精品解析：上海市崇明区2023-2024学年高三上学期期末学业质量调研化学试题

2023学年第一学期期末学业质量调研 高三化学 (满分100分，完卷时间60分钟) 考生注意： 1.试卷满分100分，考试时间60分钟。 2.本考试设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写姓名、考号。 3.作答必须按对应位置涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 相对原子质量：H-1 C-12 O-16 N-14 Cu-64 一、应用广泛的金属(本题共20分) 金属有着广泛应用。很多金属在航空航天、催化技术等领域有着重要的工业价值。 1. 金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题： （1）基态Na原子的价层电子轨道表示式为：_______，其基态原子核外有_______种能量不同的电子。 （2）Na2O2中含有的化学键有_______。 （3）Na2O晶体中微粒半径：r (Na+)_______r ()。(填“>”“=”“<”) （4）钠的某氧化物晶胞如图，图中所示钠离子全部位于晶胞内。 由晶胞图判断该氧化物的化学式为：_______。 【答案】（1） ①. 或 ②. 4 （2）离子键、(非极性)共价键 （3）< （4）Na2O 【解析】 【小问1详解】 基态Na原子的价电子排布式为3s1，则价层电子轨道表示式为(或)，Na占据1s、2s、2p、3s四个轨道，具有四种不同能量电子；故答案为：(或)，4； 【小问2详解】 含有钠离子和过氧根离子，其电子式为，存在离子键和非极性共价键；故答案为：离子键和非极性共价键； 【小问3详解】 Na+和具有相同的和外地电子排布，核电荷越多半径越小，r (Na+)<r ()；答案：<； 【小问4详解】 钠的某氧化物晶胞如下图，图中所示钠离子全部位于晶胞内，则晶胞中有8个钠，氧有个，钠氧个数比为2：1，则该氧化物的化学式为；故答案为：。 2. 中科院研究团队利用CH3OH和H2O在金属催化剂Cu/Cr-Al作用下生产H2，并将H2与金属Mg在一定条件下制得储氢物质X。回答问题： （1）Al在周期表中的位置：_______。基态29Cu的价层电子排布式：_______。 （2）Cu在元素周期表中处于：_______区。 A. s区 B. p区 C. ds区 D. f区 （3）Mg、Al、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_______。 A. I1(O)>I1(Mg)>I1(Al) B. I1(Mg)>I1(Al)>I1(O) C. I1(O)>I1(Al)>I1(Mg) D. I1(Al)>I1(Mg)>I1(O) （4）三价铬离子能形成多种配位化合物。在 [Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+ 中，中心离子的配位数为_______，[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中配体分子NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和相应的键角如图所示： （5）已知NH3呈三角锥形，推测NH的立体构型为：_______。 A. 直线形 B. 平面三角形 C. 正四面体形 D. V形 （6）NH3的沸点比PH3高的原因是：_______，H2O的键角小于NH3的，分析原因：_______。 【答案】（1） ①. 第三周期第ⅢA族 ②. 3d104s1 （2）C （3）A （4）6 （5）C （6） ①. NH3存在分子间氢键 ②. NH3含有一对孤对电子，而H2O含有两对孤对电子， H2O中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大 【解析】 【小问1详解】 Al在周期表中的位置：第三周期ⅢA族；基态的价层电子排布式：3d104s1； 【小问2详解】 因为基态的价层电子排布式：3d104s1；故Cu在ds区，答案选C。 【小问3详解】 同一周期从左到右，第一电离能增大趋势，但Mg为3s轨道全满，故I1(S)>I1(Mg)>I1(Al)，同一主族，从上到下，第一电离能减小，故I1(O)>I1(S)；综上有I1(O)>I1(S)>I1(Mg)>I1(Al)，答案选A。 【小问4详解】 在配合物[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中，中心离子是Cr3+，配位体是NH3、H2O、Cl-，其中提供电子对形成配位键的原子是N、O、Cl；中心离子的配位数为：3+2+1=6； 【小问5详解】 NH价层电子对数为4，空间构型为正四面体，答案选C。 【小问6详解】 NH3存在分子间氢键，故沸点NH3>PH3；H2O的键角小于NH3的键角，这是由于H2O、NH3的价层电子对数都是4，孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对之间的排斥作用。NH3只含有1对孤电子对，而H2O含有2对孤电子对，H2O中的孤电子对对成键电子对的排斥作用较大，故键角：H2O＜NH3。 二、化学新材料的发现与应用(本题共22分) 化学材料已经在人们的生活中扮演着不可替代的角色，它们的应用范围也日益扩大。 3. 新型碳化硅(SiC)增强铝基复合材料、碳纳米管(一种同轴管状结构的碳原子簇，是纳米级石墨晶体)、石墨炔都是近年来合成的新材料。回答下列问题： （1）列举一个事实说明C和Si的非金属性强弱：_______。 （2）新型碳化硅(SiC)增强铝基复合材料曾助力“天问一号”成功探火，它不具有的性质是_______。 A. 耐高温 B. 密度大 C. 耐腐蚀 D. 抗磨损 （3）中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学一大进步。下列说法正确的是：_______。 A. 三种物质中均有碳碳原子间的键 B. 三种物质中的碳原子都是杂化 C. 三种物质的晶体类型相同 D. 三种物质均能导电 （4）下图所示的几种碳单质中，属于共价晶体的是：_______，晶体中构成物质的微粒间的作用力是：_______。 【答案】（1）H2SiO3的酸性比H2CO3弱，说明Si的非金属性比C弱 （2）B （3）A （4） ①. 金刚石 ②. 范德华力 【解析】 【小问1详解】 将二氧化碳通入硅酸钠溶液中时，会产生透明胶冻状硅酸沉淀，这一反应表明二氧化碳的酸性强于硅酸，因此可以推断出碳的非金属性比硅强，化学反应方程式为：； 【小问2详解】 新型碳化硅(SiC)增强铝基复合材料曾助力“天问一号”成功探火，主要特性是耐高温、耐腐蚀、抗磨损，没有密度大，答案选B； 【小问3详解】 A．三种物质中均有碳碳原子间的键，A正确； B．石墨‌中的碳原子则采用sp2杂化，B错误； C．金刚石为共价晶体，石墨炔为混合晶体，石墨为混合晶体，三种物质的晶体类型不相同，C错误； D．金刚石不导电，D错误； 故选A； 【小问4详解】 ①C60的构成微粒是分子，所以属于分子晶体，石墨的构成微粒是原子，且层与层之间存在分子间作用力，石墨属于混合型晶体，碳纳米管也是混合型晶体，故属于共价晶体的是金刚石； ②晶体中构成物质的微粒间的作用力是分子间作用力（范德华力）。 4. 下列关于火星上发现的二氧化碳的说法正确的是 A. 电子式为 B. CO2的水溶液能够导电，CO2是电解质 C. CO2能溶于水，是因为它是极性分子 D. 空间填充模型为 【答案】D 【解析】 【详解】A．二氧化碳的电子式为：，A错误； B．CO2的水溶液能够导电，是生成碳酸能导电，但CO2是非电解质，B错误； C．CO2是非极性分子，C错误； D．二氧化碳是直线形分子，中心C原子半径大于O，D正确； 故选D。 5. 在2L恒容密闭容器中充入，一定温度下发生反应： ，的转化率随时间变化情况如图所示： （1）0～4min内，的反应速率为：___________。该反应的平衡常数表达式为：K=___________。 （2）下列能表明上述反应已达到平衡状态的有：___________。 A. B. 混合气体密度不再改变 C. 混合气体的平均相对分子质量不再改变 D. 混合气体压强不再变化 （3）反应达到平衡后，为提高的转化率，可采取的措施有：___________。 A. 改用高效催化剂 B. 升高温度 C. 缩小容器的体积 D. 将液化 【答案】（1） ①. 0.05 ②. 0.024 （2）CD （3）D 【解析】 【小问1详解】 0~4 min内，消耗0.6mol×50%=0.3molN2H4，则存在三段式：，的反应速率为： ，该反应的平衡常数表达式为：K=； 【小问2详解】 A．速率之比等于化学方程式计量数之比，为正反应速率之比，4v正(N2H4)=3v逆(NH3)，但3v正(N2H4)=4v逆(NH3)不能说明反应达到平衡状态，故A错误； B．反应前后气体质量和体积不变，气体密度始终不再改变，不能说明反应达到平衡状态，故B错误； C．反应前后气体质量不变，气体物质的量增大，混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明反应达到平衡状态，故C正确； D．气体物质的量增大，恒温恒容下，气体的压强与物质的量成正比，则压强是变量，当混合气体压强不再变化，说明反应达到平衡状态，故D正确； 故答案为：CD； 【小问3详解】 A．改用高效催化剂只改变反应速率，不影响平衡移动，转化率不变，故A错误；B．该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，转化率减小，故B错误；C．该反应是气体体积增大的反应，缩小容器的体积造成压强增大，平衡逆向移动，转化率减小，故C错误；D．将液化即分离出生成物氨气，平衡正向移动，转化率增大，故D正确；故选D。 6. 肼(N2H4)为二元弱碱。已知： ①肼在水中的电离与氨类似，常温下N2H4在水中的电离方程式为：一级电离为，二级电离为； ②盐酸肼(N2H6Cl2)属于离子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与NH4Cl类似。 下列关于肼和盐酸肼说法不正确的是 A. 常温下，的的水溶液的pH值小于13 B. 盐酸肼水溶液中： C. 盐酸肼水溶液中： D. N2H5Cl在水溶液中的电离方程式： 【答案】D 【解析】 【详解】A．常温下，为二元弱碱，假设的的水溶液完全电离，氢氧根浓度为0.1mol/L，pH=13；故弱碱，pH值小于13正确，A正确； B．盐酸肼在水溶液中完全电离：N2H6Cl2=，然后发生水解：、，水解溶液呈酸性，故有，B正确； C．根据B分析，盐酸肼水溶液中存在电荷守恒：，C正确； D．N2H5Cl属于盐类，水溶液中完全电离，电离方程式：，D错误； 答案选D。 三、能源开发与资源利用(本题共20分) 能源的开发与资源的利用是化学研究的重要领域，合理开发和利用它们可造福人类。 7. 热化学硫碘循环分解水是一种目前较具发展前景的制氢方法，其反应过程如图： 相关反应的热化学方程式为： 反应Ⅰ：SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)=2HI(aq)+H2SO4(aq) 反应Ⅱ：H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l) +O2(g) 反应Ⅲ：2HI(aq) = H2(g) + I2(g) （1）下列说法不正确的是：_______。 A. 该过程实现了太阳能到化学能的转化 B. SO2和I2对总反应起到了催化剂的作用 C. 总反应的热化学方程式为：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) D. 该过程降低了水分解制氢反应活化能，但总反应的ΔH不变 （2）热化学硫碘循环分解水的优势是：_______。 （3）关于反应Ⅲ的ΔS及反应自发进行的方向判断正确的是：_______。 A. ΔS大于0，低温能自发进行 B. ΔS小于0，高温能自发进行 C. ΔS小于0，低温能自发进行 D. ΔS大于0，高温能自发进行 【答案】（1）C （2）采用太阳能作为热源环保无污染，原料为水来源广泛，采用催化剂制氢技术先进 （3）D 【解析】 小问1详解】 A．通过流程图可知：反应Ⅱ和Ⅲ实现了太阳能到化学能的转化，A正确； B．根据流程总反应为H2O=H2↑+O2↑， SO2和I2起到催化剂的作用，B正确； C．根据盖斯定律，将热化学方程式叠加，反应Ⅰ+反应Ⅱ+反应Ⅲ，整理可得：H2O(1) =H2(g)+O2 (g)，则△H=△H1+△H2+△H3=(-213+327+172) kJ/mol=+286 kJ/mol，或者2H2O(1)=2H2(g)+O2(g) △H=+572 kJ/mol，C错误； D．催化剂改变反应机理，降低反应的活化能，△H只与始态和终态有关，△H不变，D正确； 故合理选项是C。 【小问2详解】 热化学硫碘循环分解水制H2与化石能源制氢相比，优势是：采用太阳能环保无污染，原料水来源广泛。 【小问3详解】 根据2HI(aq)=H2(g)+I2(g)，△H3=+172 kJ/mol可知，该反应为吸热反应，即△H＞0，且为气体体积增大，根据△H－T·△S＜0时，反应自发进行，则在高温下能自发进行，故合理选项是D。 8. 如图为氢氧燃料电池构造示意图，下列有关描述正确的是 A. H+向负极移动 B. O2在负极上反应 C. 反应最终产物是H2O D. 电子由正极通过导线流向负极 【答案】C 【解析】 【详解】A．氢氧燃料电池属于原电池，原电池中阳离子向正极移动，故A错误； B．燃料电池中氧气在正极得电子发生还原反应，故B错误； C．氢氧燃料电池总反应为2H2+O2=2H2O，最终产物是H2O，故C正确； D．据图可知电子由负极通过导线流向正极，故D错误； 综上所述答案为C。 9. 海水资源可以有效利用，有时也会给生产、生活带来困扰，阅读下图，回答问题： （1）氯碱工业能耗大，通过如图I改进的设计，可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是_______。 A. 电极A接电源正极，发生氧化反应 B. 电极B的电极反应式为：= C. 应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液 D. 改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗 （2）图Ⅱ中铁棒浸入一段时间之后发现，越靠近烧杯底部发生电化学腐蚀就越轻微，则发生该腐蚀时，正极的电极反应式为：_______。 （3）图Ⅲ所示的方案可以降低铁闸门的腐蚀速率。下列判断正确的是_______。 A. 若X为导线，Y可以是锌 B. 若X为导线，铁闸门上的电极反应式为 C. 若X为直流电源，铁闸门做负极 D. 若X为直流电源，Y极上发生还原反应 （4）土壤中的铁循环可用于水体脱氮(脱氮是指将氮元素从水体中除去)，酸性环境中脱除水体中硝态氮的反应如下，配平该反应方程式：_______。 __________________________________________H2O 当有2mol电子转移时，可产生_______L标况下的气体。 （5）可以验证反应后的溶液中是否含有Fe2+的一种试剂是_______。 A. 稀硫酸 B. 铁 C. 硫氰化钾 D. 酸性高锰酸钾溶液 【答案】（1）B （2）O2 +4e- +2H2O=4OH- （3）A （4） ①. 10Fe2+ + 2NO+ 12H+=10Fe3++1N2↑+6H2O ②. 4.48L （5）D 【解析】 小问1详解】 A．电极A为转化为，失电子，发生氧化反应，为阳极，故电极A接电源正极，A正确； B．电极B为阴极，通入氧气，氧气得到电子，其电极反应式为：，B错误； C．右室生成氢氧根，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入到右边，在右室获得浓度较高的NaOH溶液，C正确； D．改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B处的氧化性，通过提高反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗，D正确； 故选B； 【小问2详解】 为吸氧腐蚀，正极的电极反应式为； 【小问3详解】 A．X为导线，装置为原电池，降低铁闸门的腐蚀速率，Fe应做正极，故Y活动性应强于Fe，故可以是锌，A正确； B．X为导线，装置为原电池，降低铁闸门的腐蚀速率，Fe应做正极，电极反应式为：，B错误； C．若X为直流电源，装置为电解池，降低铁闸门的腐蚀速率，Fe应做阴极，C错误； D．若X为直流电源，装置为电解池，降低铁闸门的腐蚀速率，Y极作阳极，发生氧化反应，D错误； 故选A。 【小问4详解】 根据氧化还原反应得失电子守恒配平为10Fe2+ + 2NO+ 12H+=10Fe3++1N2↑+6H2O，在该反应中生成1mol，转移10mol电子，故转移2mol电子时可生成0.2mol氮气，标准状况下体积为4.48L； 【小问5详解】 验证反应后的溶液中是否含有Fe2+，可利用Fe2+的还原性，可使酸性高锰酸钾溶液褪色，故选D。 四、光固化产品引发剂的合成(本题共20分) 10. 光固化技术是一种高效、环保、节能、优质的材料表面技术。化合物E是一种广泛应用于光固化产品的光引发剂，可采用异丁酸(A)为原料，按如图路线合成： （1）由A→B的反应中，A断的化学键是：_______键(填“π”或“σ”)。化合物E中是否有手性碳原子：_______(填“是”或“否”)。 （2）写出化合物E的分子式：_______，其含氧官能团名称为：_______。 （3）用系统命名法对A命名：_______；在A的同分异构体中，满足下列条件的化合物的结构简式为：_______。 A．H-NMR谱显示只有4种不同化学环境的氢原子 B．红外光谱显示有酯的结构 C．化合物能与新制氢氧化铜悬浊液反应 （4）为实现C→D的转化，试剂X为：_______。 A. HBr B. NaBr C. Br2 D. HBrO4 （5）上述线路中B→C的反应类型是：_______。 （6）写出D→E的反应方程式：_______。 （7）在紫外光照射下，少量化合物E能引发甲基丙烯酸甲酯()快速聚合，写出该聚合反应的方程式：_______。 （8）已知：(R为烷基或羧基)，参照以上合成路线和条件，利用甲苯和苯及必要的无机试剂，在方框中完成制备化合物F的合成路线_______。 【答案】（1） ①. σ ②. 否 （2） ①. C10H12O2 ②. 酮羰基、羟基 （3） ①. 2−甲基丙酸 ②. HCOOCH2CH2CH3 （4）C （5）取代 （6）+NaOHNaBr + （7） （8） 【解析】 【小问1详解】 ①2-甲基丙酸，也称为异丁酸，主要由碳和氢之间的共价键以及碳与氧之间的共价键组成，A→B的反应中，A断的化学键是σ键； ②手性碳原子一定是饱和碳原子、手性碳原子所连接的四个基团都是不同的，化合物E中没有手性碳原子； 【小问2详解】 ①根据结构简式可知化合物E的分子式：C10H12O2； ②其含氧官能团名称为酮羰基、羟基； 【小问3详解】 ①用系统命名法对A命名：2−甲基丙酸； ②A的同分异构体中，满足下列条件，4种不同化学环境的氢原子、红外光谱显示有酯的结构、化合物能与新制氢氧化铜悬浊液反应，说明必须含有甲酸形成的酯基，符合条件的只有HCOOCH2CH2CH3； 【小问4详解】 C→D的转化为取代反应，为实现C→D的转化需要的试剂X为Br2；答案选C。 【小问5详解】 线路中B→C的反应类型是苯环取代氯离子，为取代反应； 【小问6详解】 D→E为取代反应，反应方程式为：+NaOHNaBr + ； 小问7详解】 在紫外光照射下，少量化合物E能引发甲基丙烯酸甲酯()快速聚合，碳碳双键发生聚合，该聚合反应的方程式：； 【小问8详解】 参照以上合成路线和条件，利用甲苯和苯及必要的无机试剂，在方框中完成制备化合物F的合成路线为：。 五、化学实验探究(本题共18分) 化学是一门实验学科，很多化学问题的解决离不开探究实验。 11. 某小组探究卤素参与的氧化还原反应，从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。 （1）浓盐酸与MnO2混合加热生成氯气。氯气不再逸出时，固液混合物A中仍存在盐酸和MnO2。反应的方程式是：MnO2 + 4HCl (浓)MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O ①电极半反应式： 还原反应：MnO2 ++Mn2+ + 2H2O 氧化反应：_______。 （2）根据电极反应式，分析A中仍存在盐酸和MnO2的原因： ①随降低或浓度升高，MnO2氧化性减弱。 ②随降低，_______。 （3）补充实验证实了(2)中的分析。 实验操作 试剂 产物 I 较浓H2SO4 有氯气 II a 有氯气 III a+b 无氯气 ①补充实验中a是KCl固体，b是：_______。 ②利用浓度对MnO2氧化性的影响，探究卤素离子的还原性。相同浓度的KCl、KBr和KI溶液，能与MnO2反应所需的最低由大到小的顺序是：，从原子结构角度说明理由：_______。 【答案】（1）2Cl--2e- =Cl2↑ （2）Cl-还原性减弱或Cl2 的氧化性增强 （3） ①. MnSO4固体(或浓/饱和溶液) ②. Cl、Br、I位于第VIIA族，从上到下电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，阴离子的还原性逐渐增强 【解析】 【分析】该实验是探究氧化还原反应中氧化性和还原性的变化规律，以实验室制氯气的反应为基础，探究物质的氧化性和还原性与浓度的关系，从而得到浓度影响物质氧化性和还原性强弱的一般规律。 【小问1详解】 氧化反应元素化合价升高，电极反应为氯离子得电子生成氯气，故氧化反应为：； 【小问2详解】 反应不能发生也可能是还原剂还原性减弱，或者产生了氧化性更强的氧化剂，所以可能是还原性减弱或的氧化性增强； 【小问3详解】 ①可以从增大氯离子浓度的角度再结合实验II的现象分析，试剂a可以是KCl固体；结合实验III的现象是产物无氯气，且实验III也加入了试剂a，所以应该是试剂b影响了实验III的现象，再结合原因I可知试剂b是固体。 ②相同浓度的KCl、KBr和KI溶液，能与MnO2反应所需的最低由大到小的顺序是：，其原因是Cl、Br、I位于第VIIA族，从上到下电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，阴离子的还原性逐渐增强。 12. 某学习小组探究铜的氧化过程。回答下列问题： （1）装置C的作用为：_______。 （2）铜与过量H2O2反应的探究如下： 实验②中Cu溶解的离子方程式为：_______；产生的少量无色气体为：_______。比较实验①和②，从氧化还原角度说明的作用是：_______。 （3）用足量NaOH处理实验②新制的溶液可得到过氧化铜沉淀(化学式为CuO2)。研究小组用如下方法测定CuO2粗产品的纯度：①取粗品0.0500g与过量的酸性KI完全反应(杂质不参加反应)后，调节溶液至中性；②以淀粉为指示剂，用标准溶液滴定，滴定终点时消耗标准溶液15.00mL。(已知：2CuO2 + 8H+ +2CuI↓+ 3I2 + 4H2O，)。 ①配制0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液用不到的仪器有：_______。 A．容量瓶 B．烧杯 C．分液漏斗 D．胶头滴管 ②标志达到滴定终点的现象是：_______，粗品中CuO2的百分含量为：_______。 【答案】（1）吸收尾气防止污染空气 （2） ①. Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O ②. O2 ③. 既不是氧化剂，又不是还原剂，但可增强H2O2的氧化性 （3） ①. C ②. 溶液蓝色消失，且半分钟不恢复原来的颜色 ③. 96% 【解析】 【小问1详解】 反应生成二氧化氮有毒，故装置C的作用吸收尾气防止污染空气； 【小问2详解】 ①铜与过量过氧化氢在酸性条件下反应，离子方程式为：Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O； ②过氧化氢则分解产生氧气和水，产生的少量无色气体为：氧气； ③氢离子在反应中起到了促进过氧化氢分解的作用，加速了反应的进行，既不是氧化剂，又不是还原剂，但可增强H2O2的氧化性； 【小问3详解】 ①配制0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液用到的仪器有：烧杯、量筒、容量瓶、玻璃棒等，用不到分液漏斗，故选C； ②标志达到滴定终点的现象是溶液蓝色消失，且半分钟不恢复原来的颜色； ③用标准溶液滴定，滴定终点时消耗标准溶液15.00mL，消耗标准溶液物质的量为，已知：2CuO2 + 8H+ +2CuI↓+ 3I2 + 4H2O，，则过氧化铜的物质的量为，粗品中CuO2的百分含量为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023学年第一学期期末学业质量调研 高三化学 (满分100分，完卷时间60分钟) 考生注意： 1.试卷满分100分，考试时间60分钟。 2.本考试设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写姓名、考号。 3.作答必须按对应位置涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 相对原子质量：H-1 C-12 O-16 N-14 Cu-64 一、应用广泛的金属(本题共20分) 金属有着广泛应用。很多金属在航空航天、催化技术等领域有着重要的工业价值。 1. 金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题： （1）基态Na原子的价层电子轨道表示式为：_______，其基态原子核外有_______种能量不同的电子。 （2）Na2O2中含有的化学键有_______。 （3）Na2O晶体中微粒半径：r (Na+)_______r ()。(填“>”“=”“<”) （4）钠的某氧化物晶胞如图，图中所示钠离子全部位于晶胞内。 由晶胞图判断该氧化物的化学式为：_______。 2. 中科院研究团队利用CH3OH和H2O在金属催化剂Cu/Cr-Al作用下生产H2，并将H2与金属Mg在一定条件下制得储氢物质X。回答问题： （1）Al在周期表中的位置：_______。基态29Cu的价层电子排布式：_______。 （2）Cu在元素周期表中处于：_______区。 A. s区 B. p区 C. ds区 D. f区 （3）Mg、Al、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_______。 A. I1(O)>I1(Mg)>I1(Al) B. I1(Mg)>I1(Al)>I1(O) C. I1(O)>I1(Al)>I1(Mg) D. I1(Al)>I1(Mg)>I1(O) （4）三价铬离子能形成多种配位化合物。在 [Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+ 中，中心离子配位数为_______，[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中配体分子NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和相应的键角如图所示： （5）已知NH3呈三角锥形，推测NH的立体构型为：_______。 A. 直线形 B. 平面三角形 C. 正四面体形 D. V形 （6）NH3沸点比PH3高的原因是：_______，H2O的键角小于NH3的，分析原因：_______。 二、化学新材料的发现与应用(本题共22分) 化学材料已经在人们的生活中扮演着不可替代的角色，它们的应用范围也日益扩大。 3. 新型碳化硅(SiC)增强铝基复合材料、碳纳米管(一种同轴管状结构的碳原子簇，是纳米级石墨晶体)、石墨炔都是近年来合成的新材料。回答下列问题： （1）列举一个事实说明C和Si的非金属性强弱：_______。 （2）新型碳化硅(SiC)增强铝基复合材料曾助力“天问一号”成功探火，它不具有的性质是_______。 A. 耐高温 B. 密度大 C. 耐腐蚀 D. 抗磨损 （3）中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。下列说法正确的是：_______。 A. 三种物质中均有碳碳原子间的键 B. 三种物质中的碳原子都是杂化 C. 三种物质的晶体类型相同 D. 三种物质均能导电 （4）下图所示的几种碳单质中，属于共价晶体的是：_______，晶体中构成物质的微粒间的作用力是：_______。 4. 下列关于火星上发现的二氧化碳的说法正确的是 A. 电子式为 B. CO2的水溶液能够导电，CO2是电解质 C. CO2能溶于水，是因为它是极性分子 D. 空间填充模型为 5. 在2L恒容密闭容器中充入，一定温度下发生反应： ，的转化率随时间变化情况如图所示： （1）0～4min内，的反应速率为：___________。该反应的平衡常数表达式为：K=___________。 （2）下列能表明上述反应已达到平衡状态的有：___________。 A. B. 混合气体密度不再改变 C. 混合气体的平均相对分子质量不再改变 D. 混合气体压强不再变化 （3）反应达到平衡后，为提高的转化率，可采取的措施有：___________。 A. 改用高效催化剂 B. 升高温度 C. 缩小容器的体积 D. 将液化 6. 肼(N2H4)为二元弱碱。已知： ①肼在水中的电离与氨类似，常温下N2H4在水中的电离方程式为：一级电离为，二级电离为； ②盐酸肼(N2H6Cl2)属于离子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与NH4Cl类似。 下列关于肼和盐酸肼说法不正确的是 A. 常温下，的的水溶液的pH值小于13 B. 盐酸肼水溶液中： C. 盐酸肼水溶液中： D. N2H5Cl在水溶液中的电离方程式： 三、能源开发与资源利用(本题共20分) 能源的开发与资源的利用是化学研究的重要领域，合理开发和利用它们可造福人类。 7. 热化学硫碘循环分解水是一种目前较具发展前景的制氢方法，其反应过程如图： 相关反应的热化学方程式为： 反应Ⅰ：SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)=2HI(aq)+H2SO4(aq) 反应Ⅱ：H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l) +O2(g) 反应Ⅲ：2HI(aq) = H2(g) + I2(g) （1）下列说法不正确的是：_______。 A. 该过程实现了太阳能到化学能的转化 B. SO2和I2对总反应起到了催化剂的作用 C. 总反应的热化学方程式为：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) D. 该过程降低了水分解制氢反应的活化能，但总反应的ΔH不变 （2）热化学硫碘循环分解水的优势是：_______。 （3）关于反应ⅢΔS及反应自发进行的方向判断正确的是：_______。 A. ΔS大于0，低温能自发进行 B. ΔS小于0，高温能自发进行 C. ΔS小于0，低温能自发进行 D. ΔS大于0，高温能自发进行 8. 如图为氢氧燃料电池构造示意图，下列有关描述正确的是 A. H+向负极移动 B. O2在负极上反应 C. 反应最终产物是H2O D. 电子由正极通过导线流向负极 9. 海水资源可以有效利用，有时也会给生产、生活带来困扰，阅读下图，回答问题： （1）氯碱工业能耗大，通过如图I改进的设计，可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是_______。 A. 电极A接电源正极，发生氧化反应 B. 电极B的电极反应式为：= C. 应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液 D. 改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗 （2）图Ⅱ中铁棒浸入一段时间之后发现，越靠近烧杯底部发生电化学腐蚀就越轻微，则发生该腐蚀时，正极的电极反应式为：_______。 （3）图Ⅲ所示的方案可以降低铁闸门的腐蚀速率。下列判断正确的是_______。 A. 若X为导线，Y可以是锌 B. 若X为导线，铁闸门上的电极反应式为 C. 若X直流电源，铁闸门做负极 D. 若X为直流电源，Y极上发生还原反应 （4）土壤中的铁循环可用于水体脱氮(脱氮是指将氮元素从水体中除去)，酸性环境中脱除水体中硝态氮的反应如下，配平该反应方程式：_______。 __________________________________________H2O 当有2mol电子转移时，可产生_______L标况下的气体。 （5）可以验证反应后的溶液中是否含有Fe2+的一种试剂是_______。 A. 稀硫酸 B. 铁 C. 硫氰化钾 D. 酸性高锰酸钾溶液 四、光固化产品引发剂的合成(本题共20分) 10. 光固化技术是一种高效、环保、节能、优质的材料表面技术。化合物E是一种广泛应用于光固化产品的光引发剂，可采用异丁酸(A)为原料，按如图路线合成： （1）由A→B的反应中，A断的化学键是：_______键(填“π”或“σ”)。化合物E中是否有手性碳原子：_______(填“是”或“否”)。 （2）写出化合物E的分子式：_______，其含氧官能团名称为：_______。 （3）用系统命名法对A命名：_______；在A的同分异构体中，满足下列条件的化合物的结构简式为：_______。 A．H-NMR谱显示只有4种不同化学环境的氢原子 B．红外光谱显示有酯的结构 C．化合物能与新制氢氧化铜悬浊液反应 （4）为实现C→D的转化，试剂X为：_______。 A. HBr B. NaBr C. Br2 D. HBrO4 （5）上述线路中B→C的反应类型是：_______。 （6）写出D→E的反应方程式：_______。 （7）在紫外光照射下，少量化合物E能引发甲基丙烯酸甲酯()快速聚合，写出该聚合反应的方程式：_______。 （8）已知：(R为烷基或羧基)，参照以上合成路线和条件，利用甲苯和苯及必要无机试剂，在方框中完成制备化合物F的合成路线_______。 五、化学实验探究(本题共18分) 化学是一门实验学科，很多化学问题的解决离不开探究实验。 11. 某小组探究卤素参与的氧化还原反应，从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。 （1）浓盐酸与MnO2混合加热生成氯气。氯气不再逸出时，固液混合物A中仍存在盐酸和MnO2。反应的方程式是：MnO2 + 4HCl (浓)MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O ①电极半反应式： 还原反应：MnO2 ++Mn2+ + 2H2O 氧化反应：_______。 （2）根据电极反应式，分析A中仍存在盐酸和MnO2的原因： ①随降低或浓度升高，MnO2氧化性减弱。 ②随降低，_______。 （3）补充实验证实了(2)中的分析。 实验操作 试剂 产物 I 较浓H2SO4 有氯气 II a 有氯气 III a+b 无氯气 ①补充实验中a是KCl固体，b是：_______。 ②利用浓度对MnO2氧化性的影响，探究卤素离子的还原性。相同浓度的KCl、KBr和KI溶液，能与MnO2反应所需的最低由大到小的顺序是：，从原子结构角度说明理由：_______。 12. 某学习小组探究铜的氧化过程。回答下列问题： （1）装置C的作用为：_______。 （2）铜与过量H2O2反应的探究如下： 实验②中Cu溶解的离子方程式为：_______；产生的少量无色气体为：_______。比较实验①和②，从氧化还原角度说明的作用是：_______。 （3）用足量NaOH处理实验②新制的溶液可得到过氧化铜沉淀(化学式为CuO2)。研究小组用如下方法测定CuO2粗产品的纯度：①取粗品0.0500g与过量的酸性KI完全反应(杂质不参加反应)后，调节溶液至中性；②以淀粉为指示剂，用标准溶液滴定，滴定终点时消耗标准溶液15.00mL。(已知：2CuO2 + 8H+ +2CuI↓+ 3I2 + 4H2O，)。 ①配制0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液用不到的仪器有：_______。 A．容量瓶 B．烧杯 C．分液漏斗 D．胶头滴管 ②标志达到滴定终点的现象是：_______，粗品中CuO2的百分含量为：_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $