上海市松江區(qū)2023-2024學年高三上學期期末質量監(jiān)控化學試卷 含解析

松江區(qū)2023學年度第一學期期末質量監(jiān)控試卷高三化學考生注意：1.試卷滿分100分，考試時間60分鐘。2.本考試分設試卷和答題紙。答題前，務必在答題紙上填寫姓名、考號。3.作答必須按對應位置涂或寫在答題紙上，在試卷上作答一律不得分。4.標注“不定項”的試題，每小題有1~2個符合條件的選項。相對原子質量：H-1C-12O-16一、一類特殊的功能材料1.BF3主要用作有機合成中的催化劑，也用于制造火箭的高能燃料。（1）BF3分子的中心原子的雜化類型_______。關于BF3的說法中正確的是_______。A．第一電離能：B>FB．BF3的空間填充模型：C．BF3為非極性分子（2）BF3和HF反應后形成一種超強酸HBF4，的空間構型為_______，其結構式中的配體對應元素為_______。A．BB．F【答案】（1）①.sp2②.C（2）①.正四面體②.B【解析】【小問1詳解】①BF3中心原子價電子對數(shù)：，為sp2雜化，故答案為：sp2；②A．同一周期隨著原子序數(shù)變大，第一電離能變大，第一電離能：B<F，故A項錯誤；B．BF3中心原子B為sp2雜化，空間構型為平面三角形，故B項錯誤；C．BF3為平面三角形，結構對稱、正負電荷中心重疊的分子屬于非極性分子，故C項正確；故答案為：C；【小問2詳解】①中心原子價電子對數(shù)為：，沒有孤電子對，其空間構型為正四面體，故答案為：正四面體；②中B提供空軌道，F(xiàn)提供孤電子對，則F為配體，故答案為：B。2.六方氮化硼晶體俗稱“白石墨”，與石墨具有類似的結構，其晶體片層結構如圖所示。（1）六方氮化硼的化學式為_______，其晶體中存在的作用力有_______。A．共價鍵B．離子鍵C．金屬鍵D．范德華力（2）石墨能導電的主要原因是電子能在由電負性相同的碳原子所形成的大π鍵中流動。但六方氮化硼晶體不導電，可能的原因是_______。A.N的電負性大于BB.N的電負性小于BC.電子被約束在N原子周圍不能形成有效的流動D.電子被約束在B原子周圍不能形成有效的流動【答案】（1）①.BN②.AD（2）AC【解析】【小問1詳解】①由題干圖示信息可知，六方相氮化硼中每個B原子被3個六元環(huán)共用，每個N原子被3個六元環(huán)共用，每個六元環(huán)中含有B原子和N原子的個數(shù)均為：，故其化學式為BN，故答案為：BN；②該晶體中層與層之間通過分子間作用力即范德華力，層內中存在B-N共價單鍵即σ鍵，故晶體中存在的作用力有范德華力和σ鍵，故答案為：AD；【小問2詳解】六方相氮化硼晶體層內一個硼原子與相鄰氮原子構成的空間構型為平面三角形，N的電負性大于B，電子被約束在N原子周圍不能形成有效的流動，層狀結構中沒有自由移動的電子，其結構與石墨相似卻不導電，故答案為：AC。3.立方氮化硼晶胞如圖所示，其晶體結構與金剛石相似。（1）晶胞中硼、氮原子個數(shù)比_______，兩個B-N鍵的夾角為_______。（2）已知：立方氮化硼晶體的摩爾質量為ag?mol-1，該晶體的晶胞邊長為bcm，為阿伏加德羅常數(shù)的值，則該晶體的密度為_______?！敬鸢浮浚?）①.1:1②.109°28′（2）【解析】【小問1詳解】①由題意可知立方氮化硼晶體為共價晶體（與金剛石相似），立方氮化硼中N與B交替排列與金剛石的結構相似，故知立方氮化硼晶體中每個晶胞含4個硼原子和4個氮原子，原子個數(shù)比為1:1，故答案為：1:1；②立方氮化硼與金剛石的構型類似，而金剛石中C原子的雜化方式為sp3雜化，立方氮化硼的晶胞中，B-N-B之間的夾角與金剛石中C-C-C之間的夾角相同，即109°28′，故答案為：109°28′；【小問2詳解】BN的摩爾質量為，所以一個晶胞的質量為，一個立方氮化硼晶胞的體積是(bcm)3，根據(jù)密度公式：ρ=可知，因此立方氮化硼的密度是，故答案為：。二、鐵及其化合物的應用4.鐵粉、活性炭等成分可與空氣中的氧氣接觸發(fā)生化學反應并產(chǎn)生熱量，采用先進的自發(fā)熱控溫技術，可以制成蒸汽眼罩。高鐵酸鈉(Na2FeO4)是水處理過程中使用的一種凈水劑。（1）基態(tài)鐵原子中有_______種能量不同的電子，鐵原子次外層的電子云有_______種不同的伸展方向。（2）結合圖，補充完整Fe2+的核外電子排布式[Ar]_______。（3）自然界一共存在四種穩(wěn)定的鐵原子，分別是54Fe、56Fe、57Fe和58Fe，它們的豐度分別為a1%、a2%、a3%、a4%，在計算式54×a1%+56×a2%+57×a3%+58×a4%=A中_______。A.a1%表示54Fe的質量分數(shù)B.a4%表示58Fe的原子個數(shù)百分比C.55.85表示56Fe的質量數(shù)D.A表示鐵元素的近似相對原子質量（4）寫出使用蒸汽眼罩時，所發(fā)生的還原反應的半反應方程式_______。A.B.C.D.（5）與鐵同周期的主族元素中，最高價氧化物對應水化物中，堿性最強的化合物與酸性最強的化合物的化學反應方程式為_______。（6）配平制取高鐵酸鈉的化學方程式：_______。_____Fe(NO3)3+_______NaOH+_______Cl2=_______Na2FeO4+______NaNO3+______NaCl+______H2O。（7）高鐵酸鈉(Na2FeO4)可用作凈水劑，其原因是_______。A.可消毒殺菌，還原產(chǎn)物能吸附水中雜質B.可消毒殺菌，氧化產(chǎn)物能吸附水中雜質C.能吸附水中雜質，還原產(chǎn)物能消毒殺菌D.能吸附水中雜質，氧化產(chǎn)物能消毒殺菌【答案】（1）①.7②.9（2）3d6（3）BD（4）C（5）KOH+HBrO4=H2O+KBrO4（6）2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2=2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl+8H2O（7）A【解析】【小問1詳解】①根據(jù)鐵原子的核外電子排布式可知中有7種能量不同的電子，故答案為：7；②鐵原子次外層的電子即第3電子層，電子云有9種不同的伸展方向，故答案為：9；【小問2詳解】鐵為26號元素，失去兩個電子后，核外電子排布式[Ar]3d6，故答案為：3d6；【小問3詳解】A．a(chǎn)1%、a2%、a3%、a4%是指各同位素的在自然界中的原子百分含量，即豐度，故A項錯誤；B．a(chǎn)1%、a2%、a3%、a4%是指各同位素的在自然界中的原子百分含量，即豐度，故B項正確；C．55.85表示56Fe的相對原子質量，故C項錯誤；D．計算鐵元素的近似相對質量的計算式為：54×a1%+56×a2%+57×a3%+58×a4%，即A，，故D項正確；故答案為：BD；【小問4詳解】使用蒸汽眼罩時，F(xiàn)e發(fā)生氧化反應，O2發(fā)生還原反應，則還原反應半反應方程式為：，故答案為：C；【小問5詳解】與鐵同周期的主族元素中，最高價氧化物對應水化物中，堿性最強的化合物為KOH，酸性最強的化合物為HBrO4，兩者反應的化學方程式為：KOH+HBrO4

=H2O+KBrO4，故答案為：KOH+HBrO4

=H2O+KBrO4；【小問6詳解】該反應中，F(xiàn)e化合價從+3價升高到+6價，轉移3個電子，Cl從0價降低至-1價，轉移1個電子，2個氯原子共轉移2個電子，則根據(jù)得失電子守恒，硝酸鐵和高鐵酸鈉化學計量數(shù)為2，Cl2前系數(shù)為3，氯化鈉的化學計量數(shù)為6，再根據(jù)質量守恒，確定其他物質的化學計量數(shù)，則化學方程式為：2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2=2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl+8H2O，故答案為：2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2=2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl+8H2O；【小問7詳解】高鐵酸鈉(Na2FeO4)

具有強氧化性，可以殺菌消毒，還原產(chǎn)物為Fe3+，F(xiàn)e3+水解生成氫氧化鐵膠體能吸附水中雜質，故答案為：A。5.一定條件下，在容積一定的容器中，鐵和CO2發(fā)生反應：，該反應的平衡常數(shù)表達式K=_______。下列措施中能使平衡時增大的是_______。A．升高溫度B．增大壓強C．充入一定量COD．再加入一些鐵粉【答案】①.②.A【解析】【詳解】依據(jù)平衡常數(shù)概念，平衡常數(shù)表達式為各生成物平衡濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積與各反應物平衡濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積的比值，因為固體和純液體不寫入表達式中，所以反應Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常數(shù)表達式K=；平衡常數(shù)隨溫度變化，不隨濃度壓強等因素變化，故能使平衡時增大的措施是A。6.將0.06mol的鐵加到過量的HNO3中，加熱，鐵完全溶解，若生成NO、NO2的混和氣體共2.24L(標準狀況)。將盛有此氣體的容器倒扣在水中，通入標準狀況下一定體積的O2，恰好使氣體全部溶于水生成HNO3，則通入O2的體積_______L(標準狀況)?！敬鸢浮?.008【解析】【詳解】硝酸過量，鐵生成Fe3+，0.06molFe反應時失去電子0.18mol，在整個反應過程中，反應前后HNO3的物質的量不變，而化合價變化的只有鐵和氧氣，則鐵失去電子數(shù)目等于O2得到電子的數(shù)目，所以消耗氧氣的物質的量為mol，則通入O2的體積0.045mol×22.4L/mol=1.008L。三、合成氨技術發(fā)展與氨的應用7.選擇高效催化劑是目前研究的重點之一。（1）合成氨反應為：，理論上溫度_____，(A．高或B．低。下同)有利于加快反應速率，溫度_______有利于提高平衡轉化率。（2）針對反應速率與平衡產(chǎn)率的矛盾，我國科學家提出了兩種解決方案。①方案一：使用Fe—TiO2-xHy雙催化劑，通過光輻射形成熱Fe和冷Ti．使N≡N在_______(單選，A．熱Fe或B．冷Ti．下同)表面斷裂，氨氣在_______表面生成，有利于提高合成氨的反應速率和平衡產(chǎn)率。②方案二：使用M-LiH雙活性中心催化劑。結合圖，判斷下列說法不正確的是_______。A．雙活性中心催化劑能夠改變反應路徑B．相同條件下，雙活性中心催化劑更有利于提高合成氨反應速率C．相同條件下，使用雙活性中心催化劑更有利于提高氨平衡產(chǎn)率D．300℃時，Ni-LiH組成的雙活性中心催化劑催化效果相對較差【答案】（1）①.A②.B（2）①.A②.B③.C【解析】【小問1詳解】由圖可知，溫度越高，反應速率越快，所以高溫有利于提高反應速率；因為正反應為放熱反應，所以低溫有利于提高平衡轉化率，故答案為：A；B；【小問2詳解】①溫度越高，反應速率越快；降低溫度，平衡正向移動，氨氣產(chǎn)率提高，“熱Fe”高于體系溫度，N2在“熱Fe”表面斷裂，有利于提高合成氨反應速率；“冷Ti”低于體系溫度，氨氣在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡產(chǎn)率，故答案為：A；B；

②A．催化劑能夠改變反應路徑，降低反應活化能，加快反應速率，故A正確；

B．從圖中可以看出，相同條件下，復合催化劑更有利于提高合成氨反應速率，催化效率更高，故B正確；

C．雖然圖中顯示溫度高反應速率快，但溫度高到一定程度后，復合催化劑活性就可能不變或變低，故C錯誤；

D．300℃時，Ni-LiH組成的雙活性中心催化劑催化效果相對較差，故D正確；

故答案為：C。8.以焦爐煤氣(主要成分為、及少量CO)和空氣為原料，實現(xiàn)氨和甲醇的聯(lián)合生產(chǎn)工藝具有廣闊的應用前景。在氨醇聯(lián)產(chǎn)中合成甲醇的主要反應為：。請從綠色化學角度說明該工藝的優(yōu)點_______?！敬鸢浮亢铣杉状挤艧釣楹铣砂狈磻峁┠芰浚唤範t煤氣是甲醇和氨的原料；減少CO排放等。(合理即可)【解析】【詳解】合成甲醇的反應為放熱反應，可以為合成氨反應提供能量，且該工藝使用焦爐煤氣作為甲醇和氨的原料，能夠減少CO排放。9.氨水常用于硫酸廠處理尾氣SO2.氨水吸收SO2生成(NH4)2SO3—NH4HSO3混合溶液。（1）NH4HSO3溶液中離子濃度關系正確的是_______。A.B.C.D.（2）常溫下，(NH4)2SO3溶液呈堿性的原因是_______。（3）隨著SO2逐漸被吸收，[(NH4)2SO3]/[NH4HSO3]比值下降。寫出相關的化學反應方程式___?！敬鸢浮浚?）BC（2）亞硫酸根的堿性水解程度大于銨根的酸性水解程度（3）2NH3·H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O，(NH4)2SO3+H2O+SO2=2NH4HSO3(或NH3·H2O+SO2=NH4HSO3)【解析】【小問1詳解】NH4HSO3溶液中，存在、、、、，根據(jù)物料守恒有：，根據(jù)電荷守恒有：，故答案為：BC；【小問2詳解】常溫下，(NH4)2SO3溶液呈堿性是因為亞硫酸根離子的堿性水解程度大于銨根離子的酸性水解程度，故答案為：亞硫酸根離子的堿性水解程度大于銨根離子的酸性水解程度；【小問3詳解】一水合氨與二氧化硫反應生成亞硫酸銨，亞硫酸銨溶液與過量二氧化硫反應生成亞硫酸氫銨，化學方程式為：2NH3·H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O，(NH4)2SO3+H2O+SO2=2NH4HSO3

(或NH3·H2O+SO2=NH4HSO3)，故答案為：2NH3·H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O，(NH4)2SO3+H2O+SO2=2NH4HSO3

(或NH3·H2O+SO2=NH4HSO3)。四、藥物合成10.疊氮基和烯烴、炔烴可以在催化劑的作用下發(fā)生反應生成雜環(huán)，這種反應廣泛應用于藥物合成。藥物F合成路線如下：（1）反應①的類型是______，有機物A的結構簡式是_______，流程中有機物C2H5BrO中的官能團除羥基外，還有_______（2）用星號(*)標出F中所有的手性碳原子：____。（3）關于CH3CH=CHCH3的說法中合理的是_______。A．所有的原子共面B．名稱為丁二烯C．存在反式結構（4）有機物A與B能發(fā)生縮聚反應得到聚合物M。有關M的說法正確的是_______。A.蛋白質與M的所含元素相同B.M與制備PE(聚乙烯)反應類型相同C.M有固定的熔、沸點DM可以被氫氣還原（5）寫出滿足下列條件的化合物B的同分異構體的結構簡式_______。a．譜顯示只有2種不同化學環(huán)境的氫原子b．紅外光譜中測出分子中含有一個苯環(huán)c．化合物B能與新制氫氧化銅懸濁液反應（6）有機物B與CH3OH反應生成C后，相對分子質量更大的有機物C相比B的熔點反而下降，請說明原因_______。（7）寫出有機物D與過量溶液反應的化學方程式_______。（8）THF由C、H、O三種元素組成，稱取THF7.200g，使其完全燃燒，將產(chǎn)物依次通過裝有無水氯化鈣的干燥管a和裝有堿石灰的干燥管b，測得a增重7.200g，b增重17.600g，則THF中C、H、O的原子個數(shù)比為_______。（9）請補充完成以CH≡CH為原料合成()的路線(無機試劑任選)_______?！敬鸢浮浚?）①.加成反應②.③.碳溴鍵（2）（3）C（4）D（5）（6）對苯二甲酸有高度的對稱性，晶體中分子排列整齊，同時又由于分子間氫鍵，使熔點升高(對苯二甲酸二甲酯卻無法形成氫鍵，且甲基可以自由旋轉，也使其對稱性變差，因此熔點變低（7）（8）4：8：1（9）【解析】【分析】乙烯與溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應生成CH2BrCH2Br，CH2BrCH2Br發(fā)生水解反應生成A，A為CH2OHCH2OH，在PBr3作用下其中一個羥基被取代，生成CH2OHCH2Br；對二甲苯在酸性高錳酸鉀作用下被氧化為B，B為對二苯甲酸，B在濃硫酸作用下發(fā)生酯化反應生成C，C為對二苯甲酸甲酯，C與CH2OHCH2Br在酸性條件下反應生成D，D與NaN3發(fā)生取代反應生成E，E與CH3CH=CHCH3在CuI/THF條件下生成F，據(jù)此回答?！拘?詳解】反應①為乙烯與溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應生成CH2BrCH2Br；據(jù)分析，A的結構簡式為CH2OHCH2OH；C2H5BrO為CH2OHCH2Br，其官能團為羥基、碳溴鍵（溴原子）；【小問2詳解】手性碳指的是與四個各不相同原子或基團相連的碳原子，則手性碳標注為；【小問3詳解】CH3CH=CHCH3中有甲基結構，不可能所有原子共面；其名稱為2-丁烯；該物質有碳碳雙鍵，順式異構體是指兩個相同的原子或基團位于雙鍵的同一側，反式異構體則是指兩個相同的原子或基團分別位于雙鍵的兩側，由其結構可知其存在反式結構，故選C；小問4詳解】A為乙二醇，B為對苯二酸，A、B發(fā)生縮聚反應得到的聚合物M為對苯二酸乙二酯，只含有C、H、O元素，而蛋白質除了含有C、H、O元素外肯定還有N、P等元素，A錯誤；制得M發(fā)生縮聚反應，PE是加聚而來，B錯誤；高分子化合物都沒有固定的熔沸點，C錯誤；M中存在苯環(huán)結構，能被氫氣還原（加成反應），D正確，故選D；【小問5詳解】對苯二酸的同分異構體中有苯環(huán)結構且只有2種不同化學環(huán)境的氫原子，同時又能和新制氫氧化銅懸濁液反應，則該同分異構體為甲酸酯，其結構為；【小問6詳解】由分析知，B為對苯二甲酸，與CH3OH反應生成C后生成對苯二甲酸二甲酯，相對分子質量更大，由于對苯二甲酸有高度的對稱性，晶體中分子排列整齊，同時又由于分子間氫鍵，使熔點升高(對苯二甲酸二甲酯卻無法形成氫鍵，且甲基可以自由旋轉，也使其對稱性變差，因此熔點變低，有機物C相比B的熔點反而下降；【小問7詳解】D中有酯基、溴原子都能消耗氫氧化鈉，因此1molD消耗4molNaOH，反應方程式為；【小問8詳解】無水氯化鈣吸收水蒸氣，，；堿石灰吸收二氧化碳，；，該有機物最簡式：C4H8O，則THF中C、H、O的原子個數(shù)比為4：8：1；【小問9詳解】以CH≡CH為原料合成()，根據(jù)D→E→F可知，CH≡CH與HBr發(fā)生加成反應生成CH2=CHBr，CH2=CHBr與NaN3發(fā)生D生成E路線反應，得CH2=CHN3，CH2=CHN3與乙炔發(fā)生加成反應得目標產(chǎn)物，合成路線如下：。五、過氧化鈣的制備與檢測11.過氧化鈣(CaO2)用途廣泛，可用于植物根系供氧，并能改良土壤。常溫下過氧化鈣能溶于酸，難溶于乙醇和低溫水。一種制備CaO2的實驗方案如下：Ⅰ．制備CaO2·8H2O實驗室利用反應，在堿性環(huán)境下制取CaO2·8H2O的裝置如圖：（1）儀器A的名稱_______，儀器B的作用是_______。（2）制取CaO2·8H2O時反應溫度需控制在0℃左右，操作目的不包括_______。A.防止CaO2·8H2O分解B.溫度低有利于提高CaO2·8H2O的產(chǎn)率C.加快反應速率D.提高過氧化氫的利用率（3）如果用圖制取氨氣，試管中的藥品可以選擇_______。A.氯化銨 B.消石灰 C.硝酸銨 D.純堿Ⅱ．分離提純產(chǎn)品（4）洗滌液選擇用無水乙醇，其優(yōu)點是____，檢驗晶體是否已洗滌干凈的最佳試劑為____。A．氯化鋇B．硝酸銀C．碳酸氫鈉D．氫氧化鈉Ⅲ．其它制備方法探討（5）低溫下往過氧化氫濃溶液中投入無水氯化鈣進行反應，一段時間后，再加入氫氧化鈉溶液，出現(xiàn)大量沉淀。寫出對應的化學反應方程式_______。（6）鈣在空氣中燃燒可能生成CaO2，請設計實驗檢驗鈣在空氣中燃燒所得固體中是否含有CaO2(限用稀鹽酸、MnO2試劑)。簡要說明實驗步驟、現(xiàn)象和結論_______。【答