2024届陕西省宝鸡市高三下学期三模考试理科综合试题-高中化学（原卷版+解析版）

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(全卷满分300分，考试用时150分钟)
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Fe-56 Cu-64 As-75 Ag-108 I-127 Ba-137
第I卷(选择题，共126分)
一、选择题：本题共13小题。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 化学在“国之重器”的打造中发挥着重要作用。下列说法不正确的是
A. “库车绿氢”用光伏发电电解水制氢，能有效减少碳排放
B. 国产大飞机“”使用的芳纶蜂窝材料属于有机高分子材料
C. 国产“龙芯”的主要材料与光导纤维的材料相同
D. “鲲龙”水陆两栖飞机所用的航空煤油是石油分馏产品
【答案】C
【解析】
【详解】A．用光伏发电系统制的电能，然后电解水制绿氢，能有效减少碳排放，A正确；
B．芳纶属于有机合成高分子材料，B正确；
C．芯片的主要成分为单质硅，光导纤维的主要成分为二氧化硅，两者主要成分不同，C错误；
D．航空煤油是石油分馏产品，D正确；
故选C。
2. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1.8g 中含有的中子数为0.8
B. 100mL 1 溶液中含有阳离子的数目大于0.1
C. 33.8g过氧化钡()固体中阴、阳离子总数为0.6
D. 46g 分子中含极性键数目一定是7
【答案】B
【解析】
【详解】A．1.8g 中含有的中子数为×10×NAml—1=NA，故A错误；
B．100mL1ml/L氯化铵溶液中氯离子的数目为1ml/L×0.1L×NAml—1=0.1NA，氯化铵溶液中存在电荷守恒关系N(NH)+N(H+)=N(Cl—)+ N(OH—)＞N(Cl—)，则溶液中含有阳离子的数目大于0.1NA，故B正确；
C．过氧化钡是由钡离子和过氧根离子形成离子化合物，则33.8g过氧化钡固体中阴、阳离子总数为×2×NAml—1=0.4NA，故C错误；
D．分子式为的含氧衍生物可能是极性键数目为7的乙醇，也可能是极性键数目为8的二甲醚，所以46g乙醚中含有的极性键数目为×8×NAml—1=8NA，故D错误；
故选B。
3. 辅酶具有预防动脉硬化的功效，其结构简式如下。下列有关辅酶的说法正确的是
A. 分子式为B. 分子中含有14个甲基
C. 分子中的四个氧原子不在同一平面D. 可发生加成反应，不能发生取代反应
【答案】B
【解析】
【详解】A．由该物质的结构简式可知，其分子式为C59H90O4，A错误；
B．由该物质的结构简式可知，键线式端点代表甲基，10个重复基团的最后一个连接H原子的碳是甲基，故分子中含有1+1+1+10+1=14个甲基，B正确；
C．双键碳以及与其相连的四个原子共面，羰基碳采取sp2杂化，羰基碳原子和与其相连的氧原子及另外两个原子共面，因此分子中的四个氧原子在同一平面上，C错误；
D．分子中有碳碳双键，能发生加成反应，分子中含有甲基，能发生取代反应，D错误；
答案选B。
4. 硝酸厂烟气中含有大量氮氧化物(NOx)。常温下，将烟气与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中可实现无害化处理，其转化过程如图所示。下列说法正确的是
A. 反应Ⅰ的离子方程式为Ce4＋＋H2=Ce3＋＋2H＋
B. 反应Ⅱ中氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
C. 该转化过程的实质是NO被H2氧化
D. 反应过程中混合溶液内Ce3＋和Ce4＋离子总数一定保持不变
【答案】D
【解析】
【分析】根据进出图可知，Ce4+把H2氧化为H+，自身被还原为Ce3+，然后Ce3+在酸性条件下再被NO氧化为Ce4+，NO被还原为N2，同时还生成水，据此解答。
【详解】A．过程Ⅰ发生的反应为Ce4+把H2氧化为H+，自身被还原为Ce3+，反应的离子方程式为：2Ce4＋＋H2=2Ce3＋＋2H＋，故A错误；
B．过程Ⅱ为2NO+4Ce3++4H+=N2+4Ce4++2H2O，氧化产物为Ce4+，还原产物为N2，两者之比为4∶1，故B错误；
C．该转化过程的实质为NO被H2还原为N2，H2被氧化为水，故C错误；
D．处理过程中，Ce3+和Ce4+做催化剂，催化剂在反应前后，质量不变，数量不变，故D正确；
故选D。
5. 用下列实验装置进行实验，能达到实验目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A．NH4Cl受热易分解产生NH3和HCl，玻璃管左侧处的P2O5作用在于吸收NH3，避免NH3对HCl气体检验的干扰，然后用湿润的蓝色石蕊试纸检验HCl，试纸变红；玻璃管右侧处的碱石灰的作用在于吸收HCl，避免HCl对NH3检验的干扰，然后使用湿润的酚酞试纸检验NH3，试纸变红，A正确；
B．CO2、SO2都可以与饱和Na2CO3溶液发生反应，主体物质被消耗，不符合除杂原则，故B错误；
C．A中导管为伸入液面下，硫酸亚铁无法进入B试管中，不能制取 Fe(OH)2沉淀，C错误；
D．从胆矾晶体中获得无水硫酸铜需要焙烧，采用坩埚，不是蒸发皿，D错误；
故选：A。
6. 一种双阴极微生物燃料电池的装置如图所示（燃料为C2H4O2）。
下列说法正确的是
A. 放电时，通过质子交换膜1和2的H+数一定相等
B. “缺氧阴极”的电极反应式为
C. “出水”与“进水”相比，“缺氧阴极”区域质量减轻，“好氧阴极”区域质量增加
D. “厌氧阳极”若流出1ml电子，该区域“出水”比“进水”减轻了11g（假设气体全部逸出）
【答案】C
【解析】
【分析】该装置为双阴极微生物燃料电池，中间“厌氧阳极”为原电池的负极，草酸失电子发生氧化反应，生成，左侧“缺氧阴极”电极发生转化为的反应，该反应过程氮元素化合价由+5价降低为0价态，为得电子，还原反应，该电极为原电池正极，右侧“好氧阴极”电极发生得电子生成，化合价降低，还原反应，该电极也为正极，原电池中电子由负极沿导线移向正极，溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极。
【详解】A．根据电子守恒，放电时，理论上通过质子交换膜1和2的H+数之和与“厌氧阳极”流出的电子数一定相等，但通过质子交换膜1和2的H+数不一定相等，A项错误；
B．“厌氧阳极”中产生的H+移向“缺氧阴极”，所以“缺氧阴极”发生的反应为：，B项错误；
C．由“缺氧阴极”的反应知，“缺氧阴极”区域移入12mlH+（12g）时，逸出1mlN2（28g），所以“缺氧阴极”区域质量减轻；而“好氧阴极”区域既移入H+，通入的O2又全部溶入，所以“好氧阴极”区域质量增加，C项正确；
D．“厌氧阳极”的电极反应式为，每转移1ml电子，移出1mlH+（1g），逸出0.25mlCO2（11g），共移出12g，D项错误；
故选C。
7. 室温下，向溶液中加入固体，溶液中、随的变化如下图所示(忽略该过程中溶液体积和温度的变化)。已知：室温时，。下列说法不正确的是
A. 曲线分别代表的变化
B. 随的加入，的值不断减小
C. M点存在：
D. N点时，溶液的为9.26
【答案】B
【解析】
【分析】原溶液是，开始电离出的是和，因此开始较多的离子是和，加入NaOH先和离子反应，变化不大，得出a曲线代表离子浓度变化，b曲线代表离子浓度变化，c曲线代表离子浓度变化，d曲线代表浓度变化。
【详解】A．由分析知，曲线分别代表的变化，A正确；
B．随的加入，酸性逐渐减弱，氢离子浓度逐渐减小，温度不变，Ka2不变，的值不断增大，B错误；
C．M点的溶液中，此时pH=7.2，溶液呈碱性，即，由电荷守恒得，，C正确；
D．N点时，由，则溶液的为9.26，D正确；
故选B。
三、非选择题：共174分，第22～32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33～38题为选考题，考生根据要求作答。
8. 四氧化三锰()是一种可用于生产锂离子电池正极材料的原料。以天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)为原料制备高纯的工艺流程如下图所示。
该工艺条件下，相关金属离子[]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下表：
回答下列问题：
（1）“氧化”中添加适量的的作用是___________(用离子方程式表示)。
（2）“除杂1”的目的是除去、等杂质离子，则“滤渣3”中主要有___________，“调pH”时溶液的pH范围应调节为___________之间。
（3）“除杂2”的目的是生成沉淀除去，若溶液酸度过高，会导致___________。
（4）)常温下，利用表格中的数据，计算___________(已知)。
（5）在“沉锰”时，可用尿素[]代替，同时控制温度在115～120℃，写出尿素“沉锰”反应的离子方程式___________。
（6）和氨水混合在80℃下得到的的产率最高，若继续升高温度，会导致产率降低，原因可能是___________。
【答案】（1）
（2） ①. ZnS、NiS ②. 4.7～6.2
（3）沉淀不完全
（4）12.8 （5）
（6）温度升高，导致氨水挥发或分解
【解析】
【分析】由题给流程可知，向天然二氧化锰粉与硫化锰矿中加入稀硫酸溶浸，金属元素转化为可溶的硫酸盐，硫元素转化为硫，二氧化硅与稀硫酸不反应，过滤得到含有硫、二氧化硅的滤渣和滤液；向滤液中加入二氧化锰，将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，向氧化液中加入氨水调节溶液pH在4.7～6.2范围内，将溶液中的铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣和滤液；向滤液中加入硫化钠溶液，将溶液中的锌离子、镍离子转化为硫化锌、硫化镍沉淀，过滤得到含有硫化锌、硫化镍的滤渣和滤液；向滤液中加入氟化锰，将溶液中的镁离子转化为氟化镁，过滤得到含有氟化镁的滤渣和滤液；向滤液中加入碳酸氢铵溶液，将溶液中的锰离子转化为碳酸锰沉淀，过滤得到碳酸锰；向碳酸锰溶于硫酸溶液得到的硫酸锰溶液中加入氨水得到氢氧化锰沉淀，氢氧化锰在空气中煅烧得到四氧化三锰。
【小问1详解】
由分析可知，加入二氧化锰的目的是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为，故答案为：；
【小问2详解】
由分析可知，加入氨水调节溶液pH在4.7～6.2范围内的目的是将溶液中的铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀；加入硫化钠溶液的目的是将溶液中的锌离子、镍离子转化为硫化锌、硫化镍沉淀，则滤渣3的主要成分是硫化锌、硫化镍沉淀，故答案为：ZnS、NiS；4.7～6.2；
【小问3详解】
由分析可知，加入氟化锰的目的是将溶液中的镁离子转化为氟化镁，若溶液酸性较强，溶液中氢离子和氟离子会反应生成氢氟酸导致氟化镁溶解，或降低了氟离子的浓度不利于产生氟化镁沉淀，使得溶液中的镁离子不能完全沉淀除去，故答案为：沉淀不完全；
【小问4详解】
由表格数据可知，锰离子开始沉淀时溶液pH为8.1，则氢氧化锰的溶度积Ksp[Mn(OH)2]= c(Mn2+)c2(OH—)=0.1×(10—5.9)2=10—12.8，所以lgKsp[Mn(OH)2]=12.8，故答案为：12.8；
【小问5详解】
由题意可知，硫酸锰溶液与尿素溶液共热反应生成碳酸锰沉淀和硫酸铵，反应的离子方程式为，故答案为：；
【小问6详解】
氨水具有挥发性，受热易挥发和分解，所以硫酸锰溶液和氨水混合时，若温度过高，会导致氨水挥发或分解，使得产率降低，故答案为：温度升高，导致氨水挥发或分解。
9. 某实验小组对一种染料废水进行处理，获得Na2SO4并测定废水的总有机碳(总有机碳是指单位体积水样中溶解或悬浮的有机物碳元素质量总和，是水体评价的综合指标之一)。
实验步骤为：
①取100mL废水(假定有机成分只有萘磺酸钠)，在35℃下加入等体积甲醇，充分混合后，冷却、过滤，得到固体A和滤液B。
②经检测，固体A主要成分为Na2SO4，并含有少量Na2SO3和萘磺酸钠；滤液B含2.3g萘磺酸钠。
③一定温度下，从滤液B中回收甲醇；再蒸发浓缩析出萘磺酸钠，过滤，得滤液C，向滤液C中加入适量的NaClO溶液去除少量的和NH3。
④按下图实验装置(部分装置略)对固体A进行处理，完全反应后Pt坩埚中固体为Na2SO4。
简化的操作过程：先检查装置气密性，再打开或关闭活塞1和活塞2，通入N2一段时间。再次打开或关闭活塞1和活塞2，改为通入O2，点燃煤气灯，一定时间后，停止加热，继续通O2一段时间。
回答下列问题：
（1）实验步骤①中加入甲醇的目的为_______。
（2）实验步骤③中回收甲醇的操作名称是_______，去除NH3生成N2反应的离子方程式为_______。
（3）通入N2的目的是_______。
（4）酸性KMnO4溶液的作用是_______，试剂是_______。
（5）改为通入O2前，需_______(填标号)。
A. 打开活塞1B. 打开活塞2C. 关闭活塞1D. 关闭活塞2
（6）反应后U形管(含试剂)增重0.44g，该废水总有机碳=_______(用科学记数法表示)。
【答案】（1）减小Na2SO4等无机物在水中溶解度，便于析出
（2） ①. 蒸馏 ②. 2NH3+3ClO-=3Cl-+N2+3H2O
（3）排除装置中的空气，防止其影响废水中总有机碳含量的测量
（4） ①. 除去CO2中的SO2 ②. 浓硫酸 （5）BC
（6）1.32×104
【解析】
【分析】本题为实验探究题，向染料废水中加入等体积的甲醇，以使有机物充分溶解和减小Na2SO4等无机物在水中的溶解度，便于析出，冷却过滤后得到滤液B和滤渣A，用蒸馏的方法从滤液B中分离出甲醇后，再蒸发浓缩析出萘磺酸钠，过滤，得滤液C，向滤液C中加入适量的NaClO溶液去除少量的和NH3，步骤④为对固体A进行处理，完全反应后Pt坩埚中固体为Na2SO4，先关闭活塞2，打开活塞1，通入一段时间的N2，以排除装置中的空气防止其影响废水中总有机碳含量的测量，然后再关闭活塞1，打开活塞2，通入O2，点燃煤气灯，一定时间后，停止加热继续通O2至固体A冷却，固体A中Na2SO3转化为Na2SO4，有机物燃烧，未完全燃烧产生的CO被CuO继续氧化，酸性高锰酸钾溶液为除去CO2中的SO2，品红溶液为检验SO2是否除干净，试剂a为浓硫酸，可以干燥CO2和防止空气中的CO2和水蒸气进入U形管，影响实验结果，
【小问1详解】
由分析可知，实验步骤①中加入甲醇的目的为减小Na2SO4等无机物在水中的溶解度，便于析出，故答案为：减小Na2SO4等无机物在水中的溶解度，便于析出；
【小问2详解】
由分析可知，由于CH3OH易挥发，实验步骤③中回收甲醇的操作名称是蒸馏，去除NH3生成N2反应即NH3和NaClO反应生成N2、NaCl和H2O，根据氧化还原反应配平可得，该反应的离子方程式为2NH3+3ClO-=3Cl-+N2+3H2O，故答案为：蒸馏；2NH3+3ClO-=3Cl-+N2+3H2O；
【小问3详解】
由分析可知，通入N2的目的是排除装置中的空气防止其影响废水中总有机碳含量的测量，故答案为：排除装置中的空气，防止其影响废水中总有机碳含量的测量；
【小问4详解】
由分析可知，酸性KMnO4溶液作用是除去CO2中的SO2，试剂是浓硫酸，故答案为：除去CO2中的SO2；浓硫酸；
【小问5详解】
由分析可知，改为通入O2前，需关闭活塞1，打开活塞2，故答案为：BC；
【小问6详解】
反应后U形管(含试剂)增重0.44g，即固体A与O2反应放出的CO2的质量为0.44g，即固体A中含有的C的质量为：=0.12g，由题干信息可知，滤液B含2.3g萘磺酸钠，该有机物中含有C的质量为：=1.2g，故该废水总有机碳==1.32×104，故答案为：1.32×104。
10. 乙醇水蒸气重整制的热化学方程式为 ，其化学过程可以表述为一系列基元反应，结合反应间联系进一步整理可以得到如下的四个主反应：
反应：
反应：
反应：
反应：
（1）根据题干，___________，平衡时CO的选择性随温度的变化应是图中曲线___________(填图中曲线编号)[已知：CO的选择性]，理由是___________。
（2）一定温度下，加入吸附剂可以改变氢气产率，下图为几种改性CaO吸附剂增重量随时间变化曲线，其中提高氢气产率最大的吸附剂为___________，原因是___________。
（3）为研究上述反应体系中的平衡关系，向某恒温恒容反应容器中按投料，初始压强为p kPa，充分反应后，将混合气体干燥处理，测得占混合气体(干燥后)总体积的50%，占10%，则反应Ⅲ的平衡常数___________[为用摩尔分数表示的平衡常数，，x表示该物质占气体的物质的量分数]，到达平衡时体系中CO的分压为___________kPa，的产率___________(保留2位有效数字)。
【答案】（1） ①. ＋173.5 ②. ③ ③. 反应为吸热反应，反应为放热反应，温度升高时，化学平衡向吸热反应方向移动，反应被促进，反应被抑制，故CO的选择性随温度升高不断提高
（2） ①. 20% Cs/CaO ②. CaO吸附剂通过吸收促使反应的平衡正向移动，从而增大氢气的产率，20% Cs/CaO增重量最大，吸收最多，提高氢气产率的效果最好
（3） ①. 0.0083 ②. ③. 33%
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可知，反应Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ×2得到总反应，则反应△H=△H1+△H2+△H3+2△H4=(+68.9kJ/ml)+(−19.1kJ/ml)+(+206.1kJ/ml)+( −41.2kJ/ml)×2=＋173.5 kJ/ml；反应为吸热反应，反应为放热反应，温度升高时，化学平衡向吸热反应方向移动，反应被促进，反应被抑制，则一氧化碳的选择性随温度升高不断提高，所以曲线③表示平衡时一氧化碳的选择性随温度的变化，故答案为：＋173.5；③；反应为吸热反应，反应为放热反应，温度升高时，化学平衡向吸热反应方向移动，反应被促进，反应被抑制，故CO的选择性随温度升高不断提高；
【小问2详解】
氧化钙吸附剂通过吸收二氧化碳促使反应的平衡正向移动，从而增大氢气的产率，由图可知，20% Cs/CaO增重量最大，说明吸收二氧化碳最多，提高氢气产率的效果最好，故答案为：20% Cs/CaO ；CaO吸附剂通过吸收促使反应的平衡正向移动，从而增大氢气的产率，20% Cs/CaO增重量最大，吸收最多，提高氢气产率的效果最好；
【小问3详解】
设起始乙醇和水蒸气的物质的量分别为1ml和8ml，由方程式可知，1ml乙醇发生反应Ⅰ、Ⅱ得到物质的量都为1ml的氢气、甲烷和一氧化碳的混合气体，设平衡时混合气体中二氧化碳的物质的量为aml，反应Ⅲ消耗甲烷bml，由题意可建立如下三段式：
由平衡时氢气占干燥后混合气体总体积的50%可得：=，由二氧化碳占10%可得：=，解得a=0.4、b=0.2，则平衡时甲烷、水蒸气、一氧化碳、氢气、二氧化碳的物质的量分别为0.8ml、7.4ml、0.8ml、2ml、0.4ml，反应Ⅲ的平衡常数=≈0.0083；由气体的物质的量之比等于压强之比可知，平衡时气体总压强为kPa，则一氧化碳的分压为×kPa=kPa；由方程式可知，理论上1ml乙醇和3ml水完全反应生成2ml二氧化碳和6ml氢气，则氢气的产率为×100%≈33%，故答案为：0.0083；；33%。
(二)选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。
【化学——选修3：物质结构与性质】
11. 硒(Se)被国内外医药界和营养学界尊称为“生命的火种”，享有“长寿元素”“抗癌之王”“心脏守护神”“天然解毒剂”等美誉。硒在电子工业中可用作光电管、太阳能电池，硒元素形成的多种化合物也有重要作用。
（1）硒和硫同为A族元素，基态硒原子的价层电子排布式为___________。
（2）单质硒的熔点为221℃，其晶体类型为___________。
（3）与硒元素相邻的同周期元素是砷和溴，则这三种元素的第一电离能由小到大的顺序为___________(用元素符号表示)。
（4）分子中Se原子的杂化轨道类型为___________；的立体构型是___________，写出一种与互为等电子体的分子___________(写化学式)。
（5）分子中含有的共价键是___________(选填“极性键”或“非极性键”)；水溶液比水溶液的酸性强，原因是___________。
（6）-AgI可用作固体离子导体，能通过加热-Ag制得。上述两种晶体的晶胞示意图如图1所示(为了简化，只画出了碘离子在晶胞中的位置)。
①测定晶体结构最常用的仪器是___________(填字母)。
A．质谱仪 B．红外光谱仪 C．核磁共振仪 D．X射线衍射仪
②-AgI与-AgI晶胞的体积之比为___________。
③测定-AgI中导电离子类型的实验装置如图2所示，实验测得支管a中AgI质量不变，可判定导电离子是而不是，依据是___________。
【答案】（1）4s24p4
（2）分子晶体 （3）Se