杨浦区名校2023-2024学年高三上学期9月摸底考化学 2023.9
相对原子质量：O-16 S-32 Fe-56 Ba-137
一、探索原子结构与元素周期表
人类对原子结构的探索为科技发展带来了卓越的贡献：门捷列夫发现了元素周期表，为研究物质性质、合成新物质做出了重要的指导作用；波尔最早提出“原子核外电子在原子轨道上运动并遵循一定的规律”；鲍林以氟电负性为4.0作为相对标准，得出了各元素的电负性，衡量化合物中原子吸引电子能力的相对大小。
1. 下图为原子结构模型的演变图，其中符合历史演变顺序的一组排列是____（单选）。
（1）为道尔顿实心球式原子模型 （2）为卢瑟福有核原子模型 （3）为汤姆生葡萄干面包式模型
（4）为现代原子结构理论 （5）为玻尔原子结构模型
A.（1）（3）（2）（5）（4） B. （1）（5）（3）（2）（4）
C. （4）（5）（3）（2）（1） D. （1）（3）（5）（2）（4）
2. 下列有关原子轨道和核外电子排布的说法正确的是____（单选）。
A. 原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云
B. 符合“3px”没有给出的信息是电子云在空间的伸展方向
C. 原子轨道是一种描述核外电子运动状态的复杂函数
D. O2-的核外电子排布式1s22s23p6违背的是泡利不相容原理
下表为元素周期表的一部分，请根据所学知识回答下列问题：
3. 写出J在周期表中的位置_________。
4. B、D、E的简单离子半径由大到小的顺序是_________（填离子符号）。
5. 上述元素的原子中，写出未成对电子数最多的元素基态原子的核外电子排布式：_______。
6. 上述7种元素中金属性最强的元素与B可形成原子个数比为1:1的化合物甲，则甲的电子式为________。
7. 判断B和D的非金属性强弱，并从结构角度说明原因：
______________________________________________________________。
8. 依据第3周期元素第一电离能的变化规律，参照如图Mg、S元素的位置，用小黑点标出Al、Si、
P三种元素的相对位置。
元素的电负性是元素的一种基本性质，下面给出10种元素的电负性。
元素 Al Be Mg C Cl Na Li N Si O H
O电负性 1.5 1.5 2.5 3.0 0.9 1.0 3.0 1.8 3.5 2.1
9. 通过分析电负性的变化规律，确定Mg元素电负性的最小范围__________。
10. 下列物质属于离子化合物的是____（单选）。
A. BeCl2 B. Li3N C. HCl D. CCl4
二、应用广泛的新型电池
电池指盛有电解质溶液和全属电极以产生电流的杯、槽或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。随着科技的进步，越来越多的新型电池出现。
11. 锂-六氟化硫（Li-SF6）电池是一种新型高比能锂电池。其中六氟化硫呈正八面体结构（如图所示），下列有关六氟化硫的推测正确的是____（单选）。
A. SF6是极性分子
B. S原子轨道杂化方式与SO3中的S一样
C. 六氟化硫分子中只含极性键
D. S—F键是键，键长可能不相等
12. 碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂，其结构如下，下列说法错误的是____（单选）。
A. 分子式为C3H2O3
B. 该分子中碳原子均采取sp2杂化
C. 该分子中键与键个数比为4:1
D. 该分子含有3个手性碳原子
富勒烯衍生物是一种目前可用于生产太阳能电池的功能材料，请回答下列问题：
13. 富勒烯（C60）的结构如下图，1mol C60分子中键的数目为_______。
14. 某中德联合研究小组制造了一种“水瓶”，用富勒烯的球形笼子作“瓶体”，一种磷酸盐作“瓶盖”，恰好可将一个水分子关在里面。下列说法正确的是____（单选）。
A.“水瓶”、CuSO4·5H2O都是纯净物
B. C60和石墨烯（结构如上图）互为同分异构体
C. 从石墨中剥离得到石墨烯需要克服的是分子间作用力
D. C60是有非极性键的极性分子
氨硼烷（NH3BH3）电池可在常温下工作，可由(HB=NH)3（俗称无机苯，结构为平面六元环状）通过如下反应制得：3CH4+(HB=NH)3+6H2O=3CO2+6NH3BH3，氨硼烷在一定条件下通过多步去氢可最终转化为氮化硼（BN）。
15. 下列不同状态的硼中，失去一个电子需要吸收能量最多的是___（单选）。
16. CH4、H2O、CO2三分子按照键角由大到小的顺序排列为______。
17. 水的分解温度（2200°C以上）远高于其沸点的原因是__________________。
18. 氨硼烷分子中与N相连的H呈正电性，与B原子相连的H呈负电性，它们之间存在静电吸引作用，称为双氢键，用：“N-H…H-B”表示，下列物质之间可能形成双氢键的是___（单选）。
A. H2O2和H2O B. 苯和三氯甲烷 C. C2H4和C2H2 D. B2H6和NH3
19. 相关化学键的键能如下表所示，简要分析和解释下列事实。
化学键 B—H B—O B—B
键能（kJ·mol-1） 389 561 293
自然界中不存在硼单质，硼氢化物也很少，主要是含氧化合物，其原因为______________________________
________________________________________。
20. 常温常压下，硼酸（H3BO3）晶体结构为层状，其二维平面结构如图所示：
从氢键的角度解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大的原因：
___________________________________________________________________。
三、神奇的点击化学
2022年诺贝尔化学奖授予在点击化学和生物正交化学方面做出贡献的科学家。点击化学反应是指快速、高效连接分子的一类反应。
我国科研人员利用点击化学反应设计合成了具有特殊结构的聚合物F并研究其水解反应。合成路线如图所示：
已知信息①：
21. 化合物A的官能团名称是______；反应①的反应类型是________反应。
22. 关于物质B和物质C，下列说法错误的是____（单选）。
A. 利用质谱法可以鉴别物质B和物质C
B. 通过红外光谱仪可检测物质B中的官能团
C. B可以发生氧化反应、取代反应、消去反应
D. 可用酸性高锰酸钾溶液检验C中含有碳碳三键物质
23. 已知该合成路线的原料之一苯甲醛可经历氧化反应生成有机物P，检验P生成所需的试剂是___（单选）。
A. NaOH溶液 B. 希夫试剂 C. 碳酸氢钠溶液 D. 酸性高锰酸钾
24. 物质B生成物质C的过程中还有另一种生成物X，分子式为C3H6O，核磁共振氢谱显示只有一组峰，X的结构简式为_________。
25. 根据信息①提示，反应②的化学方程式为_______________________________________。
26. 物质M是比物质A多一个碳原子的同系物，物质M的同分异构体中符合条件的有_____种。
①苯环上有三个取代基 ②能和FeCl3发生显色反应
27. 如图所示化合物是“点击化学”研究中的常用分子，关于该化合物说法不正确的是___（单选）。
A. 能发生加成反应 B. 最多能与等物质的量的NaOH反应
C. 能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色 D. 能与氨基酸中的氨基反应
28. 设计一条以环己醇（）为原料合成的合成路线。
四、碳达峰和碳中和
我国积极推进绿色低碳发展，力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。为了实现“碳达峰和
碳中和”目标，科学家利用C3N4/Cu催化剂（CuNPs）加氢还原CO2制备烃类和烃类含氧衍生物，实现太
阳能综合利用。如图所示：
请回答下列问题：
29. 上述装置中能量转化形式主要是太阳能→________能→_______能。
30. 图中采用________（填“质子”或“阴离子”）交换膜。
31. 下列措施不利于绿色低碳发展的是_________（单选）。
A. 使用氢能源车 B. 杭州西站光伏发电
C. 使用脱硫煤发电 D. 使用可循环快递箱
CO2催化加氢制甲醇（CH3OH）是实现碳达峰、碳中和的途径之一，其反应可表示为：
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
32. 写出该反应的平衡常数表达式K=_________。
33. 该反应分两步进行，反应过程能量变化如图所示，所有物质均为气态。
总反应=______kJ/mol。第①步反应的热化学方程式为_____________________________________。
34. 一定温度下，在一体积固定的密闭容器中投入一定量的CO2和H2进行上述总反应，达到平衡后，改变下列1个条件，反应速率和CO2平衡转化率都增大的是______（单选）。
A. 加入高效催化剂 B. 增大CO2浓度 C. 缩小容器容积 D. 升高温度
35. 下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_____（多选）。
A. 反应中CO2与CH3OH的物质的量之比为1:1
B. 混合气体的压强不随时间的变化而变化
C. 单位时间内每消耗1mol CO2，同时生成1mol CH3OH
D. CH3OH的质量分数在混合气体中保持不变
E. 混合气体的密度保持不变
该反应的产物甲醇燃烧电池具有很多优点。
36. 在碱性甲醇燃料电池中，Pt(g)发生_____（填“氧化”或“还原”）反应：在酸性甲醇燃料电池中，电极b上发生的电极反应式为_______________________________________。
五、聚合硫酸铁净水剂
聚合硫酸铁（PFS）也称碱式硫酸铁，化学式可表示为Fea(OH)b(SO4)c，是新型、优质、高效铁盐类无机
高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。
37. 欲验证碱式硫酸铁中的三价铁，可将碱式硫酸铁溶于稀硫酸，再滴入______（单选）。
A. 品红溶液 B. KSCN溶液 C. KMnO4溶液 D. 石蕊溶液
38. 已知聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体而达到净水的效果，请写出相应的离子反应方程式：
_______________________________________________________________。
工业上用废铁屑为原料制备聚合硫酸铁的工艺流程如图所示：
39. 聚合硫酸铁Fea(OH)b(SO4)c中b与a、c的关系式为_______________________。
40. 酸浸槽中加入的酸液能否用稀硝酸 原因是：_________________________________。
41. 反应釜中H2O2发生_____反应（填“氧化”或“还原”）。
以FeSO4为原料可制备碱式硫酸铁，转化关系如下：
FeSO4(aq)Fe4(OH)2(SO4)5
42. 制备碱式硫酸铁时，若pH过高会导致碱式硫酸铁的产率偏低，其原因是
__________________________________________________________________。
为确定某碱式硫酸铁的化学式，某同学进行了如下实验：
步骡1：称取一定量样品完全溶于50mL稀盐酸中，配成500mL溶液；
步骤2：取步骤1所得溶液100mL，加人足量BaCl2溶液，充分反应，静置、过滤、洗涤、干燥，称得沉淀23.300g；
步骤3：另取步骤1所得溶液20.00mL，加入足量的某试剂（与酸性KMnO4溶液不反应），将Fe3+完全还原为Fe2+，再向其中滴加0.200mol·L-1酸性KMnO4溶液，测得Fe2+恰好完全反应时消耗KMnO4溶液16.00mL；
43. 步骤1中所需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管以及___________________。
44. 配平下列方程式
____MnO4-+____Fe2++____H+=____Mn2+____Fe3++____H2O
45. 下列配制溶液中的步骤会使溶液浓度偏小的是____（单选）。
A. 容量瓶中有水，未经干燥处理
B. 配制溶液时忘记冷却就进行定容
C. 定容时，由于操作不慎，液面超过了刻度线，用胶头滴管吸出多余液体至刻度线
D. 定容时俯视刻度线
46. 通过计算确定该碱式硫酸铁的化学式____________________________。
参考答案
一、
1. A
2. C
3. 第四周期IIB族
4. S2->Cl->O2-
5. [Ar]3d54s1
6.
7. O>S，硫原子半径大于氧原子，硫原子的电子能力小于氧原子
8.
9. 0.9～1.5
10. B
二、
11. C
12. D
13. 90NA
14. C
15. A
16. CO2＞CH4＞H2O
17. 水分解需要破坏分子内化学键，水汽化只要克服分子间作用力，化学键比分子间作用力强
18. D
19. B-O键键能大于B-B键和B-H键，所以更易形成稳定性更强的B-O键
20. 硼酸分子间通过氢键结合，加热时氢键被破坏，有利于硼酸溶解
三、
21. 醛基、碳溴键；取代反应
22. D
23. C
24.
25.
26. 10
27. B
28.
四、
29. 电；化学
30. 质子
31. C
32.
33. -49kJ/mol；CO2(g)+3H2(g) CO(g)+2H2(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ/mol
34. C
35. BD
36. 氧化；O2+4e-+4H+=2H2O
五、
37. B
38. Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
39. b=3a-2c
40. 不能；会引入杂质
41. 氧化
42. 部分铁离子转化为Fe(OH)3
43. 胶头滴管、500mL容量瓶
44. MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
45. C
46. Fe4(OH)2(SO4)5
