上海市2025-2026学年高三上学期2月诊断化学试卷（图片版，含答案）

化学 诊断卷
（2026年 2月）
(考试时间 60分钟，满分 100分)
特别提示：
1．本试卷标注“不定项”的选择题，每小题有 1~2个正确选项，只有 1个正确选项的，多选不得分；有 2
个正确选项的，漏选 1个得一半分，错选不得分。未特别标注的选择题，每小题只有 1个正确选项。
2．除特殊说明外，本试卷所用相对原子质量：H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 P-31 S-32 Mn-55。
一 光催化材料
氧化铈（CeO2）是一种重要的光催化材料，铈元素可在三价与四价之间可逆转换，这一特
性使其在光催化反应中能通过电子转移与氧空位的生成、消除实现催化循环。
1. 氧化铈的光催化基本原理如下图所示：当光照能量（hν）等于或大于氧化铈催化剂的禁
带宽度（Eg）时，其价带（VB）上的电子（e ）会受激发跃迁至导带（CB），留下带正电荷的
空穴（h+），形成光生电子—空穴对，进而与吸附的物质发生氧化还原反应。则在氧化还原反应
中，空穴可视为________（填“氧化剂”或“还原剂”），图中物质 A发生________（填“氧
化”或“还原”）反应。
光催化基本原理 乙二胺四乙酸
EDTA（乙二胺四乙酸，结构如上图所示）是一种常用的有机配体，能与多数金属离子形成
稳定的 1:1型络合物，在定量分析中应用广泛。
2．组成 EDTA的元素中，下面对气态基态原子第一电离能大小排列正确的是______。
A. N > O > H > C B. O > H > N > C
C. N > O > C > H D. N > C > O > H
3．EDTA中 C原子的杂化类型是________。
化学诊断卷（2026年 2月）第 1页（共 10页）
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在光催化反应体系中，CeO2与 EDTA的结合可进一步优化催化性能。EDTA 作为配体可稳
定铈的不同价态，而 CeO2的氧空位则能促进反应物的吸附与活化，二者协同作用显著提升了催
化效率。
4. 基态 Ce原子的核外电子排布式可简写为[Xe]4f15d16s2，其失去 4个电子形成 Ce4+时，失去电
子的顺序为_______。
A. 6s→4f→5d B. 4f→5d→6s C. 6s→5d→4f
5. 光催化过程中，光生电子—空穴对易发生复合导致催化效率降低，可通过掺杂金属离子抑制
复合。下列离子中，能有效掺杂 CeO2的有_______。（不定项）
A. Ti4+ B. Fe3+ C. Mn2+
CeO2基光催化剂可通过多步电子转移实现水分解与污染物氧化的耦合，其基元反应的能量
变化可通过盖斯定律关联，从而优化催化体系的热力学效率。
已知 CeO 光催化体系中，涉及以下基元反应（298K）：
1
① 2Ce4+ + H2O(l) = 2Ce3+ + 2H+ + O2(g) ΔH1 = +184 kJ·mol 12
② Ce4+ + e = Ce3+ ΔH2 = 121 kJ·mol 1
1
③ H2O(l) = H2(g) + 2 O2(g) ΔH3 = +286 kJ·mol
1
6. 请通过盖斯定律，推导光催化水分解半反应：2H2O(l) = 4H+ + O2(g) + 4e ，并计算该半反应的
焓变ΔH= _______ 。
7. 配平在弱酸性环境下 CeO2光催化还原 CO2的离子方程式：
____CO2 + ____Ce3+ + ____H+ === ____CH3OH + ____Ce4+ + ____H2O
8. 根据上述信息，CeO2—EDTA复合光催化体系在消除有机污染物中的作用有：吸附活化反应
物分子和__________________________。
9. 从 CeO2—EDTA复合光催化材料的结构与性能特点分析，该方法处理有机污染物效率高的原
因有___________________________、_______________________。（列举 2点）
化学诊断卷（2026年 2月）第 2页（共 10页）
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二 磷酸铁锂
LiFePO4（磷酸铁锂）是锂离子电池主流正极材料之一，具有结构稳定、安全性高、循环寿
命长等优点，广泛应用于动力电池与储能电池。
1. LiFePO4的上述应用，与其性质相关的是______。（不定项）
A．可逆氧化还原性 B．高熔点 C．高热稳定性 D．较高的密度
2. 在元素周期表中，基态 Fe原子的价电子排布式为______，P元素处于______区。
LiFePO4属于橄榄石型晶体，其晶胞结构如图所示；O 原子围绕 Fe形成正八面体结构、围
绕 P形成正四面体结构，这些多面体通过共顶点、共棱连接成空间链状结构，为锂离子的嵌入
与脱嵌提供了开放通道。
Fe
P
O
Li
3. 下列关于 LiFePO4晶体的说法正确的是______。（不定项）
A. 每个 LiFePO4晶胞中含有的 Li+数目为 6
B. Fe在晶体中的配位数为 4，形成正四面体结构
C. PO43 为正四面体结构，P—O键为极性共价键
D. 晶体中存在的化学键有金属键、离子键、共价键与配位键
4. 已知 LiFePO4晶胞参数为 a pm，阿伏加德罗常数的值为 NA，求该晶体的密度。（列式计算）
5. 与 Li 距离最近且相等的 PO43 构成的空间结构是______。
A. 正四面体 B. 正八面体 C. 立方体 D. 平面正方形
纳米 LiFePO4具有粒径小、比表面积大、锂离子扩散速率快等优点，可显著提升电池的性能。
6. 关于纳米 LiFePO4分散在 N-甲基吡咯烷酮中构成的分散系，下列说法正确的是______。（不
定项）
A. 在外加直流电场作用下，纳米 LiFePO4颗粒会发生定向移动
B. 纳米 LiFePO4颗粒半径小于 1 nm，不能透过半透膜
C. 纳米 LiFePO4颗粒具有较大的比表面积，可用来杀菌消毒
D. 分散系均一、稳定，静置不会出现沉淀
化学诊断卷（2026年 2月）第 3页（共 10页）
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以纳米 LiFePO 复合材料为正极的某锂离子电池工作示意图如下：
工作原理简写为：LiFePO4 + 6C FePO4 + LiC6
电池工作时，在两极间通过 Li+嵌入与脱嵌，实现能量的储存与释放，隔膜只允许 Li+通过。
7. 放电时，正极电极反应式为_____________________。
8. 充电时，若外电路通过 0.5 mol e ，则负极质量______（填“增大”或“减小”）______ g。
化学诊断卷（2026年 2月）第 4页（共 10页）
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三 盐酸鲁拉西酮
盐酸鲁拉西酮是一种新型抗精神病药物，主要用于治疗精神分裂症和双相情感障碍的抑郁发
作。其一种合成路线如下（部分试剂省略）：
M
A
A B C
D E F G
H I
1. 化合物 A中含氧官能团的名称为________。
2. 关于化合物 C的说法正确的是________。（不定项）
A. 能与 HCl反应
B. 能形成分子间氢键
C. 所有碳原子可能共平面
D. 含氧官能团的结构简式为—O—
3. 写出M的结构简式：________。
4. A→B、E→F的反应类型分别为________反应、________反应。
A. 取代 B. 消去 C. 氧化 D. 还原
5. 化合物 H中不对称碳原子的个数是________。
A. 2 B. 4 C. 6 D. 8
6. 盐酸鲁拉西酮中盐酸的作用是________。
7. 设计实验证明化合物 D中含有不饱和碳原子。
化学诊断卷（2026年 2月）第 5页（共 10页）
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8. Z是 E的同分异构体，经________测定，其含有苯环。
A. 原子发射光谱 B. 红外光谱 C. 核磁共振氢谱 D. 质谱
写出 1种满足下列条件的 Z的结构简式：
①能与 FeCl3发生显色反应；
②1 mol Z最多消耗 2 mol NaOH；
③苯环上的一氯代物只有 2种。
9. 参照上述合成路线，以 和 CH3CH2OH为原料合成 （无机试剂任选）
已知：
化学诊断卷（2026年 2月）第 6页（共 10页）
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四 肼的催化转化与应用
肼（分子式为 N2H4，结构简式为 H2N—NH2）是一种重要的化工原料和火箭推进剂，具有
强还原性。工业上常用氨氧化法制备，在催化剂作用下，肼可发生分解反应，或与过氧化氢、氧
气等氧化剂反应，释放大量能量。已知反应：
① N2H4(g) N2(g) + 2H2(g) ΔH1 = + 50.6 kJ·mol 1
② N2H4(g) + 2H2O2(l) N2(g) + 4H2O(g) ΔH2 = 642.2 kJ·mol 1
③ N2H4(g) + O2(g) N2(g) + 2H2O(g) ΔH3 = + 534.0 kJ·mol 1
1. 比较肼（N2H4）、过氧化氢（H2O2）和乙烷（C2H6）的沸点高低，并说明原因：______。
2. 恒温恒容下，向 2L的密闭容器中通入 1.0 mol N2H4(g)，发生反应①。反应 10 min时达到平衡，
测得容器内N2的物质的量为 0.4 mol。则 10 min内H2(g)的平均反应速率 v(H2) =____mol·L 1·min 1；
平衡时 N2H4(g)的转化率为______。
3. 恒温恒容时，向密闭容器中通入一定量的 N2H4(g)和 O2(g)，发生反应③。下列能说明该反应
达到化学平衡状态的是______（不定项）。
A. 容器内气体的总压强不再变化
B. 混合气体的平均相对分子质量不再变化
C. 单位时间内，每生成 1 mol N2，同时有 1 mol O2被消耗
D. 容器内，c(N2H4):c(O2):c(N2):c(H2O) = 1:1:1:2
4. 下列关于反应②的ΔH TΔS随温度 T的变化趋势正确的是______。
ΔH-TΔS ΔH-TΔS ΔH-TΔS ΔH-TΔS
0 T 0 T 0 T 0 T
A. B. C. D.
5. 一定条件下，改变 N2H4(g)和 H2O2(l)的投料比 n(N2H4)/n(H2O2)，产物中 N2(g)和 H2(g)的物质的
量之比随投料比的变化如下图所示。随着投料比的增大，n(N2)/n(H2)先减小后增大，原因是______。
化学诊断卷（2026年 2月）第 7页（共 10页）
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以负载型 Ru/TiO2为催化剂时，肼分解的初始阶段反应过程如下图所示：
a b c d e f
部分—H可能与吸附的 N2H4反应，生成 NH3和—NH2。
6. 上述过程中，若反应体系中混入少量 CO(g)，除生成 CO2(g)和 H2O(g)外，还可能生成的含氮
有机物有______（写出一种物质的结构简式）。
7. 在 Ru/TiO2催化剂作用下，测得不同温度、相同时间内肼转化率及 N2选择性（生成 N2的肼占
总转化肼的比例）随温度变化情况如下图所示。说明：
（1）肼转化率在温度高于 400℃后急剧下降的原因；
（2）N2选择性在 T1到 T2区间内持续升高可能的原因。
肼的衍生物如硫酸肼（N2H6SO4）在航天领域也有广泛应用。我国火箭推进剂设计规范强制
要求，以 N2H6SO4为基底推进剂的有效氢含量需达到 0.05以上，以保证足够的能量输出。
已知：
①有效氢含量定义为：单位质量的物质中，可释放为氢气的氢元素的质量分数，计算公式
m(生成的H )
为：有效氢含量 2 100%
m(物质)
②硫酸肼在催化分解反应中，分子内的氢元素可转化为 H2，反应式为：
N2H6SO4(s) = N2(g) + 2H2(g) + H2SO4(l)
8. 硫酸肼在水中的电离方程式为______；其水溶液呈______（填“酸性”“中性”或“碱性”），
原因是______（用离子方程式表示）。
9. 计算 N2H6SO4的有效氢含量______%（结果保留两位小数）；若某推进剂配方中仅含硫酸肼
和惰性添加剂，且该配方的有效氢含量为 0.024，则配方中硫酸肼的质量分数为______（结果保
留两位小数）。
化学诊断卷（2026年 2月）第 8页（共 10页）
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五 废旧锌锰干电池中锌和锰的回收利用
废旧锌锰干电池的主要成分为MnO2、Zn、Fe2O3、炭粉及少量 CuO，实验室回收其中锌和
锰的实验如下：
分别称取两份质量均为 1.500 g的废旧锌锰干电池粉末样品。
实验一 回收锌
步骤 I：向其中一份样品中加入适量稀 H2SO4、2%H2O2溶液，充分反应，使 MnO2转化为
MnSO4，且使 Zn、Fe2O3、CuO 溶解，过滤除去炭粉等不溶物，得到浸出液（含 Zn2+、Mn2+、
Fe3+、Cu2+）和富铜渣。
步骤 II：向浸出液中加入过量 Zn粉，除去 Fe3+、Cu2+，过滤，滤液经处理后电解得到金属
Zn 0.325g。
1. 步骤 I中，H2O2主要作______。
A. 催化剂 B. 氧化剂 C. 还原剂 D. 氧化剂和还原剂
步骤 I中，相同条件下，反应温度对浸出液中锌含量、H2SO4浓度对富铜渣中铜含量的影响
如图 1、图 2所示。
图 1 图 2
浸出液中锌元素质量
已知：锌含量= ×100%；铜含量= 富铜渣中铜元素质量 ×100%
废旧锌锰干电池中锌元素质量 废旧锌锰干电池中铜元素质量
2. 图 1中，温度升高至 75℃以上，浸出液中锌含量下降的原因是______；图 2中，温度不变，
随着 H2SO4浓度增加，富铜渣中铜含量增大的原因是______。（各写一条）
实验二 锰含量测定
步骤 I：向另一份 1.500 g的样品中加入足量稀 H2SO4和过量 KI溶液，充分反应，使样品中
的全部转化为，同时生成 I2：
MnO2+ 2I + 4H+ = Mn2+ + I2 + 2H2O
步骤 II：将所得溶液转移至锥形瓶中，用 0.05000mol·L 1 Na2S2O3标准溶液滴定，以淀粉溶
液为指示剂：
I2 + S2O32 = 2I + S4O62
进行平行实验，平均消耗 Na2S2O3标准溶液 20.00 mL。
3. 滴定终点的判断：______。
化学诊断卷（2026年 2月）第 9页（共 10页）
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4. 已知：锰回收率= 电解得到的金属锰质量 ×100%。若实验一电解得到金属Mn 0.011g，通过
废旧锌锰干电池中锰元素质量
实验一和实验二，计算锰回收率=______。（结果保留至小数点后 2位）
5. 下列操作中，会导致锰回收率测定结果偏低的是______。（不定项）
A. 滴定过程中，锥形瓶中液体溅出
B. 淀粉指示剂在滴定至溶液呈浅黄色时才加入
C. 滴定前，锥形瓶中反应液未充分冷却就开始滴定
D. 配制的 Na2S2O3标准溶液久置后未重新标定，直接使用
实验三 回收铜
将实验一所得富铜渣（主要含有粗铜、Fe(OH)3、Cu(OH)2和炭粉）通过以下流程回收铜：
6. 检验过滤后的滤液中含有 Fe3+的试剂为________（填名称）。
7. 试剂 X为________（填字母），并说明选择理由：________。
A. 氯化钠溶液 B. 稀盐酸 C. 硫酸铜溶液 D. 氢氧化钠溶液
8. 滤液再生时，通入 Cl2发生反应的离子方程式为________；再生得到的腐蚀液可循环使用，其
主要成分为________（填化学式）。
9. 用一定浓度的 NaCl溶液浸出铜元素时，体系中存在以下分步络合反应：
Cu2+(aq) + xCl (aq) [CuClx]2 x(aq)（x=1,2,3,4）
其分步平衡常数 Kx的值如下表所示：
x 1 2 3 4
Kx 2.51 9.98 31.57 6.31
现测得浸出液中游离 Cl 的浓度 c(Cl ) = 5.0 mol·L 1。

则： c([CuCl3] )2 _________（结果保留两位有效数字）c(Cu ) c([CuCl] ) c([CuCl2 ]) c([CuCl 3] ) c([CuCl ]2 4 )
化学诊断卷（2026年 2月）第 10页（共 10页）
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化学 诊断卷（2026年 2月）
评分标准与参考答案
一 光催化材料（18分）
1. 氧化剂（1分）；还原（1分）
2. A（2分）
3. sp2和 sp3（2分，只写 sp2或 sp3得 0分）
4. C（2分，根据实际情况考虑选 A是否得 1分）
5. BC （2分）
6. + 852 kJ·mol 1（2分）
7. CO2 + 6Ce3+ + 6H+ = CH3OH + 6Ce4+ + H2O（2分）
8. 催化氧化（或还原）污染物、稳定 Ce的价态以维持催化循环、促进光生电子—空穴对
的分离与转移等（2分，合理即给分）
9. 具有丰富的氧空位，可高效吸附并活化反应物分子，提升反应活性；EDTA作为配体稳
定 Ce的不同价态，抑制光生电子—空穴对的复合，延长载流子寿命；CeO2的能带结构匹配，
光生载流子能有效参与氧化还原反应；复合体系的协同作用显著提升了催化效率等。（2分，
合理即给分）
二 磷酸铁锂（18分）
1. AC（2分）
2. 3d64s2（1分）；p（1分）
3. C（2分）
4. （3分，若答案正确只要有过程就得 3分，答案错误有步骤得 1分，完全空白得 0分）
每个晶胞含有 4个 LiFePO4单元
m 4 (7 56 31 16 4) g 632 g
NA NA
V a3 10 30cm3 m 632 10
30
g cm 3
V N 3A a
5. B（2分）
6. AD（2分）
7. FePO4 + Li+ + e = LiFePO4（2分）
化学（2026年 2月）答案 第 1页（共 3页）
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8. 增大（1分）；3.5（2分）
三 盐酸鲁拉西酮（20分）
1. 羟基（1分）
2. A（2分）
3. （2分）
4. A（1分）；D（1分）
5. C（1分）
6. 使鲁拉西酮形成盐酸盐，增加水溶性（或稳定性）（2分）
7. 取少量化合物 D于试管中，加入适量无水乙醇使其溶解，向溶液中滴加少量溴的四氯
化碳溶液，振荡，若观察到溶液的红棕色褪去，则证明化合物 D中含有不饱和碳原子。
或 取少量化合物 D于试管中，加入适量丙酮使其溶解，向溶液中滴加少量酸性 KMnO4溶
液，振荡，若观察到溶液的紫红色褪去，则证明化合物 D中含有不饱和碳原子。（2分，没
写用合适的有机溶剂溶解得 1分）
8. B（1分）； 或 或 或
（2分）
9. （4分，每写对一个产物和反应条件得 1分）
四 肼的催化转化与应用（22分）
1. 沸点顺序：H2O2 > N2H4 > C2H6；H2O2和 N2H4分子间存在氢键，H2O2分子间氢键作用
更强，C2H6分子间仅存在范德华力，氢键的作用力远大于范德华力。（2分）
化学（2026年 2月）答案 第 2页（共 3页）
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2. 0.04 mol·L 1·min 2（1分）；40%（1分）
3. AB（2分）
4. D（2分）
5. 投料比较小时，H2O2过量，会氧化反应①生成的 H2，使 n(N2)/n(H2)较大；随着投料比
增大，H2O2相对减少，氧化 H2的能力减弱，n(N2)/n(H2)减小；当投料比过大时，N2H4过量，
反应①（生成 H2）的占比增大，n(N2)/n(H2)又增大。（2分）
6. OHC—NH2（2分）
7. （1）温度高于 400℃后，催化剂活性急剧下降甚至失活，反应速率显著减慢，肼转化
率急剧降低。（2分）（2）T1到 T2区间内，温度升高使催化剂对生成的 N2反应选择性增强，
或副反应速率增幅小于生成 N2的反应速率增幅，N2选择性持续升高。（2分）
8. N2H6SO4 = N2H62+ + SO42 （1分）；酸性（1分）；N2H62+ + H2O N2H5+ + H3O+（1分）
9. 3.08%（2分）；0.78（1分）
五 废旧锌锰干电池中锌和锰的回收利用（22分）
1. C（2分）
2. 温度升高至 75℃以上， H2O2受热分解，浓度降低，MnO2不能被充分还原为Mn2+，未
被还原的MnO2覆盖在 Zn表面，阻止 Zn与稀 H2SO4反应，导致锌的浸出率下降，浸出液
中锌含量降低；（2分）随着 H2SO4浓度增加，溶液酸性增强，富铜渣中的 CuO与稀硫酸
反应更充分：生成的 Cu2+浓度增大。在后续步骤中，加入过量 Zn粉时，Zn会与 Cu2+发生
置换反应：生成的 Cu单质进入富铜渣，导致富铜渣中铜的含量增大。（2分）
3. 当滴入最后半滴 Na2S2O3标准溶液时，溶液由蓝色变为无色，且 30s内不恢复。（2分）
4. 40.00%（2分）
5. CD（2分）
6. 硫氰化钾溶液（2分，写“KSCN溶液”得 0分）
7. B（1分）；固体为 Fe和 Cu的混合物，稀盐酸可与 Fe反应溶解，而不与 Cu反应，过
滤后可分离得到 Cu单质。（2分）
8. 2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl （2分）；FeCl3（1分）
9. 0.031（2分）
化学（2026年 2月）答案 第 3页（共 3页）
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