2024北京清华附中朝阳学校高三（上）开学考化学试题及答案

高中2024北京清华附中朝阳学校高三（上）开学考化学2024年8月31日本试卷共9页，100分。考试时长90分钟。第一部分本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1.我国科研人员利用激光操控方法，从原子束流中直接俘获原子，实现了对同位素的灵敏检测。的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达10万年，是的17倍，可应用于地球科学与考古学。下列说法正确的是A.的原子核内有21个中子B.的半衰期长，说明难以失去电子C.衰变一半所需的时间小于衰变一半所需的时间D.从原子束流中直接俘获原子的过程属于化学变化2.下列比较不正确的是A.离子半径：B.键角：C.还原性：D.酸性：3.是钛铁矿的主要成分，在工业上可以用于制备金属钛。下列说法不正确的是A.基态价层电子排布式为B.在元素周期表中位于d区C.基态价层电子轨道表示式为D.O在元素周期表中位于第二周期族4.下列制备物质的转化关系不合理的是A.制HNO3：N2→NH3→NO→NO2→HNO3B.制H2SO4：S→SO2→SO3→H2SO4C.制NaOH：海水NaCl溶液NaOHD.制Mg：海水→Mg(OH)2→MgCl2溶液Mg5.下列用于解释事实的化学用语书写正确的是A.向溶液中滴入过量氨水：B.用氨水吸收烟气中少量的C.向浊液中加入溶液，生成红褐色沉淀：D.电解熔融的阴极反应：6.关于和的下列说法中，不正确的是A.两种物质的溶液中，所含微粒的种类相同B.可用溶液使转化为C.利用二者热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去D.室温下，二者饱和溶液的差约为4，主要是由于它们的溶解度差异7.下列图示方法能完成相应实验的是已知溶解度(20℃)A．制取并收集氨气B．室温下比较和的溶解度将球浸泡在冷水和热水中C．分离和D．探究温度对化学平衡的影响A.A B.B C.C D.D8.可采用催化氧化法将工业副产物制成，实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式：。下图所示为该法的一种催化机理。下列说法不正确的是A.Y为反应物，W为生成物B.反应制得，须投入C.升高反应温度，被氧化制的反应平衡常数减小D.图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应9.以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2，Fe2O3和A12O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：已知浸出时产生的废渣中有SiO2，Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是A.浸出镁的反应为B.浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行C.流程中可循环使用的物质有NH3、NH4ClD.分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同10.一定温度下，探究铜与稀的反应，在注射器中进行如下实验。下列说法不正确的是A.I中生成无色气体的反应：B.II中气体变为红棕色，发生了反应：C.Ⅲ中的反应速率比I中的大，原因是溶于水使的浓度：Ⅲ>ID.当注射器的活塞不再移动时，再抽入稀，可以继续溶解11.侯氏制碱法工艺流程如图所示。下列说法不正确的是A.饱和食盐水“吸氨”的目的是使“碳酸化”时产生更多的B.煅烧时发生反应C.“盐析”后溶液比“盐析”前溶液大D.母液Ⅱ与母液Ⅰ所含粒子种类相同，但前者、、的浓度更大12.不同条件下，当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应，结果如下。反应序号起始酸碱性KIKMnO4还原产物氧化产物物质的量/mol物质的量/mol①酸性0.001nMn2+I2②中性0.00110nMnO2已知：的氧化性随酸性减弱而减弱。下列说法正确的是A.反应①，B.对比反应①和②，C.对比反应①和②，的还原性随酸性减弱而减弱D.随反应进行，体系变化：①增大，②不变13.将氯离子传感器和氧气传感器分别与数据采集器、计算机连接，分别插入盛有氯水的广口瓶中，用强光照射氯水，采集数据如下图所示。下列说法不正确的是A.溶液的逐渐减小B.C.D.反应的离子方程式为14.一定温度下，向含一定浓度金属离子M2+(M2＋代表、和)的溶液中通H2S气体至饱和c(H2S)为时，相应的金属硫化物在溶液中达到沉淀溶解平衡时的与pH关系如下图。下列说法不正确的是A.a点所示溶液中，B.该温度下，C.b点所示溶液中，可发生反应D.Zn2+、Mn2+浓度均为的混合溶液，通入H2S并调控pH可实现分离第二部分本部分共5小题，共58分。15.锂电池的电解液是目前研究的热点。（1）锂电池的电解液可采用溶有的碳酸酯类有机溶液。①基态的电子云轮廓图的形状为___________。②基态P原子的价层电子轨道表示式为___________。（2）为提高锂电池的安全性，科研人员采用离子液体作电解液。某种离子液体的阳离子的结构简式如下，阴离子为。①三种元素的第一电离能由大到小的顺序为___________。②比较N和F的电负性大小，并从原子结构角度说明理由：___________。③该阳离子中，带“*”的C原子的杂化轨道类型为___________杂化。④根据模型，的中心原子上的价层电子对数为___________，空间结构为正八面体形。（3）因其良好的锂离子传输性能可作锂电池的固体电解质，其晶胞结构示意图如图所示，晶胞的边长为。①晶胞中的“○”代表___________(填“”或“”)。②距离计最近的有___________个。③已知的摩尔质量是，阿伏加德罗常数为。该晶体的密度为___________。16.以为有效成分的漂白液应用广泛。某实验小组以为氧化剂，在实验室模拟氨氮废水的处理过程。I．制备漂白液（1）用氯碱工业的产物制备漂白液的离子方程式为___________。（2）溶液中或的组成分数与的关系如图所示。的电离常数值为___________。（3）制备漂白液时需碱过量以增强其稳定性，漂白液中含量的检测方法如图所示：①结合离子方程式说明的作用___________。②若消耗盐酸标准溶液，则漂白液中的浓度为___________。Ⅱ．模拟氨氮废水(以表示)的处理（4）反应的化学方程式为___________。（5）实际消耗的溶液的量高于理论值，可能原因是___________。（6）测定相同时间不同值时次氯酸钠氧化去除氨氮的去除率如下图所示。①去除率效果较好的范围为___________。②较低或较高去除率均下降的原因是___________。17.是一种用于治疗贫血的药物，其中间体J的合成路线如下图所示。已知：（1）A是一种芳香族化合物，则反应I的条件是___________。（2）B和C含有的官能团分别为___________、___________。（3）的反应类型是___________。（4）F不能水解，G的核磁共振氢谱中有2组峰。①根据含有的官能团进行分类，F的类别是___________。②H与乙二胺在一定条件下反应生成七元环状化合物的结构简式是___________。③H与乙醇在一定条件下生成M(分子式)的方程式是___________。④G中的键极性强，较易断裂，说明理由：___________。（5）下列关于J的说法中，正确的有___________。a．J分子中含有2种官能团b．J分子中存在手性碳原子c．J存在含有苯环和酯基的同分异构体d．J在一定条件下水解可得到D（6）由中间体J合成的过程中需经历以下三步。其中试剂1的分子式为生成K为加成反应，则试剂1和L的结构简式分别为___________和___________。18.电解锰渣含有等。将电解锰渣与电解残液混合制成浆液，能在脱除烟气(含等)中的同时，实现电解锰渣的资源化利用。（1）上述流程中为增大反应速率采取的措施有___________。（2）电解锰渣中的能吸收烟气中的，反应的方程式为___________。（3）电解锰渣与电解残液混合后，浆液中部分离子浓度(mol/L)及在脱硫过程中的变化如下。7.51.7①用方程式表示脱硫过程溶液降低的原因___________。②分析浆液中浓度增大的原因：i．被还原。ii．被还原，离子方程式为___________。iii．___________(用离子方程式表示)。（4）电解获得，装置如下图所示：①滤液2在电解池___________(填“阳”或“阴”)极放电产生。②净化过程须除去。研究发现，滤液2中即使含有少量，也会导致产率大幅降低，分析原因：___________。19.某实验小组探究SO2与K2FeO4的反应，实验如下。资料：i．K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。ii．Fe3+可以与C2O形成[Fe(C2O4)3]3-；装置操作及现象实验一：向B中通入SO2，产生暗红褐色沉淀X和溶液Y(略显红色)；继续通入SO2一段时间后，溶液呈红色，继而变为橙色，最终沉淀消失，溶液几乎无色。（1）A中产生SO2的化学方程式为___________。（2）暗红褐色沉淀X可能含Fe3+、OH-、SO、SO，检验如下：实验二：向X中加入足量盐酸，沉淀溶解。取少量溶液，滴加KSCN溶液后变红。证明溶液中存在___________。另取少量溶液滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，但不能确认含有SO，原因是___________。实验三：向X中加入H2C2O4溶液，沉淀溶解。继续滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，过滤后，向沉淀中加入盐酸，白色沉淀溶解。确认X中不含SO。实验三中用H2C2O4溶液溶解沉淀的目的是：___________。实验四：向X中加入足量盐酸，沉淀溶解。加入几滴碘水(含淀粉)，蓝色立即褪去。静置，一段时间后蓝色复现，振荡，不褪色。结合离子方程式解释沉淀溶解后的现象：___________。（3）查阅资料：a．Fe3+、SO、H2O(或OH﹣)会形成配合物HOFeOSO2。b.SO和O2在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(HSO①向溶液Y中滴加2滴KSCN溶液，未见红色；再加几滴6mol·L-1盐酸，溶液变红。溶液Y中存在Fe(Ⅲ)，但直接滴加KSCN溶液未见红色的原因是___________。②取出部分实验一中的橙色溶液，久置不褪色。结合资料a中过程ii分析实验一中溶液最终“几乎无色”的原因：___________。总结：SO2与K2FeO4发生了氧化还原反应和复分解反应，并且遵循化学反应速率和限度规律。

参考答案第一部分本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1.【答案】A【详解】A．的质量数为41，质子数为20，所以中子数为，A正确；B．的半衰期长短与得失电子能力没有关系，B错误；C．根据题意衰变一半所需的时间要大于衰变半所需的时间，C错误；D．从原子束流中直接俘获原子的过程没有新物质产生，不属于化学变化，D错误；本题选A。2.【答案】C【详解】A．三种离子具有相同的核外电子排布，核电荷数越多半径越小，则离子半径，A项正确；B．三种分子具有相同的价层电子对数，孤电子对越多，键角越小，则键角，B项正确；C．非金属性越强，简单离子还原性越强，则还原性H2S>HBr>HCl，C项错误；D．同族从上到下非金属性逐渐减弱，同周期从左往右非金属性逐渐增强，非金属性N>P>Si，最高价含氧酸的酸性，D项正确；答案选C。3.【答案】A【详解】A．基态Fe原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，铁原子失去2个电子形成亚铁离子，价层电子排布式为，A错误；B．铁为26号元素，Fe在元素周期表中位于d区，B正确；C．基态Ti原子的价电子排布式为3d24s2，则价层电子轨道表示式为，C正确；D．O为8号元素，在元素周期表中位于第二周期ⅥA族，D正确；故选A。4.【答案】D【详解】A．氮气与氢气合成氨气，氨催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮氧化成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，通过该生产流程可制备硝酸，故A正确；B．硫燃烧生成二氧化硫，再将二氧化硫转化为三氧化硫，然后与水反应生成硫酸，通过该生产流程可制备硫酸，故B正确；C．水淡化后能得到氯化钠溶液，电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氯气和氢气，所以在给定条件下，能够完成几种物质之间的转化，故C正确；D．要电解能到金属镁，需要电解熔融氯化镁，用氯化镁溶液得到的是氢氧化镁，故D错误。答案选D。5.【答案】A【详解】A．向溶液中滴入过量氨水生成Al(OH)3沉淀，A项正确；B．用氨水吸收烟气中少量的SO2，生成，正确的离子方程式为，B项错误；C．向浊液中加入溶液，生成红褐色沉淀，是难溶物，不拆，正确的离子方程式为，C项错误；D．电解熔融，阴极Na+放电，正确的电极方程式为Na++e-=Na，D项错误；答案选A。6.【答案】D【详解】A．和的溶液中均存在、、、、、、，A正确；B．加入溶液会发生反应：，B正确；C．受热易分解，可转化为，而热稳定性较强，利用二者热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去NaHCO3，C正确；D．室温下和饱和溶液相差较大的主要原因是的水解程度远大于，D错误；故选D。7.【答案】D【详解】A．棉花不能用稀硫酸，会与氨反应，A错误；B．溶剂水太少，不能比较二者溶解度大小，B错误；C．可以溶在里，不可分液分离，C错误；D．根据颜色的变化可以判断温度对平衡状态的影响，D正确；故选D。8.【答案】B【分析】由该反应的热化学方程式可知，该反应涉及的主要物质有HCl、O2、CuO、Cl2、H2O；CuO与Y反应生成Cu(OH)Cl，则Y为HCl；Cu(OH)Cl分解生成W和Cu2OCl2，则W为H2O；CuCl2分解为X和CuCl，则X为Cl2；CuCl和Z反应生成Cu2OCl2，则Z为O2；综上所述，X、Y、Z、W依次是、、、。【详解】A．由分析可知，Y为反应物，W为生成物，A正确；B．在反应中作催化剂，会不断循环，适量即可，B错误；C．总反应为放热反应，其他条件一定，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，C正确；D．图中涉及的两个氧化还原反应是和，D正确；故选B。9.【答案】B【分析】菱镁矿煅烧后得到轻烧粉，MgCO3转化为MgO，加入氯化铵溶液浸取，浸出的废渣有SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3，同时产生氨气，则此时浸出液中主要含有Mg2+，加入氨水得到Mg(OH)2沉淀，煅烧得到高纯镁砂。【详解】A．高温煅烧后Mg元素主要以MgO的形式存在，MgO可以与铵根水解产生的氢离子反应，促进铵根的水解，所以得到氯化镁、氨气和水，化学方程式为MgO+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2O，故A正确；B．一水合氨受热易分解，沉镁时在较高温度下进行会造成一水合氨大量分解，挥发出氨气，降低利用率，故B错误；C．浸出过程产生的氨气可以回收制备氨水，沉镁时氯化镁与氨水反应生成的氯化铵又可以利用到浸出过程中，故C正确；D．Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp远小于Mg(OH)2的Ksp，所以当pH达到一定值时Fe3+、Al3+产生沉淀，而Mg2+不沉淀，从而将其分离，故D正确；故答案为B。10.【答案】C【分析】铜和稀硝酸反应生成无色气体NO，通入空气NO被氧化为NO2，催化反应使反应速率加快，据此解答。【详解】A．过程Ⅰ发生的反应为Cu和稀HNO3的反应，离子方程式为，故A正确；B．II中气体变为红棕色，说明NO被氧化为NO2，发生了反应：，故B正确；C．随着反应的进行，溶液里生成硝酸铜，根据氮元素守恒，溶液中硝酸浓度应比原硝酸浓度减小，不会增大。加入NO2后反应速率加快，说明NO2对该反应具有催化剂，故C错误；D．向反应后的溶液中继续滴加过量稀硫酸，酸性条件下，硝酸根离子可以与铜粉继续反应生成NO，铜可以继续溶解，故D正确；故选C。11.【答案】D【详解】A．氨气极易溶于水使溶液显碱性，饱和食盐水“吸氨”的目的是可以吸收更多二氧化碳，使“碳酸化”时产生更多的，故A正确；B．碳酸氢钠受热分解为碳酸钠、水、二氧化碳，故B正确；C．铵根离子水解生成氢离子，溶液显酸性；加入氯化钠“盐析”后溶液中铵根离子浓度减小，溶液酸性减弱，故比“盐析”前溶液大，故C正确；D．母液Ⅱ为加入氯化钠晶体，析出氯化铵后得到的；与母液Ⅰ所含粒子种类相同，但母液Ⅱ中碳酸氢根离子的浓度没有变的更大，故D错误；故选D。12.【答案】B【详解】A．反应①中Mn元素的化合价由+7价降至+2价，I元素的化合价由-1价升至0价，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应①的离子方程式是：10I-+2+16H+=2Mn2++5I2+8H2O，故n(Mn2+)∶n(I2)=2∶5，A项错误；B．根据反应①可得关系式10I-~2，可以求得n=0.0002，则反应②的n(I-)∶n()=0.001∶(10×0.0002)=1∶2，反应②中Mn元素的化合价由+7价降至+4价，反应②对应的关系式为I-~2~MnO2~~6e-，中I元素的化合价为+5价，根据离子所带电荷数等于正负化合价的代数和知x=3，反应②的离子方程式是：I-+2+H2O=2MnO2↓++2OH-，B项正确；C．已知的氧化性随酸性减弱而减弱，对比反应①和②的产物，I-的还原性随酸性减弱而增强，C项错误；D．根据反应①和②的离子方程式知，反应①消耗H+、产生水、pH增大，反应②产生OH-、消耗水、pH增大，D项错误；答案选B。13.【答案】B【详解】A．氯水中含有次氯酸，光照条件下发生反应，生成强酸盐酸，氢离子浓度增加，逐渐减小，A正确；B．刚开始生成的HCl与HClO相等，随着反应进行下去，，HCl增多，，B错误；C．电荷守恒：，C正确；D．反应的离子方程式为，D正确；故选B。14.【答案】C【详解】A．a点所示溶液中＝-4，即c(Zn2+)=10-4mol/L，由图像可知此时pH=0~1，c(H+)>0.1mol/L，所以，A正确；B．，又在时c(H+)、c(S2-)相同，图像上取相同的横坐标时<<，即c(S2-)相同时c(Zn2+)<c(Fe2+)<c(Mn2+)，所以该温度下，，B正确；C．从图中可以得到b对应的溶液中c(Fe2+)＝10-5mol/L，c(H+)=10-3mol/L，而当c(H+)=10-3mol/L其饱和溶液中c(Fe2+)＝10-2mol/L，即b点Q<，即无FeS沉淀生成，所以不能发生反应，C错误；D．根据前面所求溶度积相对大小，通入H2S并调控pH能否实现分离，取决于Zn2+完全沉淀时Mn2+是否沉淀了，当Zn2+完全沉淀时c(Zn2+)=10-5mol/L，图中对应pH约为1.2，而Zn2＋、Mn2＋浓度均为的混合溶液Mn2＋开始沉淀的pH约为4.5，即Zn2+完全沉淀时Mn2+还没有开始沉淀，可以实现分离，D正确；故答案为C。第二部分本部分共5小题，共58分。15.【答案】（1）①.球形②.（2）①.②.电负性：，N和F电子层数相同，核电核数，原子半径，原子核对键合电子的吸引作用③.④.6（3）①.②.4③.【小问1详解】①基态的电子排布式为1s2，电子云轮廓图的形状为球形；②P是第15号元素，价层电子排布式为3s23p3，价层电子轨道表示式为；【小问2详解】①同周期主族元素第一电离能从左到右有增大的趋势，但第ⅤA族元素高于同周期相邻的两种元素，同主族由上到下第一电离能减小，故三种元素的由大到小的顺序为；②N和F电子层数相同，核电核数，原子半径，原子核对键合电子的吸引作用，所以电负性：；③带“*”的C原子形成三个σ键，无孤电子对，即价层电子对数为3，则其杂化轨道类型为；④根据模型，的中心原子上的价层电子对数为，空间结构为正八面体形；【小问3详解】①根据均摊法，黑色球数目：，白色球数目：8，故晶胞中的“○”代表；②在晶胞中每个等距离连接四个，由图可知距离最近的有4个；③根据均摊法，数目：，数目：8，则晶胞m=g，。16.【答案】（1）（2）（3）①.，除去溶液中的以免干扰的测定②.（4）（5）溶液中有其它消耗的反应(如分解、与水中有机物反应等)（6）①.②.较低时，更多转化为不稳定易分解，降低，氧化速率变小较高时，氧化性减弱，氧化速率变小【小问1详解】制漂白液的离子方程式；【小问2详解】，当时，；【小问3详解】①能发生反应，消耗盐酸，所以，除去溶液中的以免干扰的测定；②；【小问4详解】与发生氧化还原反应生成氮气和氯化钠，方程式为；【小问5详解】实际消耗的溶液的量高于理论值，可能原因是溶液中有其它消耗的反应(如分解、与水中有机物反应等)；【小问6详解】①由图可知，去除率效果较好的范围为；②较低时，更多转化为，不稳定易分解，降低，氧化速率变小，较高时，氧化性减弱，氧化速率变小；17.【答案】（1）浓硝酸、浓硫酸、加热（2）①.硝基②.氨基（3）加成反应（4）①.羧酸②.③.④.氯原子的电负性比碳原子的大，氯原子的吸电子作用使的极性增强，易断裂（5）（6）①.②.【分析】A是一种芳香族化合物，则A为，苯与浓硝酸发生硝化反应生成B为，硝基还原为氨基，C为，苯环与氢气发生加成反应生成D为，D发生加成反应生成E，E和I发生取代反应生成J和HCl，则I为，逆推H为，根据已知反应可知G为，则F为CH3COOH；【小问1详解】A为，苯与浓硝酸发生硝化反应生成B为，反应I的条件是浓硝酸、浓硫酸、加热；【小问2详解】B为，C为官能团分别为硝基、氨基；【小问3详解】和反应生成，的反应类型是加成反应；【小问4详解】①根据分析，F为CH3COOH，F的类别是羧酸；②H为，H与乙二胺(H2NCH2CH2NH2)在一定条件下反应生成七元环状化合物，化学方程式是：HOOCCH2COOH+H2NCH2CH2NH2+2H2O；③发生酯化反应，方程式为；④G为，氯原子的电负性比碳原子的大，氯原子的吸电子作用使的极性增强，易断裂；【小问5详解】A．J是含有1种官能团酰胺基，A错误；B．分子中不存在手性碳原子，B错误；C．不饱和度为6，含有3个氧原子，可以存在含有苯环和酯基的同分异构体，C正确；D．在一定条件下水解可得到，D正确；故选CD。【小问6详解】L发生酯的水解脱去C2H5OH，结合Daprodustat中羧基的位置可知，L的结构简式为，试剂1的分子式为C5H7O3N，J生成K为加成反应，K→L是异构化，则试剂1中含-COOC2H5，结合L的结构可知试剂1的结构简式为，发生加成反应时，碳氮双键断裂。18.【答案】（1）研磨、搅拌（2）（3）①.②.③.（4）①.阳②.还原生成在阴极放电又生成，上述过程不断循环(或其他合理答案)【分析】电解锰渣含有，研磨、搅拌，电解硫酸锰溶液得到二氧化锰和氢气、硫酸，电解残液混合制成浆液，浆液通入烟气，得到含有硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸钙、硫酸的溶液，除去硫酸亚铁、硫酸钙，电解硫酸锰溶液得到二氧化锰。【小问1详解】根据影响反应速率的因素，上述流程中为增大反应速率采取的措施有研磨、搅拌；【小问2详解】具有氧化性，吸收生成硫酸锰，反应的方程式为；【小问3详解】①脱硫过程中二氧化硫、氧气、