上海市嘉定区2024-2025学年高三上学期一模考试 化学试题

2024学年高三年级第一次质量调研 化学试卷 考生注意： 1．试卷满分100分，考试时间60分钟。 2．本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写学校、姓名、座位号（考号），并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3．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。 4．除特殊说明外，本卷所用相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Mo-96 一、含氮元素的物质 自然界中，陆地、海洋、大气中的氮元素，通过各种相互转换建立起生态系统的物质循环。以下为氮元素的循环图： 1．以上自然界氮循环过程中，说法正确的是 。 A．过程②③表示的是反硝化作用 B．过程④⑤均为还原反应 C．NOX为NO2 D．过程⑥称为固氮 2．以上流程中有机污染物主要成分为 。 A．蛋白质 B．糖类 C．油脂 D．甘油 3．尿素CO(NH2)2是一种易溶于水的有机氮肥，下列关于尿素说法错误的是 。（不定项） A．尿素的含氮量较其他氮肥高，肥效也高 B．尿素分子与水分子间形成氢键 C．尿素中所含部分元素的第一电离能的大小关系为：O＞N＞C D．铵态氮肥施用会引起土壤的酸化，施用尿素不存在此问题 空气中含氮、硫的氧化物会引起酸雨，其中SO2主要来自于含硫的煤和石油的燃烧。 4．由煤和石油燃烧导致的酸雨样品，放置一段时间后pH会 。（填“变大”或“变小”） 5．煤化工经过 得到煤焦油，再通过 可以得到如苯、苯酚、沥青等化工原料。 A．裂化 B．裂解 C．干馏 D．分馏 6．NO虽然会污染空气，但也可催化分解空气中的臭氧，反应历程如下： （1）上图反应历程中，基元反应有_______个，其中决速步为第_____步。 （2）判断3O2 (g) = 2O3(g)反应能否自发进行 。（填“能”或“不能”） 7．室温下，NaOH溶液吸收NOX得到pH = 9的NaNO2和NaNO3的混合溶液，反应原理：2NO2 + 2NaOH＝NaNO2 + NaNO3 + H2O NO + NO2 + 2NaOH＝2NaNO2 + H2O （1）混合溶液中离子浓度[NO2-]_______[NO3-]。 A．大于 B．小于 C．等于 D．无法比较 （2）混合溶液中由水电离的H+浓度为_______。 二、碳酸钙的制备 碳酸钙一般有方解石型、文石型和球霰石型等三种晶型，其中稳定性最好、实际应用最多的是方解石型。文献报道了一种制备方解石型碳酸钙的方法。该方法以CaCl2和NH4HCO3溶液为原料，通过加入LiCl形貌控制剂制得形貌规整、大小均匀的片状碳酸钙，且伴有气体产生。 1．LiCl的电子式可表示为 ，通过以下 分析方法，能检测到碳酸钙产品中不含碳酸锂。（不定项） A．原子吸收光谱 B．红外光谱 C．核磁共振氢谱 D．晶体X射线衍射 2．推测以上反应原理，用离子方程式表示 。 3．室温下NH4HCO3溶液呈碱性，关于NH4HCO3溶液的说法正确的是 。 A．由水电离的[H+]＜10-7 mol·L-1 B．[NH3·H2O]＜[H2CO3] C．[HCO3-]＞[NH4+]＞[OH-]＞[H+] D．[NH4+] + [NH3·H2O]＝[HCO3-] + [H2CO3] 粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，其主要氧化物组成为：SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等。科学家发现了一种利用粉煤灰吸收二氧化碳制碳酸钙的工艺。 已知双极膜的作用：在直流电场作用下，双极膜可以将水解离成H+和OH-，分别在膜的两侧释放。 图1 粉煤灰制碳酸钙的工艺流程 图2 双极膜电解法工作原理 4. 以上工艺流程中尾渣的成分为 ，溶液中X为 ；以上流程中能循环的物质为H2O、 。（以上均填化学式） 5．浸取液必须经过系列操作②才能利用的原因 。 6．写出双极膜电解装置中阳极的电极反应。 7．关于以上电解池装置中说法正确的是 。 A．电解池负极发生还原反应 B．a处为NaOH，b处为HNO3 C．使用Na2SO4溶液代替水的目的是增强溶液导电性 D．Na+通过阳离子交换膜由右向左移动 8．对比LiCl形貌控制法制备碳酸钙，粉煤灰吸收二氧化碳制碳酸钙的工艺优点为 ；缺点为 。（任写一条即可） 小嘉同学在实验室尝试制备碳酸钙，他向1.0 mol·L-1 CaCl2溶液中通入CO2至饱和，并未看到沉淀。该溶液中[H2CO3]＝0.033 mol·L-1，pH=3.9。 常温下，Ksp(CaCO3) = 2.8×10-9，H2CO3的电离常数分别为：Ka1 = 4.2×10-7、Ka2 = 4.8×10-11。 9．请通过计算解释以上现象。（写出计算过程） 三、逆水煤气变换反应 从大气中回收CO2，将其转化为有用的化学品，是化学家们致力于解决气候变化和碳排放问题的重要一步。 逆水煤气变换（RWGS）反应引起了科学家们的关注。 反应① CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g)  ∆H1 = 42.1 kJ·mol-1 1．下列关于CO2说法正确的是 。 A．CO2的水溶液能导电，因此CO2是电解质 B．CO2分子中含σ键与π键数目比为1:1 C．CO2分子中C原子的杂化方式为sp2 D．CO2分子的空间结构为角形 2．关于密闭体系中RWGS反应，下列说法错误的是 。（不定项） A．高温有利于提高反应速率 B．加压有利于提高CO2的转化率 C．当CO2的生成速率等于H2O的生成速率能判断反应达到化学平衡 D．混合气体平均摩尔质量不变能判断反应达到化学平衡 3．已知RWGS反应中可能发生的副反应为： 反应② CO2(g) + 4H2(g)CH4(g) + 2H2O(g) ∆H2 = -165.0 kJ·mol-1 反应③ CO(g) + 3H2(g)CH4(g) + H2O(g) ∆H3 =_____。 计算可知∆H3 =_____。 技术经济评估表明，只有催化剂对CO具有100%的选择性，不浪费氢气生成副产物甲烷，RWGS反应才能达到总体上的碳负效益，并简化下游的分离过程。 已知：CO的选择性=×100% 4．反应在特定的操作条件下表现出最佳性能：即H2/ CO2的体积比为1:1~3:1、450～600℃、低压（小于1 MPa）的条件下，能够实现较高的转化效率和CO选择性。选择H2/ CO2的体积比为1:1~3:1的原因可能是（1） ； （2） 。 5．500℃条件下，1 L密闭容器中，10 mol CO2(g)和30 mol H2 (g)在催化剂作用下反应，10 min达到化学平衡，此时CO2的转化率为50%，CO的选择性为60%，若仅考虑反应①②，则反应①中CO2的速率为 ，反应①的化学平衡常数K= 。（结果保留两位小数） 近日，《科学》杂志上发表论文，利用碳化钼MoxCy作催化剂，在H2/ CO2的比例为1:1~3:1，300~600 °C条件下将CO2转化为CO，实现了100%的选择性。反应流程如图： 6． 关于以上流程说法正确的是 。 A．物质A为CO B．物质D为H2O C．MoxCyO也是催化剂 D．若生成4.48 L CO，则反应中转移电子数为0.4 NA 7．碳化钼具有较高熔点和硬度，一种立方相碳化钼 （α-Mo2C）的晶胞示意图如右，其中小球代表的微粒是______； 该晶胞中大小球之间最近的距离为a nm，晶胞的密度ρ =_______g·cm-3。（用含a、NA的代数式表示） 四、光聚合的光引发剂 光引发剂的关键在于分子要在LED发射波长处有良好的吸收，且含易断裂产生自由基的化学键。O-BSCF是一种优异的光引发剂，O-BSCF的光引发机制如下图所示： O-BSCF 1．O-BSCF中不含的官能团为 。（不定项） A．醚键 B．酯基 C．酰胺基 D．酮羰基 2．从结构角度分析O-BSCF光解过程中，不易发生C-C键断裂，而易发生S-S 键断裂的原因是 。 O-BSCF的合成路线如下： 3．A的名称为 ，B的结构简式为 。 4．B→C的反应类型为 。 A．消去反应 B．取代反应 C．加成反应 D．氧化反应 5．证明C→D的转化中C已经反应完全的实验方法为 。 6．关于以上物质说法正确的是 。 A．物质A中在同一个平面上的原子最多16个 B．KMnO4的酸性溶液能鉴别物质A和C C．物质D存在顺反异构体 D．1 mol物质D与足量H2加成后的产物中含有3个不对称碳原子 7．利用浓溴水鉴定物质A中官能团，化学方程式为 。 8．由E生成O-BSCF的反应，通过增加强碱性物质[三乙胺：N(C2H5)3]促进反应发生的原因可能是 。 9．写出一种符合下列条件的D的同分异构体的结构简式 。 ⅰ）该物质能水解，且1 mol该物质最多消耗4 mol NaOH ⅱ）苯环上有三个取代基 ⅲ）核磁共振氢谱有五组峰，峰面积之比为3:2:2:2:1 10．设计以A为原料合成的路线（无机试剂任选）。 （合成路线可表示为：AB……目标产物） 五、聚合氯化铁 聚合氯化铁(PFC)是近年发展的一种无机高分子絮凝剂，属无毒净水剂。 PFC通过FeCl3部分水解得到，PFC通式为[Fe2(OH)nCl6-n ]m (n＜6）。 1．铁原子的核外价层电子轨道表示式 ，铁原子核外原子轨道共有 个空间伸展方向。 2．实验室用FeCl3溶液制Fe(OH)3胶体，关于Fe(OH)3胶体说法错误的是 。 A．可以通过是否产生丁达尔现象判断胶体是否生成 B．向Fe(OH)3胶体中逐滴加稀硫酸至过量，最终无红褐色沉淀 C．电泳实验中Fe(OH)3胶体粒子向阴极移动 D．Fe(OH)3胶体带电荷与胶体粒子的比表面积大有关 3．工业盐酸呈黄色，一般认为是Fe3+导致，通过合适的试剂，证实工业盐酸中不存在Fe3+，以下试剂选择不合理的是 。（不定项） A．苯酚溶液 B．KSCN溶液 C．NaOH溶液 D．铁粉 4．研究证实工业盐酸呈现黄色是配离子[FeCl4]⁻的颜色。关于[FeCl4]⁻的说法正确的是 。 A．中心离子Fe3+提供孤电子对 B．Cl⁻提供空轨道 C．配位体为Cl⁻ D．配离子[FeCl4]⁻在溶液中能完全电离出Cl⁻ FeCl3溶液中的[Fe(H2O)n]3+呈淡紫色，FeCl3溶液呈棕黄色是Fe3+部分水解生成的离子[Fe(OH)(H2O)5]2+导致。小嘉向3支均装有5 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液的试管中，分别滴加等体积的HCl溶液、水和NaCl溶液。实验结果如下： 实验现象：A试管黄色明显加深，B、C试管中黄色稍变浅。 提示：配离子[FeCl4]⁻显黄色。 5． 对以上实验现象解释正确的是 。 A．A试管中c(H+)增大，促进[Fe(OH)(H2O)5]2+的生成 B．A试管中存在[Fe(H2O)n]3+ + 4Cl⁻[FeCl4]⁻ + nH2O的平衡正向移动 C．B、C试管中颜色变浅的原因可能是[Fe(OH)(H2O)5]2+物质的量减小 D．由实验推测[Fe(OH)(H2O)5]2+能直接转化为[FeCl4]⁻ 工业上利用强酸使钢铁表面性质得到改善后，排出酸洗废液。酸洗废液用于制备聚合氯化铁，过程如下： （1）利用氯酸钠的氧化性 6FeCl2 + NaClO3 + 6HCl = + 3H2O+ ① （2）氧化后的Fe3+能够自发水解 2FeCl3 + nH2OFe2(OH)nCl6-n + nHCl ② （3）聚合生成PFC m Fe2(OH)nCl6-n = [Fe2(OH)nCl6-n]m ③ 6．完成反应①化学方程式的配平 6FeCl2 + NaClO3 + 6HCl = + 3H2O+ 7．取100 mL酸洗废液于250 mL烧杯中，将烧杯放置于磁力加热搅拌器上，分别加入不同体积的浓盐酸，再加入4.3 g的NaClO3，反应时间40 min，测定产物 PFC的产率，结果如下： 盐酸体积/mL PFC产率% 分析以上盐酸的量对PFC产率产生影响的原因。 实验小组对酸洗废液中游离酸含量进行测定，方法如下： 准确量取10 mL的废液于500 mL容量瓶中定容，取20.00 mL待测液分别加入足量KF溶液10 mL，加入指示剂试液，用浓度为0.1000 mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液体积为10.00 mL。 已知：氟离子能与一些金属离子形成稳定的无色配合物。 8．以上指示剂选择正确的是 。 A．酚酞试液2~3滴 B．酚酞试液2~3 mL C．甲基橙试液2~3滴 D．甲基橙试液2~3 mL 9．（1）KF溶液的作用是 。 （2）用一个事实说明F和O的电负性大小 。 10．计算酸洗废液中游离酸含量（即H+的物质的量浓度）。（写出计算过程，结果保留两位小数。） 答案 一、氮元素的循环（本题18分） 1．B（2分） 2．A（2分） 3．C（2分） 4．变小（2分） 5．C（1分），D（1分） 6．（1）3（1分），1（1分） （2）不能（2分） 7．（1）D（2分） （2）1×10-5 mol·L-1（2分） 二、碳酸钙的制备（本题22分） 1． （1分） AD（2分） 2．Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3↓ + CO2↑ + H2O （2分） 3．B （2分） 4．SiO2（1分），NaOH（1分）；NaNO3（1分） 5．除去H+、Al3+、Fe3+，防止影响碳酸钙的产量及纯度。（2分） 6． （2分） 7．C（2分） 8．能变废为宝，降低原料成本（1分）；工艺流程复杂。或反应需要通电，能耗大。（1分） 9． （得1分） （结果正确得2分） Q＜Ksp(CaCO3) 所以不能生成沉淀（过程完整结论正确得4分） 三、逆水煤气变换反应（本题16分） 1．B（2分） 2．BD（2分） 3．-207.1 kJ·mol-1（2分） 4．（1）H2/ CO2的比例高于1:1，提高H2浓度，促进化学平衡正向移动，提高CO2的转化率（1分） （2）比例高于3:1，会促进CO与H2反应，大量甲烷生成，从而降低CO选择性 （1分） 5．0.3 mol·L-1·min-1（1分） 0.22（2分） 6．B（2分） 7．C原子（1分），5.1×1022/ a3 NA（2分） 四、光聚合的光引发剂（本题22分） 1．B （2分） 2．原子半径C＜S，键长C-C＜S-S，键能C-C＞S-S，所以S-S共价键易断裂 （2分） 3．对甲基苯酚（4-甲基苯酚）（1分）， （1分） 4．D（2分） 5．取样，加足量的NaOH溶液，加新制氢氧化铜，加热至沸腾，若没有砖红色沉淀生成，则C已经反应完全。（2分） 6．C（2分） 7． （2分） 8．E生成O-BSCF的反应中另一种产物是HCl，三乙胺消耗HCl，促进反应正向进行。（2分） 9． 或（2分） 10． （4分） 五、聚合氯化铁（本题22分） 1． （1分）， 9（1分） 2．D（2分） 3．CD（2分）4．C（2分）5．B （2分） 6．6FeCl3（1分） NaCl（1分） 7．当盐酸加入量小于8mL之前，H+浓度增加，NaClO3氧化性增强，反应①速率增大，PFC的产率提高。（1分） 当盐酸加入量大于8mL之后，H+浓度过高，抑制了Fe3+的水解和聚合，使得PFC产率降低。（1分） 8．A（2分） 9．（1）与溶液中金属离子如Fe3+、Fe2+结合成更稳定的氟化物，防止对NaOH溶液的消耗造成影响。（1分） （2）HF稳定性强于H2O 或者 2F2+2H2O=4HF+O2 或者 H2与F2黑暗中发生爆炸反应，H2与O2反应需要点燃（其他合理即可）（2分） 10． H+ ~ OH- ∵n(OH-) = 0.1000 mol·L-1×10.00×10-3 L = 1.0×10-3 mol（结果正确得1分） n(H+) = 1.0×10-3 mol n(H+)总 = 1.0×10-3×=2.5 ×10-2 mol（结果正确得2分） mol·L-1 （过程完整结果正确得3分） PFC产率 2 4 6 8 10 12 80.8 86.2 89.7 94 88.8 85.6 9 学科网（北京）股份有限公司 $$