上海市浦東復旦附中分校2023-2024學年高三上學期期中考試化學試卷

浦東復旦附中分校2023學年第一學期期中考試高三化學（本卷共四道大題，時間60分鐘，滿分100分）可能用到的相對原子質量：Li-7，O-16，Al-27，Co-59一、（共19分）可燃冰具有巨大的儲量和清潔的特點，被認為是一種新型的能源資源，我國科學家對其性質進行不斷研究?？茖W家發(fā)現(xiàn)，一定條件下，CH4、CO2都能與H2O形成籠狀結構(如下圖所示)的水合物晶體，其相關參數(shù)見下表。CH4與H2O形成的水合物晶體俗稱“可燃冰”。（單選）用化學用語表示CH4、CO2、H2O的相關微粒，正確的是A.基態(tài)C原子價層電子的軌道表示式為：B.CO2的電子式為C.CH4的空間填充模型為：D.用電子式表示H2O分子的形成：（單選）下列微粒之間的關系，正確的是A.乙醇、甲醚：同分異構體 B.O2、O3：同位素C.CO2、CO：同素異形體 D.甲醇、苯甲醇：同系物甲烷分子的空間構型為_______________，其中心原子的雜化軌道類型為___________；水分子的空間結構與價層電子對的空間結構________________（填“一致”、“不一致”或“無法判斷”）?！翱扇急敝蟹肿娱g存在的2種作用力是____________________。為開采深海海底的“可燃冰”，有科學家提出用CO2置換CH4的設想。已知上圖中籠狀結構的空腔直徑為0.586nm，根據(jù)下述圖表，從物質結構及性質的角度分析，該設想的依據(jù)是________。分子分子直徑/nm分子與H2O的結合能/kJ·mol-1CH40.43616.40CO20.51229.91用CO2置換CH4的轉換過程如下圖所示。（單選）下列說法正確的是A.籠狀結構中水分子間主要靠氫鍵結合B.E代表CO2，F(xiàn)代表CH4C.CO2置換出CH4的過程涉及化學鍵的斷裂及形成D.CO2可置換可燃冰中所有的CH4分子可燃冰中，甲烷分子處于由多個水分子組成的籠中，如右圖所示。某種甲烷水合物晶體中，平均每46個水分子構成8個分子籠，每個分子籠可容納1個甲烷分子或水分子。若這8個分子籠中有6個容納的是甲烷分子，另外兩個被水分子容納，則該甲烷水合物的化學式為______________。（不定項）以下屬于“可燃冰”開采與利用重要方法的是A.加壓 B.減壓 C.降溫 D.升溫（不定項）水是一種常見的溶劑，二氧化碳在一定條件下也可以作溶劑。超臨界二氧化碳是一種新型萃取劑。以下物質可用超臨界二氧化碳萃取的是A.NaOH B.NaCl C.植物精油二、（共30分）推廣鋰電池的新能源汽車對減少二氧化碳排放和大氣污染具有重要意義。磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)、鈷酸鋰(LiCoO2)為鋰離子電池常用的正極材料。工業(yè)上用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl及苯胺()為原料制磷酸亞鐵鋰材料?；鶓B(tài)鐵原子核外電子排布式為______________，其核外電子的空間運動狀態(tài)有________種，價層電子的運動狀態(tài)有___________種?；鶓B(tài)Fe3＋較基態(tài)Fe2＋穩(wěn)定的原因是_________________________________________在NH4H2PO4中的N、P、O三種元素的電負性由大到小的順序是________________； N的第一電離能大于O，原因是____________________________________________。1mol苯胺中，含有_______molσ鍵；苯胺水溶性大于苯，其主要原因是__________ ____________________________________________________________________。鈷酸鋰(LiCoO2)的一種晶胞如下圖所示(僅標出Li，Co與O未標出)，晶胞中含有O2-的個數(shù)為__________。晶胞邊長為apm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，該鈷酸鋰晶體的密度可表示為__________g·cm-3(用含有NA的代數(shù)式表示)。太陽能電池也是一種新能源電池，而光伏材料是能將太陽能直接轉換成電能的材料，只有半導體材料具有這種功能?？勺鎏柲茈姵夭牧系挠袉尉Ч?、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe、CuInSe等。已知Ga與B同主族，基態(tài)Ga原子的原子結構示意圖為_______________；Ga失去電子的逐級電離能(單位：kJ?mol?1)的數(shù)值依次為577、1984.5、2961.8、6192。由此可推知鎵的主要化合價為_________和+3。Cd為第48號元素，Cd在元素周期表中的位置為_________________________，電子占據(jù)的最高能級的原子軌道的電子云輪廓圖的形狀為____________。（不定項）下列事實能說明硫的非金屬性比磷強的是____________；A．沸點：PH3<H2S B．穩(wěn)定性：PH3<H2S C．酸性：H3PO4<H2SO4從原子結構角度解釋硫的非金屬性比磷強的原因：_________________________________________________________________________________________________________。GaN、GaP、GaAs熔融狀態(tài)均不導電，它們的晶體結構與金剛石相似，其熔點如下表所示，試分析GaN、GaP、GaAs的熔點依次降低的原因：_______________________物質GaNGaPGaAs熔點／℃170014801238三、（共28分）氫化鋁鋰(LiAlH4)是有機合成中的重要還原劑。某課題組設計實驗制備氫化鋁鋰并測定其純度。已知：氫化鋁鋰、氫化鋰遇水都劇烈反應并產生同一種氣體。Ⅰ.制備氫化鋰 選擇下圖中的裝置制備氫化鋰（必要時有些裝置可重復使用）：比較LiH中正、負離子半徑的大小并說明理由。__________________________________________________________________________。裝置的連接順序(從左至右)為A→________________。檢查好裝置的氣密性，點燃酒精燈前需進行的實驗操作是___________________。裝置D中NaOH的作用是______________________________________________。Ⅱ.制備氫化鋁鋰1947年，Schlesinger、Bond和Finholt首次制得氫化鋁鋰，其方法是使氫化鋰與無水三氯化鋁按一定比例在乙醚中反應，其流程和裝置如下圖（夾持裝置和加熱裝置已省略）。已知：LiAlH4難溶于烴，可溶于乙醚(沸點34.5℃)、四氫呋喃。裝置b的作用是___________________________。氫化鋰與無水三氯化鋁反應的化學方程式為__________________________________。下列說法不正確的是___________(填標號)。A．市售乙醚中含少量水，可以加入金屬鈉，然后蒸餾得無水乙醚B．為提高合成LiAlH4的速率，可將反應溫度提高至40℃C．濾渣A的主要成分是LiClD．一系列操作C涉及過濾操作Ⅲ.測定氫化鋁鋰產品(不含氫化鋰)的純度按上圖裝配儀器、檢查裝置氣密性并裝好藥品（Y形管中的蒸餾水足量，為了避免氫化鋁鋰遇水發(fā)生爆炸，蒸餾水中需摻入四氫呋喃作稀釋劑），啟動反應的操作是________________。氫化鋁鋰與水反應的方程式：_______________________________________________讀數(shù)之前，上下移動量氣管右側的容器，使量氣管左、右兩側的液面在同一水平面上，其目的是_________________________________________________________________。在標準狀況下，反應前量氣管讀數(shù)為V1mL，反應完畢并冷卻之后，量氣管讀數(shù)為V2mL。該樣品的純度為________________(用含a、V1、V2的代數(shù)式表示)。如果起始讀數(shù)時俯視刻度線，測得的結果將_______________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。四、（共22分）用酒石酸(A)為原料可以合成抗病毒藥物沙奎那韋的中間體(G)，其合成路線如圖：已知：ⅰ.R1COOR2eq\o(→,\s\up7(NaBH4),\s\do5(添加劑))R1CH2OH(其中R2為氫原子或烴基)；ⅱ.SOCl2在酯化反應中作催化劑，若羧酸和SOCl2先混合會生成酰氯，酰氯與醇再反應成酯；若醇和SOCl2先混合會生成氯化亞硫酸酯，氯化亞硫酸酯與羧酸再反應成酯。完成下列問題：（不定項）酒石酸(A)存在于葡萄等多種植物中，可作飲料添加劑。下列關于酒石酸的說法正確的是A.分子中所有原子可能共平面B.分子中碳原子有sp2、sp3兩種雜化方式C.1mol酒石酸最多可與4molNaOH反應D.酒石酸可發(fā)生加聚反應，與Na2CO3反應可生成CO2G的分子式為___________________；⑥的反應類型為________________________；B中含氧官能團的名稱為________________。D的結構簡式為_________________，含有的手性碳原子數(shù)目為____________。為得到較多量的產物B，反應①應進行的操作是__________________________________。反應②的化學方程式為_______________________________________________________，反應②和⑤的目的是_________________________________________________________。M為C的同分異構體，M可由含有苯環(huán)的有機物N加氫還原苯環(huán)得到。N的分子中有五個取代基，1molN能與4molNaOH反應，但只能與2molNaHCO3反應，N分子中有4種不同化學環(huán)境的氫原子。則M的結構簡式為__________________（任寫一種）。結合題目信息，以為原料合成，寫出合成路線(其他試劑任選)。

參考答案一、（共19分）CA正四面體形（1分），sp3（1分），不一致（1分）范德華力和氫鍵；CO2的分子直徑小于籠狀結構空腔直徑，且與H2O的結合能大于CH4A；CH4·8H2OBDC二、（共31分）[Ar]3d64s2；15（1分）；8（1分）基態(tài)Fe2+的價層電子排布為3d6，基態(tài)Fe3+的價層電子排布為3d5，基態(tài)Fe3+的3d軌道為半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定。O>N>P；基態(tài)N原子的價層電子排布為2s22p3，2p軌道為半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，不易失電子；而基態(tài)O原子的價層電子排布為2s22p4，2p軌道若失去一個電子，則比較穩(wěn)定的半充滿狀態(tài)，因此O更容易失去1個電子。因此N的第一電離能大于O。14；苯胺與水能形成分子間氫鍵而苯不能16；；+1（1分）第五周期ⅡB族；球形（1分）BC；S與P為同周期元素的原子，S原子的核電荷數(shù)大于P，S原子核對核外電子的吸引能力大于P，S原子的得電子能力更強，故S元素的非金屬性更強。它們均為共價晶體，由于N、P、As的原子半徑依次增大，故共價鍵Ga—N、Ga—P、Ga—As的鍵長依次增大，鍵能依次減小，因此，熔點依次降低（3分）三、（共28分）；半徑：Li+<H－；Li+和H－為電子層結構相同的離子，由于Li+的核電荷數(shù)更大，Li+的原子核對核外電子的吸引力更強，因此Li+的半徑更小。BD→B→C→B→E打開裝置A中分液漏斗的活塞，一段時間后，用小試管在裝置E的水槽中收集氣體并驗純除去H2中混有的H2S吸收裝置內的水分，并避免外界水分進入，保持裝置內干燥4LiH＋AlCl3eq\o(\o(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(28oC))LiAlH4＋3LiClB傾斜Y形管，將蒸餾水(摻入四氫呋喃)全部注入ag產品中LiAlH4+4H2Oeq\o(\o(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6())LiOH+Al(OH)3+4H2↑或LiAlH4+4H2Oeq\o(\o(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6())Li[Al(OH)