上海市2025届高三年级下册质量调研化学试卷（含答案与解析）

机密★启用前

2024学年第二学期上海市质量调研试卷

高三化学

考生注意：

1.试卷满分100分，考试时间60分钟。

2.本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写学校、姓名、考号，将条形码贴

在指定位置。答题时，必须将答案涂或写在答题纸上，在试卷上答题一律不得分。

3.不定项选择题，每题有1〜2个正确选项，只有1个正确选项的，多选不得分，有2个正确

选项的，漏选1个得一半分，错选不得分；其他选择题，每题只有1个正确选项

相对原子质量.H-1C-12N-14O-16Na-23S-32K-39Ca-40Ti-48

Cr-52Ba-137Pb-207

一、钙钛矿

1.钙钛矿BaxCa-xPb03具有优异的电导性能。某兴趣小组以BaPb03、CaC03为原料进行了如下探究

过程：

已知：①所有气体体积数据均已折算至标准状况，溶液B的溶质为

Ba（NO3）2,Pb（NC）3）2、Ca（NO3）2

②沉淀E为BaCzd、PbC204'CaC2（）4混合物，调节Na2c2O4加入量可控制各组分比例。

2-4

oKal（H2c2。4）=5.6X10-,Ka2（H2C2O4）=1.5x10,Ksp（BaC2O4）=1.2x10

n9

Ksp（PbC2O4）=2.7xl0,Ksp（CaC2O4）=2.3xl0-

（1）钾或钾盐的焰色反应为浅紫色（透过蓝色钻玻璃），下列有关原理分析的叙述正确的是

A.电子从基态跃迁到较高的激发态B.电子从较高的激发态跃迁到基态

C.焰色反应的光谱属于吸收光谱D.焰色反应的光谱属于发射光谱

（2）基态Pb原子核外电子排布，最后占据能级的电子云轮廓图形状为。

(3)气体A的成分为=

(4)CH3NH；中N原子的杂化方式为；NH；中H-N-H的键角比NH3中H-N-H的键角大

的原因是；

(5)“富氧焙烧”过程发生反应的化学方程式为o

(6)适当增加溶液B中Na2C2()4的加入量，会使BaxCa—PbO?的x值。(选填“A.增

大”“B.减小”或“C.不变”)

(7)为降低产品的杂质含量，有同学提出用H2c2。4替代Na2c2。4作沉淀剂，请结合计算说明沉淀反应

能进行的理由=

2.有机一无机杂化钙钛矿材料具有良好的光致发光、半导体性能，其中一CdCI3的合成

过程如下：

HC1+_+CdCl27[cdj。

(1)[-AH^]+[cdClJ中存在配位键，接受孤电子对的中心离子或原子是0

(2)—[cdj具有较低的熔点。从结构角度解释原因o

(3)钛酸钙的晶胞结构如图所示:

①写出钛酸钙晶体化学式；

②该晶胞中，每个Ca周围与它最近且相等距离的0有个；该晶胞结构的另一种表示中，Ti处于

各顶角位置，则0处于位置。

③已知晶胞参数为anm,阿伏加德罗常数为NA，计算该晶胞的密度g-cm-3»

3.钙钛矿太阳能电池被称为第三代太阳能电池，图一是钙钛矿太阳能电池的工作示意图，图二是该电池作

电源电解酸性硫酸铭溶液获取铭单质和硫酸的工作示意图：

e-入射光入射光

-A极

.电子传输层

♦钙钛矿吸光层

，空穴传输层

«B极

e

图一

(1)c电极接钙钛矿太阳能电池的.・极。(选填"A”或"B”)；图二中的离子交换膜I为..(选

填“A.质子”或“B.阴离子”)交换膜;

(2)D电极发生的电极反应式为:

(3)当太阳能电池有9moi电子转移时，Cr棒上增重的质量为。

二、尿素

4.尿素是一种重要的氮肥，也是一种化工原料。合成尿素能回收利用二氧化碳，实现“碳的固定”。

(1)尿素(Ur)的结构简式为V,尿素有X、Y两种同分异构体，X能发生银镜反应，Y属

H2N—c—NH2

于镂盐，则X、Y的结构简式分别为

(2)合成尿素分如图所示的两步进行：

•U*mol111£4kJ.mol

0O(Nt1出土HjOd)

…......

出NCUONH/g)

反应2NH3(g)+CO?(g)=CO(NH?%(s)+H20(l)的反应热为

5.某课题组使用氢氧化锢［ln(0H)3］纳米晶电催化剂直接由N0；和C02高选择性地合成CO(NH2)2。

0123456789101112

OIIIIIIIIIIIII

一尿素生成反应

=N&的反应

-2

-4'*HNOo

-6

-8、嘘*CHO2NO2

-1O*NC>22#「1.58eV

12

(1)上述co2和NO；的转化中，被还原的物质是。

(2)上述转化中，决速步骤是。

:I:

A.*NO3^>*HNO2B.*NO2^•CO2NO2

c.*CO2NH2*COOHNH2D.*COOHNH2CONH2

(3)在恒温恒容密闭容器中投入lmolCC)2和2moiNH3合成尿素，原理是

2NH3(g)+C02(g)CO(NH2)2(s)+H2O(1)。下列表明该反应达到平衡状态的是.

A.气体密度不随时间变化B.C。2体积分数不随时间变化

C.气体总压强不随时间变化D.C02>NH3的转化率之比不随时间变化

(4)在恒容密闭容器中发生反应：2NH3(g)+CO2(g)QCO(NH2)2(S)+H2O(1)测得C02的平衡转

/部

郴

^

解

题

MO-

0

①在相同投料比下，升高温度，CO2的平衡转化率降低的主要原因是

②曲线a代表的投料比为。

③若EC下，从反应开始至达到M点历时5min,测得M点对应的总压强为140kPa,则0〜5min内,

NH3分压的平均变化率为kPa-min-10

6.尿素样品含氮量的测定方法如下:

已知：溶液中的c（NH；）不能直接用氢氧化钠溶液准确滴定。

过量

声1浓HA。暧而南浓Na°H溶液,株可至。,溶液,标准NaOH溶液计算样品

|痒i.消化分解-------认蒸储―」说.吸收iv.滴定含氨量

（1）在滴定管中装入NaOH标准溶液的前一步，应进行的操作为

（2）步骤iv中滴定时选用的指示剂为

（3）步骤iv中标准NaOH溶液的浓度和消耗的体积分别为c和V,计算样品含氮量还需要的实验数据有

A.尿素样品的质量B.步骤i中所加浓H2sO,溶液的体积和浓度

C.步骤ii中浓氢氧化钠的体积和浓度D.步骤iii中所加H2sO4溶液的体积和浓度

（4）请分析：若在测定过程中出现以下问题，对尿素中含氮量的测定结果有何影响。（均选填“A.偏

高”、“B.偏低”或“C.无影响”）

①锥形瓶内有少量液体溅出，则测定结果o

②盛装标准液的滴定管未用标准液润洗，测定结果。

三、硫代硫酸钠

7.Na2s2O3可用于照相业作定影剂等，它又名“大苏打”“海波”，易溶于水，难溶于乙醇，水溶液呈微弱的

碱性，遇强酸发生剧烈反应。某化学研究性小组对它的制备和性质进行了探究。

I.实验室可通过Na?S、Na2cO3和SO2共同反应来制备，装置如图所示：

（1）硫代硫酸钠中硫元素的平均化合价是

（2）下列方案适宜在实验室制备S。？的是o

A.Cu+2H2so4（浓）=CuS04+S02T+2H2O

B.Na2SO3+H2sO4（浓）=Na2SO4+S02T+H20

°2sO3用^2SO2+O2

占燃

D.2H2S+3O22SO2+2H2O

（3）A装置中，NaOH溶液的作用是=

（4）B装置中固体为亚硫酸钠，写出该装置中反应的化学方程式：0

（5）装置C的作用有。（任意写出一条）

（6）装置D中生成Na2s2O3的化学方程式为=

（7）为了吸收可能逸出的S。？尾气，溶液X除了图中的NaOH还可以是。

A.Fe（0H）3胶体B.KMnO4酸性溶液C.品红溶液D.饱和NaCl溶液

II.分离Na2s2O3-5H2O并对产品（Na2s2O3OH2。）分析检测

（8）为减少产品的损失，操作①为，操作②是抽滤、洗涤、干燥，其中洗涤操作中用作

洗涤剂。

III.利用Na2s2O3与稀硫酸反应探究影响化学反应速率的因素

〔Na2s2O3+H2SO4=Na2SO4+SJ+S02T+H20^],设计了如表系列实验:

Na2s2O3浓度稀硫酸H2O

实验序号反应温度（C）

V/mLc/(mol/L)V/mLc/(mol/L)V/mL

12010.00.1010.00.500

24010.00.1010.00.500

3200.104.00.50

V2

(9)设计实验1和2的目的是

(1。)若用实验1和3探究稀硫酸浓度对该反应速率的影响，则V「、V2=

(11)若实验1不再产生沉淀的时间为5min,则v(H+)=

四、盐酸芬戈莫德

8.盐酸芬戈莫德(H)是一种治疗多发性硬化症的新型免疫抑制剂，以下是其中某种合成路线:

H0

口”•、q碱性条件I即

f

己知：1)人+RCH2NO2-----------»R八丫'。

RH

R，

...9一定条件9

11)人+R,OH------------►人c/R

RClRO

(1)B分子中含有的官能团为；A分子中有个原子共平面。

(2)E的分子式为0

(3)整个反应过程中没有涉及到的反应类型有。

A,加成反应B.氧化反应C.缩聚反应D.还原反应

(4)已知CfD过程中原子利用率为100%,化合物X的结构简式是。

(5)①由D生成E的反应目的是0

②GfH的第(2)步中加HC1的目的是0

(6)写出由E生成F的化学反应方程式

(7)在C的同分异构体中，同时满足下列条件的可能结构共有种(不考虑立体异构)。

a）含有苯环和硝基；

b）核磁共振氢谱显示有四组峰，峰面积之比为6:2:2:1

（8）参照上述反应路线，以的路线

（无机试剂任选）。

（9）下图是芬戈莫德最初合成的起始路线:

对比两个反应路线，写出现在反应路线的优点及原因：

【优点1】；

【优点2】。

五、环境治理

9.电化学还原CO2将其转化为其它化学产品,是一种减缓温室效应并综合利用co2的好方法。

CO?电化学

还原产物

■UVLJ

电极III阳离子膜电极IV

图1碱性电化学还原C0?图2酸性电化学还原C0?

（生成B所用的CO?）

已知：选择性（S）和法拉第效率（FE）的定义:SB』（阴极吸收的CO」】。。％

n（生成B所用的电）o

FE(B)=n（通过阴极的电子）10%

（1）碱性电化学还原CO2前，先在中性电解液中通电一段时间，pH及电流稳定后，再通CO?，试分析

原因O

（2）在阴极区若CO2每得到Imol电子，同时有H2。也会得到等物质的量的电子，且阴极区电解液的

pH几乎保持不变。（忽略溶液体积变化）

①电极I是极。

A.阳极B.阴极C.正极D.负极

②写出阴极由CO?产生CH4的电极反应式：O

③阴极附近发生反应（用离子方程式表示），生成的CO：难以放电，降低了S（CHj。

④结合化学用语分析阳极区产生CO?的原因是

（3）控制pH=l、电解液中存在KC1时，电化学还原C。2过程中CHJ其他含碳产物未标出）和H2的法

拉第效率变化如图1所示。

①结合图1的变化规律，推测KC1可能的作用是.

②c（KCl）=3mol•Li时，11.2L（已折合为标准状况，下同）的CO2被完全吸收并还原为CH4和C2H4,

分离H?后，将CH4和C2H4混合气体通入如图2所示装置（反应完全），出口处收集到气体6.72L。则

FE（C2HJ=o（写出计算过程）

（4）随着对合成氨研究的发展，科学家利用电解法在常温常压下实现合成氨。工作时，电极生成NH3的

微观示意图如下所示，其中电解液为溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的情性有机溶剂o

母杼忤

透过股

下列说法正确的是=

A.三氟甲磺酸锂的作用是增强溶液的导电性

B,该装置用金(Au)作催化剂目的是降低N2的键能

C.该装置生成NH3的一极应接电源的正极

D.选择性透过膜可允许N?和NH?通过，不允许H?。进入装置

(5)用用fO_Q、I///////////K分另U表示N,、H2>NH3和固体Fe催化齐！J,

则在固体催化剂表面合成氨的过程如下图所示：

吸附--

IZ////////////////J----------->>Y//2A

A

Q’QPQ把℃解吸“

U//7-/77/7人-----------►/////////////I

BC

吸附后，能量状态最高的是=

(6)结合上述原理，在固体Fe催化剂表面进行NH?的分解实验，发现NH?的分解速率与其浓度的关系

如下图所示。从吸附和解吸过程分析，C。之后反应速率降低的原因可能是O

v/(mol-L-1-min-1)

O

c。c(NH3)/(mol-L-')

参考答案

1.钙钛矿BaxCa「xPb03具有优异的电导性能。某兴趣小组以BaPb°3、CaC03为原料进行了如下探究

过程：

已知：①所有气体体积数据均已折算至标准状况，溶液B的溶质为

Ba(NO3)2,Pb(NO3)2>Ca(NO3)2

②沉淀E为BaC204、「匕。4、CaC2()4混合物，调节Na2c2O4加入量可控制各组分比例。

③Ka"H2c2。4)=5.6*10-2,匕2m2c2O4)=L5xl0，Ksp(BaC2O4)=L2xl0

n9

Ksp(PbC2O4)=2.7x10,Ksp(CaC2O4)=2.3xlO-

(1)钾或钾盐的焰色反应为浅紫色(透过蓝色钻玻璃)，下列有关原理分析的叙述正确的是o

A,电子从基态跃迁到较高的激发态B.电子从较高的激发态跃迁到基态

C.焰色反应的光谱属于吸收光谱D.焰色反应的光谱属于发射光谱

(2)基态Pb原子核外电子排布，最后占据能级的电子云轮廓图形状为»

(3)气体A的成分为o

(4)CH3NH；中N原子的杂化方式为；NH；中H-N-H的键角比NH3中H-N-H的键角大

的原因是；

(5)“富氧焙烧”过程发生反应的化学方程式为。

(6)适当增加溶液B中Na2c2O4的加入量，会使BaxCa「xPbC)3的x值_______。(选填“A.增

大”“B.减小”或“C.不变”)

(7)为降低产品的杂质含量，有同学提出用H2c2O4替代Na2c2。4作沉淀剂，请结合计算说明沉淀反应

能进行的理由=

【答案】(1)BD(2)哑铃型(或纺锤形)

(3)CO2、02

（4）①.Sp3②•因为NH：和NH3中的N原子均为sp3杂化，但NH3中的N原子上有一对孤

对电子，而NH：的N原子上没有，因为孤电子对之间的斥力〉成键电子对之间的斥力，故键角NH：>NH3

焙烧

（5）2xBaC2O4+（2-2x）CaC2O4+2PbC2O4+3O22BaxCa]_xPbO3+8CO2

（6）A（7）为降低产品的杂质含量，用H2c2O4替代Na2c2O4作沉淀齐L发生的反应为:

2+

Ba（aq）+H2C2O4（aq）UBaCzC^⑸+2H+（aq）,该反应的

c2（H+）xc（CO^）xc（HCO；）

MW22

K=—有

（2+）（）2+

cBaxcH2C2O4-c（Ba）xc（H2c2O4）xc（C2Oj）xc（H2O；）'

（+）（）（+）（）

1CHxcC2O^cHxcH

K=-X—：：X

（2+）（）C（H2C2O）

cBaxcC2O^C（HC2O4）

Kal（H2C2O4）Ka2（H2C2O4）7nn

K二-----------7--------；-------=/U；hl理，Pb?+发生反应的平衡常数

Ksp（BaC2O4）

Ka|（H2c2。）降2但2c2O4）〜3,105

K=；Ca2+发生反应的平衡常数

Ksp（PbC2O4）~

三者平衡常数均较大,均有利于反应正向进行，可以替

代

【解析】

【分析】BaPbO3中Ba的化合价为+2价，0的化合价为-2价,则铅元素的化合价为+4价，已知溶液B的

溶质为Ba（NC>3）2，Pb（NO3）2，Ca（NO3）2,则加入HNO3后，标准状况下，气体A为

3.36L

=0.15mol,O.lmolCaCCh与硝酸反应生成Ca（NC）3）2、82和水，即生成的CCh为O.lmol,

22.4L/mol

说明气体A中还含有其他气体，气体A中CO2与Na?。？反应生成Na2cO3和。2，即生成的。2为

2.24L

=0.1mol,根据气体A中含有O.lmolCO?,可知由O.lmolCO2生成的。2为0.05moL综合可知

22.4L/mol

82O2；

气体A中含有O.lmol、0.05mol说明BaPbO3中+4价Pb得电子转化为+2价，做氧化剂，则BaPbO3

2,

与HNO3反应时，只能是BaPbOs中-2价O失去电子，生成。生成Ba（NC>3）2、Pb（NO3）2，O2和水;

固体D为Na2cCh和Na2O2的混合物，溶液B中加入Na2C2O4,沉淀E为BaC2O4>PbC2O4>CaC2O4,“富

氧焙烧，，得到产物。

【小问1详解】

钾的焰色是由于价电子从“较高激发态”跃迁回“基态”时放出具有特征波长的光，因此它属于“发射光谱”，

故正确项是BD。

【小问2详解】

铅（Pb）原子序数82,其基态排布的最外层电子占据6P轨道，p轨道的电子云轮廓为哑铃型（或纺锤形）。

【小问3详解】

由分析可知，气体A的成分为CO2、。2。

【小问4详解】

CH3NH；中N原子形成4个。键，且不含孤电子对，杂化方式为sp3；NH：中H-N-H的键角比NH3

中H-N-H的键角大的原因是因为NH：和NH3中的N原子均为sp3杂化，但NH3中的N原子上有一对

孤对电子，而NH：的N原子上没有，因为孤电子对之间的斥力〉成键电子对之间的斥力，故键角

NH：>NH30

【小问5详解】

“富氧焙烧”时，混合草酸盐中PbC2（）4、BaC2O4,CaC2（）4在富氧条件下被氧化为BaxCa-PbO?和

焙烧

C02，化学方程式为：2xBaC2O4+（2-2x）CaC2O4+2PbC2O4+3O2^^ZBa.Ca^PbOj+8CO2。

【小问6详解】

根据题意可知，因为CaC2。4的Ksp更小，可知草酸钙先沉淀完，因此增加Na2c2O4的加入量，更有利于

增加Bae2。4的量，会导致BaxCajPbC）3的x值增大，故答案为：A。

【小问7详解】

为降低产品的杂质含量，用H2c2O4替代Na2c2O4作沉淀剂，发生的反应为：

2++

Ba（aq）+H2C2O4（aq）UBaC2O4（s）+2H（aq）,该反应的

K_c2（H+）_C2（H+）XC（C2O；>C（HC2O4）有

2+2+

-c（Ba）xc（H2C2O4）-c（Ba）xc（H2C2O4）xc（C2O^）xc（H2O4）,

++

1c（H）xc（C2O^）c（H）xc（H）

K=-X—X

2+一（HCO）—c（H2c2。）'

c（Ba）xc（C2O^）c24

Kal(H2C2O4)K2(H2C2O4)

K二A3；同理，发生反应的平衡常数

'-yKB/aC］「-=70Pb2+

sp(204)

K-L

J一土3X105；Ca2+发生反应的平衡常数

Kal(H7C70jK,(H9C?O4),

K二V二C_43.65x103,三者平衡常数均较大，均有利于反应正向进行，可以替

KCaCO、

sp(24)

代。

2.有机一无机杂化钙钛矿材料具有良好的光致发光、半导体性能，其中

——NHCCdCl3的合成

过程如下:

HC1+_+CdCl2-[―NH^]"[cdCl3=

(1)[—]!JH^]+[cdClJ中存在配位键，接受孤电子对的中心离子或原子是

(2)—[H，\][cdCg具有较低的熔点。从结构角度解释原因=

(3)钛酸钙的晶胞结构如图所示:

①写出钛酸钙晶体化学式；

②该晶胞中，每个Ca周围与它最近且相等距离的O有个；该晶胞结构的另一种表示中，Ti处于

各顶角位置，则O处于位置。

③已知晶胞参数为anm,阿伏加德罗常数为NA，计算该晶胞的密度g-cm-3»

【答案】(1)H+和Cd2+

(2)该化合物的阴阳离子体积较大，所带电荷少，晶格能较小

1.36

①②③.棱心xlO23

(3).CaTiCh.123

aNA

【解析】

【小问1详解】

-|]+"T「I]+

中的—H类似于钱根离子，提供空轨道，提供孤电子对，形成配位

—NHCCdCl3RCH+N

键；CdCl3中的Cd2+提供空轨道，cr提供孤电子对，形成配位键；因此接受孤电子对的原子或离子有

H+和Cd2+；

【小问2详解】

JcdCg[是离子化合物，离子化合物的熔沸点和晶格能有关，晶格能越大熔沸点越高，该

化合物的阴阳离子体积较大，所带电荷少，晶格能较小，所以熔点低；

【小问3详解】

①据“均摊法”，晶胞中含8x1=1个Ca、6x：=3个0、1个Ti,则钛酸钙晶体化学式CaTiC%

②该晶胞中，以左下角的Ca为例，每个Ca周围与它最近且相等距离的0有3'8=12个；该晶胞结构

2

的另一种表示中，Ti处于各顶角位置，将体心的Ti原子平移到顶角，则氧原子按同样的方式平移到棱心

上，因此0原子位于棱心位置；

③已知晶胞参数为anm,阿伏加德罗常数为NA，结合①分析，该晶胞的密度

M

xl021g-cm-3=I；%xl023g-cm-3°

aaNA」

3.钙钛矿太阳能电池被称为第三代太阳能电池，图一是钙钛矿太阳能电池的工作示意图，图二是该电池作

电源电解酸性硫酸铭溶液获取格单质和硫酸的工作示意图：

e-入射光入射光

-A极

.电子传输层

♦钙钛矿吸光层

，空穴传输层

«B极

e

图一

（1）c电极接钙钛矿太阳能电池的.・极。（选填"A”或"B”）；图二中的离子交换膜I为..(选

填“A.质子”或“B.阴离子”）交换膜;

（2）D电极发生的电极反应式为、

（3）当太阳能电池有9moi电子转移时，Cr棒上增重的质量为

【答案】（1）①.B②.B

(2)2H2。-4片=。2个+短+

（3）156g

【解析】

【分析】据钙钛矿太阳能电池的工作原理图可知，电子从B极流出，说明B极为负极，A极为正极，图二

为电解池，由该装置可电解酸性硫酸铭溶液获取铭单质和硫酸可知，C极为阴极，电极反应式：

3++

Cr+3e-=Cr,D极为阳极，电极反应式：2H2O-4e=02?+4H„

【小问1详解】

根据分析可知，电解池的阴极接电源的负极，由钙钛矿太阳能电池的工作原理图可知，B极为负极，故C

电极接钙钛矿太阳能电池的B极；

【小问2详解】

+

由分析可知，D极为阳极，电极反应式：2H2O-4e=02T+4H；

【小问3详解】

当太阳能电池有9moi电子转移时，根据得失电子守恒可知，Cr棒上有3moicr单质生成，则增重的质量为

52g/molX3mol=156go

二、尿素

4.尿素是一种重要的氮肥，也是一种化工原料。合成尿素能回收利用二氧化碳，实现“碳的固定”。

(1)尿素(Ur)的结构简式为II,尿素有X、Y两种同分异构体，X能发生银镜反应，Y属

——

H2NCNH2

于镂盐，则X、Y的结构简式分别为、=

(2)合成尿素分如图所示的两步进行：

,£4U・mol)

-------

•

一

"NCWNH4t)'------------------

反校历区<址1版侦反应)反*为村1狄慢・•

反应的反应热为。

2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(S)+H2O(1)

【答案】(1)H2N-NH-CHO②.NH4CNO

(2)AH=-134kJmor1

【解析】

【小问1详解】

尿素有X、Y两种同分异构体，X能发生银镜反应，X中含有醛基，X的结构简式为

H2N-NH-CHO,Y属于钱盐，Y中含有NH；,结构简式为NH4CNO。

【小问2详解】

根据盖斯定律，第1步加第2步反应得到2NH3(g)+CC>2(g)=CO(NH2)2(s)+H2(Xl)

△H=AHi+AH2=-272kJ/mol+138kJ/mol=-134kJ/molo

5.某课题组使用氢氧化锢［ln(0H)3］纳米晶电催化剂直接由NO］和CO2高选择性地合成CO(NH2%。

0123456789101112

OIIIIIIIIIIIII

一尿素生成反应

=N&的反应

-2

V-4

-64*把

-8^^/*CHONO

1O22

12

-*NO.1.58eV

一2Q?

-

(1)上述CC)2和NC)3的转化中，被还原的物质是O

(2)上述转化中，决速步骤是o

A.*N03->*HNO2B."NO2f*CC)2NO2

c.*CO2NH2*COOHNH2D.*COOHNH2CONH2

(3)在恒温恒容密闭容器中投入lmolCC)2和2moiNH3合成尿素，原理是

2NH3(g)+C02(g)CO(NH2)2(s)+H20(l)o下列表明该反应达到平衡状态的是。

A.气体密度不随时间变化B.CO2体积分数不随时间变化

C,气体总压强不随时间变化D.C02>NH3的转化率之比不随时间变化

(4)在恒容密闭容器中发生反应：2NH3(g)+CO2(g)UCO(NH2)2(S)+H20(l)测得C02的平衡转

化率与起始投料比臼=一焉能,n分别为1：i、2：1、3：1卜温度关系如图所示。

垂

、

W-

Z)

?

巡

小

0

0

①在相同投料比下，升高温度，CC)2的平衡转化率降低的主要原因是O

②曲线a代表的投料比为。

③若工℃下，从反应开始至达到M点历时5min,测得M点对应的总压强为140kPa,则0〜5min内,

NH?分压的平均变化率为kPa-min-1。

【答案】(1)NO；(2)C(3)AC

(4)①.合成尿素的反应是放热反应，当投料比不变时，升温，平衡逆向移动1:1③.8

【解析】

【小问1详解】

NO；和CO2高选择性地合成C0(NH2),,NO］中N元素为+5价，CO(NH2%中N元素为-3价，因此

NO：被还原。

【小问2详解】

控速步骤为反应速率最慢的一步，活化能最大，因此为*CO2NH2'*COOHNH2,故选C。

【小问3详解】

反应达到平衡状态的标志为正逆反应速率相等或变量不变，对于反应

2NH3(g)+CO2(g)UCO(NH2)2(S)+H2O(1)；

A.该反应生成固体和液体，气体密度随反应进行而减小，气体密度不随时间变化时反应达到平衡，A正

确；

B.由于生成物中无气体，CO2体积分数一直不变，当其不随时间变化无法说明反应达到平衡，B错误；

C.该反应为气体体积减小的反应，气体总压强不随时间变化时，可以判断反应达到平衡，C正确；

D.CO2>NH3的转化率之比始终不随时间变化，故无法判断平衡，D错误；

故答案选ACo

【小问4详解】

①由氨气和二氧化碳合成尿素的反应为放热反应，升高温度，化学平衡逆向移动，二氧化碳平衡转化率降

低，因此相同投料比的情况下，升高温度，二氧化碳的平衡转化率下降。

②相同温度下，曲线a的CO2平衡转化率最低，因此投入CO?比例高，则此投料比为1：1;

③根据M点所对应的曲线中，相同温度下，CO2平衡转化率最高为40%,可知此时投料比为3:1,设起始

时充入NH3为3amoLCO,为amol由此可列三段式：

2NH3(g)+CO2(g)UCO(NH2)2(S)+H2O(1)

起始(mol)3aa00

转化(mol)0.8a0.4a0.4a0.4a

平衡(mol)2.2a0.6a0.4a0.4a

4aP

设起始充入气体时总压为P,由于平衡时M点对应的总压强为140kPa,则有——=-------，求得

2.8a140kPa

:

n.八八十-----x200kPa-------------xl40kPa

P=200kPa；则NH3分压的平均变化率为3a+a2.2a+0.6a

5min

6.尿素样品含氮量的测定方法如下：

已知：溶液中的c(NH；)不能直接用氢氧化钠溶液准确滴定

过量

海豪|浓H2sO4等।科〃八加।浓NaOH溶液、穴同H2sO”溶液.标准NaOH溶液|计算样品

I篙k消化分解同幽这蒸偏，回匕rk刖滴定》|含墨

(1)在滴定管中装入NaOH标准溶液的前一步，应进行的操作为

(2)步骤iv中滴定时选用的指示剂为。

(3)步骤iv中标准NaOH溶液的浓度和消耗的体积分别为c和V,计算样品含氮量还需要的实验数据有

A.尿素样品的质量B.步骤i中所加浓H2sO,溶液的体积和浓度

C.步骤ii中浓氢氧化钠的体积和浓度D.步骤iii中所加H2sO4溶液的体积和浓度

(4)请分析：若在测定过程中出现以下问题，对尿素中含氮量的测定结果有何影响。(均选填“A.偏

高”、“B.偏低”或“C.无影响”)

①锥形瓶内有少量液体溅出，则测定结果o

②盛装标准液的滴定管未用标准液润洗，测定结果o

【答案】(1)用标准NaOH溶液润洗

(2)甲基橙(3)AD

(4)①.A②.B

【解析】

【分析】由题给流程可知，向尿素样品中加入浓硫酸，尿素与浓硫酸反应生成硫酸镂，向反应后的溶液中

加入浓氢氧化钠溶液，蒸储得到氨气，用过量硫酸溶液吸收反应生成的氨气，并用氢氧化钠溶液滴定过量

的硫酸，并依据实验所得数据计算尿素样品含氮量。

【小问1详解】

在滴定管中装入氢氧化钠标准溶液前应用氢氧化钠标准溶液润洗滴定管，防止使滴定消耗氢氧化钠溶液体

积偏大，导致测定结果偏低，故答案为：用标准NaOH溶液润洗。

【小问2详解】

为防止硫酸钱与氢氧化钠溶液反应导致测定结果偏小，滴定时应选用甲基橙做指示剂测定溶液中过量的硫

酸，故答案为：甲基橙。

【小问3详解】

由分析可知，用氢氧化钠溶液滴定反应后溶液的目的是测量过量硫酸的物质的量，所以步骤iv中标准氢氧

化钠溶液的浓度和消耗的体积分别为c和V,计算样品含氮量还需要的实验数据为尿素样品的质量、步骤

适中所加硫酸溶液的体积和浓度，故选AD。

【小问4详解】

①锥形瓶内有少量液体溅出会使滴定消耗氢氧化钠溶液体积偏小，导致测定结果偏高，故答案为：A；

②盛装标准液的滴定管未用标准液润洗使滴定消耗氢氧化钠溶液体积偏大，导致测定结果偏低，故答案

为：Bo

三、硫代硫酸钠

7.Na2s2O3可用于照相业作定影剂等，它又名“大苏打”“海波”，易溶于水，难溶于乙醇，水溶液呈微弱的

碱性，遇强酸发生剧烈反应。某化学研究性小组对它的制备和性质进行了探究。

I.实验室可通过Na?S、Na2c。3和SO?共同反应来制备，装置如图所示：

（1）硫代硫酸钠中硫元素的平均化合价是o

（2）下列方案适宜在实验室制备SO2的是□

A.Cu+2H2sO4（浓）=CuSO4+S02T+2H2O

B.Na2sO3+H2sO4（浓）=Na2SO4+S02T+H20

C-2S“告之SO2+O2

占燃

D.2H2S+3O2”至2so2+2凡0

(3)A装置中，NaOH溶液的作用是。

(4)B装置中固体为亚硫酸钠，写出该装置中反应的化学方程式：o

(5)装置C的作用有。(任意写出一条)

(6)装置D中生成Na2s2O3的化学方程式为。

(7)为了吸收可能逸出的SO2尾气，溶液X除了图中的NaOH还可以是

A.Fe(0H)3胶体B.KM11O4酸性溶液C.品红溶液D.饱和NaCl溶液

II.分离Na2S2O3-5H2O并对产品(Na2s2O3，5H2。)分析检测

(8)为减少产品的损失，操作①为，操作②是抽滤、洗涤、干燥，其中洗涤操作中用作

洗涤剂。

III.利用Na2s2O3与稀硫酸反应探究影响化学反应速率的因素

[Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S>k+SO2T+H20],设计了如表系列实验:

Na2s2O3浓度稀硫酸H2O

实验序号反应温度(°C)

V/mLc/(mol/L)V/mLc/(mol/L)V/mL

12010.00.1010.00.500

24010.001010.00.500

3200.104.00.50V2

(9)设计实验1和2的目的是。

(10)若用实验1和3探究稀