山西省晋城市2023届高三下学期第三次模拟考试理科综合化学试题（含解析）

这是一份山西省晋城市2023届高三下学期第三次模拟考试理科综合化学试题（含解析），共19页。试卷主要包含了单选题，实验题，工业流程题，有机推断题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
山西省晋城市2023届高三下学期第三次模拟考试理科综合化学试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．下列对有关情境描述中的化学知识解读错误的是
选项
情境描述
化学知识解读
A
真丝和纯棉面料服装穿着舒适，美观大方
真丝和纯棉是天然有机高分子材料
B
吃糖或面食过多，即便不吃油和肥肉也容易发胖
葡萄糖在体内可发生反应，可转化为脂肪
C
运动或劳动时产生的汗液的成分有尿素
尿素来自蛋白质的代谢
D
国画《千里江山图》中用到的国画颜料有石青 [Cu3 (OH)2 (CO3)2]和石绿[Cu2 (OH)2CO3]
石青和石绿的主要成分都属于碱类
A．A B．B C．C D．D
2．Robinson合环反应是合成多环化合物的重要方法，例如：
  
下列说法中正确的是
A．有机物、、属于同系物
B．有机物、、均含有手性碳原子
C．有机物中所有原子可能在同一平面内
D．有机物完全氢化后的名称为2-丁醇
3．利用下列实验装置及操作不能达到实验目的的是
  
  
  
  
A．用NaOH溶液测定稀硫酸浓度
B．配制溶液：向容量瓶中转移液体
C．可用于洗涤表面的
D．测定中和反应反应热
A．A B．B C．C D．D
4．有机物M是来源于植物的化合物，具有很强的生理活性，可用于治疗感冒和咳喘，结构式如图所示，其中短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大，Z和R的常见单质均为无色无味的气体。下列说法正确的是
  
A．第一电离能：
B．由X、Y、Z、R四种元素组成的化合物可能为离子化合物
C．有机物M中，各原子均满足8电子稳定结构
D．元素Y、Z、R的p电子总数均小于s电子总数
5．某研究团队提出了以氧化石墨烯(GO)为催化剂设计的简易膜反应，其反应为  ，反应过程中能量变化如图所示，下列说法中正确的是

A．反应中(除GO外)既有极性键和非极性键的断裂，又有极性键和非极性键的形成
B．分子中的碳原子均采用杂化
C．催化剂可降低反应的活化能，从而改变反应的焓变
D．氧化石墨烯的作用之一可能是吸附反应物形成更稳定的反应中间体
6．双极膜可用于电渗析生产酸碱、净水、电池等。下列有关描述不合理的是

A．外加电场作用于双极膜，使水的电离度增大
B．电渗析装置实现了由MX溶液制取HX和MOH
C．双极膜电池中的双极膜的左侧为阳膜，右侧为阴膜
D．双极膜电池中Y极上发生的电极反应为CO2+2e-+2H+=HCOOH
7．配合物顺铂(结构如图)是临床使用的第一代铂类抗癌药物。其抗癌机理：在铜转运蛋白的作用下，顺铂进入人体细胞发生水解，生成的与DNA结合，破坏DNA的结构，阻止癌细胞增殖。下列说法错误的是
  
A．中(Ⅱ)的配位数为4
B．的配合物中提供孤对电子
C．与铂(Ⅱ)的结合能力小于与铂(Ⅱ)的结合能力
D．配合物[]存在顺反异构，说明该配合物为平面结构

二、实验题
8．KMnO4在生产和生活中有着广泛用途，某化学小组在实验室制备KMnO4并探究其性质。
(一) KMnO4的制备，分步骤Ⅰ、Ⅱ两步进行。
步聚Ⅰ．先利用如图所示装置制备K2MnO4。称取7.0gKOH(s)和5.0gKClO3(s)放入容器A中，加热，待混合物熔融后，加入5.0gMnO2(s)，待反应物干涸后，加大火焰强热4~8min，得墨绿色的锰酸钾。

(1)A可选用_______(填标号)。
①石英坩埚    ②瓷坩埚    ③铁坩埚
(2)实验中发生反应生成K2MnO4的化学方程式为_______。
Ⅱ．由K2MnO4制备KMnO4。已知：K2MnO4易溶于水，水溶液呈墨绿色。主要过程如下：
①待A处物料冷却后，用20mL4%KOH溶液重复浸取，合并浸取液便得墨绿色的锰酸钾溶液。
②向滤液中通入足量CO2，使K2MnO4歧化为KMnO4和MnO2，过滤出生成的MnO2。
③再将滤液进行一系列处理，得KMnO4晶体。
(3)过程②向滤液中通入足量CO2，可观察到的现象为_______；检验K2MnO4歧化完全的实验方法是_______。
(二) KMnO4的性质。已知：KMnO4具有强氧化性，可与草酸(H2C2O4)反应：。某化学小组选用硫酸酸化的0.05mol/L高锰酸钾溶液与草酸溶液反应，探究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下三组实验：
[实验内容及记录的数据]
编号
室温下，试管中所加试剂及其用量/mL
室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
溶液

溶液
稀硫酸
1
3.0
1.0
4.0
2.0
4.0
2
2.0
2.0
4.0
2.0
5.2
3
1.0
3.0
4.0
2.0
6.4
(4)配制的高锰酸钾溶液肯定不需要的仪器是_______(填标号)。
a．蒸发皿    b．容量瓶    c．玻璃棒    d．烧杯    e．坩埚    f．胶头滳管
(5)为达到实验目的，H2C2O4溶液的物质的量浓度不低于_______。
(6)利用实验1中数据计算，0~4min内，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率：_______。

三、工业流程题
9．高硫锰矿的主要成分是，还含有、、、、、、等，从高硫锰矿中提取金属锰的工艺流程如图所示：

已知：、、、，金属离子的浓度的负对数与溶液的关系如图所示，回答下列问题：

(1)碱性催化脱硫时，为了提高脱硫效率，可采取的措施为_______。
(2)碱性脱硫时氧化矿粉产生硫单质是该工艺流程的亮点，若将虚线框中的设计改为“高温煅烧”(如图)脱硫，与原方案比，其不足之处为_______。

(3)“酸浸”时的作用为_______。
(4)“调”应调至4左右，“滤渣3”的成分为_______。
(5)“电解”冶炼金属锰后废电解液的处理方法为_______。
(6)已知晶胞如图所示，该晶胞中∠α=120°，∠β=∠γ=90°。

①该晶体中，锰原子周围的硫原子数目为_______。
②该晶体的密度为_______(列出计算式即可)。

四、有机推断题
10．化合物F可以用于治疗哮喘、支气管炎、风湿等疾病，它的一种合成路线如图：


  
(1)有机物B中的含氧官能团的名称为___________。
(2)1个A分子中采用杂化方式的碳原子数目为___________。
(3)鉴别E和F可用的试剂为___________(填化学式)。
(4)C的分子式为，B→C的反应类型为___________，C的结构简式为___________。
(5)H是E的同分异构体，请写出同时符合下列条件的H的一种结构简式：___________。
①分子中仅含有一种官能团
②含有稠环  
③其核磁共振氢谱有5组吸收峰
(6)设计以  、  为原料制备  的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)___________。

五、原理综合题
11．工厂烟气(主要污染物为、NO)直接排放会造成空气污染，需处理后才能排放。
(1)还原技术是目前高效、成熟的去除的技术之一()。使用催化剂能有效脱除工厂烟气中的氮氧化物。
已知：反应Ⅰ．　
反应Ⅱ．　
①反应　___________。
②在不同温度下，仅改变的浓度，NO的脱除率与浓度的关系如图1所示，浓度在1%~3%之间时，随着浓度增大，NO脱除率明显升高的原因可能是___________。
  
(2)/碳基材料(活性炭、活性焦、活碳纤维)也可以脱硫、脱硝。/碳基材料脱硫时，控制一定气体流速和温度，烟气中的存在对/碳基材料催化剂脱硫、脱硝活性的影响结果如图2所示，当浓度过高时，去除率下降，其可能原因是___________。
(3)研究高效催化剂是解决NO对大气污染问题的重要途径。400℃时，在分别装有催化剂的A和B的两个容积为2L的刚性密闭容器中，各充入物质的量均为nmol的NO和CO发生反应。通过测定容器内总压强随时间变化来探究催化剂对反应速率的影响，数据如表：
时间/min
0
10
20
30
∞
A容器内压强/kPa
100.0
90.0
85.0
80.0
80.0
B容器内压强/kPa
100.0
95.0
90.0
85.0
80.0
①由表可以判断催化剂___________(填“A”或“B”)的效果更好。
②下列说法能表明该反应已经达到平衡状态的是___________(填标号)。
A．
B．混合气体的平均相对分子质量不变
C．
D．容器内气体的密度不再发生变化
③容器中CO的平衡转化率为___________%。400℃时，用压强表示的平衡常数_____()。
④汽车尾气中含有NO和CO，在排气管中使用催化剂可以提高污染物的转化率，其原因是___________。

参考答案：
1．D
【详解】A．真丝是蛋白质，纯棉是纤维素，两者都是天然有机高分子材料，故A正确；
B．吃糖或面食过多，最终转化为葡萄糖，葡萄糖在体内可发生反应，可转化为脂肪，故B正确；
C．尿素来自蛋白质的代谢，尿毒一般通过尿液或运动或劳动时产生的汗液的排出体外，故C正确；
D．石青和石绿的主要成分都属于碱式盐，故D错误。
综上所述，答案为D。
2．D
【详解】A．有机物M与P、Q所含官能团种类、数目或环不相同，结构不相似，不属于同系物，A项错误；
B．有机物M、P不含有手性碳原子，B项错误；
C．有机物N分子中含有甲基，甲基中最多三个原子共平面，C项错误；
D．有机物完全氢化后的结构简式为  ，名称为2-丁醇，D项正确；
故选D。
3．B
【详解】A．NaOH标准液滴定稀硫酸浓度，NaOH选用碱式滴定管，可用酚酞做指示剂，可达到实验目的；故A不选；
B．转移溶液过程需要用玻璃棒引流，图示中缺少玻璃棒引流，因此不能达到目的，故B选；
C．洗涤沉底的方法是过滤后向过滤器中加水至没过沉淀，待水完全流尽后重复操作2-3次，图中操作可达到目的，故C不选；
D．中和热测定在量热器中进行，通过测定反应前后的温度变化确定中和热，图中装置可达到目的，故D不选；
故选：B。
4．B
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大，有机物M结构中X形成1条共价键， Y形成4条共价键，则X为H；Y为C；Z形成3条共价键，R形成2条共价键，且Z和R的常见单质均为无色无味的气体，则Z为N；R为O；综合以上分析，X、Y、Z、R依次为H、C、N、O，据此分析解答。
【详解】A．同一周期元素从左到右第一电离能有增大趋势，但N的2p轨道处于半充满状态，第一电离能相对较高，第一电离能：，A项错误；
B．由H、C、N、O四种元素组成的化合物可能为离子化合物，如(NH4)2CO3、NH4HCO3均为离子化合物，B项正确；
C．有机物M中H的最外层仅有两个电子，不是8电子稳定结构，C项错误；
D．元素C、N、O电子排布式分别为1s22s22p2、1s22s22p3、1s22s22p4，s电子总数都是4，p电子总数分别为2、3、4，由此可知，O元素的p电子总数等于s电子总数，D项错误；
答案选B。
5．D
【详解】A．反应中没有非极性键的断裂，A项错误；
B．分子中，C原子的杂化方式有sp、、，B项错误；
C．催化剂可以降低反应的活化能，不可以改变反应的焓变，C项错误；
D．由图中信息可知，氧化石墨烯可吸附反应物形成更稳定的反应中间体，利于反应进行，D项正确；
故选：D。
6．C
【分析】在双极膜电池中，Y电极上CO2转化为HCOOH，C元素化合价降低，得电子发生还原反应，则Y极作正极，X极作负极。
【详解】A．在外加直流电场的作用下，能促进水解离为H+和OH-，使得水的电离度增大，A正确；
B．电渗析装置中，阳极区双极膜产生的H+右移与X-结合为HX，M+通过阳离子交换膜右移至阴极区，与阴极区双极膜产生的OH-结合为MOH，可实现由MX溶液制取HX和MOH，B正确；
C．双极膜产生的OH-移向负极（X极），产生的H+移向正极（Y极），则左侧为阴膜，右侧为阳膜，C错误；
D．Y极为正极，电极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH，D正确；
故选C。
7．C
【详解】A．根据配合物顺铂[]的结构分析，得到中(Ⅱ)的配位数为4，故A正确；
B．氨气中氮有一对孤对电子，因此的配合物中提供孤对电子，故B正确；
C．顺铂进入人体细胞发生水解，生成的，说明与铂(Ⅱ)更易结合即与铂(Ⅱ)的结合能力大于与铂(Ⅱ)的结合能力，故C错误；
D．配合物[]存在顺反异构，说明不是四面体结构，而该配合物为平面结构，故D正确。
综上所述，答案为C。
8．(1)③
(2)
(3) 墨绿色溶液变为紫红色，同时有黑色固体生成 用玻璃棒蘸取溶液点到滤纸上，滤纸上只有紫色而无绿色痕迹，则歧化完全
(4)ae
(5)
(6)

【详解】（1）由于加热后的熔融物中含有氢氧化钾，KOH既会与瓷坩埚中的成分Al2O3、SiO2等发生反应，也会与石英坩埚中的成分SiO2反应，故仪器A可选用铁坩埚，故答案为：③；
（2）实验中发生反应生成K2MnO4即KOH、KClO3和MnO2反应生成K2MnO4、KCl和H2O，根据氧化还原反应配平可得，该反应的化学方程式为，故答案为：；
（3）向滤液中通入足量CO2，促使KMnO4发生歧化反应
，所以可观察到的现象为墨绿色溶液变为紫红色，同时有黑色固体生成；通入CO2气体，使K2MnO4歧化为KMnO4和MnO2，KMnO4在溶液中呈紫红色，可利用层析法，通过产物的颜色检验K2MnO4是否歧化完全，实验方法是用玻璃棒蘸取溶液点到滤纸上，根据层析原理，滤纸上只有紫色而无绿色痕迹，则歧化完全，故答案为：墨绿色溶液变为紫红色，同时有黑色固体生成；用玻璃棒蘸取溶液点到滤纸上，滤纸上只有紫色而无绿色痕迹，则歧化完全；
（4）用KMnO4固体配制的高锰酸钾溶液需用用到的仪器有：天平、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶和胶头滴管，故肯定不需要的仪器是ae，故答案为：ae；
（5）根据反应方程式可知，，解得c=0.5mol/L，故为达到实验目的，H2C2O4溶液的物质的量浓度不低于0.5mol/L，故答案为：0.5mol/L；
（6）利用实验1中数据计算，即混合后c(KMnO4)==0.02mol/L，0~4min内，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率：=，故答案为：。
9．(1)粉碎或适当升高脱硫温度或适当增大NaOH溶液浓度
(2)高温煅烧法生成的有毒气体需用NaOH溶液处理，工序复杂，不宜控制
(3)将氧化成
(4)和
(5)加入酸浸液再利用
(6) 4

【分析】由题给流程可知，在催化剂作用下，高硫锰矿中的金属硫化物与氢氧化钠溶液和氧气反应转化为为硫和难溶的金属氢氧化物，二氧化硅与氢氧化钠溶液反应转化为硅酸钠，过滤得到含有硅酸钠的滤液和脱硫矿粉；向脱硫矿粉中加入稀硫酸和二氧化锰酸浸，将金属化合物转化为可溶的金属硫酸盐，其中二氧化锰的作用是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，过滤得到含有硫的滤渣1和滤液；向滤液中加入氨水调节溶液pH，将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣2和滤液；向滤液中加入硫化铵溶液，将溶液中的铜离子和镍离子转化为硫化铜和硫化镍沉淀，过滤得到含有硫化铜、硫化镍的滤渣3和滤液；电解硫酸锰滤液得到金属锰、硫酸和氢气。
【详解】（1）粉碎高硫锰矿、适当升高脱硫温度、适当增大氢氧化钠溶液浓度等措施能提高脱硫效率，故答案为：粉碎或适当升高脱硫温度或适当增大NaOH溶液浓度；
（2）由图可知，高温煅烧脱硫时，金属硫化物与空气中的氧气反应生成金属氧化物和二氧化硫，二氧化硫需用氢氧化钠溶液吸收处理，所以与原方案比，高温煅烧法的缺点是生成的有毒气体二氧化硫需用氢氧化钠溶液处理，工序复杂，不宜控制，故答案为：高温煅烧法生成的有毒气体需用NaOH溶液处理，工序复杂，不宜控制；
（3）由分析可知，酸浸时二氧化锰的作用是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，故答案为：将氧化成；
（4）由分析可知，加入硫化铵溶液的目的是将将溶液中的铜离子和镍离子转化为硫化铜和硫化镍沉淀，则滤渣3的主要成分为硫化铜和硫化镍，故答案为：和；
（5）由分析可知，电解硫酸锰滤液得到金属锰、硫酸和氢气，则废电解液可以加入酸浸液再利用，节约成本，故答案为：加入酸浸液再利用；
（6）①由晶胞结构可知，与硫原子距离最近的锰原子个数为4，则由硫化锰的化学式可知，锰原子周围的硫原子个数为4，故答案为：4；
②由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和体内的硫原子个数为8×+1=2，位于棱上和体内的锰原子个数为4×+1=2，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=10—21×sin60°a×a×c×d，解得d=，故答案为：。
10．(1)醚键、羧基
(2)7
(3)(或其他合理答案)
(4) 取代反应(或酯化反应)   
(5)  (或  等其他合理答案)
(6)  
  (或其他合理答案)

【分析】A与醛基发生加成反应生成B，B与甲醇发生酯化反应生成C为  ，E中醇羟基发生催化氧化生成F；
【详解】（1）有机物B中的含氧官能团的名称为醚键、羧基；
（2）采用sp2杂化方式的碳原子含有双键，A分子中苯环、羧基上共7个碳原子采取sp2杂化；
（3）E含醇羟基，F含有醛基，可用银镜反应或与新制的氢氧化铜悬浊液与醛基反应，鉴别E和F可用的试剂为；
（4）B中羧基与C中羟基发生酯化反应生成C，B→C的反应类型为取代反应(或酯化反应)，C分子式为C19H20O5，对比B、D的结构，结合反应条件，可知B中羧基与甲醇发生酯化反应生成C，C脱氢成环生成D，推知C的结构简式为  ；
（5）①分子中仅含有一种官能团为羟基或醚键，②含有稠环  ，③其核磁共振氢谱有5组吸收峰则为高度对称结构，符合条件的H的结构简式为：  或  ；
（6）  发生缩聚反应生成  ，结合A→B的转化，  与  反应生成  ，与H2O反应生成  ，利用E→F的转化，  氧化生成  ，合成路线为  
  。
11．(1) NO与反应生成，而氧化性更强，更易与反应(或其他合理答案)
(2)氧气浓度过高时，、和NO分子会产生竞争吸附的局势，当分子占据催化剂过多活性位时，剩余的、NO分子就不能很好地被吸附，导致脱硫、脱硝率下降(或其他合理答案)
(3) A AB 80 3.2 催化剂能加快反应速率，单位时间内，反应物转化率增大

【详解】（1）①由盖斯定律可得，反应Ⅰ－反应Ⅱ×4可得题中热化学方程式，即ΔH=ΔH1－4ΔH2=(-905.8)kJ/mol－4×180.0kJ/mol=-1625.8kJ/mol；故答案为-1625.8；
②氧气浓度在1%～3%之间，随着氧气浓度增大，NO与O2反应生成NO2，NO2的氧化性比NO强，更易与NH3反应，因此NO的脱除率明显升高，也可能氧气浓度增大，正反应速率增大，单位时间内NO的消耗量增加，脱除率明显升高等；故答案为NO与O2反应生成NO2，而NO2氧化性更强，更易与NH3反应(或其他合理答案)；
（2）氧气浓度过高时，O2、SO2和NO分子会产生竞争吸附的局势，使得O2分子占据催化剂过多活性位时，剩余的SO2、NO分子很好地被吸附，导致脱硫、脱硝率下降等；故答案为氧气浓度过高时，O2、SO2和NO分子会产生竞争吸附的局势，当O2分子占据催化剂过多活性位时，剩余的SO2、NO分子就不能很好地被吸附，导致脱硫、脱硝率下降(或其他合理答案)
（3）①催化剂能加快反应速率，则催化剂的效果越好，达到平衡所用的时间越短，根据表中数据，使用催化剂A时反应达到平衡所用时间更短；故答案为A；
②A．NO和CO反应方程式为2NO+2CON2+2CO2，用不同物质的反应速率表示达到平衡，要求反应方向为一正一逆，且反应速率之比等于化学计量数之比，即2v正(N2)=v逆(NO)，说明反应达到平衡，故A符合题意；
B．组分都是气体，混合气体总质量不变，该反应为气体物质的量减少的反应，因此混合气体的平均相对分子质量不变，说明反应达到平衡，故B符合题意；
C．c(NO)∶c(CO)=1∶1不能说明反应物、生成物的浓度保持不变，不能说明反应达到平衡，故C不符合题意；
D．混合气体的总质量不变，该容器恒容，总体积不变，即混合气体的密度一直不变，混合气体密度不变，不能说明反应达到平衡，故D不符合题意；
故答案为AB；
③NO和CO反应方程式为2NO+2CON2+2CO2，令达到平衡时生成氮气物质的量为xmol，则生成CO2物质的量为2xmol，n(NO)=n(CO)=(n-2x)mol，在恒容的密闭容器中，压强之比等于物质的量之比，因此有，解得x=0.4n，CO的平衡转化率=80%；=3.2(kPa-1)；故答案为80%；3.2(kPa-1)；
④汽车尾气排气管中使用催化剂可以提高污染物的转化率，其原因是排气管是敞口容器，管中进行的反应为非平衡态，该非平衡条件下，反应速率越快，相同时间内污染物的转化率越高；故答案为催化剂能加快反应速率，单位时间内，反应物转化率增大。