上海市静安区2024-2025学年高三上学期期末教学质量调研（一模）化学试题

静安区2024学年度第一学期期末教学质量调研（一模） 高三化学试卷 （满分100分，完卷时间60分钟） 特别提示： 1、本试卷标注“不定项”的选择题，每小题有1~2个正确选项，只有1个正确选项的，多选不得分;有2个正确选项的，漏选1个得一半分，错选不得分。未特别标注的选择题，每小题只有1个正确选项。 2、除特殊说明外，本卷所用相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Fe-56 K-39 C1-35.5 Sn-119 Cr-52 一、尿素（本题共20分） 尿素[CO(NH2)2]是世界上使用最为广泛的氮肥。同时，它与人体健康也有着密不可分的联系。 Ⅰ. 工业上利用合成氨工艺联合生产尿素，原理如下图所示。 1. 尿素属于_____________ 。 A. 铵态氮肥 B. 硝态氮肥 C. 有机氮肥 D.复合肥 2.尿素分子内存在的化学键有 。 A.极性键 B.离子键 C.氢键 D. 非极性键 3.若反应器Ⅰ和II中各有1.5 molH2O参加反应，理论上可获得 molH2。 反应器IV中的总反应为2NH3(g)+ CO2(g) CO(NH2)2(s) + H2O(g)，该反应需要 两步才能完成，其能量变化如下图所示。 4.第一步反应的平衡常数表达式K= ； 5.（1）当升高温度，第二步反应的平衡常数将 ； A. 减小 B. 增大 C. 保持不变 D.条件不足，无法判断 （2）恒温恒容的密闭容器中，能说明总反应达到平衡状态的是 。 A. 二氧化碳的生成速率和水的消耗速率相等 B. 容器内气体的压强保持不变 C. 容器内NH3 、CO2、H2O的物质的量之比为2:1:1 D. 单位时间内，每断裂3molN-H键，同时形成1molO-H键 Ⅱ. 碳-13无放射性，医学上用13C标记的尿素呼气诊断幽门螺旋杆菌感染，该检验比14C呼气更安全。 6.关于13C的说法正确的是 。 A．13C和14C互为同素异形体 B．14C也无放射性，主要用于考古断代 C．14C比13C 多1个电子 D．13C与14C是两种不同的核素 Ⅲ. 氨基酸在肝脏等组织代谢下产生尿素。当人体肾功能衰竭，血液中的尿素会逐渐累积而升高。医学上常采用人工肾脏间接电化学法除去代谢产物中的尿素，用于治疗肾功能衰竭和尿毒症。 7.（1）关于氨基酸的说法，错误的是 。 A. 氨基酸是两性化合物，可与酸或碱反应 B. 天然蛋白质水解仅得α- 氨基酸 C. 两分子氨基酸脱水形成二肽 D. 氨基酸、多肽都具有酰胺键 （2）茚三酮显色法检验氨基酸非常灵敏。在_______条件下，谷氨酸与茚三酮反应后能得到蓝紫色的 物质。（不定项） A. 加热 B. 低温 C. 弱酸性 D.弱碱性 人工肾脏间接电化学法除去代谢中尿素的原理如下图。 8.阳极室先后发生两个反应，一个发生在电极表面，另一个发生在电解液中。 （1）请依次书写电极反应式、化学反应方程式： _________________________和___________________________________________。 （2）电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比无变化，原因是： ___________________________________________________________________。 　 　 8 学科网（北京）股份有限公司 二、含能材料（本题共20分） 含能材料是指能独立进行化学反应，并在极短时间内迅速释出能量的物质。 Ⅰ.四大发明之一的黑火药是一种古老的含能材料,发生爆炸时反应如下： 2KNO3 + 3C + S === K2S + 3CO2↑ + N2↑ 1.标出该反应的电子转移方向和数目。 2.基态S原子的电子排布式是[Ne]______________，氧的负离子结构示意图为________。 Ⅱ.北京理工大学的研究团队利用理论计算和分子模拟的方法，经计算机辅助，设计 出了具有棒棒糖结构的新型全氮含能材料——N8分子。 3.基态N原子的价电子占据的最高能级符号为 ，价电子在该能级上排布所遵循的原则是 。 4.设NA为阿伏伽德罗常数的值。1molN8分子中，σ键的电子数为 。 A. 16NA B. 8NA C. 8mol D. 4mol 5.氨气分子中有一对孤电子对，能够结合氢离子表现碱性。已知NF3碱性小于NH3碱 性，其原因是：_________________________________________________________。 Ⅲ.无色晶体NH4N3也是一种具有含能材料特性的化合物，易爆炸，能产生大量气体，晶胞结构如下图所示。 6.该晶体属于_______________。 A.共价晶体 B.分子晶体 C.离子晶体 D.金属晶体 7.晶胞中NH4+的数目为_______________，晶胞密度为___________________ g·cm-3； 三、9-菲甲酸（本题共20分） 9-菲甲酸是一种重要的有机中间体，在药物化学中，有可能作为原料或中间体用于合成某些具有生物活性的化合物。 以甲苯为原料合成9-菲甲酸的路线如下图所示（部分反应试剂、反应条件省略）。 1.A B的反应试剂、反应条件是 。 A.氯气、铁屑 B.氯化氢、铁屑 C. 氯气、光照 D. 氯化氢、光照 2.C的名称是 ； H中含氧官能团的名称为 ； 3.G的分子式为 ；D的分子式是C8H7N，其结构简式为 ； 4.能测定K的相对分子质量的仪器是 。 A.元素分析仪器 B.质谱仪 C.红外光谱仪 D.核磁共振氢谱仪 5.若反应E+F G分两步进行，第一步是加成反应，则第二步的反应类型是 。 A.取代反应 B.加成反应 C.消去反应 D.氧化反应 6.写出满足下列条件的E的同分异构体的结构简式 ； ⅰ苯环上有两个取代基 ⅱ既能发生银镜反应，又能和金属Na反应 ⅲ核磁共振氢谱图中峰的组数最少 7. 结合本题合成路线，以和乙醇作为有机原料，设计合成 的路线（无机试剂任选）。 （合成路线常用的表示方式为：A B ∙∙∙∙∙∙ 目标产物）反应试剂 反应条件 反应试剂 反应条件 四、零碳甲醇（本题共20分） “零碳甲醇”可实现循环内零碳排放，是符合“碳中和”属性的绿色能源。 1. 关于甲醇中C、H、O元素性质的比较，正确的是 。 A. 原子半径：O > C >H B. 电负性： O > C >H C. 第一电离能：C > O >H D. 气态氢化物的稳定性：CH4>H2O 2. 甲醇分子中碳原子的杂化方式是 。 A. sp杂化 B. sp2杂化 C. sp3杂化 钢铁企业以焦炉气中的H2和工业烟气中捕获的CO2为原料，在适宜催化剂的作用下生产 零碳甲醇：CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(l) + H2O(l) ΔH0 物质 燃烧热 (kJ·mol−1) H2(g) -286 CH3OH(l) -726 3.已知： 根据表格信息，计算该反应的ΔH0= 。 4．可作为 CO2捕获剂的是 。（不定项） A. NaOH 溶液 B．氨水 C． CH3CH2OH D． NH4Cl溶液 一种捕集烟气中CO2的过程如图所示。 T°C时用0.1mol·L-1KOH吸收CO2，溶液中含碳物种的浓度c总=c(H2CO3)+ c(HCO3－) +c(CO32－)。T°C时，H2CO3电离常数分别为Ka1=4.4×10-7，Ka2=5.0×10-11。 不考虑通入CO2所引起的溶液体积变化和H2O的挥发。 5.（1）吸收一定量CO2后，吸收装置的溶液中c(CO32－)∶c(HCO3－)＝1∶2，则该溶液 的pH＝________。 （2）在“转化”后所得上层清液中：c(Ca2+)·c(CO32－) __________Ksp(CaCO3) （选填“>”、“=”或“<”） 6.当c总=0.1mol·L-1时，溶液呈__________（选填“酸性”、“中性”或“碱性”），请说明理由:__________________________________________________________________________ 7.一定温度下，向2L密闭恒容容器中充入2molCO2和6mol H2，发生如下反应： 反应Ⅰ （主反应）CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1<0 K1 反应Ⅱ（副反应）CO2(g) +4H2(g) CH4(g) + 2H2O(g) ΔH2<0 K2 反应Ⅲ（副反应）CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) ΔH3>0 K3 反应均达平衡后，测得数据如下： 物质 CH3OH CH4 CO 物质的量（mol） 1 0.4 0.2 则CH3OH的选择性= （ ）。 反应Ⅱ的平衡常数K2= （列出包含数据的计算式，无须算出结果）。 8. 不同温度下，若测得上述反应CO2的平衡转化率与甲醇的选择性如下图： （1）试根据图中信息判断，更适合生产甲醇的温度为 。 A.1000°C B.800 °C C. 600°C D.400°C （2）当温度高于800 °C，CO2转化率反而增大，主要原因是 。 五、矿样中铁含量的测定（本题共20分） 铁矿石是钢铁工业的基本原料，其中的铁元素主要存在形式为氧化物。矿山开采出来的原矿中铁的品位一般只有20％～40％，通过选矿富集，可提高到50％～65％。 氯化亚锡－氯化汞－重铬酸钾滴定法测定铁矿石中全铁含量是国家标准方法之一。某科研小组用该方法测定原矿试样中的铁含量，实验过程如下： （一）配制溶液 a.配制c mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液。 b.配制100mLSnCl2溶液：称取6gSnCl2•2H2O溶于20mL浓盐酸，加水 至100mL，再加入少量锡粒。 （二）滴定实验 按下图所示(加热装置略去)步骤进行定量测定。 已知： ①氯化铁受热易升华； ②室温时HgCl2将Sn2+缓慢氧化为Sn4+，但难以氧化Fe2+；加热时，HgCl2可氧化Fe2+； ③Cr2O72－可被Fe2+还原为Cr3+； ④Fe3+与磷酸能形成 [Fe(HPO4)2]－ 等无色可溶性配合物； （三）数据处理 1.本实验肯定不需要的仪器是 。（不定项） A. 滴定管 B. 分液漏斗 C.容量瓶 D.量筒 2. 配制SnCl2溶液时需加入锡粒，请结合离子方程式，进行解释：___________________ ___________________________________________________________________________。 3.步骤Ⅰ中，矿样溶解时“微热”的原因是______________。 A. 可提高试样与浓盐酸反应的速率 B. 更高温度下，氯化铁受热易水解 C. 减少浓盐酸的挥发、氯化铁的升华 D. 更高温度下溶解，会导致待检成分的损失 4.步骤Ⅱ中，热的溶液需冷却后再滴加HgCl2溶液，并放置2～3min，才能开始步骤Ⅲ的滴定。对此，合理的解释是 。（不定项） A.热的溶液中，HgCl2氧化Sn2+的速率过快，反应不易控制 B.热的溶液中，Fe2+被HgCl2氧化，将使测定结果偏低 C.加入HgCI2溶液后立即滴定，则Sn2+未除尽，将使测定结果偏高 D.放置时间过长，Fe2+可被空气中的氧气氧化，将使测定结果偏高 已知，氧化还原滴定反应中，二苯胺磺酸钠能灵敏地指示滴定终点，其变色原理为： 5.步骤Ⅲ中，滴定前需加入硫酸－磷酸混合酸，主要目的有两个。一是酸性条件下K2Cr2O7具有强氧化性，二是 。（不定项） A.磷酸能与Fe3+形成无色可溶性的[Fe(HPO4)2]- B.可吸收空气中的氧气，防止氧气干扰滴定反应 C.与被滴定的金属离子形成沉淀，便于观察滴定终点 D.可消除FeCl3对滴定终点色变的干扰 6.（1）判断滴定达到终点的现象为______________________________________________。 （2）若消耗c mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液VmL，则ag矿样中Fe的质量分数为______。 （写出计算过程，用含a、c、V的代数式表示） 有研究者认为，用酸性KMnO4溶液替代K2Cr2O7同样能达到实验目的。 为探究用KMnO4溶液滴定时，不同pH下Cl－对Fe2+测定结果的影响，有研究人员设计了如下实验。向下列三种溶液分别加入1滴0.1 mol·L-1KMnO4溶液，记录现象见下表： 溶液 现象 空白实验 2mL0.3 mol·L-1NaCl溶液、0.5mL试剂X 紫红色不褪去 实验I 2mL0.3 mol·L-1NaCl溶液、0.5mL0.1 mol·L-1硫酸 紫红色不褪去 实验Ⅱ 2mL0.3 mol·L-1NaCl溶液、0.5mL6 mol·L-1硫酸 紫红色明显变浅 7. （1）根据该实验，可得出的结论是__________； A.溶液pH的变化对KMnO4与Cl－的反应几乎无影响 B. pH越大，Cl－对KMnO4与Fe3+测定反应的干扰越明显 C.随着溶液pH的减小，KMnO4与Cl－反应的可能性增大 D. 任何条件下KMnO4与Cl－都不可能发生反应 （2）表中试剂X为______________； 氯化亚锡－氯化亚钛－重铬酸钾法，又叫无汞盐重铬酸钾法，应用较为普遍，同样是铁矿石中全铁含量测定的国家标准分析方法之一。 8.从环保角度分析，相比于氯化亚锡－氯化汞－重铬酸钾滴定法，无汞盐重铬酸钾滴定法的优点是__________________________________________________________________。 参考答案 一、尿素（本题共20分） 1. C（1分）； 2. A（2分）； 3.6（2分）； 4. （2分）； 5. （1）B（1分）； （2）B（2分）； 6. D（2分）； 7. （1）D（1分）；（2）AC（2分）（漏选 1 分，错选 0 分）； 8.（1）2Cl－－2e－＝ Cl2 （1分）； CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O ＝ N2＋CO2＋6HCl（2分）； （2）虽然阴极室中氢离子因放电而不断减少，但阳极室产生的H＋能通过质子交换膜进入阴 极室，平衡两侧的电荷，确保阴极室H＋浓度始终无改变，故pH与电解前相比无变化 （2分）； 二、含能材料（本题共20分） 1.（2分）； 2.3s23p4（2分）； （2分）； 3. 2p（2分）；洪特规则（2分）； 4.A（2分） 5.F的电负性极大，对成键电子对的吸引力大，造成N原子对孤电子对的 吸引力大，难以提供孤电子对与H+结合，故NF3碱性比NH3弱（2分）； 6.C（2分）； 7. 4（2分）；（2分）； 三、9-菲甲酸（本题共20分） 1.C（2分）；2.邻硝基甲苯（或2-硝基甲苯）（1分）；羧基（1分）； 3.C15H11NO4（2分）；（2分）；4.B（2分）；5.C（2分）； 6. （各2分，共4分）； 7. （4分）； 四、零碳甲醇（本题共20分） 1. B（2 分）；2. C（1 分）; 3. -132 kJ·mol−1（2分）； 4. AB（2 分）（漏选 1 分，错选 0 分）； 5.（1）10.0 （2分）； （2） = （1分）； 6. 碱性（1分）； c总=0.1，此时溶液为KHCO3溶液， 表明HCO3-水解程度大于电离程度，所以溶液呈碱性（2分）； 7. 62.5%（2分）； 8.（1）D（1分）； （2）反应Ⅲ 正反应为吸热反应，反应Ⅰ和反应Ⅱ正反应均为放热反应。当温度高于800℃时，反应Ⅰ、反应Ⅱ平衡逆向移动，反应Ⅲ 平衡逆向移动，故甲醇选择性下降，CO2转化率增大。（2分）； 五、矿样中铁含量的测定（本题共20分） 1.B （2分）； 2.Sn2+易被空气氧化为Sn4+，离子方程式为2Sn2++O2+4H+=2Sn4++2H2O。当加入Sn，发生 反应Sn4++Sn=2Sn2+，可防止Sn2+被氧化 （3分）； 3.A、C（2分）；（漏选 1 分，错选 0 分） 4.B、C（2分）；（漏选 1 分，错选 0 分） 5. A、D（2分）；（漏选 1 分，错选 0 分） 6. 当溶液变为紫红色，且半分钟内不褪色，即到达滴定终点（2分）； （2分）； 7.（1）C（2分）； （2）H2O （1分）； 8．汞是一种对环境和人体健康有害的物质，无汞盐重铬酸钾滴定法避免了使用有毒的汞盐，实验操作更安全，能降低对环境的危害，还可减少实验废液处理的复杂性。（2分）； $$