山西省2024届高三上学期教学质量检测化学试题（原卷版+解析版）

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考生注意：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 F 19 Al 27 Cl 35.5 Cr 52
一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 化学技术可以改善环境、造福人类。下列说法正确的是
A. 生活垃圾焚烧尾气经脱硫脱硝后排放，能达到零污染
B. 在汽车尾气排放系统中安装催化转化器可减少污染
C. 大量使用一次性口罩、防护服等，体现绿色环保理念
D. 我国科学家成功实现二氧化碳人工合成淀粉，这降低了“光化学烟雾”的形成
【答案】B
【解析】
【详解】A．生活垃圾焚烧尾气经脱硫脱硝后排放，可以减少二氧化硫和氮氧化物的排放，能减少空气污染，但不能达到零污染，故A错误；
B．在汽车尾气排放系统中安装催化转化器，可以将尾气中的氮氧化物等转化为氮气等无毒气体，减少污染，故B正确；
C．大量使用一次性口罩、防护服等会形成大量需要处理的垃圾，不符合绿色环保理念，故C错误；
D．二氧化碳人工合成淀粉，降低了二氧化碳的排放，从而降低“温室效应”，“光化学烟雾”的形成是氮的氧化物造成的，故D错误；
选B。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 基态氧原子的价电子轨道表示式：
B. 分子的模型：
C. 的电子式：
D. 中子数为10的氧原子：
【答案】D
【解析】
【详解】A．基态氧原子的价电子轨道表示式中的轨道上应有两个方向相同的单电子，A错误；
B．分子模型应标出原子中的2对孤电子对，B错误；
C．的电子式为，C错误；
D．中子数为10的氧原子为，D正确；
故选D。
3. 柠檬酸铁铵[]可用作铁质强化剂，以铁、硫酸、柠檬酸、过氧化氢、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵。下列说法中错误的是
A. 第一电离能：
B. 过氧化氢分子中只存在键
C. 基态的核外电子中，两种自旋状态的电子数之比为
D. 中氮原子的轨道与氢原子的轨道重叠形成键
【答案】D
【解析】
【详解】A．氮原子能级上电子排布是半充满状态，比较稳定，第一电离能较高，故第一电离能：，A正确；
B．的结构式为，分子中只存在键，B正确；
C．基态的核外电子排布式为，两种自旋状态的电子数之比为，C正确；
D．分子中氮原子为杂化，在形成氨分子时，是氮原子的杂化轨道与氢原子的轨道形成键，D错误；
故选D。
4. 汽车已经成为人类不可缺少的交通工具，但汽车尾气是大气主要污染源。某科研机构将汽车尾气中的和设计成如图所示的燃料电池，实现了和的无害转化。
下列说法正确的是
A. 石墨I为负极，发生还原反应
B. 电池工作时，向石墨II电极处移动
C. 石墨II电极反应式为
D. 石墨I生成时，外电路中通过电子
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知，石墨I上一氧化氮中的氮由+2价降低到0价，发生还原反应，则石墨I为正极，则石墨II为负极，以此解题。
【详解】A．石墨Ⅰ电极上反应生成，氮元素化合价降低，属于还原反应，石墨Ⅰ为正极，A项错误；
B．电池工作时向负极移动，即向石墨Ⅱ电极处移动，B项正确；
C．石墨Ⅱ为负极，电极反应式为，C项错误；
D．是，氮元素化合价由+2价降低为0价，每生成转移电子，D项错误；
故选B。
5. 咖啡的有效成分咖啡因的结构简式如图所示。
下列说法正确的是
A. 咖啡因属于芳香烃B. 咖啡因含酯基，能发生水解反应
C. 咖啡因分子中含3种不同环境的氢原子D. 咖啡因的分子式为
【答案】D
【解析】
【详解】A．咖啡因含、等元素，不属于烃，故A错误；
B．咖啡因含酰胺键，不含酯基，故B错误；
C．咖啡因分子结构不对称，含4种不同环境的氢原子，故C错误；
D．咖啡因分子中含8个碳原子、10个氢原子、4个氮原子、2个氧原子，分子式为，故D正确；
选D。
6. 某药物成分的结构如图所示，其中、、、为原子序数依次增大的短周期主族元素，且元素原子的最外层电子数等于、和元素原子的最外层电子数之和。下列说法正确的是
A. 简单离子半径：
B. 与形成的化合物比与形成的化合物稳定
C. 与另外三种元素均能组成原子个数比为的化合物
D. 形成的单质一定属于共价晶体
【答案】C
【解析】
【分析】题中、、、为原子序数依次增大的短周期主族元素，根据元素的原子序数最大且带一个单位正电荷可知是；结合结构式中各原子成键况，以及元素原子的最外层电子数等于、和元素原子的最外层电子数之和，可确定是、是、是，据此解答该题。
【详解】A.简单离子半径：，A项错误；
B.和可以形成和，与可以形成、等，易分解，B项错误；
C.与另外三种元素可组成、、，原子个数比均为，C项正确；
D.形成的单质中，金刚石为共价晶体，石墨为混合型晶体，D项错误;
故选C。
7. 实验室中，用下图所示装置进行实验，实验装置合理且能达到相应实验目的的是
A. 用装置甲制取胶体
B. 用装置乙制取并收集干燥
C. 用装置丙制取并收集
D. 用装置丁从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂
【答案】A
【解析】
【详解】A．制取红褐色胶体应该向煮沸的蒸馏水中滴加饱和氯化铁溶液至溶液变红褐色，A正确；
B．浓氨水滴入到固体中生成，通过碱石灰吸收中的水蒸气，的密度比空气小，收集时导管应插入试管底部，B错误；
C．与水反应，不能用排水法收集，C错误；
D．蒸馏操作时，温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处，D错误；
故选A。
8. 锶与钙位于同一主族，其化合物应用广泛，SrSO4常用于陶瓷工业。以青石精矿(主要含SrSO4)为原料制备高纯硫酸锶的部分工艺流程如图所示：
下列说法错误的是
A. 气体可以循环利用
B. “转化”的总离子方程式为
C. “转化”中反应温度不宜过高且控制氨水过量
D. 流程中涉及分解反应和化合反应
【答案】B
【解析】
【分析】相同温度时溶解度SrCO3【详解】A．由分析可知，“沉淀”反应是，气体是NH3，可以循环利用，A正确；
B．“转化”过程的总离子方程式为，B错误；
C．“转化”中反应温度不宜过高，防止一水合氨分解使NH3逸出，且控制氨水过量可促进产生更大浓度的，促进沉淀转化，C正确；
D．流程中涉及SrCO3、的分解反应以及的化合反应，D正确；
故答案为：B。
9. 黄铁矿(主要成分是)在细菌和空气的作用下风化，发生以下两个反应过程：
下列说法正确的是
A. 的模型与空间结构不一致
B. 反应I和Ⅱ中，元素和都被氧化
C. 反应Ⅱ中参加反应的
D. 反应I和Ⅱ中，氧化转移的电子数之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A．中S原子的价电子对数为4，无孤电子对，模型与空间结构均为正四面体形，故A错误；
B．反应Ⅰ：过程中化合价未发生变化，故B错误；
C．反应Ⅱ：，可知参加反应的，故C错误；
D．反应Ⅰ的方程式为，氧化转移2ml电子，反应Ⅱ 的方程式为，氧化转移15ml电子，氧化转移的电子数之比为，D正确；
选D。
10. 已知25℃时，某些物质的燃烧热数据如表：
下列热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据燃烧热的概念可写出① ；② ；③ 。
【详解】A．根据盖斯定律，由(①×6+②×3-③)可得：
，A正确；
B．石墨和金刚石的化学式均为C，应注明是石墨还是金刚石，B错误；
C．由于 ，则的，C错误；
D．由的燃烧热可知 ，D错误；
答案选A。
11. 和在某催化剂表面合成甲醇的反应历程如图所示，其中“*”表示吸附在催化剂表面的物质，“”表示过渡态。
设为起始时的投料比，即。下列说法正确的是
A. 决速步骤的反应方程式为
B. 升高温度，该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小
C. 该反应在高温下易自发进行
D. 若在同温同压下增大，则平衡体系中的体积分数一定增大
【答案】A
【解析】
【详解】A．活化能越大，反应速率越慢，最慢的一步即为决速步，A正确；
B．升高温度，正逆反应速率均加快，B错误；
C．该反应为，是气体分子数减少的反应，即，而由图可知该反应的，由反应自发进行时可知，温度越低越有利于反应自发进行，C错误；
D．时，的体积分数最大，D错误；
故选A。
12. 已知氯化铝的熔点为、氟化铝的熔点为，氯化铝二聚体的空间填充模型如图1所示，氟化铝的晶胞结构(晶体密度为，阿伏加德罗常数为)如图2所示。下列说法正确的是
A. 图1中物质的分子式为B. 氟化铝中的配位数为6
C. 晶胞参数D. 氯化铝、氟化铝均为离子晶体
【答案】C
【解析】
【详解】A．由空间填充图可知，氯化铝二聚体的分子式为，A错误；
B．由晶胞图知，的配位数是2，B错误；
C．由的晶胞结构可知，晶胞中含个数为，个数为，化学式为，，，C正确；
D．是分子晶体，为离子晶体，D错误；
故选C。
13. 工业上常用丙烷脱氢制备丙烯，反应为。在两个体积均为的恒容密闭容器中分别充入，测得的浓度()与温度、时间的关系如下表所示。
下列叙述正确的是
A. 上述丙烷脱氢反应的B. 升高温度，上述反应的平衡常数减小
C. 时，丙烷的平衡转化率为D. 时，平衡常数为4.0
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据表格数据可知，升高温度，平衡时丙烯的浓度增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，即正反应是吸热反应，∆H＞0，A错误；
B．正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大，B错误；
C．T1K时，平衡体系中丙烯浓度为0.5ml/L，起始时丙烷的浓度为1.0ml/L，丙烷平衡转化率为×100%=50%，C正确；
D．T2K时，通过表格数据可以列出三段式：
K=，D错误；
故选C
14. 时，一水合二甲胺[]的，叠氮酸()的(为电离常数)。的溶液中，、、、随变化(加入盐酸或溶液)的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线代表随的变化
B. 原溶液中
C. 原溶液中
D. 图中点对应的溶液
【答案】D
【解析】
【分析】根据图像知，随着增大，、对应的物理量减小，、对应的物理量增大，又因为、曲线中，对应分别为6、8，联系时水的离子积可知，代表，代表；结合一水合二甲胺[]的，叠氮酸()的(推知，代表，代表；
【详解】A．由分析可知，代表，A错误；
B．根据质子守恒，溶液中存在，B错误；
C．由物料守恒可知，，根据电离常数表达式，，；同理，，根据电荷守恒式可知，，故，C错误；
D．点溶液中，，，，，，D正确；
故选D。
二、非选择题：本题共5小题，共58分。
15. 某兴趣小组利用铁在氧气中燃烧的产物磁性氧化铁做如下实验：
（1）磁性氧化铁与铝在一定条件下发生反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。将磁性氧化铁完全溶于较浓的盐酸中，得到棕黄色的浓溶液，其反应的离子方程式为___________，取少量所得溶液加入双氧水，其反应的离子方程式为___________。
（2）取适量(1)中所得的棕黄色溶液于试管中，向其中加入稍过量的铁粉，发生主要反应的离子方程式为___________；静置后向上层清液中加入溶液，并放置一段时间，观察到的实验现象为___________。
（3）另取(1)中所得的棕黄色溶液于试管中，向其中通入足量的氯气，所发生反应的化学方程式为___________。若取少量所得溶液加入氢氧化钠溶液中则得到氢氧化铁沉淀，再进行下列反应制得绿色消毒剂高铁酸盐：(未配平)，配平该方程式并用单线桥法标出其中电子转移的方向和数目：___________。
【答案】（1） ①. ②. ③.
（2） ①. ②. 有白色絮状沉淀生成，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀
（3） ①. ②.
【解析】
【详解】命题透析 本题以四氧化三铁为素材，考查铁单质及其化合物的性质、离子方程式的书写和氧化还原反应的分析与配平等，意在考查分析应用能力，变化观念与平衡思想的核心素养。
思路点拨 （1），氧化剂是，还原剂是，二者的物质的量之比为；与盐酸反应得到、和水。溶液中加入双氧水，会将氧化成，根据得失电子守恒和元素守恒可得方程式：。
（2）加入还原剂铁，铁离子会被还原为亚铁离子，加入碱后，会生成白色的氢氧化亚铁，很快被空气中氧气氧化，转变成灰绿色，最后变成红褐色的氢氧化铁。
（3）溶液中的被氯气氧化成。根据得失电子守恒配平离子方程式：，是还原剂，是氧化剂，单线桥上有6个电子从还原剂移向氧化剂，。
16. 以淀粉为原料合成F和J的简易流程如下：
回答下列问题：
（1）淀粉的分子式为___________。
（2）检验麦芽糖中含有醛基的常用试剂是___________(填名称)。
（3）葡萄糖在酶的催化下转变为乙醇的化学方程式为___________。
（4）E→F的反应类型是___________。G中含有的官能团名称是___________。
（5）H→J的化学方程式为___________。
【答案】（1）
（2）银氨溶液(或新制的氢氧化铜)
（3）
（4） ①. 酯化反应(或取代反应) ②. 羧基、碳碳双键
（5）
【解析】
【分析】G与甲醇发生酯化反应生成H丙烯酸甲酯，丙烯酸甲酯发生聚合反应生成J；
【小问1详解】
淀粉的分子式：；
【小问2详解】
醛基可以用银氨溶液或新制的氢氧化铜检验；
【小问3详解】
葡萄糖在酶的催化下转变为乙醇的化学方程式：；
【小问4详解】
E→F发生酯化反应，脱去两分子水；G中含有的官能团名称：羧基、碳碳双键；
【小问5详解】
G与甲醇反应生成丙烯酸甲酯，丙烯酸甲酯发生加聚反应生成高聚物J，反应方程式：；
17. 铟()是一种主要用于生产低共熔合金、半导体和电光源等的原料。从铅、锌的冶炼过程中产生的高铟烟灰(主要含、、、、)中提取铟的流程如图所示：
已知：“氧化酸浸”后滤液中铟以的形式存在，与相似，易水解；二价金属离子不容易被萃取剂捕获。
回答下列问题：
（1）位于元素周期表的第5周期Ⅲ族，基态原子核外的价电子排布式为___________，的第三电离能___________(填“>”“<”或“=”)的第三电离能，元素位于元素周期表的___________区。
（2）“氧化酸浸”时加热的目的是___________，“氧化酸浸”过程中的硫元素被氧化为，该过程中参与反应的离子方程式为___________，滤渣1中除含过量的外，还有___________(填化学式)。
（3）“还原”过程中加入锌粉的目的是___________，上述流程图中可以循环利用的物质是___________。
（4）“萃取”过程中的有机萃取剂可用表示，使进入有机相，萃取过程发生的反应为，平衡常数为。“萃取”时萃取率的高低受溶液的影响很大，已知与萃取率()的关系符合公式：。当时，萃取率为，若将萃取率提升到，应调节溶液的___________(已知，忽略萃取剂浓度的变化，结果保留三位有效数字)。
【答案】（1） ①. ②. > ③.
（2） ①. 加快反应速率 ②. ③.
（3） ①. 将还原为，避免被萃取剂捕获 ②. 萃取剂
（4）2.67
【解析】
【分析】高铟烟灰（主要含、、、、），在高铟烟灰加入硫酸、二氧化锰进行酸浸氧化，将氧化为硫酸根离子和In3＋，ZnO、PbO、Fe2O3分别和硫酸反应转化为ZnSO4、PbSO4沉淀和Fe2(SO4)3，In2O3和硫酸反应变为In3＋，则滤渣为硫酸铅；过滤，向滤液中加入锌粉，还原铁离子，防止加入萃取剂时，铁离子进入有机相；加入萃取剂萃取In3＋，则Zn2＋、Fe2＋均进入水相，经一系列操作得到粗铟，据此分析解题。
【小问1详解】
位于元素周期表的第5周期Ⅲ族，最外层是第5层且有3个电子，价电子排布式为；、的价电子排布式分别为和，为半充满结构，再失去1个电子需要的能量较高，故的第三电离能较大；元素位于元素周期表第4周期Ⅱ族，第Ⅰ族和第Ⅱ族均为区，故答案为；>；。
小问2详解】
加热能加快反应速率；的硫元素被氧化为，氧化剂被还原为，“氧化酸浸”后滤液中铟以的形式存在，故利用得失电子相等和元素守恒可写出离子方程式：。高铟烟灰中有，加入硫酸溶解后会生成难溶的，故答案为加快反应速率；；。
【小问3详解】
结合信息中二价金属离子不容易被萃取剂捕获，该流程中加入活泼性较强的金属锌且是“还原”操作，可推出加入锌粉的目的是将还原为，避免被萃取剂捕获；根据该流程中萃取与反萃取的物质变化，再结合可知，反萃取加入盐酸后会生成萃取剂，故可循环利用的物质是萃取剂，故答案为将还原为，避免被萃取剂捕获；萃取剂。
【小问4详解】
当时，萃取率为，则，可得，若将萃取率提升到，忽略萃取剂浓度的变化，则，将代入得，则，故，所以将萃取率提升到，应调节，故答案为2.67。
18. 减少排放并实现的有效转化是科研的热点。以下几种为常见的利用方法，回答下列问题：
I．利用干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境影响。该反应一般认为通过如下步骤来实现：
i．
ii．[为吸附活性炭]
反应过程的能量变化如图所示：
（1）干重整反应的总热化学方程式为___________，其反应速率由反应ⅰ决定，则反应ⅱ的逆反应活化能应小于___________。
II．以氧化铟()作催化剂，可实现催化加氢制甲醇。
已知：①催化剂中时具有活性，而时无活性。
②与在活化的催化剂表面同时发生如下反应：
反应iii：主反应
反应iv：副反应
（2）工业上以原料气通过催化剂表面的方法生产甲醇，是造成催化剂失活的重要原因，为了减少催化剂的失活，可以采用的方法是___________。
（3）反应iii、iv的平衡常数的随的变化曲线如图所示：
由图可知，代表反应iii的曲线是___________(填“”或“”)，原因是___________；升高温度，反应iv的平衡常数___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
（4）在恒温恒容密闭容器中，按物质量比加入和，发生反应iii和反应iv，初始压强为。相同时间内的转化率、甲醇的产率在不同温度下的变化如图所示(不考虑温度对催化剂的影响)：
①在以上，升高温度，甲醇的产率降低的原因是___________。
②时，反应已处于平衡状态，此时容器内压强为，则反应ⅳ的平衡常数___________(结果用分数表示)。
【答案】（1） ①. ②. 94.4
（2）及时将生成的分离出来
（3） ①. Q ②. 反应iii的，随温度升高，平衡常数减小，故随的增大而增大 ③. 增大
（4） ①. 250℃以上，反应ⅲ达到平衡，因反应ⅲ是放热反应，升高温度，反应ⅲ的平衡逆向移动，甲醇的产率降低 ②.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律：反应i+ ii，得；反应速率由反应ⅰ决定，其活化能比反应ⅱ大，即，；
【小问2详解】
工业上以原料气通过催化剂表面的方法生产甲醇，是造成催化剂失活的重要原因，为了减少催化剂的失活，可以及时将生成的分离出来；
【小问3详解】
因为反应ⅲ的，随温度升高，平衡常数减小，故随的增大而增大，对应图中的曲线，另一条曲线是反应ⅳ的变化曲线，故，随温度升高平衡常数增大；
【小问4详解】
①在以上，升高温度，甲醇的产率降低的原因：250℃以上，反应ⅲ达到平衡，因反应ⅲ是放热反应，升高温度，反应ⅲ的平衡逆向移动，甲醇的产率降低；
②时，起始，起始压强120MPa，，，、，则、，解得：，则平衡分压表示为：；
19. 三氯化铬是常用的媒染剂和催化剂，易潮解，高温下易被氧气氧化。实验室中用如图所示装置(夹持装置略)制取三氯化铬(、为气流控制开关)。
已知：①气体有毒，能被溶液吸收，。
②在碱性条件下具有较强还原性，能被等氧化剂氧化为。
③某些物质的颜色、状态、熔点、沸点如下表：
回答下列问题：
（1）制备的实验步骤如下：
i．连接装置，检查装置气密性，装入药品，打开、，通入并通入冷凝水。
ii．加热管式炉的反应管至。
iii．关闭(为打开状态)，加热，温度保持在之间。
iv．加热反应管继续升温至，反应所生成的将升华并凝聚在反应管的右端，直到装置中反应完全，切断管式炉的电源。
v．停止加热装置，打开，关闭，继续通入直至装置中无液滴滴下，停止通入冷凝水。
vi．装置冷却后，结束制备实验。
①步骤i中，通的作用为________。步骤ⅲ中加热通常采用的加热方式是_________。
②步骤iv中装置中反应完全的标志是___________。
（2）装置中发生反应的化学方程式为___________。
（3）装置、的作用是___________。
（4）准确称取无水三氯化铬样品置于烧杯中，加水定容于容量瓶中。移取于碘量瓶中，加热至沸，慢慢加入(足量)，待溶液变成黄色后，再加水至，充分加热煮沸，冷却后用溶液中和至呈橙红色，再加入足量溶液，加塞摇匀充分反应后，铬元素只以存在，暗处静置后，加入指示剂，用标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液(已知杂质不参加反应，且)。
①向碘量瓶中加入后，发生反应的离子方程式为___________。
②该样品中无水三氯化铬的质量分数为___________(用含、、的代数式表示)。
【答案】（1） ①. 排尽装置内的空气 ②. 水浴加热 ③. 装置的反应管中没有绿色固体存在
（2）
（3）冷凝并收集未反应的
（4） ①. ②.
【解析】
【分析】三氯化铬易潮解，高温下易被氧化，因此反应前需要除去装置内的空气，先通入氮气，氮气通过浓硫酸干燥后通入装置中，除去装置中原有的空气，随后加热A中四氯化碳使其气化为气态CCl4进入B中，加热条件下与Cr2O3反应生成CrCl3，未反应的四氯化碳经过冷凝收集在D中，生成的COCl2被NaOH溶液吸收。
【小问1详解】
①三氯化铬高温下易被氧气氧化，故制取需在无氧条件下进行，故需通入排尽装置内的空气。步骤ⅲ中加热的温度保持在之间，故采用水浴加热。②步骤ⅳ装置中反应完全时完全转化为，故装置的反应管中没有绿色固体存在时反应已结束。
【小问2详解】
装置中明显是与反应制取，根据信息①可知，另一种产物是，装置中反应的化学方程式为。
【小问3详解】
装置、是冷凝和接收装置，结合的熔沸点和整个实验装置的组成可知，装置、的作用是冷凝并收集未反应的。
【小问4详解】
①向碘量瓶中加入后，被氧化为（信息②），不难写出反应的离子方程式为。②根据实验过程可得如下反应关系：
则该样品的纯度为。物质

燃烧热
-285.8
-393.5
-395.0
-3267.5
时间
温度
0
5
10
15
20
25
物质
颜色、状态
熔点
沸点/
绿色晶体
—
—
紫色晶体
—
—
无色液体