江苏省扬州中学2023-2024学年高三上学期开学考试化学试题

江苏省扬州中学2024届高三第一学期开学考试

化学试题

可能用到的相对原子质量:H—1　C—12　O—16　 Ti—48　Ba—137

一、 单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每小题只有一个选项最符合题意。

1．科技是第一生产力，我国科学家在诸多领域取得新突破，下列说法错误的是

A．研制了高效率钙钛矿太阳能电池，其能量转化形式：太阳能→电能

B．发现了月壤中的“嫦娥石[(Ca8Y)Fe(PO4)7]”：其成分属于无机盐

C．利用CO2合成了脂肪酸：实现了无机小分子向有机高分子的转变

D．革新了海水原位电解制氢工艺：其关键材料多孔聚四氟乙烯耐腐蚀

2. 反应2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O用于合成N2H4。下列说法不正确的是

A. NH3的空间结构为正三角形　          B. NaClO的电子式为Na+]-

C. N2H4含有极性键和非极性键　      D. H2O和N2H4之间可以形成氢键

3. 短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。基态X原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反，基态Y原子M层上有两个未成对电子，基态W原子的电子总数是其最高能级电子数的4倍。下列说法正确的是

A．第一电离能：W＞Z＞Y       

B．原子半径：W＞Y＞X

C． 简单氢化物的沸点：W＞Z＞X

D．最高价氧化物对应水化物的酸性：W＞Z＞Y 

4. FeCl3易水解、易升华,是有机反应中常用的催化剂。实验室用如图所示装置制备少量FeCl3。下列说法正确的是

A. 实验开始,先点燃酒精灯,再滴加浓盐酸 

B. 实验时若Cl2不足量,则可能生成FeCl2

C. 装置丙的作用是收集FeCl3 

D. 装置丁中CaCl2的作用是吸收未反应的Cl2

阅读下列材料,完成5~7题:

含氰废水中氰化物的主要形态是HCN和CN-,CN-具有较强的配位能力,能与Cu+形成一种无限长链离子,其片段为≡≡N—…;CN-结合H+能力弱于C。氰化物浓度较低时,可在碱性条件下用H2O2或Cl2将其转化为N2;浓度较高时,可加入HCN、Fe和K2CO3溶液反应生成K4[Fe(CN)6]溶液。

5. 下列说法正确的是

A. 基态Fe2+核外电子排布式为[Ar]3d54s1

B. Cu+与CN-形成的离子的化学式为[Cu(CN)3]2-

C. K4[Fe(CN)6]中Fe2+的配位数为6

D. 某铁晶体(晶胞如图所示)中与每个Fe原子紧邻的Fe原子数为6

6. 下列物质性质与用途具有对应关系的是

A. H2O2具有还原性,可用于处理含氰废水

B. 维生素C具有还原性，可用作食品抗氧化剂

C. FeCl3溶液显酸性,可用于刻蚀覆铜板

D. NaHCO3受热易分解,可用于治疗胃酸过多

7. 下列化学反应表示正确的是

A. NaCN溶液通入少量的CO2:CN-+CO2+H2O=HCN+HC

B. Fe与HCN溶液反应:Fe+2HCN=Fe2++H2↑+2CN-

C. K2CO3水解:C+2H2O2OH-+H2CO3

D. Cl2处理含氰废水:5Cl2+2CN-+4OH-=10Cl-+N2↑+4H++2CO2↑

8. CO2通过电催化法可生成C2H5OH,c-NC、i-NC是可用于阴极电极的两种电催化剂,其表面发生转化原理如图所示。下列说法正确的是

A. i-NC 电极发生氧化反应              

B. 合成过程中CO2作为还原剂

C. 合成过程中用i-NC作电极催化剂更利于生成C2H5OH

D. c-NC 电极上发生反应:2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2O

9. 光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。

下列说法错误的是

A．该高分子材料可降解 B．异山梨醇分子中有3个手性碳

C．反应式中化合物X为甲醇 D．该聚合反应为缩聚反应

10. 某MOFs多孔超分子材料的空腔大小适配N2O4,可将其“固定”得到R(如图所示),实现从烟气中分离出N2O4并可制备HNO3。已知:反应2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0。下列说法正确的是

A. 图示过程属于氮的固定

B. 高温、高压下有利于从烟气中分离出N2O4

C. R在O2中水洗,可制得HNO3同时实现MOFs再生

D. 该MOFs材料也可用于储存H2

11. 下列实验操作和现象及所得到的结论均正确的是

12. 一种脱除燃煤烟气中SO2的方法如图所示。室温下,用氨水吸收SO2,若转化过程中气体挥发和溶液体积的变化可忽略,溶液中含硫物种的浓度c总=c(H2SO3)+c(HS)+c(S)。下列说法正确的是

A. 0.1 mol/L氨水中:c(NH3·H2O)>c(N)>c(OH-)>c(H+)

B. NH4HSO3溶液氧化过程中:比值逐渐减小

C. 1 L 0.1 mol/L氨水吸收标准状况下1.68 L SO2后的溶液中:

4[c(NH3·H2O)+c(N)]=3[c(S)+c(HS)+c(H2SO3)]

D. 0.1 mol/L氨水吸收SO2,c总= 0.05 mol/L溶液中:

c(H+)+c(HS)+c(H2SO3)<c(OH-)+c(NH3·H2O)

13. CO2催化加氢可合成二甲醚,发生的主要反应有:

反应Ⅰ:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)　ΔH1=-122.5 kJ/mol

反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2=a kJ/mol

在恒压、n始(CO2)∶n始(H2)=1∶3时,若仅考虑上述反应,平衡时CH3OCH3和CO的选择性及CO2的转化率随温度的变化如图中实线所示。CH3OCH3的选择性=×100%。下列说法错误的是

A. 图中曲线③表示平衡时CO2转化率随温度的变化

B. a>0

C. 平衡时H2转化率随温度的变化可能如图中虚线所示

D. 200 ℃时,使用对反应Ⅰ选择性高的催化剂可提高CH3OCH3的生产效率

二、 非选择题:共4题,共61分。

14. (16分)以粉煤灰浸取液(含Al3+、Li+、Mg2+、Cl-等)为原料制备电极材料LiFePO4的实验流程如下:

(1) “焙烧”过程中AlCl3最终转化为Al2O3和　          (填化学式)。 

(2) “浸出”后的滤液中主要含Li+、Mg2+、Cl-等。已知:Ksp[Mg(OH)2]=5.5×10-12,欲使c(Mg2+)≤5.5×10-6 mol/L,“除杂”需要调节溶液的pH不低于　　        。 

(3) 离子筛法“富集”锂的原理如图1所示。在碱性条件下,离子筛吸附Li+容量较大,其可能原因为                                                              

                                                                          。

图1                                     图2

(4) 已知:Li2CO3的溶解度曲线如图2所示。“沉锂”反应1 h,测得Li+沉淀率随温度升高而增加,其原因有　               　 　　　　　　　　　　　　　　     　　　　　  

　                                                                       。

(5) “合成”在高温下进行,其化学方程式为　  　                          。

(6) LiFePO4的晶胞结构示意图如右图所示。其中O围绕Fe和P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。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有　　　       个。 

15. (15 分) 氯霉素（H）的一种合成路线如下：

回答下列问题：

（1）氯霉素分子中碳原子的杂化轨道类型为          。

（2）G→H的反应类型为          。

（3）D的分子式为，其结构简式为          。

（4）E的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式          。

①芳香族化合物

②分子中含有3种不同化学环境的氢原子

（5）写出以乙烯为主要原料制备的合成路线流程图（无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干）。

16. (15分)钛酸钡(BaTiO3)是制备电子陶瓷材料的基础原料。

(1) 实验室模拟制备钛酸钡的过程如下:

已知:TiCl4能水解生成TiO2+,TiO2+能进一步水解生成TiO2;BaTiO3能与浓硫酸反应生成TiO2+。草酸氧钛钡晶体的化学式为BaTiO(C2O4)2·4H2O。

① Ti(Ⅳ)的存在形式(相对含量分数)与溶液pH的关系如图1所示。“沉钛”时,需加入氨水调节溶液的pH在2～3之间,理由是 　               　                          

                                                                         。

图1                                  图2

② 由草酸氧钛钡晶体(相对分子质量为449)煅烧制得钛酸钡分为三个阶段。现称取44.9 g草酸氧钛钡晶体进行热重分析,测得残留固体质量与温度的变化关系如图2所示。C点残留固体中含有碳酸钡和钛氧化物,则阶段Ⅱ发生反应的化学方程式为　　      。

 (2) 利用Fe3+将浅紫色Ti3+氧化为无色Ti(Ⅳ)的反应可用于测定钛酸钡的纯度。

① 请补充完整实验方案:称量2.33 g钛酸钡样品完全溶于浓硫酸后,加入过量铝粉,充分振荡,使其完全反应(Al将TiO2+转化为Ti3+);                                

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;将待测钛液转移到100 mL容量瓶中后定容,取20.00 mL待测钛液于锥形瓶中,　                                                    　                                                                    记录消耗标准液的体积,重复滴定实验操作3次,平均消耗标准液19.50 mL。(实验时须使用的试剂有:稀硫酸、0.100 0 mol/L FeCl3溶液、KSCN溶液)

② 计算钛酸钡样品的纯度(写出计算过程)。

17. (15分)将CO2还原为HCOOH是实现“碳中和”的有效途径。

(1) 利用反应CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)　ΔH=+14.9 kJ/mol不能实现CO2直接加氢合成HCOOH,原因是　                                                       。 

(2) CO2通过电解法转化为HCOO-的反应机理如图1所示。Pt电极上覆盖的Nafion膜是一种阳离子交换膜,对浓度不高的HCOO-有较好的阻拦作用,可让H2O自由通过。

① Sn电极上生成HCOO-的电极反应式为　                                  。 

② 电路中通过的电量与HCOO-产率的关系如图2所示。相同条件下，Pt电极有Nafion膜HCOO-产率明显提高、但电量>1 000 C后又显著下降,可能原因是                 

　                                                                       。

③ 若电解时将Nafion膜置于两个电极中间,保持电流恒定,20 h向阳极区补充KHCO3,电压与时间关系如图3所示。0~20 h,电压增大的原因是                        

　                                                              。 

(3) CO2电还原可能的反应机理如图4所示。Sn、In、Bi的活性位点对O的连接能力较强,Au、Cu的活性位点对C的连接能力较强,Cu对CO的吸附能力远大于Au,且Cu吸附CO后不易脱离。

若还原产物主要为CH4时,应选择　　　　(填“Sn”“Au”或“Cu”)作催化剂,简述分析过程:　                                                                  

                                                                        。 

扬州中学2024届高三第一学期化学开学考试答案

14. （16分）(1) HCl(2分)　    

(2) 11(2分)　

(3) 在碱性条件下,OH-与离子筛中H+反应,使离子筛留出更多“空位”,能吸附更多Li+(3分)　

(4) 随温度升高,“沉锂”反应速率加快,相同时间内Li2CO3沉淀量增大;随温度升高,Li2CO3溶解度减小,Li2CO3沉淀量增大(3分)　

(5) Li2CO3+H2C2O4+2FePO42LiFePO4+H2O+3CO2↑(3分)　

(6) 4(3分)

15．（15分）

（1），  (2分)

（2）取代   (2分)

（3）  (3分)

（4）或(3分)

（5）(5分)

16. （15分）(1) ①pH在2～3之间时,Ti(Ⅳ)主要以TiO(C2O4的形式存在,可直接与Ba2+反应,有利于草酸氧钛钡晶体的生成(3分)　

②BaTiO(C2O4)2BaCO3+TiO2+2CO↑+CO2↑(3分)　

(2) ①过滤,洗涤滤渣2～3次,将洗涤液与原滤液合并,向合并后的溶液中加入稀硫酸酸化(3分)　  

向锥形瓶中滴加2～3滴KSCN溶液,用0.100 0 mol/L FeCl3溶液滴定,当滴入最后半滴标准液时,溶液由浅紫色变成红色,且半分钟内红色不褪去(3分)

②根据反应:Ti3++Fe3+Ti(Ⅳ)+Fe2+可知,

20 mL待测钛液中,

n(Ti3+)=n(Fe3+)=0.019 5 L×0.100 0 mol/L=0.001 95 mol

钛酸钡样品的纯度=×100%=97.5%(3分)

17. （15分）(1) 该反应的ΔH>0、ΔS<0,不能自发进行(2分)

(2) ① H++CO2+2e-HCOO-或HC+CO2+2e-HCOO-+C(2分)

② Nafion膜可以阻止HCOO-在阳极放电;电量>1 000 C后,c(HCOO-)增大,Nafion膜阻拦作用下降(3分)　

③ 阳极区pH减小,HC浓度下降,K+部分迁移至阴极区,阳极区离子浓度下降,导电能力减弱(3分)　

(3) Cu(2分)　     回溯CH4生成机理,第1步是C与催化剂活性位点相连,排除Sn;Au对CO的吸附能力较小,易脱离;Cu对CO的吸附能力强,不易从催化剂表面脱离(3分)