上海市宝山区2023-2024学年高三上学期化学期中考试试卷
一、走进神秘的太阳系
1．（2023高三上·宝山期中）人类对星辰大海的向往从未停止，探索浩瀚宇宙的步伐永无尽头。“祝融号”在火星上探测发现了大量矿物，含有原子序数依次增大的4种短周期元素X、Y、Z、W——X的氢化物水溶液呈碱性，Y元素原子最外层电子数是Z的3倍，Z元素原子M层电子数等于K层电子数，W元素最高价和最低价代数和为零。下列叙述正确的是（ ）。
A．原子半径：W>Z>X>Y
B．ZY和WY2都是离子化合物
C．X的最高价氧化物对应水化物是强酸
D．最简单氢化物的沸点：X>Y
2．（2023高三上·宝山期中）月球表面的铁元素以铁单质和亚铁离子形式存在，但是在嫦娥五号取回的微陨石撞击处的月壤样品中存在大量的Fe3+，推测在含该样品产生Fe3+的原因可能是（ ）（铁元素以单质或氧化物表示）。
A．3FeO=Fe+Fe2O3 B．Fe3O4=FeO+Fe2O3
C．Fe+FeO+O2= Fe2O3 D．FeO+ Fe2O3= Fe3O4
3．（2023高三上·宝山期中）詹姆斯·韦伯太空望远镜捕捉到第一批火星图像。火星本身不发光，其红色的外观源于表层土壤中丰富的铁元素及反射的太阳光。火星反射的光线通过气态原子后经过棱镜色散分光后得到了一系列不连续的暗线，该光谱属于 （填“吸收”或“发射”）光谱。
4．（2023高三上·宝山期中）已知铁是第26号元素，铁在元素周期表中的位置是 ，基态铁原子价电子轨道表示式为 ，其核外有 种不同运动状态的电子。
5．（2023高三上·宝山期中）某实验小组为探究Fe与Fe3+能否发生氧化还原反应，试设计对应的双液原电池。
6．（2023高三上·宝山期中）“天问一号”轨道飞行器近距离拍摄了火星北极，看到大量白色冰冻区域，主要是二氧化碳低温凝结形成的干冰，虽然看起来和地球两极很像，但实际温度却比地球两极冷多了！
已知25℃时，H2CO3的Ka1=4.2×10-7 Ka2=4.8×10-11，HCN的Ka=4.0×10-10，若向NaCN溶液中通入少量CO2，发生反应的离子方程式为 。
7．（2023高三上·宝山期中）【不定项】下列关于二氧化碳的说法正确的是（ ）。
A．电子式为
B．空间填充模型为
C．CO2是极性分子，能溶于水
D．CO2的水溶液能够导电，但CO2是非电解质
二、随时代更迭的含氮火箭燃料
8．（2023高三上·宝山期中）过去，联氨和四氧化二氮的组合是航天领域液体火箭发动机的重要燃料之一，但是不可忽略的一点却是，联氨极不稳定、易挥发，且对人体有毒有害。根据下列实验操作及现象，得出结论正确的是（ ）
选项 操作及现象 结论
A 蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硝酸，产生“白烟” 浓硝酸易分解
B 向紫色石蕊溶液中通入足量的SO2，溶液只变红，不褪色 SO2没有漂白性
C 向NaHCO3溶液中滴加盐酸，产生了CO2 非金属性：Cl＞C
D 向含淀粉的KI溶液中滴加少量氯水，溶液变蓝色 氧化性：Cl2＞I2
A．A B．B C．C D．D
9．（2023高三上·宝山期中）部分含氮物质的分类与相应化合价如图所示。下列推断不合理的是（ ）。
A．液态a可用作制冷剂，g是农业上常用的化肥
B．b→a、b→c的转化都属于氮的固定
C．工业上由b出发制备e的路线：
D．足量e的稀溶液与6.4g铜粉反应时，可以生成4.48L气体d
10．（2023高三上·宝山期中）联氨(N2H4)可用于处理锅炉水中的溶解氧，一种反应机理如下图所示。
（1）NH3的电子式为 。
（2）[Cu(NH3)4]2+中，中心离子是 ，配位数是 。
（3）写出反应I的化学方程式，并用单线桥法表示电子转移的方向和数目： 。
11．（2023高三上·宝山期中）【不定项】已知水合肼(N2H4 H2O)具有较强还原性，通常可被氧化为N2。现用如图流程可制得较纯的单质Pt，下列有关说法不正确的是（ ）。
A．王水（由浓盐酸与浓硝酸组成）与粗Pt反应时仅体现氧化作用
B．NO3-中N原子的杂化轨道类型为sp2，空间结构为平面三角形
C．脱硝除去残余的HNO3和氮氧化物，主要目的是防止其污染环境
D．由PtO2制得1mol纯Pt，除脱销过程外理论上只需要1molN2H4 H2O作还原剂
三、生命元素——硫
12．（2023高三上·宝山期中）不管是与蛋白质合成密切相关的氨基酸，还是维生素中能找到S元素的身影。有一瓶Na2SO3溶液，它可能部分被氧化。某同学取少量该溶液，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀；再加入足量稀硫酸，充分振荡后仍有白色沉淀。下述结论中，正确的是（ ）。
A．亚硫酸钠已部分被氧化
B．加入BaCl2溶液后，沉淀中一定含有BaSO4
C．加稀硫酸后，不溶的沉淀一定是BaSO4
D．此实验能确定Na2SO3是否部分被氧化
13．（2023高三上·宝山期中）近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如图：
（1）已知反应I：2H2SO4(l)2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) ΔH1=551kJ/mol
反应III：S(s)+O2(g) SO2(g) ΔH3=—297kJ/mol
所以反应II的热化学方程式为 。
（2）试从绿色化学的角度列举该过程的优势与不足： 。
14．（2023高三上·宝山期中）上述过程中，I可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。
ⅰ.SO2+4I-+4H+=S↓+2I2+2H2O ⅱ.I2+2H2O+SO2=SO42-+4H++2I-
某同学为探究ⅰ、ⅱ反应速率与SO2歧化反应速率的关系，进行如下实验：分别将18mLSO2饱和溶液加入到2mL下列试剂中，密闭放置观察现象。(已知：I2易溶解在KI溶液中)
序号 1 2 3 4
试剂组成 0.4mol/LKI amol/LKI 0.2mol/LH2SO4 0.2mol/LH2SO4 0.2mol/LKI 0.0002mol I2
实验现象 溶液变黄，一段时间后出现浑浊 溶液变黄，出现浑浊较组1块 无明显现象 溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较组1块
（1）第2组是第1组实验的对比组，则a= 。
（2）通过比较第1、2、3组实验，可得出的结论是 。
（3）该同学还模拟了实验室用海带制备I2的实验，以下操作错误的是（ ）。
A．过滤海带浸泡液 B．向浸泡液中通入Cl2氧化
C．含I2的CCl4溶液从下口放出 D．提取I2的同时回收溶剂
15．（2023高三上·宝山期中）【不定项】下图是一种能将底物通过电化学转化为电能的微生物燃料电池，可以大大提高能量转化效率，以下说法正确的是（ ）。
A．升高温度，可以有效提高该电池的放电效率
B．两种微生物的存在保证了S元素循环的作用
C．负极电极反应式为：9H++SO42-+8e-=HS-+4H2O
D．理论上，每消耗1molO2，就有4molH+通过交换膜
四、双碳目标下的重要抓手
16．（2023高三上·宝山期中）作为实现碳中和目标的重要技术路径的CCUS，其中CO2资源化、高值化利用近年来受到高度关注。其中，CO2合成CH3OH是市场潜力最大、关注度最高的碳利用途径之一。下列化学概念与实验事实关联匹配错误的是（ ）。
A．取代基的吸电子能力——酸性：CH3CH2CH2COOH
C．分子之间作用力——NaCl熔点较高
D．分子间氢键——CH3CH2CH2NH2的沸点比高
17．（2023高三上·宝山期中）甲醇是一种清洁能源，在交通、化工等领域应用广泛，具有广阔的研究前景。工业上使用水煤气（CO与H2的混合气体）转化成甲醇，反应为2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)。
（1）CO的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示：
p1、p2的大小关系是p1 p2(填“>”、“<”或“=”)
A、B、C三点的平衡常数的大小关系是 。(用“KA”、“KB”、“KC”表示)
（2）【多选】能说明恒容容器中上述反应达到化学平衡状态的是（ ）。
A．v正(H2)=2v逆(CH3OH)
B．容器内的压强不再改变
C．混合气体的平均摩尔质量不再改变
D．容器中氧元素的质量分数不再改变
（3）该反应平衡常数的表达式为 。
18．（2023高三上·宝山期中）【不定项】某工厂进行了另外的实验，向某密闭容器中按n(H2)：n(CO)=2：1的比例投入反应物，测量了15min后H2在四种不同温度下的转化率如下表所示，且T1
转化率 10% 70% 70% 60%
A．该反应ΔH>0
B．T温度时（T2
D．T4温度下，若15min后，[CO]=0.5mol/L，则T4时的K=1.5
五、智力之源
19．（2023高三上·宝山期中）锌一般能够起到促进食欲、促进生长发育等作用，属于人体不可缺少的微量元素。除了人体内，在电镀、合金、电池领域都能找到Zn元素的身影。“湿法炼锌”是现代炼锌的主要方法，下列是以硫化锌精矿制备单质锌的工业流程：
（1）ZnS精矿在空气中焙烧时，通常会将硫化锌精矿粉碎，其目的是 。
（2）已知电解时Cl-会腐蚀阳极板，因此实际生产会同时加入Cu和CuSO4从而生成CuCl沉淀以降低对电解的影响，原理为：2Cl-(aq)+Cu(s)+Cu2+(aq)=2CuCl(s) ΔH<0，实验测得电解液pH对溶液中c(Cl-)的影响如图所示，下列说法正确的是（ ）。
A．加入适当过量的Cu，平衡正向移动
B．Ksp-CuCl的表达式为Ksp=c(Cu2+)c(Cl-)
C．向电解液中加入稀硫酸，不利于Cl-的去除
D．若加入1molCu单质，则完全反应后转移的电子总数为NA
（3）在进行上述操作时，工厂对多余的铜粉进行了回收，为检验其表面的Cl—是否已经洗净，写出具体的实验步骤、现象和结论： 。
20．（2023高三上·宝山期中）经员工检测发现仓库中CuSO4·5H2O晶体原材料存在被污染的情况（纯度大于90%则可以继续使用），因而安排了下列方法进行其纯度的测定：
①取0.500g晶体样品，加入足量KI溶液
发生反应：2Cu2++4I-=2CuI↓+I2
②用0.1000mol/L的Na2S2O3标准溶液进行滴定
发生反应：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
③以淀粉为指示剂，到达滴定终点时消耗标准溶液15.00mL。
（1）试通过计算，判断该批原材料是否能够继续使用（写出计算过程）。
（2）已知CuI能够吸附大量I2，若不对其进行适当的处理，则会导致测得纯度的结果 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
21．（2023高三上·宝山期中）采用氨浸法处理含锌物料回收有价金属，具有原料适应性广、工艺流程短、净化负担轻、环境污染小、产品品种多、投资少等特点，对推动湿法炼锌技术的进步具有深远的意义。
【不定项】控制温度不变，向10mL0.1mo/LHX溶液中逐滴加入0.1mol/L的氨水，其导电能力、pH与所加氨水体积V的关系变化如图所示，下列说法不正确的是（ ）。
A．水的电离程度：b>d，a>c
B．Kb(NH3·H2O)=Ka(HX)=10-4.6
C．d点所得溶液的pH<7
D．a点对应的溶液中存在：[HX]+2[H+]=[X—]+[NH3·H2O]+2[OH-]
六、有机化学与疾病研究
22．（2023高三上·宝山期中）疟疾是由按蚊叮咬人体后而感染的一种血液寄生虫病，患者可口服青蒿素类复方制剂进行治疗，他非诺喹是一种抗疟疾新药。其中间体合成路线如下(部分条件已省略)：
（1）A→B反应的化学方程式为 。
（2）D中所含官能团的名称为 。
（3）G→H反应的类型为（ ）。
A．加成反应 B．消去反应 C．还原反应 D．氧化反应
（4）J的结构简式为 。
（5）X是D的同分异构体，请写出一种符合下列条件的X的结构简式： 。
i.能发生水解和银镜反应ii.X的核磁共振氢谱中3组吸收峰，且峰面积比为1∶3∶6
（6）已知：，以环己醇和不多于3个碳的物质为原料，试参考中间体的合成路线制备，写出合成路线。
（7）从C60、C70的混合物中纯化C60的过程如图，杯酚和C60之间通过（ ）形成超分子。
A．金属键
B．范德华力
C．氢键
D．离子键
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律；元素周期律和元素周期表的综合应用；微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A、电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小，则原子半径：Mg＞Si＞N＞O，即Z>W>X>Y，故A错误；
B、 MgO是离子化合物，SiO2是共价化合物， 故B错误；
C、X为N元素，其最高价氧化物对应的水化物为硝酸，硝酸是强酸，故C正确；
D、X的最简单氢化物为氨气，Y的最简单氢化物为水，常温下水为液态，氨气为气态，则最简单氢化物的沸点：X
【分析】X的氢化物水溶液呈碱性，则X为N元素，Z元素原子M层电子数等于K层电子数，则Z为Mg元素，W元素最高价和最低价代数和为零，则W为Si元素，Y元素原子最外层电子数是Z的3倍，则Y为O元素。
2．【答案】A
【知识点】铁的氧化物和氢氧化物
【解析】【解答】A、 月球表面的铁元素以铁单质和亚铁离子形式存在，FeO中Fe为+2价，FeO可能歧化反应生成Fe和Fe2O3， 故A符合题意；
B、 Fe3O4中含有+2、+3价铁元素 ，无法体现月球表面的铁元素主要以铁单质和亚铁离子的形式存在，故B不符合题意；
C、月球表面没有氧气，不能将Fe、FeO氧化为氧化铁，故C不符合题意；
D、 Fe2O3中的铁元素为+3价，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】月球土壤中铁元素主要以铁单质和亚铁离子的形式存在，且月球表面没有氧气。
3．【答案】吸收
【知识点】原子核外电子的跃迁及应用
【解析】【解答】火星反射的光线通过气态原子后经过棱镜色散分光后得到了一系列不连续的暗线，该光谱属于吸收光谱，故答案为：吸收。
【分析】火星反射的光线通过气态原子后经过棱镜色散分光得到的光谱属于吸收光谱。
4．【答案】第4周期第8族（或第VIII族）；；26
【知识点】原子核外电子排布；元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】Fe为26号元素，在元素周期表中为位置为：第4周期第8族（或第VIII族）；基态铁原子的价电子排布式为 3d64s2，则其价电子轨道表示式为 ；其核外有26种不同运动状态的电子，故答案为：第4周期第8族（或第VIII族）；；26。
【分析】26号元素在元素周期表中位于第4周期第VIII族；铁的价电子排布式为 3d64s2， 原子核外有几个电子就有几种不同运动状态的电子。
5．【答案】
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】 Fe与Fe3+能否发生氧化还原反应，可设计成原电池装置加以验证，观察电流表指针是否偏转，其中双液原电池中Fe作负极，电解液为FeCl2溶液；石墨作正极，电解液为FeCl3溶液，装置图为：
，故答案为：。
【分析】自发进行的氧化还原反应能设计成原电池。
6．【答案】CO2+H2O+CN-=HCO3-+HCN
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡；电离平衡常数
【解析】【解答】根据电离平衡常数可知，酸性：H2CO3>HCN>HCO，则向NaCN溶液中通入少量CO2，发生反应CO2+H2O+CN-=HCO+HCN，故答案为：CO2+H2O+CN-=HCO+HCN。
【分析】根据强酸制弱酸原理分析。
7．【答案】B,D
【知识点】电解质与非电解质；球棍模型与比例模型；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、CO2的结构式为O=C=O，则其电子式为，故A错误；
B、CO2中原子半径：C>O，则其空间填充模型为 ，故B正确；
C、CO2的正负电荷中心重合，属于非极性分子，故C错误；
D、CO2的水溶液能导电，但其本身不能电离，属于非电解质，故D正确；
故答案为：BD。
【分析】CO2为共价化合物，结构式为O=C=O，正负电荷中性重合。
8．【答案】D
【知识点】氧化性、还原性强弱的比较；性质实验方案的设计；化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硝酸，反应生成硝酸铵，产生“白烟”，故A错误；
B、SO2具有漂白性，故B错误；
C、比较非金属性应比较元素最高价含氧酸的酸性强弱，盐酸不是Cl元素的最高价含氧酸，不能比较C和Cl的非金属性，故C错误；
D、向含淀粉的KI溶液中滴加少量氯水，溶液变蓝色，说明氯气将碘离子氧化为碘单质，则 氧化性：Cl2＞I2 ，故D正确；
故答案为：D。
【分析】A、浓氨水与浓硝酸反应生成硝酸铵；
B、二氧化硫具有漂白性；
C、盐酸不是Cl元素的含氧酸；
D、氧化剂的氧化性大于氧化产物。
9．【答案】D
【知识点】含氮物质的综合应用
【解析】【解答】A、液氨汽化吸收大量热量，可作制冷剂，g为铵盐，常用作氮肥，故A正确；
B、氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态的过程，b→a、b→c均是将氮气转化为化合态的过程，属于氮的固定，故B正确；
C、b为氮气，e为硝酸，工业上用氮气制备硝酸的过程为：氮气和氢气在高温、高压、催化剂条件下反应合成氨，氨催化氧化得到NO，用氧气氧化NO得到NO2，NO2与水反应得到硝酸，故C正确；
D、气体所处的状态未知，不能计算气体d的体积，故D错误；
故答案为：D。
【分析】由图可知，a为氨气，b为氮气，c为NO，d为NO2，e为硝酸，f为氨水，g为铵盐。
10．【答案】（1）
（2）Cu2+；4
（3）
【知识点】配合物的成键情况；氧化还原反应；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】（1）氨气中含有3个N-H键，N原子上有一个孤电子对，其电子式为 ，故答案为： ；
（2） [Cu(NH3)4]2+中， 中心离子为Cu2+，配体为NH3，则配位数为4，故答案为： Cu2+ ；4；
（3）反应Ⅰ的化学方程式为：，该反应中，Cu元素的化合价降低，N元素的化合价升高，则用单线桥法表示电子转移的方向和数目为 ，故答案为： 。
【分析】（1）氨气为共价化合物；
（2） [Cu(NH3)4]2+中 ，Cu2+为中心离子，配体为氨气；
（3）反应I为氧化铜和联氨反应生成氧化亚铜、氮气和水。
11．【答案】A,D
【知识点】判断简单分子或离子的构型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；制备实验方案的设计
【解析】【解答】A、王水（由浓盐酸与浓硝酸组成）与粗Pt反应时体现氧化性和酸性，故A错误；
B、中心N原子的价层电子对数为3，不含孤电子对，采用sp2杂化，空间结构为平面三角形，故B正确；
C、 脱硝除去残余的HNO3和氮氧化物，是为了防止污染环境，故C正确；
D、反应过程中，硝酸也能氧化水合肼，因此由PtO2制得1mol纯Pt，除脱销过程外，理论上需要的水合肼大于1mol，故D错误；
故答案为：AD。
【分析】A、王水中浓硝酸体现氧化性和酸性；
B、中N原子的价层电子对数为3；
C、氮氧化物是空气污染物；
D、根据关系式：PtO2~ N2H4 H2O和H2[PtCl6]~ N2H4 H2O分析。
12．【答案】C
【知识点】氧化还原反应；物质检验实验方案的设计
【解析】【解答】A．由分析可知，通过该实验无法确定亚硫酸钠是否被部分氧化，故A错误；
B．若亚硫酸钠没有被氧化，加入氯化钡溶液后，生成的沉淀为亚硫酸钡，若部分被氧化，沉淀中含有硫酸钡，故B错误；
C．加入稀硫酸，稀硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡，亚硫酸钡能溶于稀硫酸，因此不溶的沉淀一定是BaSO4 ，故C正确；
D．此实验不能确定亚硫酸钠是否被部分氧化，故D错误；
故答案为：C。
【分析】亚硫酸钠和硫酸钠均能与氯化钡溶液反应生成白色沉淀，加入稀硫酸，亚硫酸钡可与硫酸反应生成硫酸钡、二氧化硫和水，无法确定亚硫酸钠是否被氧化。
13．【答案】（1）3SO2(g)+2H2O(g) 2H2SO4(l)+S(s) ΔH1=-254kJ/mol
（2）优势：反应原料H2SO4可以循环使用；充分利用并储存可再生的太阳能不足：该过程涉及到对环境有害的SO2，存在泄露的隐患；反应使用了催化剂，可能出现催化剂中毒，降低转化效率低情况
【知识点】盖斯定律及其应用；绿色化学
【解析】【解答】（1）根据盖斯定律，将-Ⅰ-Ⅲ得到反应Ⅱ，则反应II的热化学方程式为 3SO2(g)+2H2O(g) 2H2SO4(l)+S(s) ΔH1=-254kJ/mol ，故答案为： 3SO2(g)+2H2O(g) 2H2SO4(l)+S(s) ΔH1=-254kJ/mol ；
（2）根据绿色化学可知，该过过程的优势是反应原料H2SO4可以循环使用；充分利用并储存可再生的太阳能，不足是该过程涉及到对环境有害的SO2，存在泄露的隐患；反应使用了催化剂，可能出现催化剂中毒，降低转化效率低情况，故答案为：优势：反应原料H2SO4可以循环使用；充分利用并储存可再生的太阳能不足：该过程涉及到对环境有害的SO2，存在泄露的隐患；反应使用了催化剂，可能出现催化剂中毒，降低转化效率低情况。
【分析】（1）根据盖斯定律，Ⅱ=-Ⅰ-Ⅲ；
（2）绿色化学应符合“原料中的原子全部转变成所需要的产物，不产生副产物，无污染，实现零排放”，绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。
14．【答案】（1）0.4
（2）H+单独存在不具有催化作用；酸性越强，I-的催化效果更好
（3）B
【知识点】化学反应速率；化学反应速率的影响因素；氯、溴、碘及其化合物的综合应用
【解析】【解答】（1）第2组是第1组实验的对比组，KI的浓度相同，只有酸性条件不同，则a=0.4，故答案为：0.4；
（2）对比第1、2、3组实验可知， 酸性溶液中反应速率快，I-为SO2歧化反应的催化剂，H+单独存在时不具有催化作用，但H+可以加快歧化反应的速率，故答案为：H+单独存在不具有催化作用；酸性越强，I-的催化效果更好 ；
（3）A、海带浸泡液为固液混合物，可通过过滤分离，故A正确；
B、氯气氧化浸泡液中的碘离子生成单质碘，则氯气应从长导管进入，故B错误；
C、四氯化碳的密度大于水，位于下层，则含I2的CCl4溶液从下口放出，故C正确；
D、四氯化碳和碘互溶，沸点不同，可通过蒸馏分离，故D正确；
故答案为：B。
【分析】（1）第2组是第1组实验的对比组，则KI的浓度相同；
（2）比较第1、2、3组实验可知，酸性溶液中反应速率快；
（3）A、过滤可分离固体和液体混合物；
B、氯气应从长导管通入；
C、四氯化碳的密度大于水；
D、四氯化碳和碘互溶。
15．【答案】B,D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、升高温度，硫氧化菌失去活性，该电池的放电效率降低，故A错误；
B、由图可知，HS-在硫氧化菌的作用下生成硫酸根，硫酸根在硫酸盐还原菌的作用下生成HS-，可实现S元素循环，故B正确；
C、由分析可知，负极的电极反应式为HS-+4H2O-8e-= 9H++SO，故C错误；
D、正极的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，根据反应的方程式可知，每消耗1molO2，转移4mol电子，有4molH+通过交换膜，故D正确；
故答案为：BD。
【分析】根据氢离子移动的方向可知，b为正极，电极反应式为 O2+4e-+4H+=2H2O， a为负极，HS-在硫氧化菌的作用下反应生成硫酸根，电极反应式为：HS-+4H2O-8e-= 9H++SO。
16．【答案】C
【知识点】物质的结构与性质之间的关系；极性分子和非极性分子；氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A、 Cl的非金属性较强，吸引电子对的能力强，使羟基中O-H键的极性增大，越易断裂，酸性越强，所以酸性：CH3CH2CH2COOH＜CH3CH2CHClCOOH， 故A正确；
B、 CH3OH中正负电荷重心不重合，为极性分子，故B正确；
C、NaCl是离子化合物，离子键强，熔点较高，与分子间作用力无关，故C错误；
D、 CH3CH2CH2NH2存在分子间氢键， 不存在分子间氢键，存在分子间氢键的物质沸点升高，则CH3CH2CH2NH2的沸点比高，故D正确；
故答案为：C。
【分析】A、取代基的吸电子能力越强，羟基中O-H键的极性越大，越易断裂；
B、根据正负电荷中心是否重合判断分子极性；
C、NaCl是离子化合物；
D、分子间存在氢键能使分子的沸点升高。
17．【答案】（1）＜；KA=KB>KC
（2）A；B；C
（3）
【知识点】化学平衡常数；化学平衡的影响因素；化学平衡状态的判断；化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】（1）该反应是气体体积减小的反应，增大压强，反应的平衡正向移动，则 p1 < p2；随温度升高，CO的平衡转化率降低，说明该反应是放热反应，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，温度相同平衡常数相同，则A、B、C三点的平衡常数的大小关系为KA=KB>KC ，故答案为：<； KA=KB>KC ；
（2）A、v正(H2)=2v逆(CH3OH)时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故A符合题意；
B、该反应是气体体积减小的反应，反应过程中压强发生变化，因此当容器内的压强不再改变时，说明反应达到平衡状态，故B符合题意；
C、反应过程中，气体的总物质的量发生变化，则混合气体的平均摩尔质量为变量，因此当混合气体的平均摩尔质量不再改变时，反应达到平衡状态，故C符合题意；
D、化学反应前后原子的数目和质量始终不变，则容器中氧元素的质量分数始终不变，则容器中氧元素的质量分数不再改变，不能说明反应达到平衡状态，故D不符合题意；
故答案为：ABC；
（3）根据化学平衡常数的概念可知，该反应平衡常数的表达式为，故答案为：。
【分析】（1）增大压强该反应的平衡正向移动；平衡常数只与温度有关；
（2）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变；
（3）平衡常数是指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比。
18．【答案】D
【知识点】化学平衡的影响因素；化学平衡的计算
【解析】【解答】A、 T1
C、达到平衡后再增大H2量，平衡正向移动，但H2的转化率减小，故C错误；
D、T4温度反应15min后已达到平衡，设起始时c(CO)=amol/L，c(H2)=2amol/L，H2的平衡转化率为60%， 则平衡时氢气的浓度为0.8amol/L，CO的浓度为0.4amol/L，甲醇的浓度为0.6amo/L，c(CO)=0.5mol/L，即0.4a=0.5，解得a=1.25，则，故D正确；
故答案为：D。
【分析】A、升温氢气的转化率减小，平衡逆向移动；
B、 T温度下H2的转化率比T2、T3温度下的转化率都大；
C、增大氢气的量，氢气转化率会减小；
D、列出反应的三段式计算。
19．【答案】（1）增大接触面积，加快反应速率
（2）C；D
（3）取最后1次洗涤液，先加入足量稀硝酸，再加入AgNO3溶液，若未产生白色沉淀，则说明已经洗净
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）将硫化锌精矿粉碎，可增大接触面积，加快反应速率，故答案为：接触面积，加快反应速率；
（2）A、铜为固体，加入铜不影响平衡，故A错误；
B、Ksp(CuCl)=，故B错误；
C、由图可知， 溶液的pH越大，氯离子的浓度越小，则电解液中加入稀硫酸，不利于Cl-的去除 ，故C正确；
D、1mol铜完全反应生成CuCl转移1mol电子，故D正确；
故答案为：CD；
（3）氯离子能与硝酸银反应生成氯化银沉淀，因此检验Cl-是否洗净的实验步骤、现象和结论为： 取最后1次洗涤液，先加入足量稀硝酸，再加入AgNO3溶液，若未产生白色沉淀，则说明已经洗净 ，故答案为： 取最后1次洗涤液，先加入足量稀硝酸，再加入AgNO3溶液，若未产生白色沉淀，则说明已经洗净 。
【分析】硫化锌精矿焙烧得到ZnO及烟气，烟气中含有二氧化硫，ZnO焙砂用硫酸酸浸，浸出液中含有ZnSO4等，净化后得到硫酸锌溶液，再电解得到Zn。
（1）粉碎可增大反应物的接触面积；
（2）A、铜为固体；
B、Ksp(CuCl)=；
C、溶液的pH越大，氯离子的浓度越小；
D、1molCu完全反应生成CuCl转移1mol电子；
（3）常用硝酸银检验氯离子。
20．【答案】（1）CuSO4·5H2O~Cu2+~I2~S2O，n(CuSO4·5H2O)=n(S2O)=c(S2O)×V(S2O)=0.015L×0.1000mol/L=0.0015mol，m(晶体)=n(CuSO4·5H2O)×M(晶体)=0.0015mol×250g/mol=0.375g， 纯度=m(晶体)/m总×100%=75%<90%；所以不能.
（2）偏小
【知识点】中和滴定；探究物质的组成或测量物质的含量
【解析】【解答】（1）滴定过程中存在： CuSO4·5H2O~Cu2+~I2~S2O，n(CuSO4·5H2O)=n(S2O)=c(S2O)×V(S2O)=0.015L×0.1000mol/L=0.0015mol，m(晶体)=n(CuSO4·5H2O)×M(晶体)=0.0015mol×250g/mol=0.375g，纯度=m(晶体)/m总×100%=75%<90% ，因此不能够继续使用，故答案为： CuSO4·5H2O~Cu2+~I2~S2O，n(CuSO4·5H2O)=n(S2O)=c(S2O)×V(S2O)=0.015L×0.1000mol/L=0.0015mol，m(晶体)=n(CuSO4·5H2O)×M(晶体)=0.0015mol×250g/mol=0.375g，纯度=m(晶体)/m总×100%=75%<90%；
（2）CuI能够吸附大量I2，若不对其进行适当的处理 ，碘消耗的标准液体积偏小，测量结果偏低，故答案为：偏低。
【分析】（1）根据 CuSO4·5H2O~Cu2+~I2~S2O计算；
（2）CuI能够吸附大量I2，若不对其进行适当的处理，导致消耗的标准液体积偏小。
21．【答案】C,D
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡；水的电离；离子浓度大小的比较；电离平衡常数
【解析】【解答】A、酸或碱抑制水的电离，含有弱离子的盐水解促进水的电离，b点恰好完全反应，水的电离程度最大，则电离程度b>d，c点酸性强于a点，则水的电离程度：a>c，故A正确；
B、由分析可知，铵根离子和X-水解程度相当，0.1 mo/LHX溶液中pH=2.8，根据可知，，则Kb(NH3·H2O)=K(HX)=10-4.6，故B正确；
C、d点加入的氨水过量，溶液显碱性，pH>7，故C错误；
D、a点溶质为等浓度的HX、NH4X，根据电荷守恒有，由物料守恒有，则c(HX)+2c(H+)=c(X-)+2c(NH3·H2O)+2c(OH-)，故D错误；
故答案为：CD。
【分析】0.1 mo/LHX溶液中pH为2.8，说明HX部分电离，为弱酸，其电离的方程式为，d点pH=7，HX和氨水恰好完全反应，溶液为中性，说明铵根离子和X-水解程度相当。
22．【答案】（1）
（2）酮羰基、酯基
（3）C
（4）
（5）HCOOC(CH3)=C(CH3)2
（6）
（7）B
【知识点】有机物的合成；有机物的结构和性质；同分异构现象和同分异构体；羧酸简介
【解析】【解答】（1）由分析可知，A为CH3COOH，B为乙酸乙酯，则A→B反应的化学方程式为，故答案为：；
（2）由分析可知，D的结构简式为CH3COCH2COOCH2CH3，所含官能团的名称为酮羰基、酯基，故答案为：酮羰基、酯基；
（3）G中硝基被还原为H中的氨基，则G→H反应的类型为还原反应，故答案为：C；
（4）由分析可知，J的结构简式为，故答案为：；
（5）X是D的同分异构体满足：i.能发生水解和银镜反应，说明含有醛基和酯基，ii.X的核磁共振氢谱中3组吸收峰，且峰面积比为1∶3∶6，说明含有3种不同环境的氢原子，数目之比为1∶3∶6，符合条件的结构简式为 HCOOC(CH3)=C(CH3)2，故答案为：HCOOC(CH3)=C(CH3)2；
（6）按照题干合成路线， 可由发生已知①的反应制得，可由和乙醇发生酯化反应得到，环己醇在浓硫酸作催化剂的条件下发生消去反应生成，被酸性高锰酸钾氧化得到，因此具体合成路线为： ，故答案为： ；
（7） “杯酚”与C60之间通过分子间作用力（范德华力）形成超分子，“杯酚”与C60之间不存在化学键 ，故答案为：B。
【分析】A和乙醇发生酯化反应生成B，则A为羧酸，结合A的分子式可知，A为CH3COOH，则B为乙酸乙酯，B发生已知①反应生成D，则D为CH3COCH2COOCH2CH3，D和H反应生成J，J酸化得到K，则J为，H为，F和甲醇反应生成G，结合F的分子式和G的结构简式可知，F为。
上海市宝山区2023-2024学年高三上学期化学期中考试试卷
一、走进神秘的太阳系
1．（2023高三上·宝山期中）人类对星辰大海的向往从未停止，探索浩瀚宇宙的步伐永无尽头。“祝融号”在火星上探测发现了大量矿物，含有原子序数依次增大的4种短周期元素X、Y、Z、W——X的氢化物水溶液呈碱性，Y元素原子最外层电子数是Z的3倍，Z元素原子M层电子数等于K层电子数，W元素最高价和最低价代数和为零。下列叙述正确的是（ ）。
A．原子半径：W>Z>X>Y
B．ZY和WY2都是离子化合物
C．X的最高价氧化物对应水化物是强酸
D．最简单氢化物的沸点：X>Y
【答案】C
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律；元素周期律和元素周期表的综合应用；微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A、电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小，则原子半径：Mg＞Si＞N＞O，即Z>W>X>Y，故A错误；
B、 MgO是离子化合物，SiO2是共价化合物， 故B错误；
C、X为N元素，其最高价氧化物对应的水化物为硝酸，硝酸是强酸，故C正确；
D、X的最简单氢化物为氨气，Y的最简单氢化物为水，常温下水为液态，氨气为气态，则最简单氢化物的沸点：X
【分析】X的氢化物水溶液呈碱性，则X为N元素，Z元素原子M层电子数等于K层电子数，则Z为Mg元素，W元素最高价和最低价代数和为零，则W为Si元素，Y元素原子最外层电子数是Z的3倍，则Y为O元素。
2．（2023高三上·宝山期中）月球表面的铁元素以铁单质和亚铁离子形式存在，但是在嫦娥五号取回的微陨石撞击处的月壤样品中存在大量的Fe3+，推测在含该样品产生Fe3+的原因可能是（ ）（铁元素以单质或氧化物表示）。
A．3FeO=Fe+Fe2O3 B．Fe3O4=FeO+Fe2O3
C．Fe+FeO+O2= Fe2O3 D．FeO+ Fe2O3= Fe3O4
【答案】A
【知识点】铁的氧化物和氢氧化物
【解析】【解答】A、 月球表面的铁元素以铁单质和亚铁离子形式存在，FeO中Fe为+2价，FeO可能歧化反应生成Fe和Fe2O3， 故A符合题意；
B、 Fe3O4中含有+2、+3价铁元素 ，无法体现月球表面的铁元素主要以铁单质和亚铁离子的形式存在，故B不符合题意；
C、月球表面没有氧气，不能将Fe、FeO氧化为氧化铁，故C不符合题意；
D、 Fe2O3中的铁元素为+3价，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】月球土壤中铁元素主要以铁单质和亚铁离子的形式存在，且月球表面没有氧气。
3．（2023高三上·宝山期中）詹姆斯·韦伯太空望远镜捕捉到第一批火星图像。火星本身不发光，其红色的外观源于表层土壤中丰富的铁元素及反射的太阳光。火星反射的光线通过气态原子后经过棱镜色散分光后得到了一系列不连续的暗线，该光谱属于 （填“吸收”或“发射”）光谱。
【答案】吸收
【知识点】原子核外电子的跃迁及应用
【解析】【解答】火星反射的光线通过气态原子后经过棱镜色散分光后得到了一系列不连续的暗线，该光谱属于吸收光谱，故答案为：吸收。
【分析】火星反射的光线通过气态原子后经过棱镜色散分光得到的光谱属于吸收光谱。
4．（2023高三上·宝山期中）已知铁是第26号元素，铁在元素周期表中的位置是 ，基态铁原子价电子轨道表示式为 ，其核外有 种不同运动状态的电子。
【答案】第4周期第8族（或第VIII族）；；26
【知识点】原子核外电子排布；元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】Fe为26号元素，在元素周期表中为位置为：第4周期第8族（或第VIII族）；基态铁原子的价电子排布式为 3d64s2，则其价电子轨道表示式为 ；其核外有26种不同运动状态的电子，故答案为：第4周期第8族（或第VIII族）；；26。
【分析】26号元素在元素周期表中位于第4周期第VIII族；铁的价电子排布式为 3d64s2， 原子核外有几个电子就有几种不同运动状态的电子。
5．（2023高三上·宝山期中）某实验小组为探究Fe与Fe3+能否发生氧化还原反应，试设计对应的双液原电池。
【答案】
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】 Fe与Fe3+能否发生氧化还原反应，可设计成原电池装置加以验证，观察电流表指针是否偏转，其中双液原电池中Fe作负极，电解液为FeCl2溶液；石墨作正极，电解液为FeCl3溶液，装置图为：
，故答案为：。
【分析】自发进行的氧化还原反应能设计成原电池。
6．（2023高三上·宝山期中）“天问一号”轨道飞行器近距离拍摄了火星北极，看到大量白色冰冻区域，主要是二氧化碳低温凝结形成的干冰，虽然看起来和地球两极很像，但实际温度却比地球两极冷多了！
已知25℃时，H2CO3的Ka1=4.2×10-7 Ka2=4.8×10-11，HCN的Ka=4.0×10-10，若向NaCN溶液中通入少量CO2，发生反应的离子方程式为 。
【答案】CO2+H2O+CN-=HCO3-+HCN
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡；电离平衡常数
【解析】【解答】根据电离平衡常数可知，酸性：H2CO3>HCN>HCO，则向NaCN溶液中通入少量CO2，发生反应CO2+H2O+CN-=HCO+HCN，故答案为：CO2+H2O+CN-=HCO+HCN。
【分析】根据强酸制弱酸原理分析。
7．（2023高三上·宝山期中）【不定项】下列关于二氧化碳的说法正确的是（ ）。
A．电子式为
B．空间填充模型为
C．CO2是极性分子，能溶于水
D．CO2的水溶液能够导电，但CO2是非电解质
【答案】B,D
【知识点】电解质与非电解质；球棍模型与比例模型；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、CO2的结构式为O=C=O，则其电子式为，故A错误；
B、CO2中原子半径：C>O，则其空间填充模型为 ，故B正确；
C、CO2的正负电荷中心重合，属于非极性分子，故C错误；
D、CO2的水溶液能导电，但其本身不能电离，属于非电解质，故D正确；
故答案为：BD。
【分析】CO2为共价化合物，结构式为O=C=O，正负电荷中性重合。
二、随时代更迭的含氮火箭燃料
8．（2023高三上·宝山期中）过去，联氨和四氧化二氮的组合是航天领域液体火箭发动机的重要燃料之一，但是不可忽略的一点却是，联氨极不稳定、易挥发，且对人体有毒有害。根据下列实验操作及现象，得出结论正确的是（ ）
选项 操作及现象 结论
A 蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硝酸，产生“白烟” 浓硝酸易分解
B 向紫色石蕊溶液中通入足量的SO2，溶液只变红，不褪色 SO2没有漂白性
C 向NaHCO3溶液中滴加盐酸，产生了CO2 非金属性：Cl＞C
D 向含淀粉的KI溶液中滴加少量氯水，溶液变蓝色 氧化性：Cl2＞I2
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【知识点】氧化性、还原性强弱的比较；性质实验方案的设计；化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硝酸，反应生成硝酸铵，产生“白烟”，故A错误；
B、SO2具有漂白性，故B错误；
C、比较非金属性应比较元素最高价含氧酸的酸性强弱，盐酸不是Cl元素的最高价含氧酸，不能比较C和Cl的非金属性，故C错误；
D、向含淀粉的KI溶液中滴加少量氯水，溶液变蓝色，说明氯气将碘离子氧化为碘单质，则 氧化性：Cl2＞I2 ，故D正确；
故答案为：D。
【分析】A、浓氨水与浓硝酸反应生成硝酸铵；
B、二氧化硫具有漂白性；
C、盐酸不是Cl元素的含氧酸；
D、氧化剂的氧化性大于氧化产物。
9．（2023高三上·宝山期中）部分含氮物质的分类与相应化合价如图所示。下列推断不合理的是（ ）。
A．液态a可用作制冷剂，g是农业上常用的化肥
B．b→a、b→c的转化都属于氮的固定
C．工业上由b出发制备e的路线：
D．足量e的稀溶液与6.4g铜粉反应时，可以生成4.48L气体d
【答案】D
【知识点】含氮物质的综合应用
【解析】【解答】A、液氨汽化吸收大量热量，可作制冷剂，g为铵盐，常用作氮肥，故A正确；
B、氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态的过程，b→a、b→c均是将氮气转化为化合态的过程，属于氮的固定，故B正确；
C、b为氮气，e为硝酸，工业上用氮气制备硝酸的过程为：氮气和氢气在高温、高压、催化剂条件下反应合成氨，氨催化氧化得到NO，用氧气氧化NO得到NO2，NO2与水反应得到硝酸，故C正确；
D、气体所处的状态未知，不能计算气体d的体积，故D错误；
故答案为：D。
【分析】由图可知，a为氨气，b为氮气，c为NO，d为NO2，e为硝酸，f为氨水，g为铵盐。
10．（2023高三上·宝山期中）联氨(N2H4)可用于处理锅炉水中的溶解氧，一种反应机理如下图所示。
（1）NH3的电子式为 。
（2）[Cu(NH3)4]2+中，中心离子是 ，配位数是 。
（3）写出反应I的化学方程式，并用单线桥法表示电子转移的方向和数目： 。
【答案】（1）
（2）Cu2+；4
（3）
【知识点】配合物的成键情况；氧化还原反应；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】（1）氨气中含有3个N-H键，N原子上有一个孤电子对，其电子式为 ，故答案为： ；
（2） [Cu(NH3)4]2+中， 中心离子为Cu2+，配体为NH3，则配位数为4，故答案为： Cu2+ ；4；
（3）反应Ⅰ的化学方程式为：，该反应中，Cu元素的化合价降低，N元素的化合价升高，则用单线桥法表示电子转移的方向和数目为 ，故答案为： 。
【分析】（1）氨气为共价化合物；
（2） [Cu(NH3)4]2+中 ，Cu2+为中心离子，配体为氨气；
（3）反应I为氧化铜和联氨反应生成氧化亚铜、氮气和水。
11．（2023高三上·宝山期中）【不定项】已知水合肼(N2H4 H2O)具有较强还原性，通常可被氧化为N2。现用如图流程可制得较纯的单质Pt，下列有关说法不正确的是（ ）。
A．王水（由浓盐酸与浓硝酸组成）与粗Pt反应时仅体现氧化作用
B．NO3-中N原子的杂化轨道类型为sp2，空间结构为平面三角形
C．脱硝除去残余的HNO3和氮氧化物，主要目的是防止其污染环境
D．由PtO2制得1mol纯Pt，除脱销过程外理论上只需要1molN2H4 H2O作还原剂
【答案】A,D
【知识点】判断简单分子或离子的构型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；制备实验方案的设计
【解析】【解答】A、王水（由浓盐酸与浓硝酸组成）与粗Pt反应时体现氧化性和酸性，故A错误；
B、中心N原子的价层电子对数为3，不含孤电子对，采用sp2杂化，空间结构为平面三角形，故B正确；
C、 脱硝除去残余的HNO3和氮氧化物，是为了防止污染环境，故C正确；
D、反应过程中，硝酸也能氧化水合肼，因此由PtO2制得1mol纯Pt，除脱销过程外，理论上需要的水合肼大于1mol，故D错误；
故答案为：AD。
【分析】A、王水中浓硝酸体现氧化性和酸性；
B、中N原子的价层电子对数为3；
C、氮氧化物是空气污染物；
D、根据关系式：PtO2~ N2H4 H2O和H2[PtCl6]~ N2H4 H2O分析。
三、生命元素——硫
12．（2023高三上·宝山期中）不管是与蛋白质合成密切相关的氨基酸，还是维生素中能找到S元素的身影。有一瓶Na2SO3溶液，它可能部分被氧化。某同学取少量该溶液，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀；再加入足量稀硫酸，充分振荡后仍有白色沉淀。下述结论中，正确的是（ ）。
A．亚硫酸钠已部分被氧化
B．加入BaCl2溶液后，沉淀中一定含有BaSO4
C．加稀硫酸后，不溶的沉淀一定是BaSO4
D．此实验能确定Na2SO3是否部分被氧化
【答案】C
【知识点】氧化还原反应；物质检验实验方案的设计
【解析】【解答】A．由分析可知，通过该实验无法确定亚硫酸钠是否被部分氧化，故A错误；
B．若亚硫酸钠没有被氧化，加入氯化钡溶液后，生成的沉淀为亚硫酸钡，若部分被氧化，沉淀中含有硫酸钡，故B错误；
C．加入稀硫酸，稀硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡，亚硫酸钡能溶于稀硫酸，因此不溶的沉淀一定是BaSO4 ，故C正确；
D．此实验不能确定亚硫酸钠是否被部分氧化，故D错误；
故答案为：C。
【分析】亚硫酸钠和硫酸钠均能与氯化钡溶液反应生成白色沉淀，加入稀硫酸，亚硫酸钡可与硫酸反应生成硫酸钡、二氧化硫和水，无法确定亚硫酸钠是否被氧化。
13．（2023高三上·宝山期中）近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如图：
（1）已知反应I：2H2SO4(l)2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) ΔH1=551kJ/mol
反应III：S(s)+O2(g) SO2(g) ΔH3=—297kJ/mol
所以反应II的热化学方程式为 。
（2）试从绿色化学的角度列举该过程的优势与不足： 。
【答案】（1）3SO2(g)+2H2O(g) 2H2SO4(l)+S(s) ΔH1=-254kJ/mol
（2）优势：反应原料H2SO4可以循环使用；充分利用并储存可再生的太阳能不足：该过程涉及到对环境有害的SO2，存在泄露的隐患；反应使用了催化剂，可能出现催化剂中毒，降低转化效率低情况
【知识点】盖斯定律及其应用；绿色化学
【解析】【解答】（1）根据盖斯定律，将-Ⅰ-Ⅲ得到反应Ⅱ，则反应II的热化学方程式为 3SO2(g)+2H2O(g) 2H2SO4(l)+S(s) ΔH1=-254kJ/mol ，故答案为： 3SO2(g)+2H2O(g) 2H2SO4(l)+S(s) ΔH1=-254kJ/mol ；
（2）根据绿色化学可知，该过过程的优势是反应原料H2SO4可以循环使用；充分利用并储存可再生的太阳能，不足是该过程涉及到对环境有害的SO2，存在泄露的隐患；反应使用了催化剂，可能出现催化剂中毒，降低转化效率低情况，故答案为：优势：反应原料H2SO4可以循环使用；充分利用并储存可再生的太阳能不足：该过程涉及到对环境有害的SO2，存在泄露的隐患；反应使用了催化剂，可能出现催化剂中毒，降低转化效率低情况。
【分析】（1）根据盖斯定律，Ⅱ=-Ⅰ-Ⅲ；
（2）绿色化学应符合“原料中的原子全部转变成所需要的产物，不产生副产物，无污染，实现零排放”，绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。
14．（2023高三上·宝山期中）上述过程中，I可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。
ⅰ.SO2+4I-+4H+=S↓+2I2+2H2O ⅱ.I2+2H2O+SO2=SO42-+4H++2I-
某同学为探究ⅰ、ⅱ反应速率与SO2歧化反应速率的关系，进行如下实验：分别将18mLSO2饱和溶液加入到2mL下列试剂中，密闭放置观察现象。(已知：I2易溶解在KI溶液中)
序号 1 2 3 4
试剂组成 0.4mol/LKI amol/LKI 0.2mol/LH2SO4 0.2mol/LH2SO4 0.2mol/LKI 0.0002mol I2
实验现象 溶液变黄，一段时间后出现浑浊 溶液变黄，出现浑浊较组1块 无明显现象 溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较组1块
（1）第2组是第1组实验的对比组，则a= 。
（2）通过比较第1、2、3组实验，可得出的结论是 。
（3）该同学还模拟了实验室用海带制备I2的实验，以下操作错误的是（ ）。
A．过滤海带浸泡液 B．向浸泡液中通入Cl2氧化
C．含I2的CCl4溶液从下口放出 D．提取I2的同时回收溶剂
【答案】（1）0.4
（2）H+单独存在不具有催化作用；酸性越强，I-的催化效果更好
（3）B
【知识点】化学反应速率；化学反应速率的影响因素；氯、溴、碘及其化合物的综合应用
【解析】【解答】（1）第2组是第1组实验的对比组，KI的浓度相同，只有酸性条件不同，则a=0.4，故答案为：0.4；
（2）对比第1、2、3组实验可知， 酸性溶液中反应速率快，I-为SO2歧化反应的催化剂，H+单独存在时不具有催化作用，但H+可以加快歧化反应的速率，故答案为：H+单独存在不具有催化作用；酸性越强，I-的催化效果更好 ；
（3）A、海带浸泡液为固液混合物，可通过过滤分离，故A正确；
B、氯气氧化浸泡液中的碘离子生成单质碘，则氯气应从长导管进入，故B错误；
C、四氯化碳的密度大于水，位于下层，则含I2的CCl4溶液从下口放出，故C正确；
D、四氯化碳和碘互溶，沸点不同，可通过蒸馏分离，故D正确；
故答案为：B。
【分析】（1）第2组是第1组实验的对比组，则KI的浓度相同；
（2）比较第1、2、3组实验可知，酸性溶液中反应速率快；
（3）A、过滤可分离固体和液体混合物；
B、氯气应从长导管通入；
C、四氯化碳的密度大于水；
D、四氯化碳和碘互溶。
15．（2023高三上·宝山期中）【不定项】下图是一种能将底物通过电化学转化为电能的微生物燃料电池，可以大大提高能量转化效率，以下说法正确的是（ ）。
A．升高温度，可以有效提高该电池的放电效率
B．两种微生物的存在保证了S元素循环的作用
C．负极电极反应式为：9H++SO42-+8e-=HS-+4H2O
D．理论上，每消耗1molO2，就有4molH+通过交换膜
【答案】B,D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、升高温度，硫氧化菌失去活性，该电池的放电效率降低，故A错误；
B、由图可知，HS-在硫氧化菌的作用下生成硫酸根，硫酸根在硫酸盐还原菌的作用下生成HS-，可实现S元素循环，故B正确；
C、由分析可知，负极的电极反应式为HS-+4H2O-8e-= 9H++SO，故C错误；
D、正极的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，根据反应的方程式可知，每消耗1molO2，转移4mol电子，有4molH+通过交换膜，故D正确；
故答案为：BD。
【分析】根据氢离子移动的方向可知，b为正极，电极反应式为 O2+4e-+4H+=2H2O， a为负极，HS-在硫氧化菌的作用下反应生成硫酸根，电极反应式为：HS-+4H2O-8e-= 9H++SO。
四、双碳目标下的重要抓手
16．（2023高三上·宝山期中）作为实现碳中和目标的重要技术路径的CCUS，其中CO2资源化、高值化利用近年来受到高度关注。其中，CO2合成CH3OH是市场潜力最大、关注度最高的碳利用途径之一。下列化学概念与实验事实关联匹配错误的是（ ）。
A．取代基的吸电子能力——酸性：CH3CH2CH2COOH
C．分子之间作用力——NaCl熔点较高
D．分子间氢键——CH3CH2CH2NH2的沸点比高
【答案】C
【知识点】物质的结构与性质之间的关系；极性分子和非极性分子；氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A、 Cl的非金属性较强，吸引电子对的能力强，使羟基中O-H键的极性增大，越易断裂，酸性越强，所以酸性：CH3CH2CH2COOH＜CH3CH2CHClCOOH， 故A正确；
B、 CH3OH中正负电荷重心不重合，为极性分子，故B正确；
C、NaCl是离子化合物，离子键强，熔点较高，与分子间作用力无关，故C错误；
D、 CH3CH2CH2NH2存在分子间氢键， 不存在分子间氢键，存在分子间氢键的物质沸点升高，则CH3CH2CH2NH2的沸点比高，故D正确；
故答案为：C。
【分析】A、取代基的吸电子能力越强，羟基中O-H键的极性越大，越易断裂；
B、根据正负电荷中心是否重合判断分子极性；
C、NaCl是离子化合物；
D、分子间存在氢键能使分子的沸点升高。
17．（2023高三上·宝山期中）甲醇是一种清洁能源，在交通、化工等领域应用广泛，具有广阔的研究前景。工业上使用水煤气（CO与H2的混合气体）转化成甲醇，反应为2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)。
（1）CO的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示：
p1、p2的大小关系是p1 p2(填“>”、“<”或“=”)
A、B、C三点的平衡常数的大小关系是 。(用“KA”、“KB”、“KC”表示)
（2）【多选】能说明恒容容器中上述反应达到化学平衡状态的是（ ）。
A．v正(H2)=2v逆(CH3OH)
B．容器内的压强不再改变
C．混合气体的平均摩尔质量不再改变
D．容器中氧元素的质量分数不再改变
（3）该反应平衡常数的表达式为 。
【答案】（1）＜；KA=KB>KC
（2）A；B；C
（3）
【知识点】化学平衡常数；化学平衡的影响因素；化学平衡状态的判断；化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】（1）该反应是气体体积减小的反应，增大压强，反应的平衡正向移动，则 p1 < p2；随温度升高，CO的平衡转化率降低，说明该反应是放热反应，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，温度相同平衡常数相同，则A、B、C三点的平衡常数的大小关系为KA=KB>KC ，故答案为：<； KA=KB>KC ；
（2）A、v正(H2)=2v逆(CH3OH)时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故A符合题意；
B、该反应是气体体积减小的反应，反应过程中压强发生变化，因此当容器内的压强不再改变时，说明反应达到平衡状态，故B符合题意；
C、反应过程中，气体的总物质的量发生变化，则混合气体的平均摩尔质量为变量，因此当混合气体的平均摩尔质量不再改变时，反应达到平衡状态，故C符合题意；
D、化学反应前后原子的数目和质量始终不变，则容器中氧元素的质量分数始终不变，则容器中氧元素的质量分数不再改变，不能说明反应达到平衡状态，故D不符合题意；
故答案为：ABC；
（3）根据化学平衡常数的概念可知，该反应平衡常数的表达式为，故答案为：。
【分析】（1）增大压强该反应的平衡正向移动；平衡常数只与温度有关；
（2）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变；
（3）平衡常数是指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比。
18．（2023高三上·宝山期中）【不定项】某工厂进行了另外的实验，向某密闭容器中按n(H2)：n(CO)=2：1的比例投入反应物，测量了15min后H2在四种不同温度下的转化率如下表所示，且T1
转化率 10% 70% 70% 60%
A．该反应ΔH>0
B．T温度时（T2
D．T4温度下，若15min后，[CO]=0.5mol/L，则T4时的K=1.5
【答案】D
【知识点】化学平衡的影响因素；化学平衡的计算
【解析】【解答】A、 T1
C、达到平衡后再增大H2量，平衡正向移动，但H2的转化率减小，故C错误；
D、T4温度反应15min后已达到平衡，设起始时c(CO)=amol/L，c(H2)=2amol/L，H2的平衡转化率为60%， 则平衡时氢气的浓度为0.8amol/L，CO的浓度为0.4amol/L，甲醇的浓度为0.6amo/L，c(CO)=0.5mol/L，即0.4a=0.5，解得a=1.25，则，故D正确；
故答案为：D。
【分析】A、升温氢气的转化率减小，平衡逆向移动；
B、 T温度下H2的转化率比T2、T3温度下的转化率都大；
C、增大氢气的量，氢气转化率会减小；
D、列出反应的三段式计算。
五、智力之源
19．（2023高三上·宝山期中）锌一般能够起到促进食欲、促进生长发育等作用，属于人体不可缺少的微量元素。除了人体内，在电镀、合金、电池领域都能找到Zn元素的身影。“湿法炼锌”是现代炼锌的主要方法，下列是以硫化锌精矿制备单质锌的工业流程：
（1）ZnS精矿在空气中焙烧时，通常会将硫化锌精矿粉碎，其目的是 。
（2）已知电解时Cl-会腐蚀阳极板，因此实际生产会同时加入Cu和CuSO4从而生成CuCl沉淀以降低对电解的影响，原理为：2Cl-(aq)+Cu(s)+Cu2+(aq)=2CuCl(s) ΔH<0，实验测得电解液pH对溶液中c(Cl-)的影响如图所示，下列说法正确的是（ ）。
A．加入适当过量的Cu，平衡正向移动
B．Ksp-CuCl的表达式为Ksp=c(Cu2+)c(Cl-)
C．向电解液中加入稀硫酸，不利于Cl-的去除
D．若加入1molCu单质，则完全反应后转移的电子总数为NA
（3）在进行上述操作时，工厂对多余的铜粉进行了回收，为检验其表面的Cl—是否已经洗净，写出具体的实验步骤、现象和结论： 。
【答案】（1）增大接触面积，加快反应速率
（2）C；D
（3）取最后1次洗涤液，先加入足量稀硝酸，再加入AgNO3溶液，若未产生白色沉淀，则说明已经洗净
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）将硫化锌精矿粉碎，可增大接触面积，加快反应速率，故答案为：接触面积，加快反应速率；
（2）A、铜为固体，加入铜不影响平衡，故A错误；
B、Ksp(CuCl)=，故B错误；
C、由图可知， 溶液的pH越大，氯离子的浓度越小，则电解液中加入稀硫酸，不利于Cl-的去除 ，故C正确；
D、1mol铜完全反应生成CuCl转移1mol电子，故D正确；
故答案为：CD；
（3）氯离子能与硝酸银反应生成氯化银沉淀，因此检验Cl-是否洗净的实验步骤、现象和结论为： 取最后1次洗涤液，先加入足量稀硝酸，再加入AgNO3溶液，若未产生白色沉淀，则说明已经洗净 ，故答案为： 取最后1次洗涤液，先加入足量稀硝酸，再加入AgNO3溶液，若未产生白色沉淀，则说明已经洗净 。
【分析】硫化锌精矿焙烧得到ZnO及烟气，烟气中含有二氧化硫，ZnO焙砂用硫酸酸浸，浸出液中含有ZnSO4等，净化后得到硫酸锌溶液，再电解得到Zn。
（1）粉碎可增大反应物的接触面积；
（2）A、铜为固体；
B、Ksp(CuCl)=；
C、溶液的pH越大，氯离子的浓度越小；
D、1molCu完全反应生成CuCl转移1mol电子；
（3）常用硝酸银检验氯离子。
20．（2023高三上·宝山期中）经员工检测发现仓库中CuSO4·5H2O晶体原材料存在被污染的情况（纯度大于90%则可以继续使用），因而安排了下列方法进行其纯度的测定：
①取0.500g晶体样品，加入足量KI溶液
发生反应：2Cu2++4I-=2CuI↓+I2
②用0.1000mol/L的Na2S2O3标准溶液进行滴定
发生反应：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
③以淀粉为指示剂，到达滴定终点时消耗标准溶液15.00mL。
（1）试通过计算，判断该批原材料是否能够继续使用（写出计算过程）。
（2）已知CuI能够吸附大量I2，若不对其进行适当的处理，则会导致测得纯度的结果 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
【答案】（1）CuSO4·5H2O~Cu2+~I2~S2O，n(CuSO4·5H2O)=n(S2O)=c(S2O)×V(S2O)=0.015L×0.1000mol/L=0.0015mol，m(晶体)=n(CuSO4·5H2O)×M(晶体)=0.0015mol×250g/mol=0.375g， 纯度=m(晶体)/m总×100%=75%<90%；所以不能.
（2）偏小
【知识点】中和滴定；探究物质的组成或测量物质的含量
【解析】【解答】（1）滴定过程中存在： CuSO4·5H2O~Cu2+~I2~S2O，n(CuSO4·5H2O)=n(S2O)=c(S2O)×V(S2O)=0.015L×0.1000mol/L=0.0015mol，m(晶体)=n(CuSO4·5H2O)×M(晶体)=0.0015mol×250g/mol=0.375g，纯度=m(晶体)/m总×100%=75%<90% ，因此不能够继续使用，故答案为： CuSO4·5H2O~Cu2+~I2~S2O，n(CuSO4·5H2O)=n(S2O)=c(S2O)×V(S2O)=0.015L×0.1000mol/L=0.0015mol，m(晶体)=n(CuSO4·5H2O)×M(晶体)=0.0015mol×250g/mol=0.375g，纯度=m(晶体)/m总×100%=75%<90%；
（2）CuI能够吸附大量I2，若不对其进行适当的处理 ，碘消耗的标准液体积偏小，测量结果偏低，故答案为：偏低。
【分析】（1）根据 CuSO4·5H2O~Cu2+~I2~S2O计算；
（2）CuI能够吸附大量I2，若不对其进行适当的处理，导致消耗的标准液体积偏小。
21．（2023高三上·宝山期中）采用氨浸法处理含锌物料回收有价金属，具有原料适应性广、工艺流程短、净化负担轻、环境污染小、产品品种多、投资少等特点，对推动湿法炼锌技术的进步具有深远的意义。
【不定项】控制温度不变，向10mL0.1mo/LHX溶液中逐滴加入0.1mol/L的氨水，其导电能力、pH与所加氨水体积V的关系变化如图所示，下列说法不正确的是（ ）。
A．水的电离程度：b>d，a>c
B．Kb(NH3·H2O)=Ka(HX)=10-4.6
C．d点所得溶液的pH<7
D．a点对应的溶液中存在：[HX]+2[H+]=[X—]+[NH3·H2O]+2[OH-]
【答案】C,D
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡；水的电离；离子浓度大小的比较；电离平衡常数
【解析】【解答】A、酸或碱抑制水的电离，含有弱离子的盐水解促进水的电离，b点恰好完全反应，水的电离程度最大，则电离程度b>d，c点酸性强于a点，则水的电离程度：a>c，故A正确；
B、由分析可知，铵根离子和X-水解程度相当，0.1 mo/LHX溶液中pH=2.8，根据可知，，则Kb(NH3·H2O)=K(HX)=10-4.6，故B正确；
C、d点加入的氨水过量，溶液显碱性，pH>7，故C错误；
D、a点溶质为等浓度的HX、NH4X，根据电荷守恒有，由物料守恒有，则c(HX)+2c(H+)=c(X-)+2c(NH3·H2O)+2c(OH-)，故D错误；
故答案为：CD。
【分析】0.1 mo/LHX溶液中pH为2.8，说明HX部分电离，为弱酸，其电离的方程式为，d点pH=7，HX和氨水恰好完全反应，溶液为中性，说明铵根离子和X-水解程度相当。
六、有机化学与疾病研究
22．（2023高三上·宝山期中）疟疾是由按蚊叮咬人体后而感染的一种血液寄生虫病，患者可口服青蒿素类复方制剂进行治疗，他非诺喹是一种抗疟疾新药。其中间体合成路线如下(部分条件已省略)：
（1）A→B反应的化学方程式为 。
（2）D中所含官能团的名称为 。
（3）G→H反应的类型为（ ）。
A．加成反应 B．消去反应 C．还原反应 D．氧化反应
（4）J的结构简式为 。
（5）X是D的同分异构体，请写出一种符合下列条件的X的结构简式： 。
i.能发生水解和银镜反应ii.X的核磁共振氢谱中3组吸收峰，且峰面积比为1∶3∶6
（6）已知：，以环己醇和不多于3个碳的物质为原料，试参考中间体的合成路线制备，写出合成路线。
（7）从C60、C70的混合物中纯化C60的过程如图，杯酚和C60之间通过（ ）形成超分子。
A．金属键
B．范德华力
C．氢键
D．离子键
【答案】（1）
（2）酮羰基、酯基
（3）C
（4）
（5）HCOOC(CH3)=C(CH3)2
（6）
（7）B
【知识点】有机物的合成；有机物的结构和性质；同分异构现象和同分异构体；羧酸简介
【解析】【解答】（1）由分析可知，A为CH3COOH，B为乙酸乙酯，则A→B反应的化学方程式为，故答案为：；
（2）由分析可知，D的结构简式为CH3COCH2COOCH2CH3，所含官能团的名称为酮羰基、酯基，故答案为：酮羰基、酯基；
（3）G中硝基被还原为H中的氨基，则G→H反应的类型为还原反应，故答案为：C；
（4）由分析可知，J的结构简式为，故答案为：；
（5）X是D的同分异构体满足：i.能发生水解和银镜反应，说明含有醛基和酯基，ii.X的核磁共振氢谱中3组吸收峰，且峰面积比为1∶3∶6，说明含有3种不同环境的氢原子，数目之比为1∶3∶6，符合条件的结构简式为 HCOOC(CH3)=C(CH3)2，故答案为：HCOOC(CH3)=C(CH3)2；
（6）按照题干合成路线， 可由发生已知①的反应制得，可由和乙醇发生酯化反应得到，环己醇在浓硫酸作催化剂的条件下发生消去反应生成，被酸性高锰酸钾氧化得到，因此具体合成路线为： ，故答案为： ；
（7） “杯酚”与C60之间通过分子间作用力（范德华力）形成超分子，“杯酚”与C60之间不存在化学键 ，故答案为：B。
【分析】A和乙醇发生酯化反应生成B，则A为羧酸，结合A的分子式可知，A为CH3COOH，则B为乙酸乙酯，B发生已知①反应生成D，则D为CH3COCH2COOCH2CH3，D和H反应生成J，J酸化得到K，则J为，H为，F和甲醇反应生成G，结合F的分子式和G的结构简式可知，F为。
