江苏省扬州市2023-2024学年高三上学期1月期末检测化学试题

试卷更新日期：2024-03-21 类型：期末考试

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一、单项选择题：本题包括13小题，每小题3分，共计39分。每小题只有一个选项符合题意。

1. 近日，科学家研制出了由石墨烯（结构模型如图所示）材料制成的功能性半导体。这主要是利用了石墨烯的（）

A、导电性 B、导热性 C、高熔点 D、高沸点

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2. 反应 $Z n C l_{2} \cdot H_{2} O + S O C l_{2} \begin{array}{l} \underline{\underline{Δ}} \end{array} Z n C l_{2} + S O_{2} ↑ + 2 H C l ↑$ 可用于制备 $Z n C l_{2}$ 。下列说法正确的是（）

A、中子数为37的锌原子： $_{30}^{37} Z n$ B、 $S O C l_{2}$ 中硫元素的化合价： $+ 4$ C、 $C l^{-}$ 的结构示意图： D、 $H_{2} O$ 的电子式： $H ： O ： H$

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3. $P H_{3}$ 气体微溶于水，有强还原性，可由反应 $P_{4} + 3 K O H + 3 H_{2} O \begin{array}{l} \underline{\underline{Δ}} \end{array} P H_{3} ↑ + 3 K H_{2} P O_{2}$ 制得。实验室制取少量 $P H_{3}$ 的原理及装置均正确的是（）

A、制取 $P H_{3}$ B、干燥 $P H_{3}$ C、收集 $P H_{3}$ D、吸收尾气中的 $P H_{3}$

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4. $N a H S e O_{3}$ 可用于除去某些重金属离子。下列说法正确的是（）

A、电负性： $χ (O) > χ (S e)$ B、离子半径： $r (N a^{+}) > r (O^{2 -})$ C、电离能： $I_{1} (N a) > I_{1} (S e)$ D、热稳定性： $H_{2} S e > H_{2} O$

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5. 阅读下列材料，完成问题：
电池有铅蓄电池、燃料电池（如 $N O_{2} - N H_{3}$ 电池）、锂离子电池、 $M g$ 一次氯酸盐电池等，它们可以将化学能转化为电能。 $N H_{3} 、 C H_{4} 、 N a B H_{4}$ 都可用作燃料电池的燃料。 $C H_{4}$ 的燃烧热为 $890.3 k J \cdot m o l^{- 1}$ 。电解则可以将电能转化为化学能，电解饱和 $N a C l$ 溶液可以得到 $C l_{2}$ ，用电解法可制备消毒剂高铁酸钠 $(N a_{2} F e O_{4})$ 。

(1)、下列说法正确的是（）

A、 $B H_{4}^{-}$ 中存在配位键 B、 $S O_{4}^{2 -}$ 的空间构型为平面正方形 C、 $N H_{4}^{+}$ 中的键角比 $N H_{3}$ 中的小 D、 $H C l O$ 中心原子的轨道杂化类型为 $s p^{2}$

(2)、下列化学反应表示正确的是（）

A、铅蓄电池的正极反应： $P b - 2 e^{-} + S O_{4}^{2 -} \begin{array}{l} \underline{\underline{}} \end{array} P b S O_{4}$ B、电解饱和 $N a C l$ 溶液： $2 N a^{+} + 2 C l^{-} \begin{array}{l} \underline{\underline{通电}} \end{array} 2 N a + C l_{2} ↑$ C、 $C H_{4}$ 燃烧： $C H_{4} (g) + 2 O_{2} (g) \begin{array}{l} \underline{\underline{}} \end{array} C O_{2} (g) + 2 H_{2} O (g) Δ H = - 890.3 k J \cdot m o l^{- 1}$ D、一定条件下 $N O_{2}$ 与 $N H_{3}$ 的反应： $6 N O_{2} + 8 N H_{3} \begin{array}{l} \underline{\underline{一定条件}} \end{array} 7 N_{2} + 12 H_{2} O$

(3)、下列物质结构与性质或物质性质与用途不具有对应关系的是（）

A、 $H$ 的电负性比B的大， $N a B H_{4}$ 中 $H$ 显负电性 B、 $L i$ 的原子半径比 $N a$ 的小，金属锂的熔点比钠的高 C、 $N O_{2}$ 具有强氧化性，可作为火箭发射的助燃剂 D、 $C H_{4}$ 的热稳定性较强，可用作燃料电池的燃料

(4)、电解法制备 $N a_{2} F e O_{4}$ 的工作原理如图所示。下列说法正确的是（）

A、 $M$ 为电源的负极 B、阳极上的电极反应式为 $F e - 6 e^{-} + 4 H_{2} O \begin{array}{l} \underline{\underline{}} \end{array} F e O_{4}^{2 -} + 8 H^{+}$ C、阴离子交换膜应能允许 $O H^{-}$ 通过而能阻止 $F e O_{4}^{2 -}$ 的扩散 D、理论上每转移 $0.1 m o l e^{-}$ ，阴极上会产生 $1.12 L$ 气体

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6. 硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是（）

A、用氨水吸收烟气（含 $S O_{2} 、 O_{2}$ 等）中 $S O_{2}$ 获得 ${(N H_{4})}_{2} S O_{4}$ 的物质转化：
$N H_{3} \cdot H_{2} O \overset{S O_{2}}{\to} {(N H_{4})}_{2} S O_{3} \overset{O_{2}}{\to} {(N H_{4})}_{2} S O_{4}$
B、工业制硫酸过程中的物质转化： $F e S_{2} \to_{煅烧}^{O_{2}} S O_{3} \overset{H_{2} O}{\to} H_{2} S O_{4}$ C、利用硫酸的酸性去除铁制品表面的铁锈 D、利用 $S O_{2}$ 的还原性将其作为葡萄酒的抗氧化剂

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7. 化合物Y是合成丹参醇的中间体，其合成路线如下：
下列说法正确的是（）

A、X分子中含手性碳原子 B、X转化为 $Y$ 的过程中与 $C H_{3} M g B r$ 反应生成 C、 $Y$ 与 $B r_{2}$ 以物质的量 $1 ： 1$ 发生加成反应时可得3种产物 D、X、Y可用酸性 $K M n O_{4}$ 溶液进行鉴别

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25 ℃

，探究

0.1 m o l \cdot L^{- 1} K H C_{2} O_{4}

溶液的性质。下列实验方案能达到探究目的的是（）

选项	探究目的	实验方案
A	钾元素的焰色试验	用洁净的铂丝蘸取溶液在酒精灯火焰上灼烧，观察火焰的颜色
B	$H C_{2} O_{4}^{-}$ 是否有还原性	向 $2 m L K H C_{2} O_{4}$ 溶液中滴加氯水，再滴入 $A g N O_{3}$ 溶液，观察是否有白色沉淀产生
C	$H C_{2} O_{4}^{-}$ 是否水解	向 $2 m L K H C_{2} O_{4}$ 溶液中滴加2～3滴酚酞试液，观察溶液颜色的变化
D	比较溶液中 $c (H_{2} C_{2} O_{4})$ 与 $c (C_{2} O_{4}^{2 -})$ 的大小	用 $p H$ 计测量 $0.1 m o l \cdot L^{- 1} K H C_{2} O_{4}$ 溶液的 $p H$

A、A B、B C、C D、D

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9. 从炼钢粉尘（主要含 $Z n O 、 Z n F e_{2} O_{4}$ ）中回收锌的过程如图所示。“浸取”过程 $Z n O$ 转化为 ${[Z n {(N H_{3})}_{4}]}^{2 +}$ ，并有少量铁元素浸出。已知： $25 ℃ K_{b} (N H_{3} \cdot H_{2} O) = 2 \times 1 0^{- 5}$ ， $K_{s p} (Z n S) = 1 \times 1 0^{- 23}$ 。下列说法正确的是（）

A、 $25 ℃ ， p H = 9$ 的 $N H_{3} \cdot H_{2} O / N H_{4} C l$ 溶液中： $\frac{c (N H_{4}^{+})}{c (N H_{3} \cdot H_{2} O)} = 2 \times 1 0^{4}$ B、 $0.1 m o l \cdot L^{- 1} {(N H_{4})}_{2} S$ 溶液中： $c (H^{+}) + c (H S^{-}) + 2 c (H_{2} S) = c (N H_{3} \cdot H_{2} O) + c (O H^{-})$ C、“沉锌”过程中，溶液的 $p H$ 减小 D、“沉锌”后的溶液中： $c (Z n^{2 +}) \cdot c (S^{2 -}) < 1 \times 1 0^{- 23}$

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10. 为研究反应 $2 N O + O_{2} ⇌ 2 N O_{2}$ 在不同条件下 $N O$ 的转化率，向恒压反应器中通入含一定浓度 $N O$ 与 $O_{2}$ 的气体，在无催化剂和有催化剂存在时，分别测得不同温度下反应器出口处NO的转化率如图中曲线a、b所示（图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化）。下列说法正确的是（）

A、反应的 $Δ H > 0$ B、曲线a中 $N O$ 转化率随温度升高而增大，是由于催化剂的活性增强 C、曲线 $b$ 中从 $M$ 点到 $N$ 点， $N O$ 转化率随温度升高而减小，是由于反应速率减慢 D、催化剂存在时，其他条件不变，增大气体中 $c (O_{2})$ ， NO转化率随温度的变化为曲线c

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二、非选择题（共61分）

11. 镓 $(31 G a)$ 及其化合物在半导体、光电材料等领域有广泛应用。

(1)、以酸性含 $G a^{3 +}$ 溶液（含少量 $Z n^{2 +} 、 C u^{2 +}$ ）为原料通过除杂等一系列操作制得粗镓，粗镓经过电解精炼制得高纯镓。体系中含镓微粒的物质的量分数随 $p H$ 的关系如图1所示。已知： $K_{s p} [G a (O H)_{3}] = 1 \times 1 0^{- 35}$ 。
① $G a$ 的基态核外电子排布式为.
②“除杂”包括加入 $N a O H$ 溶液调节 $p H$ 、加入足量 $N a_{2} S$ 除去 $Z n^{2 +}$ 和 $C u^{2 +}$ 、过滤等步骤。调节溶液 $p H$ 的目的为。
③“电解精炼”时，以粗镓为阳极，含 $G a (O H)_{4}^{-}$ 的碱性溶液为电解液，阴极析出镓的电极反应式为；阴极同时有少量气体产生。测得电解过程溶液中镓浓度与电流效率（ $η = \frac{生成镓转移的电子数}{电解池转移的电子总数}$ ）随时间的变化如图2所示。反应 $15 h$ 后， $η$ 降低的原因是。

图1 图2

(2)、 $G a N$ 具有优异的光电性能，可由 $N H_{3}$ 与 $G a {(C H_{3})}_{3}$ 发生反应制得。
①制得GaN时生成一种有机物的化学式为。
② $G a N$ 的一种晶胞如图3所示。晶体中距离 $G a$ 最近且相等的 $N$ 的数目为。
图3
③准确称取 $0.2000 g G a N$ 样品，加入 $N a O H$ 溶液，加热使固体充分溶解，用足量 $H_{3} B O_{3}$ 溶液吸收产生的 $N H_{3}$ 。向吸收液中滴加指示剂，用 $0.1000 m o l \cdot L^{- 1}$ 的盐酸滴定至终点，消耗盐酸 $23.80 m L$ 。
过程中涉及反应： $N H_{3} + H_{3} B O_{3} \begin{array}{l} \underline{\underline{}} \end{array} N H_{3} \cdot H_{3} B O_{3}$ ； $N H_{3} \cdot H_{3} B O_{3} + H C l \begin{array}{l} \underline{\underline{}} \end{array} N H_{4} C l + H_{3} B O_{3}$ ，计算 $G a N$ 样品的纯度（写出计算过程）。

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12. 化合物 $G$ 是合成一种激酶抑制剂的中间体，其合成路线如下：

(1)、反应 $A \to B$ 涉及的反应物有；a． $K O H$ 溶液；b．盐酸；c．浓 $H N O_{3}$ 、浓 $H_{2} S O_{4}$ 。
①加入反应物的正确顺序是：c、、（填字母）。
②硝化反应的机理可表示为： $H O N O_{2} + H O S O_{3} H ⇌_{}^{} N O_{2}^{+} + H S O_{4}^{-} + H_{2} O$
反应中浓硫酸的作用是。

(2)、 $C$ 的分子式为 $C_{7} H_{14} O N C l$ ，结构简式为。

(3)、已知： $- N H_{2} + B r C N \to - N H - C N + H B r$ ， TEA为 ${(C_{2} H_{5})}_{3} N$ ，能促进该反应的进行。 ${(C_{2} H_{5})}_{3} N$ 能促进反应进行的原因是。

(4)、写出同时满足下列条件的A的一种同分异构体的结构简式。
碱性条件水解后酸化生成两种产物，产物之一能与 $F e C l_{3}$ 溶液发生显色反应，两种产物的核磁共振氢谱中都有2个峰。

(5)、写出以、为原料制备的合成路线流程图（无机试剂和有机溶剂任用）。

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13. 深共晶溶剂（DESs）可从 $L i F e P O_{4}$ 中回收锂。

(1)、DESs的制备。将乙二醇（ $H O C H_{2} C H_{2} O H$ ）与氯化胆碱（）按一定比例混合搅拌至形成均一透明液体，制得DESs。
图1
①DESs由含氢键供体（能形成氢键的氢原子）的组分与含氢键受体（能与氢原子形成氢键的原子）的组分混合。乙二醇分子中氢键供体的数目为。
②不同配比氯化胆碱与乙二醇混合的二元相图如图1所示。相同条件下，氯乙二醇的熔点乙二醇的熔点（填“>”“二”或“<”）。制备熔点达到最低值的DESs时，氯化胆碱与乙二醇的物质的量之比为。

(2)、氧化浸出锂。将 $L i F e P O_{4}$ 与 $D E S s$ 按照一定比例混合，再通入 $O_{3}$ 。实验装置如图所示。
①冷凝管的作用为。

图2 图3
②主要反应机理如图3所示：
Ⅰ中碳原子轨道杂化类型的变化为；M的化学式为。

(3)、碳酸锂的制备。
已知： $25 ℃ ， K_{s p} [F e (O H)_{3}] = 1.0 \times 1 0^{- 39}$ ，完全沉淀时离子浓度小于 $1.0 \times 1 0^{- 6} m o l \cdot L^{- 1}$ ； $L i O H$ 易溶于水； $L i_{2} C O_{3}$ 的溶解度： $0 ℃$ 为 $1.54 g ， 20 ℃$ 为 $1.33 g ， 80 ℃$ 为 $0.85 g$ 。补充完整由粗 $L i C l$ 溶液（含少量 $F e^{3 +}$ ）制备 $L i_{2} C O_{3}$ 的实验方案：向粗 $L i C l$ 溶液中，得到 $L i_{2} C O_{3}$ 固体。
（须使用的试剂： $0.1 m o l \cdot L^{- 1} N a O H$ 溶液、 $0.1 m o l \cdot L^{- 1} N a_{2} C O_{3}$ 溶液）

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14. 水合肼 $(N_{2} H_{4} \cdot H_{2} O)$ 在储氢领域有广阔的应用前景，其水溶液呈弱碱性。

(1)、 $N_{2} H_{4}$ 分子有顺式、反式和交互式三种比较稳定的空间构型。下列结构能表示 $N_{2} H_{4}$ 分子交互式的是（填序号）。

(2)、肼分解制氢的主要反应为 $N_{2} H_{4} \begin{array}{l} \underline{\underline{催化剂}} \\ Δ \end{array} N_{2} + 2 H_{2}$ ，肼的理论储氢密度 $= \frac{m_{释放} (H_{2})}{m (N_{2} H_{4})} = 12.5 %$ 。测得肼实际分解时产生的气体中含 $N H_{3}$ ，肼实际储氢密度小于理论值的原因是（用化学方程式表示）。

(3)、水合肼制氢过程中涉及肼在 $N i - P t$ 催化剂表面分解，如图1所示。
图1
①X的结构简式为。
②催化剂表面存在 $N i$ 和 $P t$ 两种活性位点，两种活性位点分别带不同电性的电荷。肼中的氢原子吸附于（填“ $N i$ ”或“ $P t$ ”）活性位点。已知： $N - N$ 键、 $N - H$ 键的键能分别是 $286 k J \cdot m o l^{- 1} 、 360 k J \cdot m o l^{- 1}$ 。肼在该催化剂表面反应断裂的化学键不是 $N - N$ 键，而是 $N - H$ 键，原因是。
③催化剂存在下，不同浓度的 $N_{2} H_{4} \cdot H_{2} O$ 分解时，测得 $\frac{n (N_{2}) + n (H_{2})}{n (N_{2} H_{4})}$ 随时间的变化如图2所示。当 $N_{2} H_{4} \cdot H_{2} O$ 浓度从 $0.1 m o l \cdot L^{- 1}$ 增加到 $0.5 m o l \cdot L^{- 1}$ 时，反应速率加快；从 $0.5 m o l \cdot L^{- 1}$ 增加到 $1.0 m o l \cdot L^{- 1}$ 时，反应速率几乎不变。其原因是。
图2

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