上海市某中学2023-2024学年高三年级下册三模化学试题（含答案解析）

上海市建平中学2023-2024学年高三下学期三模化学试题

学校:姓名：班级：考号：

一、填空题

1.氢化钠（NaH）是一种常用的储氢剂，遇水后放出氢气并生成一种碱，该反应的还原剂

为o（写化学式）

2.钛系贮氢合金中的钛锦合金具成本低，吸氢量大，室温下易活化等优点，基态镒的价层

电子排布式为。

二、单选题

三、填空题

NH3BH3（氨硼烷）具有很高的储氢容量及相对低的放氢温度（<350℃）而成为颇具潜力的化

学储氢材料之一，它可通过环硼氨烷、CH,与H?。进行合成。

4.上述涉及的元素H、B、C、N、O原子半径最大的是,电负性最大的是，

5.键角：CH4凡0（填“>”“<”或"="），原因是。

氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键，铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材

料之一，其晶胞结构如图所示。

6.距离Mg原子最近的Fe原子个数是。

A.4B.6C.8D.12

7.铁镁合金的化学式为o

8.若该晶胞的晶胞边长为dnm,阿伏加德罗常数为以，则该合金的密度为g-cm'

(用含NA的式子表达)。

9.若该晶体储氢时，耳分子在晶胞的体心和棱心位置，则含Mg48g的该储氢合金可储存

标准状况下H?的体积约为Lo

A.5.6B.11.2C.22.4D.44.8

10.CH,还原CO?是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：

1

I.CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)AH1=+247kJmor

1

II.CH4(g)+3CO2(g)=4CO(g)+2H2O(g)AH2=+329kJmor

1

反应CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)的AH=kJ.mor»

工业上可利用co2制备CH30H：

1

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AW=-49kJ-mof

11.500℃时，该反应的平衡常数K=2.50,该温度下某时刻测得体系内四种物质的浓度均

为Imol•L-,则此时上/o

A.>B.<C.=D.无法确定

12.提高反应速率且增大CH30H(g)的平衡产率，可采取的措施。(不定项)

A.升高反应温度B.使用合适的催化剂

C.增大体系压强D.从平衡体系中及时分离出CH30H(g)

试卷第2页，共8页

一种捕获co?并实现资源利用的反应原理如图甲所示。反应①完成之后，以N?为载气，将

恒定组成的N?、CH&混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的

量随反应时间变化如图乙所示。反应过程中始终未检测到CO?,在催化剂上有积碳，推测发

催化剂

生了制反应（反应③）：CH4C+2H2。

甲乙

13.反应②的化学方程式为o

14.4-4时间段内，反应②速率减小至0的原因是。

15.A时刻，生成H?的速率反应②反应③。

A.>B.<C.=D.无法确定

在铜基配合物的催化作用下，利用电化学原理可将CO2转化为碳基燃料（包括CO、烷烧和竣

酸等），其装置原理如图所示。

16.图中生成甲酸的电极反应式为

17.当有0.4molH+通过质子交换膜时，理论上最多生成HCOOH的质量为.

四、解答题

制备锂离子电池的正极材料的前体FePO4的一种流程如下：

|缶丸万酸浸」I纯化J|FeS（）4、凡。2、|”

磷灰石----->粗HFC）4---------►H3P。4-----、由号__►.......FePO4

资料：i.磷灰石的主要成分是CaslPOjF

ii.Ca（H2PoJ可溶于水，CaSO「2H2。微溶于水

22

iii./«；p（FePO4）=1.3xl0'

iv.Fe3++EDTA4«"[Fe（EDTA）]

I.制备H3PO4

18.用H3PO4溶液、H2s。4溶液分步浸取磷灰石生成HF、CaSCVZHq和H3PO4,主要反

应的化学方程式为Ca5（PO4）3F+7H3PO4=5Ca（H2POj+HFT和Ca（H2PO4）2

19.增大酸浸反应速率的措施有（写1条）。

20.其他条件不变时，若仅用H2SO4溶液酸浸，浸取的速率低于用H3P。4、H2s0“分步浸取

法，原因是o

II.制备FePC>4

将H3Po4、FeSO4、H2O2混合并调节溶液的pH制备FePO4。

21.酸性条件下，生成FePO,的离子方程式是o

常温下，利用NaOH调节H3PO4溶液pH时，得到溶液中含磷各微粒的物质的量分数与pH

的关系如图所示。

试卷第4页，共8页

1.0

H2P

MuD

s5r-M

22.下列说法正确的是

A.H3Po4的电离方程式为：H3PO43H++PO；

B.M点时，溶液中c（Na+）＞c（H2P0；）=c（HP0j）＞c（0H-）＞c（H+）

C.pH=5时，溶液c（Na+）=c（H2PO：）+2c（HPOj）+3c（PO；）

D.pH=10时，溶液中水的电离程度比纯水大

23.pH=l时，溶液中的c（HPOj）=10-z3moi/L,贝i]{PO：）=mol/L,再加入

FeSO”晶体、氏。?溶液使溶液中的c（Fe3+）=lmol/L,不考虑溶液体积的变化，通过计算

说明此时能否产生FePC＞4沉淀。

FePO4的纯度及颗粒大小会影响其性能，沉淀速率过快容易团聚。

24.研究表明，沉淀时可加入含EDTA,-的溶液，EDTA4-的作用是。

25.配离子[Fe（EDTA）『的结构如图所示，图中M代表Fe3+。EDTA中碳原子的杂化方式

为,Fe3+的配位数为。

26.其他条件不变时，工业上选择pH=2而不是更高的pH制备FePC\,可能的原因

是、（答出2点）。

利喘贝是一种新的平喘药，其合成过程如图:

0、

CH,

II

药物利喘贝

已知：i.+CH3I+NaOH^

CHCOOH

ii.R,-CHO^<)2>R)-CH=CH-CCXDH

27.B的名称为=E的官能团的名称为o

28.反应①所需试剂为oD-E的反应类型为»

29.H苯环上的一氯代物有两种，能发生银镜反应，也能与氯化铁溶液发生显色反应。由H

生成I反应的化学方程式为o

30.L的结构简式为□

31.在J的同分异构体中，同时满足下列条件的结构简式为«

①含有一个苹环

②能与NaHCCh反应

③遇FeCb显示紫色

④核磁共振氢谱显示有五组峰，峰面积之比为1:122:2

32.丁俗称香兰素，在食品行业中主要作为一种增香剂。香兰素的一种合成路线如下。

中间产物1和中间产物2的结构简式分别为

机被称为“工业味精”，在发展现代工业、国防等方面发挥着重要的作用。V2O5有强氧化性,

在实验室以V2O5为原料制备氧钮(W)碱式碳酸镂晶体，此晶体难溶于水，其化学式为

试卷第6页，共8页

(NH4)5[(vo)6(co3)4(OH)9].IOH2O,是制备热敏材料VO?的原料。过程如下:

I微热数分钟II

63,益尹,皿”℃12溶液四品潘浓(NH4)5r[(VO)6(C°3)4(OH)J1()H。

V2O5

已知：①氧化性：V2O5>C12；②VC)2+能被02氧化。

33.步骤I中除生成VOC1?外，还生成绿色环保，无毒无害的产物，则反应的化学方程式

为o若只用浓盐酸与V2O5反应也能制备VOCL溶液，从环保角度分析，使用

NR/2HC1的目的是.

步骤n可在如图装置中进行:

34.为了排尽装置中的空气，防止VO?+被氧化，上述装置依次连接的合理顺序为

(按气流方向，用小写字母表示)。盛有NH4HCO3溶液的仪器名称为.

35.连接好装置，检查气密性良好后，加入试剂，开始实验，具体操作为.

36.实验结束时，将析出的产品过滤，用饱和NH4HCO3溶液洗涤。请从化学平衡的角度解

释使用饱和NH,HCOJ溶液洗涤晶体的原因：。证明沉淀已经洗涤干净的方法

是O

测定粗产品中帆的含量。实验步骤如下：

称量ag产品于锥形瓶中，用稀硫酸溶解后得到的溶液，加入0.02mol.LTKMnC)4溶液至稍

过量，加入某还原剂除去过量KMnO,溶液，最后用cmol•I^(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定

2+2+3+

至终点(VO?++Fe+2H+=VO+Fe+H2O),消耗标准溶液的体积为bmL„

37.粗产品中帆的质量分数表达式为(以VCP+计，式量为67)。

38.若(NHjFeGOj?标准溶液部分变质，则测定结果。

A.偏高B.偏低C.无影响

试卷第8页，共8页

参考答案:

1.NaH

【详解】NaH遇水反应的方程式为：NaH+H2O=NaOH+H2T,氢化钠中氢元素化合价升高,

被氧化，作为还原剂，则还原剂为NaH。

2.3d54s2

【详解】锦的原子序数为25,核外电子数为25,基态锦原子的电子排布式为[Ar]3d54s2,

价层电子排布式为3d54s-

故答案为：3d54s2。

3.C

【详解】

4.B05.>CH4和H2O都有4个价层电子对，但CH4分子中没

有孤电子对，氏0有2对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之

间的排斥力，排斥力越大，键角越小

【解析】4.同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下元素的原

子半径依次增大，则H、B、C、N、O的原子半径最大的是B,

同周期主族元素从左到右，电负性依次增大，同主族元素从上到下元素的电负性依次减小,

则H、B、C、N、O的电负性最大的是O；

5.CH4和H2O都有4个价层电子对，但CH4分子中没有孤电子对，氏0有2对孤电子对,

孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，排斥力越大，键角越小,

所以H2。小于CH4的键角；

416x1023

6.A7.Mg?Fe或FeMgz8.「-----9.C

d-N4

答案第1页，共9页

【解析】6.从晶胞结构图中可看出，Mg原子位于晶胞体内，Fe原子位于晶胞顶角与面心，

距离Mg原子最近的Fe原子是位于3个面心的Fe原子及1个顶角的Fe原子，共4个，A

正确；

故答案为：A；

7.Mg原子位于晶胞体内，有8个，Fe原子位于晶胞顶角与面心，有8$+6xg=4个，故化学

式为Mg?Fe或FeMg2；

故答案为：Mg/e或FeMgz；

8.根据晶胞密度计算公式，该合金的密度为

n-M4x(24x2+56)4.16xlQ23

——--------3------g-cmg-cm3

7d3-N

(dxW).NAA

4.16xlQ23

故答案为:

3

d-NA

9.该晶体储氢时，耳分子在晶胞的体心和棱心位置，晶胞中凡分子数目为—

储氢合金晶胞中，含有8个Mg原子，含有4个H?分子，含Mg48g的该储氢合金中，Mg

的物质的量为肃则储氢合金中H2的物质的量为等标准状况下

H2的体积约为lmolx22.4I7mol=22.4L,C正确;

故答案为：Co

10.+41

【详解】根据盖斯定律，反应CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）=?,则

△,俎-阿=（+329〃5。尸）-（+247口皿「）=

22

故答案为：+41o

11.A12.C

—C（CH3OH）C（H2O）1X1

【解析】11.该温度下,某时刻Q=母血端产，此时刻未达

答案第2页，共9页

到平衡状态，反应正向进行，逆，A正确；

故答案为：A；

12.A.升高反应温度，可以提高反应速率，该反应正反应为放热反应，升高温度，平衡逆

移，CH30H(g)的平衡产率减小，A错误；

B.使用合适的催化剂，可以提高反应速率，但平衡不移动，CH30H(g)的平衡产率不变,

B错误；

C.增大体系压强，容器体积减小，气体物质浓度增大，提高反应速率，平衡向气体体积减

小的方向移动，该反应正反应为气体体积减小方向，增大体系压强平衡正移，CH30H(g)的

平衡产率增大，C正确；

D.从平衡体系中及时分离出CH30H(g),CH30H(g)浓度减小，逆反应速率减小，平衡正

移，可以增大CH30H(g)的平衡产率，C02,凡浓度减小，正反应速率减小，D错误；

故答案为：Co

催化剂——“

13.CaCO3+CH4=CaO+2CO+2H214.CaCCh消耗完全15.A

【解析】13.反应②是甲烷和碳酸钙反应生成氧化钙、CO和H2,反应的化学方程式为

催化剂

CaCO3+CH4=CaO+2co+2凡。

催化剂

14.%-%时间段内，反应②是CaCClj+CH'=CaO+2co+2H?，t3时亥U不再产生CO,反应

②速率减小至0,原因是CaCCh消耗完全；

15.反应②生成的CO和氢气一样多。L时刻，CO得流速为1~2之间，H2的流速为2,可

知生成H2的速率反应②＞反应③，选A。

-+

16.CO2+2e+2H=HCOOH17.9.2g

【分析】由图可知，Pt电极氧元素价态升高失电子，Pt电极为阳极，电极反应式为

++

2H2O-4e=O2T+4H,石墨烯电极为阴极，电极反应式为：CO2+2e+2H=HCOOH;

+

16.根据分析可知，生成甲醇的石墨烯电极反应式为：CO2+2e+2H=HCOOH;

答案第3页，共9页

17.当有0.4molH+通过质子交换膜时，转移0.4mol电子，生成0.2molHCOOH,质量为；

0.2molx46g/mol=9.2go

18.Ca（H2PO4）2+H2SO4+2H2O=CaSO4.2H2O+2H3PO419.磷灰石粉碎、加热、搅

拌、适当增大酸的浓度等20.直接用硫酸浸取，生成的硫酸钙覆盖在磷灰石的表面，减

2++

少了硫酸与磷灰石的接触面积21.2H3PO4+2Fe+H2O2=2FePO4+4H+2H2O

22.BD23.IxlO-186能24.沉淀时可加入含EDTA”的溶液，发生反应

Fe3++EDTA"L[Fe（EDTA）1,使Fe3+浓度降低，沉淀速率减慢，防止团聚，随Fe3+浓度

降低，Fe3++EDTA".[Fe（EDTA）1逆向移动，生成的Fe3+继续被沉淀25.sp\

sp2626.pH过高容易生成氢氧化铁沉淀pH过高PO：的浓度大，因生

成沉淀速率过快发生团聚

【分析】由题给流程可知，磷灰石用磷酸溶液和硫酸溶液分步浸取、过滤制得粗磷酸，粗磷

酸经纯化得到磷酸，向磷酸中加入硫酸亚铁溶液和过氧化氢溶液并调节溶液pH,充分反应、

过滤得到磷酸铁。

18.第二步，硫酸和Ca（HFOj2反应生成磷酸，反应方程式为

Ca（H2Po4）,+H2SO4+2H2O=CaSO4-2H2OJ+2H3PO4；

19.根据影响反应速率的因素，增大酸浸反应速率的措施有：磷灰石粉碎、加热、搅拌、适

当增大酸的浓度等；

20.直接用硫酸浸取,生成的硫酸钙覆盖在磷灰石的表面,减少了硫酸与磷灰石的接触面积，

所以仅用H2s溶液酸浸，浸取的速率低于用H3P。4、H2s分步浸取法。

21.酸性条件下，H3P。4、FeSO4,凡。2混合生成FePO「反应的离子方程式是

2++

2H3P。4+2Fe+H2O2=2FePO4J+4H+2H2O；

22.A.H3P04是弱酸，磷酸分步电离，电离方程式为：

H3PO.H++H2PH2Po»H++HPO:、HPO：M+PO二，故A错误;

B.根据图像，M点时，溶液中c（Na+）＞c（HF0；）=c（HP0j）＞c（0H-）＞c（H+）,故B正

答案第4页，共9页

确；

C.根据电荷守恒c（Na+）+c（H+）=c（H2PO；）+2c（HPOj）+3c（PO；）+c（OH）pH=5时,

c（H+）＞c（OH-）,所以溶液c（Na+）＜c（H2PO：）+2c（HPO：-）+3c（PO；）故C错误；

7123

D.pH=10时，溶质为NazHPCU,Ka2=lQ-\Ka3=10-,HPOj的水解常数为ixlO^,

HP。广水解大于电离，所以水的电离程度比纯水大，故D正确;

选BD。

+

C（PO：-）C（H）

23.K*=10*3,即=10皿，pH=i时，溶液中的c（HPO：-）=10-73moi/L,

c（HPOj）

则c（PO：）=lxlO'xlxlO73=],]0T8.6moi/L；/（FePC^）=1.3x10-22,

3+18618622

c（Fe）=lmol/L,Q=lxlxl0_=lxl0_>Ksp（FePO4）=1.3xl0-,此时能产生FePC\沉

淀。

24.沉淀时可加入含EDTA”的溶液，发生反应Fe3++EDTA".[Fe(EDTA)J,使Fe3+浓

度降低，沉淀速率减慢，防止团聚，随Fe3+浓度降低，Fe3++EDTA4-[Fe(EDTA)『逆向

移动，生成的Fe3+继续被沉淀。

25.EDTA中单键碳原子采用sp3杂化、双键碳原子采用sp2杂化；根据图示，6个原子与Fe?+

形成配位键，配位数为6。

26.其他条件不变时，工业上选择pH=2而不是更高的pH制备FePO,,可能的原因是pH

过高容易生成氢氧化铁沉淀，pH过高PO；的浓度大，因生成沉淀速率过快发生团聚。

27.邻硝基甲苯或2-硝基甲苯氨基、酯基28.浓硫酸、浓硝酸还

答案第5页，共9页

OHO

COOHII

CH-COOHC-COOH

32.

【分析】

CH3

根据A的分子式可知A为A，根据利喘贝的结构简式知，A和浓硝酸发生甲基的邻位

COOH

N0

取代生成B,根据C的分子式知，B中甲基被氧化生成C为2,甲醇与C发生

COOCH3COOCH3

酯化生成D为N°2,D中硝基发生还原反应生成ENH2,根据产物逆

CH=CHCOOH

CH,OCOOCH3

O,则L为［/

推G为II

CH=CH-C-NH

CH3OOCH3

OCH3

CHO

根据信息ii可知K,H与FeCb作用显色且能发生银镜反应，苯环上的一

OCH3

OCH3

氯代物有两种，说明H中含有酚羟基且苯环上含有两种氢原子，则H为

0H

答案第6页，共9页

27.

CH

B的结构简式为1}/N3°2,名称为邻硝基甲苯或2-硝基甲苯；E的结构简式为

COOCH3

官能团的名称为氨基、酯基；

28.

COOCH3COOCH3

反应①为硝化反应，所需试剂为浓硫酸、浓硝酸；D为NO2,EN出,

D中硝基发生还原反应生成E中氨基，所以D生成E的反应类型是还原反应;

29.

H与FeCb作用显色且能发生银镜反应说明含有酚羟基和醛基，苯环上的一氯代物有两种,

CHO

H的结构简式为，由H生成I反应的化学方程式为+HBr；

J的结构简式为，其同分异构体①含有一个苯环；②能与NaHCOs反应,

说明含有竣基；③遇FeC§显示紫色，说明有酚羟基；④核磁共振氢谱显示有五组峰，峰面

答案第7页，共9页

CH2COOH

积之比为1:1:2:2:2,则应该为较对称结构，满足上述条件的同分异构体为

0H

32.

0H

对比3中苯环上酚羟基对位氢原子和

0H

OHCCOOH中醛基发生加成反应生成中间产物1发生

O0H

II

C-COOHCH-COOH

氧化反应生成中间产物2为，则中间产物1、2分别为

3

0

II

C-COOH

微执

33.防止生成有毒的气体ci?

2V2O5+N2H4HC1+6HC1=4VOC12+N2T+6H2O

34.aTb-fTg-d—e三颈烧瓶35.先打开Ki,当C中溶液变浑浊，再关

闭Ki,打开K2,进行实验36.