山东省菏泽市2020届-2022届高考化学三年模拟（一模）试题汇编-综合、推断、流程题

这是一份山东省菏泽市2020届-2022届高考化学三年模拟（一模）试题汇编-综合、推断、流程题，共20页。试卷主要包含了工业流程题，有机推断题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
山东省菏泽市2020届-2022届高考化学三年模拟（一模）试题汇编-综合、推断、流程题

一、工业流程题
1．（2020·山东菏泽·统考一模）从粉煤灰（含莫来石、石英等）中回收的一种工艺流程如下:

（1）经反应器I可使莫来石和石英转化为（硅酸二钙）和______________（七铝十二钙，填化学式），从而使其中的得到活化。
（2）控制条件，经反应器I烧结后固体自身不需要机械加工即可变成粉末，“自粉化”的意义是_______。
（3）浸取器中，适量增大溶液的投料，有利于提高铝酸钙转化为的产率，其原因是_______________________________________；同时有少量硅进入浸取渣，硅的存在形式是________________________________（填化学式）。
（4）反应器Ⅲ中发生反应的离子方程式为：__________________________________。
（5）反应器Ⅳ采取工艺方法是_____________________；上述工艺流程中可以循环使用的物质是_______________________________（填化学式）。
2．（2021·山东菏泽·统考一模）硼氢化钠()是有机合成中常用的还原剂。一种制备硼氢化钠的工艺如下(部分条件和产物省略)：

已知：、遇水蒸气剧烈反应并放出H。回答下列问题：
(1)中B元素化合价为___________；难溶的与浓氢氧化钠溶液反应的离子方程式为___________。
(2)溶于水能产生两种气体，其中一种气体能使品红溶液褪色，则灼烧时加入的目的是___________。
(3)“有效氢”含量是衡量含氢还原剂的还原能力指标，定义为lg含氢还原剂的还原能力与多少g 相当。的“有效氢”含量为___________(结果保留2位小数)。
(4)和必须在干燥条件下合成其原因是___________，二者反应生成的化学方程式为___________。
3．（2022·山东菏泽·统考一模）纳米二氧化锆(ZrO2)是制备特种陶瓷重要的原料之一，工业上以天然锆英石(ZrSiO4，含FeO、Al2O3、CuO、SiO2等杂质)为原料制备纳米ZrO2的工艺流程如下：

已知：①锆英石常温下与酸、碱不反应，高温时能与烧碱反应生成可溶于水的，与酸反应生成。
②部分离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：。
离子





开始沉淀时pH
1.9
3.3
4.4
6.2
7.6
完全沉淀时pH
3.2
5.2
6.4
8.0
9.7

回答下列问题：
(1)滤渣1的主要成分为___________(填化学式)，碱熔时生成的化学方程式为___________。
(2)过滤2前调，a的取值范围为___________，“水洗”的操作方法是___________。
(3)由于氰化钠有剧毒，通常选用双氧水氧化除铜后滤液中的氰化钠，已知双氧水与氰化钠反应能生成一种酸式盐和能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则该反应的离子方程式为___________，若除铜后溶液中，则此时溶液中___________。(已知)
(4)一种甲醇燃料电池，电解质是掺杂的晶体，它在熔融状态下能传导，写出该电池负极的电极反应式___________。

二、有机推断题
4．（2020·山东菏泽·统考一模）甘草素具有抗癌活性，其合成路线如下：

（1）E中官能团名称为________________，A的结构简式为_________________，B→C的反应方程式为___________________________________________。
（2）A~F中含有手性碳原子的是_________________（填字母）。
（3）写出符合下列条件的B的同分异构体__________________（填结构简式不考虑立体异构）。
①苯环上有两个取代基；②能发生银镜反应和水解反应；③能与溶液发生显色反应。
（4）写出以和为原料制备的合成路线：_______________________（无机试剂任选）。
5．（2021·山东菏泽·统考一模）丁苯酞(J)是治疗轻、中度急性脑缺血的药物，合成J的一种路线如下：

已知：
(1)G中官能团的名称为___________。
(2)用系统命名法给D命名：___________。
(3)请写出H→J反应的化学方程式：___________，该反应的反应类型是___________。
(4)根据。X名种同分异构体，写出满足下列条件的同分异构体的结构简式___________。
①除苯环外无其它环，且苯环上的一氯代物只有两种
②能与溶液发生显色反应，但不能发生水解反应
③0.5mol该同分异构体与足量银氨溶液反应，生成216g Ag固体
(5)参照题中信息写出以乙烯和甲苯为原料，合成的路线流程图___________ (其它试剂自选)。
6．（2022·山东菏泽·统考一模）一种药物中间体G的合成路线如下：

已知：①DMF的结构简式为
②
(1)C中除氨基之外的官能团名称为___________，检验C中含氧官能团的试剂为___________。
(2)E的结构简式为___________。E→F的反应类型为___________。F→G的化学方程式为___________。
(3)由A可制备重要的药物中间体对氨基苯甲醚()，它的同分异构体中，存在酚羟基且苯环上只有两个取代基的有___________种，其中核磁共振氢谱有5组峰，峰面积之比为2∶2∶2∶2∶1的结构简式为___________。
(4)乙酰苯胺()是精细化工的重要中间体，写出由苯制备乙酰苯胺的合成路线(其它试剂任选)：___________。

三、原理综合题
7．（2021·山东菏泽·统考一模）研究大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。汽车尾气中的CO、、碳氮化合物是大气污染物。科研工作者经过研究，可以用不同方法处理氮的氧化物﹐防止空气污染。回答下列问题：
(1)已知：
    
    
能将NO转化成无毒物质。写出在298K时该反应的热化学方程式：___________。
(2)我国科研人员研究出了用活性炭对汽车尾气中NO处理的方法：  。在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体，反应相同时间时，测得NO的转化率(NO)随温度的变化关系如图所示：

由图可知，温度低于1050K时，NO的转化率随温度升高而增大，原因是___________。用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作)。在1050K、时，该反应的化学平衡常数 ___________[已知：气体分压气体总压体积分数]。
(3)氮氧化物也可以用尿素水溶液吸收。用尿素水溶液吸收体积比为1∶1的NO和混合气，可将N元素转变为对环境无害的气体。该反应的化学方程式为___________。
(4)科研人员进一步对比研究了活性炭负载钙、铜氧化物的反应活性。在三个反应器中分别加入C、CaO/C、/C，通入NO使其浓度达到0.1。不同温度下，测得2小时时NO去除率如图所示：

①据图分析，490以下反应活化能最小的是___________(用a、b、c表示)；CaO/C、/C去除NO效果比C更好，其理由是___________。(写出一条即可)
②上述实验中，490时，若测得CaO/C对NO的去除率为60%，则可能采取的措施是___________。
A．恒容下，及时分离出     B．压缩体积   C．恒容下，向体系通入氮气
③490时的反应速率___________，该温度下此反应的平衡常数为121，则反应达到平衡时NO的去除率为___________(保留两位有效数字)。
8．（2022·山东菏泽·统考一模）乙烯是现代工业的重要原材料，中科院设计完成了在催化剂作用下氧化制取的新路径，发生的主要化学反应有：
Ⅰ.    
Ⅱ．        
回答下列问题：
(1)根据盖斯定律，反应的___________。
(2)一定条件下，向容积为1.0L的容器中通入和发生上述反应，测得乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性与温度、压强的关系如图所示。

(乙烯的选择性=)
则X代表___________(填“温度”或“压强”)；___________(填“＞”或“＜”)，M点反应Ⅰ的平衡常数为___________(结果保留2位有效数字)。
(3)T℃时，向容积为2L的某刚性容器中通入2molC2H6、2molCO2混合气体，若仅发生反应Ⅰ，达到平衡时，C2H4的体积分数为20％。测得，，其中k正、k逆为速率常数，则k逆=___________(用Kc和k正表示)，k正=，则平衡时正=___________。
(4)由水煤气在一定条件下也可制备乙烯，反应方程式为：  ，下图为分别在不同温度、不同催化剂下，保持其它初始条件不变，重复实验，在相同时间内测得CO转化率与温度的关系。

在催化剂乙作用下，图中M点对应的速率v正___________v逆(填“＞”、“＜”或“=”)，理由是___________。

参考答案：
1．     （或）     不需要再粉磨，节省能量     过量的碳酸钠溶液有利于铝酸钙转化为碳酸钙沉淀，从而使平衡向生成方向移动               高温焙烧     和
【分析】(1)七铝十二钙化学式仿照硅酸二钙的形式进行书写；
(2) “自粉化”是固体自身不需要机械加工即可变成粉末，可以节省能量；
(3)浸取器中，适量增大溶液的投料，有利于提高铝酸钙转化为的产率，其原因是过量的碳酸钠溶液有利于铝酸钙转化为碳酸钙沉淀，从而使平衡向生成方向移动；浸取渣中硅的存在形式是；
(4)反应器Ⅲ中发生CO2与AlO2-的反应；
(5)反应器Ⅳ采取工艺方法是高温焙烧，使氢氧化铝转变为氧化铝；根据工艺流程中先消耗，后期又生成的角度判断可以循环使用的物质。
【详解】(1)七铝十二钙化学式为(或)；
(2) “自粉化”是固体自身不需要机械加工即可变成粉末，可以节省能量；
(3)浸取器中，适量增大溶液的投料，有利于提高铝酸钙转化为的产率，其原因是过量的碳酸钠溶液有利于铝酸钙转化为碳酸钙沉淀，从而使平衡向生成方向移动；浸取渣中硅的存在形式是；
(4)反应器Ⅲ中发生反应的离子方程式为：；
(5)反应器Ⅳ采取工艺方法是高温焙烧，使氢氧化铝转变为氧化铝；上述工艺流程中可以循环使用的物质是和。
2．               反应生成的HCl能够抑制水解     0.21     、与水蒸气反应    
【分析】Mg2B2O5•H2O与NaOH反应，得到滤渣和滤液，从滤液中最终得到了NaBO2。从滤渣最终得到了MgCl2。滤液的溶质为NaBO2，经过蒸发浓缩等一系列操作得到晶体。滤渣为Mg(OH)2，与浓盐酸作用得到MgCl2·7H2O，经电解等一系列操作得MgH2，与NaBO2反应得到NaBH4。
【详解】(1)根据化合物中各元素的化合价代数和为0，Mg的化合价为＋2，O的化合价为－2，设B的化合价为x，有2×(＋2)＋2x＋5×(－2)=0，得x=＋3。则B的化合价为+3。难溶的与浓氢氧化钠溶液反应，Mg转化为Mg(OH)2、B转化为，所以离子方程式为：。
(2)MgCl2·7H2O脱去结晶水的时候要防止Mg2＋水解生成Mg(OH)2。而SOCl2+H2OSO2↑+2HCl↑，消耗了水，生成的氯化氢又能抑制氯化镁水解。故答案为：反应生成的HCl能够抑制水解。
(3)含氢还原剂的氧化产物为正一价含氢物质，1 molNaBH4的质量为38g，发生反应时，失去8 mol电子，相当于4 molH2，为8g氢气。NaBH4的有效氢等于≈0.21。
(4)NaBH4遇水蒸气剧烈反应并放出H2，所以保持干燥环境的目的是防止硼氢化钠、氢化镁与水蒸气反应。所以原因是为防止MgH2、NaBH4与水蒸气反应；反应物为和，生成物为，根据原子守恒即可得出答案为：。
3．(1)     H2SiO3；     ZrSiO4+4NaOHNa2ZrO3+Na2SiO3+2H2O
(2)     5.2~6.2     向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流出后，重复2~3次
(3)     H2O+H2O2+CN-=+NH3↑     2×10-2mol/L
(4)2CH3OH-12e-+6O2-=2CO2+4H2O

【分析】天然锆英石(ZrSiO4)含有铁、铝、铜等金属元素的氧化物杂质，用过量NaOH碱熔时，锆英石能与烧碱高温反应生成可溶于水的Na2ZrO3，同时生成Na2SiO3，然后用过量盐酸酸浸，Na2ZrO3与酸反应生成ZrO2+，硅酸钠与酸反应生成硅酸，过滤分离，滤渣1为硅酸，加入H2O2是将Fe2+转化为Fe3+，便于调节pH值以除去，由离子沉淀完全pH，加入氨水调节pH=5.2，使Fe3+、Al3+转化为沉淀而除去，即滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3，除Cu过程是将溶液中Cu2+除去，流程使用NaCN除铜，滤渣3为Cu(CN)2，除Cu后的滤液中加入氨水调节pH≥8.0，使ZrO2+转化为Zr(OH)4沉淀，过滤分离，Zr(OH)4分解生成ZrO2，滤液中含有NaCl、NH4Cl等，据此分析解题。
（1）
由分析可知，滤渣1的主要成分为H2SiO3，碱熔时生成即ZrSiO4与NaOH反应生成Na2ZrO3、Na2SiO3和H2O，故该反应的化学方程式为ZrSiO4+4NaOH Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O，故答案为：H2SiO3；ZrSiO4+4NaOHNa2ZrO3+Na2SiO3+2H2O；
（2）
由分析可知，过滤2前调，目的是使Fe3+和Al3+完全沉淀，而ZrO2+不产生沉淀，以达到分离提纯的目的，故a的取值范围为5.2~6.2，“水洗”的操作方法即洗涤沉淀的操作是向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流出后，重复2~3次，故答案为：5.2~6.2,；向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流出后，重复2~3次；
（3）
由于氰化钠有剧毒，通常选用双氧水氧化除铜后滤液中的氰化钠，已知双氧水与氰化钠反应能生成一种酸式盐即NaHCO3和能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体即NH3，则该反应的离子方程式为：H2O+H2O2+CN-=+NH3↑，若除铜后溶液中，则此时溶液中==2×10-2mol/L ，故答案为：H2O+H2O2+CN-=+NH3↑；2×10-2mol/L；
（4）
该燃料电池中，通入甲醇的电极是负极，通入氧气的电极是正极，负极上甲醇失电子和氧离子反应生成CO2和水，正极上氧气得电子生成氧离子，负极反应式为2CH3OH-12e-+6O2-=2CO2+4H2O，故答案为：2CH3OH-12e-+6O2-=2CO2+4H2O。
4．     醚键、羰基          +CH3OCH2Cl+HCl     EF         
【分析】(1)由E的结构简式判断含有的官能团，由A的分子式C6H6O2和D的结构简式判断A的结构简式，B→C发生取代反应；
(2)连接4个不同的结构的碳原子成为手性碳原子；
(3)B的结构简式为，能发生银镜反应和水解反应，说明含有醛基和酯基；能与溶液发生显色反应，说明含有酚羟基；苯环上有两个取代基，据此写出同分异构体；
(4)仿照题目中的信息，以和为原料制备的合成路线。
【详解】(1)由E的结构简式可知，E中官能团名称为醚键、羰基，由A的分子式C6H6O2，可知A中含有两个酚羟基，由D的结构简式可知，A的结构简式为，B→C发生取代反应，反应方程式为+CH3OCH2Cl+HCl；
(2)连接4个不同的结构的碳原子成为手性碳原子，A~F中含有手性碳原子的是EF；
(3)B的结构简式为，其同分异构体能发生银镜反应和水解反应，说明含有醛基和酯基；能与溶液发生显色反应，说明含有酚羟基；苯环上有两个取代基，符合条件的同分异构体有；
(4)仿照题目中的信息，以和为原料制备的合成路线为：。
【点睛】本题关键是通过流程图中各物质之间的反应判断各物质的结构简式，限定条件的同分异构体书写需要根据条件推断出可能含有的官能团。
5．     羟基、溴原子     2-甲基-1-丙烯(或2-甲基丙烯)          酯化反应或取代反应     、
    
【分析】C、F发生信息中第二步中RMgBr与R1COR2的反应生成G，结合C的分子式、G的结构,可推知C为、F为(CH3)3CMgBr，结合条件、分子式逆推可知E为(CH3)3CBr、D为、B为、A为，结合信息中R-Br RMgBrRCOOH，由G可推知H为，结合J的分子式，可知G分子内脱去1分子水形成J，则J为。
【详解】(1)据分析可知，G中官能团的名称为：羟基、溴原子，故答案为：羟基、溴原子；
(2)D为，D的名称是：2-甲基-1-丙烯(或2-甲基丙烯)，故答案为：2-甲基-1-丙烯(或2-甲基丙烯)；
(3)H为，J为，则H→J发生酯化反应，反应的化学方程式为：，故答案为：；酯化反应或取代反应；
(4) ，的同分异构体中，能与溶液发生显色反应，说明有酚羟基；0.5mol该同分异构体与足量银氨溶液反应，生成Ag物质的量：，说明该物质有两个醛基；苯环上的一氯代物只有两种，则满足条件的同分异构体有：、，故答案为：；；
(5)由和两种原料（乙烯、甲苯）的分子结构并且结合题中信息（R-Br RMgBr ）可知，要合成需要先合成苯甲醛和1，2-二溴乙烷；乙烯与溴发生加成反应可以合成1，2-二溴乙烷；根据题中B到C的变化可知，甲苯可以被氧气、二氧化锰氧化为苯甲醛。因此，合成的路线流程图可以表示为：。
6．(1)     醛基、碳碳双键     银氨溶液或者新制氢氧化铜悬浊液
(2)          还原反应     +(CH3CO)2O→CH3COOH+
(3)     6    
(4)

【分析】根据F→G的反应条件和G的结构简式可知F为，再结合信息②可知E为，以此解题。
【详解】（1）由C的结构简式可知C中除氨基之外的官能团为醛基和碳碳双键；C中含氧官能团为醛基，检验醛基可以用银氨溶液发生银镜反应，也可以用新制氢氧化铜悬浊液生成砖红色沉淀，故试剂为银氨溶液或者新制氢氧化铜悬浊液；
（2）由分析可知E为，根据信息②可知E→F的反应还原反应；由分析可知F为，根据G的结构简式以及F→G的反应条件，可知F→G的方程式为：+(CH3CO)2O→CH3COOH+ ；
（3）其同分异构体中存在苯环，有两个支链，一个是羟基，另一个可能是—CH2NH2(邻、间、对)，或者—NHCH3(邻、间、对)，一共6种类；其中核磁共振氢谱有5组峰，峰面积之比为2∶2∶2∶2∶1的结构简式为；
（4）可以先有苯发生硝化反应生成硝基苯，然后将硝基还原为氨基，结合题干给的流程，苯胺再和(CH3CO)2O反应即可得到产物，具体流程为：。
7．              温度低于1050K时，反应未达到平衡状态，随温度升高，反应速率加快，NO转化率增大     4          a     活性炭负载钙、镧氧化物后反应活化能小，反应速率快，相同条件下，NO去除率更高。(或纯碳的活化能高、反应速率慢)     B     0.0225     96%
【详解】(1)根据题干信息，能将NO转化成无毒物质，该无毒物质为N2，又已知：
    
    
则反应的热化学方程式为   ；
(2)温度低于1050K时，反应未达到平衡状态，因此随温度升高，反应速率加快，NO转化率增大，1050K、时，NO的转化率为80%，假设起始投入NO的物质的量为1mol，则列三段式有：

因此反应的平衡常数；
(3)由题可知，用尿素水溶液吸收体积比为1∶1的NO和混合气，可将N元素转变为对环境无害的气体N2，则反应的化学方程式为；
(4)①根据图象，490℃以下，a(CaO/C)的NO去除率最高，故加入a(CaO/C)的反应活化能最小，因为活性炭负载钙、镧氧化物后反应活化能小，反应速率快，(或纯碳的活化能高、反应速率慢)，所以在相同条件下，NO去除率更高；
②根据图象可知，490℃时CaO/C对NO的去除率为45%，若测得去除率为60%，说明采取的措施使得平衡正向移动，则可能是压缩了容器体积，故答案选B；
③490时，NO的去除率为45%，则反应速率，若该温度下的平衡常数为121，列三段有：

则有：，解得x≈0.096，则此时NO的去除率为。
8．(1)-76
(2)     温度     ＜     0.57
(3)          0.0625mol·L-1·min-1
(4)     >     温度过高，乙催化剂活性降低

【解析】（1）
已知反应Ⅰ.    反应Ⅱ．        则目标反应可由2I-II得到，根据盖斯定律，反应的 =2×-=-76；
（2）
由题干信息可知，Ⅰ.    Ⅱ．        ，升高温度，平衡正向移动，乙烷的转化率增大，增大压强，平衡逆向移动，乙烷的转化率减小，由图可知，L1、L2随X增大而增大，则X代表温度，当温度相同时，由L1对应的乙烷的转化率更大，说明L1对应的压强更低，故＜，M点表示乙烷的转化率为50%，根据三段式可知，，，故平衡时，n(C2H6)=1.2-0.2=1.0mol，n(CO2)=2.2-0.4=1.8mol，n(C2H4)=0.8mol，n(H2O)=0.8mol，n(CO)=0.8+0.8=1.6mol，容器体积为1L，所以反应Ⅰ的平衡常数为K===0.57；
（3）
T℃时，向容积为2L的某刚性容器中通入、混合气体，若仅发生反应Ⅰ，达到平衡时，的体积分数为20％，根据三段式：，则有=20%，解得x=0.5，测得，，其中k正、k逆为速率常数，平衡时，，即 =Kc，则k逆=；k正=，则平衡时=×0.5mol/L×0.5mol/L=0.0625mol·L-1·min-1；
（4）
催化剂不影响平衡移动，但M点对应的温度下，甲的转化率比乙高，能说明乙未达平衡状态，正>逆。M点之后CO转化率下降的原因是温度过高，乙催化剂活性降低。