上海市闵行区2024-2025学年高三上学期质量调研（一模）化学试题（解析版）

这是一份上海市闵行区2024-2025学年高三上学期质量调研（一模）化学试题（解析版），共17页。试卷主要包含了硝酸，固体储氢材料，脱除，抗肿瘤药物，过氧化脲等内容，欢迎下载使用。
一、硝酸
硝酸是一种重要的基础化工原料。历史上先后出现多种不同的制备硝酸的方法。
方法一：17世纪，人们以硝石(主要成分)为氮源制备硝酸。
1. 化学方程式为：，该反应中，浓硫酸体现了酸性和_____。
A．强氧化性 B．脱水性 C．吸水性 D．难挥发性
该反应加热温度不能过高，原因是_____。
方法二：20世纪初，挪威出现了电弧法生产硝酸，是历史上最早的硝酸工业化尝试。
2. 该方法通过高压电弧使空气中的氮气与氧气反应，生成氮氧化物，进一步氧化吸收合成硝酸。该过程属于_____。
A．人工固氮 B．大气固氮 C．生物固氮
3. 评价电弧法的优、劣势(各列举一点)。
优势：_____；劣势：_____。
方法三：某科研小组研制的NO-空气质子交换膜燃料电池利用电化学法，实现了制硝酸、发电、环保三位一体，其工作原理如图所示：
4. 电池负极的电极反应式为_____。
5. 若产生1ml，理论上应通入的体积为_____L。(折算成标准状况下)
方法四：合成氨问世后，氨氧化法进入工业化阶段，这种方法至今依然是世界上生产硝酸的主要方法。以氨气为氮源催化氧化制备硝酸，反应原理分以下三步进行：
6. 第Ⅰ步反应的化学方程式为_____。
7. 研究发现，第Ⅱ步反应按如下两步基元反应进行：
① (快)
② (慢)
是该反应的_____(选填“催化剂”或“中间产物”)。
能正确表示该反应历程能量变化的示意图是_____。
A． B．
C． D．
8. 氮原子利用率是指：目标产物中氮的总质量与生成物中氮的总质量之比。第Ⅲ步的原理为，此反应中氮原子利用率为_____。
A．33.3% B．66.7% C．100%
【答案】1. ①. D ②. 温度过高，硝酸易分解
2. A 3. ①. 原料来源广泛 ②. 能耗大
4. NO-3e-+2H2O=+4H+
5. 16.8L 6. 4NH3+5O24NO+6H2O
7. ①. 中间产物 ②. D
8. B
【解析】1.硝酸是易挥发的强酸，在反应中，浓硫酸体现了酸性和难挥发性；
由于硝酸高温易分解，因此该反应加热温度不易过高；
2.N由游离态转化为化合态属于固氮，有人工固氮和自然固氮，通过高压电弧使空气中的氮气与氧气反应，属于人工固氮；
3.电弧法的优势在于原料来源广泛，劣势在于需要高压电弧，能耗大；
4.由图分析可知，左侧Pt电极发生氧化反应，是原电池的负极，右侧发生还原反应，是原电池的正极。负极失去电子，根据原子守恒、电子守恒、电荷守恒。负极的电极反应式为：NO-3e-+2H2O=+4H+；
5.若产生1ml，电子转移的物质的量为3ml，理论上应通入的物质的量为0.75ml，标准状况下体积为0.75ml×22.4L/ml=16.8L；
6.氨氧化制硝酸的第一步反应是氨气的催化氧化生成NO，方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O；
7.催化剂是反应前存在，反应后仍然存在，中间产物开始没有，最后也没有，只出现在反应的中间，由反应① (快)② (慢)可知，N2O2是中间产物；
反应①和②都是放热反应，B、C不符合，第二步反应速率慢，活化能大，D符合；
8.根据方程式可知，此反应中氮原子利用率为，答案选B。
二、固体储氢材料
硼氢化钠()水解生成氢气： ，是一种环境友好的固体储氢材料。
9. 该反应能自发进行的条件是_____。
A. 高温B. 低温C. 任意温度D. 无法判断
10. 硼元素位于元素周期表的_____区。
A. SB. pC. dD. f
11. 中B原子的杂化方式为_____。
A．sp B． C．
12. 中的空间构型是_____。
A. 正四面体形B. 平面三角形C. 三角锥形D. 直线形
13. 溶液中存在的化学键有_____。(不定项)
A. 离子键B. 共价键C. 金属键D. 氢键
14. 第二周期中第一电离能介于B和O之间的元素是_____。结合核外电子排布知识，解释B和Be第一电离能的大小关系：_____。
15. 具有很强的还原性，在强碱性条件下，可从含的废液中回收黄金。已知：反应后硼元素以形式存在，反应前后硼元素化合价不变，且无气体生成，则发生反应的离子方程式为_____。
16. 的晶胞结构如图所示，已知为阿伏加德罗常数的值，则晶体的密度_____。(用含a、的代数式表示，)
【答案】9 C 10. B
11. C 12. D 13. B
14. ①. Be、C ②. Be原子的价电子排布为2s2，2s轨道是稳定结构，B原子的价电子排布为2s22p1，容易失去一个电子达到2s2稳定结构
15.
16.
【解析】9.由反应可知，ΔH＜0，△S＞0，恒小于0，任意温度下，该反应均能自发进行，故答案为：C。
10.硼元素的原子序数为5，核外电子排布式为1s22s22p1，位于元素周期表的p区，故答案为：B。
11.NaBH4中的阴离子的中心原子B的价层电子对数为，因此采取sp3杂化，故答案为：C。
12.的中心原子B的价层电子对数为，孤电子对数为0，空间构型为直线形，故答案为：D。
13.在中存在着与，两种离子之间是离子键，中B和O之间是共价键，但其在水溶液中完全电离，离子键被破坏，故答案为B。
14.同一周期，第一电离能呈增大的趋势，但是Be原子价电子为2s2，处于全满状态，而B原子价电子2s22p1，易失去一个电子，故第一电离能：Be>B，N原子价电子为2s22p3，处于半充满状态，而O原子价电子2s22p4，易失去一个电子，故第一电离能：N>O，因此第一电离能介于B和O之间的元素只有Be、C两种；Be原子的价电子排布为2s2，2s轨道是稳定结构，B原子的价电子排布为2s22p1，容易失去一个电子达到2s2稳定结构，所以Be元素的第一电离能大于B元素。
15.硼氢化钠中氢是负一价，体现出很强的还原剂，把Au3+还原成单质，氢本身化合价升高，由于无气体生成，所以氢变成正一价，再根据溶液是强碱性，写出离子方程式： 。
16.个数，Na+个数，设NA为阿伏加德罗常数的值，，则硼氢化钠晶体的密度g·cm-3。
三、脱除
脱除沼气中的是资源利用和环境保护的重要研究课题，脱除有多种方法。
方法一：高温热分解法
已知下列反应的热化学方程式：
①
②
③
17. 计算热分解反应的_____。
18. 一定温度和压强下，工业上进行热分解反应时一般要向中加入一些。从平衡移动的角度说明加入的原因_____。
若在两个2L的恒容密闭容器中分别加入2.0ml、1.0ml，测得不同温度下热分解反应的平衡转化率如图所示：
19. 图中代表加入2.0ml的曲线是_____。
A．MP B．ON
20. M点、O点和N点的逆反应速率、和，其中最慢的是_____。
A. B.
C. D. 无法比较
21. P点的平衡常数K的值_____。
22. 能说明该条件下热分解反应达到平衡状态的是_____。(不定项)
A. 体系压强保持不变
B. 和物质的量浓度之比保持不变
C. 平衡常数保持不变
D. 的生成速率与的消耗速率相等
方法二：催化重整法
可以用作脱除的催化剂，脱除时需先进行吸附。过程如图所示：
23. 按图乙方式进行吸附，其吸附能力比按图甲强，请解释其原因_____。
已知：硫代乙酰胺()在酸性溶液中会水解为乙酰胺()和。
24. 硫代乙酰胺比乙酰胺的沸点_____。
A．高 B．低 C．无法确定
25℃时，，，，当时认为反应进行彻底。
25. 常温下，将10mL0.1溶液和10mL0.1HCl溶液混合。下列说法正确的是_____。(不定项)
A. 混合后的溶液pH 7，故A错误；
B．NaHS在溶液中发生水解，，混合后的溶液中存在电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=c(OH-) +c(HS-) + 2c(S2-)+c(Cl-)，故B错误；
C．NaHS为强碱弱酸盐，发生水解，促进水的电离，即混合后的溶液水的电离程度大于纯水的电离程度，故C正确；
D．HS-的水解程度大于电离程度，且水解程度不大，故混合后的溶液中含硫微粒的浓度大小关系：c(HS-)> c(H2S)> c(S2-)，故D错误；
故选C；
26.H2S为沉淀剂除去废水中Cu2+的反应为：，该反应的平衡常数，反应进行的很完全，可用H2S为沉淀剂除去废水中铜离子，故答案为：的平衡常数，反应进行的很完全。
四、抗肿瘤药物
27. 抗肿瘤药物(G)的一种合成路线如下：
已知：Ⅰ．
Ⅱ．
（1）A中含氧官能团的名称_____。
（2）C的结构简式为_____。
（3）C→D的反应类型是_____。
A. 氧化反应B. 还原反应
C. 加成反应D. 取代反应
（4）如何检验D中的无氧官能团，写出实验步骤_____。
（5）E→G的化学方程式为_____。
（6）E有多种同分异构体，写出1种符合以下要求的E的同分异构体的结构简式_____。
①与溶液发生显色反应
②能发生水解反应；
③核磁共振氢谱显示有5种氢，且峰面积之比为1：1：2：2：2.
（7）鉴定G中官能团的光谱分析方法是_____。
A. 质谱B. 红外光谱
C. 核磁共振氢谱D. 原子发射光谱
（8）G与足量加成后的分子中有_____个不对称碳原子。
A. 4B. 5C. 6D. 7
（9）参照上述流程，设计以苯甲醇()和苯胺()为原料制备的合成路线(其他无机试剂任选)_____。
【答案】（1）羟基、醛基
（2） （3）D
（4）取少量的D溶液少许于试管中加入氢氧化钠溶液加热反应一段时间，再加入过量稀硝酸，最后加入硝酸银溶液，生成淡黄色沉淀，证明含溴原子
（5）等 （6）B （7）B
（8）
【解析】A（）与甲醛反应生成B（），B（）被LiAlH4还原生成C（），C（）发生取代反应生成D（），D（）先与NaCN反应生引入氰基，然后在酸性条件下水解得E（），E（）与F反应生成G（），结合E、G的结构简式可知F为。
（1）A的结构简式为，由结构可知含氧官能团为羟基、醛基，故为：羟基、醛基；
（2）由分析可知，C的结构简式为，故答案为：；
（3）C（）中的羟基被溴原子取代生成D（），所以反应类型为取代反应，故选D；
（4）D的结构简式为，其无氧官能团为溴原子，先在碱性条件下发生水解反应生成溴离子，调节溶液为酸性条件后加入硝酸银即可检验溴原子，故答案为：取少量的D溶液少许于试管中加入氢氧化钠溶液加热反应一段时间，再加入过量稀硝酸，最后加入硝酸银溶液，生成淡黄色沉淀，证明含溴原子；
（5）E（）和F（）在SOCl2中发生取代反应生成G（），化学方程式为，故答案为：；
（6）①与溶液发生显色反应，说明存在酚羟基；②能发生水解反应，说明存在酯基；③核磁共振氢谱显示有5种氢，且峰面积之比为1：1：2：2：2；满足条件的E（）的同分异构体有等，故答案：等；
（7）G为，可利用红外光谱检验官能团，故选B；
（8）G（）与足量加成后，如图所示，含有5个不对称碳原子，故选B；
（9）与PBr3反应生成，与NaOH反应生，在酸性条件下水解生成，与在SOCl2存在下生成，所以合成路线为，故答案为：。
五、过氧化脲
过氧化脲［化学式为］，常温下为白色晶体，易溶于水，其热分解温度为45℃。在水溶液中会离解为过氧化氢和尿素，可用作漂白剂。
(一)过氧化脲的结构：
28. 上图为过氧化脲的结构示意图，1ml过氧化脲中含有的σ键的数目为_____。
(二)过氧化脲的合成：
过氧化脲的合成原理是：(放热反应)。
干法合成的工艺是将高浓度的过氧化氢溶液喷雾到无水尿素固体上，反应一段时间后，经过滤、干燥后即得到产品。
29. “喷雾”的目的是_____。
下图为实验室模拟湿法合成的装置示意图。在三颈烧瓶中先加入30%过氧化氢，再加入柠檬酸和工业尿素，控制一定温度，搅拌、反应1h；改为减压蒸馏装置，一段时间后，趁热将剩余物质倾入烧杯中，将烧杯放入5℃冰箱中静置24h；过滤、干燥后即得到产品。
已知：①工业尿素含少量杂质、；
②柠檬酸易与金属离子形成难溶的配合物。
30. 图中加热装置未画出，你认为适宜的加热方式为_____。
31. 上述合成过氧化脲的步骤可以总结为如下流程图，请将空格补充完整：_____。
32. 推测所加柠檬酸的作用：_____。
为探究最佳反应温度，考查不同温度对产品收率()的影响(其他条件和反应时间均一致)，所得结果如图所示。
33. 试分析最佳反应温度为35℃的原因_____。
(三)过氧化脲的性质探究：
过氧化脲溶液用稀硫酸酸化后，分别：
Ⅰ．滴加溶液，紫红色消失；Ⅱ．加入KI溶液和四氯化碳，振荡，静置。
34. Ⅰ和Ⅱ分别说明过氧化脲具有的性质是①_____、②_____。
A．漂白性 B．氧化性 C．还原性
35. Ⅱ中的实验现象为_____。
(四)产品活性氧含量测定：
为测定过氧化脲产品中活性氧的含量()。称量样品4.500g，配制成250mL溶液，从中量取25.00mL于锥形瓶中，加入少量稀硫酸，然后用0.1000标准溶液滴定，平行实验三次，结果如下：
已知：(溶液不与尿素反应)。
36. 上述测定过程中，除250mL容量瓶还需要用到的定量仪器有_____。(不定项)
A. 滴定管B. 量筒C. 电子天平D. 烧杯
37. 根据滴定结果，产品中活性氧的含量为_____。(结果用百分数表示)
38. 为提高该滴定结果的精准度，可采取的措施是_____。(不定项)
A. 稀释被测样品B. 减少被测样品取量
C. 增加平行测定次数D. 降低标准溶液浓度
【答案】28. 10NA
29. 增大反应物接触面积，提高反应速率
30. 45℃以下水浴加热
31 冷却(降温)结晶
32. 除去工业尿素中的杂质Fe3+、Cu2+
33. 温度适中，反应速率较快，温度较高平衡左移，产率降低
34. ①. C ②. B
35. 分层，上层为无色，下层为紫红色 36. AC
37. 16% 38. CD
【解析】过氧化脲［化学式为］，常温下为白色晶体，易溶于水，其热分解温度为45℃，在三颈烧瓶中先加入30%过氧化氢，再加入柠檬酸和工业尿素，双氧水受热容易分解，适宜的加热方式为45℃以下水浴加热，搅拌、反应，改为减压蒸馏装置，再经过减压蒸馏、冷却(降温)结晶、过滤、干燥得过氧化脲晶体，以此解答。
28.单键是σ键，双键中含有1个σ键，则过氧化脲中含有10个σ键，1ml过氧化脲中含有的σ键的数目为10NA。
29.干法合成的工艺是将高浓度的过氧化氢溶液喷雾到无水尿素固体上，反应一段时间后，经过滤、干燥后即得到产品，“喷雾”的目的是增大反应物接触面积，提高反应速率。
30.图乙中加热装置未画出，双氧水受热容易分解，适宜的加热方式为45℃以下水浴加热。
31.过氧化脲的合成原理是：，合成过氧化脲后经过减压蒸馏、冷却(降温)结晶、过滤、干燥得过氧化脲晶体。
32.根据已知：①工业尿素含少量杂质Fe3+、Cu2+，②柠檬酸易与金属离子形成难溶的配合物。所加柠檬酸的作用为：除去工业尿素中的杂质Fe3+、Cu2+。
33.35℃时，产品的收率最高，最佳反应温度为35℃的原因是：温度适中，反应速率较快，温度较高平衡左移，产率降低。
34.过氧化脲溶液用稀硫酸酸化后，滴加KMnO4溶液，紫红色消失，说明过氧化脲被酸性KMnO4氧化，体现了过氧化脲的还原性；加入KI溶液和四氯化碳，过氧化脲会将KI氧化为I2单质，体现了过氧化脲的氧化性。
35.Ⅱ中的实验生成的I2在四氯化碳中溶解度大，溶于四氯化碳溶液，且四氯化碳密度大于水，振荡，静置后出现溶液分层，上层为无色，下层为紫红色。
36.上述测定过程中用到滴定管，配制溶液需要称量用到电子天平，除250mL容量瓶还需要用到的定量仪器有滴定管和电子天平，故选AC。
37.滴定过程中，第2次读数差别大舍去，第1次、3次中KMnO4溶液体积平均值是(17.9-0+19.10-1)mL÷2=18.0mL，n(KMnO4)=0.1000ml•L-1×18.0×10-3L=1.8×10-3ml，根据反应方程式得关系式5H2O2～2KMnO4，则n(H2O2)=2.5×1.8×10-3ml=4.5×10-3ml，m(H2O2)=4.5×10-3ml×34g/ml=0.153g，含m(O)=0.153g×=0.144g，250mL溶液含m(O)=1.44g，=×100%=16%。
38.上述测定结果存在一定的误差，为提高该滴定结果的精密度和准确度，可以重复几次实验，数值取平均值，另外滴定溶液浓度越小，测定结果越准确。
A．稀释被测试样，浓度减小，测定误差会增大；
B．减少被测试样取量，和滴定结果的精密度和准确度无关；
C．增加平行测定次数，可以减少测定带来误差，可以提高准确度；
D．降低标准溶液浓度，反应终点判断更准确，滴定结果的精密度高；
答案选CD。
溶液体积/mL
滴定前读数
0.00
0.00
1.00
滴定后读数
17.90
22.70
19.10