。装置C中仪器a的名称是,用离子方

程式表示装置C处的烧杯中产生淡黄色浑浊的原因。

（5）除去固体催化剂后，为使KSCN晶体充分析出并分离，采用的操作为减压蒸发、、过

滤。

（6）过滤装置C中吸收尾气后的悬浊液，得到滤液X。取少量滤液x进行如图实验

［已知Ag++SCN-=AgSCN"白色）］：

取上层清液，滴加

滴加几滴滤液x几滴KSCN溶液

33

abc

2mL0.5mol,L-1有白色沉淀，管有白色沉淀，溶

AgNC>3溶液壁有银镜附着液局部变红

①设计实验方案并根据实验现象解释试管b中产生银镜的原因［可供选择的试剂:

AgNO,溶液、Fe?（SOJ溶液、FeSO」溶液、（NHJSO&溶液］。

②小组同学观察到试管c中实验现象后，用力振荡试管，又观察到红色褪去且白色沉淀增多,

结合平衡移动的知识解释其原因_________________________。

【答案】

(1)[S=C=N]-

:

(2)2NH4Cl+Ca(OH)2^CaCl2+2NH,T+2H2O

(3)防倒吸；使N&与CS?充分接触混合

(4)(球形)干燥管2Fe"+H2s=2Fe2++sJ+2H*

(5)冷却结晶

(6)取2mL0.5moiAgNOj溶液，加入几滴FeSC^溶液，若产生银镜，证明是Fe"还原Ag+产

生银镜红色溶液存在平衡Fe3*+3SCN-=Fe(SCN)3,用力振荡，发生反应Ag++SCN=AgSCNJ,

白色沉淀增多；c(SCN)减小，使上述平衡逆向移动，红色褪去

【解析】

A中制备氨气，在B中氨气与二硫化碳反应先生成硫鼠化核，然后与碳酸钾溶液反应生成硫氟化钾，

装置C为尾气吸收装置。

(1)根据C形成4个共价键、N形成3个共价键、S形成2个共价键或SCN-与CO?互为等电子体

进行判断，故SCN的结构式为［S=C=N「。

(2)氯化筱和氢氧化钙混合加热制备氨气，故化学方程式为

△

2NH4C1+Ca(0H)2CaCl2+2NH3T+2H2O。

(3)CS?是非极性试剂，极性分子N&在其中的溶解度小，可以防倒吸；N%(气体)通入CS°(液体)

中，可以增大接触面积，使反应充分。

(4)装置C中仪器a为(球形)干燥管，由装置C烧杯中产生淡黄色浑浊，可知H2s被Fe3+氧化为S

单质，则氧化剂Fe3+被还原为Fe2,离子方程式为2Fe'++H2s=2Fe?++SJ+2FT。

(5)减压蒸发、冷却结晶、过滤得到KSCN晶体。

(6)①滤液x的主要溶质为Fe2(SO)3、FeSOaa(NH4)2SO4,试管b中产生银镜是因为发生反应

Fe?++Ag+—Fe3++AgJ。根据试管a中AgNO,溶液的用量，结合所提供的试剂，要选用

2mL0.5molL-1AgNC^溶液和FeSO,溶液设计实验方案，故答案为：取2mL0.5moi•口AgNC>3溶液,

加入几滴FeSO,溶液，若产生银镜，证明是Fe2+还原Ag+产生银镜。

②试管c的溶液局部变红是因为上层清液中的Fe?+与滴入的SCN反应，存在化学平衡

Fe"+3SCNuFe(SCN),。用力振荡试管，上层清液中的Ag'与SCN-充分接触生成难溶的AgSCN白

色沉淀，所以白色沉淀增多；c(SCN-)减小，使上述平衡逆向移动，红色褪去，故答案为：红色溶

液存在平衡Fe3++3SCN-=Fe(SCNK用力振荡，发生反应Ag,+SCN.=AgSCNJ,白色沉淀增多；

c(SCN)减小，使I:述平衡逆向移动，红色褪去。

16.(15分)硫化钻铜矿主要成分有CoS、CuS、CuFeS?、FeS2,还含有少量Mg、Ca等元素。一种

热活化硫酸浸出工艺实现了钻和铜的高效回收利用，并较好解决了焙烧过程中二氧化硫的溢出问题o

工艺流程如图所示：

H：SO.

O,纯缄H：SO.i机棚f反落取fCuSO,溶液-*Cu

破化钻纯碱草酸性溶液

焰烧f酸浸草收NaCIO,NH.F

域气滤液I

淀港2泡渣3

回答下列问题：

(1)CuFeS2中Cu的化合价为o

(2)“焙烧”中，钻、铜矿物转化成硫酸盐，写出CoS转化的化学方程式.。“酸浸”过程

中Co和Cu的浸出率受焙烧温度和时间的影响如下图所示。由图可知，“焙烧”过程中的最佳实验条

件为o

100KX)

%

/

*

王

交

70

3004004505005501015202530

焙烧温度CC焙烧时同/h

(3)电解CuSO4溶液获取Cu后的电解质溶液可返回_______工序循环使用。

(4)“氧化除铁”中将溶液pH调至4.0,并加热煮沸的目的是o

(5)若“除钙镁”时溶液中c(Mg2+)=0.001mol/L,当Ca?+恰好完全沉淀时，列式计算判断Mg2+是否开

9

始沉淀(已知：室温下，K»p(CaF2)=2.7xl(?u,Ksp(MgF2>6.4xlO-)»

(6)将5.49g草酸钻晶体(C0C2O2H2O)置于空气中加热，其固体质量随温度变化如图，300℃时，

剩余固体氧化物的化学式为。

【答案】

(1)+2

(2)

COS+2O2=COSO4500"C：20h

(3)酸浸、反萃取

(4)使Fe3+水解完全，并使Fe(OH)3胶体发生聚沉，便于过滤除杂

A入oKn(CaF,)6

(5)Ca?+恰好完全沉淀时，c(Ca2+)=10-5mol/L,c2(F)=sp^,/=2.7x1O-6(mol/L9)2,此时

c(Ca-)

Qc=c(Mg2+)c2(F-)=2.7xl0-9<Ksp(MgF2)=6.4x109,所以Mg2+还没有开始沉淀

(6)Co3O4

【解析】

硫化钻铜矿经过灼烧，酸浸处理得到滤渣1为S,滤液中为铜离子、亚铁离子、铁离子、钙离子、

镁离子、钻离子，氧化除去溶液中的亚铁离子，调节溶液pH使铁变为沉淀而除去，升高温度可使

水解程度增大，过程中硫酸可以循环使用，根据沉淀溶解平衡进行计算可判断是否有沉淀析出，“酸

浸”过程中最佳的条件为温度：500℃,焙烧时间为2.0h,据此答题。

(1)CuFeSz中S元素的化合价为-2价，Fe元素化合价为+2价，Cu元素化合价为+2价；

尸焙烧

(2)①“焙烧”中，钻、铜矿物转化成硫酸盐，CoS与氧气焙烧的化学方程式为：COS+2O2^COSO4；

②由图像可知“焙烧”的最佳条件为：500℃、20h;

(3)电解C11SO4溶液，阴极可得到Cu,阳极可得到O2,电解质溶液变为硫酸溶液，可返回到酸浸、

反萃取步骤；

(4)“氧化除铁''中将亚铁离子氧化为铁离子，用Na2c03调节pH使铁离子转化为氢氧化铁的沉淀

而除去，升高温度铁离子水解程度增大，使Fe3+水解完全，并使Fe(0H)3胶体发生聚沉，便于过滤

除杂；

11

(5)当Ca2+恰好完全沉淀时离子浓度小于ixlO^mol/L,带入Ksp(CaF2)=2.7xlO-计算可得

2+9

/(广)=僚=ixd；L=27x10一"，Qc=c(Mg)x(k)带入数值计算Q,=2.7x10-,

Q’VKsp,平衡正向移动沉淀溶解，所以Mg2+还没有开始沉淀；

(6)草酸钻晶体(CoQOrZHzO)的相对分子质量为183,5.49g草酸钻晶体为0.03mol,200℃时质量

200℃

变化为1.08g,根据计算为0.06mol水，反应的方程式为COC2O#2H2O—COC2O4+2H2O,300℃

时剩余固体质量为2.41g,钻的质量为m(Co)=0.03molx59g/mol=1.77g,m(O)=2.41-1.77=0.64g,

n(Co):n(O)=3:4,氧化物的化学式为8Q4。

17.(14分)我国对世界郑重承诺：2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。而研发二氧化碳

的碳捕集和碳利用技术则是关键，其中催化转化法最具应用价值。回答下列问题：

I.一定温度下，CO?和在催化剂作用下可发生两个平行反应，分别生成CH30H和CO。

1

a：CO2(g)+3H2(g).CH,OH(g)+H2O(g)=-49.5kJ-moE

b：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AW2=+41.2kJmor'

(1)相同温度下，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△/£,=。

(2)在传统的催化固定反应床(CFBR)中，CO2转化率和甲醇选择性通常都比较低，科学团队研制

了一种具有反应和分离双功能的分子筛膜催化反应器(CMR),极大地改善了该问题，原理如图所示。

保持压强为3MPa,温度为260℃,向密闭容器中投料比按今若=3投入一定量C0,和H?,不同

"(CO?)

反应模式下CO2的平衡转化率和甲醇选择性的相关实验数据如下表所示。

〃(也)

温度/℃CH30H选择性

实验组反应模式"(co?)CO2转化率

①CFBR326021.967.3

②CMR326036.1100.0

己知CH30H选择性：转化的CO?中生成CHQH的百分比。

①CMR模式时，上述条件下发生反应，下列说法能作为反应a达到平衡状态的判据是

(填选项字母)。

A.气体压强不再变化B.气体平均相对分子质量不再变化

C.瞿&不再变化D.COr凡、CHQH、HQ的物质的量之比为

②由表中数据可知CMR模式下，CO?的转化率明显提高，结合具体反应分析可能的原因：

(3)反应b在进气比［〃(以)2)：〃(乩)］不同时，测得相应的CO2平衡转化率见图(各点对应的反应

温度可能相同，也可能不同，其他反应条件都相同)。

①D和F两点对应的温度关系：T(D)T(F)(填<,>,或=),其原因是。

C(l,75)

.A(0.5,66.7)•

•D(I,60)

B(0.5,50)E(l,40)F(1.5,50)

*

G(1.5,40)

*

-

00.511.52

«(CO2):M(H2)

②已知反应速率喋=^X(CO2)X(HJ,丫逆=七x(CO)x(HQ),k为反应速率常数，x为物质的

量分数，在达到平衡状态为G点的反应过程(此过程为恒温)中，当C0?的转化率刚好达到20%时,

_______O

V逆

II.用下图装置电解二氧化碳也可制取甲醇，控制在一定温度左右，持续通入二氧化碳，电解过程

中HCO：物质的量基本不变。

持续通

入CO?

pH=8的KHCO潘液

(4)阴极电极反应式为:

【答案】

(1)—90.7kJ/mol

(2)BCMR模式下，只发生反应a,双功能的分子筛膜能及时分离出水蒸气，时平衡右移，二

氧化碳产率增大

(3)<通过计算得出D点平衡常数K小于F点，该反应为吸热反应，升高温度，平衡常数K

越大白3

28

(4)7CO2+6e+5H2O=CH3OH+6HCO；

【解析】

(1)由盖斯定律可知，反应a—b可得反应CO(g)+2H式g).CH,OH(g),则

△//.；=△W/—△//2=(—49.5kJ/mol)—{+41.2kJ/mol)=—90.7kJ/mol,故答案为：一90.7kJ/mol；

(2)①A.恒压条件下，气体压强始终不变，则气体压强不再变化不能说明正逆反应速率相等，无

法判断反应是否达到平衡，故错误；

B.由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，反应a是物质的量减小的反应，反应中气体

平均相对分子质量增大，则气体平均相对分子质量不再变化说明正逆反应速率相等，反应已达到平

衡，故正确；

n(H,)〃(H,)"(H,)

c.一为冬的比值与化学计量数的比值相等，反应中始终不变，则焉=不再变化不能

”(CO?)n(CO2)n(CO,J

说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；

D.CO2.HrCHQH、H'O的物质的量之比为不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应

是否达到平衡，故错误；

故选B；

②由表中数据可知CMR模式下，只发生反应a,双功能的分子筛膜能及时分离出水蒸气，时平衡右

移，二氧化碳产率增大，故答案为：CMR模式下，只发生反应a,双功能的分子筛膜能及时分离出

水蒸气，时平衡右移，二氧化碳产率增大；

(3)①由图可知，D点二氧化碳和氢气的物质的量比为1：1,二氧化碳的转化率为60%,设容器

的体积为1L,起始二氧化碳和氢气的物质的量均为Imol,则平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳和

水蒸气的浓度分别为0.4moI/L、0.4mol/Ls0.6mol/L和0.6mol/L,反应的平衡常数

6mol/LxO.6mol/L225F点二氧化碳和氢气的物质的量比为1.5：1,二氧化碳的转化率为

0.4mol/Lx0.4mol/L

50%,设容器的体积为1L,起始二氧化碳的物质的量为1.5mol、氧气的物质的量为Imol,则平衡

时二氧化碳、氢气、一氧化碳和水蒸气的浓度分别为0.75mol/L>0.25mol/L,0.75mol/L和0.75mol/L,

反应的平衡常数忆=第吗空等陪=3,该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向

0.75mol/Lx0.25mol/L

移动，化学平衡常数增大，由F点平衡常数大于D点可知，D点反应温度小于F点，故答案为：V；

通过计算得出D点平衡常数K小于F点，该反应为吸热反应，升高温度，平衡常数K越大；

②由图可知，G点二氧化碳和氢气的物质的量比为1.5：1,二氧化碳的转化率为40%,设容器的体

积为1L,起始二氧化碳的物质的量为L5mol、氧气的物质的量为ImoL则平衡时二氧化碳、氢气、

一氧化碳和水蒸气的浓度分别为0.9mol/L、0.4mol/L,0.6mol/L0.6mol/L,反应的平衡常数

^=0.6mol^Lx0.6mol/L=L反应达到平衡时由反应达到平衡时，正逆反应速率相等可得：

0.9mol/Lx0.4mol/L

（）（）（）（）泮心当二氧化碳的

kExCO2xH2=kj2xCOxH2O,：*：（；丁］=:窑宵1f卜=1,

转化率为20%时，二氧化碳、氢气、一氧化碳和水蒸气的浓度分别为1.2mol/L、0.7mol/L、0.3mol/L

me、,…v正Krc（CO）c（vH22O）0.3mol/Lx0.3mol/L3,,3

和0.3mol/L,511J—=—x；=|x--------------------------,故答案为：—；

v逆K逆c（CO2）c（H2）1,2mol/Lx0.7mol/L2828

（4）由题意可知，通入二氧化碳的电极为电解池的阴极，在水分子作用下，二氧化碳在阴极得到电

子发生还原反应生成甲醇和碳酸氢根离子，电极反应式为7co2+6L+5H2OCH3OH+6HCO3,故答

案为：7co2+6e+5H2OCH3OH+6HCO；。

18.（15分）洛哌丁胺（I）可用于腹泻的治疗，其一种合成路线如图:

AMgI~__1）XICD

B