陕西省安康市2023届高三下学期第三次质量联考理科综合化学试题（含解析）

这是一份陕西省安康市2023届高三下学期第三次质量联考理科综合化学试题（含解析），共19页。试卷主要包含了单选题，实验题，工业流程题，原理综合题，结构与性质，有机推断题等内容，欢迎下载使用。
陕西省安康市2023届高三下学期第三次质量联考理科综合化学试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．化学与生产、生活、科技及环境等密切相关。下列说法正确的是
A．在硫酸工艺中用纯水在吸收塔中吸收SO3制备硫酸
B．大气中PM2.5比表面积大，吸附能力强，能吸附许多有毒有害物质
C．工业上用电解熔融氯化钠和熔融氧化镁的方法，来制备金属钠和镁
D．食品包装袋中常有硅胶、生石灰、还原铁粉等，其作用都是防止食品氧化变质
2．工业上可通过“酸性歧化法”和“电解法”制备。“酸性歧化法”中，利用软锰矿(主要成分为)先生成，进而制备的流程如下所示。

实验室中模拟“酸性歧化法”制备。下列说法正确的是
A．为加快“熔融”反应速率，可将矿石粉碎，并用玻璃棒不断翻炒固体
B．“酸化”时若改用盐酸，则反应为
C．“结晶”获取晶体时采用蒸发结晶
D．该流程中涉及到的氧化还原反应至少有2个
3．用下列装置进行相应实验，装置正确且能达到相应实验目的的是

A．用甲装置可配制一定物质的量浓度的硫酸溶液
B．用乙装置进行铁与水蒸气的反应，点燃肥皂泡，可检验产物
C．用丙装置可证明非金属性强弱：
D．用丁装置先通入，后通入，可模拟“侯氏制碱法”制取
4．下列反应的离子方程式正确的是
A．向溶液中滴加溶液恰好使沉淀质量最大：
B．硫酸铁溶液与氨水反应：
C．溶液吸收少量[已知：]：
D．乙酸苯酚酯()和足量的NaOH溶液共热：
5．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等，Y的原子序数是Z的最外层电子数的2倍，由W、X、Y三种元素形成的化合物M的结构如图所示。下列叙述正确的是

A．元素非金属性强弱的顺序：W>Y>Z B．原子半径：X>Y>Z
C．Y的简单氢化物比W的简单氢化物稳定 D．化合物M中W不都满足8电子稳定结构
6．高电压水系锌—有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是

A．放电时，负极反应式为
B．放电时，正极区溶液的增大
C．充电时，转化为转移电子
D．充电时，中性电解质的浓度增大
7．均苯三甲酸(    ，用 H3T 表示)水溶液存在如下平衡：H3TH2T－ HT2− T3−，向0.1 mol· L−1H3T溶液中加入HCl(g)或NaOH(s)时(忽略溶液体积的变化)，溶液中各含T微粒的分布系数 δ(X)随溶液pH变化的曲线如图所示：
  
已知δ(X)＝
下列说法错误的是
A．若用NaOH(aq)滴定H3T(aq)至恰好生成Na2HT，可选甲基橙作指示剂
B．M点，c(H+ )＝
C．0.1 mol·L−1的Na2HT溶液中：c(Na+ )＞c(H2T－) ＞c(T3−)＞c(H+ )
D．25°C时HCN的电离平衡常数，则HT2－与CN-不能大量共存

二、实验题
8．研究小组以无水甲苯为溶剂，PCl5(易水解)和NaN3为反应物制备米球状红磷。该红磷可提高钠离子电池的性能。
(1)甲苯干燥和收集的回流装置如图1所示(夹持及加热装置略)。以二苯甲酮为指示剂，无水时体系呈蓝色。
  
①存贮时，Na应保存在___________中。
②冷凝水的进口是___________(填“a”或“b”)。
③用Na干燥甲苯的原理是___________(用化学 方程式表示)。
(2)纳米球状红磷的制备装置如图2所示(搅拌和加热装置略)。
  
①在Ar气保护下，反应物在A装置中混匀后转入B装置，于280°C加热12小时，反应物完全反应。其化学反应方程式为___________。用Ar气赶走空气的目的是___________。
②经冷却、离心分离和洗涤得到产品，洗涤时先后使用乙醇和水，依次洗去的物质是___________和___________。
③所得纳米球状红磷的平均半径R与B装置中气体产物的压强p的关系如图3所示。欲控制合成R＝125nm的红磷，气体产物的压强为___________kPa。
  

三、工业流程题
9．以菱锌矿(主要含有ZnCO3，另含有少量CaO、Fe2O3、FeO、CoO、CuO、SiO2等)为原料电解制Zn的流程如图：
  
相关难溶物溶度积常数如下表：
物质
Fe(OH)3
Zn(OH)2
MgF2
CaF2
Ksp
2.7×10−39
1.3× 10−17
5.2×10−11
3.9×10−9
(1)“酸浸”时为提高锌的浸出率，可采取的措施有___________(写出一种即可)。
(2)“调pH过滤”中，物质X最适宜选择___________(填标号)。
A．NaOH          B．Ca(OH)2 C．NH3·H2O
(3)“氧化过滤”中，Fe2+转化为Fe(OH)3的离子方程式为___________。若反应结束时，溶液pH为5，则残留的c(Fe3+)＝___________mol·L−1。
(4)H2O2是常见的氧化剂，其电子式为___________， “氧化过滤”时H2O2需稍多加，其原因是_______。
(5)“脱钙镁过滤”后，溶液中＝___________。
(6)“电解”装置示意如图。
    
开始通电时，阳极表面形成PbO2，保护阳极不被酸性电解液腐蚀，相应的电极反应式为___________。

四、原理综合题
10．环境治理依然是当今的热点问题，研究新的环境治理手段具有重要意义。回答下列问题：
(1)2NO(g) +O2(g) 2NO2(g) ΔH＝－a kJ·mol−1的反应历程分以下两步：
①2NO(g) N2O2(g)，ΔH＝ －b kJ·mol−1；
②N2O2(g) +O2(g) 2NO2(g) ； ΔH＝ ___________(用含a、b的式子表示)kJ·mol−1。
(2)NH3催化还原 NO是重要的烟气脱硝技术，研究发现在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图1，请写出脱硝过程的总反应的化学方程式： ___________。
      
(3)利用如图2所示原理去除NO：
    
电解池中阴极反应式为___________，通过把甲酸与溶于甲醇和水混合溶剂里的NaOH混合，再通入SO2气体的方法可制得Na2S2O4；A口每产生224mLO2(体积已换算成标准状况，不考虑O2的溶解)，可处理NO的物质的量为___________mol。
(4)一定温度下，在体积为2 L的恒容密闭容器中加入4 molCO(g)和4 mol N2O(g)发生反应CO(g)+ N2O(g) CO2(g)+ N2(g)，测得CO(g)和CO2(g)的物质的量随时间的变化如图所示：
    
①从反应开始至达到化学平衡时，以CO2表示的平均化学反应速率为___________mol·L−1·min−1。
②在A点时， ___________(填“>”、“Cl>Si，A错误；
B．同周期从左到右，半径依次减小，原子半径：Na>Si>Cl，B正确；
C．元素的非金属性越强，形成的简单氢化物越稳定，非金属性：O>Si，所以H2O比SiH4稳定，C错误；
D．化合物M中W都满足8电子稳定结构，D错误；
故选B。
6．D
【分析】高电压水系锌-有机混合液流电池工作原理为：放电时为原电池，金属Zn发生失电子的氧化反应生成Zn2+，为负极，则FQ所在电极为正极，正极反应式为2FQ+2e-+2H+═FQH2，负极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)；充电时电解池，原电池的正负极连接电源的正负极，阴阳极的电极反应与原电池的负正极的反应式相反，电解质中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极。
【详解】A． 放电时为原电池，金属Zn为负极，负极反应式为，选项A正确；
B．放电时为原电池，正极反应式为2FQ+2e-+2H+═FQH2，即正极区溶液的pH增大，选项B正确；
C． 充电时电解池，阳极反应为FQH2-2e-=2FQ+2e-+2H+，则1molFQH2转化为FQ时转移2mol电子，选项C正确；
D． 充电时装置为电解池，电解质中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极，NaCl溶液中的钠离子和氯离子分别发生定向移动，即电解质NaCl的浓度减小，选项D错误；
答案选D。
7．C
【分析】由图可知H3T的K1、K2、K3依次为10-3.1、10-4.7、10-6.3。
【详解】A．的水解常数==，的电离常数为，的电离大于水解，溶液显酸性，应选甲基橙作指示剂，故A正确；
B．由图可知M点时，，=，，故B正确；
C．的溶液中：钠离子浓度最大，由A中分析已知的电离大于水解，则，故C错误；
D．的电离平衡常数，的电离常数为，则酸性：>，则与能发生反应生成HCN，不能大量共存，故D正确；
故选：C。
8．(1) 煤油 b 2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑
(2) 2PCl5+10NaN32P+15N2↑+ 10NaCl 防止PCl5遇空气中的水蒸气而发生水解 甲苯 NaCl 104

【分析】钠能和水反应，和甲苯不反应，用钠干燥甲苯，以无水甲苯为溶剂，PCl5和NaN3反应制取米球状红磷。
【详解】（1）①钠容易与空气中的氧气和水蒸气反应，故钠应保存在煤油中。
②为了充分冷凝蒸汽，冷凝管应从下口进水，即进水口是b。
③钠能和甲苯中的水反应从而除去甲苯中的水，反应的化学方程式为：2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑。
（2）①在Ar气保护下，反应物在A装置中混匀后转入B装置，以无水甲苯为溶剂，于280°C加热12小时，PCl5和NaN3反应生成米球状红磷。其化学反应方程式为：2PCl5+10NaN32P+15N2↑+ 10NaCl。PCl5易水解，所以需要用Ar气赶走空气。
②产品中混有甲苯和氯化钠，甲苯易溶于有机溶剂，氯化钠易溶于水，可以用乙醇洗去甲苯，然后用水洗去氯化钠。
③根据图像，R＝125nm对应横坐标为8，则纵坐标表示的压强为10×103=104。
9．(1)将焙烧后的产物碾碎(或增大接触面积、增大硫酸浓度)
(2)B
(3) 2Fe2++ H2O2+ 4OH＝2Fe(OH)3↓ 2.7×10−12
(4) H2O2易分解造成部分损失
(5)75
(6)Pb+2H2O －4e－＝4H++ PbO2

【分析】以菱锌矿(主要含有ZnCO3另含有少量CaO、Fe2O3、 FeO、 CoO、 CuO、SiO2等)为原料电解制Zn，菱锌矿加入硫酸酸浸，氧化钙转化为微溶的硫酸钙，二氧化硅不与硫酸反应,两者进入滤渣I，其他氧化物与稀硫酸反应转化离子留在滤液中，金属阳离子为: Zn2+、Fe2+、Fe3+、 Co2+、 Cu2+， 加H2O2氧化亚铁离子为铁离子，调节pH使铁离子形成氢氧化铁沉淀，进入滤渣2；再加Zn粉除Co2+、Cu2+， 转化为钴、铜沉淀进入滤渣3；此时滤液中主要为硫酸锌溶液，加HF除去杂质钙镁离子，滤渣4为氟化钙、氟化镁，最后硫酸锌溶液中加硫酸电解得到Zn。据此解答。
【详解】（1）将焙烧后的产物碾碎，增大硫酸的浓度等方式可提高锌的浸取率
（2）氢氧化钠会引入新的杂质钠离子，且成本较高，氢氧化钙不会引入新杂质，且成本较低，氨水容易分解产生氨气污染空气，且经济成本较高，故选B。
（3）氧化过滤中，亚铁离子被过氧化氢氧化生成氢氧化铁的离子方程式为：2Fe2++ H2O2+ 4OH＝2Fe(OH)3↓。若反应结束时，溶液中的pH为5，即氢离子浓度为10-5mol/L，则氢氧根离子浓度为10-9mol/L。残留的铁离子的浓度为。
（4）过氧化氢的电子式为，过氧化氢稍微多加，因为过氧化氢在铁离子催化下会分解，导致消耗量高于理论值。
（5）加氟化氢除去杂质钙镁离子，溶液中的
（6）阳极表面形成二氧化铅，相应的电极反应式为Pb+2H2O －4e－＝4H++ PbO2。
10．(1)b－a
(2)4NH3 +4NO+O2＝4N2 +6H2O
(3) 2+2e－+2H+ ＝ +2H2O 0.02
(4) 0.02 < 16

【详解】（1）①2NO(g) +O2(g) 2NO2(g) ΔH＝－a kJ·mol−1的反应历程分以下两步：
②2NO(g) N2O2(g)，ΔH＝ －b kJ·mol−1；
根据盖斯定律①-②得N2O2(g) +O2(g) 2NO2(g) ，ΔH＝－a kJ·mol−1-(－b kJ·mol−1)=(b-a) kJ·mol−1。
（2）根据图示，2molNH3、2molNO、0.5molO2反应生成2molN2和3molH2O，脱硝过程的总反应的化学方程式为4NH3 +4NO+O2＝4N2 +6H2O。
（3）根据图示，阴极得电子生成，阴极反应式为；阳极发生反应2H2O-4e-=O2+4H+，A口每产生224mLO2(体积已换算成标准状况，不考虑O2的溶解)转移0.04mol电子，NO得电子生成N2，N元素化合价由+2降低为0，根据得失电子守恒，可处理NO的物质的量为0.04mol÷2=0.02mol。
（4）①从反应开始至达到化学平衡时，CO2的物质的量变化3.2mol，以CO2表示的平均化学反应速率为mol·L−1·min−1 。
②在A点时，CO的物质的量继续减少，反应正向进行，N>C>H 6 1
(4) C

【详解】（1）已知Ga是31号元素，故基态Ga原子的核外电子排布式为：[Ar]3d104s24p1，则其价层电子排布式为4s24p1，故答案为：4s24p1；
（2）①已知GaCl3的熔点为77.9℃，则GaCl3为分子晶体，微粒间的作用力是范德华力，LiCl的熔点为605℃，则LiCl为离子晶体，微粒间的作用力是离子键，故熔点：LiCl＞GaCl3，故答案为：LiCl为离子晶体，微粒间的作用力是离子键，GaCl3为分子晶体，微粒间的作用力是范德华力；
②[GaH4]-中Ga的价层电子对数=4+=4，Ga为sp3杂化，无孤电子对，其立体构型为正四面体形，故答案为：正四面体形；
（3）①由图可知，化合物Ⅰ中环上C原子形成3个σ键，其杂化方式为sp2杂化，1mol化合物Ⅰ中除了环上6个σ键外，其余σ键如图所示：，则1mol化合物Ⅰ中含有的σ键的物质的量为17mol，化合物Ⅰ中所含元素为O、N、C、H，其电负性由大到小的顺序为O＞N＞C＞H，故答案为：sp2杂化；17mol；O＞N＞C＞H；
②由图可知，化合物Ⅱ中Ga的配位数为6，Ga为+3价，配体为-2价，配体共2个，所以整个配离子显-1价，则x=1，故答案为：6；1；
（4）①由晶胞结构可知，顶点和体心是O，上下面心是Li,棱上是Ga，所以沿着a轴的投影图为C，故答案为：C；
②由图可知，晶胞中顶点和体心是O，个数为：8×+1=2，上下面心是Li,个数是2×=1，棱上是Ga，个数是4×=1，晶胞的化学式LiGaO2，晶胞的质量为g，晶胞体积为（3.0×10-8cm×3.0×10-8cm×3.86×10-8cm），则其密度为ρ=== g•cm-3，故答案为：。
12．(1) 取代(或硝化) 醛基
(2)可与生成的反应，使反应②向正反应方向移动
(3)
(4)
(5)

【分析】第①步反应中，发生了硝化反应，可从第2步反应的产物中有硝基得到证实，根据基团的位置可以确定A是。第②步反应显然是酚羟基与卤代烃在碱性溶液中生成醚的一个反应：→。第③步反应，可从分子组成分析，前后差了1分子水，联系第⑤步反应的产物，这是一个脱水后形成五元环的反应：→。第④步反应，产物的分子组成多了2个H，少了2个O原子，加氢脱氧，应是硝基被还原成了氨基：→。第⑤步反应参照题给信息中的反应。第⑥步的(Boc)2O是由两分子C5H10O3脱水形成的酸酐，它与氮基反应生成酰胺。
【详解】（1）由分析可知反应①的反应类型为取代(或硝化)，反应③参加反应的官能团名称为醛基。
（2）反应②是酚羟基与卤代烃反应，有HCl生成，于是的作用就是除去生成的HCl，使溶液偏碱性，促进反应的进行。
（3）从反应流程图结合分析可知，反应⑤是氨基的氢与卤素原子结合成卤化氢脱去，化学方程式为： 。
（4）经过水解和氧化可得到化学式为的化合物Ⅰ，Ⅰ的同分异构体满足①分子结构中有一个六元环，该六元环可能由4个碳原子和一个O一个H构成，也可能由三个碳原子和三个杂原子构成；②谱显示分子中有3种氢原子，可知该结构必须为对称结构，其结构简式为。
（5）利用氨基的氢与氯代烃的卤素原子结合脱去卤代烃，实现碳链延长。所以利用甲苯硝化反应后，硝基再被还原为氨基， → → ；另外利用C=C与卤素加成反应得到氯代烃，，所以合成路线为：。