上海市宝山区2024届高三下学期等级考第二次模拟考试化学试题（原卷版+解析版）

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1.本试卷满分100分，考试时间60分钟。
2.答题前，考生务必将自己的学校、班级、姓名、准考证号填写清楚，并将条形码粘贴在规定位置。
3.本试卷设试卷和答题纸两部分，试卷包括试题与答题要求；所有答案必须涂或写在答题纸上；做在试卷上一律不得分。答题纸与试卷在试题编号上是一一对应的，答题时应特别注意，不能错位。
4.选择类试题中，标注“不定项”的试题，每小题有1~2个正确选项，只有1个正确选项的，多选不给分，有2个正确选项的，漏选一个给一半分，错选不给分；未特别标注的试题，每小题只有一个正确选项。
相对原子质量：H-1 O-16 S-32 Cu-64 Ni-59 K-39 Cl-35.5
一、大气污染及治理
1. 大气污染物的主要成分是SO2、NO2、NO、CO及可吸入颗粒等，其主要来自于燃煤、机动车尾气和工业废气，会导致雾霾、酸雨等。
（1）下列物质，能吸收SO2同时得到化肥的是___________。
A 碱石灰B. 酸性KMnO4溶液C. 氨水D. 浓H2SO4
（2）硫及其部分化合物的“价-类”二维图如下图所示，下列说法正确的是___________。
A. X可与SO2反应生成SB. Y可由S和O2化合生成
C. Z的水溶液一定呈碱性D. 不能用浓硫酸干燥SO2
（3）某工厂采用(NH4)2SO3和NH4HSO3的混合溶液A吸收废气中的SO2并制备(NH4)2SO3·H2O，过程如下图所示：
“吸收”过程中，溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3物质的量之比___________。
A．变大 B．变小 C．不变
“制备”过程中，溶液B中发生反应的化学方程式为___________。
（4）硫酸盐(含、)气溶胶是PM2.5的成分之一，PM2.5指的是空气中直径≤2.5微米的颗粒物。科研人员通过研究提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理，其主要过程如下图所示：
下列说法正确的是___________。
A. PM2.5的颗粒为胶体粒子B. 该过程中有硫氧键生成
C. 硫酸盐气溶胶呈碱性D. 该过程中有H2O参与
（5）工业上以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”、“脱硝”。
①“脱硫”时，控制溶液的pH=5.5，将烟气中的SO2转化为，已知0.1ml·L-1100mLNaClO溶液，可以恰好吸收0.01mlSO2。该反应的离子方程式为___________。
②“脱硝”时，在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成和N，该过程应在避光条件下进行，其可能的原因是___________。
（6）汽车尾气中的NO和CO在催化剂作用下发生反应转化为CO2和N2，下列说法正确的是___________。(NA为阿伏加德罗常数的值)
A. 生成1mlCO2转移电子的数目为4NAB. 催化剂能提高CO的转化率
C. NO是氧化剂D. CO2是还原产物
（7）回收利用工业废气中的CO2和SO2，原理示意图如下图。
下列说法正确的是___________。
A．废气中排放到大气中会形成酸雨
B．装置中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度
C．装置中溶液的作用是吸收废气中的和
D．装置2中电极b和电源的正极相连
写出装置2中电极a的反应式___________。
【答案】（1）C （2）A
（3） ①. B ②. NH4HSO3+NH4HCO3=(NH4)2SO3·H2O+CO2↑ （4）BD
（5） ①. H2O+ClO-+SO2=+Cl-+2H+ ②. 避免HClO见光分解 （6）C
（7） ①. B ②.
【解析】
【分析】含二氧化硫和二氧化碳的废气通入碳酸氢钠溶液中，二氧化硫与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳和亚硫酸钠，二氧化碳气体通入装置b的右室，CO2在电源右侧电极上反应生成HCOOH，则CO2得电子，右侧电极为阴极，电极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH；碳酸氢钠和亚硫酸钠混合溶液通入装置b的左室，左侧电极上亚硫酸根离子失电子生成硫酸根离子，则左侧电极为阳极，电极反应式为SO-2e- +H2O=2H+ +。
【小问1详解】
SO2为酸性氧化物，能与碱性溶液和碱性氧化物反应，氨水、碱石灰均可吸收SO2，SO2同时具有还原性，能被强氧化剂酸性KMnO4溶液吸收，但只有被氨水吸收时可以得到亚硫酸铵，故选C。
【小问2详解】
X是S元素的气态氢化物，X是H2S；Y是S的+6价氧化物，Y是SO3；Z是+4价S元素的含氧酸盐，Z是Na2SO3或NaHSO3。
A．H2S可与SO2反应生成S，A正确；
B．S和O2化合生成SO2，不能得到SO3，B错误；
C．Na2SO3溶液呈碱性，NaHSO3溶液呈酸性，C错误；
D．SO2不和浓硫酸反应，可以用浓硫酸干燥，D错误；
故选A。
【小问3详解】
①吸收过程反应的化学方程式为SO2+H2O+(NH4)2SO3=2NH4HSO3，随着吸收反应的进行，(NH4)2SO3越来越少，NH4HSO3越来越多，溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3物质的量之比变小；
②溶液B中发生反应的化学方程式是NH4HSO3+NH4HCO3=(NH4)2SO3·H2O+CO2↑。
【小问4详解】
A．PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5pm的颗粒物，而1pm=1000纳米，胶体是指分散质粒子直径在1-100纳米的分散系，所以含2.5pm颗粒物的空气不属于胶体，A错误；
B．由图可知，由转化为的过程中有硫氧键生成，B正确；
C．硫酸盐（含、）气溶胶中含有，转化过程有H2O参与，在水中电离生成H+、，因此硫酸盐气溶胶呈酸性，C错误；
D．由图可知，该过程有H2O参与，D正确；
故选BD。
【小问5详解】
①SO2和NaClO溶液发生氧化还原反应生成NaCl和Na2SO4，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：H2O+ClO-+SO2=+Cl-+2H+；
②“脱硝”时，在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成和N，该过程应在避光条件下进行，其可能的原因是避免HClO见光分解。
【小问6详解】
汽车尾气中的NO和CO在催化剂作用下发生反应转化为CO2和N2，方程式为：NO+CO CO2+N2，
A．该反应中，C元素由+2价上升到+4价，生成1mlCO2转移电子的数目为2NA，A错误；
B．催化剂不能提高CO的转化率，B错误；
C．该反应中，N元素化合价下降，NO是氧化剂，C正确；
D．该反应中，C元素由+2价上升到+4价，CO2是氧化产物，D错误；
故选C。
【小问7详解】
A．二氧化硫是酸性氧化物，废气中排放到空气中，遇水生成亚硫酸，亚硫酸易被氧气氧化生成硫酸，形成硫酸型酸雨，二氧化碳不会形成酸雨，故A错误；
B．装置中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度，故B正确；
C．不和碳酸氢钠溶液反应，装置中溶液的作用是吸收废气中，故C错误；
D．由分析可知，装置2中电极b为阴极，和电源的负极相连，故D错误；
故选B；
由分析可知，装置2中电极a的反应式为：。
二、硅材料
2. 硅材料在生活中占有重要地位。
（1）太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。硅原子核外未成对电子数为___________。单晶硅的晶体类型为___________。
A．离子晶体 B．分子晶体 C．共价晶体 D．金属晶体
（2）由硅原子核形成的三种微粒，电子排布式分别为：①、②、③，有关这些微粒的叙述，正确的是___________。
A. 得电子能力：①>②
B. 微粒半径：③>①>②
C. 电离一个电子所需最低能量：①>②>③
D. 电子排布属于基态原子(或离子)的是：①②
（3）硅和卤素单质反应可以得到，的熔沸点如下表：
①气态分子的空间构型是___________。
A．正四面体形 B．三角锥形 C．角形 D．直线形
②0℃时，、、、呈液态的是___________。
A． B． C． D．
③比较上述的熔沸点，分析其变化规律及原因___________。
（4）与N-甲基咪唑反应可以得到，其结构如下图所示：
N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为___________。
（5）硅合金具有良好的性能。
①下列关于合金的说法错误的是___________。
A．熔点高于组成金属 B．可能含有非金属
C．硬度通常比组成金属大 D．一般比单一金属用途更广
②白铜是我国使用最早的合金之一，白铜晶胞结构如图所示(Cu位于面心)，该晶胞含有的Cu原子和Ni原子个数分别为___________、___________。已知晶体密度为dg·cm-3，设NA为阿伏加德罗常数的值。Ni和Ni之间的最短距离为___________nm。
【答案】（1） ①. 2 ②. C （2）BD
（3） ①. A ②. B ③. 变化规律：SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4熔沸点逐渐升高，原因：SiX4都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大
（4）sp2、sp3 （5） ①. A ②. 3 ③. 1 ④.
【解析】
【小问1详解】
硅原子最外层电子排布式为3s23p2，根据洪特规则其未成对电子数未2；单晶硅结构类似金刚石，为共价晶体。
【小问2详解】
硅原子核形成的三种微粒，电子排布式分别为：①为基态Si原子、②为基态Si+、③为激发态Si原子；
A．②为基态Si+，容易得到1个电子，故得电子能力：①①>②，正确；
C．②为基态Si+，再电离1个电离1个电子所需能量最大；③为激发态Si原子，电离1个电子所需能量最小；故电离一个电子所需最低能量：②>①>③，错误；
D．由分析可知，电子排布属于基态原子(或离子)的是：①②，正确；
【小问3详解】
SiX4，中心原子为sp3杂化，无孤对电子，分子空间构型为正四面体形；根据表格中熔沸点数据可知在0℃呈现液态的是SiCl4；SiX4的结构相似，均为分子晶体，熔沸点主要由分子间作用力决定，因此随着相对分子量的增大，分子间作用力逐渐增大，熔沸点呈现增大的趋势；
【小问4详解】
根据N-甲基咪唑的结构可知，环上碳为sp2杂化，甲基碳为sp3杂化；
【小问5详解】
合金熔沸点低于其组分金属，硬度、强度都比组分金属大，用途也更广泛，而合金可以由金属元素和非金属元素组成，也可以由金属元素和金属元素组成；根据晶胞结构可知，则该晶胞的摩尔质量为（59+64×3）g/ml=251g/ml，则晶体密度为，而Ni和Ni之间的最短距离即为该晶胞的边长。
三、储氢载体——NH3
3. Ⅰ.氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运。通过氨热分解法制取氢气，其反应的化学方程式如下：
（1）根据下表数据，写出氨热分解法的热化学方程式___________。相关化学键的键能数据
（2）已知该反应的∆S=198.9×10-3kJ·ml-1·K-1，判断在300℃时反应是否能自发进行___________(填“是”或“否”)，理由是___________。
（3）在一定温度和催化剂的条件下，将0.1mlNH3通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如下图所示。
①若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0~t1时间内的反应速率v(H2)=___________ml·L-1·min-1(用含t1的代数式表示)。
②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是___________(用图中a、b、c、d表示)，理由是___________。
Ⅱ.氨气的催化氧化是工业制取硝酸的重要步骤，假设只会发生以下两个竞争反应Ⅰ、Ⅱ。
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
为分析某催化剂对该反应的选择性，将1mNH3和2mlO2充入1L密闭容器中，在不同温度相同时间下，测得有关物质的量关系如图。
（4）该催化剂在低温时对反应___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的选择性更好。
（5）高于840℃时，NO的产率降低的可能原因是___________。
A. NH3溶于水B. 反应活化能降低
C. 反应Ⅰ的平衡常数变小D. 催化剂活性降低
（6）520℃时，反应4NH3(g)+3O22N2(g)+6H2O(g)的平衡常数K=___________(不要求得出计算结果，只需列出有具体数字的计算式)。
（7）请写出一种除了氨气以外的储氢载体及其生成氢气的化学方程式___________。
【答案】（1）2NH3(g)=N2(g)+3H2(g) ∆H=+90.8kJ·ml-1
（2） ①. 是 ②. ∆H-T∆S=90.8-573×198.9×10-3=-23.172
D. 0.01ml·L-1NaN3溶液中：c(H+)+c(Na+)=c()+c(HN3)
（2）上述流程中可以循环利用的物质是___________。
A. N2OB. NaOHC. NaD. NH3
（3）发生器I中的反应与“钠和水”反应相似，该反应的化学方程式为___________。
（4）发生器Ⅱ中的反应如下：2NaNH2+N2O=NaN3+NaOH+NH3。写出实验室检验NH3气体的方法___________。
Ⅱ.上述工艺流程生产的NaN3中可能会含有少量的Na2CO3杂质，某兴趣小组设计了如下图实验装置(部分夹持装置省略)，测定产品NaN3中Na2CO3的含量。
测定过程中可能涉及到的实验操作步骤有：
a．取下装置D，称量。
b．称量样品质量，检查装置气密性。
c．打开弹簧夹，鼓入空气，一段时间后关闭。
d．打开分液漏斗的活塞和玻璃塞，注入足量稀硫酸充分反应，关闭活塞和玻璃塞。
（5）请写出正确的操作顺序：__________；
b→___________→___________→___________→___________→a(用步骤序号回答，可重复)。
（6）仪器E的名称为___________。该装置中的碱石灰的作用是___________。
Ⅲ.KClO4是助氧化剂，以NaCl等为原料制备KClO4得到的产品中会含有少量的KCl杂质，某兴趣小组为测定产品纯度进行了如下实验：准确称取11.378g样品溶于水中，配成500mL溶液，从中取出25.00mL于锥形瓶中，加入适量葡萄糖，加热使ClO4-全部转化为Cl-，(反应为3KClO4+C6H12O6=6H2O+6CO2↑+3KCl)。加入少量K2CrO4溶液作指示剂，用0.40ml·L-1AgNO3溶液进行滴定至终点，消耗AgNO3溶液体积10.50mL(滴定达到终点时，产生砖红色Ag2CrO4沉淀)。
（7）已知：，若，则此时_________ml/L，可认为沉淀反应已达完全。
（8）计算样品中KClO4的质量分数(写出计算过程)_______。
【答案】（1）BC （2）D
（3）2Na+2NH32NaNH2+H2↑
（4）用湿润的红色石蕊试纸接触该气体，如果试纸变蓝，则为NH3(合理即可)
（5）c→a→d→c （6） ①. (球形)干燥管 ②. 吸收空气中的CO2和H2O，防止影响测定结果
（7）1.8×10-6
（8）97%
【解析】
【小问1详解】
A．NaN3中,钠离子和叠氮根离子间离子键，叠氮根中氮原子之间是共价键，A错误；
B．叠氮根中3个氮原子共21个电子，另外叠氮根带有1个单位的负电荷，故共含有22个电子，B正确；
C．由于NaN3溶液呈碱性，说明HN3为弱酸，0.01ml·L-1HN3溶液中氢离子浓度小于0.01ml·L-1，故溶液的pH>2，C正确；
D．NaN3溶液中，由物料守恒得c(Na+)=c()+c(HN3)，故D错误；
故选BC；
【小问2详解】
上述流程中分离器分离出的氨气，是发生器I的原料之一，可以循环利用，故选D；
【小问3详解】
类比钠和水的反应，发生器I中钠与液氨反应，生成氨基化钠和氢气，反应的化学方程式为2Na+2NH32NaNH2+H2↑；
【小问4详解】
实验室检验NH3气体的方法为用湿润的红色石蕊试纸接触该气体，如果试纸变蓝，则为NH3(合理即可)；
【小问5详解】
碱石灰吸收鼓入的空气中的CO2，实验前先测样品质量和D的质量，反应后再继续鼓入空气使产生的二氧化碳全部被氢氧化钠吸收，再次测D的质量，增重即为样品中碳酸钠杂质产生的CO2质量，故正确的操作顺序为b→c→a→d→c→a；
【小问6详解】
仪器E的名称为干燥管，碱石灰用来吸收空气中的CO2和H2O，防止空气中的CO2和H2O进入D影响测定结果；
【小问7详解】
滴定终点时，c()=1.1×10−4ml⋅L−1，则溶液中c(Ag+)=，c(Cl-)=；
【小问8详解】
达到滴定终点时，消耗的硝酸银为0.4ml/L×10.50×10-3L=4.2×10-3ml，设25mL样品溶液中KClO4为x ml，KCl为y ml，由质量及物质的量关系，x+y=4.2×10-3，138.5x+74.5y=11.378，解得x=4.0×10-3，y=2.0×10-4，故11.378g样品中，KClO4的质量=4.0×10-3ml×138.5ml/L=11.08g，质量分数为。
熔点/℃
-90.0
-69.8
5.6
120.7
沸点/℃
-85.8
57.8
154.2
287.7
化学键
N≡N
H-H
N-H
键能E/(kJ·ml-1)
946
436.0
390.8