資源簡介

上海市大同中學2024 學年第二學期第 12 周學情調研
高二2化學（等 級） 60 分鐘滿 分100分
班名_________ 姓級__________ 學號________
考生注意：
③ 相對原子質量：H～1 、C～12 、N～14 、O～16 、S～32
一、重要的氮肥——尿素的合成（共 20 分）
工業上以 CO2 和 NH3 為原料合成尿素[CO(NH2)2] ，在尿素合成塔中的主要反應可表示如下：
反應 I：2NH3(g) + CO2(g)H2NCOONH4(s)（氨基甲酸銨） H1 =－272 kJ·mol－1
反應 II：H2NCOONH4(s) CO(NH2)2(s) + H2O(g) H2 =＋138 kJ·mol－1
總反應 III：2NH3(g) + CO2(g) CO(NH2)2(s) + H2O(g) H3
1. CO2 的電子式為 ；1 mol CO(NH2)2 中含有_____mol π 鍵．
2. 反應 I 的熵變 S 0（填“＞”、“=”或“<”) ,反應 III 的 H3 ＝______．
3. （不定項）下列關于尿素合成的說法正確的是 ．
A ．及時分離出尿素可促使反應 II 向正反應方向移動
B ．從合成塔出來的混合氣體分離出水蒸氣后可以循環使用
C ．保持容積不變，充入惰性氣體增大壓強，可提高總反應Ⅲ的反應速率
D ．保持壓強不變，降低氨碳比 可提高反應 I 中 NH3 的平衡轉化率
研究反應 I 的逆反應對提高尿素產率有重要意義。某研究學習小組把一定量的氨基甲酸銨固體
放入容積為 2 L 的密閉容器中，在 T℃下分解：CO(NH2)2(s) 2NH3(g) + CO2(g) ，t1 時達到化學平 衡。c(CO2)隨時間 t 變化曲線如圖所示。
4. （不定項）可判斷該分解反應已經達到平衡的是____。
A ．混合氣體的平均摩爾質量不變
B ．密閉容器中總壓強不變
C ．密閉容器中混合氣體的密度不變
D ．密閉容器中氨氣的體積分數不變
5. T℃時，該反應的化學平衡常數 K 的值為___________。
6. 在 0～t1 時間內該化學反應速率 v(NH3) ＝___________________。
7. 若其他條件不變，t2 時將容器體積壓縮到 1 L ，t3 時達到新的平衡。請在圖中畫出 t2～t4 時間內 c(CO2)隨時間 t 變化的曲線。
二、利用太陽能從水中獲取氫氣（共 21 分）
水是清潔、可持續的氫能來源。利用太陽能從水中獲取氫氣符合可持續發展的理念。
“太陽能直接熱分解水制氫”通過集中陽光產生 2000 K 以上高溫，促使 H2O 分解為 H2 和 O2； 若溫度進一步升高至 5000 K ，H2 與 O2 會分解為氣態原子。
8. H2O 分解過程中斷裂的化學鍵屬于________。
A ．離子鍵 B ．極性共價鍵 C ．非極性共價鍵
在相同條件下，同時存在如下兩個過程：ⅰ. 2H(g) + O(g) = H2O(g)；ⅱ. H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g)。
比較下列量的相對大小（均從選項中選擇）：A ．ⅰ>ⅱ B ．ⅰ = ⅱ C ．ⅰ<ⅱ
9. 放出熱量_______；
10. 反應速率________。
(
催化劑
)“太陽能光催化分解水制氫”原理可以表示為：SO32-(aq) + H2O(l) ------- SO42-(aq) + H2(g)。
11. 能說明氯的非金屬性比硫強的事實是________。
A. 溶解性：HCl＞H2S B. 氧化性：HClO＞H2SO3
C. 熱穩定性：HCl＞H2S D. 酸性：HCl＞H2S
12. H2O 與 H2S 結構相似，但 H2O 的沸點高于 H2S，原因是_________________________________。
13. 反應開始一段時間后，取出一定量溶液，寫出檢驗溶液中 硫酸根的操作方法：_______________
_________________________________________________________________________________。
“太陽能熱化學循環制氫”是將太陽能轉化成化學 能，通過多個化學過程產生 H2。如常見的鐵氧化物循環 制氫過程如圖所示。
14. 寫出反應 I 的化學方程式：__________________________________________________________；
若該反應生成標準狀況下 5.6 L 氫氣，轉移電子數目為_____________。
科學家想要用組成相似的鈷氧化物（Co3O4/CoO）代替鐵氧化物進行循環制氫。查閱資料發現， 使用鈷氧化物后反應I 和反應 II 的 ΔH－TΔS 值隨溫度 T 變化如圖所示。
15. 結合圖像判斷能否用鈷氧化物代替鐵氧化物進 行熱化學循環制氫？若可行，舉出采用鈷氧化物 的一個優勢；若不可行，說明理由。
三、三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀的制備（共 21 分）
三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀（K3[Fe(C2O4)3]·3H2O）是一種經典的光敏劑，也是制備負載型活性鐵催化劑 的主要原料。用廢鐵屑（含少量 Al2O3 、Fe2O3）先制備草酸亞鐵，然后再制備三草酸合鐵(Ⅲ) 酸鉀。
Ⅰ. 制備草酸亞鐵
過量廢鐵屑 碳酸鈉
(
FeSO
4
溶液
) (
稀硫酸
)反應 Ⅰ 調節pH 過濾
濾渣
16. （不定項）加入過量廢鐵屑的主要目的是_______。
A ．提高鐵的利用率 B ．除去溶液中的 Fe3+
C ．防止 Fe2+被氧化 D ．抑制 Fe2+ 的水解
K2C2O4
(
過濾
FeC
2
O
4
2H
2
O
)反應 Ⅱ
部分氫氧化物沉淀時溶液的 pH
沉淀物 開始沉淀 完全沉淀
Fe(OH)3 2.3 3.2
Fe(OH)2 7.5 9.7
Al(OH)3 3.4 4.4
17. 加入少量 Na2CO3 后，混合溶液 pH 范圍應調控在_______。
A ．3.2 以下 B ．3.2～3.4 C ．4.4～7.5 D ．7.5 以上
18. 寫出反應 II 的離子方程式：____________________________________。
19. （不定項）關于 K2C2O4 溶液中有關離子濃度的說法正確的是_______。
A ．[K+] + [H+] = 2[C2O42-] + [HC2O4-] + [OH-] B ．2[K+] = [C2O42-] + [HC2O4-] + [H2C2O4]
C ．[HC2O4-] + [H2C2O4] + [H+] = [OH-] D ．對溶液進行稀釋，[C2O42-]與[HC2O4-]的比值變小
Ⅱ. 制備三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀
步驟一：在草酸亞鐵固體中，加入飽和 K2C2O4 溶液；
步驟二：保持恒溫 40℃, 邊攪拌邊緩慢加入 3% H2O2 溶液，直至氧化完全；
步驟三：將溶液加熱至沸，加飽和 H2C2O4 溶液，溶液轉為綠色，得三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀溶液。
20. 從步驟三所得溶液獲得三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀晶體的操作依次為水浴濃縮、_______、______， 然后用乙醇淋洗。
21. 步驟二使用 H2O2 做氧化劑，其優點是_______________________________________________。
22. 滴加 H2O2 時需保持恒溫 40℃, 原因是______________________ 、_______________________。
23. 三草酸合鐵(Ⅲ) 酸鉀溶液中存在如下過程：[Fe(C2O4)3]3-(aq) Fe3+(aq) + C2O42-(aq) ，某同學 想檢驗 C2O42-的存在，結合 CaC2O4 屬于難溶電解質的特點，他向三草酸合鐵(Ⅲ) 酸鉀溶液中 加入 CaCl2 溶液，并未看到有沉淀生成。從平衡角度解釋上述現象。
Ⅲ. 三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀含量測定（已知 K3 [Fe(C2O4)3] 3H2O 的摩爾質量為 491 g·mol-1）
稱取樣品 0.2415 g，放入 250 mL 錐形瓶中，加入 25 mL 水和 5 mL 1 mol·L-1H2SO4，用 0.0200 mol·L-1 KMnO4 標準溶液滴定至終點，反應原理為：2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 ＝ 2MnSO4 + K2SO4 + 10CO2 ↑ + 8H2O
24. 若最終消耗 KMnO4 標準溶液 23.19 mL，則樣品純度為__________（精確到 0.1%）。
四、傳統能源（共 19 分）
煤、石油等傳統化石能源在燃料領域具有重要的作用。煤炭直接燃燒會產生廢氣，其中主要的 物質包括 SO2 、NOx 、CO2 等。
25. 下列說法正確的是_____．
A ．pH＜7 的降水通常稱為酸雨
B ．SO2 、NO2 、CO2 都是無色氣體
C ．氮氧化物（NOx）會造成光化學煙霧
D ．SO2 、NO2 、CO2 的水溶液均導電，所以 SO2 、NO2 、CO2 都是電解質
26. 下列制備、收集及尾氣處理裝置（部分夾持裝置略去），能達到實驗目的的是_____．
A ．制備并收集 NO B ．制備并收集 NO2 C ．制備 CO2 D ．制備并收集 SO2
27. （不定項）以下關于 SO2 說法正確的是_____．
A ．SO2 能使紫色石蕊溶液先變紅后褪色
B ．SO2 能使品紅溶液和 KMnO4 溶液褪色，體現了 SO2 的漂白性
C ．將 SO2 通入 Ba(NO3)2 溶液有白色沉淀生成
D ．將足量 SO2 緩慢通入 H2S 溶液中，溶液 pH 先變大后變小
雙堿法是一種用于燃煤尾氣脫硫的工藝，其具有脫硫效率高、成本低等優點，以下是一種脫硫 工藝簡要流程。25℃時，H2CO3 和 H2SO3 的電離常數如下表所示。
(
K
a1
＝
4.2×10
-7
H
2
CO
3
K
a2
＝
4.8×10
-11
K
a1
＝
1.2×10
-2
H
2
SO
3
K
a2
＝
6.2×10
-8
)
28. （3 分）等濃度的 Na2CO3 和 Na2SO3 溶液，pH(Na2CO3) ___ pH(Na2SO3)（填“>”“<”或“=”），
請依據電離平衡常數分析原因： 。
過程 I 中，NaOH 溶液吸收 SO2 時，隨著 SO2 的通入，會得 到不同溶質組成的溶液。25℃時，H2SO3 、HSO3－ 、SO32－物質
的量分數與 pH 的關系如右圖所示。
29. （1 分）曲線 II 代表的微粒是 ．
30. 等濃度 Na2SO3 和 NaHSO3 的混合溶液中，正確的是_____．
A ．[Na+]>[SO32－]>[HSO3－]>[OH－]>[H+] B ．2[Na+] = 3[[SO32－] + [HSO3－] + [H2SO3]
C ．[OH-] = [HSO3－] + [H2SO3] + [H+] D ．[Na+] = [SO32－] + [HSO3－] + [OH－]
31. 生成的 CaSO3 沉淀會被空氣中氧氣氧化，寫出 CaSO3 被氧化過程的化學方程式為：
_________________________________________________________________________________。
32. （3 分）工業上也可以用氨水吸收尾 氣中的 SO2。氨水吸收 SO2 后，氨水 全部轉化為銨鹽的溶液。為測定銨 鹽溶液的成分，設計下圖所示實驗。 銨鹽溶液中 ＝ 。
五、祛痰藥溴己新的合成（共 19 分）
溴己新（I）又稱必嗽平，常用作祛痰藥。可通過下列路線合成：
33. 有機物 A（甲苯）可以通過煤的干餾獲得。下列有關說法正確的是_____．
A ．煤的干餾屬于物理變化 B ．甲苯分子中的所有原子都在同一平面上
C ．A 分子中碳的雜化方式有 sp2 和 sp3 兩種 D ．甲苯及其同系物都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
34. （4 分）寫出 B 的名稱：____________ ；E 的結構簡式： 。
35. 反應2與反應6的反應類型分別為______。
A. 取代、取代 B. 氧化、加成 C. 氧化、還原 D. 氧化、取代
36. （4 分）反應1所需的試劑是 ；該反應還能生成 B 的多種同分異構體，寫出 其中核磁共振氫譜波峰數目最少的結構簡式 。
37. （2 分）寫出反應3的反應式： 。
38. （2 分）請寫出滿足下列條件的 F 的同分異構體的結構簡式：______________（任寫一種）。
i ．含有氨基與羧基； ⅱ. 苯環上只有一個取代基 ⅲ . 分子中含有兩個手性碳原子
、N
(
N
)39. （3 分）請寫出以 CH2 ＝CHCH ＝CH2 和
H
為原料制備
上海市大同中學2024 學年第二學期第 12 周學情調研
高二2化學（等 級
參考答案
一、重要的氮肥——尿素的合成（共20分）
1. ；1 mol。
2. <；-134 kJ·mol 。
3. A、B、D。
4. B、C。
5. [NH ] [CO ]
6. v(NH )：2v(CO )（根據圖中斜率計算）。
7. 大致圖像先突增（體積壓縮），后逐漸平衡（略高于原平衡濃度）。
---
二、利用太陽能從水中獲取氫氣（共21分）
8. B。
9. A。
10. A。
11.C。
12. H O分子間存在氫鍵。
13。加鹽酸酸化后滴加BaCl 溶液，生成白色沉淀。
14. Fe O + 4H ======= 3Fe + 4H O；轉移電子數：0.5NA。
15. 不可行。
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三、三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀的制備（共21分）
16. B、C。
17. C。
18. Fe + C O + 2H O = FeC O ·2H O↓。
19. A。
20. 冷卻結晶、過濾。
21. 氧化產物為H O，無污染。
22. 防止H O 分解或副反應發生。
23. C O 濃度低，未達到CaC O 的沉淀溶解平衡。
24. 95.2%
四、傳統能源（共19分）
25. C。
26. A。
27. C、D。
28. >；CO 水解程度更大（Ka 更小）。
29.HSO 。
30.B。
31.2CaSO + O ==== 2CaSO 。
32.1:2
---
五、祛痰藥溴己新的合成（共19分）
33。C、D。
34.對硝基甲苯；E結構簡式：。
35. C。
36. 試劑：濃HNO /濃H SO ；同分異構體：對硝基甲苯
37.
38
39.

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