南昌2025学年度第二学期期末教学质量检测高三化学

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、利用化学原理对工厂排放的废水等进行有效检测与合理处理。某工厂处理含+6价铬的污 水工艺的流程如下：

（1）请写出N2H4的电子式____________________。

（2）下列溶液中，可以代替上述流程中N2H4的是______________（填选项序号）。

A. FeSO4溶液     B.浓硝酸 C.酸性KMnO4溶液     D. Na2SO3溶液

（3）已知加入N2H4的流程中，N2H4转化为无污染的物质，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________________。

（4）Cr(OH)3的化学性质与A1(OH)3相似。在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高，原因可用离子方程式表示为_______________________________。

（5）实际工业生产中，有时还可采用阳离子交换树脂法来测定沉淀后溶液中Cr3+的含量，其原理是Mn++nNaR=nNa++MRn，其中NaR为阳离子交换树脂，Mn+为要测定的离子（此时氢离子不参与交换)。常温下，将pH=5的废水经过阳离子交换树脂后，测得溶液中Na+比交换前增加了0.046 g·L-1，则该条件下Cr(OH)3的Ksp的值为___________________________。

（6）在实际的含铬废水处理中，还可采用直接沉淀的方法，处理成本较低。

①己知含铬废水中存在着平衡，Cr2O72-和CrO42-在溶液中可相互转化，请用离子方程式表示它们之间的转化反应____________________________。

②在实际工业生产中，加入沉淀剂BaCl2溶液之前还要加入一定量的NaOH，这样有利于沉淀的生成，则生成沉淀的化学式为__________________________________。

3、（1）回答下列问题：

①处于基态的Ca和Fe原子，下列参数前者小于后者的是_________；

a. 最外层电子数 b. 未成对电子数 c. 第一电离能 d. 原子半径

②有文献表明，迄今为止（至2016年）除氦外，所有其他稀有气体元素都能形成化合物。试简要说明未能制得氦的化合物的理由 _______________________。

（2）H和N可以形成多种化合物。

①已知联氨(N2H4)的物理性质与水接近，其原因是_____________________；

②计算表明： N4H62+ 的一种结构如图所示，氢原子只有一种化学环境，氮原子有两种环境，其中的大 π键可表示为_________________。

（3）晶体X只含钠、镁、铅三种元素。在不同的温度和压力下，晶体X呈现不同的晶相。

①γ-X 是立方晶系的晶体。铅为立方最密堆积，其余两种原子有选择的填充铅原子构成的四面体空隙和八面体空隙。在不同的条件下，γ-X 也呈现不同的结构，其晶胞如图所示。X的化学式为_____________；在(b)型晶胞中，边长为a pm，距离Pb最短的Na有_______个，长度为_______pm（用a表示）；Na填充了晶胞中铅原子构成四面体空隙的百分比为________和八面体空隙的百分比为________。已知(a)型晶胞的边长为770 pm，则该型晶体的密度为_________g·cm-3。（只列出计算式）

②α-X是一种六方晶系的晶体，而在α-X中，镁和铅按 1：1 的比例形成类似于石墨的层状结构，钠填在层间。试画出一层α-X 的结构__________。

4、二氧化碳和氨是重要的化工产品，是纯碱工业、制造硝酸、铵盐和氮肥等的原料。

（1）CO2的电子式是 。

（2）以NH3与CO2为原料合成尿素[化学式为CO(NH2)2]的主要反应如下：

① 2NH3(g)+CO2(g) = NH2CO2NH4(s) △H=－l59.5 kJ·mol-1

② NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.5 kJ·mol-1

③ H2O(1) = H2O(g)  △H=+44.0kJ·mol-1

写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式   ；

（3）NH3和O2在铂系催化剂作用下从145℃就开始反应：

4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)  △H＝－905kJ·mol-1

不同温度下NO产率如下图1所示，由此图可知温度对NO产率的影响规律为 ，请用化学反应速率和化学平衡理论解释其原因：   。

图1   图2

（4）以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如图2所示，在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y，有关石墨I电极反应可表示为_______________。

（5）已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数K=1.75×10－5，H2CO3的电离平衡常数K1=4.4×10－7，K2=4.7×10－11。 常温下，用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液，NH4HCO3溶液显__________（填“酸性”、“中性”或“碱性”）；计算反应NH4++HCO3—+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=     （结果保留2位有效数字）。

5、

早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由三种Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题：

（1）准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过_______________方法区分晶体、准晶体和非晶体。

（2）基态Fe原子有_________个未成对电子，Fe3+的电子排布式为_______________。可用硫氰化钾检验Fe3+，形成的配合物的颜色为_______________。

（3）新制的Cu(OH)2可将乙醛（CH3CHO）氧化成乙酸，而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为____________，乙醛分子中各元素的电负性由大到小的顺序为_______________。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是_____________________________。Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有___________个铜原子。

（4）Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0.405nm，晶胞中铝原子的配位数为__________。列式表示Al单质的密度_______________ g·cm-3。

6、（1）1mol 高聚物与足量NaOH溶液反应，最多可消耗NaOH_____mol

（2）酯可与水发生水解反应，也可以与醇发生跟水解反应类似的醇解反应。请写出丙烯酸乙酯CH2=CHCOOCH2CH3 与 CH318OH 发生醇解的化学方程式_____

7、箱中微粒：多烯

量子力学中，π电子沿碳原子中性共轭链的移动可以仿照“ 箱中微粒”的方法。π电子的能量在下面的方程中给出：,n是量子数(n= 1， 2， 3，…。)，h是Planck's常数，m是电子质量，L是势箱的长度，并可近似地用L=(k+ 2) ×1.40 Å (k是分子碳链上共轭双键的数目)表示。适当波长λ 的光子可使π电子从最高占据轨道(HOMO)到最低未占据轨道(LUMO)。一个近似的半经验公式基于这个模型，将波长λ，双键数目k与常数B用下列关系式联系起来：

λ (nm)=B×等式1

(1).用这个半经验公式，取B= 65.01 nm，计算辛四烯(CH2= CH- CH=CH- CH= CH- CH = CH2)的波长λ (nm)___________。

(2).推导等式1(电子从HOMO转移到LUMO对应波长λ(nm)的表达式)，用k与基本常数表示。并以此计算常数Bcalc的理论值___________。

(3).我们想合成一个线型多烯，在激发电子从HOMO到LUMO时需要吸收大概600nm的光子。用你第二部分的表达式，确定多烯中共轭双键数(k)并给出它的结构___________。[如果你没有做出第二部分，用半经验公式等式1，取B= 65.01 nm来完成第三部分。]

(4).对于第三部分得到的多烯分子，计算HOMO与LUMO之间的能量差△E，(kJ·mol-1)。如果第三部分未解决，取k= 5解决这个问题。

(5).粒子在一维势箱中的模型可被扩展到三维长方体势箱中，长宽高为Lx、Ly与Lz。得到下列允许能级的表达式：

三个量子数nx，ny与nz必须为整数且相互独立。

①给出三个不同的最低能量的表达式，假定为边长L的立方势箱___________。

②能级的能量相同称为简并。画出草图展示所有能量的能级，包括所有简并能级，立方势箱对应的量子数取1或2___________。

8、碳酸和一水合氨是重要的弱酸和弱碱，常温下，其电离常数如下表所示。回答下列问题：

(1)碳酸的一级电离方程式为______，二级电离常数表达式________。

(2)浓度均为0.01 mol.L-1的H2CO3溶液和NH3·H2O溶液等体积混合，混合溶液中的溶质是_______(写化学式)，混合溶液中、、、的浓度由大到小的顺序是_______。

(3)和在水溶液中相互促进水解，反应为，则常温下，该反应的平衡常数_______。(保留2位有效数字)。

(4)室温下，向100 mL 0.2 mol.L-1NaHCO3溶液中加入100 mL 0.2 mol·L-1NH3·H2O溶液，则+____+_____。

9、物质的结构决定物质的性质。请回答下列涉及物质结构和性质的问题：

（1）第二周期中，元素的第一电离能处于B与N之间的元素有_________种。

（2）某元素位于第四周期Ⅷ族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，则其基态原子的价层电子排布式为_________________

（3）乙烯酮（CH2＝C＝O）是一种重要的有机中间体，可用CH3COOH在(C2H5O)3P＝O存在下加热脱H2O得到。乙烯酮分子中碳原子杂化轨道类型是_____________，1mol (C2H5O)3P＝O分子中含有的σ键与π键的数目比为__________________。

（4）已知固态NH3、H2O、HF的氢键键能和结构如下：

解释H2O、HF、NH3沸点依次降低的原因___________________。

（5）碳化硅的结构与金刚石类似(如图所示)，其硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性能。碳化硅晶胞结构中每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有___________个，与碳原子等距离最近的碳原子有__________个。已知碳化硅晶胞边长为a pm，则碳化硅的密度为__________g·cm3。

10、过硫酸钾(K2S2O8)可用作破胶剂、聚合促进剂、氧化剂、分析试剂等，100℃时分解。实验小组对过硫酸钾进行相关探究。

回答下列问题：

(1)K2S2O8的结构式为，该物质检验酸性溶液中的Mn2+时，观察到溶液变为红色，反应的离子方程式为___________。

(2)小组同学预测过硫酸钾的分解产物有K2SO4、SO3、SO2和O2，并用如图所示装置验证分解产物中含有SO3和SO2(部分夹持及加热仪器已省略)。

①装置D、E中盛放的试剂依次为___________(填选项字母)。装置D、E中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为___________。

a．品红溶液   b．NaOH 溶液    c．BaCl2溶液    d．Ba(NO3)2溶液     e．浓H2SO4

②实验时，通入He排尽装置中的空气后，应先加热装置___________(填“A”或“B”)，其中装置A适合的加热方式为___________。

③装置B中石棉绒的作用为___________；装置C的作用为___________。

(3)工业上利用K2S2O8能将低价氮氧化为NO，来测定废水中氮元素的含量。取100mL含NH4NO3的废水，用cmol·L-1K2S2O8标准溶液滴定(杂质不参加反应)，达到滴定终点时消耗标准溶液的体积为VmL，则废水中氮元素的含量为___________mg·L-1(用含c、V的代数式表示)。

11、已知某加碘盐(含的食盐)中含碘量为。现有1000kg该加碘盐，计算：

(1)该加碘食盐中至少含碘_______mol

(2)若用与反应制，标准状况至少需要消耗_______L(写出计算过程)。

12、五氧化二钒(V2O5)在冶金、化工等领域有重要应用。实验室以含钒废料含V2O3、CuO、MnO、SiO2、Al2O3、有机物为原料制备V2O5的一种流程如图：

已知：25℃时，难溶电解质的溶度积常数如表所示：

（1）“焙烧”的目的是__；

（2）“滤渣1”的用途为__写出2种即可；常温下，若“调pH”为7，Cu2+是否能沉淀完全：__填“是”或“否”；溶液中离子浓度小于10-5mol·L-1时，认为该离子沉淀完全

（3）“沉锰”需将温度控制在70℃左右，温度不能过高或过低的原因为__；

（4）结晶所得的NH4VO3需进行水洗、干燥。证明NH4VO3已洗涤干净的实验操作及现象为__；

（5）在煅烧NH4VO3生成的V2O5过程中，固体残留率(×100%)随温度变化的曲线如图所示。其分解过程中先后失去的物质分别是__、__。填写分子式

（6）为测定该产品的纯度，兴趣小组同学准确称取V2O5产品2.000g，加入足量稀硫酸使其完全反应，生成(VO2)2SO4，并配成250mL溶液。取25.00mL溶液用0.1000mol·L-1的H2C2O4标准溶液滴定，滴定到终点时消耗标准液10.00mL。已知滴定过程中H2C2O4被氧化为CO2，VO2+黄色被还原为VO2+蓝色，该反应的离子方程式为__；该产品的纯度为__。

13、以粉煤灰浸取液(含Al3+、Li+、Mg2+、Cl-等)为原料制备电极材料LiFePO4的实验流程如图：

(1)“焙烧”过程中AlCl3最终转化为Al2O3和_____(填化学式)。

(2)“浸出”后的滤液中主要含Li+、Mg2+、Cl-等。已知Ksp[Mg(OH)2]=5.5×10-12，欲使c(Mg2+)≤5.5×10-6mol•L-1，“除杂”需要调节溶液的pH不低于_____。

(3)离子筛法“富集”锂的原理如图1所示。在碱性条件下，离子筛吸附Li+容量较大，其可能原因为_____。

(4)已知Li2CO3的溶解度曲线如图2所示。“沉锂”反应1h，测得Li+沉淀率随温度升高而增加，其原因有_____。

(5)“合成”在高温下进行，其化学方程式为_____。

(6)LiFePO4的晶胞结构示意图如图3所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有_____个。