北京市清华大学附属中学2024-2025学年高三上学期统练（三）化学试题（Word版附解析）

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可能用到的相对原子量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Ca-40 Ti-48 Fe-56 C-59 Cu-64
第一部分
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 我国科研团队对嫦娥五号月壤的研究发现，月壤中存在一种含“水”矿物。下列化学用语或图示表达不正确的是
A. —OH的电子式： B. 的结构示意图：
C. 的空间结构模型： D. 的VSEPR模型：
【答案】C
【解析】
【详解】A．-OH的电子式： ，A正确；
B．的结构示意图： ，B正确；
C．的中心原子的价层电子对数为4+=4，没有孤电子对，空间构型为正四面体，C错误；
D．的中心原子的价层电子对数为2+=4，有2个孤电子对，VSEPR模型： ，D正确；
故选C。
2. 下列事实或现象不能用元素周期律解释的是
A. 相同温度、相同物质的量浓度时，醋酸的pH大于盐酸
B. 醛基的碳氧双键中，氧原子带部分负电荷
C. Mg和水的反应不如Na和水的反应剧烈
D. 向NaBr溶液中滴加氯水，溶液变黄
【答案】A
【解析】
【详解】A．相同温度、相同物质的量浓度时，醋酸是弱酸未完成电离，故醋酸的pH大于盐酸，不能用元素周期律解释，A符合题意；
B．同周期元素随原子序数的递增电负性增强，故醛基的碳氧双键中，氧原子带部分负电荷，B不符合题意；
C．同周期元素随原子序数的递增金属性减弱，故Mg和水的反应不如Na和水的反应剧烈，C不符合题意；
D．同主族元素从上到下非金属性越来越弱，氯气氧化性强于溴单质，故向NaBr溶液中滴加氯水，可以置换出溴单质，溶液变黄，D不符合题意；
故选A。
3. 短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大。基态X、Z、Q原子均有两个单电子，W简单离子在同周期离子中半径最小，Q与Z同主族。下列说法错误的是
A. X能与多种元素形成共价键B. 简单氢化物沸点：
C. 第一电离能：D. 电负性：
【答案】B
【解析】
【分析】短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大，W简单离子在同周期离子中半径最小，说明W为第三周期元素Al。短周期元素的基态原子中有两个单电子，可分类讨论：①为第二周期元素时，最外层电子排布为2s22p2或2s22p4，即C或O；②为第三周期元素时，最外层电子排布为3s23p2或3s23p4，即Si或S。Q与Z同主族，结合原子序数大小关系可知，则X、Z、Q分别为C、O和S，则Y为N。
【详解】A．X为C，能与多种元素(H、O、N、P、S等)形成共价键，A正确；
B．Z和Q形成的简单氢化物为H2O和H2S，由于H2O分子间能形成氢键，故H2O沸点高于H2S，B错误；
C．Y为N，Z为O，N的最外层p轨道电子为半充满结构，比较稳定，故其第一电离能比O大，C正确；
D．W为Al，Z为O，O的电负性更大，D正确；
故选B。
4. 常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存是
A. pH=1的溶液中：、、、
B. 无色溶液中：、、、
C. 能使甲基橙变红的溶液中：、、、
D. 的溶液中：、、、
【答案】D
【解析】
【详解】A．pH=1的溶液中不能大量共存，A不合题意；
B．无色溶液中不能存在有色离子，在溶液中显紫色，B不合题意；
C．能使甲基橙变红的溶液是酸性溶液，在酸性条件下具有强氧化性，可氧化，不能共存，C不合题意；
D．溶液是碱性溶液，、、、 在碱性条件下互不反应，可以共存，D符合题意；
故选D。
5. 2022北京冬奥会采用氢气作为火炬燃料，选择氢能汽车作为赛事交通服务用车，充分体现了绿色奥运的理念。已知：

下列说法不正确的是
A. 氢气既可以通过燃烧反应提供热能，也可以设计成燃料电池提供电能
B. 的过程中，，
C. 断裂2ml和1ml中化学键所需能量大于断裂2ml中化学键所需能量
D. 化学反应，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关
【答案】C
【解析】
【详解】A．氢气既可以通过燃烧反应提供热能，也可以根据氧化还原反应原理设计成燃料电池提供电能，A正确；
B．由盖斯定律知 ，理由：Na的电负性比Mg小，Na与O电负性差异更大，所形成的化学键更容易断裂，在水中更容易电离出
【解析】
【小问1详解】
基态Si原子的电子排布式为1s22 s 22p63s 23p2；价电子排布式为：3s 23p2；价层电子轨道表示式为：；
【小问2详解】
P的价电子排布式为3s23p3，S的价电子排布为3s23p4，P原子为半充满结构，比较稳定，难失电子，第一电离能大，即I1(P)>I1(S)；
【小问3详解】
Se原子全部位于晶胞内部，有4个，Cd为顶点和面心，8×+6×=4，因此每个晶胞中共存在4个CdSe，该晶胞的质量为，则CdSe晶体的密度为=g·cm-3。
【小问4详解】
a．同主族元素从上到下元素的金属性依次增强，金属性K>Na，则钠用于制备活泼金属钾不能用元素周期律解释，故a不符合题意；
b．同主族元素从上到下元素的非金属性依次减弱，S的非金属性弱于O，氢化物稳定性H2S小于H2O，能用元素周期律解释，故b符合题意；
c．同周期从左到右元素的非金属性依次增强，所以Cl的非金属性强于S，单质的氧化性：Cl2>S，则氯气能将硫化钠中单质硫置换出来，能用元素周期律解释，故c符合题意；
d．同周期从左到右元素的非金属性依次增强，所以S的非金属性强于Si，所以S的最高价氧化物对应水化物H2SO4的酸性强于H2SiO3，由于H2SO3不是硫元素的最高价氧化物对应水化物，不能元素周期律解释，故d不符合题意；
故答案为：bc；
【小问5详解】
①根据O、H元素的电负性数值分别为3.5和2.1，某元素M的电负性数值为2.5，M和O的电负性差值为1，O和H的电负性差值1.4，根据电负性差异是影响M-O-H中化学键断裂难易程度的主要原因，明显O-H键更容易断裂，该元素最高价氧化物对应的水化物呈酸性，
②W的最高价氧化物对应的水化物为NaOH，X的最高价氧化物对应的水化物Mg(OH)2，同一周期从左到右电负性逐渐增大，Na与O的电负性差值比Mg与O的电负性差值大，M-O键更容易断裂，所以碱性较强的是NaOH。
16. 将沼气(主要成分为)中的、资源化转化在能源利用、环境保护等方面意义重大。
I.脱除沼气中的并使之转化为可再利用的资源
资料：
ⅰ.(黄色溶液)，与酸反应生成S、(或)
ⅱ.BaS、均易溶于水
（1）乙醇胺()可脱除沼气中的，这与其结构中的_______(填官能团名称)有关。加热所得产物，得到，同时乙醇胺得以再生。
（2）采用加热法可将转化为和，反应为： △H。一定温度下，将a ml 置于v L密闭容器中加热分解，平衡时混合气中与H2的物质的量相等，该温度下反应的平衡常数K=_______(用含a、v的代数式表示)
（3）采用电解法也可将转化为S和。先用NaOH溶液吸收气体，再电解所得溶液。电解时阴极产生无色气体，阳极附近溶液变为黄色。
①用方程式解释阳极附近溶液变为黄色的原因_______。
②实验测得的转化率大于S的收率，推测电解时阳极可能生成、等物质。实验证实了上述推测成立，写出检验的实验操作及现象：_______。
资料：的转化率；S的收率。
③停止通电，向黄色溶液中通入_______(填化学式)气体，析出S，过滤，滤液可继续电解。
Ⅱ.与催化重整可生成，与在催化剂作用下可转化为，体系中发生的主要反应有：
ⅰ.
ⅱ.
（4）研究表明，CO与也能生成，写出该反应的热化学方程式：_______。
（5）在催化剂作用下，将1ml 、3ml 投入反应器，反应温度对平衡转化率、选择性的影响如下。
已知：
随温度升高逐渐增大、随温度升高逐渐减小的原因是_______。
【答案】（1）氨基 （2）
（3） ①. 、(黄色溶液) ②. 取少量阳极附近溶液，加入足量盐酸，静置，取上层清液，加溶液，若产生白色沉淀，则含有 ③.
（4）
（5）反应i为放热反应，反应ⅱ为吸热反应。随温度升高，反应i逆向移动程度小于反应ⅱ正向移动程度
【解析】
【小问1详解】
H2S的水溶液是弱酸，具有酸性，氨基具有碱性，二者能发生反应，故乙醇胺()可脱除沼气中的，这与其结构中的氨基(填官能团名称)有关。
【小问2详解】
一定温度下，将a ml 置于v L密闭容器中加热分解，，平衡时混合气中与H2的物质的量相等，则aml-2x=2x，x=0.25aml，该温度下反应的平衡常数为。
【小问3详解】
①先用NaOH溶液吸收气体，发生反应：，再电解所得溶液，硫离子在阳极放电生成硫单质、淡黄色的硫单质不溶于水，据信息，硫能与硫离子反应生成可溶性 (黄色溶液)，故阳极附近溶液变为黄色，用方程式解释阳极附近溶液变为黄色的原因为：、(黄色溶液)。
②实验测得的转化率大于S的收率，推测电解时阳极可能生成、等物质。由于酸性条件下硫离子、亚硫酸根离子会反应生成不溶性硫单质，或者氢离子与反应生成硫单质，会干扰硫酸根离子的检验，为防止干扰，检验时需过滤加盐酸后产生的硫或往上层清液中滴入氯化钡，则检验阳极可能存在的实验操作及现象为：取少量阳极附近溶液，加入足量盐酸，静置，取上层清液，加溶液，若产生白色沉淀，则含有。
③已知与酸反应生成S、，则停止通电时，防止引入其它酸根离子，可向黄色溶液中通入气体，析出S，过滤，滤液可继续电解。
【小问4详解】
CO与H2反应生成CH3OH的化学方程式为CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)；
ⅰ.
ⅱ.
根据盖斯定律：i-ii计算反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)的ΔH=-49kJ⋅ml-1-(+41kJ⋅ml-1)=-90kJ⋅ml-1，CO与生成的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH=-90kJ⋅ml-1。
【小问5详解】
反应ⅰ放热，升温平衡左移，二氧化碳转化率减小、甲醇产量减小，反应ⅱ为吸热反应，升温平衡右移，二氧化碳转化率增大。则随温度升高逐渐增大、随温度升高逐渐减小的原因是：当温度升高时，反应ⅰ逆向移动，而反应ⅱ正向移动且幅度更大，所以CO2的转化率增加，但甲醇的选择率却降低。
17. 以下是生活中常用的几种消毒剂：
ⅰ.“84”消毒液，有效成分是NaClO
ⅱ.消毒液A，其有效成分的结构简式为(简称PCMX)
ⅲ.双氧水消毒液，是质量分数为3%～25%的溶液
ⅳ液氯
（1）“84”消毒液需要在阴暗处密封保存，否则容易失效，用化学用语解释其原因：
①；
②_______。
（2）实验室通过测定不同pH环境中不同浓度NaClO溶液的细菌杀灭率(%)，以探究“84”消毒液杀菌能力的影响因素，实验结果如下表。
下列关于“84消毒液”使用方法的描述中，正确的是_______(填字母序号)。
a．“84”消毒液的杀菌能力与其浓度有关
b．长期用于对金属制品消毒，不会使金属腐蚀
c．不能与洁厕灵(含HCl)混合使用，可能会导致安全事故
d．喷洒在物品表面后适当保持一段时间，以达到消毒杀菌效果
（3）消毒液A常用于家庭衣物消毒。若将消毒液A与“84”消毒液混合使用，会大大降低消毒效果，从物质性质的角度解释其原因为：_______。
（4）研究小组将某“84”消毒液与双氧水消毒液等体积混合，有大量无色气体生成，经检验为氧气。用离子方程式表示生成氧气的可能原因：、_______。
（5）自来水厂常用液氯进行杀菌消毒。
①氯气溶于水发生的反应为_______(用离子方程式表示)。
②用液氯消毒会产生微量有机氯代物，危害人体健康，可以使用二氧化氯()代替液氯。工业上以黄铁矿()、氯酸钠()和硫酸溶液混合制备二氧化氯气体。已知黄铁矿中的硫元素(-1价)最终氧化成，写出制备二氧化氯的离子方程式_______。
（6）用莫尔法可以测定溶液中的含量。莫尔法是一种沉淀滴定法，用标准溶液滴定待测液，以为指示剂，滴定终点的现象是溶液中出现砖红色沉淀()。
已知平衡，该滴定过程需要控制pH范围在6.5～10.5，若pH小于6.5会使测定结果偏高。结合平衡移动原理解释偏高的原因：_______。
【答案】（1）
（2）acd （3）PCMX中的酚羟基具有还原性，而“84”消毒液中的NaClO具有氧化性，当二者接触时能发生氧化还原反应减弱消毒杀菌效果
（4）
（5） ①. ②.
（6）根据反应，增大，平衡逆向移动，降低，根据溶度积可知，生成(砖红色)沉淀需要消耗的增大，则消耗的硝酸银量也增多，使最终测得的的含量偏高
【解析】
【分析】
【小问1详解】
“84”消毒液需要在阴暗处密封保存，否则容易失效，是因为暴露在光照下，次氯酸易分解为盐酸和氧气。
故答案为：。
【小问2详解】
根据表格中的数据得出：“84”消毒液杀菌能力随浓度增加而增强，随酸性增强（pH减小）而增强；
a．根据表格中的数据，“84”消毒液的杀菌能力与其浓度有关，浓度越大，“84”消毒液杀菌能力越强，a正确；
b．长期用于对金属制品消毒，因溶液中存在显酸性，长期接触金属，会慢慢与金属反应，对金属产生腐蚀，b错误；
c．洁厕灵中含HCl，如与“84”消毒液混合使用，能发生反应，生成氯气有毒，可能会导致中毒事故发生，c正确；
d．喷洒在物品表面后，由于的灭菌作用不是瞬间完成，因此适当保持一段时间，可以增强消毒杀菌持续效果，d正确。
故答案为：acd。
【小问3详解】
PCMX属于酚类，其中的酚羟基具有还原性，而“84”消毒液中的NaClO具有氧化性，当二者接触时能发生氧化还原反应减弱消毒杀菌效果。
故答案为：PCMX中的酚羟基具有还原性，而“84”消毒液中的NaClO具有氧化性，当二者接触时能发生氧化还原反应减弱消毒杀菌效果。
【小问4详解】
“84”消毒液与双氧水等体积混合，生成氧气，除了双氧水分解出氧气外，还有可能是次氯酸钠将双氧水氧化产生了氧气，反应的离子方程式为:。
故答案为:。
【小问5详解】
①将氯气溶于水后，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸为强酸全电离，次氯酸为弱酸，则反应的离子方程式：；②工业上以黄铁矿()、氯酸钠()和硫酸溶液混合制备二氧化氯气体，黄铁矿中的硫元素(-1价)最终氧化成、铁元素氧化为+3价，氯酸钠中氯元素由+5价被还原为二氧化氯的+4价，则反应的离子方程式为：。
故答案为：；。
【小问6详解】
莫尔法是利用与氯离子完全沉淀后，加入最后一滴硝酸银使与成(砖红色)沉淀来判断滴定完成；根据反应，增大，平衡逆向移动，降低，根据溶度积可知，生成(砖红色)沉淀需要消耗的增大，则消耗的硝酸银量也增多，使最终测得的的含量偏高。
故答案为：根据反应，增大，平衡逆向移动，降低，根据溶度积可知，生成(砖红色)沉淀需要消耗的增大，则消耗的硝酸银的量也增多，使最终测得的的含量偏高。
18. 我国科学家用粗氢氧化高钴[]制备硫酸钴晶体()，其工艺流程如下。
已知：
ⅰ.还原浸出液中的阳离子有：、、和等
ⅱ.部分物质的溶度积常数如下(25℃)
ⅲ.溶解度随温度升高而明显增大
（1）氢氧化高钴溶于硫酸的化学方程式是_______。
（2）浸出时，理论上氧化性离子和还原性离子物质的量之比为_______。
（3）写出“氧化沉铁”的离子方程式_______；25℃时，浊液中铁离子浓度为_______ml/L(此时pH为4)。
（4）P507萃取后，经反萃取得到硫酸钴溶液，将硫酸钴溶液经_______操作，得到硫酸钴晶体。
（5）用滴定法测定硫酸钴晶体中的钴含量，其原理和操作如下。
在溶液中，用铁氰化钾将C(II)氧化为C(III)，过量的铁氰化钾以C(II)标准液返滴定。反应的方程式为：。
已知：铁氰化钾标准液浓度为ml/L，C(II)标准液浓度为ml/L。
取m g硫酸钴晶体，加水配成200mL溶液，取20mL待测液进行滴定，消耗mL铁氰化钾标准液、mL C(II)标准液。
计算样品中钴含量_______(以钴的质量分数计)。
【答案】（1）
（2）2:1 （3） ①. ②.
（4）加热浓缩、冷却结晶、过滤
（5）
【解析】
【分析】用粗氢氧化高钴[]制备硫酸钴晶体()，首先粗氢氧化高钴加入稀硫酸溶解，然后加入过量Na2SO3进行还原浸出，还原浸出液中的阳离子有C2+、H+、Fe2+和Ca2+等，加入过量NaC1O3氧化沉铁，使亚铁离子氧化为三价铁离子并转化为Fe(OH)3沉淀，加入过量NaF得到氟化钙沉钙，过滤除去沉淀，加入P2O4进行萃取，加入P5O7分离后，经反萃取得到硫酸钻溶液；将所得溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，便可得到硫酸钴晶体，由此作答：
【小问1详解】
氢氧化高钴溶于硫酸的化学方程式为；
【小问2详解】
用过量亚硫酸钠还原浸出发生的离子反应为，则理论上氧化剂与还原剂物质的量之比2：1；
【小问3详解】
“氧化沉铁”时，亚铁离子被氧化后转化为氢氧化铁沉淀，氯酸根被还原为氯离子，离子方程式为；25℃时，pH=4，，浊液中；
【小问4详解】
从硫酸钴溶液中提取硫酸钴晶体，由于硫酸钴晶体的溶解度随温度升高而明显增大，所以将硫酸钴溶液经加热浓缩、冷却结晶、过滤操作，得到硫酸钴晶体；
【小问5详解】
根据方程式可知，20mL待测液中二价钴离子的物质的量=，则200mL溶液中二价钴离子的物质的量=，则样品中钴的含量为。
19. 某小组同学探究与溶液的反应。
（1）实验Ⅰ：用如下装置(夹持、加热仪器略)制备，将通入溶液中。
实验现象：A中产生白雾；C中溶液由黄色变成红棕色，静置5min后，溶液颜色从红棕色变回黄色，检测到；静置9h后，溶液变为浅绿色。
①浓与Cu反应的化学方程式是_______。
②试剂a是_______。
（2）分析C中溶液颜色变化的原因。
①溶液颜色由黄色最终变为浅绿色的原因是_______。(写离子方程式)。
②针对溶液颜色变为红棕色，提出了两种假设。
假设1：主要与、有关。
假设2：主要与、有关。
实验Ⅱ证实假设1不成立，假设2成立。
实验Ⅱ：向溶液中加入溶液，_______(填现象)，然后滴加_______ (填试剂)，溶液变为黄色。
（3）进一步探究与、显红棕色的原因。
查阅资料：(红棕色)
实验Ⅲ：向溶液中滴加溶液，溶液由黄色变成红棕色，析出大量橙黄色沉淀。
甲同学认为橙黄色沉淀中可能含有、、，并设计如下检验方案。
①乙同学认为酸性溶液褪色不能证明橙黄色沉淀中含有，理由是_______。
②实验证实橙黄色沉淀中含有、不含，试剂b、c分别是_______、_______。
（4）实验反思：实验I静置5min后溶液颜色由红棕色变回黄色可能的原因是_______。
【答案】（1） ①. Cu+2H2SO4（浓） CuSO4+SO2+2H2O ②. 饱和NaHSO3溶液
（2） ①. 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+ ②. 溶液变为红棕色 ③. 硫酸（或盐酸）
（3） ①. 溶液A中含有盐酸，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，干扰亚硫酸根的检验； ②. BaCl2溶液 ③. H2O2（氯水等合理即可）
（4）三价铁与二氧化硫发生氧化还原反应导致三价铁离子浓度减小，反应生成的氢离子使亚硫酸根减小，逆向移动，溶液由红棕色变为黄色。
【解析】
【小问1详解】
浓与Cu反应的化学方程式是Cu+2H2SO4（浓） CuSO4+SO2+2H2O；试剂a是除杂试剂饱和NaHSO3溶液，去除二氧化硫中混有的杂质气体而不损耗二氧化硫；
【小问2详解】
溶液颜色由黄色最终变为浅绿色的原因是2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+；向溶液中加入溶液，溶液变为红棕色，然后滴加硫酸或盐酸，溶液变为黄色。
【小问3详解】
溶液A中含有盐酸，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，干扰亚硫酸根的检验；试剂b、c分别是BaCl2溶液、H2O2（氯水等合理即可），先滴加氯化钡无明显现象说明不含硫酸根，再加氧化剂生成沉淀说明亚硫酸根被氧化成硫酸根；
【小问4详解】
实验I静置5min后溶液颜色由红棕色变回黄色可能的原因是三价铁与二氧化硫发生氧化还原反应导致三价铁离子浓度减小，反应生成的氢离子使亚硫酸根减小，逆向移动，溶液由红棕色变为黄色。微粒
浓度
电离能
…
738
1451
7733
10540
…
NaClO溶液浓度(mg/L)
不同pH下的细菌杀灭率(%)
pH=4.5
pH=7.0
pH=9.5
250
98.90
77.90
53.90
500
99.99
97.90
6554
物质