江苏省南通市如东中学，如东一高等四校2023-2024学年高三上学期12月学情调研化学试题含答案

这是一份江苏省南通市如东中学，如东一高等四校2023-2024学年高三上学期12月学情调研化学试题含答案，共12页。试卷主要包含了12等内容，欢迎下载使用。

(满分：100分 考试时间：75分钟)
2023．12
H—1 C—12 O—16
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符合题意。
1. 化学与生产、生活和社会息息相关，下列有关说法错误的是( )
A. 用于火箭发动机的碳化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料
B. 运动员剧烈运动后，补充的运动饮料中含有糖类和一定浓度的NaCl、KCl等
C. 载人飞船采用了太阳能刚性电池阵，将太阳能转化为电能供飞船使用
D. 合成氨的反应塔与外加电源的正极相连，并维持一定的电压可以钝化防腐
2. 交警用经硫酸酸化处理的三氧化铬(CrO3)(与重铬酸钾原理类似)检查司机呼出的气体：2K2Cr2O7＋3CH3CH2OH＋8H2SO4===2Cr2(SO4)3＋3CH3COOH＋2K2SO4＋11H2O，根据颜色的变化(橙黄变灰绿)，可以判断司机是否酒后驾车。下列有关说法正确的是( )
A. Cr3＋价电子排布式为3d24s1
B. SO eq \\al(2－,4) 空间结构为正四面体形
C. CH3COOH中碳原子杂化类型为sp杂化
D. 基态硫原子核外价电子的轨道表示式为
3. 用下列装置不能达到相关实验目的的是( )
A. 用装置甲证明：ρ(煤油)<ρ(钠)<ρ(水) B. 用装置乙收集NO气体
C. 用装置丙制取无水MgCl2 D. 用装置丁制取金属锰
4. 提升医用同位素相关产业能力水平、保障健康中国战略实施具有重要意义。常见同位素有14C、18F、131I、60C、18O、15N等，有关说法不正确的是( )
A. 60C位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族
B. 18F和131I的最外层电子数相同
C. 14C与12C的化学性质几乎相同
D. 第一电离能：I1(18O)>I1(15N)>I1(14C)
阅读下列资料，完成5～7题。
废旧磷酸铁锂电池中电极片主要由LiFePO4、铝箔、少量铜及炭黑组成，回收Fe、Li的具体流程如下：
已知：LiFePO4溶于酸，不溶于碱；Li2SO4、Li2CO3在常温下的溶解度分别为34.2 g、1.3 g。
5. 下列关于Li、O、Al、S、Fe元素及其化合物的叙述错误的是 ( )
A. LiFePO4中基态亚铁离子的电子排布式：[Ar]3d5
B. 甲烷和三氧化硫都是极性键构成的非极性分子
C. 单质硫和金刚石晶体类型不同
D. 简单气态氢化物的热稳定性：H2O>H2S
6. 上述流程中各步反应的离子方程式正确的是( )
A. 铝箔溶于过量碱液：2Al＋2OH－===2AlO eq \\al(－,2) ＋H2↑
B. 酸浸液中PO eq \\al(3－,4) 水解：PO eq \\al(3－,4) ＋3H2O⇌H3PO4＋3OH－
C. 滤液中加入试剂X时发生的主要反应：2Li＋＋SO eq \\al(2－,4) ===Li2SO4↓
D. 滤渣1中加入H2SO4和H2O2可发生反应：Cu＋2H＋＋H2O2===Cu2＋＋2H2O
7. 下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A. Al(OH)3具有两性，可用作塑料制品的阻燃剂
B. H2O2具有强氧化性，可用于杀菌消毒
C. 炭黑硬度大，可用于电极材料
D. 铜的金属活动性比铁弱，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀速率
8. 钠及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是( )
A. 金属钠制取Na2O：Na eq \(――→,\s\up7(点燃)) Na2O
B. 工业上制取Na2CO3：饱和NaCl溶液 eq \(――→,\s\up7(CO2)) NaHCO3 eq \(――→,\s\up7(△)) Na2CO3
C. 工业上制取Cl2：2NaCl＋2H2O eq \(=====,\s\up7(电解)) 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
D. 用金属钠检验乙醚中是否含有少量乙醇的离子方程式：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑
9. 化合物Z是合成平喘药沙丁胺醇的中间体，可通过下列路线制得：
下列说法正确的是( )
A. X分子中所有原子在同一平面上 B. 1 ml Z最多能与2 ml NaOH反应
C. Y可以发生氧化、取代和消去反应 D. X→Y的中间产物分子式为C9H10O3
10. 在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 该反应的ΔS>0
B. 第一步转化N与H间形成配位键
C. 若用HCOOD催化释氢，反应除生成CO2外，还生成D2
D. 若用HCOOK溶液代替HCOOH最终所得气体中H2的纯度会提高
11. 下列设计的实验方案不能达到实验目的的是( )
12. 298 K时，向两份10 mL 0.2 ml·L－1 CH3COONH4溶液(pH＝7)中分别滴加浓度均为0.2 ml·L－1的HCl和NaOH溶液。部分离子浓度随溶液体积的变化如图所示，有关说法错误的是( )
A. 水的电离程度：a＞c＝d
B. b点c(Cl－)和d点c(Na＋)存在的关系是2c(Cl－)＝c(Na＋)
C. c点存在离子浓度关系：c(NH eq \\al(＋,4) )＜c(Cl－)
D. 若b点pH＝5，则CH3COOH的Ka≈10－5
13. 用CO2和H2可以合成甲醇。其主要反应如下：
反应Ⅰ CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)；ΔH1＝－58 kJ·ml－1
反应Ⅱ CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)；ΔH2＝＋41 kJ·ml－1
在恒容密闭容器内，充入1 ml CO2和3 ml H2，测得平衡时CO2转化率、CO和CH3OH选择性随温度变化如图所示[选择性＝ eq \f(n（CO）或n（CH3OH）,n（CH3OH）＋n（CO）) ×100% ]。下列说法正确的是( )
A. 270 ℃时主要发生反应Ⅱ
B. 230 ℃下缩小容器的体积，n(CO)不变
C. 250 ℃下达平衡时，n(H2O)＝0.12 ml
D. 其他条件不变，210 ℃比230 ℃平衡时生成的CH3OH更多
二、 非选择题：本题共4小题，共61分。
14. (15分)某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液 (含Ni2＋、C2＋、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋和Mn2＋)，实现镍、钴、镁元素的回收。
回答下列问题：
(1) 在一定温度下，用硫酸浸取已粉碎的镍钴矿时，提高浸取速率的方法为____________________________________________。(答出一条即可)
(2) “氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5)，写出H2SO5的结构式：________________________。
(3) “氧化”中，用石灰乳调节pH＝4，Mn2＋被H2SO5氧化为MnO2，该反应的离子方程式为________。
(H2SO5的电离第一步完全，第二步微弱)
(4) “氧化”中保持空气通入速率不变，Mn(Ⅱ)氧化率与时间的关系如右图。SO2体积分数为9%时，Mn(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大SO2体积分数时，Mn(Ⅱ)氧化速率减小的原因是________________________________________________________________________
________。
(5) 将“钴镍渣”酸溶后，进行如下流程：
① 写出“钴镍分离”时发生反应的离子方程式：________。
② “镍钴分离”后溶液中c(Ni2＋)＝1.0 ml·L－1，若“滤液1”中c(CO eq \\al(2－,3) )＝10－5 ml·L－1，则沉镍率＝________(要求写出计算过程)。[已知：Ksp(NiCO3)＝1.0×10－7，沉镍率＝ eq \f(因沉淀减少的c（Ni2＋）,初始c（Ni2＋）) ]
15. (15分)化合物H(磷酸奥司他韦)适用于流感病毒的治疗，尤其对甲流效果明显，部分合成路线如下：
注：Et—：C2H5—；Ms—：
(1) H中含氧官能团的名称为醚键、____________；A→B的反应类型为____________。
(2) D→E反应中使用Et3N的作用为________。
(3) E转化为F时有副产品M(与F互为同分异构体)生成，M的结构简式为________。
(4) B的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：________。
① 分子中含有3种不同化学环境的氢原子；② 不能与FeCl3发生显色反应；
③ 1 ml该同分异构体能与活泼金属钠反应产生1.5 ml H2。
(5) 写出以、CH3CH2OH、(PhO)2PON3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)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉，广泛应用于纺织业和造纸业。利用碱性NaBH4溶液或Zn还原含硫化合物是制备Na2S2O4常用方法。
已知：① Na2S2O4在水溶液可以发生歧化反应(只有S元素化合价的升降)，受热易分解。
② NaBH4是一种强还原剂，酸性或受热条件下易与水反应产生氢气，在碱性溶液中比较稳定。③ 生成物的ΔG越大，表示在该条件下转化成该物质的可能性较大。溶液中部分含硫组分的ΔG如图2所示。
Ⅰ. NaBH4碱性溶液还原法
(1) 12%NaBH4碱性溶液配制：在烧杯中加入48 g水，再向其中加入________________(请完成溶液配制，所需试剂为40 g NaOH固体及12 g NaBH4固体)。
(2) 溶有饱和SO2的NaHSO3溶液制备：利用如图1所示装置来制备该溶液，判断制备完成的方法是________。
(3) 将12% NaBH4碱性溶液与制备的NaHSO3溶液在无氧、水浴加热的条件下发生反应，相同时间内，Na2S2O4的产率随温度的变化如图3所示，70 ℃后Na2S2O4的产率下降的原因是________。
Na2S2O4在水溶液中发生歧化反应的离子方程式为________。
Ⅱ. 锌粉还原法
已知：① Zn＋2H2SO3 eq \(=====,\s\up7(35 ℃)) ZnS2O4(易溶于水)＋2H2O；
② 二价锌在水溶液中的存在形式与pH的关系如图4所示。
(4) 请补充完整由锌粉制备Na2S2O4粗品的实验方案：向盛有水的烧杯中加入一定量的Zn粉，搅拌，________________________________________________________________________
______________________________________，向滤液中加入氯化钠粉末至有大量晶体析出，过滤得到Na2S2O4粗品(实验中须使用的试剂：SO2、1 ml·L－1 NaOH溶液)。
17. (16分)关于氢能源制取和CO2减排和成为研究热点。
(一) 热解H2S制H2。根据文献，将H2S和CH4的混合气体导入石英管反应器热解(一边进料，另一边出料)，发生如下反应：
Ⅰ 2H2S(s)⇌2H2(g)＋S2(g)；ΔH1＝170 kJ·ml－1
Ⅱ CH4(g)＋S2(g)⇌CS2(g)＋2H2(g)；ΔH2＝64 kJ·ml－1
总反应：Ⅲ 2H2S(g)＋CH4(g)⇌CS2(g)＋4H2(g)
投料按体积之比V(H2S)∶V(CH4)＝2∶1，并用N2稀释；常压，不同温度下反应相同时间后，测得H2和CS2体积分数如下表：
① 已知ΔG＝ΔH－TΔS，当ΔG<0时，反应 Ⅲ 能自发进行的条件是________。
② 在950～1 150 ℃范围内(其他条件不变)，S2(g)的体积分数随温度升高的变化是________________(填“先升高后降低”或“先降低后升高”)，分析原因：________________________________________________________________________
________。
(二) 我国科学家研究LiCO2电池，在获得能量的同时可以达到碳固定的目的。LiCO2电池中，Li为单质锂片。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤Ⅲ的离子方程式。
Ⅰ. 2CO2＋2e－===C2O eq \\al(2－,4) Ⅱ. C2O eq \\al(2－,4) ===CO2＋CO eq \\al(2－,2)
Ⅲ. ____________________ Ⅳ. CO eq \\al(2－,3) ＋2Li＋===Li2CO3
(三) 科研工作者通过开发新型催化剂，利用太阳能电池将工业排放的CO2转化为HCOOH，实现碳减排的目标，如右图所示。
① 离子交换膜为质子交换膜，当消耗标准状况下11.2 L H2时，P极电解液质量变化情况为________。
② 光伏电池中涉及NOCl光化学分解反应，在一定频率(ν)光的照射下机理如下：
NOCl＋hν―→NOCl*、NOCl＋NOCl*―→2NO＋Cl2
其中hν表示一个光子能量，NOCl*表示NOCl的激发态。可知，分解1 ml的NOCl需要吸收________ml光子。
(四) 已知反应CO2(g)＋H2(g)⇌HCOOH(g)；ΔH<0。温度为T1 ℃时，将等物质的量的CO2和H2充入体积为1 L的密闭容器中发生反应CO2(g)＋H2(g)⇌HCOOH(g) K＝2。实验测得v正＝k正c(CO2)c(H2)，v逆＝k逆c(HCOOH)，k正、k逆为速率常数。温度为T2 ℃时，k正＝1.8k逆，则T2 ℃>T1 ℃，请通过计算说明原因：________________________________________________________________________
________。
2023～2024学年高三第一学期学情调研考试
化学参考答案及评分标准
1. D 2. B 3. B 4. D 5. A 6. D 7. B 8. C 9. D 10. C 11. B 12. B 13. C
14. (15分)(1) 适当增大硫酸浓度(2分) (2) (2分)
(3) H2O＋Mn2＋＋HSO eq \\al(－,5) ===MnO2＋SO eq \\al(2－,4) ＋3H＋(3分)
(4) SO2有还原性，过多将会降低H2SO5的浓度，降低Mn(Ⅱ)氧化速率(2分)
(5) ① ClO－＋2C2＋＋5H2O===2C(OH)3↓＋Cl－＋4H＋(3分) ② 99%或0.99(3分)
c(CO eq \\al(2－,3) )＝10－5 ml·L－1，根据Ksp(NiCO3)＝1.0×10－7可知，c(Ni2＋)＝ eq \f(Ksp（NiCO3）,c（CO eq \\al(2－,3) ）) ＝ eq \f(1.0×10－7,1.0×10－5) ＝0.01 ml·L－1，沉镍率＝ eq \f(因沉淀减少的c（Ni2＋）,初始c（Ni2＋）) ＝ eq \f(1.0 ml·L－1－0.01 ml·L－1,1.0 ml·L－1) ＝0.99。
15. (15分)(1) 酰胺基、酯基(2分) 加成反应(2分) (2) 吸收反应生成的HCl，促进反应正向进行(2分)
(3) (2分) (4) (2分)
(5) CH3CH2OH eq \(――→,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(170 ℃)) CH2==CH2 eq \(――→,\s\up7(（PhO）2PON3、苯),\s\d5(EtONa，EtOH)) eq \(――→,\s\up7(CH3CH2OH),\s\d5(催化剂))
eq \(――→,\s\up7(硫酸/EtOH),\s\d5(HCl/EtOH)) (5分)
16. (15分)(1) 边搅拌边加入40 g NaOH固体，充分溶解后并冷却至室温后，边搅拌边加入12 g NaBH4固体充分溶解(顺序1分，冷却1分)
(2) 用pH传感仪测定溶液的pH(1分)，一段时间内保持不变(1分)
(3) 70 ℃后，Na2S2O4受热分解的速率大于Na2S2O4生成速率(2分)；NaBH4与水反应加快，降低Na2S2O4生成速率(1分) 2S2O eq \\al(2－,4) ＋H2O===S2O eq \\al(2－,3) ＋2HSO eq \\al(－,3) (3分)
(4) 将烧杯置于35 ℃水浴中(加热溶液至35 ℃并保持)(1分)，通入二氧化硫反应至溶液澄清(固体溶解也可得1分)，将尾气通入1 ml·L－1 NaOH溶液中吸收(1分)，向溶液中加入1 ml·L－1 NaOH溶液，测量溶液的pH至8.2～10.5之间(1分)，过滤(1分)
17. (16分)(一) ① 高温 (2分) ② 先升高后降低(1分) 在低温段，以反应Ⅰ为主，随温度升高，有利于反应Ⅰ中生成S2，S2(g)的体积分数增大；在高温段，随温度升高，反应Ⅱ消耗S2的速率大于反应Ⅰ生成S2的速率，S2(g)的体积分数减小，因此变化规律是先升高后降低(3分)
(二) 2CO eq \\al(2－,2) ＋CO2===2CO eq \\al(2－,3) ＋C(3分) (三) ① 增多23 g(2分) ② 0.5(2分)
(四) 由k正＝1.8k逆可得K＝ eq \f(k正,k逆) ＝1.8＜2，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，所以T2 ℃>T1 ℃(3分)
选项
实验现象和操作
实验目的
A
向2 mL 0.1 ml·L－1 Na2S溶液中滴加0.1 ml·L－1 ZnSO4溶液至不再有沉淀产生，再滴加几滴0.1 ml·L－1 CuSO4溶液，出现黑色沉淀
验证Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)
B
向含有0.1 ml的FeI2溶液中通入0.1 ml Cl2，再加入淀粉溶液，溶液变蓝色
还原性：I－>Fe2＋
C
以Zn、Fe为电极，以酸化的3% NaCl溶液作电解质溶液，连接成原电池装置。过一段时间，从Fe电极区域取少量溶液于试管中，再向试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6]溶液，观察现象
探究金属的牺牲阳极保护法
D
向盛有2 mL 0.1 ml·L－1 K2Cr2O7溶液的试管中滴加5～10滴NaOH溶液，再继续滴加5～10滴6 ml·L－1 H2SO4溶液，观察现象
探究浓度对化学平衡的影响
温度/℃
950
1 000
1 050
1 100
1 150
H2/V(%)
0.5
1.5
3.6
5.5
8.5
CS2/V(%)
0.0
0.0
0.1
0.4
1.8