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上海市嘉定区第一中学2023-2024学年高二下学期期末质量检测+化学（等级）A卷+试题
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这是一份上海市嘉定区第一中学2023-2024学年高二下学期期末质量检测+化学（等级）A卷+试题，共6页。试卷主要包含了 以下均从选项中选择等内容，欢迎下载使用。
可能用到的原子量: H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Cl-35.5
一、化学材料
I.聚氮化硫(SN)ₓ是重要的超导材料，目前已成为全球材料行业研究的热点。回答下列问题：
1. 下列轨道表示式能表示氮原子的最低能量状态的是
2. S原子的基态原子核外有 个未成对电子，有 种不同形状的电子云。
3. S、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为
4. 已知SCN⁻中C原子为中心原子，则其空间构型为
5. (CH₃)₃N中N原子杂化方式为 .As与N是同主族元素, AsH₃的相对分子质量比NH₃大，实验测得AsH₃沸点化NH₃低，其原因是 。
Ⅱ.GaN是一种重要的半导体材料，其晶胞结构和金刚石类似，其晶胞结构如图。
6. 氮化镓中氮原子与镓原子之间以 键相结合，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为 。
7. GaN晶体的晶胞边长为apm，摩尔质量为 Mg⋅ml⁻¹, GaN晶体的密度为 g·cm⁻³(只要求列算式，不必计算出结果， 1pm=10⁻¹⁰cm)。
Ⅲ.亚硝酰氯(NOCl)主要用于合成洗涤剂、催化剂，也可用作有机合成中间体。NOCl在一定频率(v)光的照射下会发生光解，其反应机理为：
第一步: NOCl+hv→NOCl*; 第二步: NOCl+NOCl*→2NO+Cl₂其中
hv表示一个光子能量，NOCl*表示NOCl的激发态。
8. 以下均从选项中选择:第一步的焓变△H 0;第二步的熵变△S 0。填 (>,<,=)
9. 激光照射下NOCl分子会发生解离，将产物通过质谱，发现存在m/z=30的离子峰，该峰对应的微粒是 (已知各产物微粒均带1个单位正电荷)。
A. NOCl⁺ B. NO⁺ C. Cl⁺ D. OCl⁺
二、能源化学
Ⅰ：在Ni基催化剂作用下，可将含碳温室气体转化为CO.
10. Ni能与CO 形成正四面体形的配位分子 Ni(CO)₄, 该分子属于 。
A.极性分子 B.非极性分子
11. 1mlNi(CO)₄中含有 mlσ键。
12. 已知CO 的燃烧热为-283kJ·ml⁻¹, H₂的燃烧热为 -286kJ⋅ml⁻¹。用 CH₄和CO₂反应所得的合成气(CO与H₂的混合气体)的热值(单位：MJ·m³)为多少?(写出计算过程，体积按标准状况计算， 1MJ=1×10³kJ)。
一定条件下，CH₄和CO₂都能与H₂O形成笼状结构的水合物晶体(如下左图)，相关参数如下右表所示。
13. “可燃冰”中分子间存在的作用有 。
14.为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用 CO₂置换 CH₄的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是 。
Ⅱ：发射卫星时可用 N₂H₄为燃料，实验室可用如下装置，在碱性条件下合成 N₂H₄：
15.完成装置 B 中发生反应的离子方程式(化学计量数为 1 则省略)：
NH3+ ClO-= N2H₄+
16.装置 A 试管中的试剂为 ;仪器 a 的作用是 。
17.装置 C 中每生成 112mL(折算至标准状况)气体，转移电子数目为 ； 仪器b 的导管作用为
18.上述装置中存在一处缺陷，会导致肼的产率降低，改进方法是 。
三、工业合成
CH₄和CO₂是温室气体的主要组成部分，利用( CH₄-CO₂干重整反应不仅可以实现对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响，其过程为：
主反应： CH₄g+CO₂g⇌2COg+2H₂g△H₁=247.3kJ⋅ml⁻¹
副反应(积碳反应)： CH₄g=Cs+2N₂g△H₂=74.9kJ⋅ml⁻¹
副反应(消碳反应)： CO₂g+Cs=2COg△H₃
19. 关于 CH₄-CO₂干重整反应的自发性判断正确的是 。
A.仅在高温下自发 B.仅在低温下自发 C.始终自发
20.消碳反应的焓变 △H₃= KJml⁻¹。
在体积为2L的容器中发生 CH₄-CO₂干重整反应，当投料比 nCH4nCO2=2.0时, CO₂的平衡转化率(α)与温度(T)、初始气体总物质的量(n)的关系如图所示。
21.下列能判断干重整反应达到平衡的标志是 。
A.正、逆反应都还在继续进行 B.容器中混合气体密度保持不变
C.反应的浓度商Q保持不变 D.混合气体中 CO与H₂的浓度之比保持不变
22.由如图可知，初始气体总物质的量 n₂ n₁。
A. 大于 B. 等于 C. 小于
23. M 点对应平衡常数的值为 (精确至 0.01)。
24.若保持初始气体总物质的量仍为3ml，且改变了一个条件，CO₂的平衡转化率由M点变为N点，则改变的条件可能是 。(不定项)
A 升高温度 B.扩大容器体积 C.加入高效催化剂 D.增大投料比 nCH4nCO2
制约干重整反应工业化应用的主要问题是催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。两种催化剂X、Y对积碳与消碳反应的影响如图所示：
25.从消除催化剂表面积碳角度考虑，哪种催化剂更适合用于生产? 说明理由 。
26.在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的升高而减小。当温度升高时，关于积碳反应，消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是 。.
A. K积碳减少 K消碳增加 B. V积碳减少 V消碳增加
C. K积碳与K消碳均减小，但前者减小更多 D.V积碳与V消碳均增加，但后者增加更多
27.研究发现，通入水蒸气也能有效清除积碳，反应的化学方程式可能为 。
四、有机合成
近期我国科学家报道用[4+2]环加成反应合成了具有生物活性的多宫能团化合物(E)，部分合成路线如图：
28.E中含有的含氧宫能团有 (填名称)。
29. 写出B的结构简式 。
30.写出C生成D所需要的试剂与条件: ; 。
31.E中含有不对称碳原子数目为 。
A. 0个 B. 1个 C. 2个 D、3个
32.设计实验方案验证产物E中是否含有D物质
33. 写出 D 与足量 NaOH 溶液共热的反应式
34.化合物X是物质C的同分异构体，且同时满足以下条件，写出一种X的结构简式
i.苯环上有三个取代基，且苯环上一氯代物只有2种
ii.既能与NaOH溶液反应，又能发生银镜反应
35.结合题示信息，写出仅以乙醛为有机原料合成高分子 的合成路线 。
五、化学实验
Na₂O₂是一种重要的物质，可用作漂白剂、消毒剂、氧化剂及供氧剂。某研究性学习小组在探究淡黄色Na₂O₂与H₂O 反应时物质变化与能量变化时，设计了如图所示的I和II两组实验装置。
请分析图中相关变化，并完成下列问题：
36. ①中 Na₂O₂的电子式 ，其中正负离子个数比为 。
37.②中的大量气泡主要成分是 。
38.③中溶液变红，说明反应混合液呈 。
A. 酸性 B. 碱性 C. 中性 D.不确定
39.根据④和⑤中的现象分析，对反应过程的推测合理的是 。(不定项)
A.反应过程中可能生成了一种中间过渡产物H₂O₂ B.④→⑤发生的反应肯定属于氧化还原反应
C.MnO₂的主要作用是降低了水中氧气的溶解度
D.⑤红色褪去说明溶液碱性减弱，反滴入NaOH 溶液红色再现
在II中把小试管套在带支管的试管内，在小试管里加入1g淡黄色 Na₂O₂。在 U形管内加入少量红墨水。打开T形管螺旋夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面。再夹紧螺旋夹，把水滴入小试管内，可观察到U形管右侧的液面立即下降，左侧的液面上升。
40. 由此推知, Na₂O₂与H₂O反应过程中, 能量转化形式为 .
41.可以用来表示 Na₂O₂与H₂O反应的图像是 。
42.从化学反应过程中旧键断裂和新键形成角度，分析Ⅱ中“U 形管右侧的液面立即下降，左侧的液面上升”的原因： 。
43. 分析 Na₂O₂与 H₂O反应时的物质转化关系，试推测 16gCH₄完全燃烧的产物通入足量的 Na₂O₂中,Na₂O₂增重应为 、
分子直径/nm
分子与H₂O的结合能E /kJ·ml⁻l
CH₄
0.436
16.40
CO₂
0.512
29.91
可能用到的原子量: H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Cl-35.5
一、化学材料
I.聚氮化硫(SN)ₓ是重要的超导材料，目前已成为全球材料行业研究的热点。回答下列问题：
1. 下列轨道表示式能表示氮原子的最低能量状态的是
2. S原子的基态原子核外有 个未成对电子，有 种不同形状的电子云。
3. S、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为
4. 已知SCN⁻中C原子为中心原子，则其空间构型为
5. (CH₃)₃N中N原子杂化方式为 .As与N是同主族元素, AsH₃的相对分子质量比NH₃大，实验测得AsH₃沸点化NH₃低，其原因是 。
Ⅱ.GaN是一种重要的半导体材料，其晶胞结构和金刚石类似，其晶胞结构如图。
6. 氮化镓中氮原子与镓原子之间以 键相结合，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为 。
7. GaN晶体的晶胞边长为apm，摩尔质量为 Mg⋅ml⁻¹, GaN晶体的密度为 g·cm⁻³(只要求列算式，不必计算出结果， 1pm=10⁻¹⁰cm)。
Ⅲ.亚硝酰氯(NOCl)主要用于合成洗涤剂、催化剂，也可用作有机合成中间体。NOCl在一定频率(v)光的照射下会发生光解，其反应机理为：
第一步: NOCl+hv→NOCl*; 第二步: NOCl+NOCl*→2NO+Cl₂其中
hv表示一个光子能量，NOCl*表示NOCl的激发态。
8. 以下均从选项中选择:第一步的焓变△H 0;第二步的熵变△S 0。填 (>,<,=)
9. 激光照射下NOCl分子会发生解离，将产物通过质谱，发现存在m/z=30的离子峰，该峰对应的微粒是 (已知各产物微粒均带1个单位正电荷)。
A. NOCl⁺ B. NO⁺ C. Cl⁺ D. OCl⁺
二、能源化学
Ⅰ：在Ni基催化剂作用下，可将含碳温室气体转化为CO.
10. Ni能与CO 形成正四面体形的配位分子 Ni(CO)₄, 该分子属于 。
A.极性分子 B.非极性分子
11. 1mlNi(CO)₄中含有 mlσ键。
12. 已知CO 的燃烧热为-283kJ·ml⁻¹, H₂的燃烧热为 -286kJ⋅ml⁻¹。用 CH₄和CO₂反应所得的合成气(CO与H₂的混合气体)的热值(单位：MJ·m³)为多少?(写出计算过程，体积按标准状况计算， 1MJ=1×10³kJ)。
一定条件下，CH₄和CO₂都能与H₂O形成笼状结构的水合物晶体(如下左图)，相关参数如下右表所示。
13. “可燃冰”中分子间存在的作用有 。
14.为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用 CO₂置换 CH₄的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是 。
Ⅱ：发射卫星时可用 N₂H₄为燃料，实验室可用如下装置，在碱性条件下合成 N₂H₄：
15.完成装置 B 中发生反应的离子方程式(化学计量数为 1 则省略)：
NH3+ ClO-= N2H₄+
16.装置 A 试管中的试剂为 ;仪器 a 的作用是 。
17.装置 C 中每生成 112mL(折算至标准状况)气体，转移电子数目为 ； 仪器b 的导管作用为
18.上述装置中存在一处缺陷，会导致肼的产率降低，改进方法是 。
三、工业合成
CH₄和CO₂是温室气体的主要组成部分，利用( CH₄-CO₂干重整反应不仅可以实现对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响，其过程为：
主反应： CH₄g+CO₂g⇌2COg+2H₂g△H₁=247.3kJ⋅ml⁻¹
副反应(积碳反应)： CH₄g=Cs+2N₂g△H₂=74.9kJ⋅ml⁻¹
副反应(消碳反应)： CO₂g+Cs=2COg△H₃
19. 关于 CH₄-CO₂干重整反应的自发性判断正确的是 。
A.仅在高温下自发 B.仅在低温下自发 C.始终自发
20.消碳反应的焓变 △H₃= KJml⁻¹。
在体积为2L的容器中发生 CH₄-CO₂干重整反应，当投料比 nCH4nCO2=2.0时, CO₂的平衡转化率(α)与温度(T)、初始气体总物质的量(n)的关系如图所示。
21.下列能判断干重整反应达到平衡的标志是 。
A.正、逆反应都还在继续进行 B.容器中混合气体密度保持不变
C.反应的浓度商Q保持不变 D.混合气体中 CO与H₂的浓度之比保持不变
22.由如图可知，初始气体总物质的量 n₂ n₁。
A. 大于 B. 等于 C. 小于
23. M 点对应平衡常数的值为 (精确至 0.01)。
24.若保持初始气体总物质的量仍为3ml，且改变了一个条件，CO₂的平衡转化率由M点变为N点，则改变的条件可能是 。(不定项)
A 升高温度 B.扩大容器体积 C.加入高效催化剂 D.增大投料比 nCH4nCO2
制约干重整反应工业化应用的主要问题是催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。两种催化剂X、Y对积碳与消碳反应的影响如图所示：
25.从消除催化剂表面积碳角度考虑，哪种催化剂更适合用于生产? 说明理由 。
26.在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的升高而减小。当温度升高时，关于积碳反应，消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是 。.
A. K积碳减少 K消碳增加 B. V积碳减少 V消碳增加
C. K积碳与K消碳均减小，但前者减小更多 D.V积碳与V消碳均增加，但后者增加更多
27.研究发现，通入水蒸气也能有效清除积碳，反应的化学方程式可能为 。
四、有机合成
近期我国科学家报道用[4+2]环加成反应合成了具有生物活性的多宫能团化合物(E)，部分合成路线如图：
28.E中含有的含氧宫能团有 (填名称)。
29. 写出B的结构简式 。
30.写出C生成D所需要的试剂与条件: ; 。
31.E中含有不对称碳原子数目为 。
A. 0个 B. 1个 C. 2个 D、3个
32.设计实验方案验证产物E中是否含有D物质
33. 写出 D 与足量 NaOH 溶液共热的反应式
34.化合物X是物质C的同分异构体，且同时满足以下条件，写出一种X的结构简式
i.苯环上有三个取代基，且苯环上一氯代物只有2种
ii.既能与NaOH溶液反应，又能发生银镜反应
35.结合题示信息，写出仅以乙醛为有机原料合成高分子 的合成路线 。
五、化学实验
Na₂O₂是一种重要的物质，可用作漂白剂、消毒剂、氧化剂及供氧剂。某研究性学习小组在探究淡黄色Na₂O₂与H₂O 反应时物质变化与能量变化时，设计了如图所示的I和II两组实验装置。
请分析图中相关变化，并完成下列问题：
36. ①中 Na₂O₂的电子式 ，其中正负离子个数比为 。
37.②中的大量气泡主要成分是 。
38.③中溶液变红，说明反应混合液呈 。
A. 酸性 B. 碱性 C. 中性 D.不确定
39.根据④和⑤中的现象分析，对反应过程的推测合理的是 。(不定项)
A.反应过程中可能生成了一种中间过渡产物H₂O₂ B.④→⑤发生的反应肯定属于氧化还原反应
C.MnO₂的主要作用是降低了水中氧气的溶解度
D.⑤红色褪去说明溶液碱性减弱，反滴入NaOH 溶液红色再现
在II中把小试管套在带支管的试管内，在小试管里加入1g淡黄色 Na₂O₂。在 U形管内加入少量红墨水。打开T形管螺旋夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面。再夹紧螺旋夹，把水滴入小试管内，可观察到U形管右侧的液面立即下降，左侧的液面上升。
40. 由此推知, Na₂O₂与H₂O反应过程中, 能量转化形式为 .
41.可以用来表示 Na₂O₂与H₂O反应的图像是 。
42.从化学反应过程中旧键断裂和新键形成角度，分析Ⅱ中“U 形管右侧的液面立即下降，左侧的液面上升”的原因： 。
43. 分析 Na₂O₂与 H₂O反应时的物质转化关系，试推测 16gCH₄完全燃烧的产物通入足量的 Na₂O₂中,Na₂O₂增重应为 、
分子直径/nm
分子与H₂O的结合能E /kJ·ml⁻l
CH₄
0.436
16.40
CO₂
0.512
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