上海市南汇中学2024-2025学年高三下学期3月考化学试卷（原卷版+解析版）

这是一份上海市南汇中学2024-2025学年高三下学期3月考化学试卷（原卷版+解析版），共23页。试卷主要包含了“碳路先锋”绿色低碳的未来愿景，氮及其化合物与现代生活，铁的化合物，有机合成，食品添加剂亚硝酸钠等内容，欢迎下载使用。
相对原子质量：
一、“碳路先锋”绿色低碳的未来愿景
1. 化石能源过度使用会产生大量二氧化碳，造成温室效应破坏环境。因此，二氧化碳的捕集和利用是一项具有极大前景的降碳技术。
（1）研究发现多孔碳材料具有良好的吸附CO2的性能，可以用作二氧化碳的捕集材料。碳位于元素周期表中第_______周期，第_______族；请画出它的价电子轨道表示式_______；碳原子核外有_______种运动状态不同的电子。
（2）请比较C、N和O第一电离能(I1)的大小_______，并说明理由：_______。
（3）石墨烯就是一种多孔碳材料，可以由石墨剥离得到。
①请说出石墨中存在的微粒间作用力_______。
②研究表明单层石墨烯为二维平面结构，化学兴趣小组对石墨烯的微观结构展开了讨论，提出了以下两种结构，请判断哪种结构是石墨烯的合理结构_______，并说明理曲：_______。
③如果需要借助实验手段测定石墨烯的结构，以下哪些实验手段可以对晶体结构的测定提供帮助_______。
A．原子吸收光谱 B．核磁共振氢谱 C．X射线衍射 D．红外光谱
（4）下列关于石墨烯说法正确的是_______。
A. 石墨烯是一种有机化合物B. 石墨烯是一种分子晶体
C. 石墨烯具有超强的导电性D. 熔点：石墨烯>金刚石
（5）化学吸收法通常利用碱性溶液吸收二氧化碳，形成中间体化合物，再通过加热破坏生成原来的溶液和CO2气体。请用离子方程式来阐释碳酸钠溶液捕集CO2气体的原理：_______。
二、氮及其化合物与现代生活
2. 现代文明中将CO2排放到大气的同时，又想方设法地把空气中的N2吞下去，但在空气中的N2是很稳定。简述N2稳定的原因_______，长期田间劳作的人们发现玉米等作物和豆类作物“轮换种植”长势优越，原因是_______。
3. 第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有
A 1种B. 2种C. 3种D. 4种
4. 已知NH4Cl与PH4I的性质相似，则对PH4I性质的推测不正确的是
A 含有离子键和共价键B. 能与NaOH溶液反应
C. 与NH4Cl受热分解产物的种类完全一样D. 能与溴水反应
5. 室温下，0.1ml·L-1CH3COONH4呈中性，下列说法错误的是
A. 水电离产生的c(H+)=1×10-7ml·L-1B. c(NH)=c(CH3COO-)
C. CH3COONH4能促进水的电离D. c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
6. NOCl 分子中各原子均满足8电子稳定结构，则NOCl的电子式为_____，该分子的空间构型______。
7. 合成氨是人类科学技术的一项重大突破。请完成下列问题：
（1）如图表示一定条件下，N2(g)和H2(g)反应生成1mlNH3时的能量变化。写出该反应的热化学方程式：_______。
（2）在恒温、恒容密闭容器中进行上述反应能说明反应已到平衡状态的是_______(不定项)
A. 容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2B. N2质量分数保持不变
C. 容器内气体压强保持不变D. 混合气体的密度保持不变
（3）某温度下，向一4L恒容密闭容器中充入1.8mlN2和4.2mlH2。20min后，NH3浓度为0.3ml/L，用N2表示的20min内平均反应速率为_______，此时浓度商(Q)的数值为_______，若此时，则Q_______K(填“>”、“金刚石
（5）化学吸收法通常利用碱性溶液吸收二氧化碳，形成中间体化合物，再通过加热破坏生成原来的溶液和CO2气体。请用离子方程式来阐释碳酸钠溶液捕集CO2气体的原理：_______。
【答案】（1） ①. 2 ②. ⅣA ③. ④. 6
（2） ①. N＞O＞C ②. 同一周期中，第一电离能呈增大的趋势，但N处于ⅤA族，其最外层p能级处于半充满状态，第一电离能反常
（3） ①. 共价键、范德华力 ②. B ③. 图A碳原子采用sp3杂化不可能为平面结构，而图B碳原子采用sp2杂化是平面结构 ④. C （4）CD
（5）CO2+H2O+=2、2CO2↑+H2O+
【解析】
【小问1详解】
C是6号元素，其核外电子排布式为：1s22s22p2，故碳位于元素周期表中第2周期，第ⅣA族；其价电子轨道表示式为：；根据泡利原理可知，碳原子核外有6种运动状态不同的电子，故答案为：2；ⅣA；；6；
【小问2详解】
同一周期中，元素第一电离能从左到右呈增大的趋势，但N元素位于ⅤA族，其2p能级处于半充满的较稳定状态，第一电离能大于O，则第一电离能大小为N＞O＞C，故答案为：N＞O＞C；同一周期中，从左到右第一电离能呈增大的趋势，但N处于ⅤA族，其2p能级处于半充满状态，第一电离能反常；
【小问3详解】
①石墨中存在的微粒间作用力为：层内存在非极性共价键，层与层之间存在范德华力，故答案为：共价键、范德华力；
②图A中每个碳原子周围形成了4个共价键，即其杂化类型为sp3，不可能是平面结构，而图B中每个碳原子周围形成了3个共价键，即其杂化方式为sp2，为平面结构，故答案为：B；图A碳原子采用sp3杂化不可能为平面结构，而图B碳原子采用sp2杂化是平面结构；
③A．原子吸收光谱用于测定元素种类，无法测定晶体结构，A不合题意；
B．核磁共振氢谱用于测定有机物中氢原子情况，与晶体结构测定无关，B不合题意；
C．X射线衍射可测定晶体结构，C符合题意；
D．红外光谱用于检测有机物官能团或化学键，不能测定晶体结构，D不合题意；
故答案为：C；
【小问4详解】
A．有机化合物通常是指含碳元素的化合物，且碳原子之间以共价键结合形成有机分子。而石墨烯仅由碳元素组成即为单质，不是有机化合物，A 错误；
B．分子晶体是由分子间通过分子间作用力（范德华力、可能有氢键）构成的晶体，石墨烯层内碳原子之间以共价键相连形成平面层状结构，层与层之间以范德华力结合，属于过渡型晶体，并非分子晶体，B 错误；
C．石墨烯中碳原子sp2杂化，未参与杂化的p轨道相互平行且相互重叠，使p轨道中的电子可以在整个碳原子平面上自由移动，所以具有超强的导电性，C 正确；
D．石墨烯属于过渡型晶体，金刚石属于共价晶体，共价晶体的熔点取决于原子间共价键的强度，原子半径越小，共价键键长越短，键能越大，熔点越高，碳原子半径相同，但是石墨烯中碳原子间除了σ键还有大π键，使得其共价键作用更强，所以熔点：石墨烯>金刚石，D 正确；
故答案为：CD；
【小问5详解】
化学吸收法通常利用碱性溶液吸收二氧化碳，形成中间体化合物，再通过加热破坏生成原来的溶液和CO2气体，用离子方程式来阐释碳酸钠溶液捕集CO2气体的原理为：CO2+H2O+=2、2CO2↑+H2O+，故答案为：CO2+H2O+=2、2CO2↑+H2O+。
二、氮及其化合物与现代生活
2. 现代文明中将CO2排放到大气的同时，又想方设法地把空气中的N2吞下去，但在空气中的N2是很稳定。简述N2稳定的原因_______，长期田间劳作的人们发现玉米等作物和豆类作物“轮换种植”长势优越，原因是_______。
【答案】 ①. N2中含有氮氮三键，氮氮三键的键能很大，难以断裂 ②. 豆类作物有固氮作用
【解析】
【详解】化学反应的微观本质为旧化学键的断裂和新化学键的形成，N2中含有氮氮三键，氮氮三键的键能很大，难以断裂，故其化学性质很稳定；豆类作物有固氮作用，能将空气中转化为含氮化合物，为玉米的生长提供含氮肥料，使玉米长势优越，故答案为：N2中含有氮氮三键，氮氮三键的键能很大，难以断裂；豆类作物有固氮作用。
3. 第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有
A. 1种B. 2种C. 3种D. 4种
【答案】C
【解析】
【详解】同一周期主族元素从左向右第一电离能呈增大趋势，但第IIA族和第VA族处于全满和半满结构，第一电离能比同周期相邻元素第一电离能大，因此第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O，共3种，答案选C。
4. 已知NH4Cl与PH4I性质相似，则对PH4I性质的推测不正确的是
A. 含有离子键和共价键B. 能与NaOH溶液反应
C. 与NH4Cl受热分解产物的种类完全一样D. 能与溴水反应
【答案】C
【解析】
【详解】A．NH4Cl是离子化合物，PH4I与之性质相似，因此也属于离子化合物，与I−之间存在离子键，内P与H之间存在共价键，A正确；
B．NH4I能与NaOH反应生成NH3，因此PH4I也能与NaOH反应，B正确；
C．PH4I加热分解生成PH3和HI，HI不稳定，加热时也分解，生成H2和I2，因此与NH4Cl加热分解产物种类不一样，C错误；
D．已知Br2的氧化性强于I2，PH4I能够电离出I-，故能与溴水发生置换反应，方程式为：2PH4I+Br2=2PH4Br+I2，D正确；
故答案为：C。
5. 室温下，0.1ml·L-1CH3COONH4呈中性，下列说法错误的是
A. 水电离产生的c(H+)=1×10-7ml·L-1B. c(NH)=c(CH3COO-)
C. CH3COONH4能促进水的电离D. c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
【答案】A
【解析】
【详解】A．CH3COONH4中醋酸根离子和铵根离子都水解促进水的电离，使得水电离产生的c(H+)>1×10-7ml·L-1，A错误；
B．CH3COONH4中醋酸根离子和铵根离子水解后溶液呈中性，说明两者水解程度相等，c(NH)=c(CH3COO-)，B正确；
C．CH3COONH4中醋酸根离子和铵根离子都水解促进水的电离，C正确；
D．醋酸根离子水解生成醋酸分子的程度很小，所以c(CH3COO-)>c(CH3COOH)，D正确；
答案选A。
6. NOCl 分子中各原子均满足8电子稳定结构，则NOCl的电子式为_____，该分子的空间构型______。
【答案】 ①. ②. V形
【解析】
【详解】分子中各原子均满足8电子稳定结构，其中N原子化合价为价，O原子化合价为价，Cl原子化合价为价，则氮原子与氧原子形成两对共用电子对，与氯原子形成一对共用电子对，则分子的电子式为：；分子的中心原子N原子存在一对孤电子，利用价层电子对互斥理论得到的VSEPR模型为平面三角形，则分子的空间构为V形。
故答案为：；V形。
7. 合成氨是人类科学技术的一项重大突破。请完成下列问题：
（1）如图表示一定条件下，N2(g)和H2(g)反应生成1mlNH3时的能量变化。写出该反应的热化学方程式：_______。
（2）在恒温、恒容密闭容器中进行上述反应能说明反应已到平衡状态的是_______(不定项)
A. 容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2B. N2质量分数保持不变
C. 容器内气体压强保持不变D. 混合气体的密度保持不变
（3）某温度下，向一4L恒容密闭容器中充入1.8mlN2和4.2mlH2。20min后，NH3的浓度为0.3ml/L，用N2表示的20min内平均反应速率为_______，此时浓度商(Q)的数值为_______，若此时，则Q_______K(填“>”、“