上海市位育中学2024-2025学年高三上学期期末考试 化学试卷

1 / 10 2024-2025学年上海市徐汇区位育中学第一学期期末考 高三年级 化学学科 相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Mn-55 一、雌黄与雄黄（本大题共15分） 古时写字用黄纸，写错了就用雌黄涂抹后重写。后人就用“信口雌黄”来比喻不顾事实， 随口乱说，雌黄的化学式为As2S3，但其真实结构的分子式为As4S6。结构如图所示，分子 中各原子均满足8电子结构。 1．图中的A原子表示__________。 A．As B．S 2．可以佐证雌黄分子式为As4S6而不是As2S3的图谱为__________。（不定项） A．原子吸收光谱 B．质谱 C．核磁共振氢谱 D．晶体X射线行射图 3．雌黄分子中的S的价层电子对数为_____。 A．1对 B．2对 C．3对 D．4对 4．雌黄分子中∠SAsS的键角_______109°28′（A．＞ B．＜ C．＝），原因是 ___________________________________________________________________________。 一定条件下，雌黄和雄黄可以相互转化，其转化关系如图所示。 已知：在雌黄（As4S6）和雄黄（As4S4）中，S元素均为-2价。 5．反应Ⅱ中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为7：1，则物质a的化学式为________。 6．以上转换关系中，除反应Ⅱ外，也属于氧化还原反应的是_____。 A．I B．Ⅲ C．Ⅳ 2 / 10 Ⅲ中产物H3AsO3是一种三元弱酸，可以用于治疗白血病，其在溶液中的各种微粒物质 的量分数与溶液pH关系如图所示： 7．人体血液的pH在7.35~7.45之间，用药后人体中所含砷元素的微粒主要存在形式是 ______（填微粒符号）。 8．将KOH溶液逐滴滴入H3AsO3溶液，在溶液pH由11变至12的过程中，发生反应的离子方 程式是_________________________________________。 二、含酚废水的处理（本大题共22分） 酚类化合物会污染水体，因此需要对含酚废水进行处理。废水脱酚技术，可分为分离 回收和氧化降解两方面。其中分离回收技术一般应用于高浓度含酚废水处理，氧化降解脱 酚技术常应用于低浓度含酚废水。 高含酚废水分离回收的流程示意图如下： 下表是室温下，苯酚在各类溶剂中的溶解情况： 溶剂 苯酚的饱和溶液浓度 (mol/L) 水 0.881 苯 2.03 正辛醇 26.4 丙酮 任意比例互溶 乙酸丁酯 62.6 回答下列问题： 3 / 10 1．高含酚废水可采用苯取的方法回收苯酚。根据上述信息分析，最佳的萃取剂是_____ A．苯 B．正辛醇 C．丙酮 2．关于流程的分析不正确的是______。 A．试剂1是稀硫酸，试剂2是氢氧化钠溶液 B．操作I、Ⅱ、Ⅲ均是分液 C．该处理方法，萃取剂可以循环使用 D．该处理方法的优点是可以回收苯酚进行工业再生产 3．分析上述流程，请尝试解释乙酸丁酯不适合作为该处理方法的萃取剂的原因。 低含酚水目前主流的处理方式之一为芬顿氧化法。其催化氧化机理如下： 过程1：Fe2++H2O2+H+＝Fe3++H2O+ ·OH 过程2：____·OH +_____C6H6O+____H2O＝____CH3COOH 过程3：H2O2+2Fe3+＝2Fe2++2H++O2↑ 4．过程1中的氧化产物是_______，整个过程实际起催化作用的是_______（均填微粒符号）。 5．请配平过程2的方程式，并标出转移电子的方向和数目。 国家设定了短期水质基准，苯酚含量不允许超过2.47mg/L的标准。某化学小组用苯酚 和浓溴水定量分析的实验方法测定经处理后的苯酚废水是否达到排放标准。 实验步骤如下： 步骤1：准确量取25.00mL处理后的待测废水于250mL锥形瓶中。 步骤2：将10.00mL 0.0100mol/L溴水迅速加入到锥形瓶中，塞紧瓶塞，振荡。 步骤3：打开瓶塞，向锥形瓶中加入过量的0.1000mol/L KI溶液，振荡。 步骤4：滴加2-3滴淀粉溶液，再用0.0100mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3 （溶液19.70mL。（反应原理：I2+2Na2S2O3＝2NaI+Na2S4O6） 6．写出苯酚与浓溴水反应的化学方程式。 7．该实验除步骤中提到的锥形瓶外，还需要用到的仪器有_____（不定项）。 A．滴定管 B．25mL量筒 C．250mL容量瓶 D．电子天平 8．步骤4中，判断达到滴定终点的标志是________________________________。 9．通过计算说明该经处理后的废水是否符合排放标准。 4 / 10 三、镇静类药物氯硝西泮的生产（本大题共19分） 氯硝西泮是一种镇静类药物，具有抗惊厥、控制精神运动性兴奋等治疗作用。一种以 A为原料制备氯硝西泮的合成路线如下图所示： 已知： ，—NO2为吸电子基。 1．氯硝西泮含氧的官能团有_______________（不定项） A．酮羰基 B．硝基 C．碳氯键 D．肽键 2．化合物C的结构简式是____________;C→D的反应类型为___________。 A．加成反应 B．取代反应 C．消去反应 D．氧化反应 3．-NH2是邻、对位定位基，上述流程中A没有直接硝化，而是设计了A→D的转化过程， 其目的是___________________________________________________________。 4．-NH2的碱性随N原子电子云密度增大而增强，判断碱性：化合物A____化合物D。 A．＞ B．＜ C．＝ D．无法确定 5．写出F→G的化学方程式__________________________________________。 6．写出一种同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式_______________。 ① 该化合物在强酸、强碱环境中均可发生水解 ② IR谱检测表明：分子中含有苯环，不含碳氧单键 ③ 1H-NMR谱如图所示，图中所标数字为一组峰所对应的相对峰面 5 / 10 7．（1）氯硝西泮的包装材料采用了一种可降解高分子——聚乳酸（ ），其可 通过化合物X（ ）开环聚合得到，请写出相关化学方程式_________________. （2）已知RCN 2/H H O  uuuuuuuuux RCOOH。请设计以乙炔为原料合成X的路线，请补充完整下列 流程（用流程图表示，无机试剂任选）。 CH＝CH→ 2 H Ouuuur CH3CHO→… 6 / 10 四、锰氧化物的应用（本大题共22分） 锰氧化物具有较大应用价值，回答下列问题： 1．Mn在元素周期表中的位置____________，属于______区元素。 A．s B．p C．d D．f 2．Mn2+的价电子排布式为____________。 3．比较Mn2+与Fe3+的半径大小并说明理由。 某种锰氧化物的四方晶胞及其在xy平面的投影如下图所示。 4．距离O2-最近的正离子有_________个。 A．3 B．5 C．8 D．12 该锰氧化物的化学式为______________。 5．该锰氧化物晶体的晶胞体积为Vnm3，则该晶体的密度为______________g/cm3。 （用NA表示阿佛加德罗常数的值） 锰氧化物可以选择性催化还原烟气中的NOx。将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体， 匀速通入装有锰氧化物催化剂的反应器，反应相同时间 t min， NOx 的去除率随反应温度 的变化曲线如右图所示。 6．分析图像，下列说法正确的是_______。（不定项） A．0~150℃时，NOx的去除率迅速升高，原因可能是催化剂的活性提高 B．150°C~380℃时，NOx的去除率缓慢升高，原因可能是温度升高，O2、NH3和NOx 的反应平衡正向移动 C．高于380℃时，NOx的去除率降低的原因可能是温度升高，NH3被氧化成了NO D．反应t min，O2、NH3和NOx的反应一定达到了平衡 7 / 10 烟气中通常还含有一定浓度SO2和水蒸气。含有NO、SO2和水蒸气的模拟烟气在通过 某锰化物催化剂表面时，可得到如图所示的各种结构： 7．烟气中的SO2会使NO的转化率降低，原因是_____________________________。 8．实验研究发现，图（b）所示结构既可吸附NH3得到图（c）所示结构，也可吸附H2O得 到图（d）所示结构，但图（d）所示结构的生成不影响NH3吸附的总量，原因是 _______________________。 五、水煤气变换反应（本大题共22分） 水煤气变换反应是工业上的重要反应，是除去CO和产生H2的最有效方法之一。 水煤气变换反应：CO（g）+H2O（g）ƒCO2（g）+H2（g） △H＝－41.2kJ·mol-1 该反应分两步完成： （I）3Fe2O3（s）+CO（g）ƒ 2Fe3O4（s）+CO2（g） △H1＝－47.2kJ·mol-1 （II）2Fe3O4（s）+H2O（g）ƒ 3 Fe2O3（s）+H2（g） △H2 1．根据数据计算△H2＝__________kJ·mol-1。 2．判断水煤气的变换反应在室温下是否能自发进行，简述判断依据。 _______________________________________________________________________________ 3．对于水煤气变换反应，下列说法正确的是_______。（不定项） A．通入反应器的原料气中应避免混入O2 B．恒定水碳比[n（H2O）/n（CO）]，增加体系总压可提高H2的平衡产率 C．通入过量的水蒸气可防止Fe3O4被进一步还原为Fe D．混合气体的平均相对分子质量不变，说明反应达平衡状态 恒定总压1.70MPa和水碳比[n（H2O）/n（CO）＝12：5]投料，在不同条件下达到平衡 时CO2和H2的分压如下表： p(CO2)/MPa p(H2)/MPa p(CH4)/MPa 条件1 0.40 0.40 0 条件2 0.42 0.36 0.02 8 / 10 4．根据上表数据，计算在条件1下，水煤气变换反应的平衡常数Kp＝_________。 （Kp为用平衡时各气体分压代替平衡浓度计算出的平衡常数，分压＝总压×体积分数） 5．对比条件1，条件2中H2产率下降是因为发生了一个不涉吸CO2的副反应，写出该反应的 化学方程式_________________________________________。 水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除” 反应过程中的余热（如图1所示），保证反应在最适宜温度附近进行。 6．在催化剂活性温度范围内，图2中b-c段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方 法是______________。 A．按原水碳比通入冷的原料气 B．喷入冷水（蒸气） C．通过热交换器换热 7．若采用喷入冷水（蒸气）的方式降温，在图3中作出CO平衡转化率随温度变化的曲线。 一种脱除和利用水煤气变换法产生的CO2方法的示意图如下： 8．某温度下，吸收塔中溶液吸收一定量的CO2后，c（CO32−）：c（HCO3 −）＝1：2，则该溶 液的pH＝________（该温度下的H2CO3的Ka1＝4.6×10-7，Ka2＝5.0×10-11）。 9．再生塔中产生CO2的离子方程式为_____________________。 10．利用电化学原理，将CO2电催化还原为C3H6（g），生成C3H6的电极为________极， A．正极 B．负极 C．阳极 D．阴极 其电极反应式为：______________________________________________________； 当电路中转移4.5mole-，理论上两极产生的气体在标准状况下的体积为________L。 9 / 10 参考答案 一、1.A 2.B 3.D 4.B；As4S6中As原子有一对孤电子对，对成键电子对斥力较大； 5．SO2 6．A 7．H3AsO3； 8．H2AsO3－+OH－ =HAsO32－+ H2O 二、1．C；2．A；3．乙酸丁酯在碱性条件下会水解；4．Fe3+ ；Fe2+ ； 5．4·OH +1 C6H6O+1 H2O＝3 CH3COOH；C6H6O中的 C给了·OH中的 O 4个电子； 6． 7．A；8．当加入最后半滴标准液时，溶液由蓝色变成无色，且半分钟内不恢复原来颜色； 9．和 KI反应的溴单质的物质的量为： Br2～I2～2Na2S2O3 1 2 n 0.01 mol/L×0.0197 L 解得 n＝0.0000985mol，n（总 Br2）＝0.01mol×0.010L＝0.0001mol，故与苯酚反应的溴单 质为 0.0001﹣0.0000985＝0.0000015mol，则苯酚的物质的量为1 3 ×0.0000015mol＝ 0.0000005mol，该废水中苯酚的含量为：0.0000005���×94�/��� 0.025� =0.00188g/L＝1.88 mg/L＜ 2.47mg/L，故经处理后的废水符合排放标准。 三、1．AB 2． ；B; 3．保护氨基 4．A 5． 或 ； 10 / 10 6． 7．（1） n 2 一定条件 （2） 四、1．第四周期第ⅦB族；C； 2．3d5； 3．半径大小Mn2+＞Fe3+，因为Mn2+和Fe3+的核外电子数相同，Fe3+ 核电荷数大，半径小。 4．B；MnO2；5． 21 A 174 10 V N   ； 6．AB； 7．SO2会占据催化剂的活性位点，NO的吸附减少； 8．NH3可与H+结合。 五、1．6.0；2．反应前后的气体系数之和相等，△S约等于0，△H＜0，ΔH-T△S＜0，能 自发进行。 3．AD 4．2； 5．CO+3H2⇌CH4+H2O 6．AC 7． 8．10； 9．2HCO3- CO32-+CO2+H2O； 10．D； 3CO2+20H++20e-=C3H8+6H2O； 30.24。 【解析】 4．设起始投料水的物质的量为 12mol，则一氧化碳物质的量为 5mol，设平衡时一氧化 碳转化 xmol，列三段式， CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g） 起始/mol：5 12 0 0 变化/mol：x x x x 平衡/mol：5﹣x 12﹣x x x 则有 � 17��� × 1.70��� = 0.4���，解得 x＝4（mol），在该条件下，水煤气变换反应的平 衡常数为 4 17×1.7���× 4 17×1.7��� 1 17×1.7���× 8 17×1.7��� =2。