福建省名校联盟2024-2025学年高三上学期期中考试 化学试题（解析版）-A4

这是一份福建省名校联盟2024-2025学年高三上学期期中考试 化学试题（解析版）-A4，共18页。试卷主要包含了考试结束后，将答题卡交回， 铍用于宇航器件的构筑等内容，欢迎下载使用。
本试卷共8页，考试时间75分钟，总分100分。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量：N 14 O16 Na 23
一、选择题(每题只有一个正确答案。每题4分，共40分。)
1. 2024年10月14日，嫦娥六号取自月球背面的土壤样品首次亮相海外。下列说法正确的是
A. 月壤中含有珍贵的，其与互为同位素
B. 航天员手臂“延长器”中的碳纤维属于有机高分子材料
C. 量子通信材料如螺旋碳纳米管、石墨烯等纳米材料属于胶体
D. “嫦娥六号”探测器使用的太阳能电池可将化学能转化为电能
【答案】A
【解析】
【详解】A．和，为同种元素的不同原子，互为同位素，故A正确；
B．碳纤维属于新型无机非金属材料，故B错误；
C．胶体属于混合物，故C错误；
D．太阳能电池是将太阳能转化为电能，故D错误；
故选：A。
2. 下列实验操作正确且能达到目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A．容量瓶中不能用于溶解固体，NaOH固体溶解应该在烧杯进行，再转移至容量瓶中，A错误；
B．中和热测定应用环形玻璃搅拌棒，不能用铜制搅拌器，金属铜具有导热性，会造成热量损失，影响实验结果，B错误；
C．滴定盐酸的碱液应该放在碱式滴定管，且滴定过程中眼睛应该注视锥形瓶溶液颜色变化，C错误；
D．向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，煮沸至液体呈红褐色，停止加热，可制备氢氧化铁胶体，D正确；
故答案选D。
3. 在下列稀溶液中通入过量，相关反应的离子方程式错误的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A．酸性高锰酸钾与二氧化硫反应生成锰离子和硫酸根，离子方程式为：，溶液紫红色褪去，A正确；
B．溶液与二氧化硫发生氧化还原反应生成氯化亚铁和硫酸，离子方程式为，溶液颜色由棕黄色溶液变浅绿色，B正确；
C． (含酚酞)溶液中通入过量SO2，反应生成二氧化碳和亚硫酸氢钠，离子方程式为：，溶液由红色变无色，C错误；
D．含等物质的量的和通入过量SO2，与SO2反应生成H2SO4，H2SO4与BaCl2反应最终生成白色BaSO4沉淀，离子方程式为：，D正确；
故选C。
4. 氮及其化合物部分转化关系如下，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 常温下，的氨水中含有数目为
B. 常温常压下，中含有的分子数为
C. 反应①中生成的转移的电子数为
D. 标准状况下，中所含质子总数为
【答案】B
【解析】
【分析】NH3与O2在催化剂存在、加热反应生成X，NH3与X反应生成N2，则X为NO，NO与O2反应生成NO2，NO2部分转化为N2O4，即存在可逆反应2NO2N2O4，Z为NO2和N2O4，NO与还原酶Ⅰ反应生成Y，Y与还原酶Ⅱ反应生成N2，Y为N2O。
【详解】A．常温下1LpH=11的氨水中OH-物质的量为10-3ml/L×1L=10-3ml，含OH-的数目为10-3NA，A项正确；
B．常温常压下，Z为NO2和N2O4，4.6gNO2、4.6gN2O4物质的量分别为0.1ml、0.05ml，则4.6gZ中含有的分子数小于0.1NA，B项错误；
C．反应①为NH3与NO反应生成N2和H2O：4NH3+6NO5N2+6H2O，每生成5mlN2转移12ml电子，则生成1mlN2转移电子物质的量为2.4ml，转移电子数为2.4NA，C项正确；
D．1个N2O中有22个质子，标准状况下2.24LN2O物质的量为0.1ml，含质子物质的量为2.2ml，含质子数为2.2NA，D项正确；
答案选B。
5. 近期我国科技工作者基于生物质平台分子糠醛()的氧化还原性，创制了一种新型可充放电的“生物质电池”，在存储和释放电力的同时，可生产高附加值的化学品，其原理如下。下列说法错误的是
A. 放电时，溶液中的从右室移向左室
B. 充电时，电极a连接铅酸蓄电池的电极
C. 放电时，正极反应式为
D. 充电时，电路中每转移，理论上生成
【答案】B
【解析】
【分析】由题意可知，放电时：电极a失去电子，a为负极，b为正极，此时糠醛转化为糠酸；充电时：a电极糠醛转化为糠醇，发生还原反应，a为阴极，b为阳极，以此解题。
【详解】A．由分析可知，放电时，a为负极，此时阴离子向负极移动，则放电时，溶液中的从右室移向左室，A正确；
B．由分析可知，充电时，a为阴极，则充电时，电极a连接铅酸蓄电池的Pb电极，B错误；
C．放电时，b为正极，结合图示可知，则放电时，正极反应式为，C正确；
D．充电时，当1ml糠醛转化时，转移2mle-，则充电时，电路中每转移，理论上生成，D正确；
故选B。
6. 我国科学家最近研究的一种无机盐纳米药物，具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力，组成元素均位于前四周期。原子的外层电子数是其内层电子数的2倍，原子的层未成对电子数为4，X、、属于不同周期。和的第一电离能都大于左右相邻元素。下列叙述正确的是
A. 简单氢化物的键角：
B. 最高价氧化物对应水化物碱性：
C. 该盐可捕获形成更难溶的物质
D. 氧化物的熔点：
【答案】D
【解析】
【分析】W、X 、Y、Z均位于前四周期，X的外层电子数是其内层电子数的2倍，则X为C元素；每个周期的ⅡA和ⅤA的元素的第一电离能都比左右相邻元素的高，W和Z分别为N和Mg；Y的M层未成对电子数为4，则其3d轨道上有4个不成对电子，其价电子排布式为3d64s2，Y为Fe元素。可推出该无机盐为。据此分析解答。
【详解】A．为正四面体结构，为三角锥形，分子的键角应该大于，A错误；
B．属于中强碱，碱性强于氢氧化铁，B错误；
C．该盐为，可捕获Fe2+形成更难溶的蓝色沉淀，故C错误；
D．氮的氧化物属于分子晶体，属于离子晶体，一般离子晶体的熔点高于分子晶体，D正确；
故选：D。
7. 过渡金属氧化物离子(以 MO＋表示)在烃类的选择性氧化等方面应用广泛。MO＋与CH4反应的过程如下。已知其他条件不变时，直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢。下列说法正确的是
A. 反应过程中涉及非极性键的断裂与形成
B. 其他条件相同时，CD4与MO＋发生上述反应的E1变小
C. 若MO＋与CH3D反应，生成的氘代甲醇有2种
D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。根据转化关系可知反应过程中涉及了极性键的断裂和形成，而没有非极性键的断裂与形成，A错误；
B．一般情况下，活化能越大，化学反应速率越小。依据题意，将D替换H会使速率降低，则反应的活化能E1会增大，B错误；
C．生成的氘代甲醇有2种，分别为CH2DOH和CH3OD，C正确；
D．一个反应的ΔH=正反应的活化能－逆反应的活化能；根据反应历程，则反应的焓变ΔH=E1－E2＋E3－E4，D错误；
答案选C。
8. 实验室用还原(沸点31.85℃)制备高纯硅的装置如下(夹持装置和尾气处理装置略去)。下列说法错误的是（ ）
A. 装置I也可用于实验室制备
B. 装置II、III中依次盛装的是浓硫酸和高于32℃的热水
C. 实验时，应先打开活塞K，对氢气进行验纯后，再加热管式炉
D. 为鉴定制得的硅中是否含微量铁单质，仅需使用盐酸和溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A．装置Ⅰ是启普发生器，目的是制备氢气，除了可以制备氢气，还可以使用碳酸钙和盐酸在启普发生器中制备二氧化碳，A正确；
B．制备高纯硅反应在装置Ⅳ中进行，氢气中含有水蒸气，对后续实验产生干扰，必须除去，因此装置Ⅱ的作用是除去氢气中的水蒸气，即装置Ⅱ中盛放浓硫酸，装置Ⅲ的作用是提供SiHCl3气体，因此在水浴中加热，B正确；
C．实验时应先通入氢气，目的是排出装置中的空气，防止氢气不纯，在加热时爆炸，因此实验时，应先打开活塞K，对氢气进行验纯后，再加热管式炉，C正确；
D．铁与盐酸反应生成Fe2+，但Fe2+与KSCN溶液不反应，仅使用盐酸和溶液不可以鉴定是否含有铁单质，D错误；
故选D
【点睛】启普发生器能制备的气体有：氢气、二氧化碳、硫化氢。
9. 铍用于宇航器件的构筑。一种从铝硅酸盐[Be3Al2(SiO3)6]中提取铍的工艺流程如下：
已知：；HA为有机酸；“反萃取”生成Na2[Be(OH)4]。下列说法错误的是
A. “滤渣”的主要成分为H2SiO3
B. “萃取分液”的目的是分离Be2＋和Al3＋
C. “反萃取”的化学方程式为
D. 离子中4个O原子位于正四面体四个顶点
【答案】C
【解析】
【分析】铝硅酸盐先加热熔融，然后快速冷却到呈玻璃态，再加入稀硫酸酸浸过滤，滤渣的成分为H2SiO3，“滤液1”中有Be2＋和Al3＋。加入含HA的煤油将Be2＋萃取到有机相中，水相1中含有Al3＋，有机相为BeA2(HA)2。加入过量NaOH反萃取Be2＋使其转化为Na2[Be(OH)4]进入水相2中，分离出含NaA的煤油，最后对水相2加热过滤，分离出Be(OH)2，通过系列操作得到金属铍。
【详解】A．铝硅酸盐加热熔融，快速冷却后得到其玻璃态，再加入稀硫酸酸浸过滤，铝硅酸盐中的硅酸根与H＋反应生成H2SiO3沉淀，因此滤渣的成分为H2SiO3，正确，A不符合题意；
B．根据转化流程可知Al3＋进入“水相1”，Be2＋进入有机相，目的是分离Be2＋和Al3＋，正确，B不符合题意；
C．“反萃取”加入了过量溶液，有机酸会继续与溶液反应，方程式应为，错误，C符合题意；
D．离子中Be原子的杂化方式为sp3，四个原子构成正四面体，正确，D不符合题意；
答案选C。
10. 常温下己二酸溶液中，与离子浓度变化的关系如图。下列叙述错误的是
A. 数量级为
B. 溶液呈酸性
C. 当混合溶液呈中性时，
D. 若的初始浓度为，则的溶液中
【答案】D
【解析】
【分析】根据平衡常数表达式可知，，，，则靠近纵坐标一侧(左侧)的为横坐标为，据此可计算，右侧的横坐标表示，据此可计算；
【详解】A．依据“零点”可知的，其数量级为，A正确；
B．溶液的水解平衡常数，溶液呈酸性，B正确；
C．和混合溶液可能显中性，浓度最大，时，，，C正确；
D．为弱酸，0.1ml中加入其他强酸后溶液的才会等于1，故D选项中的电荷守恒不正确，D错误；
故答案选D
二、非选择题
11. LFP是一种常见的锂离子正极材料，其中含有、炭黑、铝箔和粘合剂聚偏二氟乙烯()等。利用废弃LFP正极材料回收金属、选择性提锂的工艺流程如下图所示。
已知：①；。
②，。
③相关离子浓度小于即可认为该离子不存在。
回答下列问题：
（1）基态Li原子的核外电子排布式为___________；Fe元素在周期表中的位置为___________。
（2）“焙烧”产生的气体有HF和___________；同时有和生成，则发生反应的化学方程式为___________。
（3）“焙烧”不在玻璃设备中进行的原因是___________。
（4）“滤渣1”中的金属元素主要为___________(写元素符号)；“滤渣2”的成分是，则“调节”的范围为___________。
（5）“沉锂”时加入的量是理论用量的1.5倍，其目的是___________(从平衡角度分析)。(6)的晶胞结构如图(a)，每个晶胞中的数目为___________。其中围绕和分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。充电时，脱出部分形成，如下图所示，则___________。
【答案】（1） ①. ②. 第四周期VIII族
（2） ①. (或、) ②.
（3）焙烧生成的能和反应，腐蚀玻璃设备
（4） ①. ②. 4.7~8.4
（5） ①. 浓度增大，促进反应平衡正移，使沉淀完全 ②. 4 ③.
【解析】
【分析】废弃LFP正极材料中含有LiFePO4、炭黑、铝箔和粘合剂聚偏二氟乙烯等，在O2中焙烧，LiFePO4转化成Li3Fe2(PO4)3和Fe2O3、铝箔转化成Al2O3、炭黑和聚偏二氟乙烯转化成气体，焙烧后固体用硫酸控制硫酸的用量酸浸使得Li3PO4溶解，得到主要成分为FePO4的滤渣1和滤液，滤液中加入NaOH调pH得到成分为Al(OH)3的滤渣2，“调pH”后的滤液中加入Na3PO4“沉锂”得到Li3PO4。
【小问1详解】
Li是三号元素，基态Li原子的核外电子排布式为；Fe元素在周期表中的位置为第四周期VIII族；
【小问2详解】
炭黑含有碳元素，聚偏二氟乙烯含有C、H、F元素，则“焙烧”产生的气体有HF和(或、)；“焙烧”时生成和，反应中Fe元素的化合价由+2价升至+3价，O2中O元素的化合价由0价降至-2价，根据得失电子守恒、原子守恒，LiFePO4发生反应的化学方程式为。
【小问3详解】
根据分析，“焙烧”时炭黑和聚偏二氟乙烯转化成气体，其中粘合剂聚偏二氟乙烯焙烧时会产生HF，会腐蚀玻璃设备，故“焙烧”不在玻璃设备中进行。
【小问4详解】
根据题给已知①和流程分析，酸浸时得到的“滤渣1”的主要成分为FePO4，金属元素主要为Fe元素；“滤渣2”的成分是Al(OH)3，“调节pH”的范围使Al3+完全沉淀、同时Al(OH)3不会溶解，由Ksp[Al(OH)3]=10-33可知，Al3+完全沉淀c(OH-)≥，则c(H+)≤10-4.7ml/L，溶液的pH≥4.7；由可知，K=，c(OH-)≤ ml/L=10-5.6ml/L，c(H+)≥10-8.4ml/L，溶液的pH”或“ ③. 400℃时主要发生反应I，平衡不受压强影响 ④. 温度升高使吸热反应I正向移动的程度大于使放热反应II逆向移动的程度 ⑤. A
（4） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
I．
II．
根据盖斯定律I+ II得
【小问2详解】
A．使用催化剂，不改变化学平衡，A错误；
B．步骤I的活化能大于步骤II，步骤步骤I的速率决定总反应速率，因为步骤II是非决速步，所以活化能大小对总反应速率影响不明显，故B错误；
C．根据I是吸热，II是放热，提高温度，平衡I正移、反应II逆移，故C正确；
D．根据相似相溶，甲醇易溶于该溶剂，使气相中甲醇浓度减小，平衡正移，产率提高，故D正确；
选CD。
【小问3详解】
①因为总反应是放热，所以温度升高，的选择性减小，则线表示；
因为总反应是气体分子数减小，所以加压使平衡正向移动，二氧化碳的平衡转化率更大，所以>；
②反应I平衡不受压强影响，400℃时主要发生反应I，所以400℃表示平衡转化率的两条线几乎交于一点；
③反应I吸热，II是放热，当温度升高时，反应I正向移动，II逆向移动，但以反应I为主，所以氢气的平衡转化率增大；
④根据、和的C转化守恒关系，平衡产率=平衡转化率×平衡选择性，实线的3个温度中200℃的甲醇平衡产率最大，所以选A。
【小问4详解】
依据恒温恒容，气体的分压与其物质的量成正比，反应I前后物质的量不变，压强不变；反应II气体物质的量减小，压强减小，达到平衡总压强减小，可知第II步转化的氢气分压为，根据甲醇的选择性，也等于的选择性，即达平衡时，两者分压相等，所以第I步消耗的与生成的物质均为，反应经历，所以平均速率；，，=；
14. 枸橼酸阿尔维林(化合物H)是一种用于治疗易激性肠综合征引起的疼痛药物，其合成路线如下。
回答下列问题：
（1）A的沸点较高，能解释其原因的示意图是___________。(填字母标号，“—R”表示“”)
（2）甲基中碳氢键的极性：___________(填“>”“”“
（3） ①. 9 ②. 4
（4） ①. 反应吸收生成的，促进平衡正向移动，提高产率 ②. >
（5）F分子中N原子上有孤电子对，可以结合，能与羧酸反应
【解析】
【分析】A发生催化氧化生成苯甲醛，苯甲醛与乙醛在碱性条件下反应生成C，C与氢气在催化剂条件下发生加成反应生成D，D与浓溴化氢发生取代反应生成E，E与C2H5NH2在碱性条件下发生取代反应生成F，F和G反应生成H。
【小问1详解】
A为醇，含有羟基，可以形成分子间氢键，沸点较高，且形成氢键的三个原子共直线，故能解释其原因的示意图是a；
【小问2详解】
醛基中的O电负性大于C，C的电子云向O偏移，C=O的C显正电性，使甲基中的C电子云偏向醛基，从而增强甲基中C-H极性，故甲基中碳氢键的极性：>；
【小问3详解】
苯环和碳碳双键所连接原子共面，且单键可以旋转，C分子中共平面的碳原子最多有9个，形成四个单键的C原子为杂化，且O形成两个单键，存在2对孤电子对，也是杂化，则D分子中杂化的原子有4个；
【小问4详解】
HBr为酸，E→F转化过程中的作用是反应吸收生成的，促进平衡正向移动，提高产率；乙基为推电子基团，使N原子电子云密度变大，更容易结合氢离子，碱性：>；
【小问5详解】
A．配制溶液
B．测定中和反应反应热
C．滴定法测定盐酸的浓度
D．制备氢氧化铁胶体
选项
溶液
现象
离子方程式
A
(酸性)
紫红色褪去
B
棕黄色溶液变浅绿色
C
(含酚酞)
溶液由红色变无色
D
含等物质的量的和
产生白色沉淀