江苏省四大名校G4苏州中学校等学校2024-2025学年高三上学期12月联考化学试题（含答案）

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(满分：100分 考试时间：75分钟)
2024．12
可能用到的相对原子质量：H—1 N—14 O—16 C—59
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最符合题意。
1. 我国北斗系统组网成功，北斗芯片中的半导体材料为硅。硅在元素周期表中属于( )
A. s区 B. p区 C. d区 D. ds区
2. 反应11P4＋60CuSO4＋96H2O===20Cu3P＋24H3PO4＋60H2SO4可用于处理不慎沾到皮肤上的白磷。下列说法正确的是( )
A. P4分子中的键角为109°28′ B. S2－的结构示意图为
C. H2O的空间构型为V形 D. 基态Cu2＋的价层电子排布式为3d84s1
3. 碳酸氢铵是一种常用氮肥，其制备原理为CO2＋H2O＋NH3===NH4HCO3。下列相关原理、装置及操作正确的是( )
阅读下列材料，回答4～6题。
元素周期表中ⅢA族元素(5B、13Al、31Ga、49In等)的单质及其化合物应用广泛。BF3极易水解，生成HBF4(HBF4是一种强酸)和硼酸(H3BO3)。高温下Al2O3和过量焦炭在氯气的氛围中获得AlCl3。已知Ga与Al的性质相似，Ga微量分散于铝土矿中，在一定条件下Ga和NH3可以制得GaN。GaN誉为第三代半导体材料，具有硬度大、熔点高的特点。已知GaN成键结构与金刚石相似，其晶胞结构如下图。已知：GaN、GaP、GaAs的熔点高，且熔融状态均不导电。
4. 下列化学反应表示正确的是( )
A. Ga和NH3合成氮化镓：Ga＋2NH3===GaN＋3H2
B. BF3水解的离子方程式：4BF3＋3H2O===3HBF4＋H3BO3
C. 制备AlCl3时发生的反应：2Al2O3＋3C＋6Cl2 eq \(=====,\s\up7(高温)) 4AlCl3＋3CO2
D. Ga与NaOH溶液反应的化学方程式：2Ga＋2NaOH＋6H2O===
2Na[Ga(OH)4]＋3H2↑
5. 下列说法不正确是( )
A. 熔点：GaNχ(H)
C. 图示的反应历程中，决速步骤为H eq \\al(*,2) →2H*
D. 催化剂的不同界面可以改变反应的路径
7. 在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化不可以实现的是( )
A. 侯氏制碱法：饱和NaCl(aq) eq \(――→,\s\up7(NH3，CO2)) NaHCO3(s) eq \(――→,\s\up7(加热)) Na2CO3(s)
B. 工业制硝酸：NH3 eq \(――→,\s\up7(O2，催化剂),\s\d5(△)) NO2 eq \(――→,\s\up7(H2O)) HNO3
C. 工业制硫酸：黄铁矿FeS2 eq \(――→,\s\up7(空气),\s\d5(燃烧)) SO2 eq \(――→,\s\up7(空气，催化剂),\s\d5(400～500 ℃)) SO3 eq \(――→,\s\up7(98.3%的浓硫酸吸收)) H2SO4
D. 工业制高纯硅：SiO2 eq \(――→,\s\up7(C),\s\d5(高温)) Si(粗) eq \(――→,\s\up7(300 ℃),\s\d5(HCl)) SiHCl3 eq \(――→,\s\up7(1 100 ℃),\s\d5(过量H2)) Si
8. 新型催化剂RuO2可催化O2氧化HCl获得Cl2：4HCl(g)＋O2(g)⇌2Cl2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝a kJ·ml－1。下列说法正确的是( )
A. 该反应ΔS0
B. 曲线a表示C2H4的物质的量分数随温度的变化
C. 在440 ℃下反应已达平衡时，继续通入等比例的CO2和H2，可以提高H2和CO2的平衡转化率
D. 440 ℃时H2的平衡转化率为60%
二、 非选择题：本题共4小题，共61分。
14. (15分)利用水钴矿(主要成分为C2O3，含少量SiO2、FeO、Fe2O3、MnO2)制备二次电池添加剂βC(OH)2的流程如下：
已知：ⅰ. 沉淀过快无法形成βC(OH)2；C(OH)2在碱性溶液中易被O2氧化。
ⅱ. C2＋、C3＋易与NH3形成配合物。
ⅲ. 水合肼(N2H4·H2O)为无色油状液体，具有强还原性，氧化产物为N2。
(1) “酸浸”固液混合时，加料方式为________(填字母)。
A. 将水钴矿先和硫酸混合再滴加亚硫酸钠
B. 将水钴矿先和亚硫酸钠溶液混合再滴加硫酸
(2) 滤渣2主要成分为NaFe3(SO4)2(OH)6，写出“沉铁”的离子方程式：________。
(3) “萃取”时，有机相萃取出Mn元素，下列物质可作萃取剂的是________(填字母)。
(4) 在CSO4→C(NH3) eq \\al(2＋,6) →βCO(OH)2转化过程中：
① 制备βC(OH)2，先加氨水再加NaOH溶液的理由是________。
② “沉钴”中使用热NaOH溶液有利于形成较纯净的βC(OH)2，可能原因是________________________________________________________________________
________。
(5) 经仪器分析，测得按题(4)步骤制得的C(OH)2晶体结构中含有C(Ⅲ)，进一步用碘量法测得C(Ⅱ)的氧化程度为8%。因此制备时必须加入一定量的还原剂，如水合肼。实验室模拟题(4)步骤，为确保制得的C(OH)2产品中不含C(Ⅲ)，用500 mL 1 ml·L－1 CSO4溶液制备时至少需加入水合肼的质量为________g。(写出计算过程)
(6) C和NH3形成配离子时，C的3d电子会重排腾出空轨道。若构成化合物的原子或离子中存在不成对电子，则化合物具有顺磁性，否则化合物具有抗磁性。已知化合物M([C(NH3)6]Clx)的晶胞如右图所示，则M具有________(填“顺”或“抗”)磁性。
15. (15分)H是一种新型的免疫调节剂(IMiDs)，其合成路线如下：
(1) A中的含氧官能团名称为________。
(2) B的分子式为C5H8O4，其结构简式为________。
(3) E→F的反应类型为________。F→G中有副产物C16H13N3O6生成，该副产物的结构简式为________。
(4) 写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式：________。
① 是含有一个手性碳的α氨基酸；② 碱性条件下水解后酸化，生成X、Y和Z三种有机产物。Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子，Y能与FeCl3溶液发生显色反应，Z能使溴的四氯化碳溶液褪色。
(5) 已知：① R—NO2 eq \(――→,\s\up7(SnCl2·H2O)) R—NH2；
② 苯环上连有推电子基团时不利于A→C反应发生；
写出以对硝基甲苯、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)实验室可用多种方法分离铜阳极泥(主要成分为Cu2S、AgCl等)中的Ag。
(1) 硫代硫酸盐法浸出法。用足量的Na2S2O3与NaOH混合液浸出阳极泥，加热、搅拌。定时取样检测，测得Ag浸出率如图1所示。
图1
① 为使反应液受热均匀，可采用的加热方式是________________。
② 浸出时，AgCl与Na2S2O3发生反应AgCl(s)＋2S2O eq \\al(2－,3) (aq)⇌[Ag(S2O3)2]3－(aq)＋Cl－(aq)。
已知：Ksp(AgCl)＝1.8×10－10；
Ag＋＋2S2O eq \\al(2－,3) ⇌[Ag(S2O3)2]3－ K＝2.8×1013。
该反应的平衡常数为________。
③ 浸出过程中Ag浸出率先上升后下降的原因是________。
④ 用H2SO4MnO2预处理后可提高浸出率，过程中无有害气体的排放，且浸出后阳极泥中无硫单质。则预处理时，Cu2S发生反应的化学方程式为________。
⑤ 除去Ag后的滤液含有大量Mn2＋、Cu2＋，可用于制备高纯MnSO4·H2O晶体(溶解度曲线如图2所示)。补充完整实验方案：取除去Ag后的滤液，______________________________________________________。(实验中须使用：铜萃取剂，乙醇)
(2) Na2SO3也可用于浸出阳极泥中的Ag。碱性环境下，SO eq \\al(2－,3) 在溶液中能与Ag＋形成较为稳定的[Ag(SO3)2]3－。其他条件相同，Na2SO3溶液初始浓度与Ag浸出率的关系如图3所示。初始浓度越低，随着反应进行Ag浸出率下降程度越大，原因可能是________________________________________________________________________
________。
17. (16分)氢能是理想清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。
(1) 制氢、贮氢与释氢的一种方法如图1所示。
图1
① 虚线框内生成O2的化学方程式为________。
② 释氢释放的H2与贮氢吸收的H2的物质的量之比为________。
③ 从物质综合利用的角度分析，进一步提高一定量Mg17Al12释氢量的操作为________________________________________。
(2) 电催化还原法是CO2的有机资源化的研究热点。利用有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种含碳化合物树脂的骨架上)电催化还原CO2的装置如图2所示。控制其他条件相同，将一定量的CO2通入该电催化装置中，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图3所示。
FE%＝ eq \f(QX（生成还原产物X所需要的电量）,Q总（电解过程中通过的总电量）) ×100%。其中QX＝nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。
① b电极生成CH3CH2OH的电极反应式为________。
② 电解前需向电解质溶液中持续通入过量CO2的原因是________。
③ 为确定阴极上生成的含碳化合物不是来源于有机多孔电极材料，可通入________(填物质的化学式)进行实验。
④ 当电解电压为u2 V时，电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为5∶6，图3中m＝________。
化学参考答案及评分标准
1. B 2. C 3. C 4. D 5. A 6. C 7. B 8. A 9. B 10. D 11. C 12. B 13. D
14. (15分)
(1) B(2分)
(2) 2Na＋＋6Fe2＋＋3ClO－＋4SO eq \\al(2－,4) ＋3CO eq \\al(2－,3) ＋6H2O===2NaFe3(SO4)2(OH)6↓＋3CO2↑＋ 3Cl－(3分)
(3) C(2分)
(4) ① “碱溶”形成的[C(NH3)6]2＋在加入NaOH“沉钴”时可降低c(C2＋)，利于晶体形成[2分，降低c(C2＋)即给分]
② 温度高利于减少溶解氧，形成NH3气氛隔绝空气，防止产物被氧化(2分，溶解氧1分，氨气1分)
(5) 500 mL CSO4溶液中含有n(CSO4)＝1 ml·L－1×0.5 L＝0.5 ml
被氧化后的n[C(Ⅲ)]＝0.5 ml×8%＝0.04 ml
n(N2H4·H2O)＝ eq \f(0.04 ml,4) ＝0.01 ml
m(N2H4·H2O)＝0.01 ml×50 g·ml－1＝0.5 g(2分)
(6) 顺(2分)
15. (15分)
(1) 硝基、羧基(2分)
(2) CH2(COOCH3)2(或)(2分)
(3) 取代反应(1分)
(2分)
(4) (3分)
16. (15分)
(1) ① 水浴(2分)
② 5.04×103(3分)
③ 反应初始阶段Ag浸出速率非常快，一段时间后[Ag(S2O3)2]3－与硫化物反应生成难溶Ag2S沉淀(2分)
④ Cu2S＋5MnO2＋6H2SO4===2CuSO4＋5MnSO4＋6H2O(2分)
⑤ 分次加入铜萃取剂萃取(1分)，分液后，将水溶液蒸发浓缩至有大量晶体析出(1分)，在大于40 ℃条件下趁热过滤(1分)，用乙醇洗涤2～3次，干燥(1分)
(2) 较低初始浓度下，SO eq \\al(2－,3) 被O2氧化，浓度下降，导致Ag难析出(2分)
17. (16分)
(1) ① 4NiOOH＋2H2O===4Ni(OH)2＋O2↑(2分)
② 2∶1或2(2分)
③ 将储氢后的混合物溶解于盐酸(盐酸、硫酸或醋酸等非氧化性酸)(3分)
(2) ① 2CO2＋12H＋＋12e－===CH3CH2OH＋3H2O(2分)
② 使阴极表面尽可能被CO2附着，减少析氢反应的发生(减少氢离子在阴极放电)(2分)
③ 13CO2或14CO2(2分)
④ 36(3分)
选项
操作
现象
结论
A
向Na2SO3固体中加入浓硝酸，并将产生的气体通入Na2SiO3溶液中
Na2SiO3溶液中出现白色沉淀
非金属性：S>Si
B
将浓盐酸和亚硫酸钠反应产生的气体通入酸性KMnO4溶液中
溶液紫红色褪去
SO2具有还原性
C
将溴乙烷和氢氧化钠醇溶液共热后产生的气体通入盛水的试管后，再用酸性KMnO4溶液进行检验
酸性高锰酸钾溶液变为无色
溴乙烷发生了消去反应生成了CH2==CH2
D
将苯、液溴、铁粉混合物反应产生的气体通入AgNO3溶液中
生成淡黄色沉淀
证明苯与液溴在Fe催化下发生取代反应