2024届山西省晋中市高三下学期5月高考适应训练考试理科综合试卷-高中化学(原卷版+解析版)
展开可能用到的相对原子质量:H1 B11 C12 N14 O16 Na23 S32 Cl35.5
一、选择题
1. “科技是第一生产力”,化学与科技发展密切相关。下列说法正确的是
A. “长征五号”运载火箭用液氮和液氢作为主火箭推进剂
B. “上天入地”芳纶纸中的聚酰胺纤维是加聚产物
C. AG60E电动飞机首飞成功推动了低碳绿色航空的发展
D. 石墨烯的“表妹”导电超材料锡烯属于有机高分子材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.液氢是一种较为有效的火箭燃料,但是液氮本身不可燃,而且不支持燃烧,所以液氮和液氢不能作为推进剂,“长征五号”运载火箭使用的是液氧和液氢作为推进剂,故A错误;
B.该高聚物的结构为,所以应为缩聚产物,故B错误;
C.低碳绿色旨在倡导一种低能耗、低污染、低排放为基础的模式,减少有害气体排放,推动绿色经济发展,故C正确;
D.锡烯是单层的锡原子构成的二维材料,类似石墨烯结构,属于新型无机材料,故D错误。
答案选C。
2. 化合物N是合成高聚物的中间体,其合成路线如图所示:
下列有关说法错误的是
A. X、N中都只含有一种官能团
B. X、Y、M、N中碳原子的杂化方式均有2种
C. 可用溶液和Na鉴别X、Y、M
D. N中三个环上的C原子可能在同一平面上
【答案】D
【解析】
【详解】A.X中含有酮羰基,N中含有酯基,X、N中都只含有一种官能团,A正确;
B.X、M、N中碳原子的杂化方式均为:sp3、sp2;Y中碳原子的杂化方式为sp3、sp,B正确;
C.X与溶液和Na均不反应,Y与Na反应有气体生成,与溶液不反应,M与溶液、Na均能反应有气体生成,C正确;
D.N中连接三个环的碳原子为sp3杂化,故N中C原子不在同一平面上,D错误;
故选D。
3. 下列实验操作及现象与对应结论不匹配的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.生锈的铁钉置于硫酸中,铁锈与酸反应生成的与Fe反应生成二价铁,该实验操作不能证明铁锈中含有二价铁,A项错误;
B.试管壁发热,说明反应放出热量,B项正确;
C.水解生成的HCl遇空气中的水蒸气形成盐酸小液滴,C项正确;
D.石蜡加强热裂解生成的不饱和烃能与溴发生加成反应,D项正确;
故选A。
4. 还原是实现“双碳”经济的有效途径之一。在密闭容器中(和按物质的量之比1:3投料,反应经如图所示的流程(主要产物已标出)可实现的高效转化。
下列说法正确的是
A. 该反应的催化剂为和
B. 过程iii在恒压条件下通入He,有利于增加CO的产量
C. 过程i、ii、iii均涉及置换反应
D. 每生成4ml的CO,转移的电子数约为
【答案】B
【解析】
【详解】A.是催化剂,是中间产物,A错误;
B.恒压条件下通入He,分解平衡正向移动,导致增大,促进Fe还原CO2平衡正向移动,有利于增加CO的产量,B正确;
C.过程i、iii中没有发生置换反应,C错误;
D.依流程图可知,该反应为,生成物CO既是氧化产物,又是还原产物,每生成4ml的CO,转移的电子数约为,D错误;
故选B。
5. 某有机配合物分子可对部分蛋白质进行纯化和分析,其结构如图所示,其组成元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大且分别处于3个周期,X原子无中子,Q的单质是紫红色固体。下列有关说法错误的是
A. 该化合物可溶于水且具有还原性B. 1ml该化合物中含有16ml的σ键
C. 基态原子的第一电离能:Q
【解析】
【分析】X原子无中子,即X为H元素;Q的单质是紫红色固体,即为元素Cu;结合结构图示所形成化学键数目及原子序数依次增大且分别处于3个周期,所以Y、Z、W依次为C、N、O,则该化合物为甘氨酸铜,据此回答。
【详解】A.甘氨酸铜含有氨基,可与形成分子间氢键,且有还原性,A正确;
B.配位键属于σ键,故1ml甘氨酸铜中含有20ml的σ键,B错误;
C.N元素原子价层p轨道半充满,相对稳定,第一电离能大于氧,C正确;
D.未成对电子数Cu(1个)
6. 利用“配对氧化还原电催化”的方法,可以实现烷烃(R1—、R2—表示烷基)键的活化,其原理如图所示。下列有关说法错误的是
A. 电极b连接电源的正极B. a电极反应式为
C. 光照条件下实现了的再生D. 该方法实现了烷烃的碳链增长
【答案】A
【解析】
【分析】由图可知电极a上发生反应,电极a为阴极,则电极b为阳极,a与电源负极相连,b与电源正极相连,据此分析解答。
【详解】A.由图可知,电极b为发生还原反应为阴极,与电源的负极连接,A项错误;
B.电极a为阳极,电极反应式为,B项正确;
C.光照条件下,转化成,实现了的再生,C项正确;
D.由图可知,转化为,实现了烷烃碳链的增长,D项正确;
故选:A。
7. 某废水处理过程中始终保持H2S饱和,即通过调节pH使和形成硫化物而分离,体系中pH与-lg c的关系如图所示,c为、、和的浓度,单位为。已知,下列说法错误的是
A. ①为pH与的关系曲线
B. 反应的平衡常数K为107.6
C. 调节pH的过程中,始终有
D. pH=10.7时,
【答案】C
【解析】
【分析】依电离平衡理论可知,c(H2S)一定时,pH越大,越小,c(HS⁻)和越大,则和越小,且pH相同时,,故③代表,④代表,由①③交点纵坐标可知,该点表示硫化物的溶度积常数同理,由②③交点纵坐标可知,该点表示硫化物的溶度积常数,因为,故直线①代表与pH的关系,,直线②代表与pH的关系;
【详解】A.由上述分析可知,直线②代表与pH的关系,故A正确;
B.,K==,根据分析可知,=,,K==107.6,故B正确;
C.保持饱和,即,始终不变的只有的浓度,三者之和大于,故C错误;
D.由曲线③点坐标可知,当时,有,由曲线④点坐标可知,,故,时,故D正确。
答案选C。
二、非选择题
8. 近年来,随着新能源汽车行业高速发展,市场对磷酸铁锂()的需求量也随之增加。以硫铁矿(主要成分是,含少量、和为原料制备)的流程如图所示:
在上述流程条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:
请回答下列问题:
(1)写出磷酸铁锂中相应价态基态铁离子的电子排布式:___________。
(2)“焙烧”生成的化学方程式为___________。
(3)“还原”选用足量FeS的优点是___________;“除铝”时,溶液的pH应控制的范围是___________。
(4)“氧化”加入的目的除了可以增强H2O2的氧化性外,还可以___________。
(5)“沉铁”后的滤液中阴离子除了外,还检验出和写出“沉铁”反应的离子方程式:___________。
(6)“高温煅烧”条件下,由制备,理论上和的投料比为___________。
(7)的晶胞结构如图a所示,Li⁺分别处于顶点、部分的棱心和面心。电池充电时脱出部分Li⁺形成,结构如图b所示,则中___________(填最简整数比)。
【答案】(1)或
(2)
(3) ①. 将还原为,剩余的FeS与生成的S一起过滤除去,不引入新杂质 ②.
(4)防止水解
(5)
(6)1∶1 (7)1∶3
【解析】
【分析】硫铁矿(主要成分是,含少量、和)在空气中焙烧转化为二氧化硫气体和Fe2O3,然后用稀硫酸酸浸,和稀硫酸反应过滤后存在于滤渣1中,滤液中存在Fe3+、Fe2+、Al3+,加入FeS将Fe3+还原为Fe2+,过滤除去过滤的FeS和S,向滤液中加入FeO条件pH,让Al元素以Al(OH)3形式沉淀出来,然后加入H2O2和硫酸的混合溶液将Fe2+氧化为Fe3+,加入磷酸氢铵将Fe3+转化为FePO4沉淀,FePO4和碳酸锂、草酸发生氧化还原反应生成,以此解答。
【小问1详解】
从化合价代数和为0出发,可以推知中铁为+2价,相应价态基态铁离子的电子排布式为或。
【小问2详解】
在空气中焙烧转化为二氧化硫气体和Fe2O3,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:。
【小问3详解】
“还原”选用足量FeS的优点是将还原为,剩余的FeS与生成的S一起过滤除去,不引入新杂质。“除铝”时,需要Al3+完全沉淀,而Fe2+不能沉淀,溶液的pH应控制的范围是。
【小问4详解】
易水解,为确保产量,需保证不水解形成,“氧化”加入的目的除了可以增强H2O2的氧化性外,还可以防止水解。
【小问5详解】
“沉铁”后的滤液中阴离子除了外,还检验出和说明和Fe3+反应生成FePO4和,“沉铁”反应的离子方程式:。
【小问6详解】
“高温煅烧”条件下,由和碳酸锂、草酸反应制备,草酸作还原剂,作氧化剂,C元素由+3价上升到+4价,Fe元素由+3价下降到+2价,
依据电子、元素守恒可得该反应得化学方程式为:2++H2C2O42+H2O+3CO2,1∶1。
【小问7详解】
由图a可推知,晶胞中Li⁺位置是顶点(8个)、面心(4个)、棱心(4个),依均摊法可计算出每个晶胞含有Li⁺共4个。由图b可观察到失去了棱心的2个Li⁺、面心的1个Li⁺,故余下的Li⁺数目为,则,解得x=0.25,根据正负化合价代数和为0的原则可推得,x即为的数目,为的数目,故。
9. 有机物b是治疗心血管疾病的药物普拉格雷的重要中间体,经有机物a可以制备得到,其制备方法如图所示:
实验步骤如下:
Ⅰ.将1.0g有机物a溶于30mL液体c中,室温下,分批加入1.1g,继续反应,用薄层色谱法确定反应终点。
Ⅱ.反应结束后,用减压蒸馏(装置如图所示)除去液体c,剩余固体溶于30mL水中,再加入二氯甲烷,___________。
Ⅲ.将步骤Ⅱ得到的液体经饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤、减压蒸馏得到黄色液体。
Ⅳ.向上述所得黄色液体中加入HCl的四氢呋喃溶液2g,充分反应后减压蒸馏,再用石油醚洗涤,最终得到产品的质量为1.15g。
请回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中液体c应选择的最佳试剂是___________(填字母)。
A. 甲醇B. 丁烷C. 苯D.
(2)从元素电负性角度分析可知:若液体c选,则会与反应,写出相应的化学方程式:___________。
(3)步骤Ⅱ中加入二氯甲烷后的实验操作是___________,该步骤从有机相中分离出的主要杂质有___________。
(4)步骤Ⅲ中不需要的仪器有___________(填仪器名称)。
(5)本实验多次用到减压蒸馏并采用水浴加热。组装好减压蒸馏装置后,开始蒸馏前的第一步操作是___________(填字母)。
a.加试剂 b.开启真空泵 c.检查装置气密性
采用水浴加热的主要目的是___________。
(6)步骤Ⅳ中发生反应的化学方程式是___________。
(7)有机物b的产率接近于___________(填字母)。
A. 65%B. 70%C. 85%D. 90%
【答案】(1)A (2)或
(3) ①. 萃取 ②. H2O及等钠盐
(4)容量瓶、酸式滴定管
(5) ①. c ②. 均匀受热、保持恒温
(6) (7)D
【解析】
【分析】本实验的目的是制备有机物b,在蒸馏烧瓶中、、水浴加热的条件下生成,反应结束后,用减压蒸馏除去液体c,剩余固体溶于30mL水中,再加入二氯甲烷,得到的液体经饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤、减压蒸馏得到黄色液体。黄色液体中加入HCl的四氢呋喃溶液2g,充分反应后减压蒸馏,再用石油醚洗涤,最终得到产品;
【小问1详解】
有机物a属于极性分子,易溶于极性溶剂,且有机物a中含有电负性较强N元素,会与形成分子间氢键,增强其溶解性,而B、C、D属于极性较弱的有机物,且不能与有机物a形成分子间氢键,而后续要加入,是离子化合物,可以溶于极性溶剂甲醇,从而形成三者的共溶物,因此选甲醇最合适。
【小问2详解】
根据电负性,可以得出H的价态是价,中H的价态是价,可以发生归中反应:。
【小问3详解】
加入的二氯甲烷是有机溶剂,目的是萃取分液,除去及等钠盐。
【小问4详解】
容量瓶、酸式滴定管都属于定量实验仪器。洗涤在梨形漏斗中进行,过滤在普通漏斗中进行,减压蒸馏需要用到冷凝管。
【小问5详解】
减压蒸馏开始时的第一步操作是检验装置气密性。采用水浴加热的优点是受热均匀,便于控制温度;
【小问6详解】
步骤Ⅳ中与HCl反应生成,反应方程式为:;
【小问7详解】
由题意可得:,有机物的产率,D项正确。
10. 水煤气变换反应可用于制氢,该反应可分两步完成:
①
②
请回答下列问题:
(1)x=___________。
(2)下列有利于提高H2的平衡产率的措施是___________(填字母)。
A. 升高温度B. 保持一定,增大体系总压
C. 向体系中投入一定量的纳米CaOD. 增大
(3)总反应的催化剂是___________(填化学式),测定其属于晶体的方法是___________,在其活性温度范围内,反应历程包含吸附(快速的过程)、反应及脱附等过程。随着温度升高,该反应的反应速率先增大后减小,其速率减小的原因与___________因素有关(填一条)。
(4)保持压强为1.7MPa,按进行投料,曲线a、b分别表示不同条件下反应达到平衡,相应物质的分压[如]如图所示。
①曲线b条件下对应的水煤气变换反应中CO的转化率是___________,平衡常数___________。
②根据图中信息,曲线a中H2的产率比曲线b低的主要原因可能是___________(用化学方程式表示,不考虑)。
(5)整个反应过程都是“气-固”反应,有利于气固接触的措施是___________(填一条)。
【答案】(1)+6 (2)CD
(3) ①. Fe2O3 ②. X射线衍射实验 ③. 反应物分子在催化剂表面吸附量减少
(4) ①. 80% ②. 2 ③.
(5)将固体粉碎,向固体粉末中鼓入气体,使固体粉末“沸腾”
【解析】
【小问1详解】
由②=总反应-①×2可得,x=-41.2+223.6=+6;
【小问2详解】
升高温度,平衡逆向移动,H2的平衡产率降低,A项不符合题意;该反应前后气体计量数相同,则增加体系总压,平衡不移动,不能提高H2的平衡产率,B项不符合题意;氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,所以向体系中投入一定量的纳米CaO,平衡正向移动,H2的平衡产率增大,C项符合题意;增大,平衡正向移动,H2的平衡产率增大,D项符合题意,故选CD;
【小问3详解】
根据①,②,可知Fe2O3是总反应的催化剂;测定其属于晶体的方法是X射线衍射实验;随着温度升高,该反应的反应速率先增大后减小,其速率减小的原因与反应物分子在催化剂表面的吸附量减少有关;
【小问4详解】
①曲线b条件下没有甲烷生成,只发生了水煤气变换反应,该反应是一个气体分子数不变的反应。设水蒸气和一氧化碳的投料分别为2.4ml和1ml,参加反应的一氧化碳为x ml,根据已知信息可得以下三段式: ,,,CO的转化率为80%,。②根据图中的数据可知曲线a条件下有甲烷生成,且氢气的产率降低,则发生了副反应,化学方程式为;
【小问5详解】
整个反应过程都是“气-固”反应,有利于气固接触的措施是将固体粉碎,向固体粉末中鼓入气体,使固体粉末“沸腾”。
11. 替米沙坦(化合物Ⅰ)可用于治疗轻中度高血压,具有半衰期长、化学稳定性好、安全系数高和药效持久等优点,一种合成路线如图所示:
请回答下列问题:
(1)化合物A的名称是___________。
(2)根据B→C的转化信息,推测化合物的结构简式为___________;该物质1个分子中采取sp²杂化的碳原子有___________个。
(3)D→E的反应类型为___________。
(4)由E合成F的过程中,需用NaOH溶液吸收尾气SO2和___________(填化学式)。
(5)G中含有官能团的名称是___________。
(6)F转变为H的化学方程式为___________。
(7)化合物D也可采用如下路线进行合成:
①M的同分异构体中,红外光谱显示有酚羟基,无N—H键,另外该物质可发生水解反应且只有两个取代基的有___________种(不考虑立体异构)。
②本合成路线的优点是___________。
【答案】(1)丁腈 (2) ①. ②. 7
(3)取代反应 (4)HCl
(5))氰基、碳溴键或溴原子
(6) (7) ①. 12 ②. 该合成中,部分步骤采用电化学反应,无需有毒或危险的氧化剂或还原剂,“电子”就是清洁的反应试剂
【解析】
【分析】A和乙醇发生加成反应生成B,B和发生取代反应生成C,根据题中所给B、C的结构简式,可知物质的结构简式为;D与SOCl2发生取代反应生成E,根据元素守恒,E生成F得过程中生成SO2和HCl;F和G发生取代反应生成H和HBr;H发生水解反应生成I。
【小问1详解】
根据A的键线式,A的结构简式为CH3CH2CH2CN,A的名称是丁腈;
【小问2详解】
根据题中所给B、C的结构简式,可知物质的结构简式为。苯环、羧基中的碳原子均为sp²杂化,采取sp²杂化的碳原子有7个。
【小问3详解】
D→E是D羧基中的OH被Cl原子代替,反应类型为取代反应;
【小问4详解】
依据题中所给E、F的结构和反应试剂以及提示一种气体为SO2,可推知另一种气体为HCl,需用NaOH溶液吸收尾气SO2和HCl。
小问5详解】
根据G的结构简式,可知G中含有官能团的名称是氰基、碳溴键或溴原子;
【小问6详解】
F和G发生取代反应生成H和HBr,反应的化学方程式为;
【小问7详解】
①还原生成M,则M的结构简式为;符合条件的M的同分异构体有12种,即、、、、、、、、、、、。
②该合成中,部分步骤采用电化学反应,无需有毒或危险的氧化剂或还原剂,“电子”就是清洁的反应试剂。选项
实验操作及现象
结论
A
将表面生锈的铁钉置于稀硫酸中,滴入溶液,溶液的紫色褪去
铁锈中含有二价铁
B
向稀盐酸中加入少量镁粉,有大量气体产生,试管壁发热
镁与稀盐酸反应放热
C
将无水固体暴露在潮湿空气中,产生大量白雾
发生了水解反应
D
将石蜡加强热产生的气体通入溴的四氯化碳溶液中,溶液褪色
气体中含有不饱和烃
金属氢氧化物
开始沉淀的pH
2.3
6.8
3.5
完全沉淀的pH
3.2
8.3
4.6
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