郴州2024-2025学年第一学期期末教学质量检测试题(卷)高三化学

1、用图示装置及药品制备有关气体，其中能达到实验目的的是(       )

A．A

B．B

C．C

D．D

2、工业由钛铁矿（主要成分FeTiO3，Fe2O3、Al2O3、FeO、SiO2等杂质）制备TiCl4的工艺流程如下：

已知：   

①酸浸  FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(l)

②水解  TiOSO4(aq)+2H2O(l)H2TiO3(s)+H2SO4(aq)

③煅烧  H2TiO3(s)TiO2(s)+H2O(s)

（1）FeTiO3中钛元素的化合价为          ，试剂A为                     。

（2）碱浸过程发生反应的离子反应方程式为                                         。

（3）酸浸后需将溶液温度冷却至70℃左右，若温度过高会导致最终产品吸收率过低，原因是             。

（4）上述流程中氯化过程的化学反应方程式为                                         。

已知TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)+O2(g)  △H=+151kJ·mol-1。该反应极难进行，当向反应体系中加入碳后，则反应在高温条件下能顺利发生。从化学平衡的角度解释原因是                                。

（5）TiCl4极易水解，利用此性质可制备纳米级TiO2·xH2O，该反应的化学反应方程式是              。

3、“常见无机物”，主要是指的铝、铁、硫、氯四种元素的单质及化合物。完成下列填空：

（1）四种元素原子的半径大小Fe >______>______>______

（2）铝原子核外电子排布式_________________________,有_________种不同能量级的电子；铝热剂的成分是铝粉与氧化铁的混合物;写出铝热反应的化学方程式____________________

（3）工业上用氯气和__________制取漂粉精；吸收多余氯气的试剂是______________。

（4）硫磺粉末与铁粉混合加热，写出该反应的化学反应方程式并标出电子转移的方向和数目______________________________________________________。

（5）硫的非金属性________于氯(选填“强”、“弱”)，用一个事实证明______________________，

再从原子结构的知识加以解释____________________________________________________.

4、

（1）工业上用湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的流程如图所示：

①洗涤粗品时选用异丙醇而不用水的理由是： 。

②反应II的离子方程式为   。

③高铁酸钾在水中既能消毒杀菌，又能净水，是一种理想的水处理剂．它能消毒杀菌是因为 它能净水的原因是   。

④已知25℃时Fe(OH)3的Ksp = 4.0×10-38，反应II后的溶液中c(Fe3+)=4.0×10-5mol/L,则需要调整   时，开始生成Fe(OH)3（不考虑溶液体积的变化）。

（2）由流程图可见，湿法制备高铁酸钾时，需先制得高铁酸钠，然后再向高铁酸钠中加入饱和KOH溶液，即可析出高铁酸钾。①加入饱和KOH溶液的目的是： 。

②由以上信息可知：高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠 （填“大”或“小”）。

（3）干法制备K2FeO4的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为   。

（4）高铁电池是正在研制中的可充电干电池，高铁电池具有工作电压稳定， 放电时间长等优点，有人以高铁酸钾、二氧化硫和三氧化硫原料，以硫酸酸钾为电解质，用惰性电极设计成高温下使用的电池，写出该电池正极电极反应式：   。

5、污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外，还含有SO2。为了保护环境，同时提高硫酸工业的综合经济效益，应尽可能将尾气中的SO2转化为有用的产品。

治理方案Ⅰ：

（1）将尾气通入氨水中，能发生多个反应，写出其中可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式：_______________、_______________。

治理方案Ⅱ：

某研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物）作脱硫剂，通过如下流程既去除尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2 （反应条件已省略）。

请回答下列问题：

（2）用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+其原因是___________________________，用MnS除去溶液中的Cu2+的离子方程式为_______________。

（3）流程图④过程中发生的主要反应的化学方程式为___________________。

（4）MnO2可作超级电容器材料。工业上用下图所示装置制备MnO2。接通电源后，A电极的电极反应式为：_______________，当制备lmol MnO2，则膜两侧电解液的质量变化差（△m左-△m右）为_______________g。

6、(14分)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料，工业生产乙醇的一种反应原理为：2CO(g)+4H2 (g) CH3CH2OH(g)+H2O(g)  △H=—256.1kJ·mol—1。

已知：H2O(l)=H2O(g)  △H=+44kJ·mol—1

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)  △H=—41.2kJ·mol—1

（1）以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇，其热化学方程式如下：

2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(l)  △H=   。

（2）CH4和H2O(g)在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2，该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表：

①该反应是_____反应（填“吸热”或“放热”）；

②T℃时，向1L密闭容器中投入1molCH4和1mol H2O(g)，平衡时c(CH4)=0.5mol·L—1，该温度下反应CH4+H2OCO+3H2的平衡常数K=   。

（3）汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5 为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图。

①若不使用CO，温度超过775℃，发现NO的分解率降低，其可能的原因为   ；在n(NO)/n(CO)=1的条件下，应控制的最佳温度在   左右。

②用CxHy（烃）催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。写出CH4与NO2发生反应的化学方程式：   。

（4）乙醇-空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2—离子。该电池负极的电极反应式为   。

7、由P、S、Cl、Ni等元素组成的新型材料有着广泛的用途，回答下列问题。

(1)基态Cl原子核外电子占有的原子轨道数为______个，P、S、Cl的第一电离能由大到小顺序为_______。

(2)PCl3分子中的中心原子杂化轨道类型是______，该分子构型为_______。

(3)PH4Cl的电子式为______，Ni与CO能形成配合物Ni(CO)4，该分子中π键与σ键个数比为________。

⑷已知MgO与NiO的晶体结构（如图1）相同，其中Mg2+和Ni2+的离子半径分别为66 Pm和 69 pm，则熔点：MgO___NiO(填“＞”、“＜”或“=”)，理由是______。

(5)若NiO晶胞中离子坐标参数A为(0,0,0)，B为（1,1,0)，则C离子坐标参数为______。

(6)一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为O2-作密置单层排列， Ni2+填充其中（如图2），已知O2-的半径为a m，每平方米面积上分散的该晶体的质量为____g。（用a、NA表示）

8、铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答下列问题：

（1）画出基态Cu原子的价电子排布图_______________；

（2）已知高温下Cu2O比CuO稳定，从核外电子排布角度解释高温下Cu2O更稳定的原因____________________________________；

（3）配合物 [Cu(NH3)2]OOCCH3中碳原子的杂化类型是___________，配体中提供孤对电子的原子是________。C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序是_______________（用元素符号表示）。

（4）铜晶体中铜原子的堆积方式如图1所示，则晶体铜原子的堆积方式为____________。

（5）M原子的价电子排布式为3s23p5，铜与M形成化合物的晶胞如图2所示（黑点代表铜原子）。

①该晶体的化学式为_____________。

②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0，则铜与M形成的化合物属于________化合物（填“离子”、“共价”）。

③已知该晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏伽德罗常数为NA，已知该晶体中Cu原子和M原子之间的最短距离为体对角线的1/4，则该晶体中Cu原子和M原子之间的最短距离为___________pm（写出计算列式）。

9、(铬是造成水体重度污染的元素之一，水体除铬主要有还原沉淀法、离子交换法、光催化还原法等。

(1)还原沉淀法：向水体中加入FeSO4、CaSO3等将高毒性Cr(Ⅵ)还原为低毒性Cr(Ⅲ)再调节pH使Cr(Ⅲ)生成Cr(OH)3沉淀除去。

①Cr(Ⅵ)在水溶液中的存在形态分布如图1所示。向pH=1.5的含Cr(Ⅵ)污水中加入FeSO4，发生的主要反应的离子方程式为___。

②Cr(Ⅲ)在水溶液中的存在形态分布如图2所示。当pH＞12时，铬去除率下降的原因可用离子方程式表示为___。

(2)离子交换法：用强碱性离子交换树脂(ROH)与含铬离子(CrO、HCrO等)发生离子交换。如与CrO的交换可表示为2ROH(s)+CrO(aq)R2CrO4(s)+2OH-(aq)。Cr(Ⅵ)去除率与pH关系如图3所示，当pH＞4时，Cr(Ⅵ)去除率下降的原因是___。

(3)光催化还原法：可能的反应机理如图4所示，ZrO2纳米管为催化剂，在紫外光照射下，VB端光生空穴(h+)被牺牲剂甲醇(CH3OH)消耗。在紫外光照射下，甲醇还原Cr(Ⅵ)的过程可描述为___。

10、二甲基亚砜()是一种含硫有机化合物，被誉为“万能溶剂”。其在常温下为无色无臭的透明液体，熔点为18.4℃，沸点为189℃，制备二甲基亚砜的装置如下图所示：

实验过程：利用仪器A制备NO2，将NO2通入20.00mL二甲基硫醚中，控制温度为60~ 80℃，进行气液相氧化反应生成二甲基亚砜粗品，最后经减压蒸馏，共收集到二甲基亚砜纯品15.20mL。

已知：①二甲基硫醚和二甲基亚砜的密度分别为0.85g·cm-3和1.10g·cm-3，相对分子质量分别为62和78；

②HNO2为一元弱酸，不稳定，易分解为NO和NO2；

③仪器C中发生的反应为： NO2+CH3-S-CH3 →+NO

回答下列问题：

(1)仪器C的名称为_______ ； 仪器D的出水口为 _______(填字母)。

(2)制备二甲基亚砜实验的操作顺序为_______(填序号)。

①连接装置并检查气密性

②水浴加热仪器C，然后打开活塞a、b

③关闭活塞a，停止加热仪器C

④向仪器D中通入冷凝水

⑤关闭活塞b

(3)仪器A的溶液中发生反应的离子方程式为。_______。

(4)O2的作用为_______。

(5)仪器C中反应液的温度需控制在60~80℃，温度不能过高的原因为_______。

(6)仪器E中NaOH溶液的作用为_______。

(7)本实验中二甲基亚砜的产率为_______%(保留两位有效数字)。

11、联合生产是化学综合利用资源的有效方法。煅烧石灰石反应：，石灰石分解需要的能量由焦炭燃烧提供。将石灰石与焦炭按一定比例混合于石灰窑中，连续鼓入空气，使焦炭完全燃烧生成，其热量有效利用率为50%。石灰窑中产生的富含的窑气通入氨的氯化钠饱和溶液中，40%的最终转化为纯碱。已知：焦炭的热值为(假设焦炭不含杂质)。请回答：

(1)每完全分解石灰石(含，杂质不参与反应)，需要投料_______kg焦炭。

(2)每生产106kg纯碱，同时可获得_______(列式计算)。

12、我国是世界第一 稀土资源大国。稀土是一种重要的战略性资源，被广泛应用于由子信息、国防军工等多个领域。种从废弃阴极射线管(CRT)荧 光粉中提取稀土元素钇(Y)的工艺流程如下：

已知：①废弃CRT荧光粉的化学组成(某些不参与反应的杂质未列出)如下表所示；

②不同离子沉淀的pH如图所示。

(1)请结合表中的数据说明步骤I中进行原料预处理的目的为________________________________ 。

(2)步骤Ⅱ中有黄绿色气体产生，该反应的化学方程式为__________________________________。

(3)步骤Ⅲ中发生的主要反应的离子方程式为__________________________________________。

(4)步骤Ⅳ中除杂试剂DDTC除去的杂质离子有______，其不能通过直接加碱的方法除去，原因为_________。

(5)步骤V中Y3+沉淀完全时，需保证滴加草酸后的溶液中d( )不低于_______________mol/L。(已知：当离子浓度小于10-8 mol/L时，沉淀就达到该工艺要求： Ksp[Y2(C2O4)3]=8.0×10-28 )

(6)步骤Ⅵ中草酸钇隔绝空气加热可以得到Y2O3，该反应的化学方程式_______________。

13、2021年4月29日，中国空间站的“天和”核心舱成功发射。通过化学方法，比如把H2O转化为O2、把CO2转化为O2，可以实现O2的部分自给。研究表明，CO2在一定条件下与H2O发生氧再生反应： 

(1)已知：CH4的燃烧热，的蒸发热

则氧再生反应的_________

(2)恒压条件时，按投料，进行氧再生反应，测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图。

①若，则曲线______代表CH4。

②350℃时，A点的平衡常数为______(填计算结果)，为提高CO2的转化率，除改变温度外，还可采取的措施为____________。

③关于以上反应，下列说法正确的是______(填字母)。

a．CH4和CO2浓度相等时可判断反应到达平衡状态

b．消耗1 mol CO2同时断裂4 mol C-H键可判断反应到达平衡状态

c．平衡后，按起始原料比再充入反应物，维持温度不变，再次达平衡时，甲烷的体积分数不变

d．若体系改为恒温恒容，反应物起始投料比不变，CO2的平衡转化率减小

(3)氧再生反应可以通过酸性条件下半导体光催化转化实现；反应机理如图所示：

①光催化CO2转化为CH4的阴极方程式为__________________。

②催化剂的催化效率和CH4的生成速随温度的变化关系如图所示。300℃到400℃之间，CH4生成速率加快的原因是_____________。