上海市复旦大学附属复兴中学2023-2024学年高三上学期期中考试 化学（等级）试卷

1 / 8 上海市复兴高级中学 2023 学年第一学期期中考试 (11.9) 高三年级 化学（等级）试卷 （本次考试时间 60分钟，满分 100分） 考生注意： 1. 本考试设试卷和答题纸两部分，所有答案请写在答题纸上； 2. 考生务必在答题纸上将行政班、等级班、姓名及学号填写清楚，并在规定的区域填涂相关 信息，答题时用黑色水笔填写； 3．答题纸与试卷在试题编号上一一对应，答题时请勿超出答题框。 相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 K-39 Cu-64 Ag-108 一、“荣誉金属王 名贵钛合金”—— 全能金属钛前景广阔 钛是世界上公认的无毒元素，开采和生产成本高，价格昂贵。由于耐高低温、 抗强酸碱、高强度、低密度等一系列特质，成为 NASA 同款火箭卫星专用材料， 也被应用于我国的玉兔号、歼 20、山东舰航母等超级项目。 （本题共 25 分） 1. 科技发展改变生活，下列说法错误的是 （单选） A．“天问一号”中 Ti-Ni 形状记忆合金的两种金属都属于过渡金属元素 B．T-碳（T-Carbon）是中科院预言的一种三维碳结构晶体，其与 C60 互为同位素 C．“祝融号”火星探测器上使用的钛合金具有密度小、强度高、耐高温的特性 D．清华大学打造的世界首款异构融合类脑芯片——天机芯的主要材料与光导纤维不同 2．基态 Ti 原子的价层电子排布式为__________，含有未成对电子_____个，Ti 元素在周期 表中的位置是_______________，基态钛原子核外有________种能量不同的电子。 3. Ti(BH4)3 是一种储氢材料，可由 TiCl4 和 LiBH4 反应制得。LiBH4 由 Li ＋ 和 BH4-构成， BH4-中 B 原子的杂化类型是________________ 。 4. TiO2 是人类第一次将光能转化成化学能的电极材料。以天然金红石（主要成分是 TiO2， 含少量 Fe2O3 等）为原料制备高纯度二氧化钛的工艺流程如图： 2 / 8 其中“还原”中的反应方程 TiO2＋2Cl2＋2C===== 高温 TiCl4＋2CO 下列说法错误的是 （单选） A．“粉碎过筛”的目的是增大固体接触面，提高酸浸速率 B．“还原”中 11.2 L Cl2(标准状况)参与反应时转移 1 mol 电子 C．“水解”中用高温下水蒸气代替水，能提高 TiCl4 的水解程度 D．“操作 X”需要的实验仪器有蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、泥三角等 5. 钙钛矿（CaTiO3）型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能 材料，回答下列问题： CaTiO3的晶胞如上图所示，其组成元素的电负性大小顺序是__________________；金属 离子与氧离子间的作用力为___________，每个 Ca2+周围与之等距离的 O2 — 的个数为______。 6. Ti 的四卤化物熔点如下表所示，TiF4 熔点高于其他三种卤化物，自 TiCl4 至 TiI4 熔点依 次升高，原因是________________________________________________________________。 化合物 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4 熔点/℃ 377 －24.12 38.3 155 7. 金属钛（Ti）在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是 将金红石（TiO2）转化为 TiCl4，再进一步还原得到钛。回答下列问题： (1) TiO2 转化为 TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在 1000 ℃时反应的热化学方程式及其平衡 常数如下： (ⅰ) 直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g) ΔH1＝＋172 kJ·mol －1 (ⅱ) 碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g) ΔH2＝－51 kJ·mol －1 ① 反应 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的 ΔH为________ kJ·mol －1 ② 碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，请从化学反应方向的角度进行简要分析 原因： 。 ③ 对于碳氯化反应：增大压强，平衡________移动（填“向左”“向右”或“不”）；温度升 高，平衡转化率________（填“变大”“变小”或“不变”）。 (2) TiO2碳氯化是一个“气-固-固”反应，有利于 TiO2-C“固-固”接触的措施是 _______________________________________________________________________________。 3 / 8 二、“我们的征途是星辰大海”——神舟十七号发射圆满成功 2023 年 10 月 26 日，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号 F 遥十七运载火 箭在酒泉卫星发射中心点火发射，发射取得圆满成功。神舟十七号航天员乘组将 进行多次出舱活动，开展涉及微重力基础物理、空间材料科学、空间生命科学、 航天医学、航天技术等领域的大量空间科学试验，完成舱内外设备安装、调试、 维护维修等各项任务。 （本题共 16 分） 8. 中国空间站建造成功、神舟系列飞船顺利往返，均展示了我国科技发展的巨大成就。下列 相关叙述正确的是 （单选） A．空间站太阳翼伸展关键部件采用碳化硅材料，SiC 属于无机非金属材料 B．核心舱太阳能电池采用砷化镓（GaAs）材料，GaAs 属于金属材料 C．飞船火箭使用偏二甲肼[(CH3)2N-NH2]作燃料，(CH3)2N-NH2 属于烃类 D．飞船返回舱使用氮化硅耐高温结构材料，属于分子晶体 9. 化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法正确的是 （单选） A．“祝融号”火星车的供电装置太阳能电池板的主要成分为二氧化硅 B．航天服使用的棉针织品、羊毛、氯丁尼龙橡胶等都属于天然高分子材料 C．我国为实现 2030 年前碳达峰，可研发新技术加强对可燃冰的广泛使用 D．使用乙醇、“84”消毒液、过氧化氢消毒涉及蛋白质的变性 中国空间站 CO2 还原转化系统能把呼出的 CO2 捕集、分离并与空间站电解水系统产生 的 H2 进行加氢处理，从而实现空间站内物料的循环利用。 10．一种借助光将 CO2 转化为 CH4 的催化机理如图所示。该转化过程总反应的化学方程式 是_________________________________________________；图中所示的各物质中，含有极 性共价键的非极性分子是_______________（填化学式）。 4 / 8 一定条件下，CO2 和 H2还可发生如下两个平行反应： i. CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) ∆H1 ii. CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ∆H2＝－49.5 kJ·mol-1 11．已知相关物质的总键能数据如表： 物质 H2 H2O CO2 CO 键能（kJ·mol-1） 436 928 1606 1072 则反应 i 的∆H1＝ _______ kJ·mol-1。 12．保持温度为 533 K，压强为 3 Mpa，按 1：3 向密闭容器中充入 CO2 和 H2，使用催化剂， 若只发生反应 ii，下列说法能判断该反应达到平衡状态的是_________（单选） 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．CH3OH 和 H2O 的物质的量之比为 1：1 D．CO2 和 H2 的物质的量之比不再变化 13．一定条件下，向 0.5 L 恒容密闭容器中充入 1 mol CO2和 3 mol H2，若只发生上述反应 ii，15 min 后，CO2浓度为 1.4 mol·L-1，则用 H2表示 15 min 内的平均反应速率为_____________。 达平衡时，H2 的转化率为 80%，则该温度下的平衡常数 K＝ _______（保留两位小数）。 三、“零碳甲醇”——杭州亚运主火炬绿色燃料实现零碳排放 杭州亚运会主火炬塔的燃料首次使用甲醇燃料，这是人类历 史上第一次废碳再生、零碳甲醇点燃亚运主火炬，也是大型体育 赛事首次使用燃烧高效、排放清洁、可再生、运输便捷的甲醇燃 料，充分体现杭州亚运会“绿色、智能、节俭、文明”办赛理念。 （本题共 16 分） 14．我国提出争取在 2030 年前实现碳达峰，2060 年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿 色发展至关重要。“碳中和”是指 CO2 的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中 和最直接有效的是 （单选） A．将重质油裂解为轻质油作为燃料 B．大规模开采可燃冰作为新能源 C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D．研发催化剂将 CO2还原为甲醇 15. 研究发现，在 CO2 低压合成甲醇反应（CO2 + 3H2 === CH3OH + H2O）中，Co 氧化物负 载的 Mn 氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。在 CO2 低压合成甲醇 反应所涉及的 4 种物质中，沸点从高到低的顺序为 。 5 / 8 16. 甲醇可作为燃料使用，也可用 CH3OH 和 O2 组合形成质子交换膜燃料电池，其结构示意 图如图所示： 电池总反应为 2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，则 c 电极的反应方程式 。 17.下图是一个电化学过程的装置示意图。已知甲池的总反应式为 2CH3OH＋3O2＋ 4KOH===2K2CO3＋6H2O （1）甲池是 （填“原电池”或“电解池”），通入 O2 的电极作 极； （2）乙池是 （填“原电池”或“电解池”），乙池中总反应的化学方程式为 。 一段时间后丙池 极（填“阴极”或“阳极”）附近有白色浑浊出现。 18. 在一定条件下，向恒容密闭容器中充入 1.0 mol CO2 和 3.0 mol H2，在一定温度范围内发 生如下转化：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－x kJ·mol －1（x>0）。在不同催 化剂作用下，相同时间内 CO2的转化率随温度的变化如图所示： (1)催化效果最佳的是催化剂__（填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”)；b 点 v 正__（填“>”“<”“＝”)v 逆。 (2)此反应在 a 点时已达到平衡状态，a 点的转化率比 c 点高的原因是_____________________。 四、“切断支原体肺炎传播途径”——含氯消毒剂堪当重任 近期，支原体肺炎人群持续高发，主要经飞沫和直接接触传播，肺炎支原体 是一种介于细菌和病毒之间、目前世界上已知能独立生存的最小微生物。肺炎支 原体无细胞壁结构，像是没有穿“外套”的细菌。常用的 75%酒精和含氯消毒剂 均可以杀灭肺炎支原体。做好校内场所的日常消毒工作，及时切断传播途径。 （本题共 16 分） 6 / 8 亚氯酸钠（NaClO2）是一种高效氧化剂、漂白剂。已知：NaClO2 饱和溶液在温度低于 38℃时析出的晶体是 NaClO2·3H2O，高于 38℃时析出晶体是 NaClO2，高于 60℃时 NaClO2 分解成 NaClO3和 NaCl。利用下图所示装置制备亚氯酸钠。 请完成下列填空： 19. 装置②中产生 ClO2的化学方程式为 ； 装置③的作用是 。 20. 从装置④反应后的溶液获得 NaClO2 晶体的操作步骤为：①减压，55℃蒸发结晶； ②趁热过滤；③ ；④低于 60℃干燥，得到成品。 21. 装置①在本实验中的作用 。 22. 准确称取所得亚氯酸钠样品 10g 于烧杯中，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴 入适量的稀硫酸，充分反应（ClO2 － + 4I － + 4H+=== 2H2O + 2I2 + Cl － ）。将所得混合液配 成 250mL 待测溶液。配置待测液需用到的定量玻璃仪器是 。 23. 取 25.00mL 待测液，用 2.0 mol/L Na2S2O3 标准液滴定（I2 + 2S2O32 － ===2I － + S4O62 － ），以 淀粉溶液做指示剂，达到滴定终点时的现象为 。 重复滴定 2次，测得Na2S2O3溶液平均值为 20.00 mL。该样品中NaClO2的质量分数为 。 （保留三位小数） 24. 在实验过程中，下列操作会使实验结果偏高的是 。（不定项选择） a. 读取标准液体积时，开始时平视读数，结束时仰视读数 b. 配置 250mL 待测液时，定容后摇匀发现液面下降，又补加水重新达到刻度线 c. 盛装待测液的滴定管注液前未用待测溶液润洗 d. 盛装标准液的滴定管尖嘴处滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失 7 / 8 五、“无处不在的有机化学”——处处大显身手，蓬勃发展 20 世纪初 40 年代前后，有机化学工业的原料又逐渐转变为以石油和天然气 为主，发展了合成橡胶、合成塑料和合成纤维工业。由于石油资源将日趋枯竭， 以煤为原料的有机化学工业必将重新发展。当然，天然的动、植物和微生物体仍 是重要的研究对象。 （本题共 27 分） 25. 2022 年冬奥会吉祥物“冰墩墩”寓意创造非凡、探索未来。其使用的材料之一为 ABS 树 脂,结构简式如图所示: 下列有关 ABS 树脂的说法正确的是 （单选） A.易溶于水 B.属于缩聚产物 C.由 4 种单体通过加聚反应制备 D.其中碳原子的杂化方式有 3 种 26．下列有机化合物中均含有酸性杂质，除去这些杂质的方法中正确的是 （单选） 编号 被提纯物质 除杂试剂 分离方法 A 己烷（己烯） 溴水 分液 B 乙醇（乙酸） 生石灰 过滤 C 乙醛（乙酸） 氢氧化钠溶液 分液 D 乙酸丁酯（乙酸） 碳酸钠溶液 分液 27. 某种有机物 C4H8O2 的核磁共振氢谱如左图所示，图中峰面积之比为 1∶3∶1∶3；利用 红外光谱仪测得其红外光谱如右图所示。 分子中含氧官能团的名称为 __________ ，该物质的结构简式为 。 8 / 8 氯吡格雷（结构简式为： ，不考虑立体异构）用于预防和 治疗因血小板高聚集引起循环障碍疾病。下图所示是多条合成路线中的一条（部 分反应试剂和反应条件未标出）。 已知：① 28．写出反应试剂和反应条件。反应① ，反应⑤ 。 29．写出反应类型。反应② ，反应③ 。 30．写出两种类别不同且均符合下列条件的 E 的同分异构体的结构简式。 i. 能发生银镜反应 ii.只含三种化学环境不同的氢原子 ， 。 31．在进行反应⑦时，还需加入 K2CO3，其目的是 。 有人提出，改用 KOH 也能达到同样目的，请对此建议进行评价。 。 32．写出仅用 C7H8 为有机原料合成 1-羟基环己基甲醛（结构简式： ）的合成路线 （其他无机原料任选）。 （合成路线的常用表示方法为： ）。 1 上海市复兴高级中学 高三年级 化学等级 参考答案 一、本题共 25 分 1. B （2 分） 2．3d24s2 2 第四周期ⅣB族 7 （每空 1分 共 4 分） 3. sp3 （2 分） 4. D （2 分） 5. O＞Ti＞Ca 离子键 12 （每空 1分 共 3分） 6. TiF4 为离子化合物，熔点高，其他三种均为共价分子，随相对分子质量的增大，分子间 作用力增大，熔点逐渐升高（2 分） 7. (1) ①－223（2 分） ②碳氯化反应气体分子数增加，ΔH＜0，是熵增、放热过程，ΔH －TΔS＜0，故该反应能自发进行，而直接氯化的体系气体分子数不变且是吸热过程，反应趋 势远小于碳氯化（2 分） ③向左 （2 分）变小（2 分） (2) 将两固体粉碎后混合，同时鼓入 Cl2，使固体粉末“沸腾”（2 分） 二、本题共 16 分 8. A （2 分）9. D （2 分） 10. CO2 + 4H2 𝑁𝑖/𝐿𝑎2𝑂3光照 CH4 + 2H2O （2分） CO2、CH4 （2分） 11. 42（2分） 12. B（2分） 13. 0.12 mol•L-1•min-1（2分） 3.70（2分） 三、本题共 16 分 14. D （2分） 15. H2O＞CH3OH＞CO2＞H2（2分） 16. CH3OH－6e － ＋H2O===CO2＋6H ＋ (2 分) 17. (1) 原电池，正；(共 2 分) (2) 电解池（1 分），4AgNO3＋2H2O===== 电解 4Ag ＋O2↑＋4HNO3（2 分） 阴极（1 分） 18. (1) Ⅰ > (共 2 分) (2) 该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动(共 2 分) 四、本题共 16 分 19. 2NaClO3 + Na2SO3 + H2SO4→2ClO2 + 2Na2SO4 + H2O（2 分） 装置③为安全瓶，防止装置②中气体温度降低而产生倒吸。（2 分） 20. 用 38℃～60℃的温水洗涤（2 分） 21. 本实验产生污染性气体，直接排放会污染环境，装置①当关闭 K2时，打开 K1，可以吸 收反应所产生的气体。（2 分） 2 22. 250mL 容量瓶 （1 分） 23. 当滴入最后一滴 Na2S2O3溶液时，溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色（2 分） 0.905（3 分） 24. a、d（2 分） 五、本题共 27 分 25. D （2 分） 26．D （2 分） 27. 羟基、酮羰基（2 分） （2 分） 28. Cl2、Fe 粉（或 FeCl3）（2 分）；CH3OH、浓硫酸、加热（2 分） 29. 氧化（2 分）；加成（2 分） 30. （或 ）、 、（或 ） （2 分） （2 分） 31. 除去生成的 HCl，使平衡正向移动，提高产率（2 分）。 不能使用 KOH，碱性过强，会导致产物中的酯水解，使产率降低（2 分）。 32. （3 分）