精品解析：上海市嘉定区2025届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 1. 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_______。 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 【答案】（1）B （2）A （3）C 【解析】 【小问1详解】 A．‌反硝化作用是指反硝化细菌在缺氧条件下，将硝酸盐中的氮通过一系列中间产物还原为氮气或一氧化二氮的生物化学过程，故过程②③不是反硝化作用，A错误； B．过程④⑤氮元素化合价降低，均为还原反应，B正确； C．N2与O2在放电条件下生成NO，C错误； D．由游离态的氮转化为化合态的氮，属于氮的固定，但转化⑥为化合态的氮到化合态的氮，不属于氮的固定，D错误； 故选B； 【小问2详解】 根据元素守恒，有机污染物含有C、H、O、N元素，四个选项中只有蛋白质含有氮元素，故选A； 【小问3详解】 A．尿素是一种白色晶体，是目前含氮量最高的氮肥，故其肥效也高，A正确； B．尿素分子的结构简式为H2NCONH2，含有键，能和水分子间形成氢键，B正确； C．同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈现增大趋势，但是第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于相邻元素，因此N的第一电离能大于O，三种元素的第一电离能从大到小顺序为N>O>C，C错误； D．铵态氮肥中的水解呈酸性，会引起土壤的酸化，施用尿素不存在此问题，D正确； 故选C。 2. 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。 （1）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”) （2）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 （3）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”) （4）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[NO]_______[NO]。 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_______。 【答案】（1）变小 （2） ①. C ②. D （3） ① 3 ②. 1 ③. 不能 （4） ①. D ②. 1×10-5 mol·L-1 【解析】 【小问1详解】 由煤和石油燃烧导致的酸雨样品中含有亚硫酸，放置一段时间后，亚硫酸被氧化为硫酸，pH会变小； 【小问2详解】 煤化工经过干馏得到煤焦油，选C；煤焦油中含有苯、苯酚、粗氨水等，煤焦油通过分馏可以得到如苯、苯酚、沥青等化工原料，选D。 【小问3详解】 ①上图反应历程中，基元反应有3个；活化能越大，反应速率越慢，慢反应为总反应的决速步，其中决速步为第1步。 ②3O2 (g) = 2O3(g)为吸热反应，△H>0，正反应气体分子数减少，△S<0，可知反应不能自发进行。 【小问4详解】 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根据反应反应方程式，若NOX中含有NO，混合溶液中离子浓度[NO]>[NO]；若NOX中不含NO，混合溶液中离子浓度[NO]=[NO]，故选D。 ②pH = 9的NaNO2和NaNO3的混合溶液，c(H+)=1×10-9 mol·L-1、c(OH-)=1×10-5 mol·L-1，NaNO2是强碱弱酸盐，水解促进水电离，混合溶液中由水电离的H+浓度为1×10-5 mol·L-1。 二、碳酸钙的制备 3. 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。 I．文献报道了一种制备方解石型碳酸钙方法。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。 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. [HCO]>[NH]>[OH-]>[H+] D. [NH] + [NH3·H2O]=[HCO] + [H2CO3] Ⅱ．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。 （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) Ⅲ．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) 【答案】（1） ①. ②. AD （2）Ca2+ + 2HCO= CaCO3↓ + CO2↑ + H2O （3）B （4） ①. SiO2 ②. NaOH ③. NaNO3 （5）除去H+、Al3+、Fe3+，防止影响碳酸钙的产量及纯度 （6）4OH--4e-=O2+2H2O （7）C （8） ①. 能变废为宝，降低原料成本； ②. 工艺流程复杂或反应需要通电，能耗大 （9）根据H2CO3的电离平衡常数表达式：Ka1=，Ka2=，则有，，，Q＜Ksp(CaCO3) 所以不能生成沉淀 【解析】 【分析】II．由题干图1信息可知，向粉煤灰中主要氧化物组成为：SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等加入稀HNO3在将转化为Al3+、Fe3+、Ca2+的硝酸盐，SiO2与HNO3不反应留在尾渣中，经过操作①即过滤出尾渣，所得的滤液经过调节pH值使Al3+、Fe3+完全沉淀而去除，过滤沉淀、洗涤沉淀后得到滤液主要为Ca(NO3)2，Ca(NO3)2与Na2CO3反应生成CaCO3和NaNO3，用双极膜法电解硝酸钠溶液，由图2信息可知，c电极为阳极，双极膜中的OH-进入阳极室，则电极反应为4OH--4e-=O2+2H2O，d中NaNO3电离出的Na+进入e中，双极膜中的H+进入d中，则a为HNO3，f电极为阴极，双极膜中H+进入阴极室，电极反应为：2H++2e-=H2↑，则双极膜中OH-进入e中，即b为NaOH，据此分析解题。 【小问1详解】 已知LiCl是离子化合物，故其电子式可表示为，已知各原子的吸收光谱不同，故能通过原子吸收光谱来鉴别Li+和Ca2+，即可通过以下原子吸收光谱分析方法，能检测到碳酸钙产品中不含碳酸锂，晶体X射线衍射实验可以鉴别晶体类型和晶体结构，也能检测到碳酸钙产品中不含碳酸锂，故选AD； 【小问2详解】 由题干信息可知，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，该反应的离子方程式为Ca2++2=CaCO3↓+H2O+CO2↑； 【小问3详解】 A．室温下NH4HCO3溶液呈碱性，即的水解小于的水解，盐类的水解促进水的电离，故由水电离的[H+]＞10-7 mol·L-1，A错误； B．室温下NH4HCO3溶液呈碱性，即的水解小于的水解，故[NH3·H2O]＜[H2CO3]，B正确； C．室温下NH4HCO3溶液呈碱性，即的水解小于的水解，则溶液中离子浓度的大小顺序为： [NH]>[HCO]>[OH-]>[H+]，C错误； D．根据物料守恒可知，溶液中有[NH] + [NH3·H2O]=[HCO] + [H2CO3]+[]，D错误； 故答案为：B； 【小问4详解】 由分析可知，向粉煤灰中主要氧化物组成为：SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等加入稀HNO3在将转化为Al3+、Fe3+、Ca2+的硝酸盐，SiO2与HNO3不反应留在尾渣中，溶液中X为NaOH；以上流程中能循环的物质为H2O、NaNO3； 【小问5详解】 由分析可知，经过操作①即过滤出尾渣，所得的滤液即浸出液中含有Al3+、Fe3+、Ca2+，需经过调节pH值使Al3+、Fe3+完全沉淀而去除，即浸取液必须经过系列操作②即除去H+、Al3+、Fe3+才能利用，以防止影响碳酸钙的产量及纯度； 【小问6详解】 由分析可知，双极膜电解装置中阳极的电极反应为：4OH--4e-=O2+2H2O； 【小问7详解】 A．电解池中与电源负极相连的一极为阴极，发生还原反应，A错误； B．由分析可知，a处为HNO3，b处为NaOH，B错误； C．由分析可知可知，Na2SO4并未参与电极反应，故使用Na2SO4溶液代替水的目的是增强溶液导电性，C正确； D．由题干图示可知，左侧为阳极，右侧为阴极，故Na+通过阳离子交换膜由阳极移向阴极即由左向右移动，D错误； 故答案为：C； 【小问8详解】 由分析和题干信息可知，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：将粉煤灰来吸收CO2实现变废为宝，从而降低原料成本，但该工艺流程较LiCl形貌控制法制备碳酸钙更复杂，且反应需要通电，能耗大，此为其缺点，故答案为：能变废为宝，降低原料成本；工艺流程复杂或反应需要通电，能耗大； 【小问9详解】 根据H2CO3的电离平衡常数表达式：Ka1=，Ka2=，则有，，，Q＜Ksp(CaCO3) 所以不能生成沉淀，故答案为：根据H2CO3的电离平衡常数表达式：Ka1=，Ka2=，则有，，，Q＜Ksp(CaCO3) 所以不能生成沉淀。 三、逆水煤气变换反应 4. 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。 I.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_______。 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 =_______。 II.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) III.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)的晶胞示意图如下，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) 【答案】（1）B （2）BD （3）-207.1 kJ·mol-1 （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 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 （5） ①. 0.3 mol·L-1·min-1 ②. 0.22 （6）B （7） ①. C原子 ②. 【解析】 【小问1详解】 A．CO2自身不能电离，CO2是非电解质，故A错误； B．CO2分子的结构式为O=C=O，双键中有1个σ键和1个π键，σ键与π键数目比为1∶1，故B正确； C．CO2分子中C原子形成2个σ键，无孤电子对，C原子杂化方式为sp，故C错误； D．CO2分子中C原子杂化方式为sp，空间结构为直线形，故D错误； 选B。 【小问2详解】 A．升高温度反应速率加快，高温有利于提高反应速率，故A正确； B．反应前后气体系数和相等，加压平衡不移动，加压不能提高CO2的转化率，故B错误； C．CO2的生成速率等于H2O的生成速率，说明正逆反应速率相等，反应达到化学平衡状态，故C正确； D．反应前后气体总质量相等、气体系数和相等，混合气体平均摩尔质量是恒量，混合气体平均摩尔质量不变，不能判断反应达到化学平衡，故D错误； 选BD。 【小问3详解】 ① CO2(g) + H2(g)⇌CO(g) + H2O(g)  ∆H1 = 42.1 kJ·mol-1 ② CO2(g) + 4H2(g)⇌CH4(g) + 2H2O(g) ∆H2 = -165.0 kJ·mol-1 根据盖斯定律②-①得CO(g) + 3H2(g)⇌CH4(g) + H2O(g) ∆H3=-165.0 kJ·mol-1-42.1 kJ·mol-1=-207.1 kJ·mol-1； 【小问4详解】 H2/ CO2的比例高于1∶1，提高H2浓度，促进CO2(g) + H2(g)⇌CO(g) + H2O(g)平衡正向移动，提高CO2的转化率；若比例高于3∶1，会促进CO与H2反应生成大量甲烷，从而降低CO选择性，所以选择H2/ CO2的体积比为1∶1~3∶1。 【小问5详解】 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，反应①消耗CO2的物质的量为10mol×50%×60%=3mol，反应②消耗CO2的物质的量为10mol×50%-3mol=2mol； 则反应①中CO2的速率为，反应①的化学平衡常数K=。 【小问6详解】 A．根据流程图，A转化为B的同时，MoxCy转化为MoxCyO，A失去氧原子，则物质A为CO2，故A错误； B．C转化为D的同时，MoxCyO转化为MoxCy，C得到氧原子生成D，物质D为H2O，故B正确； C．MoxCy是催化剂，MoxCyO是中间产物，故C错误； D．没有明确是否为标准状况，4.48 L CO的物质的量不一定是0.2mol，故D错误； 选B。 【小问7详解】 根据均摊原则，大球数为，小球数为，根据化学式Mo2C，可知小球代表的微粒是C原子； 该晶胞中大小球之间最近的距离为a nm，晶胞边长为2anm，晶胞的密度ρ =g·cm-3。 四、光聚合的光引发剂 5. 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： （1）O-BSCF中不含的官能团为_______。 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) 【答案】（1）B （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 （3） ①. 对甲基苯酚(4-甲基苯酚) ②. （4）D （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 （6）C （7） （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 （9）或 （10） 【解析】 【分析】A与反应生成B，B的分子式为，不饱和度为4，则B的结构简式为，B中与苯环连接的甲基被二氧化锰氧化为醛基生成C，C与发生羟醛缩合反应后，羧基再与发生酯化反应生成D，D与发生取代反应生成E，E与发生取代反应生成O-BSCF，据此分析解题。 【小问1详解】 由O-BSCF结构简式可知，其含有醚键、碳碳双键、酮羰基、酰胺基、过硫键等官能团，不含有酯基，故选B； 【小问2详解】 化学键断裂和化学键的键能有关，C-C键不易断裂，而S-S 键易断裂的原因是：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； 【小问3详解】 A为：，属于酚类物质，习惯命名法为：对甲基苯酚；系统命名法为：4-甲基苯酚；由分析可知，B的结构简式为； 【小问4详解】 B→C是与苯环连接的甲基被二氧化锰氧化为醛基，反应类型是氧化反应，故选D； 【小问5详解】 C→D的转化中，若C完全反应，则没有醛基，故检验醛基即可，实验方法是：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； 【小问6详解】 A．物质A：，苯环是平面结构，单键可以旋转，则酚羟基可以和苯环共面，甲基是杂化，甲烷分子最多有三个原子共面，则A中最多有14个原子共面，A错误； B．A中的甲基、酚羟基、C中的醛基均能使酸性高锰酸钾褪色，故不能用酸性高锰酸钾鉴别A和C，B错误； C．物质D中碳碳双键两端连接了不同的原子或原子团，则D存在顺反异构，C正确； D．D与足量氢气加成产物中，只含有1个不对称碳原子，如图所示：，D错误； 故选C； 【小问7详解】 酚羟基的邻、对位能和浓溴水发生取代反应生成白色沉淀，则化学方程式为：； 【小问8详解】 由E生成O-BSCF的反应是取代反应，同时会产生HCl小分子，加强碱性物质，消耗HCl，促进反应正向进行； 【小问9详解】 D的不饱和度为7，除了苯环外还余3个不饱和度； ⅰ)该物质能水解，且1 mol该物质最多消耗4 mol NaOH，则分子中含有酯基、酚羟基等官能团； 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，说明其结构高度对称，则应含有两个对称的酚羟基形成的酯基，刚好满足1 mol该物质最多消耗4 mol NaOH，还剩余一个不饱和度，则另外的取代基是，满足条件的结构简式为或； 【小问10详解】 以为原料合成，先和氢气发生加成反应生成，再发生羟基的消去反应生成，再和溴发生加成反应生成，再发生卤代烃的水解反应得到目标产物，故合成路线为：。 五、聚合氯化铁 6. 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。 I.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_______。 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⁻ II.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]⁻ III.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： 利用氯酸钠的氧化性 6FeCl2 + NaClO3 + 6HCl = _______+ 3H2O+ _______ ① 氧化后的Fe3+能够自发水解 2FeCl3 + nH2O⇌Fe2(OH)nCl6-n + nHCl ② 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： 分析以上盐酸的量对PFC产率产生影响的原因_______。 IV.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）KF溶液的作用是_______。 （10）用一个事实说明F和O的电负性大小_______。 （11）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】（1） ①. ②. 9 （2）D （3）CD （4）C （5）B （6）6FeCl2 + NaClO3 + 6HCl =6FeCl3+ 3H2O+ NaCl （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。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 （8）A （9）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 （10）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 （11）2.50 mol·L-1 【解析】 【分析】II中FeCl3溶液的三支试管，A中加入HCl，增大H+浓度，抑制Fe3+水解，同时增大Cl-浓度，使[Fe(H2O)n]3+ + 4Cl⁻⇌[FeCl4]⁻ + nH2O正向进行，黄色加深，B加水促进水解，但粒子的浓度减小，黄色变浅，C加入NaCl溶液，黄色也变浅，说明[Fe(OH)(H2O)5]2+不能直接转化为[FeCl4]⁻。 【小问1详解】 铁原子的核外价层电子轨道表示式：； S轨道有一个伸展方向，p轨道有3个伸展方向，d轨道有5个伸展方向，铁原子核外原子轨道空间伸展方向共有：1+3+5=9； 【小问2详解】 A. 胶体具有丁达尔现象，可以通过是否产生丁达尔现象判断胶体是否生成，A正确； B. Fe(OH)3与硫酸反应最终得到硫酸铁溶液，向Fe(OH)3胶体中逐滴加稀硫酸至过量，最终无红褐色沉淀，B正确； C. Fe(OH)3胶体粒子带正电荷，电泳实验中Fe(OH)3胶体粒子向阴极移动，C正确； D. Fe(OH)3胶体不带电荷，胶体粒子带电荷，D错误； 答案选D； 【小问3详解】 A．Fe3+遇苯酚显紫色，可以用苯酚溶液检验Fe3+的存在，A合理； B．Fe3+遇KSCN溶液变红色，可以用KSCN溶液检验Fe3+的存在，B合理； C．盐酸中少量的Fe3+，用NaOH溶液不能检验，NaOH先与盐酸发生酸碱中和，C不合理； D．铁粉与盐酸和FeCl3都反应，不能用Fe来检验Fe3+，D不合理； 答案选CD； 【小问4详解】 对于配离子[FeCl4]⁻的判断： A．中心离子Fe3+提供空轨道，Cl-提供孤电子对，A错误； B．中心离子Fe3+提供空轨道，Cl-提供孤电子对，B错误； C．中心离子为Fe3+，Cl⁻为配位体，C正确； D．配离子[FeCl4]⁻是内界，在溶液中不能电离出Cl⁻，D错误； 答案选C。 【小问5详解】 A．A试管中c(H+)增大，抑制Fe3+水解生成[Fe(OH)(H2O)5]2+，A错误； B．A试管中加入盐酸，黄色加深，存在[Fe(H2O)n]3+ + 4Cl⁻⇌[FeCl4]⁻ + nH2O的平衡正向移动，B正确； C．B、C试管中颜色变浅的原因可能是[Fe(OH)(H2O)5]2+物质的量浓度减小，物质的量是增加，C错误； D．根据试管C中现象黄色变浅可知，[Fe(OH)(H2O)5]2+不能直接转化为[FeCl4]⁻，D错误； 答案选B； 【小问6详解】 FeCl2与NaClO3发生氧化还原反应，物质的量之比为6：1，FeCl2被氧化为FeCl3，化合价升高1，则NaClO3被还原为NaCl,化合价降低6，配平后的方程式为：6FeCl2 + NaClO3 + 6HCl =6FeCl3+ 3H2O+ NaCl； 【小问7详解】 由图可知，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。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； 【小问8详解】 酸洗废液中存在Fe2+、Fe3+和H+等，加入足量的KF，使Fe2+、Fe3+形成稳定的无色配合物，防止与NaOH反应影响测定结果； 指示剂不能用甲基橙，甲基橙的变色范围在酸性范围内，且变色为黄色，而Fe3+也是黄色的，会造成干扰，指示剂应该选用酚酞，加入试剂2-3滴即可，答案选A； 【小问9详解】 KF溶液的作用是：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； 【小问10详解】 非金属性越强，电负性越大， 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，都能说明非金属性F大于O，电负性F大于O； 【小问11详解】 根据H++OH-=H2O，n(H+)=n(OH-)=0.1000mol/L×10.00×10-3L×=0.025mol，c(H+)==2.50mol/L。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 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 1. 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表示是反硝化作用 B. 过程④⑤均还原反应 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_______。 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 2. 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。 （1）由煤和石油燃烧导致酸雨样品，放置一段时间后pH会_______。(填“变大”或“变小”) （2）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 （3）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”) （4）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[NO]_______[NO]。 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 3. 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。 I．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。 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. [HCO]>[NH]>[OH-]>[H+] D. [NH] + [NH3·H2O]=[HCO] + [H2CO3] Ⅱ．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。 （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工艺优点为_______；缺点为_______。(任写一条即可) Ⅲ．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 4. 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。 I.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_______。 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 =_______。 II.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) III.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)的晶胞示意图如下，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 5. 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： （1）O-BSCF中不含的官能团为_______。 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 6. 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。 I.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_______。 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⁻ II.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]⁻ III.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： 利用氯酸钠的氧化性 6FeCl2 + NaClO3 + 6HCl = _______+ 3H2O+ _______ ① 氧化后的Fe3+能够自发水解 2FeCl3 + nH2O⇌Fe2(OH)nCl6-n + nHCl ② 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： 分析以上盐酸的量对PFC产率产生影响的原因_______。 IV.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）KF溶液的作用是_______。 （10）用一个事实说明F和O的电负性大小_______。 （11）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。) 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$