上海市第二中学2024-2025学年高三上学期期中考试化学试卷（解析版）-A4

这是一份上海市第二中学2024-2025学年高三上学期期中考试化学试卷（解析版）-A4，共16页。试卷主要包含了本考试分设试卷和答题纸，相对原子质量， 锶元素在地壳中含量为0等内容，欢迎下载使用。
(考试时间60分钟，总分100分)
考生注意：
1.本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写班级、姓名、学号。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。
2.选择类试题中，标注“不定项”的试题，每小题有1～2个正确选项，错选、多选不给分；未特别标注的试题，每小题只有1个正确选项。
3.相对原子质量：F—19 Ca—40
一、碱土金属
碱土全属是指元素周期表中第2列的元素。镁元素在自然界广泛存在，叶绿素呈绿色与关系很大。镀(Be)、钙(Ca)、锶(Sr)三种碱土金属在各领域的运用也很多。
1. 根据以上描述，关于碱土金属说法正确的是
A. 均处于元素周期表的p区B. 单质可形成金属晶体
C. 硫酸盐均难溶于水D. 基态原子的价电子排布式可表示为
【答案】B
【解析】
【详解】碱土金属指元素周期表中ⅡA族元素，包括铍、镁、钙、锶、钡、镭六种元素。
A．碱土金属，均处于元素周期表的s区，A错误；
B．碱金属均属于金属单质，可形成金属晶体，B正确；
C．硫酸镁可溶于水，C错误；
D．ⅡA族原子的价电子排布为ns2，D错误；
故选B。
2 叶绿素结构如图
（1）结构中不存在的化学键有_______。(不定项)
A . σ键 B. π键 C. 金属键 D. 配位键
（2）分析叶绿素的结构，推测下列说法正确的是_______。
A . 叶绿素结构中四个N原子的杂化方式相同
B. 电负性：Mg>N
C. 叶绿素难溶于水
D. 叶绿素是高分子化合物
【答案】（1）C （2）C
【解析】
【小问1详解】
由叶绿素结构图可知，该结构中含有单键，双键以及N和Mg形成的配位键，单键为σ键，双键为σ键和π键，故不存在的化学键为金属键，C正确；故选C；
【小问2详解】
A．上面的两个氮原子形成两个单键和一个配位键，N原子还有1个孤电子对，杂化轨道数为4，N原子的杂化轨道类型为sp3，下面两个氮原子都形成两个单键还提供一个单电子用于形成π键，另外的孤对电子用于形成配位键，N的价电子对数为3，N原子的杂化轨道类型为sp2，A错误；
B．根据元素周期律，同周期元素从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下，电负性减小，N的电负性大于Mg，B错误；
C．叶绿素分子中含有较长的碳链和疏水性基团，它难溶于水，C正确；
D．高分子化合物是相对分子质量很大（一般在 10000 以上）的化合物，叶绿素的相对分子质量较小，不属于高分子化合物，D错误；
故选C。
3. 书写的核外电子排布式：_______。比较和的离子半径：_______(填“>”、“＜”或“=”)。
【答案】 ①. ②. >
【解析】
【详解】的原子核外有10个电子，根据构造原理可知，的核外电子排布式；和的核外电子排布相同，核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以的半径大于的半径。
4. 锶元素在元素周期表中的位置是_______。
【答案】第五周期第ⅡA族
【解析】
【分析】
【详解】锶元素是38号元素，核外电子排布为，位于元素周期表中第五周期第ⅡA族 。
5. 锶元素在地壳中含量为0.04%，下表是锶元素在自然界存在的原子及对应的信息。
锶元素的近似相对原子质量列式为_______。(不用计算)
【答案】83.913×0.56%+85.909×9.86%+86.909×7.00%+87.906×82.58%
【解析】
【详解】近似相对原子质量等于每一种核素的相对原子质量乘以丰度。锶元素的近似相对原子质量为：83.913×0.56%+85.909×9.86%+86.909×7.00%+87.906×82.58%。
6. 已知是两性氢氧化物，而具有较强的碱性，从原子结构和元素周期律角度解释两者碱性不同的原因：_______。
【答案】Mg的原子半径比Be的大，Mg的金属性比Be强，Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2强
【解析】
【详解】Be 和 Mg 都是第IIA族的元素，Be 的原子序数为 4，电子排布式为；Mg 的原子序数为 12，电子排布式为，Be 原子半径较小，其最外层电子()离核较近，受到核的吸引力较强，而 Mg 原子半径比 Be 大，最外层电子()离核较远，受到核的吸引力相对较弱，在形成氢氧化物和时，金属原子失去电子的倾向不同，Be 原子对最外层电子的控制能力较强，使得键具有一定的共价性；而 Mg 原子对最外层电子的控制能力较弱，键的离子性更强；Be和Mg同处于第IIA族，但Be的金属性比Mg弱，Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2强，其原因是Mg的原子半径比Be的大，Mg的金属性比Be强，Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2强。
7. 钙和锶的氟化物具有相似的晶胞结构(如下图，M表示Ca或Sr)，晶胞形状为正方体。
分析晶胞结构，下列说法正确的是
A. 每个粒子附近最近的为8个
B. 该晶胞中有14个粒子
C. 的熔点高于
D. 如白球表示，黑球表示，该物质也是
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由晶胞结构可知，每个位于粒子形成的四面体的中心，一个在八个方向吸引，每个粒子附近最近的为8个，A正确；
B．该晶胞中有个粒子，B错误；
C．和都是离子化合物，阴离子半径相同，阳离子半径Sr2+大，晶格能小，所以熔点的熔点高于，C正确；
D．如白球表示有个，黑球表示，有8个，该物质是，D错误；
故选AC
8. 如下图晶胞表示，晶胞边长为anm，阿伏加德罗常数为。计算的晶胞密度为_______。(根据计算过程给分)
【答案】
【解析】
【详解】如图，钙离子位于面心和顶点，共含有个，氟离子位于晶胞内，含有8个，则该晶胞的密度为。
二、含磷杀虫剂
许多农药、杀虫剂产品中含有磷元素，磷及其化合物也常在有机合成领域有所应用。
9. P元素基态原子能量最高能级的电子云形状是
A. 哑铃形B. 球形C. 水滴形D. 花瓣形
【答案】A
【解析】
【详解】基态 P 原子核外占据最高能级的电子为 3p 能级电子，核外占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃形，故选A。
10. 书写基态P原子价电子的轨道表达式_______。
【答案】
【解析】
【详解】P原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，价电子的轨道表达式 ；
磷的氯化物有和，是常用的氯化剂。
11. 分析分子，下列说法正确的是
A. 价层电子对的空间结构为三角锥型B. 含有极性键，是非极性分子
C. 分子空间结构为平面正三角型D. 在苯、中溶解性差
【答案】D
【解析】
【分析】PCl3的成键电子对是3，孤对电子对是，价层电子对是4。
【详解】A．价层电子对是4，价电子对互斥模型是四面体形，A错误；
B．分子空间结构是三角锥形，是含有极性键的极性分子，B错误；
C．价层电子对是4，有一对孤对电子对，空间结构是三角锥形，C错误；
D．空间结构是三角锥形，是极性分子，故在苯和四氯化碳非极性溶剂中溶解性差，D正确；
答案选D。
12. 熔融时能导电，形成和。离子的空间结构为_______。
【答案】正四面体形
【解析】
【详解】中心原子价层电子对数为4+=4，且没有孤电子对，空间结构为正四面体形。
13. 比较和中P—Cl键之间的夹角大小：_______。(选填“>”“＜”或“=”)
【答案】>
【解析】
【详解】和中P原子价电子对数均为4，中P原子无孤电子对，中P原子有1个孤电子对，所以P—Cl键之间的夹角大小>。
磷酸是一种三元酸，是生产含磷杀虫剂的原料之一。
14. 磷酸结构如下图所示。已知亚磷酸和磷酸具有相似的分子空间结构，推测亚磷酸()是________元酸。
15. 单氟磷酸是一种重要金属去污剂，具有比磷酸更强的酸性，其结构如下图。从结构角度解释单氟磷酸的酸性强于磷酸的原因：_______。
【答案】14. 二 15. F的电负性强于氧，导致中羟基的极性增强，更容易电离
【解析】
【14题详解】
是三元酸，含有三个羟基，具有相似的分子空间结构，有2个羟基，其结构为，因此属于二元酸；
【15题详解】
F的电负性强于氧，导致中羟基的极性增强，更容易电离，因此其酸性更强。
“敌敌畏”是一种含磷杀虫剂，但是施用在农作物上容易有残留。因此科学家改进出了“敌百虫”，通过水洗可以顺利洗去杀虫剂残留。两种杀虫剂的结构如下图所示。
16. 从分子间作用力的角度，分析为何“敌百虫”比“敌敌畏”能更好地避免杀虫剂残留：_______。
17. 有一种结构简式与“敌百虫”书写方式相同的有机物，但是其杀虫效果不佳，从结构角度解释原因：_______。
【答案】16. “敌百虫”中含有羟基，能与水分子形成分子间氢键，氢键数目更多，增大水溶性，更易水洗除去残留
17. “敌百虫”中的官能团空间排列方式发生了改变，含有手性碳原子
【解析】
【16题详解】
由两种杀虫剂的结构图可知，“敌百虫”中含有羟基，能与水分子形成分子间氢键，氢键数目更多，增大水溶性，更易水洗除去残留；
【17题详解】
与 “敌百虫” 结构简式相同的有机物杀虫效果不佳，可能是因为“敌百虫” 分子中的官能团空间排列方式发生了改变，含有手性碳原子，“敌百虫” 分子中的官能团的空间结构和位置可能是使其具有良好杀虫效果的关键因素，如果结构相似的有机物中官能团的空间位置或取向发生变化，可能会导致其无法有效地与害虫体内的作用靶点（如酶等）结合，从而降低了杀虫效果。
三、有机合成
有机化合物H在医药领域有潜在应用价值，其一种合成路线如下。
已知：
18. D中含氧官能团的名称为_______。1ml D最多能与_______ml 发生加成反应。
19. 已知命名为3-甲基-2-丁烯-1-醇，则B的名称为_______。
20. G反应为H的有机反应类型是_______。
A. 还原反应B. 氧化反应C. 取代反应D. 消去反应
21. 物质B中碳原子的杂化方式为_______。(不定项)
A. spB. C. D.
22. 如碳原子之间σ键的键能为348kJ/ml，π键键能为267kJ/ml。则当1ml D转化为E时，计算理论上的热效应为_______kJ/ml。
23. 写出B发生消去反应的反应式：_______。
24. 物质C的一种同分异构体X满足以下条件，书写一种X的结构简式：_______。
Ⅰ、遇溶液显色 Ⅱ、核磁共振氢谱有两个峰，峰面积比为1：6
25. 设计合成路线，以2-丁烯和为原料制备(无机试剂任选)_______。
【答案】18. ①. 羰基、酯基 ②. 4
19. 3-戊炔-1-醇 20. A 21. AC
22. -162 23. +H2O
24. 25.
【解析】
【分析】A通过取代反应引入甲基生成B，B经一系列反应得到物质C，C在一定条件下结构中的羟基发生酯化反应生成D，D在加热条件下发生已知反应原理成环得到物质E，物质E在加热条件下脱氢得到F，F与一碘甲烷发生取代反应引入甲基生成G和碘化氢，G到H发生加成反应羰基转变为羟基得到H，以此解答。
【18题详解】
D中含氧官能团的名称为羰基、酯基，D中含有2个碳碳双键和1个碳碳三键，1ml D最多能与4ml发生加成反应。
19题详解】
已知命名为3-甲基-2-丁烯-1-醇，即羟基的位次优先与碳碳双键，B中羟基在1号碳原子上，碳碳三键在3号位，则B的名称为3-戊炔-1-醇。
【20题详解】
G和NaBH4发生反应生成H的过程中羰基转变为羟基，故为还原反应，故选A。
【21题详解】
B中含有碳碳三键和甲基，碳原子的杂化方式为sp和sp3，故选AC。
【22题详解】
碳原子之间σ键的键能为348kJ/ml，π键键能为267kJ/ml，D转化为E的断键吸收的能量-成键放出的能量=2×267kJ/ml-2×348kJ/ml=-162 kJ/ml。
【23题详解】
B中与羟基相连的碳原子上含有2个H原子，发生消去反应生成，化学方程式为：+H2O。
【24题详解】
由C结构，其不饱和度为4、含有1个氧、10个碳，其一种同分异构体同时满足下列条件①能与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有苯环和酚羟基，苯环不饱和度为4且含有6个碳原子；②核磁共振氢谱有两个峰，峰面积比为1：6，则其它4个碳原子分别以甲基的形式在苯环上，2个酚羟基处于对位位置，故同分异构体的结构简式为：。
【25题详解】
2-丁烯和溴单质加成生成，在氢氧化钠醇溶液加热条件下发生消去反应生成，再和发生已知反应原理生成，再和氢气加成生成产物，故流程为：。
四、铜在生物和材料领域的应用
26. 当细胞中铜离子浓度过大会引发细胞“铜死亡”，将铜离子精准引入癌细胞中有助于癌症治疗。这需要先用铜离子载体将铜离子螯合，再通过其他手段将铜离子在人体内合适的位置释放，8-羟基喹啉就是一种螯合剂，结构如下图。
（1）关于铜元素下列说法正确的是_______。
A.基态原子中有1个单电子位于M层 B.第2电离能：Cu>Zn
C.位于元素周期表中第9列 D.单质铜晶体的构成微粒是铜原子
（2）8-羟基喹啉中N原子的杂化方式为_______。
A.sp B. C. D.
（3）螯合后形成，配位数为4，则_______。(不定项)
A.螯合过程中有O—H键断裂
B.提供孤对电子
C.配体中的配位原子只有N
D.5-羟基喹啉熔点比8-羟基喹啉更高，但是对的螯合作用弱
（4）一种对铜离子螯合选择性很高的载体，结构如下图所示，X和Y元素是短周期元素，位于不同周期，Y的原子序数大。根据以上信息，可以推测出_______。
A.气态氢化物沸点：X＜Y B.非金属性：X＜Y
C.最高价氧化物对应水化物酸性：X>Y D.气态氢化物热稳定性：X>Y
【答案】（1）B （2）B （3）AD （4）D
【解析】
【小问1详解】
A．基态铜原子的价电子排布式为，M层没有单电子，A错误；
B．Cu失去的是全充满的3d10电子；Zn失去的是4s1电子，所以第2电离能：Cu>Zn，B正确；
C．铜元素位于元素周期表中第12列，C错误；
D．单质铜晶体的构成微粒是铜离子和自由电子，D错误；
故选B。
【小问2详解】
由图知，8-羟基喹啉中N原子含有2个键，1个键和一个孤电子对，故N原子的杂化类型为杂化，故选B；
【小问3详解】
A．由螯合后形成可知，螯合过程中中有O—H键断裂，A正确；
B．在配位化合物形成过程中，是配体提供孤对电子，中心离子（）接受孤对电子，而不是提供孤对电子，B错误；
C．配体中的配位原子有N和O，因为在螯合过程中N原子和O原子（O—H键断裂后）都可以提供孤对电子与形成配位键，C错误；
D．5-羟基喹啉易形成分子间氢键，8-羟基喹啉易形成分子内氢键，因此5-羟基喹啉熔点比8 -羟基喹啉更高；对于的螯合作用，5-羟基喹啉中氧原子、氮原子分别与铜离子形成配位键，存在含配位键的环状结构，而8 -羟基喹啉难以形成含配位键的环状结构，即螯合作用减弱，D正确；
故选AD。
【小问4详解】
由图知，X和Y都含有2个共价键，且位于不同周期，Y的原子序数大，可推知，X为O，Y为S，据此回答；
A．由于水分子间含有氢键，沸点高，故气态氢化物沸点：H2O>H2S，A错误；
B．O和S位于同周期，由上往下非金属性逐渐减弱，则非金属性：O>S，B错误；
C．由分析知，X为O，无最高价氧化物，C错误；
D．O和S位于同周期，由上往下非金属性逐渐减弱，非金属性：O>S，则气态氢化物热稳定性：H2O>H2S，D正确；
故选D。
因成本低、稳定性好等优势，铜基材料在半导体、燃料电池等领域逐渐成为热门材料。
31. 可作为半导体材料，其晶胞结构如下图。
27. 分析晶胞，可知黑球表示的微粒是_______。(写微粒符号)
28. 当晶体结构中的部分氧失去，结构中形成氧空位，这种结构特征导致了材料具有半导体的性质，当晶体结构中出现氧空位时，可认为铜元素的化合价_______。
A. 上升B. 下降C. 不变D. 无法确定
【答案】27. Cu 28. B
【解析】
【27题详解】
由图可知，白球位于顶点和内部，属于该晶胞的个数为=2，黑球全部位于晶胞内部，属于该晶胞的的个数为4，化学式为Cu2O，因此白球为O原子，黑球为Cu原子。
【28题详解】
当晶体结构中的部分氧失去，结构中形成氧空位，O的个数减小，由化合价代数和为零可知，铜元素的化合价下降，故选B。
29. 某铜基催化剂可用于乙二醇()燃料电池，电解质溶液为KOH，书写该电池负极发生的电极反应式_______。
【答案】
【解析】
【详解】乙二醇()燃料电池，以乙二醇为燃料，KOH为电解质溶液，负极为乙二醇在碱性条件下失去电子生成碳酸根和水，电极反应式为。
30. 为测定某铜基催化剂中的含铜量，将其中的铜元素转化为样品溶液中的铜离子后进行滴定。
Ⅰ、取10.00mL样品，加入过量KI，发生反应：。
Ⅱ、加入淀粉指示剂，再用0.0500ml/L的溶液滴定至终点，发生反应：，多次滴定，平均消耗溶液20.00mL。
计算样品溶液中的浓度为_______ml/L。
【答案】
【解析】
【详解】由，可得，，，。
五、的现代化应用
是硫铁矿的主要成分，早期被用作大规模生产硫酸，如今的现代化应用越来越多。
31. 关于铁元素基态下的原子或离子，下列说法错误的是
A. 核外的单电子数目为5个B. 原子核外有7种能量不同的电子
C. 原子价电子的原子轨道有6种伸展方向D. 原子核外有26种不同运动状态的电子
【答案】C
【解析】
【分析】铁的原子序数为26，核外电子排布式为[Ar]3d64s2。
【详解】A．的价电子排布为3d5，有五个单电子，A正确；
B．铁原子核外有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s七个不同能级，有七种不同能量的电子，B正确；
C．Fe的价电子排布为3d64s2，4s能级是球形，无所谓伸展方向，3d能级梅花瓣形，有5个轨道，有5种伸展方向，C错误；
D．铁有26个电子，原子核外有26种不同运动状态的电子，D正确；
答案选C。
32. 中含有离子，Fe元素为＋2价，书写离子的电子式_______。
【答案】
【解析】
【详解】离子类似于过氧根，其电子式为。
填空
33. 在一定条件下，用溶液吸收烟气中的，通过生成沉淀以达到脱硫的目的。配平该反应的化学方程式：_______。
_______+_______=_______+_______+_______
34. 上题反应能顺利达到脱硫的目的，与的_______这一性质有密切关联。
A. 氧化性B. 还原性C. 难溶于酸D. 热稳定性
【答案】33. 34. C
【解析】
【33题详解】
FeCl3有强氧化性，而S2-（硫离子）有强还原性，混合时发生氧化还原反应，中Fe元素由+3价降到+2价，得1个电子，中S元素由-2价，升到-1价，失1个电子，根据得失电子守恒，系数为1，系数为2，系数为2，再结合原子守恒可得：；
【34题详解】
生成了HCl和，说明不与HCl反应，难溶于酸，故选C；
为减少火力发电时SO2的排放，燃煤中的FeS2杂质需要在燃烧前去除，采用电解法可将煤浆中的FeS2转化为溶液中的离子，原理如下图。
35. 分析原理图可知，石墨A为电解池的_______。
A. 阳极B. 阴极C. 正极D. 负极
36. 书写石墨A上发生的电极反应式：_______。
37. 若电解过程中有1ml的Mn2+转化为Mn3+，理论上石墨B上产生的H2体积为_______L(标况下)。电解过程中，发现石墨B上产生H2的物质的量小于理论值，试分析可能的原因：_______。
【答案】35. A 36. Mn2+-e-=Mn3+
37. ①. 11.2 ②. Fe3+在阴极放电，H+得到的电子减少，产生的H2的体积小于理论值
【解析】
【35题详解】
根据图示，Mn2+在石墨A电极放电转化为Mn3+，失去电子，发生氧化反应。在电解池中发生氧化反应的一极为阳极，则石墨A为电解池的阳极，A符合题意；
答案选A。
【36题详解】
根据图示，Mn2+在石墨A电极放电转化Mn3+，失去电子，发生氧化反应，电极方程式为Mn2+-e-=Mn3+。
答案为：Mn2+-e-=Mn3+。
【37题详解】
在电解池中，阴阳两极转移的电量是相同的，因此根据电极方程式Mn2+-e-=Mn3+，若有1ml的Mn2+转化为Mn3+，则转移了1ml电子。在阴极，H+得到电子，电极方程式为2H++2e-=H2↑，得到了1ml电子，则生成氢气的物质的量为0.5ml，在标况下的体积为0.5ml×22.4L/L=11.2L。根据图示，Mn3＋氧化FeS2的过程中有Fe3＋生成，Fe3+也会在阴极放电，与H＋均在阴极得到电子，使得H＋得到的电子减少，因此H2的体积小于理论值。
答案为：11.2；Fe3+在阴极放电，H+得到的电子减少，产生的H2的体积小于理论值。
38. 将和混合研磨后浸入硫酸中，可以生产高纯度的硫磺，完成反应的离子方程式_______。
＋_____＋_______=_______＋＋_______＋_______。
【答案】
【解析】
【详解】为氧化剂，为还原剂，在酸性条件下发生氧化还原反应，根据化合价升降守恒配平该反应为；
39. 科学家将金属Li和组成电池，电池工作时电解质中的发生定向迁移，则
A. 在电池中做正极B. 电池工作时产生离子
C. 该装置组成了一个电解池D. 电池工作时向电极迁移
【答案】AD
【解析】
【分析】根据金属Li和组成电池，电池工作时电解质中的发生定向迁移可知，放电时 Li 失电子发生氧化反应，则 Li 是负极，电极反应式为 ，FeS2 为正极，正极反应式为，据此分析。
【详解】A．根据分析可知，在电池中做正极，A正确；
B．电池工作时产生铁单质，B错误；
C．该装置组成了一个原电池，C错误；
D．电池工作时阳离子向正极移动，向电极迁移，D正确；
原子符号
相对原子质量
83.913
85.909
86.909
87.906
丰度
0.56%
9.86%
7.00%
82.58%