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北京市第五中学2022-2023学年高三上学期期中化学试题
第I卷（选择题，共42分)
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 N 14 Ca 40 Fe 56 S 32 Ti 48
本卷共14道小题，每小题3分，共42分。请在每小题列出的4个选项中，选出符合题目要求的1个选项。
1．下列性质的比较，不能用元素周期律解释的是
A．酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3 B．碱性：KOH＞NaOH＞LiOH
C．热稳定性：H2O＞H2S＞PH3 D．非金属性：F＞O＞N
2．下列过程所用的物质中，利用了其氧化性的是
A．用FeCl3溶液腐蚀覆铜板 B．用Zn块防止钢铁船体腐蚀
C．用SO2的水溶液吸收Br2 D．用Fe粉防止FeSO4溶液氧化
3．汽车尾气中的NOx、CO、碳氢化合物通过排气系统的净化装置（催化剂主要由Rh、Pd、Pt等物质和稀土材料组成）转化为无害气体，净化原理如下。下列分析不正确的是
A．催化剂能提高反应速率
B．NOx、CO均发生了氧化反应
C．CO转化为CO2时，CeO2转化为CeO2-m
D．催化剂对化学反应有选择性
4．下表列出了短周期元素X、Y的各级电离能数据，下列说法正确的是
电离能（kJ/mol） I1 I2 I3 I4 ……
元素X 520 7298 11815
元素Y 496 4562 6912 9544 ……
A．X、Y元素的最高化合价分别为+3、+4
B．原子失电子能力：X＞Y
C．基态原子Y的电子排布式为1s22s22p63s1
D．X和Y元素位于元素周期表中同一周期
5．下列反应在任何温度下都无法自发进行的是
A．2SO2(g)+O2(g)==2SO3(g) △H=-197.78kJ/mol
B．C(s)+CO2(g)==2CO(g) △H=+172.47kJ/mol
C．AgCl(s)+Br-(aq)==AgBr(s)+Cl-(aq) △H=-18.9kJ/mol
D．3O2(g)2O3(g) △H=+285.4kJ/mol
6．核酸是生物体遗传信息的携带者，被誉为“生命之源”， 下列说法不正确的是
A．五碳糖与磷酸、碱基之间通过分子间脱水形成核苷酸
B．DNA是核酸中的一种，其对应的五碳糖为脱氧核糖
C．核苷酸分子之间通过磷酯键形成核酸，反应类型为加聚反应
D．DNA分子两条链上的碱基按照形成氢键数目最多、结构最稳定的原则配对
7．在反应2HI→H2+I2中，有关反应条件改变使反应速率增大的原因分析中，不正确的是
A．加入适宜的催化剂，可降低反应的活化能
B．增大c(HI)，单位体积内活化分子数增大
C．升高温度，单位时间内有效碰撞次数增加
D．增大压强，活化分子的百分数增大
8．下列示意图与化学用语表述内容不相符的是（水合离子用相应离子符号表示）
A B C D
NaCl溶于水 电解CuCl2溶液 CH3COOH在水中电离 H2与Cl2反应能量变化
NaCl==Na++Cl- CuCl2==Cu2++2Cl- CH3COOHCH3COO-+H+ H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g) △H=-183kJ/mol
9．某科研团队研究用不同金属氧化物催化肉桂醛制苯甲醛（反应如下，部分产物略去）。反应时间和其他条件相同时，测得实验数据如下表。下列说法不正确的是
资料：ⅰ．选择性S(B)=×100%；ⅱ．Ba与Ca同主族
A．用ZnO作催化剂可以获得比用Al2O3更大的主反应速率
B．肉桂醛制苯甲醛的反应属于氧化反应
C．使用CuO作催化剂时，反应后副产物最多
D．金属氧化物中金属元素的电负性越小，苯甲醛选择性越好
10．通风病与关节滑液中形成的尿酸钠（NaUr）有关（NaUr增多，病情加重），其化学原理为：HUr(aq)+Na+(aq)NaUr(s)+H+(aq) △H＜0 下列说法不正确的是
A．寒冷季节更易诱发关节疼痛
B．大量饮水会增大痛风病发作的可能性
C．摄入过多食盐，会加重痛风病病情
D．痛风病人应少吃能代谢产生更多尿酸的食物
11．CO2的转化一直是世界范围内的研究热点。利用两种金属催化剂，在水溶液体系中将CO2分别转化为CO和HCOOH的反应过程示意图如下：
下列说法正确的是
A．在转化为CO的路径中，只涉及碳氧键的断裂和氧氢键的形成
B．在转化为HCOOH的路径中，CO2被氧化为HCOOH
C．上述反应过程说明催化剂具有选择性
D．两个转化路径均有非极性键的形成
12．CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以N2为载气，将恒定组成的N2、CH4混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2，在催化剂上检测到有积碳。下列说法不正确的是
A．反应①为CaO+CO2==CaCO3；反应②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2
B．t1~t3，n(H2)比n(CO)多，且生成H2的速率不变，推测有副反应CH4C+2H2
C．t2时刻，副反应生成H2的速率大于反应②生成H2的速率
D．t3之后，生成CO的速率为0，是因为反应②不再发生
13．某MOFs多孔材料孔径大小和形状恰好将N2O4“固定”，能高选择性吸附NO2。
废气中的NO2被吸附后，经处理能全部转化为HNO3，原理示意图如下。
已知：2NO2(g)N2O4(g) △H＜0
下列说法不正确的是
A．温度升高时不利于NO2吸附
B．多孔材料“固定”N2O4，促进2NO2N2O4平衡正向移动
C．转化为HNO3的反应是2N2O4+O2+2H2O==4HNO3
D．每获得0.4molHNO3时，转移电子的数目为6.02×1022
14．钛铁基储氢合金是由钛、铁两种元素组成的金属间化合物。一种钛铁合金的晶胞如图ⅰ所示，晶胞边长约为3×10-10m；该合金吸收的氢位于体心立方正八面体的中心，氢被4个钛原子和2个铁原子包围，如图ⅱ所示。
下列说法不正确的是
A．钛铁合金的化学式：TiFe
B．钛铁合金中每个Ti周围距离最近且等距的Fe有8个
C．钛铁合金的密度约为6g/cm3（计算结果保留到整数）
D．如图ⅱ所示的每个体心立方正八面体均填充1个氢原子，则理论上形成的金属氢化物的化学式：TiFeH2
第II卷（填空题，共58分）
本部分共5小题，共58分
15．褪黑激素的前体K的合成路线如下。
已知：（R表示烃基或氢）
（1）A能发生银镜反应。A中所含的官能团有_____________。
（2）D→E的反应类型是_____________。
（3）试剂W的分子式是C8H5O2N，其结构简式是_____________。
（4）G中只含酯基一种官能团。生成G的反应方程式是_____________。
（5）F的分子式为C11H10O2NBr。M的结构简式是_____________。
（6）由K合成Q（），Q再经下列过程合成褪黑激素。
①X的结构简式是______________。
②Z的结构简式是______________。
③试剂b是______________。
16．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题，请回答：
（1）若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2mol的N2和0.6mol的H2，在一定条件下发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H＜0，若在5分钟时反应达到平衡，此时测得NH3的物质的量为0.2mol。则前5分钟的平均反应速率ν(N2)=____________。平衡时H2转化率为___________%。
（2）平衡后，若要提高H2的转化率，可以采取的措施有____________。
A．加催化剂 B．增大容器体积
C．降低反应体系的温度 D．加入一定量N2
（3）若在0.5L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下反应：
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H＜0，其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示：
T/℃ 200 300 400
K K1 K2 0.5
请完成下列问题：
①试比较K1、K2的大小，K1_____K2（填“＞”“＜”或“=”）
②400℃时，反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为___________。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3mol、2mol和1mol时，2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的ν(N2)正_____ν(N2)逆（填“＞”“＜”或“=”）。
（4）关于合成氨工艺的理解，下列说法不正确的是___________（填字母）。
A．合成氨工业常采用的反应温度为500℃左右，主要是为了节约能源
B．使用初始反应速率更快的催化剂Ru，不能提高平衡时NH3的产率
C．合成氨工业采用的压强为10MPa~30MPa，是因为常压下N2和H2的转化率不高
17．硫碘循环，水分解制氢的原理示意图如下：
（1）已知：在25℃和101kPa时，H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1，则在相同条件下，水分解生成氢气的热化学方程式为 。
（2）水在2200℃条件下分解可得到氢气。硫碘循环制H2的优势为 （至少写两条）。
（3）反应II，H2SO4分解制取O2的速率主要由反应2SO3 2SO2＋O2决定，对该反应的历程进行研究发现，SO3分解经历了多步基元反应，其中影响速率的关键基元反应为：
SO3→SO2＋O，SO3＋O→SO2＋O2。下列说法合理的是 。
A．c(O)越大有利于加快SO3的分解速率
B．关键基元反应的活化能比其他基元反应的大
C．催化剂参与氧原子的生成与消耗将有利于提高SO3的分解速率
（4）进行反应III之前，需要经过以下两个步骤：
①步骤1：除杂。反应I所得混合物经过初步分离后得到HI和I2的混合溶液，其中含有少量H2SO4杂质。工业上采用加热至110℃的方法除去H2SO4，写出相应的化学方程式
。
②步骤2：电解。通过电解法实现HI和I2的分离与富集，装置示意图如下，结合电极反应解释获得浓HI溶液的原因是 。
③利用电解后某一极的溶液，作为反应II中SO2的吸收剂，实现O2与SO2的分离，吸收剂的有效成分是 。
18．煤的洁净技术（包括固硫技术和脱硫技术两类）可有效降低燃煤废气中SO2的含量，已成为我国解决环境问题的主导技术之一。
Ⅰ．固硫技术：通过加入固硫剂，将硫元素以固体形式留在煤燃烧的残渣中。石灰石是常用的固硫剂，固硫过程中涉及的部分反应如下：
①CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) △H1=+178.30kJ/mol
②CaO(s)+SO2(g)+0.5O2(g)CaSO4(s) △H2=-501.92kJ/mol
③CO(g)+0.5O2(g)CO2(g) △H3
④CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) △H4=+218.92kJ/mol
（1）温度升高，反应①的化学平衡常数_________（填“增大”“减小”或“不变”）
（2）△H3=________kJ/mol。
（3）在煤燃烧过程中常鼓入稍过量的空气以提高固硫率（燃烧残渣中硫元素的质量占燃煤中硫元素总质量的百分比），结合反应②、③、④分析其原因：______________________。
Ⅱ．电化学脱硫技术是一种温和的净化技术，其基本原理为利用阳极反应产生的羟基自由基（ OH，氧元素为-1价）将燃煤中的含硫物质氧化除去，其装置示意图如下图所示。
（4）将煤打成煤浆加入电解槽的目的是__________________________。
（5）阳极的电极反应式为__________________________。
（6）补全用羟基自由基除去煤中二硫化亚铁（FeS2）的反应的离子方程式：
（7）利用上述装置对某含的煤样品进行电解脱硫，测得一定时间内随溶液起始pH的改变脱硫率（溶于水中的硫元素质量占煤样中硫元素总质量的百分比）的变化如下图所示。
pH大于1.5后脱硫率下降的可能原因有：随着pH的升高，反应物的氧化性或还原性降低：
__________________________。
19． （13分）在处理NO废气的过程中，催化剂[CO(NH3)6]2+会逐渐失活变为[CO(NH3)6]3+。
某小组为解决这一问题，实验研究Co和Co之间的相互转化。
资料：i．Ksp[Co(OH)2]＝5.9×10-15 Ksp[Co(OH)3]＝1.6×10-44
ⅱ．Co2+＋6NH3 [Co(NH3)6]2+ K1＝1.3×105
Co3+＋6NH3 [Co(NH3)6]3+ K2＝2×1035
ⅲ．[Co(NH3)6]2+和[Co(NH3)6]3+在酸性条件下均能生成NH+ 4
（1）探究Co的还原性
实验Ⅰ：粉红色的CoCl2溶液或CoSO4溶液在空气中久置，无明显变化。
实验Ⅱ：向0.1 mol/L CoCl2溶液中滴入2滴酸性KMnO4溶液，无明显变化。
实验Ⅲ：按右图装置进行实验，观察到电压表指针偏转。
①甲同学根据实验Ⅲ得出结论：Co2+可以被酸性KMnO4溶液氧化。
乙同学补充实验Ⅳ， （补全实验操作及现象），否定了该观点。
②探究碱性条件下Co的还原性，进行实验。
实验V：
ⅱ中反应的化学方程式是 。
③根据氧化还原反应规律解释还原性Co(OH)2＞Co2+：Co2+-e-==Co3+在碱性条件下，OH-与Co2+、Co3+反应，使c(Co2+)和c(Co3+)均降低，但 降低的程度更大，还原剂的还原性增强。
（2）探究Co的氧化性
①根据实验Ⅲ和Ⅳ推测氧化性：Co3+＞Cl2，设计实验证明：向Ⅴ中得到的棕褐色沉淀中，
（补全实验操作及现象），反应的离子方程式是 。
②向Ⅴ中得到的棕褐色沉淀中，滴加H2SO4溶液，加入催化剂，产生无色气泡，该气体是 。
（3）催化剂[Co(NH3)6]2+的失活与再生
①结合数据解释[Co(NH3)6]2+能被氧化为[Co(NH3)6]3+而失活的原因： 。
②根据以上实验，设计物质转化流程图实现[Co(NH3)6]2+的再生： 。
示例：CoCoCl2Co(OH)2
参考答案
第一部分，选择题（共14道小题，每小题3分，共42分）
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 A A B C D C D
题号 8 9 10 11 12 13 14
答案 B A B C C D D
第二部分，本部分共5题，共58分。
15．（1）碳碳双键、醛基
（2）取代反应
（3）
（4）CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
（5）
（6）① ② ③(CH3CO)2O或CH3COOH、CH3COCl等
16．（1）0.01mol·L-1· min-1 50
（2）CD
（3）① > ② 2 ③ >
（4）A
17．（1）H2O(l)=H2(g)+1/2O2(g) ΔH=-285.8kJ/mol
（2）反应条件温和，在较低温度下实现分解水制取H2；实现了O2和H2分离，反应I放热，可利用其能量为其他两个吸热反应供能。
（3）ABC
（4）①
② 阴极：I2+2e-=I2，H+通过质子交换膜进入阴极，得到浓HI溶液 ③ I2
18．（1）增大
（2）-283.00
（3）鼓入稍过量的空气，增大了反应体系中氧气的浓度，使反应②平衡正向移动，有利于固硫，同时，氧气浓度增大也会使反应③平衡正向移动，降低CO浓度，增大CO2浓度，使反应④平衡逆向移动，有利于固硫
（4）增大接触面积，提高反应速率
（5）H2O-e-=·OH+H+
（6）1 15 1 2 7 1 H+
（7）pH升高，促进Fe3+水解生成Fe(OH)3，覆盖在煤浆表面，阻止反应进行。
（1）①将实验III中的0.1mol/LCoCl2溶液替换为0.2mol/LNaCl溶液进行实验，指针偏转幅度与实验III相同。
②4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3 ③c(Co3+)
①加入适量盐酸，棕褐色沉淀溶解，产生黄绿色有刺激性气味的气体，溶液变为粉红色。2Co(OH)2+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+6H2O②O2
①对Co2+-e-=Co3+，NH3与Co2+、Co3+反应，使c(Co2+)和c(Co3+)均降低，但K2>K1，c(Co3+)降低的程度远大于c(Co2+)，还原剂的还原性增强，[Co(NH3)6]2+能被氧化
②

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