上海市虹口区2023-2024学年高三上学期一模考试化学试卷（Word版附答案）

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考生注意：
1.本试卷满分100分，考试时间60分钟。
2.本考试设试卷和答题纸两部分，试卷包括试题与答题要求，所有答案必须涂(选择题)或写(非选择题)在答题纸上，做在试卷上一律不得分。
3.答题前，考生务必在答题纸上用水笔清楚填写姓名、准考证号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。
4.本试题的选择题，没有特别注明，为单选题，只有一个正确选项；若注明双选，有两个正确选项；若注明不定项，有1~2个正确选项，多选、错选不得分，漏选得一半分。
相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32
一、利用太阳能从水中获取氢气(本题共20分)
1. 水是清洁、可持续的氢能来源。利用太阳能从水中获取氢气符合可持续发展的理念。
“太阳能直接热分解水制氢”通过集中阳光产生2000K以上高温，促使H2O分解为H2和O2；若温度进一步升高至5000K，H2与O2会分解为气态原子。
（1）H2O分解过程中断裂的化学键属于___________。
A．离子键 B．极性共价键 C．非极性共价键
（2）在相同条件下，同时存在如下两个过程：
ⅰ．2H(g)+O(g)=H2O(g)
ⅱ．H2(g)+O2(g)=H2O(g)
比较下列量的相对大小(均从选项中选择)：①放出热量___________；②反应速率___________。
A．ⅰ>ⅱ B．ⅰ=ⅱ C．ⅰH2SB. 氧化性：HClO>H2SO3
C. 热稳定性：HCl>H2SD. 酸性：HCl>H2S
（3）H2O与H2S结构相似，但H2O的沸点高于H2S，原因是___________。
（4）反应开始一段时间后，取出一定量溶液，写出检验溶液中SO的操作方法：___________。
【答案】（1）C （2）C
（3）水分子之间有氢键，所以熔沸点高
（4）先加足量稀盐酸酸化，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，证明含有SO
【解析】
【小问1详解】
SO中心原子价层电子对数为3+ =4，且含有1个孤电子对，立体构型为三角锥形，故选C。
【小问2详解】
A．溶解性不能说明元素非金属性的强弱，故A不选；
B．氧化性：HClO>H2SO3不能说明非金属性氯比硫强，故B不选；
C．气态氢化物热稳定性越好，非金属性越强，热稳定性：HCl>H2S能说明非金属性氯比硫强，故C选；
D．氢化物的酸性：HCl>H2S，不能说明非金属性氯比硫强，故D不选；
答案为C。
【小问3详解】
H2O与H2S结构相似，但H2O的沸点高于H2S，原因是：水分子之间有氢键，所以熔沸点高。
【小问4详解】
检验溶液中的SO操作方法是取少量待测溶液与试管中，先滴加稀盐酸，无现象，再滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明溶液中含有SO。
3. “太阳能热化学循环制氢”是将太阳能转化成化学能，通过多个化学过程产生H2.如常见的铁氧化物循环制氢过程如图所示。
（1）写出反应Ⅰ的化学方程式：___________；
（2）若该反应生成标准状况下5.6 L氢气，转移电子数目为：___________。
【答案】（1）3FeO+H2O(g)Fe3O4+H2
（2）0.5NA
【解析】
【小问1详解】
根据图示，反应Ⅰ是H2O和FeO在1000K的条件下反应生成Fe3O4和H2，反应的化学方程式为3FeO+H2O(g)Fe3O4+H2；
【小问2详解】
总反应为，氢元素化合价由+1降低为0，生成标准状况下5.6 L氢气，转移电子数目为：
4. 科学家想要用组成相似的钴氧化物(C3O4/CO)代替铁氧化物进行循环制氢。查阅资料发现，使用钴氧化物后反应Ⅰ和反应Ⅱ的ΔH-TΔS值随温度T变化如图所示。
（1）结合图像判断能否用钴氧化物代替铁氧化物进行热化学循环制氢？若可行，举出采用钴氧化物的一个优势；若不可行，说明理由。___________
（2）除了上述“直接热分解”、“光催化分解”和“热化学循环”外，请再设计一种利用太阳能从水中获取氢气的方法：___________(简述即可，不必展开)。
【答案】（1）使用C3O4/CO体系时，反应Ⅰ的ΔH-TΔS始终大于0，不能自发进行，无法实现循环，故不能代替
（2）太阳能光伏发电，电解水
【解析】
【小问1详解】
ΔH-TΔS0反应不能自发进行。根据图示，使用C3O4/CO体系时，反应Ⅰ的ΔH-TΔS始终大于0，不能自发进行，无法实现循环，所以不能用钴氧化物代替铁氧化物进行热化学循环制氢。
【小问2详解】
太阳能光伏发电，再电解水制取氢气。
二、纳米氧化亚铜(本题共20分)
5. 纳米氧化亚铜(Cu2O)粒径在1~100 nm之间，是一种重要的无机化工原料，在涂料、有色玻璃和催化剂领域有着广泛的应用。
（1）29Cu在元素周期表中的位置是第四周期___________族；基态铜原子的价电子排布式为___________。
A． 3d84s2 B． 3d94s2 C． 3d104s1 D． 3d104s2
（2）在普通玻璃中加入纳米Cu2O可制成红色玻璃。用光束照射该玻璃，在垂直方向上可以观察到___________。
（3）Cu2O属于离子晶体，晶体结构如图所示。图中●表示的微粒是___________。
A. CuB. Cu+C. Cu2+D. O2-
【答案】（1） ①. ⅠB族 ②. C
（2）出现一条光亮的通路(出现丁达尔现象) （3）B
【解析】
【小问1详解】
29Cu是29号元素，在元素周期表中的位置是第四周期ⅠB族；根据洪特规则，基态铜原子的价电子排布式为3d104s1，选C。
【小问2详解】
在普通玻璃中加入纳米Cu2O可制成红色玻璃。有色玻璃属于固溶胶，用光束照射该玻璃，在垂直方向上可以观察到出现一条光亮的通路(出现丁达尔现象)。
【小问3详解】
Cu2O属于离子晶体，根据均摊原则，晶胞中白球数为 、黑球数为4。根据化学式Cu2O，可知图中●表示的微粒是Cu+，选B。
6. Cu2O溶于浓氨水中形成无色的[Cu(NH3)2]+，该无色溶液接触空气会很快变成深蓝色。
（1）[Cu(NH3)2]+中NH3的N原子提供___________，与中心离子形成___________。
A. 空轨道、离子键B. 孤电子对、离子键
C. 空轨道、配位键D. 孤电子对、配位键
（2）已知NH3分子中H-N-H键角为107°，则[Cu(NH3)2]+中H-N-H键角___________。
A. 大于107°B. 小于107°C. 等于107°D. 等于120°
（3）无色溶液在空气中变色的原因可表示为：[Cu(NH3)2]++NH3·H2O+___________=[Cu(NH3)4]2++___________+H2O
完成并配平上述离子方程式。___________
【答案】（1）D （2）A
（3）4[Cu(NH3)2]++8NH3·H2O+O2=4[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O
【解析】
【小问1详解】
[Cu(NH3)2]+中Cu+和NH3通过配位键结合，NH3中的N原子提供孤电子对，与中心离子形成配位键，选D。
【小问2详解】
NH3分子中N原子采用SP3杂化，有1个孤电子对，H-N-H键角为107°， [Cu(NH3)2]+中N原子采用SP3杂化，无孤电子对，所以H-N-H键角大于107°，选A。
【小问3详解】
无色溶液在空气中变色，[Cu(NH3)2]+被氧气氧化为[Cu(NH3)4]2+，Cu元素化合价由+1升高为+2、氧气中氧元素化合价由0降低为-2，根据得失电子守恒、电荷守恒，配平反应方程式为4[Cu(NH3)2]++8NH3·H2O+O2=4[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O。
7. 纳米Cu2O的制备方法有多种，常见的有还原法、电解法等。
（1）还原法以葡萄糖作为主要原料。能用葡萄糖制备Cu2O是因为其分子中含有___________(填官能团名称)，制备时除了葡萄糖溶液与硫酸铜溶液外，还需要___________(填试剂名称)。
（2）电解法制备Cu2O的装置如图所示，电解过程中阳极依次发生反应：
①Cu-e-+Cl-=CuCl
②CuCl(s)+OH-(aq)=CuOH(s)+Cl-(aq)
③2CuOH=Cu2O+H2O
阴极的电极反应式为___________；该法制备Cu2O的总反应可以表示为：___________。
【答案】（1） ①. 醛基 ②. 氢氧化钠浓溶液
（2） ①. 2H2O+2e-=2OH-+H2 ②. 2Cu+H2OCu2O+H2↑
【解析】
【小问1详解】
葡萄糖是多羟基醛，其中醛基能将氢氧化铜还原成氧化亚铜，所以可以用葡萄糖还原法制Cu2O；该制备方案利用了氢氧化铜悬浊液的弱氧化性，则制备时除了葡萄糖溶液与硫酸铜溶液外，还需要氢氧化钠浓溶液提供碱性环境；
【小问2详解】
按照放电顺序，阴极为水中的氢离子得电子生成H2，电极反应式为：2H2O+2e-=2OH-+H2，阳极区的总反应式为：；故制备的总反应可以表示为2Cu+H2OCu2O+H2↑。
三、重要的氮肥—尿素的合成(本题共19分)
8. 尿素[CO(NH2)2]是一种重要的氮肥。工业上以CO2和NH3为原料合成尿素，在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：
反应Ⅰ：2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(s)(氨基甲酸铵) ΔH1=-272
反应Ⅱ：H2NCOONH4(s)CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH2=
总反应Ⅲ：2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ∆H3
（1）CO2的电子式为___________；1ml CO(NH2)2中含有___________mlπ键。
（2）反应Ⅰ的熵变ΔS___________填“”“”或“”，反应Ⅲ的H3=___________。
（3）下列关于尿素合成的说法正确的是___________。
A. 及时分离出尿素可促使反应Ⅱ向正反应方向移动
B. 从合成塔出来的混合气体分离出水蒸气后可以循环使用
C. 保持容积不变，充入惰性气体增大压强，可提高总反应Ⅲ的反应速率
D. 保持压强不变，降低氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]可提高反应Ⅰ中NH3的平衡转化率
【答案】8. ①. ②. 1
9. ①. < ②. 10. BD
【解析】
【小问1详解】
CO2中C与O之间形成两个共用电子对，CO2的电子式为；尿素CO(NH2)2中含有一个C=O双键，其余都是单键，1ml CO(NH2)2中含有1mlπ键。故答案为：；1；
【小问2详解】
反应Ⅰ为气体体积减小的反应，熵变ΔS