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上海市2024-2025学年高一下学期化学期末模拟预测卷
一．解答题（共8小题）
1．（2025 杨浦区二模）甲酸中有羧基又有醛基，使甲酸既表现出羧酸的性质又表现出醛的性质。甲酸被广泛用于有机合成、医药等领域。
（1）甲酸是弱酸，其电离方程式为　 　 。
（2）设计实验，验证甲酸分子中含有醛基。试剂、操作及现象是　 　 。
（3）二聚甲酸是甲酸分子间通过氢键形成的八元环状二聚体，其结构式为　 　 。
甲酸既是燃料，也是具有应用前景的储氢材料。甲酸催化分解生成CO2和H2时，会发生副反应生成CO和H2O。400K、100kPa时，Pt催化甲酸分解的反应进程如图所示。
带“*”的化学式表示微粒被吸附于催化剂表面。
分析图中信息，完成下列填空：
（4）400K、100kPa时，1mol甲酸分解为H2和CO2时，　 　 kJ热量。
A.放出2.94
B.放出134.1
C.吸收2.94
D.吸收134.1
（5）对甲酸分解为H2和CO2的分析，正确的是　 　 。
A.低温下自发进行
B.高温下自发进行
C.任意温度下自发进行
D.任何温度下不能自发进行
（6）甲酸分解为CO和H2O的反应中，决速步骤的活化能为　 　 kJ mol﹣1。
A.140.59
B.159.83
C.134.87
D.212.68
（7）分子吸附于催化剂表面，有化学吸附与物理吸附两种模式，前者分子与催化剂之间形成了化学键，而后者没有。分析图中数据，CO吸附于Pt表面主要是　 　 吸附。A.化学
B.物理
（8）若反应进程中某些微粒在催化剂表面吸附能力过强，会导致催化效果下降，解释原因：　 　 。
我国科学家研发了采用超疏氧电极的甲酸燃料电池，其结构如图所示。
（9）关于该燃料电池的说法正确的是　 　 （不定项）。
A.a是正极
B.a上的反应：HCOOH﹣2e﹣═CO2↑+2H+
C.b上H+被消耗
2．（2025 浦东新区开学）（1）某校化学兴趣小组同学为对比Na2CO3和NaHCO3的性质，进行了如下实验。向相同体积、相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中分别滴加0.1mol L﹣1的盐酸，溶液pH变化如图。
①图 　 　 是Na2CO3的滴定曲线。
A．甲
B．乙
②A′～B′发生反应的离子方程式为 　 　 。
③下列说法正确的是 　 　 。
A．Na2CO3和NaHCO3溶液中所含微粒种类相同
B．A′、B′均满足：
C．水的电离程度：A＞B＞C
（2）测等物质的量浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液的pH随温度变化情况。测得等物质的量浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液的pH随温度变化如图，下列说法正确的是
A．Na2CO3的水解是放热反应
B．M点之前，升高温度溶液的pH减小，原因是水解平衡逆向移动
C．N点时NaHCO3已完全分解
D．若将N点溶液恢复到25℃，pH＞8.62
（3）设计如图装置进行Na2CO3和NaHCO3稳定性差异对比实验（加热及夹持装置省略）。
①将分别装有Na2CO3和NaHCO3的试管同时放入甘油油浴加热（甘油沸点为290℃），目的是 　 　 。
②该实验用饱和碳酸钠溶液检验反应的产物，a、b试管中的实验现象分别为：a 　 　 ；b 　 　 。
③试管b中发生反应的离子方程式：　 　 。
（4）向1mol L﹣1的Na2CO3和NaHCO3溶液中分别滴加少量FeCl2溶液，均产生白色沉淀，后者有气体产生。
已知：ⅰ．1mol L﹣1的NaHCO3溶液中，，[OH﹣]＝2×10﹣6mol L﹣1。
ⅱ．25℃时，，。
①请问NaHCO3与FeCl2反应产生的沉淀是 　 　 ，通过计算说明。
②写出NaHCO3与FeCl2反应的离子方程式：　 　 。
3．（2025 虹口区校级三模）尿素[CO（NH2）2]是常用的化肥与工业原料。尿素生产一般控制在180﹣200℃，15～25MPa下进行，主要分以下两步：
反应①：2NH3（g）+CO2（g） H2NCOONH4（l）氨基甲酸铵）ΔH1＝﹣100.4kJ mol﹣1
反应②：H2NCOONH4（l） CO（NH2）2（l）+H2O（l）ΔH2＝27.6kJ mol﹣1
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在固定体积密闭容器中投入4mol NH3和1mol CO2，实验测得反应中各组分物质的量随时间变化如图所示：
（1）合成尿素反应过程的能量变化示意图可能是 　 　 。
（2）合成尿素总反应进行到约 　 　 min时达到平衡。
（3）中间产物氨基甲酸铵具有强还原性，会严重破坏镍制容器表面的氧化膜，使容器表面的腐蚀速率加快。在工业生产尿素过程中，可通入适量氧气来防止这一现象。若生产时通入的CO2气体中混有少量H2S则在有氧气存在的条件下，容器表面腐蚀反应的速率会比无氧气时更快，其原因可能是 　 　 。
尿素在结晶过程中主要副反应是尿素发生脱氨反应。其反应历程如下：
反应③：CO（NH2）2（l） HNCO（g）+NH3（g）（快）
反应④：HNCO（g）+CO（NH2）2（l） （H2NCO）2NH（l）（缩二脲）（慢）
（4）已知共价键的极性强弱会影响成键原子的电子云密度。在缩二脲的结构式（）中圈出电子云密度最小的H原子。
（5）在尿素结晶过程中，反应③可视为处于平衡状态。实验表明，在合成尿素的体系中，NH3的浓度越高，缩二脲生成速率越慢，其原因是 　 　 。
含有结晶水的Ni3（BO3）2（硼酸镍）晶体表面存在“”结构。用加热后的Ni3（BO3）2晶体作催化剂，以CO2、N2为原料，电解KHCO3溶液可获得尿素。
（6）电解法制尿素时向一侧电极通入CO2和N2在该电极上生成尿素。
①生成尿素的电极名称为 　 　 。
②另一电极上有两种气体生成，电极反应式为 　 　 。
（7）若硼酸镍摩尔质量为Mg mol﹣1，晶体密度为ag cm﹣3，晶胞体积为bcm3，NA为阿伏加德罗常数，则一个硼酸镍晶胞中含Ni2+的数目为 　 　 个（用含M、a、b、NA的代数式表示）
（8）加热后的硼酸镍晶体表面会因Ni—O键断裂而产生LA位点，LA位点与相邻的LB位点共同形成FLP位点，其催化机理（部分）如图所示。
①实验表明，在150℃下加热硼酸镍晶体得到的催化剂催化效果最好，温度过高或过低催化效果会降低，原因是 　 　 。
②溶液中若存在SCN会极大地降低催化剂的活性，结合催化机理解释原因 　 　 。
4．（2025春 闵行区期末）工业制硫酸流程如下，转化器内发生反应：。
（1）FeS2中硫元素显 　 　 价。
（2）黄铁矿进入沸腾炉中需要粉碎，原因是 　 　 。
（3）在硫酸工业生产中，转化器中使用热交换器的作用是 　 　 。
①将SO2转化为SO3的反应热及时导出
②预热进入转化器的原料气
③调节转化器内的温度保持在催化剂的最佳活性温度范围内
A．①②
B．①③
C．②③
D．①②③
5．（2025春 闵行区期末）在一定条件下，将一定量SO2、O2的混合气体在2L密闭容器中充分反应，在反应相同时间内测得SO3的体积分数随温度变化如图所示。
（1）温度高于500℃时，SO3的体积分数迅速降低的条件可能是　 　 。
A．升高温度平衡正向移动 B．升高温度平衡逆向移动
（2）500℃时，密闭容器中达到平衡状态的标志是　 　 。
A．SO2和O2的物质的量之比恒为2：1
B．密闭容器中气体质量不再变化
C．SO3的物质的量不随时间而变化
D．SO2的消耗速率与SO3的生成速率相等
（3）如上图所示，温度为500℃时，反应时间为10min，此时测得容器内气体总物质的量为10mol，则0～10minSO3的生成速率是　 　 。
（4）测定空气中SO2含量的实验如下：取标准状况下，1.000L空气（含N2、O2、CO2、SO2），通过足量碘水发生反应：SO2+I2+2H2O＝2HI+H2SO4，在所得溶液中加入稍过量的BaCl2溶液，产生白色沉淀，过滤后将沉淀洗涤、干燥，称得其质量为0.233g。计算空气样品中SO2的体积分数　 　 。（写出计算过程）
6．（2025春 闵行区期末）中国科学院科研田队研究发现，在常温常压和可见光下，基于LDH（一种固体催化剂）可合成NH3，反应示意图如图。
（1）从固氮角度看，该过程属于 　 　 固氮。
A．人工 B．生物 C．大气
（2）上图中N2、NH3等分子结构模型均为 　 　 。
A．球棍模型 B．空间填充模型
（3）写出NH3的电子式 　 　 。
7．（2023秋 黄浦区校级期末）Ⅰ.根据所学知识，完成下列问题
（1）烷烃的主要来源是石油和天然气。下列关于烷烃的叙述不正确的是 　 　
A．烷烃中的碳原子均以共价单键的形式与碳原子或氢原子相连
B．相邻两个烷烃在分子组成上相差一个CH3原子团
C．分子式符合CnH2n+2的烃一定是烷烃
D．通常情况下烷烃都是气态
（2）下列化学用语正确的是 　 　
A．甲烷分子的球棍模型：
B．CCl4的电子式：
C．异丁烷的结构简式：
D．丙烷分子的空间填充模型：
（3）甲烷是最简单的有机物，关于甲烷的说法不正确的是 　 　
A．常温常压下甲烷是无色无味的气体
B．甲烷分子的空间结构呈正四面体形
C．甲烷在空气中安静地燃烧，火焰呈淡蓝色
D．甲烷能使酸性高锰酸钾溶液褪色
（4）下列物质互为同系物的是 　 　
A．与
B．CH3—CH3与
C．CH3CH2Cl与CH2ClCH2Cl
D．CH4与CH3CH2Cl
Ⅱ.有同学用排饱和食盐水法先后收集20mLCH4和80mLCl2，放在光亮的地方（注意：不要放在日光直射的地方，以免引起爆炸），等待片刻，观察发生的现象。回答下列问题：
（5）写出甲烷和氯气反应，生成一氯甲烷的化学方程式：　 　 。
（6）大约30min后，可以观察到量筒壁上出现 　 　 液体，该现象说明生成了 　 　 。（填序号）
①CH3Cl；②CH2Cl2；③CHCl3；④CCl4。
（7）量筒内出现的白雾是 　 　 ，量筒内液面 　 　 。（填“上升”、“下降”或“不变”）
8．（2024秋 黄浦区校级期末）实验室用A、C制备D（乙酸乙酯）可以采用如图所示装置。
（1）右侧大试管中加入的是 　 　 溶液。
（2）接收装置还可改用如图中的 　 　 。
（3）请写出用分子中氧原子是18O的A制备乙酸乙酯的化学方程式：　 　 （在反应物和产物中标出18O），反应类型为 　 　 。
上海市2024-2025学年高一下学期化学期末模拟预测卷
参考答案与试题解析
一．解答题（共8小题）
1．（2025 杨浦区二模）甲酸中有羧基又有醛基，使甲酸既表现出羧酸的性质又表现出醛的性质。甲酸被广泛用于有机合成、医药等领域。
（1）甲酸是弱酸，其电离方程式为　HCOOH HCOO﹣+H+　 。
（2）设计实验，验证甲酸分子中含有醛基。试剂、操作及现象是　取甲酸少许于试管中，加入稍过量的氢氧化钠溶液至碱性，加入新制银氨溶液振荡，水浴加热，有银镜生成，证明甲酸中含醛基　 。
（3）二聚甲酸是甲酸分子间通过氢键形成的八元环状二聚体，其结构式为　　 。
甲酸既是燃料，也是具有应用前景的储氢材料。甲酸催化分解生成CO2和H2时，会发生副反应生成CO和H2O。400K、100kPa时，Pt催化甲酸分解的反应进程如图所示。
带“*”的化学式表示微粒被吸附于催化剂表面。
分析图中信息，完成下列填空：
（4）400K、100kPa时，1mol甲酸分解为H2和CO2时，　A　 kJ热量。
A.放出2.94
B.放出134.1
C.吸收2.94
D.吸收134.1
（5）对甲酸分解为H2和CO2的分析，正确的是　C　 。
A.低温下自发进行
B.高温下自发进行
C.任意温度下自发进行
D.任何温度下不能自发进行
（6）甲酸分解为CO和H2O的反应中，决速步骤的活化能为　B　 kJ mol﹣1。
A.140.59
B.159.83
C.134.87
D.212.68
（7）分子吸附于催化剂表面，有化学吸附与物理吸附两种模式，前者分子与催化剂之间形成了化学键，而后者没有。分析图中数据，CO吸附于Pt表面主要是　A　 吸附。A.化学
B.物理
（8）若反应进程中某些微粒在催化剂表面吸附能力过强，会导致催化效果下降，解释原因：　吸附能力强的微粒不易从催化剂表面脱落，使催化剂难以和反应物接触，导致催化效果下降　 。
我国科学家研发了采用超疏氧电极的甲酸燃料电池，其结构如图所示。
（9）关于该燃料电池的说法正确的是　BC　 （不定项）。
A.a是正极
B.a上的反应：HCOOH﹣2e﹣═CO2↑+2H+
C.b上H+被消耗
【答案】（1）HCOOH HCOO﹣+H+；
（2）取甲酸少许于试管中，加入稍过量的氢氧化钠溶液至碱性，加入新制银氨溶液振荡，水浴加热，有银镜生成，证明甲酸中含醛基；
（3）；
（4）A；
（5）C；
（6）B；
（7）A；
（8）吸附能力强的微粒不易从催化剂表面脱落，使催化剂难以和反应物接触，导致催化效果下降；
（9）BC。
【分析】（1）甲酸是弱酸，水溶液中成长电离平衡；
（2）能发生银镜反应的物质必含有醛基官能团，甲酸含有醛基，可以发生银镜反应；据此涉及实验验证，银镜反应的条件是在碱性条件下发生；
（3）纯净的甲酸通过氢键形成二聚体；
（4）甲酸催化分解生成CO2和H2时是放出能量；
（5）反应自发进行的判断依据是ΔH﹣TS＜0；
（6）结合图中能量变化分析，甲酸分解为CO和H2O的反应中，决速步骤的活化能最大；
（7）分子吸附于催化剂表面，有化学吸附与物理吸附两种模式，前者分子与催化剂之间形成了化学键，而后者没有，结合图中变化分析判断；
（8）吸附能力强的微粒不易从催化剂表面脱落；
（9）甲酸燃料电池中甲酸失电子发生氧化反应，为原电池负极反应，a上的反应：HCOOH﹣2e﹣═CO2↑+2H+，电极b为原电池正极，氢离子得到电子发生还原反应，为原电池正极反应。
【解答】解：（1）甲酸是弱酸，其电离方程式为：HCOOH HCOO﹣+H+，
故答案为：HCOOH HCOO﹣+H+；
（2）设计实验验证甲酸分子中含有醛基的试剂、操作及现象是：取甲酸少许于试管中，加入稍过量的氢氧化钠溶液至碱性，加入新制银氨溶液振荡，水浴加热，有银镜生成，证明甲酸中含醛基，
故答案为：取甲酸少许于试管中，加入稍过量的氢氧化钠溶液至碱性，加入新制银氨溶液振荡，水浴加热，有银镜生成，证明甲酸中含醛基；
（3）纯净的甲酸通过氢键形成二聚体，结构是，
故答案为：；
（4）图中的能力变化分析可知，400K、100kPa时，甲酸催化分解生成CO2和H2时，放出2.94kJ热量，故选A，
故答案为：A；
（5）甲酸的分解反应是放热反应，焓变ΔH＜0，△S＞0，任意温度下都能满足ΔH﹣TS＜0，反应能自发进行，故选C，
故答案为：C；
（6）甲酸分解为CO和H2O的反应中，决速步骤的活化能最大，图中分析可知为140.59kJ mol﹣1﹣（﹣19.24kJ mol﹣1）＝159.83kJ mol﹣1，
故答案为：B；
（7）带“*”的化学式表示微粒被吸附于催化剂表面，分析副反应的反应进程，结合图中数据，CO*吸附于催化剂表面，和H*、OH*反应生成了CO*和H2O，能量发生了变化，则CO吸附于Pt表面主要是化学吸附，故选A，
故答案为：A；
（8）若反应进程中某些微粒在催化剂表面吸附能力过强，会导致催化效果下降，原因是：吸附能力强的微粒不易从催化剂表面脱落，使催化剂难以和反应物接触，导致催化效果下降，
故答案为：吸附能力强的微粒不易从催化剂表面脱落，使催化剂难以和反应物接触，导致催化效果下降；
（9）甲酸燃料电池中甲酸失电子发生氧化反应，为原电池负极反应，a为负极，电极上的反应：HCOOH﹣2e﹣═CO2↑+2H+，电极b为原电池正极，氢离子得到电子发生还原反应，为原电池正极反应，2H++2e﹣＝H2↑，b上H+被消耗，故选BC，
故答案为：BC。
【点评】本题考查了弱电解质电离、有机物的实验验证、化学反应能力变化分析判断、原电池原理等知识点，注意知识的熟练掌握，题目难度中等。
2．（2025 浦东新区开学）（1）某校化学兴趣小组同学为对比Na2CO3和NaHCO3的性质，进行了如下实验。向相同体积、相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中分别滴加0.1mol L﹣1的盐酸，溶液pH变化如图。
①图 　B　 是Na2CO3的滴定曲线。
A．甲
B．乙
②A′～B′发生反应的离子方程式为 　　 。
③下列说法正确的是 　AC　 。
A．Na2CO3和NaHCO3溶液中所含微粒种类相同
B．A′、B′均满足：
C．水的电离程度：A＞B＞C
（2）测等物质的量浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液的pH随温度变化情况。测得等物质的量浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液的pH随温度变化如图，下列说法正确的是
A．Na2CO3的水解是放热反应
B．M点之前，升高温度溶液的pH减小，原因是水解平衡逆向移动
C．N点时NaHCO3已完全分解
D．若将N点溶液恢复到25℃，pH＞8.62
（3）设计如图装置进行Na2CO3和NaHCO3稳定性差异对比实验（加热及夹持装置省略）。
①将分别装有Na2CO3和NaHCO3的试管同时放入甘油油浴加热（甘油沸点为290℃），目的是 　提供较高温度，便于盐分解实验　 。
②该实验用饱和碳酸钠溶液检验反应的产物，a、b试管中的实验现象分别为：a 　开始有少量气泡，后来无现象，无沉淀产生　 ；b 　有大量气泡，后面有白色晶体析出　 。
③试管b中发生反应的离子方程式：　　 。
（4）向1mol L﹣1的Na2CO3和NaHCO3溶液中分别滴加少量FeCl2溶液，均产生白色沉淀，后者有气体产生。
已知：ⅰ．1mol L﹣1的NaHCO3溶液中，，[OH﹣]＝2×10﹣6mol L﹣1。
ⅱ．25℃时，，。
①请问NaHCO3与FeCl2反应产生的沉淀是 　FeCO3　 ，通过计算说明。
②写出NaHCO3与FeCl2反应的离子方程式：　　 。
【答案】（1）①B；
②；
③AC；
（2）D；
（3）①提供较高温度，便于盐分解实验；
②开始有少量气泡，后来无现象，无沉淀产生；有大量气泡，后面有白色晶体析出；
③；
（4）①FeCO3；
②。
【分析】（1）根据碳酸的电离平衡常数Ka1＞Ka2，A′﹣B′发生的反应为碳酸钠溶液与盐酸反应生成氯化钠和碳酸氢钠，A点的溶质是碳酸氢钠，碳酸氢根离子的水解能促进水的电离；B点溶质是NaCl，对水的电离无影响；C点的溶质是NaCl和HCl，盐酸电离出的氢离子能抑制水的电离进行分析；
（2）根据盐类的水解反应是吸热反应，当加热Na2CO3溶液时，水解平衡正向移动，同时溶液中还存在水的电离平衡，升温对水的电离平衡的影响程度大于水解平衡的影响程度，故Kw变大，且c（OH﹣）、c（H+）均变大，则溶液的pH减小，当加热NaHCO3溶液时，情况与Na2CO3溶液类似，当M点时，pH突变，说明溶液中少部分的NaHCO3溶液分解生成了Na2CO3，进行分析；
（3）根据 Na2CO3加热不分解，NaHCO3在加热时会产生CO2，利用生成的CO2来对比Na2CO3和NaHCO3稳定性差异进行分析；
（4）根据向NaHCO3溶液中滴加少量FeCl2溶液，产生白色FeCO3沉淀，还生成气体，该气体为CO2，进行分析。
【解答】解：（1）①碳酸的电离平衡常数Ka1＞Ka2，则相同浓度的碳酸钠溶液pH大于碳酸氢钠溶液，实验图乙是碳酸钠的滴定曲线，
故答案为：B；
②由图可知，A′﹣B′发生的反应为碳酸钠溶液与盐酸反应生成氯化钠和碳酸氢钠，反应的离子方程式为，
故答案为：；
③A．碳酸钠和碳酸氢钠溶液中所含微粒均有钠离子、碳酸根离子、碳酸氢根离子、氢离子、氢氧根离子、碳酸分子和水分子，故A正确；
B．由图可知，B′处碳酸钠溶液与盐酸完全反应生成氯化钠和碳酸氢钠，溶液中存在电荷守恒关系，故B错误；
C．图甲中，A点的溶质是碳酸氢钠，碳酸氢根离子的水解能促进水的电离；B点溶质是NaCl，对水的电离无影响；C点的溶质是NaCl和HCl，盐酸电离出的氢离子能抑制水的电离；故水的电离程度：A＞B＞C，故C正确；
故答案为：AC；
（2）A．水解反应是吸热反应，故A错误；
B．由分析可知，M点之前，升高温度溶液的pH减小，表明溶液中c（H+）增大，NaHCO3的水解是吸热过程，水解平衡不可能逆向移动，主要原因是升温对水的电离平衡的影响程度大于水解平衡的影响程度，c（H+）增大，pH减小，故B错误；
C．N点NaHCO3已经完全分解，则碳酸钠溶液在45℃时的pH约为11.45，与碳酸氢钠溶液的pH不符，故C错误；
D．由于N点时有部分NaHCO3转化为Na2CO3，所以若将N点溶液恢复到25℃，pH＞8.62，故D正确；
故答案为：D；
（3）①甘油沸点为290℃，则甘油油浴加热的目的是提供较高温度，便于盐分解实验，
故答案为：提供较高温度，便于盐分解实验；
②Na2CO3热稳定性较好，受热难分解，升高温度试管中气体膨胀因此a中开始有气泡，后来无现象，但无沉淀产生，NaHCO3受热易分解产生二氧化碳，二氧化碳通入b中和饱和碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠，碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠，因此b中先有大量气泡，后有白色晶体析出，
故答案为：开始有少量气泡，后来无现象，无沉淀产生；有大量气泡，后面有白色晶体析出；
③b中二氧化碳与饱和碳酸钠溶液反应，会生成溶解度小的碳酸氢钠沉淀，离子方程式：，
故答案为：；
（4）①1mol L﹣1 NaHCO3溶液中：生成FeCO3沉淀所需；生成Fe（OH）2沉淀所需c2（Fe2+）1.25×10﹣5mol L﹣1；c1（Fe2+） c2（Fe2+），故NaHCO3与FeCl2反应产生的沉淀为FeCO3而不是Fe（OH）2，
故答案为：FeCO3；
②向NaHCO3溶液中滴加少量FeCl2溶液，产生白色FeCO3沉淀，还生成气体，该气体为CO2，该反应的离子方程式为，
故答案为：。
【点评】本题主要考查探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
3．（2025 虹口区校级三模）尿素[CO（NH2）2]是常用的化肥与工业原料。尿素生产一般控制在180﹣200℃，15～25MPa下进行，主要分以下两步：
反应①：2NH3（g）+CO2（g） H2NCOONH4（l）氨基甲酸铵）ΔH1＝﹣100.4kJ mol﹣1
反应②：H2NCOONH4（l） CO（NH2）2（l）+H2O（l）ΔH2＝27.6kJ mol﹣1
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在固定体积密闭容器中投入4mol NH3和1mol CO2，实验测得反应中各组分物质的量随时间变化如图所示：
（1）合成尿素反应过程的能量变化示意图可能是 　C　 。
（2）合成尿素总反应进行到约 　55　 min时达到平衡。
（3）中间产物氨基甲酸铵具有强还原性，会严重破坏镍制容器表面的氧化膜，使容器表面的腐蚀速率加快。在工业生产尿素过程中，可通入适量氧气来防止这一现象。若生产时通入的CO2气体中混有少量H2S则在有氧气存在的条件下，容器表面腐蚀反应的速率会比无氧气时更快，其原因可能是 　S可能加速Ni 的腐蚀（或O2将 H2S氧化为强腐蚀性物质，如H2SO4），　 。
尿素在结晶过程中主要副反应是尿素发生脱氨反应。其反应历程如下：
反应③：CO（NH2）2（l） HNCO（g）+NH3（g）（快）
反应④：HNCO（g）+CO（NH2）2（l） （H2NCO）2NH（l）（缩二脲）（慢）
（4）已知共价键的极性强弱会影响成键原子的电子云密度。在缩二脲的结构式（）中圈出电子云密度最小的H原子。
（5）在尿素结晶过程中，反应③可视为处于平衡状态。实验表明，在合成尿素的体系中，NH3的浓度越高，缩二脲生成速率越慢，其原因是 　反应③为可逆反应，NH3浓度高使平衡逆向移动，HNCO 浓度降低，导致反应④（慢反应）速率减慢　 。
含有结晶水的Ni3（BO3）2（硼酸镍）晶体表面存在“”结构。用加热后的Ni3（BO3）2晶体作催化剂，以CO2、N2为原料，电解KHCO3溶液可获得尿素。
（6）电解法制尿素时向一侧电极通入CO2和N2在该电极上生成尿素。
①生成尿素的电极名称为 　阴极　 。
②另一电极上有两种气体生成，电极反应式为 　4OH﹣﹣4e﹣＝ O2↑+2H2O　 。
（7）若硼酸镍摩尔质量为Mg mol﹣1，晶体密度为ag cm﹣3，晶胞体积为bcm3，NA为阿伏加德罗常数，则一个硼酸镍晶胞中含Ni2+的数目为 　　 个（用含M、a、b、NA的代数式表示）
（8）加热后的硼酸镍晶体表面会因Ni—O键断裂而产生LA位点，LA位点与相邻的LB位点共同形成FLP位点，其催化机理（部分）如图所示。
①实验表明，在150℃下加热硼酸镍晶体得到的催化剂催化效果最好，温度过高或过低催化效果会降低，原因是 　温度过低，Ni—O键断裂少，FLP位点不足；温度过高，晶体结构破坏，活性位点减少　 。
②溶液中若存在SCN会极大地降低催化剂的活性，结合催化机理解释原因 　SCN﹣与LA位点（缺电子的 Ni2+）结合，占据催化活性位点，抑制CO2和N2的吸附　 。
【答案】（1）C；
（2）55；
（3）S可能加速Ni 的腐蚀（或O2将 H2S氧化为强腐蚀性物质，如H2SO4）；
（4）；
（5）反应③为可逆反应，NH3浓度高使平衡逆向移动，HNCO 浓度降低，导致反应④（慢反应）速率减慢；
（6）①阴极；
②4OH﹣﹣4e﹣＝ O2↑+2H2O；
（7）；
（8）①温度过低，Ni—O键断裂少，FLP位点不足；温度过高，晶体结构破坏，活性位点减少；
②SCN﹣与LA位点（缺电子的 Ni2+）结合，占据催化活性位点，抑制CO2和N2的吸附。
【分析】（1）由题给信息可知，总反应为①+②：2NH3+CO2 CO （NH2）2+H2O，ΔH＝ΔH1+ΔH2＝﹣72.8kJ/mol（放热反应），示意图应为反应物总能量高于生成物，且有中间产物氨基甲酸铵的能量峰；
（2）由图可知，各组分物质的量不再变化时约为55min；
（3）H2S与O2反应生成S和H2O，S可能加速Ni 的腐蚀（或O2将 H2S氧化为强腐蚀性物质，如H2SO4）；
（4）中间N原子连接两个羰基，羰基中O原子电负性强，吸电子能力强，羰基为吸电子基团，故N—H键的电子更偏向N原子，H原子电子云密度降低；
（5）反应③为可逆反应，NH3浓度高使平衡逆向移动，HNCO 浓度降低，导致反应④（慢反应）速率减慢；
（6）①通入CO2和N2的电极发生还原反应（N元素从0价→﹣3价），为阴极；
②另一电极为阳极，水电离的OH﹣放电生成 O2，同时可能有 CO2逸出，电极反应式：4OH﹣﹣4e﹣＝ O2↑+2H2O；
（7）晶胞质量：mol，Ni3（BO3）2中 Ni2+占 3 个，故数目为：；
（8）①温度过低，Ni—O键断裂少，FLP位点不足；温度过高，晶体结构破坏，活性位点减少；
②SCN﹣与LA位点（缺电子的 Ni2+）结合，占据催化活性位点，抑制CO2和N2的吸附。
【解答】解：（1）由题给信息可知，总反应为①+②：2NH3+CO2 CO （NH2）2+H2O，ΔH＝ΔH1+ΔH2＝﹣72.8kJ/mol（放热反应），示意图应为反应物总能量高于生成物，且有中间产物氨基甲酸铵的能量峰，
故答案为：C；
（2）由图可知，各组分物质的量不再变化时约为55min，
故答案为：55；
（3）H2S与O2反应生成S和H2O，S可能加速Ni 的腐蚀（或O2将 H2S氧化为强腐蚀性物质，如H2SO4），
故答案为：S可能加速Ni 的腐蚀（或O2将 H2S氧化为强腐蚀性物质，如H2SO4）；
（4）中间N原子连接两个羰基，羰基中O原子电负性强，吸电子能力强，羰基为吸电子基团，故N—H键的电子更偏向N原子，H原子电子云密度降低，则中间的N连接的H的电子云密度最低，可知，
故答案为：；
（5）反应③为可逆反应，NH3浓度高使平衡逆向移动，HNCO 浓度降低，导致反应④（慢反应）速率减慢，
故答案为：反应③为可逆反应，NH3浓度高使平衡逆向移动，HNCO 浓度降低，导致反应④（慢反应）速率减慢；
（6）①通入CO2和N2的电极发生还原反应（N元素从0价→﹣3价），为阴极，
故答案为：阴极；
②另一电极为阳极，水电离的OH﹣放电生成 O2，同时可能有 CO2逸出，电极反应式：4OH﹣﹣4e﹣＝ O2↑+2H2O，
故答案为：4OH﹣﹣4e﹣＝ O2↑+2H2O；
（7）晶胞质量：mol，Ni3（BO3）2中 Ni2+占 3 个，故数目为：，
故答案为：；
（8）①温度过低，Ni—O键断裂少，FLP位点不足；温度过高，晶体结构破坏，活性位点减少，
故答案为：温度过低，Ni—O键断裂少，FLP位点不足；温度过高，晶体结构破坏，活性位点减少；
②SCN﹣与LA位点（缺电子的 Ni2+）结合，占据催化活性位点，抑制CO2和N2的吸附，
故答案为：SCN﹣与LA位点（缺电子的 Ni2+）结合，占据催化活性位点，抑制CO2和N2的吸附。
【点评】本题主要考查了化学平衡的知识，题目难度中等，掌握化学平衡移动的判断方法，结合题给信息是解答该题的关键。
4．（2025春 闵行区期末）工业制硫酸流程如下，转化器内发生反应：。
（1）FeS2中硫元素显 　﹣1　 价。
（2）黄铁矿进入沸腾炉中需要粉碎，原因是 　增大反应物的接触面积，提高反应速率，使之充分氧化　 。
（3）在硫酸工业生产中，转化器中使用热交换器的作用是 　D　 。
①将SO2转化为SO3的反应热及时导出
②预热进入转化器的原料气
③调节转化器内的温度保持在催化剂的最佳活性温度范围内
A．①②
B．①③
C．②③
D．①②③
【答案】（1）﹣1；
（2）增大反应物的接触面积，提高反应速率，使之充分氧化；
（3）D。
【分析】黄铁矿FeS2在沸腾炉中与空气充分反应生成SO2和矿渣Fe2O3，SO2和O2经过净化进入转化器中反应得到SO3，反应放出的热量经过热交换及时导出，SO3进入吸收塔用98.3%浓硫酸吸收，最后经过稀释得到所需浓度的硫酸。
【解答】解：（1）FeS2中Fe元素为+2价，硫元素显﹣1价，
故答案为：﹣1；
（2）黄铁矿进入沸腾炉中需要粉碎，原因是：通过粉碎可以增大反应物的接触面积，提高反应速率，使之充分氧化，
故答案为：增大反应物的接触面积，提高反应速率，使之充分氧化；
（3）在硫酸工业生产中，SO2催化氧化得到SO3，同时放出大量的热，转化器中使用热交换器的作用是：①将SO2转化为SO3的反应热及时导出，有利于后续步骤中SO3的吸收；②同时预热进入转化器的原料气，使其温度达到反应的条件；③调节转化器内的温度保持在催化剂的最佳活性温度范围内；①②③均正确，
故答案为：D。
【点评】本题主要考查等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
5．（2025春 闵行区期末）在一定条件下，将一定量SO2、O2的混合气体在2L密闭容器中充分反应，在反应相同时间内测得SO3的体积分数随温度变化如图所示。
（1）温度高于500℃时，SO3的体积分数迅速降低的条件可能是　B　 。
A．升高温度平衡正向移动 B．升高温度平衡逆向移动
（2）500℃时，密闭容器中达到平衡状态的标志是　C　 。
A．SO2和O2的物质的量之比恒为2：1
B．密闭容器中气体质量不再变化
C．SO3的物质的量不随时间而变化
D．SO2的消耗速率与SO3的生成速率相等
（3）如上图所示，温度为500℃时，反应时间为10min，此时测得容器内气体总物质的量为10mol，则0～10minSO3的生成速率是　0.45mol/（L min）　 。
（4）测定空气中SO2含量的实验如下：取标准状况下，1.000L空气（含N2、O2、CO2、SO2），通过足量碘水发生反应：SO2+I2+2H2O＝2HI+H2SO4，在所得溶液中加入稍过量的BaCl2溶液，产生白色沉淀，过滤后将沉淀洗涤、干燥，称得其质量为0.233g。计算空气样品中SO2的体积分数　　 。（写出计算过程）
【答案】（1）B；
（2）C；
（3）0.45mol/（L min）；
（4）。
【分析】（1）温度高于500℃时，SO3为生成物；
（2）A．SO2和O2的起始物质的量未说明；
B．密闭容器中气体质量一直不变化；
C．随着平衡的移动SO3的物质的量是个变化值；
D．SO2的消耗速率代表正反应，SO3的生成速率也代表正反应；
（3）温度为500℃时，反应时间为10min，SO3的体积分数为90%，此时测得容器内气体总物质的量为10mol，则SO3物质的量为9mol；
（4）溶液中加入稍过量的BaCl2溶液，产生白色沉淀，过滤后将沉淀洗涤、干燥，称得其质量为0.233g，得硫酸钡物质的量为，根据原子守恒，得二氧化硫的物质的量为0.001mol，标准状况下，体积为0.001mol×22.4L/mol＝2.24×10﹣2L。
【解答】解：（1）温度高于500℃时，SO3为生成物，体积分数迅速降低可能是升高温度平衡逆向移动，
故答案为：B；
（2）A．SO2和O2的起始物质的量未说明，所以比值无法判断是否平衡，故A错误；
B．密闭容器中气体质量一直不变化，所以无法判断是否平衡，故B错误；
C．随着平衡的移动SO3的物质的量是个变化值，所以不随时间而变化说明达到平衡，故C正确；
D．SO2的消耗速率代表正反应，SO3的生成速率也代表正反应，所以相等无法判断是否平衡，故D错误；
故答案为：C；
（3）温度为500℃时，反应时间为10min，SO3的体积分数为90%，此时测得容器内气体总物质的量为10mol，则SO3物质的量为9mol，则0～10minSO3的生成速率是，
故答案为：0.45mol/（L min）；
（4）溶液中加入稍过量的BaCl2溶液，产生白色沉淀，过滤后将沉淀洗涤、干燥，称得其质量为0.233g，得硫酸钡物质的量为，根据原子守恒，得二氧化硫的物质的量为0.001mol，标准状况下，体积为0.001mol×22.4L/mol＝2.24×10﹣2L，样品中SO2的体积分数为，
故答案为：。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡移动的掌握情况，试题难度中等。
6．（2025春 闵行区期末）中国科学院科研田队研究发现，在常温常压和可见光下，基于LDH（一种固体催化剂）可合成NH3，反应示意图如图。
（1）从固氮角度看，该过程属于 　A　 固氮。
A．人工 B．生物 C．大气
（2）上图中N2、NH3等分子结构模型均为 　A　 。
A．球棍模型 B．空间填充模型
（3）写出NH3的电子式 　　 。
【答案】（1）A；
（2）A；
（3）。
【分析】（1）根据固氮的来源和固氮的概念进行分析；
（2）根据分子结构模型的类型进行分析；
（3）根据氨分子由一个氮原子和三个氢原子组成，氮原子与每个氢原子形成一个共价键，进行分析。
【解答】解：（1）该过程使用化学方法将氮气转化为氨气的过程，所以属于人工固氮，
故答案为：A；
（2）上图中N2、NH3等分子结构模型均为球棍模型，
故答案为：A；
（3）氨分子由一个氮原子和三个氢原子组成，氮原子与每个氢原子形成一个共价键，NH3的电子式为，
故答案为：。
【点评】本题主要考查了固氮的分类、分子结构模型和电子式的相关知识点。注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。例如，了解固氮的定义、分子结构模型的类型以及电子式的写法等，都是解答此类题目的关键。
7．（2023秋 黄浦区校级期末）Ⅰ.根据所学知识，完成下列问题
（1）烷烃的主要来源是石油和天然气。下列关于烷烃的叙述不正确的是 　BD　
A．烷烃中的碳原子均以共价单键的形式与碳原子或氢原子相连
B．相邻两个烷烃在分子组成上相差一个CH3原子团
C．分子式符合CnH2n+2的烃一定是烷烃
D．通常情况下烷烃都是气态
（2）下列化学用语正确的是 　C　
A．甲烷分子的球棍模型：
B．CCl4的电子式：
C．异丁烷的结构简式：
D．丙烷分子的空间填充模型：
（3）甲烷是最简单的有机物，关于甲烷的说法不正确的是 　D　
A．常温常压下甲烷是无色无味的气体
B．甲烷分子的空间结构呈正四面体形
C．甲烷在空气中安静地燃烧，火焰呈淡蓝色
D．甲烷能使酸性高锰酸钾溶液褪色
（4）下列物质互为同系物的是 　B　
A．与
B．CH3—CH3与
C．CH3CH2Cl与CH2ClCH2Cl
D．CH4与CH3CH2Cl
Ⅱ.有同学用排饱和食盐水法先后收集20mLCH4和80mLCl2，放在光亮的地方（注意：不要放在日光直射的地方，以免引起爆炸），等待片刻，观察发生的现象。回答下列问题：
（5）写出甲烷和氯气反应，生成一氯甲烷的化学方程式：　　 。
（6）大约30min后，可以观察到量筒壁上出现 　油状　 液体，该现象说明生成了 　②③④　 。（填序号）
①CH3Cl；②CH2Cl2；③CHCl3；④CCl4。
（7）量筒内出现的白雾是 　盐酸的小液滴　 ，量筒内液面 　上升　 。（填“上升”、“下降”或“不变”）
【答案】（1）BD；
（2）C；
（3）D；
（4）B；
（5）；
（6）油状；②③④；
（7）盐酸的小液滴；上升。
【分析】（1）A．烷烃是一类有机化合物；
B．相邻两个烷烃在分子组成上相差一个CH2原子团；
C．分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃；
D．当烷烃碳原子数小于或等于4时，烷烃在常温下呈气态；
（2）A．甲烷分子的球棍模型为；
B．CCl4的电子式为；
C．异丁烷的结构简式为；
D．为丙烷分子的球棍模型；
（3）A．通常情况下，甲烷是一种无色无味的气体，难溶于水，密度比空气小；
B．甲烷分子中C原子是sp3杂化；
C．甲烷在空气中安静的燃烧，火焰呈淡蓝色；
D．甲烷性质稳定；
（4）A．和均为二氯甲烷；
B．CH3—CH3与相差3个CH2原子团；
C．CH3CH2Cl为一氯取代物，CH2ClCH2Cl为二氯取代物；
D．CH4为烃，CH3CH2Cl为卤代烃；
（5）甲烷和氯气反应，生成一氯甲烷；
（6）甲烷可以和氯气发生取代反应，生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，一氯甲烷是气体；
（7）甲烷可以和氯气发生取代反应，生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，一氯甲烷是气体，生成的氯化氢极易溶于水，遇水蒸气形成白雾。
【解答】解：（1）A．烷烃是一类有机化合物，分子中的碳原子都以碳碳单键相连，其余的价键都与氢结合而成的化合物，故A正确；
B．相邻两个烷烃在分子组成上相差一个CH2原子团，故B错误；
C．分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃，故C正确；
D．当烷烃碳原子数小于或等于4时，烷烃在常温下呈气态，碳原子在5到16时是液体，故D错误；
故答案为：BD；
（2）A．甲烷分子的球棍模型为，故A错误；
B．CCl4的电子式为，故B错误；
C．异丁烷的结构简式为，故C正确；
D．为丙烷分子的球棍模型，故D错误；
故答案为：C；
（3）A．通常情况下，甲烷是一种无色无味的气体，难溶于水，密度比空气小，故C正确；
烷烃里分子组成最简单的是含有1个碳原子的甲烷，故A正确；
B．甲烷分子中C原子是sp3杂化，其分子结构是正四面体型，故B正确；
C．甲烷在空气中安静的燃烧，火焰呈淡蓝色，故C正确；
D．甲烷性质稳定，不能使高锰酸钾溶液褪色，故D错误；
故答案为：D；
（4）A．和均为二氯甲烷，是同一种物质，故A错误；
B．CH3—CH3与相差3个CH2原子团，互为同系物，故B正确；
C．CH3CH2Cl为一氯取代物，CH2ClCH2Cl为二氯取代物，两者为不同的物质，故C错误；
D．CH4为烃，CH3CH2Cl为卤代烃，是不同类物质，故D错误；
故答案为：B；
（5）甲烷和氯气反应，生成一氯甲烷的化学方程式为，
故答案为：；
（6）甲烷可以和氯气发生取代反应，生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，一氯甲烷是气体，
故答案为：油状；②③④；
（7）甲烷可以和氯气发生取代反应，生成的氯化氢极易溶于水，遇水蒸气形成白雾，容器中的压强较低，液面上升，
故答案为：盐酸的小液滴；上升。
【点评】本题考查有机物的结构与性质，侧重考查学生有机基础知识的掌握情况，试题难度中等。
8．（2024秋 黄浦区校级期末）实验室用A、C制备D（乙酸乙酯）可以采用如图所示装置。
（1）右侧大试管中加入的是 　饱和Na2CO3　 溶液。
（2）接收装置还可改用如图中的 　CD　 。
（3）请写出用分子中氧原子是18O的A制备乙酸乙酯的化学方程式：　CH3CH218OH+CH3COOHCH3CO18OCH2CH3+H2O　 （在反应物和产物中标出18O），反应类型为 　取代反应或酯化反应　 。
【答案】（1）饱和Na2CO3；
（2）CD；
（3）CH3CH218OH+CH3COOHCH3CO18OCH2CH3+H2O；取代反应或酯化反应。
【分析】（1）根据乙醇和乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯和水，进行分析；
（2）根据乙酸乙酯和苯都是有机物，相互溶解，导管插入液面以下，会造成倒吸，多孔球泡可增大接触面积，有利于除去杂质乙酸和乙醇，进行分析；
（3）根据乙醇和乙酸发生酯反应生成乙酸乙酯和水，酸脱羟基、醇脱氢结合成水，进行分析。
【解答】解：（1）乙醇和乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯和水，右侧大试管中加入的是饱和Na2CO3溶液，有利于乙酸乙酯的分层，且除去乙酸和乙醇杂质，
故答案为：饱和Na2CO3；
（2）A．乙酸乙酯和苯都是有机物，相互溶解，不利于收集乙酸乙酯，故A不符合题意；
B．导管插入液面以下，会造成倒吸，故B不符合题意；
C．选择长颈漏斗可防止倒吸，可作为接收装置，故C符合题意；
D．多孔球泡可增大接触面积，有利于除去杂质乙酸和乙醇，可作为接收装置，故D符合题意；
故答案为：CD；
（3）乙醇和乙酸发生酯反应生成乙酸乙酯和水，酸脱羟基、醇脱氢结合成水，用分子中氧原子是的CH3CH2H制备乙酸乙酯的化学方程式：CH3CH218OH+CH3COOHCH3CO18OCH2CH3+H2O，反应类型是取代反应或酯化反应，
故答案为：CH3CH218OH+CH3COOHCH3CO18OCH2CH3+H2O；取代反应或酯化反应。
【点评】本题主要考查乙酸乙酯的制取等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
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