广西壮族自治区南宁市第二中学2023届高三下学期收网考理科综合化学试题（含解析）

这是一份广西壮族自治区南宁市第二中学2023届高三下学期收网考理科综合化学试题（含解析），共20页。试卷主要包含了单选题，工业流程题，实验题，原理综合题，结构与性质，有机推断题等内容，欢迎下载使用。

广西壮族自治区南宁市第二中学2023届高三下学期收网考理科综合化学试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．化学在环境污染治理中发挥了重要作用。下列治理措施与化学原理无对应关系或有误的是
选项
治理措施
化学原理
A
向工业废水中添加FeS以除去废水中的Cu2+
FeS具有还原性
B
在汽车尾气系统中安装催化转化器以减少尾气污染
CO 和NO在催化剂作用下发生反应，生成无毒气体
C
用聚酯塑料替代传统塑料以减少白色污染
聚酯具有生物可降解性
D
向燃煤中添加生石灰以减少酸雨的形成
CaO具有碱性氧化物的通性
A．A B．B C．C D．D
2．奥司他韦是治疗流感的常用药物，其结构简式如图。下列有关该化合物的说法正确的是

A．该物质含有四种含氧官能团
B．该物质不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．lmol 该物质可以与3mol H2发生加成反应
D．该物质与NaOH或HC1溶液均可发生反应
3．化学是实验的科学，下列有关实验设计能达到目的的是

A．图1：制备Fe(OH)3胶体
B．图2：探究铁与水蒸气的反应，点燃肥皂泡检验氢气
C．图3：分离沸点不同的互溶液体
D．图4：测定中和热
4．高效率和高选择性将CO2转化为CH4是CO2资源化利用的途径之一，我国科研工作者开发了一种空腔串联反应器，为电催化还原CO2提供了一种可行的转化方案，其原理如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是

A．22g CO2通入水中得到的溶液中含有H2CO3分子数为0.5NA
B．lmol CH4中所含质子数和中子数均为10NA
C．途径2生成标准状况下22.4L CH4，反应转移电子数为8 NA
D．途径1所得产物物质的量之比为l:1，形成共价键数目为6NA
5．化合物A是一种常用的表面活性剂，结构如图所示。已知X、Y、Z、W、M均为短周期常见元素，W是形成物质种类最多的元素，X、Y同族，Z、M同族，Z原子半径在同周期最大。下列说法错误的是

A．原子半径：Z>Y>X>M
B．非金属性：X>Y> W> M
C．X、Y、W元素形成的氢化物中沸点最高的是X的氢化物
D．均由X、Y、Z、M四种元素组成常见的两种盐可以发生反应
6．钠离子电池以其低成本、高安全性等成为锂离子电池的首选“备胎”。宁德时代开发的第一代钠离子电池，电芯单体能量密度[能量密度(单位Wh/kg)：单位质量或单位体积的电池所放出的能量)]已经达到了160Wh/kg。其工作原理为：Na1-mMnO2+NamCnNaMnO2+Cn。下列说法正确的是

A．钠离子电池因其能量密度超过锂离子电池而成为未来电池的最佳选择
B．放电时Na+由a极向b极移动
C．充电时，b极为阴极，其电极反应为Cn+mNa+ +me-= NamCn
D．放电时，外电路中每转移0.2mole-，理论上碳基材料质量增加4.6g
7．某元素M的氢氧化物M(OH)3(s)在水中的溶解反应为M(OH)3(s)M3+(aq)+3OH-(aq)、M(OH)3(s)+OH-(aq)M(OH)(aq)，25℃时，lgc与pH的关系如图所示，c为M3+或M(OH)的浓度。下列说法错误的是

A．曲线①代表lgc(M3+)与pH的关系
B．M(OH)3的Ksp为1×10-33.5
C．4.5≤pH≤9.3时，体系中元素M主要以M(OH)3(s)形式存在
D．M(OH)与M3+在溶液中可以大量共存

二、工业流程题
8．NiSO4·nH2O是一种重要的化工原料，工业上以含镍污泥(除泥沙外，主要含Ni、NiO、FeO、CuO，还含有少量CaO、MgO、SiO2)为原料制备NiSO4·nH2O的一种流程如图所示：

请回答下列问题：
(1)“酸浸”前将含镍污泥粉碎的目的是 。
(2)“酸浸”后获得的浸出渣的主要成分除泥沙外，还有 (填化学式)。。
(3)“铜萃取”后获得富镍溶液的操作名称为分液，在实验室中进行分液操作时，富镍溶液应从分液漏斗的 (填“下口放出”或“上口倒出”)。
(4)“除铁”时应先加入双氧水的目的为 (用离子方程式表示)，实际操作中双氧水的实际用量远大于理论用量，原因为 。
(5)在“除钙镁”步骤中，若溶液酸度过高，会导致Mg2+和Ca2+沉淀不完全，原因为 。
(6)结晶水含量的测定：称取2.81 g NiSO4·nH2O晶体加热至完全失去结晶水，剩余固体1.55g，则n的值等于 。

三、实验题
9．人们借助数字传感器可以进行更精准的定量实验研究。利用pH传感器研究CO2、SO2与水的反应，实验装置如图所示。

(1)CO2的电子式为 。
(2)装置①的名称为 ，装置②中所装液体为 。
(3)写出用以上装置制备SO2的化学方程式 。
(4)通过pH传感器测定CO2和SO2分别溶于水后pH的变化，得到如图1；分别加热两溶液，测得pH随时间变化曲线如图2(已知在30°C101kPa下，CO2溶液度为1.26g/L；SO2溶解度为78g/L。)

①请解释图1中两溶液的pH不同的原因 。
②请结合方程式解释图2中曲线④下降的原因： 。
(5)利用SO2传感器来检测空气中SO2的含量，工作原理如下图所示，该装置的阴极电极反应式为： 。

已知SO2穿过透过膜后能完全转化为。若将标准状况下VL某待测空气通过传感器时，电路中电子转移a mol。则该空气中SO2的含量为 g/L。(用含V、a的式子表示) 。

四、原理综合题
10．乙烷催化脱氢氧化制备乙烯是化工生产中的重要工艺，羟基氮化硼可高效催化乙烷氧化脱氢制乙烯：
主反应：2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g)  ΔH1<0；
副反应：C2H4(g)C2H2(g)+H2(g)  ΔH2>0。
回答下列问题：
(1)副反应在一定温度下能自发进行的原因为 。
(2)一定能有利于提高平衡体系中乙烯体积分数的措施有___________(填标号)。
A．适当升温 B．适当降温
C．适当加压 D．分离出H2O
(3)主反应在管式反应器中进行，实际投料往往需要适当增大O2用量，其目的是 。
(4)主反应分多步进行，其中的部分反应历程如图1所示，该历程的催化剂是 ，这一部分反应中决速步骤反应的活化能E正= eV。

(5)工业上催化氧化制乙烯时，通常在乙烷和氧气的混合气体中掺入惰性气体，即将一定比例的C2H6、O2和N2混合气体以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测得乙烯的产率曲线I、II如图2所示。

a点 ( 填“是”或“不是”)对应温度下乙烯的平衡产率，并说明理由 。
(6)在一定温度下，维持压强为3 MPa，向反应装置中通入1 mol C2H6、1mol O2和3 mol N2的混合气体，该温度下只发生主反应：2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g)。经过一段时间后，反应达到平衡，此时乙烷的转化率为80%，则该反应的平衡常数Kp= MPa。(列计算式即可，Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)

五、结构与性质
11．乙二胺四乙酸铁钠可用于感光材料冲洗药品及漂白剂，化学式为；工业上可用EDTA与、NaOH溶液发生反应进行制备，合成路线如下：

回答下列问题：
(1)基态氯原子的价层电子排布图为 。
(2)下列氮原子能量最高的是___________(填标号)。
A． B． C． D．
(3)EDTA的组成元素中C、N、O的第一电离能由大到小顺序为 (填元素符号)。碳原子的杂化轨道类型为 。
(4)NH3中N—H键的键角小于CH4中C—H键的键角，其原因为 。
(5)某种Fe、N组成的磁性化合物的结构如图1所示，N随机排列在Fe构成的正八面体的空隙中。该磁性化合物的化学式为 。

(6)在元素周期表中，铁元素位于 区(填“s”“p”“d”或“ds”)。铁的某种晶胞沿面对角线的位置切下之后可以得到如图2所示的截面。假设铁的原子半径为a nm，则该铁晶体的密度为 (列出计算式，设为阿伏加德罗常数的值)。

六、有机推断题
12．化合物W是合成风湿性关节炎药物罗美昔布的一种中间体，其合成路线如下：

已知：(i)
(ii)
回答”下列问题：
(1)A的化学名称是 ，B中具有的官能团的名称是 。
(2)由C生成D的反应类型是 。
(3)D→E和F→G的作用是 。
(4)写出由G生成H的化学方程式 。
(5)写出I的结构简式 。
(6)写出任意两种符合下列条件的X的同分异构体 。
i)只含两种官能团且不含甲基；
ii)含一CH2Br结构，不含C=C=C和环状结构。
(7)设计由邻硝基甲苯和 制 备的合成路线(无机试剂任选)。

参考答案：
1．A
【详解】A．向工业废水中添加FeS 以除去废水中的Cu2+，是铜离子和FeS生成了硫化铜沉淀，没有体现FeS还原性，A错误；
B．汽车尾气系统中安装催化转化器以减少尾气污染，是排气系统中CO和NO在催化剂作用下发生反应，生成无毒气体氮气和二氧化碳减少污染，B正确；
C．聚酯塑料具有生物可降解性，易于降解可减少白色污染， C正确；
D．向燃煤中添加生石灰以减少酸雨的形成，是因为氧化钙能和二氧化硫等气体反应，体现了CaO具有碱性氧化物的通性，D正确；
故选A。
2．D
【详解】A．由结构简式知含有醚键、肽键和酯基三种含氧官能团，A错误；
B．由结构简式知含有碳碳双键能被酸性高锰酸钾氧化，故可使其褪色，B错误；
C．分子结构中只含有一个碳碳双键，即lmol 该物质可以与1mol H2发生加成反应，C错误；
D．该结构中含有氨基显碱性可以与盐酸反应，同时酯基和肽键在NaOH或HC1溶液条件下水解，D正确；
故选D。
3．B
【详解】A．硫酸难挥发，硫酸铁水解生成氢氧化铁和硫酸，不能用Fe2(SO4)3饱和溶液，硫酸难挥发，不利于胶体生成，A错误；
B．肥皂泡点燃时产生爆鸣声，说明产生了H2，B正确；
C．蒸馏装置中温度计测量的是蒸汽的温度，温度计水银球应该位于蒸馏烧瓶支管口处，C错误；
D．金属搅拌棒导热较快，会造成热量散失应该用玻璃搅拌器，D错误；
故选B。
4．C
【详解】A．由于是可逆反应，因此22g CO2通入水中得到的溶液中含有H2CO3分子数小于0.5NA，A错误；
B．一个CH4分子中含有10个质子，6 个中子，则 lmolCH4中含有 10NA质子和 6NA中子，B错误；
C．标准状况下 22.4L CH4的物质的量为1 mol，途径2生成CH4的过程中C元素化合价由+4 价下降到-4价，反应转移电子数为8，C正确；
D．未说明所得产物物质的量，无法计算形成共价键数目，D错误；
故选C。
5．C
【分析】由图干信息可知，已知X、Y、Z、W、M均为短周期常见元素，W是形成物质种类最多的元素，且W能够形成4个共价键，则W为C，X能形成2个共价键，Y能形成6个共价键，且X、Y同族，故X为O，Y为S，Z、M同族，Z原子半径在同周期最大，则Z为Na，且M形成1个共价键，则M为H，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，Z为Na、Y为S、X为O、M为H，根据同一周期从左往右原子半径依次减小，同一主族从上往下原子半径依次增大可知，原子半径：Na＞S＞O＞H即Z>Y>X>M，A正确；
B．由分析可知， X为O、Y为S、W为C、M为H，根据同一周期从左往右非金属性依次增强，同一主族从上往下非金属性依次减弱可知，非金属性：O＞S＞C＞H即X>Y> W> M，B正确；
C．由分析可知， X为O、Y为S、W为C ，由于C的氢化物有很多，随着碳原子数增多其沸点依次升高，故X、Y、W元素形成的氢化物中的沸点中沸点最高的不一定是H2O，也可能是碳氢化合物，C错误；
D．由分析可知， X为O、Y为S、Z为Na、M为H，均由X、Y、Z、M四种元素组成常见的两种盐NaHSO3和NaHSO4可以发生反应，反应原理为：NaHSO3+NaHSO4=Na2SO4+H2O+SO2↑，D正确；
故答案为：C。
6．C
【分析】从图中可知，放电时铜箔为负极，发生电极反应为NamCn-me-=mNa++Cn，铝箔为正极，电极反应为Na1-mMnO2+me-+mNa+=NaMnO2，充电时，铜箔为阴极，电极反应为Cn+me-+mNa+=NamCn，铝箔为阳极，电极反应为NaMnO2-me-=mNa++Na1-mMnO2。
【详解】A．钠离子电池以其低成本、高安全性等特点成为锂离子电池的首选备胎，题中并未说明钠离子电池的能量密度超过了锂电池，A错误；
B．放电时，铜箔为负极，铝箔为正极，钠离子由b极向a极移动，B错误；
C．充电时，b电极为阴极，电极反应式为Cn+me-+mNa+=NamCn，C正确；
D．放电时，铜箔上电极反应为NamCn-me-=mNa++Cn，外电路中每转移0.2mol电子，理论上碳基材料质量减小4.6g，D错误；
故答案选C。
7．D
【详解】A．随着pH的增大，增大，则减小，增大，即减小，增大，因此曲线①代表与pH的关系，曲线②代表与pH的关系，A正确；
B．由题给图像可知，pH=4.5时，，则的，B正确；
C．由题图可知，4.5≤pH≤9.3|时，和均小于等于，体系中元素M主要以形式存在，C正确；
D．含的溶液显碱性，含的溶液显酸性，与在溶液中因发生互相促进的水解反应而不能共存，D错误；
故答案为：D。
8．(1)加快酸浸速率、提高原料的利用率
(2)SiO2、CaSO4
(3)下口放出
(4) 2Fe2+ +H2O2+2H+ =2Fe3++2H2O Fe2+和Fe3+均可催化使过氧化氢分解
(5)F-和H+结合生成弱电解质HF，使MgF2和CaF2的溶解平衡正向移动
(6)7

【分析】本题以含镍污泥为原料制备NiSO4·nH2O，含镍污泥酸浸后，SiO2不与硫酸反应，硫酸钙微溶于水，过滤除去SiO2、CaSO4，经过铜萃取后得到富镍溶液，加双氧水氧化 Fe2+，加入纯碱调节pH值除去Fe3+，“除钙镁”是利用NaF作沉淀剂将溶液中的Ca2+和Mg2+沉淀成MgF2和CaF2，从而得到NiSO4溶液，最终得到NiSO4·nH2O，据分析答题。
【详解】（1）镍是第 28 号元素属于铁系元素，在周期表中的位置为第四周期第 VIII族；
（2）SiO2不溶于硫酸，硫酸钙微溶于水，故“酸浸”后获得的浸出渣的主要成分除泥沙外，还有 SiO2、CaSO4；
（3）“铜萃取”时的萃取剂以煤油为载体，故富铜有机相的密度应小于水，故富镍溶液应在富铜有机相的下层应从分液漏斗下口放出；
（4）“除铁”时应先加入双氧水的目的为氧化 Fe2+，对应的离子方程式为 2Fe2+ +H2O2+2H+ =2Fe3++2H2O；由于Fe2+和Fe3+均可催化使过氧化氢分解，会导致双氧水的实际用量远大于理论用量；
（5）“除钙镁”是利用NaF作沉淀剂将溶液中的Ca2+和Mg2+沉淀成MgF2和CaF2，若溶液酸度过高，F-和H+大量结合成弱电解质 HF，使MgF2和CaF2的溶解平衡正向移动，降低 Ca2+和 Mg2+的去除率；
（6）1.55g NiSO4晶体的物质的量为0.01 mol，故2.81gNiSO4·nH2O的物质的量为001mol，则有155+18n=281，解得n=7。
9．(1)
(2) 圆底烧瓶 NaOH溶液
(3)2H2SO4+Na2SO3=SO2↑+H2O+Na2SO4
(4) 相同条件下SO2的溶解度大于CO2，且H2SO3的酸性强过H2CO3 由于2H2SO3+O2=2H2SO4(或2SO2+2H2O+O2=2H2SO4)反应的存在，加热后溶液中含有强酸硫酸，导致pH下降
(5) 2+2H++2e-=+2H2O

【分析】本题属于探究实验，是利用pH传感器研究CO2、SO2与水的反应，考查学生化学实验、图像解读、电解池的原理，题目综合性较强。
【详解】（1）CO2的电子式为；
（2）装置①的名称为圆底烧瓶，装置②中所装液体是NaOH溶液用于吸收多余的CO2、SO2，避免污染空气；
（3）装置①中用Na2SO3和浓H2SO4制备SO2：2H2SO4+Na2SO3=SO2↑+H2O+Na2SO4；
（4）图1中两溶液的pH不同是因为：相同条件下SO2的溶解度大于CO2，且H2SO3的酸性强过H2CO3；图2中曲线④下降是因为：2H2SO3+O2=2H2SO4(或2SO2+2H2O+O2=2H2SO4)，加热后溶液中含有强酸硫酸，导致pH下降；
（5）该装置为电解池a是正极，b是负极，阴极电极反应式为：2+2H++2e-=+2H2O，根据反应计量系数关系：2 SO222e- 空气中SO2的含量 g/L。
10．(1)该反应的ΔH>0、ΔS>0，高温时ΔG=ΔH-TΔS<0(合理即可)
(2)BD
(3)提高乙烷的利用率
(4) BNOH 2.06
(5) 不是 催化剂不能改变化学平衡，根据曲线II可知，a点对应的温度下乙烯的平衡产率应该更高
(6)

【详解】（1）该反应的ΔH>0、ΔS>0，高温时ΔG=ΔH-TΔS<0；
（2）若要提高平衡体系中乙烯的体积分数，则要使反应I平衡正向移动，反应平衡逆向移动，反应正向为气体分子数增大的放热反应，适当降温和分离出H2O均有利于平衡正向移动，反应I正向为气体分子数增大的吸热反应，适当降温和适当加压均有利于平衡逆向移动，故选 BD；
（3）增大 O2的浓度可提高乙烷的转化率，使平衡正向移动，从而使原料利用最大化；
（4）该历程中BNOH 参与反应，最后又生成 BNOH，故该历的催化剂是 BNOH；慢反应的活化能最大根据图示可知活化能最大值是2.06eV，故这一部分反应中慢反应的活化能 E=2.06 eV；
（5）催化剂只能改变反应途径，不能使化学平衡发生移动，反应 I的正反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，a 点对应温度的平衡产率应高于另一种催化剂作用下的最高产率，故 a 点不是对应温度下乙烯的平衡产率。
（6）反应达到平衡时乙烷的转化率为 80%，由此可列三段式:

平衡时n(总)=n(N2)+n(C2H6)+n(O2)+n(C2H4)+n(H2O)=(3+0.2+0.6+0.8+0.8)mol=5.4mol， 故该反应的化学平衡常数=
11．(1)
(2)A
(3) N＞O＞C sp2、sp3
(4)CH4中的C和NH3中的N均为sp3杂化，但NH3中的N有一孤电子对，孤电子对和成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力
(5)Fe4N
(6) d

【详解】（1）已知Cl是17号元素，故基态氯原子的核外电子排布式为：[Ne]3s23p5，故其价层电子排布图为 ，故答案为： ；
（2）A项即基态氮原子上1个1s电子跃迁到2p上，1个2s电子跃迁到2p上，B项为基态原子，C项即1个1s电子跃迁到2p上，D项即1个2s电子跃迁到2p上，故A所示氮原子的能量最高，故答案为：A；
（3）根据同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势，ⅤA与ⅥA反常，故EDTA的组成元素中C、N、O的第一电离能由大到小顺序为N＞O＞C，由题干EDTA的结构简式可知，除羧基上的碳原子周围价层电子对数为3，其他碳原子周围价层电子数为4，故碳原子的杂化轨道类型为sp2、sp3，故答案为：N＞O＞C；sp2、sp3；
（4）CH4中的C和NH3中的N均为sp3杂化，但NH3中的N有一孤电子对，孤电子对和成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力，所以NH3的键角小于CH4的键角，故答案为：CH4中的C和NH3中的N均为sp3杂化，但NH3中的N有一孤电子对，孤电子对和成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力；
（5）由题干图1所示某种Fe、N组成的磁性化合物的结构，N随机排列在Fe构成的正八面体的空隙中，1个晶胞中含有+3价铁个数为：=4，含+2价铁个数为：=12，含有N为4个，故该磁性化合物的化学式为Fe4N，故答案为：Fe4N；
（6）已知Fe是26号元素，在元素周期表中第4周期第Ⅷ族，则铁元素位于d区，铁的某种晶胞沿面对角线的位置切下之后可以得到如图2所示的截面可知，该铁晶体为体心立方，在铁晶胞中，与一个铁原子最近的铁原子距离为立方体边长的，这样的原子有八个，因为铁原子的半径是anm，根据铁晶胞的结构可知，晶胞的边长为nm，在每个晶胞中含有铁原子的数目为1+8×=2个，晶胞密度ρ═＝＝=g•cm-3，故答案为：d；。
12．(1) 氟苯或1-氟苯 碳氟键、硝基
(2)取代反应
(3)定位苯环上氯原子的位置，防止副产物生成，影响反应产率
(4)++HBr
(5)
(6)HC≡C-C≡CCH2CH2CH2Br、HC≡C-CH2-C≡CCH2CH2Br、HC≡CCH2CH2C≡CCH2Br、HC≡CCH(CH2Br)CH2C≡CH、CH2=CHCH=CHCH=CHCH2Br、CH2=CHCH=CHC(CH2Br)=CH2、CH2=CHCH=C(CH2Br)CH=CH2等 (任写两种)
(7)


【分析】根据A的分子式及D的结构简式知，A为，A发生取代反应生成B，B为，根据C的分子式知，B中硝基发生还原反应生成C中氨基，则C为，C发生取代反应生成D，D中氢原子被取代生成E，E中酰胺基水解生成F，F发生取代反应生成G，G为，G和X发生取代反应生成H，根据H的结构简式及X的分子式知，X为，H发生取代反应生成I，I为，I发生取代反应生成W；(7)由邻硝基甲苯和制备 ，和发生取代反应生成，发生取代反应生成， 发生还原反应生成。
【详解】（1）由分析可知，A为，A的化学名称是氟苯或1-氟苯，B为，B中具有的官能团的名称是碳氟键、硝基，故答案为：氟苯；碳氟键、硝基；
（2）由图干流程图可知，C氨基上的一个氢原子被取代生成D，由C生成D的反应类型是取代反应，故答案为：取代反应；
（3）D→E和F→G的作用是定位苯环上氯原子的位置，故答案为：定位苯环上氯原子的位置，防止副产物生成，影响反应产率；
（4）由分析可知，G为，G和X发生取代反应生成H，由G生成H的化学方程式为：++HBr；
（5）由分析可知，I的结构简式为；
（6）X为，X的同分异构体符合下列条件：i)只含两种官能团且不含甲基；ii)含-CH2Br结构，不含C=C=C和环状结构，符合条件的结构简式为：HC≡C-C≡CCH2CH2CH2Br、HC≡C-CH2-C≡CCH2CH2Br、HC≡CCH2CH2C≡CCH2Br、HC≡CCH(CH2Br)CH2C≡CH、CH2=CHCH=CHCH=CHCH2Br、CH2=CHCH=CHC(CH2Br)=CH2、CH2=CHCH=C(CH2Br)CH=CH2等任写两种；
（7）由邻硝基甲苯和制备 ，和发生取代反应生成，发生取代反应生成， 发生还原反应生成，由此确定合成路线为：
。