上海市洋泾中学2024-2025学年高三上学期期中考试 化学试卷

1 上海市洋泾中学 2024学年度第一学期 高三化学等级期中考试试卷 命题：罗芸芸 审题：张美晗 终审：喻华 本卷卷面总分 100 分，考试时间为 60 分钟。 一、 微观结构 1.1 医学界通过用放射性 14 C 来标记 C60，发现 C60 的一种羧酸衍生物在特定条件下可通过 DNA 来杀死细胞，从而抑制艾滋病(AIDS)。下列说法正确的是( ) A.C60 与石墨互为同位素 B. 14 C 的中子数与质子数相差 2 C.常温下，C60 易溶于氯化钠溶液 D.基态碳原子 L 层的轨道表示式为 1.2 S2Cl2 的分子结构与 H2O2 相似，如图所示。下列有关说法错误的是( ) A.S2Cl2 是极性分子 B.S2Cl2 分子中所有原子均满足 8 电子稳定结构 C.S2Cl2 分子中既含有极性键又含有非极性键 D.S2Cl2 的相对分子质量比 H2O2 大，熔、沸点高 1.3 一种超导材料中含 Cu、P、O、S 等元素。下列说法正确的是（ ） A. 原子半径：r（P）>r（S）>r（O） B. 第一电离能：I1（O）>I1（S）>I1（P） C. 酸性强弱：H3PO4>H2SO4 D. 基态 Cu 原子 3d 轨道上有 9 个电子 1.4 某种化学品的结构如图所示，已知 W、X、Y、Z、M 均为短周期主族元素，其中 W、X、 Y 在同一周期，Z、M 同处另一周期，M 的简单阳离子半径是同周期中最小的，则下列 说法中正确的是( ) A．元素电负性大小的顺序：W >X >Y>Z B．W 的单质的分子，可以是极性分子也可以是非极性分子 C． 元素第一电离能：Z<M D．该分子中 Y 原子的杂化方式为 sp 2 2 1.5 CO2 分子中存在____________个 σ 键和__________个 π 键。 1.6 OF2 分子的空间结构为__________；OF2 的熔、沸点__________(填“高于”或“低于”)Cl2O，原因 是_______________________________________________。 1.7 铬的第二电离能和锰的第二电离能分别为 1590.6 kJ•mol -1 、1509.0 kJ•mol -1 。 I2(Cr)＞I2(Mn)的原因是 。 1.8 Xe 是第五周期的稀有气体元素，与 F 形成的 XeF2 室温下易升华。XeF2 中心原子的价层 电子对数为__________，下列对 XeF2 中心原子杂化方式推断合理的是__________(填字母)。 A． sp B．sp 2 C．sp 3 D．sp 3 d 1.9 甲醇的沸点(64.7 ℃)介于水(100 ℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6 ℃)之间，其原因是 _____________________________________________________________________。 二、物质结构 铜及其合金是人类最早使用的金属材料。 2.1 基态铜原子的电子排布式为 。Cu 在元素周期表中的位置是 。 2.2 Cu2O 属于离子晶体，晶体结构如图 1 所示。图中●表示的微粒是 。 A. Cu B. Cu+ C. Cu2+ D. O2- 图 1 图 2 2.3 已知 NH3 分子中 H-N-H 键角为 107°18‘，则[Cu(NH3)2] + 中 H-N-H 键角 。 A.大于 107°18‘ B．小于 107°18‘ C．等于 107° 18‘ D．等于 120° 科学家通过 X射线推测胆矾中既含有配位键，又含有氢键，其结构示意图可表示如图 2。 2.4 SO4 2- 中 S 原子的杂化类型为 。 2.5 胆矾的化学式用配合物的形式可表示为 。1mol 胆矾所含 σ 键的数目 为： 。 2.6 Ni(CO)4 中 CO 称为配体，其配位原子是碳原子而不是氧原子，理由是________________。 2.7 Mn 的一种配合物化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)]Br，下列说法正确的是__________（不定项选 择）。 A．CH3CN 与 Mn + 配位时，提供孤电子对的是 C 原子 B．Mn + 的配位数为 6 B． CH3CN 中 C 原子的杂化类型为 sp 2 、sp 3 D．CH3CN 中 σ 键与 π 键数目之比为 5：2 3 2.8 光谱证实单质铝与强碱性溶液反应有[Al(OH)4] － 生成，则[Al(OH)4] － 中存在__________。（不 定项选择） A． 共价键 B．非极性键 C．配位键 D．σ 键 E．π 键 2.9 Co(NH3)5BrSO4 可形成两种钴的配合物，已知 Co 3＋ 的配位数是 6，为确定钴的配合物的结 构，现对两种配合物进行了如下实验：在第一种配合物的溶液中加 BaCl2 溶液时，产生白 色沉淀，在第二种配合物的溶液中加 BaCl2 溶液时，无明显现象。则第一种配合物可表示 为____________________。若在第二种配合物的溶液中滴加 AgNO3 溶液，则产生的现象是 _________________________。 三、工业上的化学基本原理 钒(23V)广泛应用于催化及钢铁工业，有“化学面包”“金属维生素”之称。V2O5 溶解 NaOH 溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，已知 3 4VO  空间构型与 2 4SO  相同。 3.1 34VO  中心原子价层孤电子对数目为______。 A． 0 B．1 C．2 D．3 3.2 短周期元素形成的各微粒中，与 3 4VO  空间构型相同的正离子有______ (任写一种)。与 钒同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数最多的是___________(填元素符号)。 V2O5 常用作 SO2 转化为 SO3 的催化剂。一定条件下，在固定容积的密闭容器中充入 SO2 与空气的混合气体，加入一定量 V2O5，反应 t min 后，容器中 SO2 和 SO3 物质的量浓度 分别为 a mol·L－1 和 b mol·L－1。 3.2 SO2 起始物质的量浓度为______mol·L －1 (用含 a、b 的代数式表示)。这段时间内用 O2 表 示的平均化学反应速率为______mol/(L·min) －1 (用含 a、b、t 的代数式表示)。 3.4 在未使用催化剂时，SO2 氧化反应的能量变化如图所示。加入 V2O5 后，会使图中______。 A．E1 增大、E3 减小 B．E1 减小、E2 增大 C．E2 减小、E3 不变 D．E2 减小、E3 增大 在 4 尿素[CO(NH2)2]是一种重要的氮肥。工业上以 CO2 和 NH3 为原料合成尿素，在尿素合 成塔中的主要反应可表示如下： 反应Ⅰ：2NH3(g) + CO2(g) H2NCOONH4(s) (氨基甲酸铵) ΔH1= -272 kJ · mol−1 反应Ⅱ：H2NCOONH4(s) CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH2= +138kJ · mol−1 总反应 III：2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH3 3.5 反应 I 的熵变 ΔS 0(填“>”“=”或“<”)，反应 III 的ΔH3 = 。 NaOH溶液吸收 SO2时，随着 SO2的通入，会得到不同溶质组成的溶液。25℃时， H2SO3、HSO3 - 、SO3 2- 的物质的量分数[ ]与 pH的关系如右图所示。 3.6 曲线 II 代表的微粒是 。 3.7 等浓度 Na2SO3 和 NaHSO3 的混合溶液中，下列关 系正确的是（ ） A．c(Na+)> c(SO3 2－ )> c(HSO3 － )> c(OH-)>c(H+) B．2c(Na+)=3[c(SO3 2－ )+c(HSO3 － )+c(H2SO3)] C．c(OH-)= c(HSO3 - )+c(H2SO3)+ c(H + ) D．c(Na+)=c(SO3 2－ )+c(HSO3 － )+c(OH-) 我国科学家以Si Bi 材料作光电阴极、 2CO 饱和的 -10.5mol L 的 3KHCO 溶液作电解液  pH=7.4 ，将 2CO 转化为 HCOO -，原理如图所示。 3.8 根据图示，写出光电二氧化碳转化电极反应式 。 3.9 从能源利用和资源综合利用角度分析该方法优点是 。 5 四、 铁及其化合物 4.1 二茂铁[(C5H5)2Fe]分子是一种金属有机配合物，是燃油的添加剂，用以提高燃烧的效率和 去烟，可作为导弹和卫星的涂料等。它的结构如图所示，下列说法正确的是( ) A．二茂铁中 Fe 2＋ 与环戊二烯离子(C5H － 5 )之间为离子键 B．1 mol 环戊二烯( )中含有 σ 键的数目为 5NA(NA 表示阿伏加德罗常数的值) C．分子中存在 π 键 C． Fe 2＋ 的电子排布式为 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 4 4s 2 4.2 现代污水处理工艺中常利用聚合铁在水体中形成絮状物，以吸附 Mn 2＋ 等重金属离子， 聚合铁简称 PFS，化学式为 (n＜5，m＜10)。下列说法错误的是( ) 元素 Mn Fe 电离能/ (kJ·mol －1 ) I1 717 762 I2 1 509 1 561 I3 3 248 2 957 A．PFS 中铁元素显＋3 价 B．基态铁原子的价层电子排布式为 3d 6 4s 2 C．由 FeSO4 溶液制备 PFS 需经过氧化、水解和聚合等过程 D．由表可知再失去一个电子时，气态 Fe 2＋ 比气态 Mn 2＋ 难 氮化铁晶体可应用于磁记录材料领域， 其晶胞结构如下图所示： 4.3 对于 a 位置的 Fe 原子，与其最近的且距离相等的 N 原子有 个。 A. 2 B. 4 C. 6 D. 8 4.4 该氮化铁晶体的化学式为 。 A. FeN B. Fe3N C. Fe4N D. Fe14N 4.5 结合图中数据，已知铁、氮的相对原子质量分别为 56、14，计算该晶胞的密度 ρ =_______________g·cm -3 (设 NA 为阿伏加德罗常数，用含 r 和 NA 的代数式表示)(1nm=1×10 -7 cm) 6 向 0.1mol·L -1 FeSO4 溶液中持续通入 H2S至饱和， 有微量黑色的 FeS沉淀生成，该 溶液中 [H2S]=0.1mol·L -1 (忽略 FeSO₄浓度的变化和溶液体积的变化)，已知常温下， Ksp=6.3×10 -18 ，H2S 的电离常数分别为： Ka1=1.1×10 -7 、Ka2=7.1×10 -15 4.6 写出生成黑色沉淀的离子方程式 。 溶液中[S 2﹣ ]＝____________mol·L -1 ；溶液中[H + ]＝____________mol·L -1 。 工业上以铬铁矿（主要成分为 FeO、Cr2O3，还含有 Al2O3、SiO2等杂质）为主要原料生产 红矾钠晶体（Na2Cr2O7．2H2O），其主要工艺流程如图： 已知：NaBiO3在碱性条件下能将 Cr 3+ 氧化为 CrO4 2﹣ 。 4.7 固体 A 为 。 4.8 实验室中操作①②的名称为 4.9 固体 C 中含有的物质是 Al(OH)3 和 Fe(OH)3，则 H2O2 的作用是 。 已知：Ksp[Fe(OH)3]＝3.0×10 ﹣39 ，Ksp[Al(OH)3]＝1×10 ﹣33 ，当 pH＝5.6 时 Cr(OH)3 开始沉 淀。室温下，Ⅱ中需调节溶液 pH 范围为 （杂质离子浓度小于 1×10 ﹣6 mol/L 视为沉淀完全）。 4.10 写出Ⅲ中发生反应的离子方程式 。 4.11 Ⅳ中酸化是用硫酸而不用盐酸酸化，理由是 。 三草酸合铁（Ⅲ）酸钾含量测定 测定三草酸合铁（Ⅲ）酸钾样品纯度的方法如下： 称取样品 0.2415 g，放入 250 mL 锥形瓶中，加入 25 mL 水和 5 mL 1 mol·L-1 H2SO4， 用 0.0200 mol·L-1 KMnO4 标准溶液滴定至终点，反应原理为： 2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 10CO2↑ + 8H2O 4.12 确认滴定终点的操作是 。 4.13 若最终消耗 KMnO4 标准溶液 23.19 mL，则样品纯度为（精确到 0.1%） 。 （已知 K3[Fe(C2O4)3]•3H2O 的摩尔质量为 491 g·mol -1 ） 7 五、格林尼亚试剂 卤化镁的有机金属化合物称为“格林尼亚试剂”，在有机合成中具有较高的应用价值。从 基础化工原料乙烯出发，通过格林尼亚试剂合成二酮 I 的路线如下所示： 已知 D-A 反应： 5.1 工业上大量获取乙烯的方法是___________。 A. 石油分馏 B. 重油裂解 C. 乙醇脱水 D. 乙炔氢化 5.2 写出 E→F 的反应式：___________。 5.3 已知 G→I 为 D-A 反应，H 的结构简式为___________。 5.4 C 的一种同分异构体与 C 具有相同官能团，核磁共振氢谱有三组峰，峰面积之比为 9：2：1， 该同分异构体的结构简式为___________。 5.5 D 的各种同分异构体的质谱图中，分子离子峰的 m/z 的值均为___________。 已知： 。二酮 I 在碱性溶液中易发生分 子内缩合成双环结构( )，主要产物为 J和另一种α，β－不饱和酮 K。 5.6 K 的结构简式为______。 5.7 结合题示信息，设计仅用环己烯( )为有机原料合成 的路线(其 他无机试剂和有机溶剂任选)。 上海市洋泾中学 2024学年度第一学期 高三化学等级期中考试参考答案 一、 微观结构(本题共 20 分) 1.B（2 分） 2. D（2 分） 3. A（2 分） 4. B（2 分） 5. 2（1 分） 2（1 分） 6.V 形（1 分） 低于（1 分） OF2和 Cl2O 都是分子晶体，结构相似，Cl2O 的相对分子质 量大，Cl2O 的熔、沸点高（2 分） 7.铬的第二电离能是失去半充满 3d 5 上的电子所需吸收的能量，I2 较高。而锰原子失去两个 电子后，此时变为较稳定的 3d 5 半充满状态，I2较低 （2 分） 8. 5（1 分） D（1 分） 9.甲硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇均能，且水比甲醇的氢键多（2 分） 二、物质结构(本题共 20 分) 1. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 （1 分） 第四周期 ⅠB 族 族（1 分） 2. B （2 分） 3. A （2 分） 4.sp 3 杂化（1 分） 5.[Cu(H2O)4] SO4·H2O （2 分） 18NA（2 分） 6.C 的电负性小于 O，供电子能力强于 O（2 分） 7.BD（2 分） 8.ACD（2 分） 9.[CoBr(NH3)5]SO4（2 分） 生成淡黄色沉淀（1 分） 三、工业上的化学基本原理(本题共 20 分) 1. A （1 分） 2. + 4NH （1 分） Cr（2 分） 3. a＋b（2 分） b 2t （2 分） 4. C（2 分） 5. <（1 分） −134kJ · mol−1（1 分） 6. HSO3 - （2 分） 7. B （2 分） 8. - - - 23 32 +HCO +2e =HCOO +COCO  （2 分） 9.利用太阳光能理论上无需额外消耗能量，将捕集的 CO2转化为有用的产品 HCOOH，既能 有效减少温室气体 CO2的排放量，又能充分利用碳资源。（2 分） 四、铁及其化合物(本题共 24 分) 1.C（2 分） 2.D（2 分） 3.D（1 分） 4.C（1 分） 5. （2 分） 6. （各 1分共 3分） 7.SiO2；（1 分） 8.过滤；（1 分） 9.氧化 Fe2+，使铁元素完全转化成沉淀而除去（1 分）；5.0＜pH＜5.6；（2 分） 10.3NaBiO3+2Cr 3++7OH ﹣ +H2O＝2CrO4 2﹣+3Na++3Bi(OH)3；（2 分） 11. CrO4 2﹣酸性条件下能氧化 Cl ﹣（方程式也可 2CrO42 ﹣ +16H++6Cl ﹣ ＝2Cr3++3Cl2↑+8H2 O）；（2 分） 12.加入最后半滴高锰酸钾标准溶液，锥形瓶中溶液变为浅紫色，且 30s 内不褪色（2 分） 13.78.6%（2 分） 五、格林尼亚试剂(本题共 16 分) 1.B （2 分） 2. +NaOH 2 H O Δ  +2NaBr （2 分） 3. （2 分） 4. （2 分） 5. 70 （2 分） 6. （2 分） 7. （4 分）