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上海市上海中学东校2023-2024学年高三上学期期中考试 化学试题（含答案）
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这是一份上海市上海中学东校2023-2024学年高三上学期期中考试 化学试题（含答案），共6页。试卷主要包含了金属有机骨架结构材料，过渡元素，太阳能燃料合成项目，有机中间体的合成，大气污染的治理等内容，欢迎下载使用。
( 满分：100分 时间：60分钟 )
本卷可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32
一、金属有机骨架结构材料（本大题19分）
金属有机骨架结构材料（简称MOFs）具有极大的比表面积、复杂且有序的孔结构。以Zn2+和咪唑基有机配体通过配位作用形成的拓朴网状骨架结构的多孔材料（简称ZIFs）就是MOFs中的一种，其在光照条件下可以大量吸附CO2并将其还原。
1. 下列分散系中的微粒也可能具有较大比表面积的是_________。
A. 溶液 B. 胶体 C. 乳浊液 D. 悬浊液
2. 基态锌原子的价层电子排布式是_________________；其最外层电子层有______种形状的原子轨道，有______种不同空间运动状态的电子。Zn2+的离子结构示意图是_____________。
3. 64Zn、66Zn、67Zn、68Zn是锌的四种天然稳定原子，它们之间的关系是_________。
A. 同素异形体 B. 同分异构体 C. 同系物 D. 同位素
4. 72Zn是一种人造不稳定核素，其β衰变产物是72Ga。该衰变产物的元素名称是______，在元素周期表中的位置是_________________________，其最外层电子层中有______种原子轨道的伸展方向。
5. 锌元素的焰色反应颜色是绿色的，下列有关说法错误的是_________。（双选）
A. 焰色反应是物理变化
B. 绿色火焰是Zn失去电子时吸收能量产生的现象
C. 绿色火焰是由于Zn核外电子从较高能量轨道跃迁到较低能量轨道时产生的
D. 焰色反应可以证明Zn核外电子的能量是连续分布的
6. 下列说法可以证明碳、氧元素非金属性强弱的是_________。（双选）
A. CO2分子中的共用电子对偏向O
B. 碳酸是一种不稳定的弱酸
C. 氧气与硫反应生成二氧化硫，碳与硫反应生成二硫化碳
D. C的氢化物比O的氢化物热稳定性好
7. 简述ZIFs材料的应用在应对气候变化、能源利用方面的现实意义（任选2个角度）。
____________________________________________________________________________
二、过渡元素（本大题19分）
Ⅷ族元素Fe、C、Ni性质相似，称为铁系元素，经常用于各种合金材料和配合物，应用十分广泛。
8. Ⅷ族元素位于元素周期表中的区域是_________。
A. s区 B. p区 C. d区 D. f区
9. 下列有关性质可能为金属晶体的性质的是_________。（双选）
A. 固体或熔融后易导电，熔点1000℃左右
B. 易导电，晶体内存在弱相互作用力
C. 固态时不导电，但熔融态可以导电
D. 混合物，固态时能导电
10. 第四电离能I4(C)< I4(Fe)的原因是___________________________________________。
11. 丁二酮肟常用于检验Ni2+：在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni2+反应可生成鲜红色沉淀，图1是其结构，该沉淀物质中含有的作用力有_________。（双选）
A. 离子键 B. 金属键 C. 配位键 D. 氢键
12. 图1结构中，从组成来看，Ni2+是该结构中的_____________，配体数为________。
13. 据报道，某种含有镁、镍和碳三种元素的晶体具有超导性，其结构如图2所示，则该晶体的化学式为_____________，晶体中每个镁原子周围距离最近的镍原子有______个。
14. 配合物在许多方面有着广泛应用，下列有关叙述错误的是_________。
A. 向ZnSO4溶液中逐滴加入氨水，可以除去溶液中的杂质Cu2+
B. 以Mg2+为中心的大环配合物叶绿素能催化光合作用
C. 血红蛋白中Fe2+的卟啉配合物可输送O2
D. [Ag(NH3)2]+是化学镀银溶液的有效成分
15. 配合物Ni(CO)4主要用于制高纯镍粉，也用于电子工业及制造塑料中间体，其在常温下为液态，易溶于CCl4、苯等有机溶剂。固态Ni(CO)4的晶体类型是_________________，其中Ni元素的化合价是_________。
三、太阳能燃料合成项目（本大题21分）
我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。此类可持续燃料项目的推进，将大幅减少燃煤所造成的含硫化合物的环境污染。
16. 太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。下列物质中与单晶硅的晶体类型相同的是_________。（双选）
A. 金刚石 B. 二氧化硅 C. 四氟化硅 D. 硅酸钠
17. SiCl4是生产高纯硅的前驱体。用电子式表示SiCl4的形成过程____________________，其中Si采取的杂化轨道类型为___________。
18. SiCl4可发生水解反应，机理如下：
中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为_________。
A. dsp2 B. sp3d C. sp3d2 D. d2sp
19. CO2的结构式是________________，11.2L CO2分子（体积在标准状况下测定）中存在______个π键。
20. 甲醇的沸点为64.7℃，介于水和甲硫醇（CH3SH，bp. 7.6℃）之间，其原因是________________________________________________________________________。
21. 根据价层电子对互斥理论，下列选项的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_________。
A. H2S B. SO2 C. SO3 D. BF3
22. 比较键角的大小：气态SO3分子_____SO32-离子（填“>”“<”或“=”）。
23. 卤素原子在形成分子过程中能量变化和原子核间距变化如选项中图所示，其中Cl2、Br2、I2均为气态分子，下列选项中的图像正确的是_________。
四、有机中间体的合成（本大题21分）
工业上用苯甲醛（）和丙酮（）合成重要的有机合成中间体苯丁二烯（）的途径如下：
24. 反应①的反应类型是____________，反应⑤的反应试剂与条件是_________________。
25. 物质A不能发生的反应类型是_________。
A. 氧化反应 B. 还原反应 C. 取代反应 D. 消去反应
26. 反应③所获得的有机产物分子中，含有_______个手性碳原子；苯丁二烯分子中最多可以有_______个碳原子共平面。
27. 写出反应④的化学方程式___________________________________________________。
请不要在装订线内答题
28. 写出苯丁二烯与乙烯发生1:1加聚反应产物的结构简式_________________________。
29. 流程中设计反应②和④的目的是_____________________________________________。
30. 写出满足下列条件的苯甲醛同系物的结构简式________________________。
①比苯甲醛多两个碳原子 ②苯环上只有一个取代基 ③含有一个甲基。
31. 丙醛是丙酮的同分异构体，设计由丙醛合成的合成路线。
（合成路线常用的表示方式为：甲 反应试剂
反应条件
乙 ∙∙∙∙∙∙ 反应试剂
反应条件
目标产物）
五、大气污染的治理（本大题20分）
研究NO2、NO、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义，有关研究表明氨气在处理大气污染中有一定的作用。
Ⅰ. 利用反应6NO2(g)＋8NH3(g)7N2(g)＋12H2O(g)可处理NO2。
32. 在2L的密闭容器中，2分钟内上述反应混合物的物质的量增加了0.25ml，则2分钟内T /℃
K
v (NH3)=______________________。
33. 写出该反应的化学平衡常数表达式______________________；已知该反应平衡常数（K）与温度（T）的关系如右图所示， 若升高温度，则v正_______v逆（填“大于”、“小于”或“等于”）；反应达到平衡后若缩小反应容器体积，其它条件不变，则混合气体的平均分子量将_______（填“变大”、“变小”或“不变”）。
Ⅱ. 用尿素CO(NH2)2水解生成的NH3催化还原NO是柴油机车辆尾气净化的主要方法。
4NH3(g)+O2(g)+4NO(g) ⇌ 4N2(g)+6H2O(g)
34. 上述反应的∆S____0（填“>”或“<”）。
35. 尿素在140-160℃时平均水解产氨率可以达到98.73%，写出其水解反应方程式_________________________________________________。
36. 实际应用中，并非加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小，其原因是_______________________________________________________________。
37. 除了利用尿素水解生成氨气，工业制备氨气主要是以氮气、氢气作为原料合成。在下列合成氨的事实中，不能用勒夏特列原理来解释的是_________。
①使用铁催化剂有利于合成氨反应
②在500℃左右高温下反应比常温下更有利于合成氨
③增大体系的压强，可以提高混合物中氨的百分含量
④在合成氨生产中，要不断补充新鲜的高压氮、氢混合气
A. ①③ B. ②④ C. ①② D. ③④
38. 碳铵分解也可获得氨气。一定温度下，将一定量NH4HCO3投入一个密闭容器中发生如下反应：NH4HCO3(s) ⇌ NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)，达到平衡后[CO2]=x ml·L-1，缩小容器体积，经过一段时间反应再次平衡时[CO2]=y ml·L-1，下列有关x和y的关系判断正确的是_________。
A. x>y B. x=y C. xⅢ. 温度达到183.5℃时，可以利用催化剂将NH3分解为N2和H2。
39. 已知该反应的∆S=198.9J·ml-1·K-1，则该反应的∆H=______________（保留1位小数）。
评分标准
一、本大题19分，除额外标注外，2分/空
1. B
2. 3d104s2 1（1分） 1（1分） +30 2 8 18（图略）
3. D
4. 镓（1分） 第4周期ⅢA族 或第4周期第13族（1分） 2（1分）
5. BD
6. AC
7. 吸附CO2减少大气中CO2含量，缓解温室效应；CO2还原产物可作为燃料使用（合理即给分，1个方面1分，共计2分）
二、本大题19分，除额外标注外，2分/空
8. C
9. AD
10. Fe失去第4个电子时破坏其3d原子轨道半满状态，因此其需要的能量大于C
11. CD
12. 中心离子（1分） 2（1分）
13. MgNi3C 12
14. A
15. 分子晶体 0（1分）
三、本大题21分，除额外标注外，2分/空
16. AB
17. 电子式表示SiCl4的形成过程（略） sp3杂化
18. B
19. O=C=O NA
20. 它们都是分子晶体，CH3SH分子间无氢键，而CH3OH分子间氢键作用力比H2O分子间弱（水分子间氢键数量比甲醇分子间氢键数量多）（3分）
21. A
22. >
23. A
四、本大题21分，除额外标注外，2分/空
24. 取代反应 浓硫酸、加热
25. D
26. 2 10
27. 醇溶液的消去反应方程式
28. 略
29. 防止碳碳双键被H2加成，影响后续合成
30. 略
31. 第1步加成：H2、催化剂、加热；第2步消去：浓硫酸、加热；第3步加成：水、催化剂、加热（若拆成先与HX加成再水解，则每一步的试剂与条件均要正确）（3分）
五、本大题20分，除额外标注外，2分/空
32. 0.1ml·L-1·min-1
33. 平衡常数表达式略 小于 变大
34. >
35. CO(NH2)2+H2O===(140-160℃)2NH3↑+CO2↑
36. NO反应消耗完后，剩余的NH3排入大气会造成污染
37. C
38. B
39. 90.8kJ·ml-1
题号
一
二
三
四
五
总分
得分
( 满分：100分 时间：60分钟 )
本卷可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32
一、金属有机骨架结构材料（本大题19分）
金属有机骨架结构材料（简称MOFs）具有极大的比表面积、复杂且有序的孔结构。以Zn2+和咪唑基有机配体通过配位作用形成的拓朴网状骨架结构的多孔材料（简称ZIFs）就是MOFs中的一种，其在光照条件下可以大量吸附CO2并将其还原。
1. 下列分散系中的微粒也可能具有较大比表面积的是_________。
A. 溶液 B. 胶体 C. 乳浊液 D. 悬浊液
2. 基态锌原子的价层电子排布式是_________________；其最外层电子层有______种形状的原子轨道，有______种不同空间运动状态的电子。Zn2+的离子结构示意图是_____________。
3. 64Zn、66Zn、67Zn、68Zn是锌的四种天然稳定原子，它们之间的关系是_________。
A. 同素异形体 B. 同分异构体 C. 同系物 D. 同位素
4. 72Zn是一种人造不稳定核素，其β衰变产物是72Ga。该衰变产物的元素名称是______，在元素周期表中的位置是_________________________，其最外层电子层中有______种原子轨道的伸展方向。
5. 锌元素的焰色反应颜色是绿色的，下列有关说法错误的是_________。（双选）
A. 焰色反应是物理变化
B. 绿色火焰是Zn失去电子时吸收能量产生的现象
C. 绿色火焰是由于Zn核外电子从较高能量轨道跃迁到较低能量轨道时产生的
D. 焰色反应可以证明Zn核外电子的能量是连续分布的
6. 下列说法可以证明碳、氧元素非金属性强弱的是_________。（双选）
A. CO2分子中的共用电子对偏向O
B. 碳酸是一种不稳定的弱酸
C. 氧气与硫反应生成二氧化硫，碳与硫反应生成二硫化碳
D. C的氢化物比O的氢化物热稳定性好
7. 简述ZIFs材料的应用在应对气候变化、能源利用方面的现实意义（任选2个角度）。
____________________________________________________________________________
二、过渡元素（本大题19分）
Ⅷ族元素Fe、C、Ni性质相似，称为铁系元素，经常用于各种合金材料和配合物，应用十分广泛。
8. Ⅷ族元素位于元素周期表中的区域是_________。
A. s区 B. p区 C. d区 D. f区
9. 下列有关性质可能为金属晶体的性质的是_________。（双选）
A. 固体或熔融后易导电，熔点1000℃左右
B. 易导电，晶体内存在弱相互作用力
C. 固态时不导电，但熔融态可以导电
D. 混合物，固态时能导电
10. 第四电离能I4(C)< I4(Fe)的原因是___________________________________________。
11. 丁二酮肟常用于检验Ni2+：在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni2+反应可生成鲜红色沉淀，图1是其结构，该沉淀物质中含有的作用力有_________。（双选）
A. 离子键 B. 金属键 C. 配位键 D. 氢键
12. 图1结构中，从组成来看，Ni2+是该结构中的_____________，配体数为________。
13. 据报道，某种含有镁、镍和碳三种元素的晶体具有超导性，其结构如图2所示，则该晶体的化学式为_____________，晶体中每个镁原子周围距离最近的镍原子有______个。
14. 配合物在许多方面有着广泛应用，下列有关叙述错误的是_________。
A. 向ZnSO4溶液中逐滴加入氨水，可以除去溶液中的杂质Cu2+
B. 以Mg2+为中心的大环配合物叶绿素能催化光合作用
C. 血红蛋白中Fe2+的卟啉配合物可输送O2
D. [Ag(NH3)2]+是化学镀银溶液的有效成分
15. 配合物Ni(CO)4主要用于制高纯镍粉，也用于电子工业及制造塑料中间体，其在常温下为液态，易溶于CCl4、苯等有机溶剂。固态Ni(CO)4的晶体类型是_________________，其中Ni元素的化合价是_________。
三、太阳能燃料合成项目（本大题21分）
我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。此类可持续燃料项目的推进，将大幅减少燃煤所造成的含硫化合物的环境污染。
16. 太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。下列物质中与单晶硅的晶体类型相同的是_________。（双选）
A. 金刚石 B. 二氧化硅 C. 四氟化硅 D. 硅酸钠
17. SiCl4是生产高纯硅的前驱体。用电子式表示SiCl4的形成过程____________________，其中Si采取的杂化轨道类型为___________。
18. SiCl4可发生水解反应，机理如下：
中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为_________。
A. dsp2 B. sp3d C. sp3d2 D. d2sp
19. CO2的结构式是________________，11.2L CO2分子（体积在标准状况下测定）中存在______个π键。
20. 甲醇的沸点为64.7℃，介于水和甲硫醇（CH3SH，bp. 7.6℃）之间，其原因是________________________________________________________________________。
21. 根据价层电子对互斥理论，下列选项的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_________。
A. H2S B. SO2 C. SO3 D. BF3
22. 比较键角的大小：气态SO3分子_____SO32-离子（填“>”“<”或“=”）。
23. 卤素原子在形成分子过程中能量变化和原子核间距变化如选项中图所示，其中Cl2、Br2、I2均为气态分子，下列选项中的图像正确的是_________。
四、有机中间体的合成（本大题21分）
工业上用苯甲醛（）和丙酮（）合成重要的有机合成中间体苯丁二烯（）的途径如下：
24. 反应①的反应类型是____________，反应⑤的反应试剂与条件是_________________。
25. 物质A不能发生的反应类型是_________。
A. 氧化反应 B. 还原反应 C. 取代反应 D. 消去反应
26. 反应③所获得的有机产物分子中，含有_______个手性碳原子；苯丁二烯分子中最多可以有_______个碳原子共平面。
27. 写出反应④的化学方程式___________________________________________________。
请不要在装订线内答题
28. 写出苯丁二烯与乙烯发生1:1加聚反应产物的结构简式_________________________。
29. 流程中设计反应②和④的目的是_____________________________________________。
30. 写出满足下列条件的苯甲醛同系物的结构简式________________________。
①比苯甲醛多两个碳原子 ②苯环上只有一个取代基 ③含有一个甲基。
31. 丙醛是丙酮的同分异构体，设计由丙醛合成的合成路线。
（合成路线常用的表示方式为：甲 反应试剂
反应条件
乙 ∙∙∙∙∙∙ 反应试剂
反应条件
目标产物）
五、大气污染的治理（本大题20分）
研究NO2、NO、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义，有关研究表明氨气在处理大气污染中有一定的作用。
Ⅰ. 利用反应6NO2(g)＋8NH3(g)7N2(g)＋12H2O(g)可处理NO2。
32. 在2L的密闭容器中，2分钟内上述反应混合物的物质的量增加了0.25ml，则2分钟内T /℃
K
v (NH3)=______________________。
33. 写出该反应的化学平衡常数表达式______________________；已知该反应平衡常数（K）与温度（T）的关系如右图所示， 若升高温度，则v正_______v逆（填“大于”、“小于”或“等于”）；反应达到平衡后若缩小反应容器体积，其它条件不变，则混合气体的平均分子量将_______（填“变大”、“变小”或“不变”）。
Ⅱ. 用尿素CO(NH2)2水解生成的NH3催化还原NO是柴油机车辆尾气净化的主要方法。
4NH3(g)+O2(g)+4NO(g) ⇌ 4N2(g)+6H2O(g)
34. 上述反应的∆S____0（填“>”或“<”）。
35. 尿素在140-160℃时平均水解产氨率可以达到98.73%，写出其水解反应方程式_________________________________________________。
36. 实际应用中，并非加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小，其原因是_______________________________________________________________。
37. 除了利用尿素水解生成氨气，工业制备氨气主要是以氮气、氢气作为原料合成。在下列合成氨的事实中，不能用勒夏特列原理来解释的是_________。
①使用铁催化剂有利于合成氨反应
②在500℃左右高温下反应比常温下更有利于合成氨
③增大体系的压强，可以提高混合物中氨的百分含量
④在合成氨生产中，要不断补充新鲜的高压氮、氢混合气
A. ①③ B. ②④ C. ①② D. ③④
38. 碳铵分解也可获得氨气。一定温度下，将一定量NH4HCO3投入一个密闭容器中发生如下反应：NH4HCO3(s) ⇌ NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)，达到平衡后[CO2]=x ml·L-1，缩小容器体积，经过一段时间反应再次平衡时[CO2]=y ml·L-1，下列有关x和y的关系判断正确的是_________。
A. x>y B. x=y C. x
39. 已知该反应的∆S=198.9J·ml-1·K-1，则该反应的∆H=______________（保留1位小数）。
评分标准
一、本大题19分，除额外标注外，2分/空
1. B
2. 3d104s2 1（1分） 1（1分） +30 2 8 18（图略）
3. D
4. 镓（1分） 第4周期ⅢA族 或第4周期第13族（1分） 2（1分）
5. BD
6. AC
7. 吸附CO2减少大气中CO2含量，缓解温室效应；CO2还原产物可作为燃料使用（合理即给分，1个方面1分，共计2分）
二、本大题19分，除额外标注外，2分/空
8. C
9. AD
10. Fe失去第4个电子时破坏其3d原子轨道半满状态，因此其需要的能量大于C
11. CD
12. 中心离子（1分） 2（1分）
13. MgNi3C 12
14. A
15. 分子晶体 0（1分）
三、本大题21分，除额外标注外，2分/空
16. AB
17. 电子式表示SiCl4的形成过程（略） sp3杂化
18. B
19. O=C=O NA
20. 它们都是分子晶体，CH3SH分子间无氢键，而CH3OH分子间氢键作用力比H2O分子间弱（水分子间氢键数量比甲醇分子间氢键数量多）（3分）
21. A
22. >
23. A
四、本大题21分，除额外标注外，2分/空
24. 取代反应 浓硫酸、加热
25. D
26. 2 10
27. 醇溶液的消去反应方程式
28. 略
29. 防止碳碳双键被H2加成，影响后续合成
30. 略
31. 第1步加成：H2、催化剂、加热；第2步消去：浓硫酸、加热；第3步加成：水、催化剂、加热（若拆成先与HX加成再水解，则每一步的试剂与条件均要正确）（3分）
五、本大题20分，除额外标注外，2分/空
32. 0.1ml·L-1·min-1
33. 平衡常数表达式略 小于 变大
34. >
35. CO(NH2)2+H2O===(140-160℃)2NH3↑+CO2↑
36. NO反应消耗完后，剩余的NH3排入大气会造成污染
37. C
38. B
39. 90.8kJ·ml-1
题号
一
二
三
四
五
总分
得分
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