上海市上海中学2026届高三上册期中考试化学试题[附解析]

这是一份上海市上海中学2026届高三上册期中考试化学试题[附解析]，共20页。试卷主要包含了 尿素分子与形成配离子的硝酸盐， 脱铕等内容，欢迎下载使用。
原子量：H-1，O-16，S-32，K-39，Ca-40，Mn-55，Fe-56
第一题
Fe单质及其化合物应用广泛。回答下列问题：
1. 在元素周期表中，Fe位于第___________周期___________族。基态Fe原子与基态离子未成对电子数之比为___________。
2. 尿素分子与形成配离子的硝酸盐：俗称尿素铁，既可作铁肥，又可作缓释氮肥。
①元素C、N、O、Fe中，第一电离能最大的是___________，电负性最大的是___________。
②尿素分子中，C原子采取的轨道杂化方式为___________。
③八面体配离子中的配位数为6，碳氮键的键长均相等，则与配位的原子是___________(填元素符号)。
3. 可用作合成氨催化剂，其体心立方晶胞如图所示(晶胞边长为a pm)。
①晶胞中Fe原子的半径为___________pm。
②研究发现，晶胞中阴影所示m，n，k三种截面的催化活性不同，截面单位面积含有Fe原子个数越多，催化活性越低。则截面n中，单位面积含有的Fe原子为___________个。三种截面的催化活性由高到低排序是___________。
【正确答案】1. ①. 四 ②. VIII ③. 4：5
2. ①. N ②. O ③. sp2 ④. O
3. ①. ②. ③. m > n > k
【1题详解】
Fe为26号元素，位于元素周期表中第四周期VIII族；基态Fe原子电子排布式为[Ar]3d64s2，未成对电子数为4，基态Fe3+电子排布式为[Ar]3d5，未成对电子数为5，故四；VIII；4：5。
【2题详解】
①①Fe是过渡金属，第一电离能和电负性最低，同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但N原子2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能：N>O>C>Fe；同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，因此电负性：O>N>C>Fe，故N；O。
②尿素分子中C原子形成3个σ键，无孤电子对，采取的轨道杂化方式为sp2杂化。
③八面体配离子中配位数为6，碳氮键的键长均相等，因此N原子不会参与形成配位键，说明C=O中O原子参与配位，所以与配位的原子是O。
【3题详解】
①为体心立方晶胞，晶胞边长为a pm，体对角线长度为，体心立方晶胞中Fe原子半径r与体对角线关系为4r=，因此原子的半径为。
②m截面面积Sm=a2pm2，每个角原子被 4个相邻晶胞共享(二维共享)，如图所示：，每个晶胞的顶点原子贡献个原子给该晶面，所含原子数为，单位面积铁原子数为个pm-2，n截面面积为pm2，每个角原子被4个相邻晶胞共享，体心原子完全属于本截面，所含原子数为，单位面积铁原子数为个pm-2；截面k：边长为 pm，截面面积为= () a² pm²。Fe原子位于3个顶点和1个体心，总Fe数为3 × + 1= 。单位面积Fe原子数为 = pm-2；根据题意，单位面积Fe原子数越多，催化活性越低。因此，催化活性由高到低为：m > n > k。
第二题
中国已探明的稀土工业储量为5200万吨，约占世界的50%，是稀土资源最丰富的国家。以含、等的稀土矿浸取液为原料制氧化镧()的流程如下。(注：镧-La、铕-Eu)
已知：ⅰ．
ⅱ．，
4. 镧(La)元素位于元素周期表___________区。
A. s区B. p区C. d区D. f区
5. 脱铕：已知基态Eu原子的价层电子排布式是。可将稀土矿浸取液中的转化为进而与分离。从原子结构的角度解释易被还原为的原因：___________。
萃取和反萃取：弱酸性的环烷酸()常用于稀土离子的萃取分离，萃取时生成易溶于有机溶剂的，。
6. 萃取时需要用到的仪器有___________(不定项)。
A. 分液漏斗B. 圆底烧瓶C. 烧杯D. 冷凝管
7. 萃取时，需要适时打开活塞放气的原因是___________。
8. 从平衡移动的角度解释反萃取时盐酸中的作用：___________。
碳化：向溶液中持续通入，边搅拌边加入MgO维持，充分反应生成固体。制备过程中主要物质的转化关系如图所示。
9. 制备总反应的离子方程式是___________。
10. 理想情况下，恰好完全转化为时，，。结合计算，解释此时不生成沉淀的原因：___________。
11. 上述制流程中，除外，可以在流程中直接循环利用的物质还有___________。
【正确答案】4. D 5. 根据洪特规则，价层电子全满、半满时较稳定，f能级有7个原子轨道，（4f6）得电子生成的(4f7)的价层电子排布是半充满的，比较稳定，所以易被还原为 6. AC
7. 防止分液漏斗内压强过大，避免发生危险或影响实验效果
8. 反萃取时，盐酸中H+与RCOO-结合为RCOOH，RCOO-减小，使 平衡正向移动，溶解于水中
9.
10. 理想情况下，La3+恰好完全转化为时La2(CO3)3，，， ， ，所以此时不生成沉淀。
11. RCOOH的有机溶液
【分析】含、等的稀土矿浸取液，加RCOOH的有机溶液与反应生成易溶于有机溶剂的(RCOO)3La，萃取液加盐酸反萃取生成RCOOH和易溶于水的LaCl3，LaCl3溶液中通入二氧化碳、加入氧化镁反应生成La2(CO3)3沉淀和MgCl2，La2(CO3)3煅烧得到La2O3。据此分析解题。
【4题详解】
镧(La)系为ⅢB族元素，位于元素周期表f区，故选D。
【5题详解】
根据洪特规则，价层电子全满、半满时较稳定，f能级有7个原子轨道，（4f6）得电子生成的(4f7)的价层电子排布是半充满的，比较稳定，所以易被还原为。
【6题详解】
萃取时需要加入萃取剂，“振荡-静置-分液”步骤，萃取时需要用到的仪器有分液漏斗和烧杯，故选AC。
【7题详解】
萃取时，需要适时打开活塞放气的原因是防止分液漏斗内压强过大，避免发生危险或影响实验效果。
【8题详解】
从平衡移动的角度解释反萃取时盐酸中的作用：反萃取时，盐酸中H+与RCOO-结合为RCOOH，RCOO-浓度减小，使 平衡正向移动，溶解于水中。
【9题详解】
由制备过程转化关系图可知，制备La2(CO3)3时，LaCl3、CO2、MgO反应生成La2(CO3)3、MgCl2，总反应的离子方程式是：。
【10题详解】
理想情况下，La3+恰好完全转化为时La2(CO3)3，，， ， ，所以此时不生成沉淀。
【11题详解】
反萃取时加入盐酸生成RCOOH，RCOOH的有机溶液在流程中可在“萃取器”中循环利用。
第三题
溴己新(化合物Ⅰ)又称必嗽平，常用作祛痰药。可通过下列路线合成：
12. 化合物D中含氧官能团的名称为___________；化合物E的结构简式是___________。
13. 反应②与反应⑥的反应类型分别为___________。
A. 取代、取代B. 氧化、加成C. 氧化、还原D. 氧化、取代
14. 反应①所需的试剂是___________；该反应还能生成B的多种同分异构体，写出其中核磁共振氢谱波峰数目最少的结构简式___________。
15. 写出反应③的反应式：___________。
16. 写出满足下列条件的F的同分异构体的结构简式：___________(任写一种)。
ⅰ．含有氨基与羧基，且氨基在(即的相邻碳)上；
ⅱ．苯环上只有一个取代基；
ⅲ．分子中含有两个手性碳原子。
17. 请写出以和为原料制备的合成路线___________。
【正确答案】12. ①. 酯基和硝基 ②. 13. D
14. ①. 浓硫酸和浓硝酸 ②.
15. +CH3CH2OH+H2O
16. 17.
【分析】A和浓硝酸发生取代反应生成B，B发生氧化反应生成C，C和乙醇发生酯化反应生成D，则C为，D发生还原反应生成E，E和溴发生取代反应生成F，则E为，F中酯基发生还原反应生成G中醇羟基，G和SOCl2发生取代反应生成H，H和发生取代反应生成I，以此解答。
【12题详解】
由D的结构简式可知，含氧官能团的名称为：酯基和硝基。由分析可知，化合物E的结构简式是。
【13题详解】
由分析可知，反应②中B发生氧化反应生成C，反应⑥中H和发生取代反应生成I，故选D。
【14题详解】
由分析可知，A发生硝化反应生成B，所需的试剂是浓硫酸和浓硝酸，该过程中甲基的邻位和对位H原子都可以被硝基取代，生成B的多种同分异构体，其中核磁共振氢谱波峰数目最少的结构简式（对称结构）为：。
【15题详解】
由分析可知，反应③中C和乙醇发生酯化反应生成D，化学方程式为：+CH3CH2OH+H2O。
【16题详解】
F的同分异构体满足条件：ⅰ．含有氨基与羧基，且氨基在(即的相邻碳)上；ⅱ．苯环上只有一个取代基；ⅲ．分子中含有两个手性碳原子，即与四个各不相同原子或基团相连的碳原子，满足条件的同分异构体为：。
【17题详解】
以CH2=CHCH=CH2和为原料制备，根据H生成I的反应知，CH2=CHCH=CH2和溴发生加成反应生成BrCH2CH=CHCH2Br，BrCH2CH=CHCH2Br和发生H生成I类型的反应，然后发生加聚反应生成，合成路线为：。
第四题
种类繁多的金属及其化合物已成为人类社会发展的重要物质基础。
Ⅰ．我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动电解海水()制备消毒液(主要成分为NaClO)的装置(如图所示，电极1～4均为惰性电极)。该装置工作时，电池和电解池中同时产生氢气。
18. 产生的电极是___________(填数字)，理论上，每通过0.2 ml电子，可产生的体积为(STP下)___________L。
19. 写出电极3上的电极反应___________。
Ⅱ．海底文物表面凝结物种类受文物材质和海洋环境等因素的影响。
20. ①无氧环境中，文物中的Fe与海水中的在细菌作用下形成FeS等含铁凝结物。
的空间结构是___________，补全并配平下列Fe与反应的离子方程式：___________。
__________________________________________________________________
②有氧环境中，海水中的铁质文物表面形成等凝结物。
21. 写出Fe与氧气在海水中生成的化学方程式___________。
Ⅲ．四氧化三铁()磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。
22. 中国科学院上海硅酸盐研究所研制出“纳米药物分子运输车”，该“运输车”可提高肿瘤的治疗效果，其结构如图所示。下列有关说法正确的是___________(不定项)。
A. 该“运输车”中二氧化硅是酸性氧化物
B. 四氧化三铁起到“磁性导航仪”的作用
C. 该“运输车”的外壳不含碳元素
D. 该“运输车”分散于水中所得分散系属于胶体
氧化沉淀法是制取的一种常见方法，其制取流程如下图所示：
23. 硫酸钠和芒硝的溶解度曲线如图所示。由溶液N获得副产物芒硝的操作是：___________、___________、过滤、洗涤、干燥。
某兴趣小组模仿上述流程制取并测定其产率。具体步骤如下：
步骤1：测定工业绿矾的含量：称取3.0 g工业绿矾，配制成250.00 mL溶液。量取25.00 mL溶液于锥形瓶中，用酸性溶液滴定至终点，消耗溶液的平均体积为20.00 mL。(滴定时发生反应的离子方程式为)
步骤2：称取300 g工业绿矾，通过上述流程最终制得。
24. 计算产品的产率___________%(保留4位有效数字)。
【正确答案】18. ①. 2，4 ②. 4.48
19.
20. ①. 正四面体形 ②. 4，1，4，1，3，2OH-
21. 22. AB
23. ①. 加热浓缩 ②. 冷却结晶
24. 64.66%
【18题详解】
根据电池图可知，左侧为原电池，电极1为负极失电子，电极2为正极得电子，右侧为电解池，电极3为阳极失电子，电极4为阴极得电子，产生的电极为得电子的电极，即电极2和电极4；
是由水电离出的H+得电子生成的，电极反应为，电极2和电极4都可生成，每通过0.2 ml电子，电极2和电极4都生成0.1 ml，总物质的量为0.2 ml，标况下的体积为4.48 L；
【19题详解】
电极3为电解池阳极失电子，电极为惰性电极，则海水中的Cl-失电子转化为ClO-，电解质为碱性，电极反应为：；
【20题详解】
的价层电子对数为4，无孤电子对，为正四面体形；
题中给出反应物和生成物，方程式需要配平，根据氧化还原反应中得失电子数目相等进行配平，方程式为；
【21题详解】
有氧环境中，海水中的铁质文物表面形成等凝结物，反应方程式为；
【22题详解】
A．酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的氧化物，SiO2能与NaOH等强碱反应生成硅酸钠和水，所以SiO2是酸性氧化物，A正确；
B．四氧化三铁具有磁性，可利用其磁性起到“磁性导航仪”的作用，引导“运输车”到达指定位置，B正确；
C．“运输车”的外壳是有机物，有机物都含有碳元素，C错误；
D．胶体的分散质粒子直径在1 - 100 nm之间，而该“运输车”的直径为200 nm，分散于水中所得的分散系不属于胶体，D错误；
故选AB。
23题详解】
工业绿矾溶解后得到FeSO4溶液，加入NaOH溶液并通入空气，发生反应：，后续反应最终得到和Na2SO4溶液（溶液N），由Na2SO4溶液获得芒硝晶体，操作是加热浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥，因为Na2SO4的溶解度随温度变化有一定规律，通过加热浓缩、冷却结晶可使Na2SO4晶体析出。
【24题详解】
根据滴定反应的离子方程式，可知。量取的25.00 mL溶液消耗20.00 ml的酸性溶液，，则25.00 mL溶液中。配制的250.00 mL溶液中，即3.0g工业绿矾中含Fe2+的物质的量为0.01ml。设300g工业绿矾中Fe2+的物质的量为x，根据比例关系，解得x= 1ml。可看作，1 ml Fe2+参与反应，根据铁元素守恒，理论上生成Fe3O4的物质的量为，Fe3O4的摩尔质量为，则理论上生成Fe3O4的质量，。
第五题
蒸汽转化是以烃类与水蒸气反应制备氢气、一氧化碳和二氧化碳的工艺，其中水碳比是目前研究的关键。水碳比是指原料气中和的物质的量之比，一般用表示，即。
用水蒸气重整制氢的总反应为：
已知：燃烧热为，燃烧热为，液态水的汽化热为。
25. 总反应的___________。
用水蒸气重整制氢的总反应可分为以下两个过程：
反应Ⅰ．水蒸气重整：
反应Ⅱ．水煤气变换：
26. 在恒容密闭容器中，加入和一定量的，若仅发生反应Ⅰ，的平衡转化率按不同水碳比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是___________(填字母)。
A. 点a、b、c对应的平衡常数：
B.
C. 下，若容器内比值不变，可判断反应达到平衡
D. 下达平衡后，压强P：
对于反应Ⅱ水煤气变换：，是重要化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。曾有科学家做过如下实验，在下，分别使和还原，得到如下数据：
27. 根据上述实验结果判断：
①、还原为能力的强弱___________(填字母)。
A． B． C． D．无法判断
②反应Ⅱ水煤气变换的化学平衡常数___________(保留2位小数)。
我国学者研发了一种用于低温水煤气变换反应的高效稳定催化剂——原子层金簇负载催化剂，下图表示该催化剂与金催化剂的反应历程：(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)
28. 使用金催化剂(A)和原子层金簇负载催化剂(B)，哪种更有利于该反应进行？___________(填“A”或“B”)，原因___________。
29. 100 kPa时，将水碳比的混合气体投入恒压反应器中，平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
①图中表示的虚线是曲线___________(选填“A”或“B”)，理由是___________。
②总反应的速率也可用单位时间内分压的变化来描述。若反应在下，2小时达到平衡，则这2小时内的___________。(注：气体分压总压强气体物质的量分数)
③若在，将的混合气投入恒容反应器中，则的平衡物质的量分数___________0.04(填“”“”或“”)。
【正确答案】25. 26. CD
27. ①. A ②.
28. ①. B ②. 由图可知，使用催化剂（B）的活化能比使用催化剂（A）的活化能低，因此使用催化剂（B）更有利于该反应进行
29. ①. A ②. 反应I为吸热反应，反应II为放热反应，温度升高，反应I正向移动，反应II逆向移动， 600°C前随温度升高，CO浓度增大使反应II正向进行的程度大于温度升高使其逆向进行的程 度，600°C后随温度升高，CO浓度增大使反应II正向进行的程度小于温度升高使其逆向进行的程度，CO的物质的量分数先增大后减小， 故曲线A符合，CO平衡曲线是曲线B； ③. ④.
【25题详解】
由题可知以下反应的热化学方程式：
（1）
（2）
（3）
由盖斯定律可知总反应的反应热：；
【26题详解】
A．平衡常数只受温度影响，、两点温度相同（），点温度为，由图可知；反应Ⅰ为吸热反应()，升高温度，平衡常数增大，所以，A正确；
B．因为反应开始时加入的的物质的量的值越大，的平衡转化率越高，所以有，B正确；
C．反应开始进行后，容器内比值一直不变，故无法根据这个比值判断反应是否达到平衡，C错误；
D．设起始时的物质的量为，转化了的，容器的体积为，
反应达到平衡后，在同一温度且容器体积不变的情况下，容器内的压强和容器内气体总的物质的量成正比，反应达到平衡后点的总的物质的量为（为点转化了的的物质的量，为点起始时的物质的量），点的总的物质的量为（为点转化了的的物质的量，为点起始时的物质的量），由图可知，，则有，则有，D错误；
故答案选CD；
【27题详解】
①设反应开始时的物质的量为，的物质的量为，转化了的的物质的量为，容器的体积为，
设反应开始时的物质的量为，的物质的量为，转化了的的物质的量为，容器的体积为，
平衡时，的物质的量分数为，的物质的量分数为，则有，则在温度为时，可以还原更多的，故答案选A；
②假设在温度为时，向密闭容器中加入一定量的、气体、，在容器中发生了反应（1）和反应（2），这反应（2）减去反应（1）可得到水煤气变换反应：，达到平衡时，反应（1）的化学平衡常数（根据第三题的小题①详解可以得到），反应（2）的化学平衡常数（根据第三题的小题①详解可以得到），则水煤气变换（）的化学平衡常数：；
【28题详解】
由图可知使用催化剂（B）的活化能比使用催化剂（A）的活化能低，因此使用催化剂（B）更有利于该反应进行；
【29题详解】
①反应I为吸热反应，反应II为放热反应，温 度升高，反应I正向移动，反应II逆向移动， 600°C前随温度升高，CO浓度增大使反应II正向进行的程度大于温度升高使其逆向进行的程 度，600°C后随温度升高，CO浓度增大使反应II正向进行的程度小于温度升高使其逆向进行 的程度，CO的物质的量分数先增大后减小， 故曲线A符合；
②反应开始时，总压强为，根据水碳比可知气体的物质的量分数为，气体的分压，由图可知平衡时气体的分压，则；
③图中红圈中的曲线为恒压条件下平衡时的物质的量分数随温度变化的曲线，点对应的的物质的量分数为；根据反应（）可知，在恒容反应器中随着正反应的进行，容器中的压强会增大（正反应是气体分子数增大的反应），根据勒夏特列原理，压强增大，平衡向逆反应方向移动，平衡时的转化率比恒压时低，故其平衡物质的量分数会大于。化学方程式
平衡后气体的物质的量分数
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