河北省保定市2020届-2022届高考化学三年模拟（一模）试题汇编-综合、推断、流程题

这是一份河北省保定市2020届-2022届高考化学三年模拟（一模）试题汇编-综合、推断、流程题，共25页。试卷主要包含了工业流程题，原理综合题，有机推断题等内容，欢迎下载使用。
河北省保定市2020届-2022届高考化学三年模拟（一模）试题汇编-综合、推断、流程题

一、工业流程题
1．（2020·河北保定·统考一模）随着电动自行车市场保有量的不断增加，废弃的铅酸蓄电池已变成不容忽视的一种环境污染源，处理不当会加大对大气、水和土壤的污染。用新方案和新工艺处理废旧铅酸蓄电池，可以达到节能减排、防治污染和资源循环利用的目的。一种处理废旧铅酸蓄电池的流程如下：

已知：Ksp(PbSO4)=1.6×10-8和Ksp(PbCO3)=7.4×10-14
回答下列问题：
(1)废旧电池预处理时需要将电池放电完全，这样做的目的是____。
(2)写出铅膏脱硫时的离子方程式____。
(3)传统的铅蓄电池的处理工艺是将电池破碎后，洗涤，干燥，直接送入回转炉熔炼。而该工艺使用纯碱脱硫的显著优点是____。
(4)某同学查阅资料发现：儿童从空气中吸入的铅量是成人吸入量的1.6～1.7倍。为了探讨这个现象，展开了相关探究，他通过取样分析，得到了以下实验数据：
离地面高度
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
铅的浓度(μg/cm3)
1.10
0.98
0.91
0.72
0.66
0.54
0.50

①该同学探究的课题名称为____。
②分析以上实验数据，可以得出的结论是___。
③造成此结果的原因可能是____。
(5)在走访调查中，小明同学收集了某铅酸蓄电池处理厂排出的废水样品，为了判断废水中含铅的浓度是否符合排放标准，他设计了如下方案并进行了实验：

上述实验中如果缺少操作M，所测得结果会 ___(填“偏大”、“偏小”、或“无影响”)。
2．（2021·河北保定·统考一模）钛白粉学名二氧化钛(TiO2)是性能最佳、应用最广、用量最大的白色颜料。钛铁矿(FeTiO3)中往往含有Fe2O3、MgO、CaO、Al2O3、SiO2等杂质。一种硫酸法钛白粉生产工艺如图：

已知：①酸解后，钛主要以TiOSO4形式存在。强电解质TiOSO4在溶液中仅能电离出SO和一种阳离子。
②H2TiO3不溶于水和稀酸。
(1)磨矿的目的是___。
(2)滤渣①的主要成分是___。
(3)酸解过程中，写出FeTiO3发生反应的化学方程式__。
(4)还原过程中，加入铁粉的目的是还原体系中的Fe3+。为探究最佳反应条件，某实验室做如下尝试。
①在其它条件不变的情况下，体系中Fe(Ⅲ)含量随pH变化如图1，试分析在pH介于4~6之间时，Fe(Ⅲ)含量基本保持不变的原因：__。
②保持其它条件不变的情况下，体系中Fe(Ⅲ)含量随温度变化如图2，55℃后，Fe(Ⅲ)含量增大的原因是___。

(5)水解过程是硫酸法制钛白工艺中的重要一步：
①水解过程中得到沉淀③的化学式为__。
②一定量Fe2+的存在有利于水解工艺的进行，因此在水解之前，先要测定钛液中Fe2+的含量。实验室常用酸性高锰酸钾溶液进行滴定，用离子方程式表示其原理__。
3．（2022·河北保定·统考一模）氧化锌又称锌白，作为添加剂在多种材料和产品中有广泛应用。一种以锌精矿(主要成分是，还有、，等杂质)为原料制备锌白的工艺流程如下：

已知：25℃时相关物质的如下表：
物质












回答下列问题：
(1)滤渣I的主要成分除过量外，还有S和_______(填化学式)。“浸出”时，氧化的离子方程式为_______。
(2)“沉铁”时，滴加氨水需要调节最低为_______(通常认为残留在溶液中离子浓度时，沉淀完全)。
(3)“萃取，反萃取”时发生的反应是(有机萃取剂)，有机萃取剂能分离和，能分离出的原因是_______。为了提高反萃取效率，反萃取剂应该呈_______(填“酸”“碱”或“中”)性。
(4)“深度净化”中加的目的是_______。
(5)①“沉锌”时，充分反应，过滤，洗涤得到碱式碳酸锌[]，其反应的离子方程式为_______，检验沉淀洗涤干净的方法是_______。
②为测定碱式碳酸锌[]的组成，称取一定量的碱式碳酸锌，充分加热分解，产生的气体依次通过足量浓硫酸和碱石灰，分别增重0.72g和0.88g，则该碱式碳酸锌的化学式为_______。

二、原理综合题
4．（2020·河北保定·统考一模）CO和H2是工业上最常用的合成气，该合成气的制备方法很多，它们也能合成许多重要的有机物。回答下列问题：
(1)制备该合成气的一种方法是以CH4和H2O为原料，有关反应的能量变化如图所示。

CH4 (g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2 (g)的热化学方程式为____。
(2)工业乙醇也可用CO和H2合成，常含一定量甲醇，各国严禁使用成本低廉的工业酒精勾兑食用酒，但一般定性的方法很难检测出食用酒中的甲醇。有人就用硫酸酸化的橙色K2Cr2O7溶液定量测定混合物中甲醇的含量，甲醇与酸性K2Cr2O7溶液反应生成CO2、Cr2(SO4)3等物质，写出其化学方程式 ___________。
(3)为了检验由CO和H2合成气合成的某有机物M的组成，进行了如下测定：将1.84gM在氧气中充分燃烧，将生成的气体混合物通过足量的碱石灰，碱石灰 增重4. 08 g，又知生成CO2和H2O的物质的量之比为3:4。则M中碳、氢、氧原子个数之比为____。
(4) CO2和H2合成甲醇涉及以下反应：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)  ∆H=-49.58kJ/mol。在反应过程中可以在恒压的密闭容器中，充入一定量的CO2和H2，测得不同温度下，体系中CO2的平衡转化率与压强的关系曲线如图所示：

①反应过程中，表明反应达到平衡状态的标志是______;
A．生成3mol O-H键，同时断裂3mol H-H键   B．容器中气体的压强不再变化
C．容器中气体的平均摩尔质量不变            D．CH3OH的浓度不再改变
②比较T1与T2的大小关系：T1 ___T2 (填“”)。
③在T1和P2的条件下，向密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2，该反应在第5 min时达到平衡，此时容器的容积为2.4 L，则该反应在此温度下的平衡常数为____，保持T1和此时容器的容积不变，再充入1mol CO2和3mol H2，设达到平衡时CO2的总转化率为a，写出一个能够解出a的方程或式子 ___(不必化简，可以不带单位)。
5．（2021·河北保定·统考一模）SO2具有抗氧化、保鲜、防腐、脱色等功用，合理利用二氧化硫可服务于人们更好的生活。但空气中过量的二氧化硫会形成酸雨、易引起呼吸道疾病等问题，因此，二氧化硫的污染治理是化学研究的重要课题。
(1)“钙基固硫”的原理是燃煤时加入CaCO3或CaO以减少二氧化硫的排放，涉及的反应有：
①CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H1=+178.2kJ·mol-1
②CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s)△H2=-402.0kJ·mol-1
③2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s)△H3=-2314.8kJ·mol-1
则2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)△H=___。
(2)石灰石—石膏法是一种常见的“钙基固硫”方法。其中，石灰石的溶解率与脱硫效果有着密切的关系。根据双模理论，可将催化条件下CaCO3吸收SO2宏观反应分为三步：
i.本征反应，即在催化剂作用下，溶解的SO2和Ca2+发生化学反应，且反应在液相中进行，反应速率为RA；
ii.CaCO3由固相溶解进入液相，溶解速率为RB；
iii.SO2由气相扩散进入液相，扩散速率为RC。
温度变化对总反应速率的影响如图，温度在25～45℃时，总反应速率受____(填“RA”、“RB”或“RC”)控制。45～55℃曲线呈下降趋势的原因：一是CaCO3溶解度随温度的升高而降低；二是___。

(3)硝化法既能生产硫酸，也能处理二氧化硫，主要反应为：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)△H”或“     温度升高，反应速率增大     1.5     0.75
【详解】(1) ①CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H1=+178.2kJ·mol-1②CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s)△H2=-402.0kJ·mol-1③2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s)△H3=-2314.8kJ·mol-1，根据盖斯定律，△H=2×①+2×②+③=2×178.2-2×402-2314.8=-2762.4 kJ·mol-1；
(2)在较低温度中升高温度对反应速率影响较大，故温度在25～45℃时，总反应速率受RA控制；温度继续升高，会影响溶解度，则45～55℃曲线呈下降趋势的原因：一是CaCO3溶解度随温度的升高而降低；二是二氧化硫溶解度随温度升高而降低；
(3)①根据已知条件列出三段式，设加入二氧化氮和二氧化硫为1，反应消耗为x，，达到平衡时NO和NO2的浓度之比为3：1，即，解得x=0.75，平衡常数；
②，故平衡正向移动，v正>v逆；
(4)①，，故，由此得出结论，温度升高，反应速率增大；
②平衡常数受温度影响，2、3组温度一样，反应后C仍为0.4，为等效平衡，极值转化后与第二组起始量相同，第二组起始量为2，1，0，第三组为a，b，0.5，故a+0.5=2，b+0.25=1，即a=1.5，b=0.75；
6．(1)
(2)     Ⅱ     温度一定，越大，的转化率越小     >     1     20%     4
(3)

【解析】（1）
由盖斯定律可知，==，故答案为：。
（2）
①由图可知，下，越大，的转化率越小，故曲线Ⅱ表示的转化率随的变化，故答案为：Ⅱ；温度一定，越大，的转化率越小。
②由于，则越大，的转化率越大，则曲线Ⅰ表示的转化率随的变化，故；曲线Ⅰ中，下的平衡转化率与曲线Ⅱ中时的平衡转化率相同，故，故答案为：>；1。
③下，时，总压为100kPa，的转化率为80%，设起始时NO和CH4的物质的量均为1mol，列出三段式，

平衡时气体总物质的量为：(0.8+0.2+0.4+0.2+0.4)mol=2mol，平衡时、、、和分别为40kPa、10kPa、10kPa、20kPa和20kPa，故的体积分数为；
时该反应的标准平衡常数，故答案为：20%；4。
（3）
电解池中阳极发生氧化反应，由题给信息可知，在碱性条件下转变为硝态氮，氮元素化合价升高，发生氧化反应，则阳极的电极反应式为，故答案为：。
7．     氨基乙酸     取代反应     硝基和羟基     + +H2O     8          2    
【分析】根据流程图，A()和发生取代反应生成B()，B和磷酸在加热条件下发生取代生成C，C在一定条件下转化为，中的一个氯原子被取代转化为D；X与HCN发生加成反应生成Y，Y和氨气在一定条件下发生取代反应生成Z，Z在酸性条件下水解得到W，D和R在一定条件下反应生成E，根据E和D的结构简式，可推出R的结构简式为，由此可知W和在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成R，据此分析解答。
【详解】(1)W的结构简式为，结构中有羧基和氨基，化学名称为氨基乙酸；根据分析，反应①为A()和发生取代反应生成B()，反应类型为取代反应；
(2)A的结构简式为，含氧官能团的名称为硝基和羟基；
(3)根据分析，反应⑦为W和在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成R，R的结构简式为，化学方程式+ +H2O；
(4)B的结构简式为，①苯的二取代物且苯环上含有硝基；②可以发生水解反应，说明另一个取代基为酯基，该酯基的结构可为-OOCCH3或-COOCH3或-CH2OOCH，在苯环上与硝基分别有邻间对三种位置，分别为：、、、、、、、、，除去自身外结构外，共有8种； 上述同分异构体中核磁共振氢谱为3:2:2，说明分子中含有三种不同环境的氢原子且个数比为3:2:2，则符合要求的结构简式为 ；
(5)已知与4个不同的原子或原子团相连的碳原子称为手性碳，有机物中手性碳的位置为，有2个；的水解产物为，的结构中的-COOH可由-CN酸性条件下水解得到，而与HCN发生加成反应可生成，再结合苯甲醇催化氧化可得到苯甲醛，则合成路线为：。
8．     甲醛     加成反应     +               7          4
【分析】根据题中所给信息和A的分子式为CH2O，可推知A的结构简式为HCHO，HCHO和 发生加成反应生成B，B的结构简式为 ，B在酸性条件下脱水，生成C，C的结构简式为 ，C和发生已知所给的反应生成N，N的结构简式为 ，N水解生成D，D的结构简式为 ，D在H2SO4条件下发生重排，生成 ，由 和 逆推醇G的结构简式为 ，逆推醛F的结构简式为 ，据此解答。
【详解】(1)由上分析可知，A的结构简式为HCHO，名称为甲醛；答案为甲醛。
(2)由上分析可知，A的结构简式为HCHO，B的结构简式为 ，HCHO和 发生加成反应生成B；答案为加成反应。
(3)C的结构简式为 ，N的结构简式为 ，由C和M生成N的方程式为+；答案为+。
(4)由上分析可知，D的结构简式为 ；答案为 。
(5)由上分析可知，醛F的结构简式为 ；答案为 。
(6)B中具有 、—OH且不与NaHCO3反应，即不含羧基的同分异构体(不考虑B)有 、 、 、 、 、、 共7种，其中核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为6：1：1的同分异构体的结构简式为 ，在所有的同分异构体(不考虑立体异构)中，含有手性碳原子的异构体有(标有“*”为手性C原子) 、 、 、 共4种；答案为7； ；4。
9．(1)     对硝基苯酚或4-硝基苯酚     还原反应
(2)     酯基和羰基(或酮基)     5
(3)
(4)+2Br2+2HBr
(5)     11    
(6)

【解析】(1)
有机物为，苯酚为母体，硝基为取代基，的名称是：对硝基苯酚或 硝基苯酚，反应是硝基转化为氨基，组成上去氧加氢，属于还原反应，故答案为：对硝基苯酚或 硝基苯酚；还原反应
(2)
D中含氧官能团的名称为酯基和羰基(或酮基)，D与足量加成后的产物为，其中标“*”的为手性碳原子；故答案为：酯基和羰基(或酮基)，5
(3)
E的结构简式为。
(4)
G→H反应为 与溴发生取代反应生成，反应的化学方程式为 ＋。
(5)
满足条件的C的同分异构体中苯环上的基团为、、、，邻、间、对三种位置异构，共有11种；其中，核磁共振氢谱有4种吸收峰，且峰面积之比为3∶2∶2∶2的同分异构体的结构简式为。
(6)
仿照上述合成路线，以硝基苯和为原料，制备的合成路线：。
【点睛】本题以医药“阿比多尔”中间体的合成为载体，体现对有机化合物的制备、物质结构、反应类型、官能团名称、结构简式和合成路线等有机化学知识的基础性、综合性、应用性和创新性的考查。考查学生的理解与辨析、分析与推测、归纳与论证能力。