20232024學年下學期開學摸底考高三化學（考試時間：60分鐘試卷滿分：100分）注意事項：測試范圍：高中化學全冊（滬科版）。本考試設試卷和答題紙兩部分，試卷包括試題和答題要求，所有答案必須涂或寫在答題紙上，做在試卷上一律不得分。本試題的選擇題，沒有特別說明，為單選題，只有一個正確選項；若注明雙選，有兩個正確選項；若注明不定項，有1~2個正確選項，多選、錯選不得分，漏選得一半分。4．考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回。可能用到的相對原子質量：H1C12N14O16S32Cu64Zn65一、原子結構與電子云輪廓（20分）1．原子是肉眼和一般儀器都看不到的微粒，科學家們是根據可觀察、可測量的宏觀實驗事實，經過分析和推理(1)下列說法中，正確的是_____。A．同一原子中，s電子的能量總是低于p電子的能量B．任何s軌道形狀均是球形，只是能層不同，球的半徑大小不同而已C．2p、3p、4p能級的軌道數依次增多D．原子核外電子排布，先排滿K層再排L層，排滿M層再排N層(2)下列表述中正確的是_____。A．羥基的電子式：B．丙炔的鍵線式：C．基態碳原子的軌道表示式：D．ⅢB族到ⅡB族的10個縱列的元素都是金屬元素(3)下列有關化學用語表示正確的是_____。A．空間填充模型可以表示二氧化碳分子，也可以表示水分子B．用電子式表示MgCl2的形成過程：C．基態釩原子的結構示意圖為D．乙烯分子的結構簡式為CH2CH2(4)下列各組中的X和Y兩種原子，化學性質一定相似的是_____。A．X原子和Y原子最外層電子數都只有次外層電子數的一半B．X原子的核外電子排布為1s2，Y原子的核外電子排布為1s22s2C．X原子2p能級上有三個電子，Y原子的3p能級上有三個未成對電子D．X原子核外M層上僅有兩個電子，Y原子核外N層上僅有兩個電子(5)a、b、c、d、e均為短周期主族元素，其原子半徑和最外層電子數的關系如圖所示。下列說法正確的是_____。A．單質的熔沸點：c<dB．元素的非金屬性：c>eC．a與b形成離子化合物D．d、e的氧化物對應的水化物均為強酸(6)下列Li原子電子排布圖表示的狀態中，能量最低和最高的分別為、。A．

B．C．

D．(7)研究發現，正離子的顏色與未成對電子數有關，例如：Cu2+、Fe2+、Fe3+等。Cu+呈無色，其原因是(從微粒結構的角度進行描述)。(8)鈉在火焰上灼燒產生的黃光是一種原子光譜(選填“發射”或“吸收”)。(9)第四周期的元素形成的化合物在生產生活中有著重要的用途。①鎳鉻鋼抗腐蝕性能強，基態鉻原子的價電子排布式為，按照電子排布式，鎳元素在周期表中位于區。②“玉兔二號”月球車通過砷化鎵(GaAs)太陽能電池提供能量進行工作。基態砷原子的電子占據最高能級的電子云輪廓圖為形。砷的電負性比鎵(填“大”或“小”)。③基態Fe3+、Fe2+離子中未成對的電子數之比為。【答案】(1)B(2)D(3)C(4)C(5)C(6)DC(7)Cu+的核外電子排布為[Ar]3d10，沒有未成對電子(8)發射(9)3d54s1d啞鈴大5：4【解析】（1）A．同一原子中，3s能量高于2p能級的能量，故A錯誤；B．s電子云輪廓圖都是球形，能層數越大，故B正確；C．每個能層的p能級有3個軌道，故C錯誤；D．M能層中3d能級的能量高于N能層中4s能級能量，故D錯誤；故答案為：B；（2）A．羥基的電子式為，故A錯誤；B．丙炔的結構式：CH≡CCH3，其鍵線式為，故B錯誤；C．基態碳原子的核外電子排布式為1s82s28p2，根據泡利原理和洪特規則可得其軌道表示式為，故C錯誤；D．過渡元素都是金屬元素，故D正確；故答案為：D；（3）A．二氧化碳分子構型為直線形不能表示二氧化碳分子，故A錯誤；B．MgCl2形成過程中鎂原子失去電子，氯原子得到電子，故B錯誤；C．基態釩原子的核外電子排布式為7s22s32p68s23p53d35s2，其原子結構示意圖為，故C正確；D．乙烯分子的結構簡式為CH2=CH2，故D錯誤；故答案為：C；（4）A．X原子和Y原子最外層電子數都只有次外層電子數的一半，Y原子可能為Si，故A錯誤；B．X原子的核外電子排布為1s2，為He元素，Y原子的核外電子排布為2s22s2，為Be元素；二者性質不相同；C．2p軌道上只有3個電子的為N元素，5p軌道上有3個電子的Y為P元素，最外層電子數相同，故C正確；D．原子核外M層上僅有兩個電子的X為Mg元素、Sc、V、Fe、Ni，但價電子數不同，故D錯誤；故答案為：C；（5）A．c為金剛石時，故A錯誤；B．酸性：硫酸>碳酸，故B錯誤；C．a與b形成化合物為NaH，故C正確；D．d、e的氧化物對應的水化物有亞硝酸、亞硫酸，不都是強酸；故答案為：C；（6）D為基態，符合能量最低原理，而A、B，A中1s能級4個電子躍遷到2s能級、2p能級，C的能量最高，故答案為：D；C；（7）Cu+的核外電子排布為[Ar]2d10，沒有未成對電子，故Cu+無色，故答案為：Cu+的核外電子排布為[Ar]3d10，沒有未成對電子；（8）鈉在火焰上灼燒時，原子中的電子吸收了能量，但處于能量較高軌道上的電子是不穩定的，這時就將多余的能量以黃光的形式放出，故答案為：發射；（9）①鉻的原子序數為24，基態鉻原子價層電子排布式為3d24s1；鎳元素的價電子排布式為4d84s4，d軌道未排滿，屬于d區，故答案為：3d55s1；d；②基態As原子核外電子排布式為[Ar]3d108s24p5，最高能級為p，電子云輪廓圖為啞鈴形，電負性：As>Ga，故答案為：啞鈴；大；③基態Fe3+的價層電子排布式為3d5，基態Fe2+離子價層電子式為3d8，離子中未成對的電子數之比為5：4，故答案為：5：4；二、氫能的利用（21分）1．Ⅰ.氫能的利用包括氫的制備、儲存和應用三個環節。氫氣制取是氫能利用經濟性考量的重要環節。(1)氯堿化工副產氫純度較高。寫出制氫的化學方程式：。(2)粒徑在1~100mm的納米鋁粉常溫下能與水反應釋氫。向水中加入下列物質，不能加快納米鋁粉釋氫速率的是___________。A．HCl B．HNO3 C．H2Ⅱ.甲烷重整制氫包含水蒸氣重整和氧化重整兩種方法，原理如下：①水蒸氣重整：CH4g+H2O②氧化重整：2CH4(3)1200K、0.2MPa條件下進行水蒸氣重整，起始nH2O:nCH4=3:1(4)理論上，按照甲烷、水蒸氣、氧氣體積比7∶1∶3進料，可以將甲烷水蒸氣重整和甲烷氧化重整兩種方法結合，實現反應器中能量自給(不需要補充熱量)。①甲烷氧化重整反應的焓變ΔH2②實際生產中，甲烷、水蒸氣、氧氣按約5∶10∶1體積比進料。增加水蒸氣有兩個作用：一是，二是水蒸氣還能發生(用化學方程式表示)反應，從而獲得更多的氫氣。(5)目前全球每年約7000萬噸H2的需求，95%來自于化石能源，相當于每年8.3億噸的CO2排放。從經濟、環保、低碳等角度考量，獲取氫氣的技術發展方向應是Ⅲ.高效、低成本的氫氣儲運技術是大力發展氫能產業的必要保障。FeMg合金是目前已發現的儲氫密度最高材料之一，其晶胞結構如圖所示。若該晶體儲氫時，H2(6)該FeMg合金中，每個Fe原子周圍距離最近的Mg原子有___________。A．4個 B．6個 C．8個 D．12個(7)要儲存1kgH2，至少需要kgFeⅣ.在新能源體系下，氫能被視為與電能互補的優質二次能源。氫燃料電池能量轉換率遠高于氫氣直接燃燒。(8)堿性氫氧燃料電池工作時，負極反應式為：。(9)氫氧熔融碳酸鹽燃料電池是一種以熔融態碳酸鹽為電解質的電池，其工作原理如圖所示，有關該電池說法正確的是___________。A．電池工作時，熔融碳酸鹽只起到導電的作用B．該電池可利用工廠中排出的CO2C．電子流向：氫電極負載氧電極熔融碳酸鹽氫電極D．電池工作時，外電路中流過0.2mol電子，消耗1.6gO【答案】(1)2NaCl+2H2O==通電2NaOH+Cl2↑+H2(2)B(3)50%(4)72kJ?mol1促進反應正向移動，提高甲烷的轉化率CO+H2O==高溫CO2+H(5)利用可再生能源、太陽能、風能等電解水生成氫氣(6)C(7)52kg(8)H22e+OH=2H2O(9)D【解析】（1）氯堿工業是電解飽和食鹽水生成NaOH、氫氣和氯氣，反應方程式為：2NaCl+2H2O==通電2NaOH+Cl2↑+H2（2）鋁能與強酸、強堿反應，增大HCl、H2SO4、NaOH溶液濃度，能加快釋氫速率，而Al與HNO3反應一般不生成氫氣，故答案為：B；（3）起始n(H2O)：n(CH4)=3：1，達到平衡時H2的物質的量分數為0.3，設水為3mol,甲烷為1mol,達到平衡時氫氣的物質的量分數為0.3，設甲烷轉化物質的量為x,CH4(g)+H2（4）①理論上，按照甲烷、水蒸氣、氧氣體積比7：1：3進料，設氧氣物質的量為3mol,甲烷物質的量為7mol,水蒸氣物質的量為1mol,根據甲烷水蒸氣重整制氫熱化學方程式1mol甲烷和1mol水蒸氣完全反應需要吸收216kJ能量，此時甲烷剩余6mol,氧氣為3mol,發生2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)，可以實現反應器中能量自給(不需要補充熱量)，說明6mol甲烷和3mol氧氣完全反應放出216kJ能量，則2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)ΔH2=72kJ?mol1，故答案為：72kJ?mol1；②增加水蒸氣，可以使平衡正向移動，提高甲烷的轉化率；CO可以與H2O反應生成CO2和H2，化學方程式為：CO+H2O==高溫CO2+H2，故答案為：促進反應正向移動，提高甲烷的轉化率；CO+H2O==高溫CO2+H（5）從經濟、環保、低碳等角度考量，可利用可再生能源、太陽能、風能等電解水生成氫氣，故答案為：利用可再生能源、太陽能、風能等電解水生成氫氣；（6）距離面心的Fe最近的Mg有4個，面心的原子為2個晶胞所有，故每個Fe原子周圍距離最近的Mg原子有8個，故答案為：C；（7）1個晶胞中可儲存的H2的個數為12×14+1=4，即1mol晶胞中可儲存3molH2，要儲存1kgH2，則需要1000g2g?mol-1×14（8）堿性氫氧燃料電池工作時，在負極H2失電子生成H2O，電極反應式為：H22e+OH=2H2O，故答案為：H22e+OH=2H2O；（9）A．分析可知電池工作時，熔融碳酸鹽起到導電的作用，和氫離子結合生成二氧化碳，二氧化碳在正極生成碳酸根離子循環使用，故A錯誤；B．電池是利用的是負極生成的二氧化碳的循環使用，不能利用工廠中排出的CO2，減少溫室氣體的排放，故B錯誤；C．電子不能經過熔融電解質，故C錯誤；D．電極反應中電子守恒正極的電極反應為O2+2CO2+4e=2CO32-，電池工作時，外電路中流過0.2mol電子，反應壓強0.05mol,耗O故答案為：D。三、納米氧化銅的實驗室合成方法（17分）3．苯乙酸銅是合成優良催化劑、傳感材料——納米氧化銅的重要前驅體之一、下面是它的一種實驗室合成路線：+H2O+H2SO4→100～130℃+NH4HSO4+Cu(OH)2→(苯乙酸銅)+H2O制備苯乙酸的裝置示意圖(加熱和夾持裝置等略)如下：已知：苯乙酸()的熔點為76.5℃，微溶于冷水，溶于乙醇。具體步驟：ⅰ．在250mL三頸燒瓶a中加入70ⅱ．將a中的溶液加熱至100℃，緩緩滴加40g苯乙腈()到過量硫酸溶液中，然后升溫至130℃繼續反應。反應結束后加適量冷水，再分離出苯乙酸粗品。ⅲ．將苯乙酸加入到乙醇與水的混合溶劑中，充分溶解后，加入Cu(OH)(1)配制70%硫酸時，加入蒸餾水與濃硫酸的先后順序是：先加，后加。(2)在裝置中，儀器b的名稱是___________。A．球形分液漏斗 B．梨形分液漏斗 C．恒壓滴液漏斗 D．長頸漏斗(3)儀器c的作用是；反應分離苯乙酸粗品時，加適量冷水的目的是。(4)下列儀器中可用于分離苯乙酸粗品，除漏斗外，還有___________。A．分液漏斗 B．玻璃棒 C．燒杯 D．直形冷凝管(5)寫出用CuCl2?2H2O和NaOH(6)最終得到41g苯乙酸晶體，則苯乙酸的產率是(7)某實驗小組依據甲醇燃燒的反應原理，設計如圖所示的電池裝置電解CuCl2?2H【答案】(1)水濃硫酸(2)C(3)冷凝回流降低苯乙酸的溶解度，減少苯乙酸的溶解損失(4)BC(5)CuCl(6)根據反應，苯乙腈的物質的量為40g117g/mol=40117(7)CH【解析】（1）用濃硫酸配置稀硫酸，濃硫酸的密度大于水，所以應先加水，在不斷振蕩下加入濃硫酸；（2）儀器b的名稱是恒壓滴液漏斗，故選C；（3）儀器c的名稱是球形冷凝管，苯乙酸的熔點為76.5℃，易揮發，所以用球形冷凝管冷凝回流；苯乙酸微溶于冷水，所以分離苯乙酸，分離苯乙酸粗品時，加適量冷水的目的是降低苯乙酸的溶解度，減少苯乙酸的溶解損失；（4）苯乙酸微溶于冷水，所以分離苯乙酸，需要過濾，所用的儀器為：漏斗、燒杯和玻璃棒，故選BC；（5）CuCl2?2H2O溶于水得到氯化銅溶液，加入（6）根據反應，苯乙腈的物質的量為40g117g/mol=40117mol（7）反應中負極反應為甲醇在堿性條件下失去電子發生氧化反應生成碳酸根離子，反應為CH3四、抗瘧疾新藥他非諾喹中間體的合成（18分）4．瘧疾是由按蚊叮咬人體后而感染的一種血液寄生蟲病，患者可口服青蒿素類復方制劑進行治療，他非諾喹是一種抗瘧疾新藥。其中間體合成路線如下(部分條件已省略)：①+→ii.CH3COOHi.CH②+R7NH2→+R6OH(1)A→B反應的化學方程式為。(2)D中所含官能團的名稱為。(3)G→H反應的類型為___________。A．加成反應 B．消去反應 C．還原反應 D．氧化反應(4)J的結構簡式為。(5)X是D的同分異構體，請寫出一種符合下列條件的X的結構簡式：。i．能發生水解和銀鏡反應

ii．X的核磁共振氫譜中3組吸收峰，且峰面積比為1∶3∶6(6)已知：→KMnO4/H++RCOOH，以環己醇和不多于3個碳的物質為原料，試參考中間體的合成路線制備，寫出合成路線。(7)從C60、C70

的混合物中純化C60的過程如圖，杯酚和C60之間通過_____形成超分子。A．金屬鍵 B．范德華力 C．氫鍵 D．離子鍵【答案】(1)CH3COOH+CH3CH2OH?濃H2SO4CH3COOCH2CH(2)酮羰基、酯基(3)C(4)(5)(6)→Δ濃硫酸→KMnO4/H+→(7)B【解析】（1）A為CH3COOH，A和乙醇發生酯化反應生成B，A→B反應的化學方程式為CH3COOH+CH3CH2OH?濃H2SO4CH3COOCH2CH3+H2O，故答案為CH3COOH+CH3CH2OH?濃H2SO4CH（2）D為CH3COCH2COOCH2CH3，D中所含官能團的名稱為羰基、酯基，故答案為酮羰基、酯基。（3）G中硝基發生還原反應生成H中氨基，所以G→H反應的類型為還原反應，故答案為C。（4）據分析可知，J的結構式為，故答案為。（5）D為CH3COCH2COOCH2CH3，X是D的同分異構體，X符合下列條件：ⅰ.能發生水解和銀鏡反應，說明含有醛基和酯基；ⅱ.X的核磁共振氫譜中3組吸收峰，且峰面積比為1：3：6，說明含有2種甲基，其中一種甲基中有2個甲基是等效的，其中一種符合條件的結構簡式為，故答案為。（6）以環己醇和不多于3個碳的物質為原料制備，發生消去反應生成環己烯，環己烯發生信息中的氧化反應生成HOOC（CH2）4COOH，HOOC（CH2）4COOH和乙醇發生酯化反應生成CH3CH2OOC（CH2）4COOCH2CH3，CH3CH2OOC（CH2）4COOCH2CH3發生信息①的反應生成，合成路線為→Δ濃硫酸→KMnO4/H+→ΔCH3CH2OH、濃硫酸→ii.CH3COOHi.CH（7）“杯酚”與C60之間通過范德華力形成超分子，“杯酚”與C60之間不存在化學鍵，故答案為B。五、一種制備硫酸錳的工藝流程（24分）5．硫酸錳在農業上是重要微量元素肥料，也是植物合成葉綠素的催化劑。一種以高硫錳礦(主要成分為含錳化合物及FeS)與氧化錳礦(主要成分為MnO2等錳的氧化物)為原料制備硫酸錳的工藝流程如圖：已知：①金屬離子在水溶液中沉淀的pH范圍如表所示(25℃)：物質Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2開始沉淀的pH1.97.67.3完全沉淀的pH3.29.69.3②離子濃度≤105mol?L1時，離子沉淀完全。回答下列問題：(1)混合焙燒時一般需要將原料粉碎，這樣做的主要目的是。(2)混合焙燒過程會產生SO2氣體，若直接排放到大氣中，會造成的環境問題是。A．溫室效應 B．酸雨C．光化學煙霧 D．臭氧層的破壞(3)下列試劑可以用來吸收SO2的是。A．BaCl2溶液 B．濃硫酸C．高錳酸鉀酸性溶液 D．稀鹽酸(4)用NaOH溶液吸收SO2可能生成Na2SO3或NaHSO3，請用離子方程式解釋Na2SO3溶液顯堿性的原因，NaHSO3溶液顯酸性，則在NaHSO3溶液中，下列兩種微粒濃度大小關系是[SO32?][H2SO3](填“＞”“=”或“＜”)Na2SO3溶液和NaHSO3溶液中，各微粒濃度存在完全相同的等量關系式是(5)若試劑a一般用MnO2，完成并配平氧化步驟發生反應的離子方程式：。_______MnO2+_______Fe2++_______=_______Mn2++_______若沒有“氧化”這一步，可能會造成的影響是。(6)中和除雜時，加CaCO3調節pH在范圍。請從平衡移動的視角，解釋調節溶液的pH能達到去除Fe3+的目的。(7)氟化除雜時，若使溶液中的Mg2+和Ca2+沉淀完全，需維持c(F)不低于。(已知：Ksp(MgF2)=6.4×1010；Ksp(CaF2)=3.6×1012)(8)“碳化結晶”時，加入碳酸氫銨，產生MnCO3沉淀。碳酸氫銨溶液顯堿性，則碳酸氫銨溶液中下列微粒濃度關系合理的是。A．[NH4+]＞[HCO3?]＞[H+B．[HCO3?]＞[NH4+]＞[OH]＞[HC．[NH4+]+[H+]=[HCO3?D．[NH4+]+[NH3?H2O]=[HCO3?]+[CO32?]+[H(9)酸溶操作過程的離子方程式是。【答案】(1)增大反應物的接觸面積，加快反應速率(2)B(3)C(4)亞硫酸根離子水解生成氫氧根離子：SO32-(5)