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江苏省无锡市2024-2025学年高三上学期期末考试
化　　学
(满分：100分　考试时间：75分钟)
2025．1
可能用到的相对原子质量：H—1　C—12　N—14　O—16　Na—23　Si—28　S—32
Cl—35.5　Mn—55　Fe—56　Cu—64　Ag—108　Pr—141
一、 单项选择题：本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项最符合题意。
1. 我国科学家研究“嫦娥六号”采集的月球土壤，分析揭示月壤中存在Al2O3、SiO2等多种氧化物，其中SiO2属于(　　)
A. 酸性氧化物 B. 两性氧化物 C. 过氧化物 D. 金属氧化物
2. 反应8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2可用于检测气体泄漏，下列说法正确的是(　　)
A. NH3为非极性分子 B. 中子数为18的氯原子为18Cl
C. NH4Cl中既含有离子键又含有共价键 D. N2的电子式为N N
3. 实验室利用下列装置进行Cl2的有关实验，无法达到实验目的的是(　　)
　　　　　　　　　
4. 硫磷酸铵[(NH4)2(H2PO4)(HSO4)]具有改良土壤等多种用途，下列说法正确的是(　　)
A. 沸点：NH3C. 电离能：I1(O)5. 下列物质的性质与用途具有对应关系的是(　　)
A. SO2有还原性，可用于漂白草编织物
B. 浓硫酸有脱水性，可用于干燥某些气体
C. KIO3受热可分解，可用作食盐的碘添加剂
D. ClO2有强氧化性，可用作水体杀菌消毒剂
阅读下列材料，完成6～8题。
C、Si及其化合物应用广泛。CH4具有较大的燃烧热(890.3 kJ·mol－1)，常用作燃料；工业上可用CH4与H2O反应生产H2：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)；ΔH＝＋161.1 kJ·mol－1。用焦炭还原SiO2可制得粗硅，再发生两步反应可制得精硅：Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g)、SiHCl3(g)＋H2(g)Si(s)＋3HCl(g)，反应过程中可能会生成SiCl4；硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，是一种矿黏合剂，通入CO2生成H2SiO3沉淀。
6. 下列说法正确的是(　　)
A. 1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si键
B. 金刚石与石墨中碳碳键的夹角都为109°28′
C. CH4、SiHCl3、SiCl4分子的空间构型均为正四面体
D. CO2分子中碳原子的杂化轨道类型为sp2
7. 下列化学反应表示正确的是(　　)
A. 制粗硅的化学方程式：SiO2＋2CSi＋2CO↑
B. 甲烷—空气碱性燃料电池正极反应式：CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O
C. 甲烷燃烧的热化学方程式：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
D. 硅酸钠溶液中通入过量CO2反应的离子方程式：SiO＋CO2＋H2O===CO＋H2SiO3↓
8. 对于反应CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)，下列说法正确的是(　　)
A. 反应的平衡常数可表示为K＝
B. 该反应的反应物总键能小于生成物总键能
C. 升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡正向移动
D. 其他条件相同，增大，CH4的转化率下降
9. 第二代钠离子电池是以嵌钠硬碳(NaxCy)和锰基高锰普鲁士白{Na2Mn[Mn(CN)6]}为电极的新型二次电池，充电时Na＋嵌入硬碳，放电时发生脱嵌，其工作原理如右图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 充电时，a接电源的负极
B. 充电时，B极反应为Cy＋xNa＋＋xe－===NaxCy
C. 放电时，Na＋穿过离子交换膜向B极移动
D. 放电时，每转移1 mol电子，A极质量减少23 g
10. 丹参醇是存在于丹参中的一种天然产物。合成丹参醇的部分路线如下：
下列说法正确的是(　　)
A. X分子中所有碳原子可能共平面
B. Y与Br2发生加成反应最多可生成3种有机产物
C. 丹参醇能发生加成、取代、氧化和消去反应
D. Y与丹参醇分子中均含有1个手性碳原子
11. 室温下，根据下列实验过程及现象，能验证相应实验结论的是(　　)
选项 实验过程及现象 实验结论
A 向2 mL 0.1 mol·L－1 FeCl2溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去 Fe2＋具有还原性
B 取2 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液于试管中，加入0.5 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，充分反应后滴入几滴KSCN溶液，溶液变成红色 KI与FeCl3溶液的反应有一定限度
C 用pH试纸分别测CH3COONa溶液和NaNO2溶液的pH，CH3COONa溶液的pH大 Ka(CH3COOH)D 向2 mL 0.1 mol·L－1 AgNO3溶液中先滴加4滴0.1 mol·L－1 KCl溶液，再滴加4滴0.1 mol·L－1 KI溶液，先产生白色沉淀，后产生黄色沉淀 Ksp(AgI)12. 室温下，通过下列实验制备少量NaHCO3并探究其性质。
实验1：测得100 mL 14 mol·L－1氨水的pH约为12；
实验2：向上述氨水中加入NaCl至饱和，通足量CO2，经过滤、洗涤、干燥得到NaHCO3固体；
实验3：配制100 mL 0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液，测得溶液pH为8.0；
实验4：向2 mL 0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中滴加几滴0.1 mol·L－1 Ba(OH)2溶液，产生白色沉淀。
下列说法正确的是(　　)
A. 依据实验1推测：Kb(NH3·H2O)≈7×10－26
B. 实验2所得滤液中存在：c(NH)＋c(H＋)＋c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)
C. 实验3的溶液中存在：c(CO)－c(H2CO3)＝9.9×10－7 mol·L－1
D. 实验4发生反应的离子方程式：2HCO＋Ba2＋＋2OH－===BaCO3↓＋CO＋2H2O
13. 工业尾气中含有CO和SO2，可将尾气通过催化剂进行处理，发生以下反应：
① 2SO2(g)＋4CO(g) S2(g)＋4CO2(g)；ΔH1
② SO2(g)＋3CO(g) COS(g)＋2CO2(g)；ΔH2＜0
600～1 000 K范围内，SO2平衡转化率接近100%。其他条件相同，不同温度下，S2、COS平衡产率和10 min时S2实际产率如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 一定存在ΔH1>0
B. 升高温度，S2平衡产率上升的可能原因是反应物浓度增大对平衡的影响超过温度升高的影响
C. 900 K，10 min后继续反应足够长时间，S2实际产率的变化趋势可能为先增大后保持不变
D. 用该方法处理工业尾气回收单质硫(S2)，反应的温度越高越好
二、 非选择题：本题共4小题，共61分。
图1
14. (15分)实验室以黄铜矿(主要含有CuFeS2)为原料可制取草酸铜(CuC2O4)，草酸铜可用于制备纳米材料、复合材料等。
已知：Cu(OH)2的分解温度为185 ℃，CuCO3的分解温度为200 ℃。
Ⅰ. CuFeS2的晶胞结构
(1) CuFeS2的一种晶体晶胞结构如图1所示(其中S原子均位于晶胞内部)，该CuFeS2晶体的一个晶胞中Cu的数目为________。在图1中用“—”将Cu原子(图示中的A)与其紧邻的S原子连接起来。
Ⅱ. 黄铜矿浸取法制取硫酸铜
图2
在酸性、有氧条件下，某种细菌能催化CuFeS2转化成硫酸盐的反应。
(2) 该反应的离子方程式为________，
生成的Fe2(SO4)3又可将CuFeS2氧化。
(3) Ag＋对上述过程有催化作用。其他条件相同，浸出时间为15天，不同Ag＋浓度对铜元素浸出率的影响如图2所示，Ag＋浓度从5 mg·L－1上升到7 mg·L－1阶段铜元素浸出率下降的原因是________。
Ⅲ. 草酸铜的制取及应用
(4) 将上述黄铜矿浸出液分离提纯，得到的硫酸铜溶液与草酸反应可制备CuC2O4，反应的离子方程式为Cu2＋＋H2C2O4 CuC2O4↓＋2H＋，常温下该反应的平衡常数是300，则Ksp(CuC2O4)＝________。(已知：常温下，Ka1(H2C2O4)＝5.6×10－2，Ka2(H2C2O4)＝1.5×10－4)
(5) 将CuC2O4固体在350 ℃加热至恒重制取纳米CuO。
① X射线衍射实验发现得到的纳米CuO不纯。混有的杂质可能是________。
② 纳米金属氧化物是常用的催化剂，若其表面出现氧空位，可以提高其催化性能。将纳米CuO加热到高温用无水乙醇淬火处理，得到富含氧空位的氧化铜，该过程能得到富含氧空位的CuO的原因是________。
15. (15分)有机化合物G()是天然抗肿瘤药物长春碱的重要结构片段，其合成路线如下：
已知：① ；② 。
(1) 化合物G中的含氧官能团名称为________。
(2) B→C的反应类型为________。
(3) A→B的反应中需控制A稍过量以防止产生有机副产物，该副产物的结构简式为________。
(4) E→F的反应中经历了E中间产物Ⅰ中间产物ⅡF，试写出中间产物Ⅱ的结构简式：________。
(5) 写出同时满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式：________。
该化合物只含有一个苯环。碱性条件下水解后酸化，生成两种有机产物，均含有4种不同化学环境的氢原子，其中一种有机产物能与FeCl3溶液发生显色反应。
(6) 写出以和乙烯为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。
16. (15分)回收镨铁合金抛光废料(含Fe和少量Pr及杂质)，可制备Pr6O11和Pr(OH)3。镨铁合金抛光废料经除铁、萃取、反萃取可得PrCl3溶液。Pr的常见化合价为＋3和＋4。
(1) 沉淀Pr3＋。搅拌下，将一定量的PrCl3溶液与沉淀剂Na2CO3溶液充分反应，过滤得到Pr2(CO3)3·8H2O沉淀，发生反应的化学方程式为________。
沉淀剂用Na2CO3溶液比用NH4HCO3溶液得到的沉淀颗粒更加致密，可能的原因是
________。
(2) Pr6O11的制备和性质。
① 将Pr2(CO3)3·8H2O置于空气中灼烧，测得剩余固体质量与起始固体质量的比值随温度变化的曲线如图所示。制备Pr6O11最适宜的温度为________( 写出计算过程)。
② 将0.5 g Pr6O11加入20 mL 30% H2O2酸性溶液中产生大量气泡，反应后镨元素仅以Pr3＋的形式存在。该反应的离子方程式为________。
(3) Pr(OH)3的制备。
用萃取剂P507[(HA)2]萃取Pr3＋的原理：Pr3＋＋3(HA)23H＋＋Pr(HA2)3(有机层)。
已知：① P507对Pr3＋和Fe3＋、Fe2＋都有萃取作用，对杂质离子无萃取作用。
② Pr3＋开始沉淀的pH为8，Fe3＋完全沉淀的pH为3.7，Fe2＋完全沉淀的pH为9.7。
为获得较高纯度Pr(OH)3，请补充完整实验方案：将一定量镨铁合金抛光废料加入稀盐酸中，________________________________________________________________________
________，
浓缩后得PrCl3溶液，向溶液中滴加1.0 mol·L－1 NaOH溶液至不再产生沉淀，过滤，用蒸馏水洗涤，将固体干燥，得到Pr(OH)3。
(须选用的试剂和仪器：1.0 mol·L－1 HCl溶液、1.0 mol·L－1 NaOH溶液、1.0 mol·L－1 H2O2溶液、P507、分液漏斗)
17. (16分)CO2的分离回收和资源化利用具有重要意义。
Ⅰ. CO2的分离回收
乙醇胺类水溶液对CO2气体具有优良的吸收性能。在20～40 ℃条件下，单乙醇胺(HOCH2CH2NH2)水溶液吸收CO2生成单乙醇氨基碳酸盐，升温至较高温度可实现吸收剂的再生。在吸收过程中，部分单乙醇胺会与CO2反应生成单乙醇氨基甲酸盐，对设备有强腐蚀性。N 甲基二乙醇胺[(CH3)N(CH2CH2OH)2]水溶液吸收CO2时，生成氨基碳酸氢盐，较低温度即可实现吸收剂再生。
(1) 单乙醇胺水溶液吸收CO2生成单乙醇氨基碳酸盐的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2) 利用20%单乙醇胺水溶液吸收CO2，测得高于40 ℃时，单乙醇胺水溶液吸收CO2的吸收率随温度升高呈现下降趋势，其主要原因是________。
(3) 单乙醇胺与CO2反应生成单乙醇氨基甲酸盐，该过程分两步进行：
HOCH2CH2NH2XY(单乙醇氨基甲酸盐)
其中第①步反应类型为________。　
(4) 与N 甲基二乙醇胺相比，单乙醇胺作为CO2吸收剂的缺点是________________________________________________________________________
________。
Ⅱ. CO2的资源化利用
图1
某研究团队使用Ni Co/γAlO3催化二氧化碳加氢制甲醇。
(5) 反应选择性研究。将一定比例CO2和H2的混合气体匀速通过装有Ni Co/γAl2O3催化剂的反应器，测得CO2的转化率和产物的选择性随流动时间的变化如图1所示，催化剂表面反应随流动时间的变化示意图如图2所示，甲醇选择性发生变化的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________。
图3
(6) 反应机理研究。中间体*CHOOH转化为中间体*CHO是反应的决速步骤，表面氢或活性氢参与反应过程中的能量变化和部分中间体结构示意图分别如图3和图4所示。更有利于反应进行的氢为________(填“表面氢”或“活性氢”)，从结构和能量的视角分析其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________。
化学参考答案及评分标准
1. A　2. C　3. B　4. C　5. D　6. A　7. A　8. D　9. B　10. C　11. B　12. D　13. B
14. (15分)
(1) 4(2分)　(2分)
(2) 4CuFeS2＋17O2＋4H＋4Fe3＋＋4Cu2＋＋8SO＋2H2O(2分)
(3) Ag＋浓度增大，反应速率加快；Ag＋浓度增大，细菌的活性减弱，反应速率减慢；减慢幅度大于加快幅度(3分)
(4) 2.8×10－8(2分)
(5) ① Cu2O或Cu(2分)
② 加热条件下，乙醇与CuO表面的O反应形成氧空位(2分)
15. (15分)
(1) 羟基、酯基(2分)
(2) 取代反应(2分)
(3) (2分)
(4) (2分)
(5) (其他合理结构也给分)(2分)
(6) (5分)
16. (15分)
(1) 2PrCl3＋3Na2CO3＋8H2O===Pr2(CO3)3·8H2O↓＋6NaCl(2分)
碳酸氢铵沉淀PrCl3过程生成大量气体，碳酸钠沉淀PrCl3过程没有气体生成，因而沉淀颗粒更加致密(2分)
(2) ① 设Pr2(CO3)3·8H2O的物质的量为1 mol，根据Pr守恒可得：
n(Pr6O11)＝ mol，m(Pr6O11)＝ mol×1 022 g·mol－1≈340.7 g
＝×100%≈56.22%
因此制备Pr6O11最适宜的加热温度为755 ℃(4分)
② Pr6O11＋2H2O2＋18H＋===6Pr3＋＋2O2↑＋11H2O(2分)
(3) 向溶液中边搅拌边加入稍过量1.0 mol·L－1 H2O2溶液，用1.0 mol·L－1 NaOH调节pH为3.7左右，充分反应后过滤，将滤液转移到分液漏斗中，加入P507充分振荡，萃取后分液，多次萃取后，向有机层中加入1.0 mol·L－1 HCl反萃取，分离出水层后重复反萃取2～3次，将所得水层溶液合并(5分)
17. (16分)
(1) 放热(2分)
(2) 温度升高，CO2溶解度下降，单乙醇氨基碳酸盐发生分解(2分)
(3) 加成反应(2分)
(4) 单乙醇胺水溶液吸收CO2生成稳定性强的碳酸盐，吸收液再生能耗大；副产物单乙醇氨基甲酸盐对设备有强腐蚀性(2分)
(5) 随着流动时间增加，催化剂表面NiOx增多，有利于CO2选择性生成CO，不利于CO2选择性生成CH3OH(3分)
(6) 活性氢(2分)
表面氢与金属原子之间存在作用力，且表面氢结合氧原子的方向阻力大，两者共同导致表面氢参与的反应活化能高，反应速率慢(3分)
(
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