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上海市浦东新区2024届高三一模化学试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、解答题
1．钛被誉为太空金属和亲生物金属，拥有卓越的金属特性。它在特定温度下能与多种物质发生反应，在生产和日常生活中都能找到它的踪影。
(1)原子的价电子排布式为，它在元素周期表中的位置是 。
(2)钠合金材料可用于制造超音速飞机，下列钛合金的性质与该用途无关的是___________。
A．密度小 B．硬度大 C．熔点高 D．无磁性
(3)合金常用于牙科领域。在基态的原子和原子中，它们的核外电子具有不同的___________。
A．能层数 B．能级数 C．占据轨道数 D．单电子数
(4)钛能与卤素单质发生反应，生成用途多样的卤化钛。
①卤族元素(、、、)随着原子序数的递增，相关性质逐渐增强或变大的是 。
A．元素的电负性　　　　　　　　　B．简单离子的还原性
C．气态氢化物的热稳定性　　　　　D．最高价氧化物对应水化物的酸性
②的不同四卤化物熔点如图所示，利用晶体知识解释它们熔点变化的原因 。
③易与形成。下列关于分子说法错误的是 。
A．键角为　　　B．是极性分子　　　C．含有键　　　D．中心原子采取杂化
(5)钛溶于盐酸制得的三氯化钛()，可作为聚丙烯生产过程中的催化剂。晶体有两种异构体：(绿色)、(紫色)，两者配位数 (选填“相同”或“不同”)，绿色晶体中配体是 。
(6)利用钛粉和碳粉反应可生成硬度接近金刚石的碳化钛，它在刀具制造领域有重要应用。碳化钛晶胞如图所示，其化学式为 。设为阿伏加德罗常数的值，若晶胞边长为，则晶体的密度为 。(写出表达式)
二、填空题
2．资源化利用二氧化硫，一方面能保护环境，另一方面能提高经济效益，具有深远意义。
(1)下列生产、生活活动中，不易产生SO2的是______。
A．燃放鞭炮 B．火力发电 C．火山爆发 D．海水晒盐
(2)工业中可用含SO2的冶炼烟气为原料生产硫酸，在右图装置中完成“SO2转化”工序。使用该装置实现了______。(双选)
A．充分利用热能
B．防止形成酸雾
C．加速转化SO2
D．获取纯净SO3
(3)研究SO2的性质有利于探索其资源化利用。下列实验方案设计正确的是______。
A．制取SO2 B．收集SO2 C．验证SO2水溶液的酸性 D．验证SO2的还原性
A．A B．B C．C D．D
3．钠碱法的启动吸收剂为NaOH溶液，捕捉SO2后生成Na2SO3和NaHSO3的混合液。
(1)常温下进行“钠碱法”的模拟实验。用12gNaOH固体配成一定浓度的溶液，这些NaOH理论上最多可吸收SO2的体积约为 L(折算成标准状况)。若实验时只吸收了0.10molSO2，则反应后的吸收液中，所含负离子的浓度由大到小的顺序为 。
(2)当钠碱法的吸收液pH达到4~6时，混合液中含较多量NaHSO3.加热该溶液可回收得到较高纯度的SO2，剩余溶液可循环使用，进一步吸收SO2，剩余溶液的主要溶质是 (填写化学式)。
(3)将SO2通入NaOH溶液时，得到一组c(H2SO3)＋c(HSO)＋c(SO)=0.100mol·L-1的混合溶液，溶液中部分微粒的物质的量浓度随pH的关系曲线如下图所示。
若溶液的pH=7，溶液中c(Na+)=c()＋ ，此时溶液中c(Na＋) 0.100mol·L-1.(选填“>”、“<”或“=”)
(4)上述混合液中存在多个水解平衡，与化学平衡一样，水解平衡也有自己的平衡常数(Kh)。以醋酸钠(CH3COONa)为例，其水解平衡常数存在以下定量关系：Kh==(Kw为水的离子积常数，Ka为CH3COOH的电离常数)亚硫酸为二元弱酸，25℃时，其电离常数Ka1=1.54×10-2，Ka2=1.02×10-7。请结合相关数据说明NaHSO3溶液呈酸性的理由。 。
(5)“钙碱法”的工作原理与“钠碱法”相似，一般选择消石灰的悬浊液为SO2吸收剂。请对照“钠碱法”，尝试通过比较反应物和生成物的不同性质，从生产成本和设备维护两方面对“钙碱法”做出评价 。
三、解答题
4．与氨气相关的化学变化是氮循环和转化的重要一环，对生产、生活有重要的价值。
(1)下图转化途径中属于“固氮”的是______。
A．④⑤⑥ B．①③④ C．①⑤⑦ D．②⑧⑨
(2)合成氨是目前转化空气中氮最有效的工业方法，其反应历程和能量变化的简图如下：(图中ad表示物质吸附在催化剂表面时的状态)
①由图可知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH= kJ·mol-1，对总反应速率影响较大的是步骤 。(填写编号)
②若改变某一条件，使合成氨的化学反应速率加快，下列解释正确的是 。(双选)
A．升高温度，使单位体积内活化分子百分数增加
B．增加反应物的浓度，使单位体积内活化分子百分数增加
C．使用催化剂，能降低反应活化能，使单位体积内活化分子数增加
D．增大压强，能降低反应的活化能，使单位体积内活化分子数增加
(3)氨是极具前景的氢能载体和性能卓越的“零碳”燃料，利用NH3的燃烧反应(4NH3+3O22N2+6H2O)能设计成燃料电池，其工作原理如图所示。电极b为 (选填“正”或“负”)极；电极a的电极反应式为 ；当正负极共消耗3.136L(标准状况)气体时，通过负载的电子数为 个。
四、填空题
5．合成氨厂的CO2可用于合成重要化工原料CH3OH，主要反应为：3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，向两个容积固定为2L的密闭容器中分别充入比例相同，但总量不同的H2和CO2气体，H2的平衡转化率与初始充入物质的量(n)、反应温度(T)的关系如下图所示。
(1)若T1时，向容器中充入n1mol气体(3molH2和1molCO2)，反应至5min时达到平衡，则0~5min内CO2的平均反应速率v(CO2)= 。
(2)由上图可判断该反应是 (选填“吸热”或“放热”)反应，在 (填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(3)判断图中n1、n2相对大小，并说明理由。
五、解答题
6．以石油和煤为原料可以合成各种用途广泛的有机产品。合成3-苯基-2-丁烯醛D()和苯丙氨酸H()的路线如下：
已知：①(、、均可以是烃基或氢原子)
②同一个碳原子不能同时连两个羟基不稳定，会自动脱水：
(1)煤加工获得煤焦油的方法是___________。
A．分馏 B．干馏 C．裂化 D．裂解
(2)反应①~④中，属于加成反应的是___________。
A．反应① B．反应② C．反应③ D．反应④
(3)B中官能团的名称为 。
(4)写出反应⑥的化学反应方程式 。
(5)检验D中的碳碳双键可使用的试剂是 。
(6)D的同分异构体有多种，写出一种满足下列条件的结构简式。
①会使氯化铁溶液发生颜色变化，②核磁共振氢谱图如下：
(7)下列有关H(苯丙氨酸)的描述正确的是___________。
A．能溶于水 B．与甘氨酸()互为同系物
C．不存在立体异构 D．能自身反应形成高分子化合物
(8)反应⑧需要控制pH的理由是 。
(9)参照上述信息和流程，设计以为原料合成的合成路线 。(合成路线常用的表示方式为：甲乙……目标产物)
六、填空题
7．氧化铁黄(化学式为FeOOH)是一种黄色颜料，具有非常好的耐光性和耐碱性，是氧化铁的一水合物。工业上常以绿矾(FeSO4·7H2O)为原料制备FeOOH。
(1)下列关于铁元素的认识正确的是______。
A．能存在于人体的血红蛋白中 B．是地壳中含量最多的金属元素
C．单质是人类最早使用的金属 D．铁的氧化物都具有致密的结构
(2)制备氧化铁黄的关键步骤是FeSO4溶液的氧化。为探究影响氧化FeSO4溶液快慢的因素，现利用FeSO4·7H2O、蒸馏水和稀H2SO4配制四组溶液进行实验，实验结果如下表：
实验编号 I II III IV
c(FeSO4)/(mol·L-1) 0.5 0.25 0.25 0.5
溶液pH 2.9 2.9 3.5 3.3
初始颜色 浅绿色 浅绿色，较I浅 浅绿色，同II 浅绿色，同I
0.5h后颜色 浅绿色 浅绿色 黄绿色 浅绿色
2h后颜色 黄绿色 浅绿色 黄色 黄绿色
5h后颜色 浅黄色 浅黄色，较I浅 黄色，较IV浅 黄色
对比实验I和II可知，实验中影响氧化快慢的因素是 ；
综合对比分析四组实验，简述影响氧化FeSO4溶液快慢的决定因素。
七、解答题
8．制备FeOOH的工艺流程包含如下环节
(1)若在实验室完成上述制备，一定不需要的仪器是______。
A．烧杯 B．漏斗 C．玻璃棒 D．蒸发皿
(2)模拟氧化时，相关pH变化记录如图。
0~t1时段，pH逐渐减小的原因是反应生成了H2SO4，配平下列化学方程式： 。
______FeSO4＋______O2＋______=______FeOOH↓＋______H2SO4
t1~t2时段，经历的反应为：12Fe2＋＋3O2＋2H2O=4FeOOH↓＋8Fe3＋，该过程pH继续平缓下降的原因可能是： 。(任写一条)
(3)判断流程中产品是否洗涤干净的方法是： 。
八、填空题
9．氧化铁黄(FeOOH)纯度可以通过产品的耗酸量确定，如下图所示。
已知：Fe3+＋3C2O=Fe(C2O4)(配合离子)，Fe(C2O4)不与稀碱液反应。
(1)在溶液c中滴加NaOH标准溶液时，发生反应的离子方程式为 ；
(2)若实验时加入了n1mol的H2SO4，消耗n2molNaOH，设氧化铁黄的式量为A，则氧化铁黄样品纯度为 ；(用含w、n1、n2、A的代数式表示)
(3)测定时，若滴入Na2C2O4不足量，会使实验结果 (选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．(1)第4周期第IVB族(或第4周期第4族)
(2)D
(3)C
(4) B TiF4为离子晶体，其余为分子晶体，离子晶体熔点一般高于分子晶体。后三者组成和结构相似，随着相对分子质量的增大，范德华力增大，熔点升高 A
(5) 相同 H2O、Cl-
(6) TiC
【详解】（1）原子的价电子排布式为，它在元素周期表中的位置是第4周期第IVB族(或第4周期第4族)。
（2）钛合金材料可用于制造超音速飞机，这是因为其密度小、硬度大、熔点高，和无磁性无关，故选D。
（3）基态Ti核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2，镍为28号元素，其核外电子排布为[Ar]3d84s2，具有相同的能层数、能级数、单电子数，它们的核外电子具有不同的占据轨道数，故选C。
（4）①卤族元素(、、、)随着原子序数的递增，非金属性逐渐减弱；
A．元素的电负性逐渐减弱，A不选；
B．简单离子的还原性逐渐增强，B选；
C．气态氢化物的热稳定性逐渐减弱，C不选；
D．最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，D不选；
故选B。
②的不同四卤化物熔点变化的原因TiF4为离子晶体，其余为分子晶体，离子晶体熔点一般高于分子晶体。后三者组成和结构相似，随着相对分子质量的增大，范德华力增大，熔点升高。
③PCl3分子中心原子是P原子，σ键电子对数为3，孤电子对数为=1，PCl3分子中每个原子的最外层都达到8电子稳定结构，PCl3分子的空间构型是三角锥形，键角约为109°28′，PCl3分子是极性分子，PCl3分子中的价层电子对数为3+=4，P原子的杂化类型为sp3杂化，故选A。
（5）(绿色)、(紫色)，两者配位数均为6，故填相同，绿色晶体中配体是H2O、Cl-，紫色的为H2O。
（6）根据均摊法，该晶胞含C为，含Ti为，其化学式为TiC。设为阿伏加德罗常数的值，若晶胞边长为，则晶体的密度为 =。
2．(1)D
(2)AC
(3)C
【详解】（1）A．鞭炮中含有S，因此鞭炮燃烧会产生二氧化硫，故A不符合题意；
B．火力发电一般使用化石燃料，化石燃料燃烧会产生二氧化硫，故B不符合题意；
C．火山爆发会有二氧化硫、硫化氢等有害气体随着岩浆喷发出来，故C不符合题意；
D．海水晒盐是蒸发过程，没有二氧化硫产生，故D符合题意；
故答案选：D。
（2）A．该过程是二氧化硫转化为三氧化硫，气体逆流操作，充分利用了热能，故A符合题意；
B．该过程不涉及三氧化硫吸收，没有防止酸雾的操作，故B不符合题意；
C．使用催化剂和较高温度加速了二氧化硫的转化，故C符合题意；
D．该反应是可逆反应，不可能获得纯净三氧化硫，故D不符合题意；
故答案选AC。
（3）A．实验室一般使用亚硫酸固体和浓硫酸制取二氧化硫，A不正确；
B．二氧化硫密度比空气大，因此应该长进短出，B错误；
C．二氧化硫溶于水生成亚硫酸能使石蕊溶液变红，C正确；
D．二氧化硫和硫氢酸反应时，二氧化硫中S化合价降低，体现了氧化性，D错误。
故答案选C。
3．(1) 6.72
(2)Na2SO3
(3) 2c() >
(4)的水解常数，小于的电离解常数，所以溶液显酸性
(5)原料消石灰价格低于烧碱，所以成本更低，但产物CaSO3难溶于水，可能堵塞管道
【详解】（1）当生成亚硫酸氢钠时吸收的二氧化硫最多，因此NaOH，最多吸收0.3mol×22.4L/mol=6.72L二氧化硫；当只吸收0.1mol二氧化硫时，溶质包括0.1molNaOH、0.1molNa2SO3，亚硫酸为弱酸，微弱的水解出亚硫酸氢根离子、亚硫酸和氢氧根离子，因此阴离子浓度从大到小顺序为：，故答案为：6.72；。
（2）加热时，因此剩余溶液主要溶质为，故答案为：Na2SO3。
（3）根据电荷守恒：，pH=7时溶液中氢离子和氢氧根离子浓度相等，则；，此时，从图中可以读出，则；故答案为：2c()；>。
（4），，则，因此亚硫酸氢根离子的电离程度大于其水解程度，因此，溶液呈酸性，故答案为：的水解常数，小于的电离解常数，所以溶液显酸性。
（5）消石灰为氢氧化钙，相比氢氧化钠更加便宜易得，而使用消石灰时生成的亚硫酸钙难溶，亚硫酸钠易溶，因此使用钙碱法时需要定期除垢，故答案为：原料消石灰价格低于烧碱，所以成本更低，但产物CaSO3难溶于水，可能堵塞管道。
4．(1)B
(2) 92.2 ③ AC
(3) 正 2NH3＋6OH- 6e-=N2＋6H2O 0.24NA
【详解】（1）氮的固定指的是将游离态的氮转化为化合物，符合要求的是①③④，故选B。
（2）①由图可知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH=-(500-100-307.8)kJ/mol=-92.2kJ/mol；活化能越大，反应速率越慢，对化学反应速率影响越大，故对总反应影响最大的是步骤③；
A．升高温度，使分子的能量增大，活化分子百分数增大，A正确；
B．增大反应物浓度，单位体积内分子总数增多，但活化分子百分数不变，单位体积内活化分子总数增多，B错误；
C．催化剂降低活化能，增大活化分子百分数，C正确；
D．增大压强，不能改变活化能，D错误；
故选AC。
（3）电极b氧气得电子被还原，是正极，则电极a为负极，氨气失电子被氧化为氮气，电极反应方程为：2NH3＋6OH--6e-=N2＋6H2O；4NH3~12e-~3O2，当正负极总共消耗气体时，转移电子数为=0.24NA。
5．(1)0.03mol·L-1·min-1
(2) 放热 较低
(3)在恒容、恒温条件下，增大反应物总量(原料比例相同)，相当于加压，平衡向正反应方向进行，H2的平衡转化率增大。读图可知，同在T2时，曲线n2对应H2的平衡转化率比曲线n1高，所以n2初始充入物质的量多，即n2>n1
【详解】（1）若T1时，向容器中充入n1mol气体(3molH2和1molCO2)，反应至5min时达到平衡，H2的平衡转化率为30%，则0~5min内CO2的平均反应速率v(CO2)=v(H2)= =0.03mol·L-1·min-1。
（2）由图可知，升高温度，H2的平衡转化率下降，说明平衡逆向移动，该反应为放热反应，在较低温度下有利于该反应自发进行。
（3）在恒容、恒温条件下，增大反应物总量(原料比例相同)，相当于加压，平衡向正反应方向进行，H2的平衡转化率增大。读图可知，同在T2时，曲线n2对应H2的平衡转化率比曲线n1高，所以n2初始充入物质的量多，即n2>n1。
6．(1)B
(2)AC
(3)醛基
(4)
(5)溴的四氯化碳溶液
(6)或
(7)AD
(8)pH偏小时，苯丙氨酸中氨基会发生反应，pH偏大时，丙氨酸中羧基会发生反应所以若要得到该产品，必须控制pH在合理范围
(9)
【分析】乙烯和水发生加成生成乙醇，催化氧化为乙醛；乙苯和氯气在光照条件下取代得到或，为E'， E'在氢氧化钠溶液中水解得到为F'， 和HCN加成得到，和氨气发生取代反应生成，再水解得到苯丙氨酸；E为水解生成，和乙醛发生反应得到在加热条件下生成。
【详解】（1）分馏、裂化、裂解都是石油工业，从煤中获取煤焦油利用煤的干馏；
（2）据分析，应①~④中加成反应有①③；
（3）B为乙醛，其官能团为醛基；
（4）⑥为在氢氧化钠溶液中共热水解，再发生脱水的反应：；
（5）因为D中有碳碳双键和醛基，为了防止醛基影响利用溴的四氯化碳溶液检验碳碳双键；
（6）D的同分异构体中会使氯化铁溶液颜色发生变化，则含有粉羟基，核磁共振氢谱有4个峰，面积之比为6：2：1：1，则有或足条件；
（7）苯丙氨酸H()有羧基和氨基都是亲水基团，能溶于水；有苯环和甘氨酸不是同系物；有一个手性碳存在对映异构；有氨基和羧基因此能滋生反应形成高分子化合物，故选AD；
（8）生成物苯丙氨酸中有氨基和羧基，pH偏小时，苯丙氨酸中氨基会发生反应，pH偏大时，丙氨酸中羧基会发生反应所以若要得到该产品，必须控制pH在合理范围
（9）乙醛和HCN发生加成反应生成，再和氨气发生取代生成，水解生成，合成路线为：。
7．(1)A
(2) FeSO4溶液的浓度 分析四组实验可知，增大FeSO4溶液的浓度和提高溶液pH，都能加快氧化速率，对比实验III和IV可知，实验III，FeSO4溶液的浓度小而pH大，反应速率更快，说明溶液pH是影响氧化快慢的决定因素
【详解】（1）A． 铁元素是血红蛋白的组成成分之一，A正确；
B．铝是地壳中含量最多的金属元素，B错误；
C． Cu单质是人类最早使用的金属，C错误；
D．三氧化二铁不具有致密的结构，D错误；
故选A。
（2）①对比实验Ⅰ和Ⅱ可知，FeSO4溶液的浓度不同，实验中影响氧化快慢的因素是FeSO4溶液的浓度；
②综合对比分析四组实验，增大FeSO4溶液的浓度和提高溶液pH，都能加快氧化速率，对比实验Ⅲ和Ⅳ可知，实验Ⅲ，FeSO4溶液的浓度小而pH大，反应速率更快，说明溶液pH是影响氧化快慢的决定因素。
8．(1)D
(2) 4FeSO4＋O2＋6H2O=4FeOOH↓＋4H2SO4 随着水的消耗，硫酸浓度增大，导致pH平缓下降
(3)取最后一次洗涤液，加入BaCl2溶液，若出现白色沉淀，则洗涤不完全，若未出现浑浊，则洗涤干净
【分析】FeSO4被空气氧化后，加入氨水调节pH生成FeOOH，过滤、洗涤、干燥得到产物。
【详解】（1）由分析知，完成上述操作需过滤，用到的仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗，一定用不到的为D蒸发皿；
（2）根据得失电子守恒配平，元素守恒，化学方程式：4FeSO4＋O2＋6H2O=4FeOOH↓＋4H2SO4 ；t1~t2时段，该过程pH继续平缓下降的原因可能是： 随着水的消耗，硫酸浓度增大，导致pH平缓下降(合理即给分；如：12份Fe2＋生成8份Fe3＋，但pH平缓下降，所以可能的原因是Fe3＋水解程度大于Fe2＋的水解程度。)
（3）判断流程中产品是否洗涤干净需判断最后一次洗涤液中是否有，方法是：取最后一次洗涤液，加入BaCl2溶液，若出现白色沉淀，则洗涤不完全，若未出现浑浊，则洗涤干净。
9．(1)H＋+OH-=H2O(H2C2O4+2OH-=C2O+2H2O亦可)
(2)
(3)偏小
【分析】氧化铁黄(FeOOH)加入过量H2SO4标准溶液加热溶解，得到溶液b中含有Fe3+，Fe3+和Na2C2O4溶液发生反应：Fe3+＋3C2O=Fe(C2O4)(配合离子)，向溶液c中加入NaOH标准溶液进行滴定，测定过量H2SO4的物质的量，从而测定氧化铁黄样品纯度。
【详解】（1）在溶液c中含有过量的H2SO4，加入Na2C2O4溶液后可能转化为H2C2O4，在溶液c中滴加NaOH标准溶液时，发生反应的离子方程式为H＋+OH-=H2O(H2C2O4+2OH-=C2O+2H2O亦可)。
（2）若实验时加入了n1mol的H2SO4，消耗n2molNaOH，由方程式：H2SO4+2NaOH=2H2O+ Na2SO4可知，剩余的n(H2SO4)=(n1-0.5n2)，由关系式2Fe3+~3H2SO4可知n(FeOOH)=n(Fe3+)=mol，则氧化铁黄样品纯度为。
（3）测定时，若滴入Na2C2O4不足量，Fe3+不能完全转化为Fe(C2O4)，Fe3+也会消耗NaOH，则消耗NaOH标准溶液的物质的量偏大，则消耗H2SO4的物质的量偏小，实验结果偏小。
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