山西省吕梁市2023届高三下学期二模理综化学试题（含解析）

这是一份山西省吕梁市2023届高三下学期二模理综化学试题（含解析），共17页。试卷主要包含了单选题，工业流程题，实验题，有机推断题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。

山西省吕梁市2023届高三下学期二模理综化学试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．下列说法正确的是
A．锂电池为代表的新能源的研发和推广有助于实现碳达峰、碳中和
B．人摄入蔬菜、粗粮等主要是利用纤维素水解为葡萄糖来提供能量
C．四氯乙烯是一种干洗剂，聚四氯乙烯是不粘锅涂层材料
D．汽车尾气中含有CO、CO2、 NO2等大气污染物，会危害人体健康
2．糖精主要用于食品工业，也可以用于牙膏、香烟及化妆品中，糖精由原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、R、W组成，其结构如图所示，只有Y、Z、R位于同一周期，R、W原子的最外层电子数相等。下列说法正确的是
  
A．原子半径： Y>Z>R>W>X
B．Z、R、W、X的简单离子的半径W>R>Z>X
C．Y、Z、W原子的氧化物对应的水化物可能均为弱酸
D．Y、Z、R、W与X形成的化合物的沸点大小为R>Z>W>Y
3．实验室用粗盐为原料制备精盐的操作中，下列不需要使用的装置是




A
B
C
D

A．A B．B C．C D．D
4．研究表明，苯能更好地转化成苯甲酸，其相应的机理(自由基过程)如图所示，已知：Ar为芳基(-C6H5)； Ac为乙酰基( )，下列说法错误的是
  
A．K2S2O8中S的化合价为+6价，在该反应机理中作氧化剂
B．CoII (OAc)2一次性加入，不需要中途再加入
C．电解KHSO4制备K2S2O8循环使用： 2KHSO4K2S2O8+H2↑
D．CoIII-O·、CoII-OH、Ar·、ArCO·均为反应过程中的自由基
5．某些挥发性油中含有乙酰氧基胡椒酚乙酸酯，它具有生物活性，在医药和食品工业上有广泛的应用前景。乙酰氧基胡椒酚乙酸酯(W)的合成路线如图所示，下列有关M、W的说法错误的是
  
A．1mol W最多能与3mol NaOH反应
B．相同物质的量的M和W，在一定条件下消耗等量的H2
C．M和W与H2完全加氢后的产物与M和W分子中含有的手性碳原子数相同
D．能与NaHCO3反应且属于M的同分异构体有13种
6．液流电池是利用液态电解质的可逆氧化还原电化学反应实现循环的能量存储和释放，其工作原理如图所示，全钒液流电池体系C(m+1)+为V3+， Cm+为V2+， An+为，A(n-1)+为VO2+，下列说法正确的是
    
A．电池工作过程中电子由双极板流向集流板
B．放电时正极反应式为  +2H++e- =VO2+ + H2O
C．液流电池的总反应为VO2+ +V3+ + H2O +V2+ +2H+
D．电池充电时，阳极区附近溶液的pH增大
7．具有光催化活性的TiO2可通过氮掺杂生成TiO2-aNb后，在光照下的输出稳定性更好，其晶胞结构如图，已知原子1、原子2的分数坐标为(0，0，)和(1，0，0)，设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是
  
A．氮掺杂生成的TiO2-aNb中，a=，b=
B．原子3的分数坐标为(1，0，)
C．TiO2晶体中，Ti的配位数为8
D．TiO2的密度为g·cm-3

二、工业流程题
8．以萃铜余液为原料制备工业活性氧化锌，其生产工艺流程如图所示：
  
(1)铜萃余液含硫酸30~60g/L，设计采用过硫酸钠(Na2S2O8)氧化法除锰，写出Mn2+被氧化成MnO2的离子方程式___________ ； 采用石灰石粉中和除去铝和铁，则中和渣中主要成分为___________。
(2)流程中用到最多的操作是___________，该操作中玻璃棒的作用是___________。
(3)用锌粉除镉(Cd2+ )的离子方程式为___________；沉锌生成碱式碳酸锌[2Zn(OH2)·ZnCO3·H2O]的化学方程式为___________。
(4)检验碱式碳酸锌洗涤干净的操作及现象为___________。
(5)煅烧炉中发生反应的化学方程式为___________，工艺流程设计中选用高效真空负压内转盘浓缩沉锌后液一体化设备生产无水___________，蒸发生产过程可实现零排放。

三、实验题
9．KI可用作利尿剂、治疗慢性支气管炎，实验室中制备一定量KI的过程及实验装置(加热及夹持装置已省略)如右：
  
回答下列问题：
(1)仪器a的名称是___________，“碱溶”时，用水浴加热的优点是 ___________。
(2)“碱溶”时，碘发生歧化反应，氧化产物可用于加碘盐的生产中，则“碱溶”时氧化产物与还原产物的物质的量之比为___________，若“碱溶”时，KOH过量，通硫化氢时，写出“还原”时发生反应的离子方程式___________。
(3)烧杯中X不可以选用的试剂___________。(填标号)
a．NaOH    b．CuSO4 c．KMnO4 d．硝酸
(4)为测定KI的纯度，称取0.5g 样品溶于水，然后用0. 0500mol·L-1的酸性KMnO4标准溶液滴定(10I- +2 +16H+ = 5I2+2Mn2+ +8H2O)，判断滴定终点的现象是___________， 若滴定终点时平均消耗11. 80mL标准溶液，则样品的纯度为___________(保留两位有效数字)，若滴定终点读数时仰视刻度线，则测定KI纯度的结果___________ (填 “偏大”或“偏小”)。
(5)某温度时，H2S溶液中H2S、HS-、S2-在含硫粒子总浓度中所占分数δ随溶液pH的变化关系如图，若FeS恰好溶解，溶液中的c(Fe2+)=0.1mol·L-1，c(H2S)=6.0×10-9mol·L-1，应控制溶液pH等于___________(已知该温度时，FeS的Ksp为6.0×10-18)。
  

四、有机推断题
10．酮基布洛芬片是用于治疗各种关节肿痛以及牙痛、术后痛等的非处方药。其合成路线如图所示：
  
(1) 的化学名称为___________。
(2)酮基布洛芬中官能团的名称为___________，D→E的反应类型为___________。
(3)写出C的结构简式：___________ ；A-G中含有手性碳原子的物质有___________种。
(4)B在NaOH水溶液加热，生成物与酸反应生成有机物M，写出在一定条件下M生成高聚物的化学反应方程式___________。
(5)H为酮基布洛芬的同分异构体，则符合下列条件的H有___________种。
①含的酯类化合物
②两个苯环上还有一个取代基
其中核磁共振氢谱有8组峰，且峰面积之比为 3∶2∶2∶2∶2∶1∶1∶1的结构简式为 ___________。
(6)以和苯为原料(无机试剂任选)，设计制备的一种合成路线。___________。

五、原理综合题
11．丙烯是制备聚丙烯的单体，在催化剂作用下，可由丙烷直接脱氢制得。
已知：反应I： C3H8(g) C3H6(g)+H2(g)  ΔH1 = +124. 3kJ·mol-1；
反应II： H2O(g) H2(g)+ O2(g)   ΔH2= +242kJ·mol-1；
(1)丙烷可氧化直接脱氢发生反应III 2C3H8(g) +O2(g) 2C3H6(g)+2H2O(g) ΔH3=___________kJ·mol-1，该反应能自发进行的条件是在___________(填“低温”、“高温”或“任意温度”)下。
(2)向某绝热恒容密闭容器内充入一定量的C3H8和O2，发生反应III．下列能说明该反应达到平衡状态的是___________ (填标号)。
A．容器内气体的密度不再改变
B．容器内气体的温度不再改变
C．v正(O2)=2v逆 (C3H6)
D．容器内气体的平均摩尔质量不再改变
(3)对于反应III，v正=k正·p2(C3H8)·p2(O2)，v逆=k逆·p2(C3H6)·p2(H2O)。其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体分压(分压=物质的量分数×总压)。在TK下，按初始投料比n(C3H8)：n(O2)=2：1，n(C3H8)：n(O2)=1：1，n(C3H8)：n(O2)=1：2，得到不同压强条件下C3H8的平衡转化率关系图：

①a、b、c各曲线所表示的投料比大小顺序为___________ (用字母表示)。
②TK平衡时，点N在线b上，计算N点C3H8的体积分数为___________(保留三位有效数字)。
③TK条件下，某容器测得某时刻p(C3H8)=0.2MPa， p(O2)=0. 7MPa， p(C3H6)=p(H2O)=0. 3MPa，此时，v正：v逆___________ (用 分数表示)。
(4)丙烷分解可制取乙烯，发生反应C3H8(g) C2H4(g)+CH4(g)，根据Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示，已知Arrhenius经验公式为Rlnk= - +C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。该反应的活化能Ea=___________kJ·mol-1。

(5)丙烷在催化剂表面脱氢生成丙烯的机理如图所示，TS为过渡态，则决定反应速率快慢的步骤是___________ (填 “2→4”“4→6”“6→8”)。


参考答案：
1．A
【详解】A．锂电池的研发和推广能减少化石燃料的使用，有助于实现碳达峰、碳中和 ，A项正确；
B．人体内没有能使纤维素水解成葡萄糖的酶，人体不能消化水解纤维素，B项错误；
C．聚四氟乙烯是不粘锅涂层材料，C项错误；
D．CO2不属于大气污染物，D项错误。
答案选A。
2．C
【分析】根据糖精的结构以及成键的数量，可判断X为H，Y为C，R为O，Z为N，R、W原子的最外层电子数相等，则W为S。
【详解】A．同周期原子半径随原子序数增大而减小，同主族原子半径随原子序数增大而增大，则原子半径：S＞C＞N＞O＞H，A项错误；
B．Z、R、W、X的简单离子分别为N3-、O2-、S2-、H+，其半径关系有S2-＞N3-＞O2-＞H+，B项错误；
C．C原子的氧化物对应的水化物可为H2CO3，N原子的氧化物对应的水化物可为HNO2，S原子的氧化物对应的水化物可为H2SO3，三者均为弱酸，C项正确；
D．C、N、O、S元素和H形成的化合物都不止一种，无法比较，D项错误。
答案选C。
3．B
【分析】称量一定质量的粗盐，加水溶解，得到粗盐水，加入NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液，注意碳酸钠必须在氯化钡之后加入，得到硫酸钡、碳酸钙、氢氧化镁沉淀，过滤除去，滤液加入过量盐酸，蒸发结晶得到精盐。
【详解】A．溶解时需要烧杯、玻璃棒，故A正确；
B．用粗盐为原料制备精盐的操作中，不需要用蒸馏装置，故B错误；
C．结晶时需要蒸发，故C正确；
D．分离泥沙及难溶固体，需要过滤装置，故D正确；
故选B。
4．D
【详解】A．K2S2O8中存在过氧键，六个氧为-2价，两个氧为-1价，S的化合价为最高价+6价，图示中K2S2O8使+2价钴转化为+3价钴，K2S2O8在该反应机理中作氧化剂，A正确；
B．由图示知CoII (OAc)2一次性加入，不需要中途再加入，CoIII-O·、CoII-OH循环使用，B正确；
C．电解KHSO4制备K2S2O8循环使用： 2KHSO4K2S2O8+H2↑，-2价氧失电子化合价升高到-1价，+1价氢得电子降低生成氢气，C正确；
D．CoIII-O·、CoII-OH、Ar·、ArCO·中CoII-OH不是自由基，D错误；
故选D。
5．D
【详解】A．W中含有两个酯基，水解形成两个羧基、一个酚羟基和一个醇羟基，则1mol W最多能与3mol NaOH反应，A项正确；
B．H2不能还原酯基，则相同物质的量的M和W，在一定条件下消耗等量的H2，B项正确；
C．M和M加氢前后都只有一个手性碳原子，C项正确；
D．能与NaHCO3反应说明该同分异构体中含有羧基，该同分异构体可含有苯环，也可不含有苯环，种类大于13种，D项错误。
答案选D。
6．B
【分析】放电时，正极，负极，以此分析；
【详解】A．根据分析，集流板为负极，双极板为正极，电子由负极移动到正极，则由集流板流向双极板，A错误；
B．根据分析，放电时，正极电极反应式为，B正确；
C．根据分析，总电极反应式为，C错误；
D．充电时，阳极发生反应，氢离子浓度增加，pH减小，D错误；
故答案为：B。
7．A
【详解】A．由TiO2-aNb晶体结构可知，氮掺杂反应后有3个氧空穴，O原子6个在棱上、6个在后面，1个在体内，O原子个数为，N原子1个在棱上、1个在面，N原子个数为，Ti原子8个在顶点、4个在面心，1个在体内，Ti原子个数为，，，，A正确；
B．原子1、2的坐标分别为，由TiO2的晶胞结构可知，原子3的坐标为，B错误；
C．钛离子形成体心四方点阵，氧离子形成八面体，八面体嵌入体心四方点阵中，每个钛离子周围有6个氧离子，Ti的配位数为8，C错误；
D． Ti原子在晶胞的8个顶点、4个面心和1个在体内，Ti原子的个数为，O原子在8个棱上、8个面上，2个在体内，O原子个数为，则1mol晶胞的质量，一个晶胞的质量为，体积为，则TiO2的密度为，D错误;
故答案为：A。



8．(1) Mn2+ + +2H2O= MnO2 +2+4H+ MnO2、Al(OH)3、 Fe(OH)3
(2) 过滤 引流
(3) Zn+Cd2+=Zn2++Cd 3ZnSO4+ 3Na2CO3+3H2O= 2Zn(OH)2·ZnCO3·H2O↓+3Na2SO4+ 2CO2↑
(4)取少量最后一次洗涤液于试管中，向其中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，没有白色沉淀生成，说明洗涤干净
(5) 2Zn(OH)2·ZnCO3·H2O 3ZnO+CO2↑+3H2O Na2SO4或硫酸钠

【分析】由流程可知，向萃铜余液中加入石灰石粉和氧化剂，余液中Mn2+、Fe2+被氧化生成MnO2、氢氧化铁，反应过程中生成硫酸钙沉淀，过滤得到MnO2、氢氧化铁、硫酸钙，和“氧化除锰”的余液﹔向余液中加入Zn， Zn与Cd2+发生置换反应生成Cd，过滤得到除去Cd2+的滤液；加入有机溶剂萃取，除去钴、镍，分液得到硫酸锌溶液，向硫酸锌溶液中加入碳酸钠溶液﹐硫酸锌转化为ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O晶体，过滤得到ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O晶体，煅烧、粉碎得到工业活性氧化性，以此来解答。
【详解】（1）铜萃余液含硫酸30~60g/L，设计采用过硫酸钠(Na2S2O8)氧化法除锰，Mn2+被氧化成MnO2，过硫酸根离子被还原为硫酸根离子，离子方程式为：Mn2+ + +2H2O= MnO2 +2+4H+；由分析可知，中和渣中主要成分为MnO2、Al(OH)3、 Fe(OH)3；
（2）根据流程可知，该流程中多次出现滤渣，故流程中用到最多的操作是过滤；过滤时需要用玻璃棒引流；
（3）锌与镉离子发生取代反应生成锌离子和单质镉，离子方程式为：Zn+Cd2+=Zn2++Cd；向硫酸锌溶液中加入碳酸钠溶液生成碱式碳酸锌，相应的方程式为：3ZnSO4+ 3Na2CO3+3H2O= 2Zn(OH)2·ZnCO3·H2O↓+3Na2SO4+ 2CO2↑；
（4）向硫酸锌溶液中加入碳酸钠溶液生成碱式碳酸锌，则碱式碳酸锌表面可能吸附有硫酸根离子，则检验最后一次洗涤液中是否含有硫酸根离子就可以检验碱式碳酸锌是否洗涤干净相应的操作和现象为：取少量最后一次洗涤液于试管中，向其中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，没有白色沉淀生成，说明洗涤干净；
（5）由流程可知，工业碱式碳酸锌在煅烧炉中煅烧生成活性氧化锌，则相应的方程式为：2Zn(OH)2·ZnCO3·H2O 3ZnO+CO2↑+3H2O；加入有机溶剂萃取，除去钴、镍，分液得到硫酸锌溶液，向硫酸锌溶液中加入碳酸钠溶液﹐硫酸锌转化为ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O晶体，同时得到硫酸钠溶液，则工艺流程设计中选用高效真空负压内转盘浓缩沉锌后液一体化设备生产无水Na2SO4或硫酸钠。
9．(1) 三颈烧瓶 受热均匀，便于控制
(2) 1：5 3H2S+ =I- +3S↓+3H2O
(3)d
(4) 溶液变为紫色且半分钟内不褪色(滴入最后半滴酸性KMnO4溶液) 98% 偏大
(5)6

【分析】碘加入KOH溶液在60℃进行碱溶，所得溶液通入硫化氢进行还原得到S单质和料液，操作Ⅰ为蒸发浓缩、冷却结晶得到KI晶体；实验中通过稀硫酸和硫化亚铁反应制备硫化氢气体，通入三颈烧瓶中与碘、KOH进行碱溶，并进行尾气吸收防止污染空气；
【详解】（1）根据仪器的构造可知,仪器a的名称是三颈烧瓶，“碱溶”时，用水浴加热的优点是受热均匀，便于控制；
（2）“碱溶”时，碘发生歧化反应，氧化产物可用于加碘盐的生产中，则发生的反应为3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，故“碱溶”时氧化产物KIO3与还原产物KI的物质的量之比为1：5，若“碱溶”时，KOH过量，通硫化氢时，碘酸钾与硫化氢反应生成硫和碘化钾，则 “还原”时发生反应的离子方程式为3H2S+ =I- +3S↓+3H2O；
（3）烧杯中的溶液用于吸收未反应的硫化氢气体，以免污染空气，硫化氢与NaOH、CuSO4 、KMnO4均能反应且不产生污染性气体，而硝酸与硫化氢虽能反应但却生成NO，造成污染，故X不可以选用的试剂为d，答案选d；
（4）滴定终点的现象是滴入最后半滴酸性KMnO4溶液时，溶液变为紫色且半分钟内不褪色；
若滴定终点时平均消耗11. 80mL标准溶液，根据反应10I- +2 +16H+ = 5I2+2Mn2+ +8H2O可知，样品的纯度为=98%；
若滴定终点读数时仰视刻度线，则所加蒸馏水偏多，标准KMnO4浓度偏小，滴定时消耗的体积偏大，故测定KI纯度的结果偏大；
（5）H2S的电离方程式为、，由图可知，pH=7时，c(H2S)=c(HS-)，则Ka1==c(H+)=110-7；pH=13时，c(S2-)=c(HS-)，则Ka2==c(H+)=110-13；若FeS恰好溶解，则需要使c(Fe2+)·c(S2-)=Ksp(FeS)，Ka1·Ka2==10-710-13=10-20；所以c(S2-)==，c(Fe2+)·c(S2-)==6.0×10-18，则c(H+)=1.010-6mol/L，故pH=6。
10．(1)碳酸二甲酯
(2) 羧基、酮羰基 取代反应
(3)    2
(4)n+(n−1)H2O
(5) 18   
(6)   

【分析】根据B、D的结构简式和C的化学式，可知C为，根据D、F的结构简式和E的化学式，可知E为。
【详解】（1）该有机物的名称为碳酸二甲酯。
（2）酮基布洛芬中官能团的名称为酮羰基、羧基，苯环取代了D中的氯原子，则D→E的反应类型为取代反应。
（3）C的结构简式为；F、G含有手性碳原子，则A-G中含有手性碳原子的物质有2种。
（4）B在NaOH水溶液加热，生成物再与酸反应得到M，则M为，M可以发生缩聚反应生成高聚物，化学反应方程式为n+(n−1)H2O。
（5）H的取代基可为、、、、、6种，上有三种H，即，则符合条件的H有3×6=18种，其中其中核磁共振氢谱有8组峰，且峰面积之比为3∶2∶2∶2∶2∶1∶1∶1的结构简式为 。
（6）得到目标产物需要连接上苯环，参考C→D→E路线合成，可设计出合成路线：    。
11．(1) -235.4 任意温度
(2)BD
(3) c>b>a 17.4%
(4)81
(5)4→6

【详解】（1）I： C3H8(g) C3H6(g)+H2(g)  ΔH1 = +124. 3kJ·mol-1；
II： H2O(g) H2(g)+ O2(g)   ΔH2= +242kJ·mol-1；
根据盖斯定律I×2- II×2得2C3H8(g) +O2(g) 2C3H6(g)+2H2O(g) ΔH3=124. 3kJ·mol-1×2-242kJ·mol-1×2=-235.4kJ·mol-1；△H<0、△H>0，该反应能自发进行的条件是在任意温度下。
（2）A．气体总质量不变、容器体积不变，密度是恒量，容器内气体的密度不再改变，反应不一定平衡，故不选A；
B．该反应放热，温度是变量，容器内气体的温度不再改变，反应达到平衡状态，故选B；
C．v正(O2)=2v逆 (C3H6)，正逆反应速率比不等于系数比，反应没有达到平衡状态，故不选C；
D．气体总质量不变，气体物质的量增大，平均摩尔质量是变量，容器内气体的平均摩尔质量不再改变，反应达到平衡状态，故选D；
选BD。
（3）①增大氧气的浓度，平衡正向移动，丙烷的转化率增大，a、b、c各曲线所表示的投料比大小顺序为c>b>a。
②TK平衡时，根据点N数值，

N点C3H8的体积分数为。
③根据N点数据，TK条件下，Kp=，某容器测得某时刻p(C3H8)=0.2MPa， p(O2)=0. 7MPa， p(C3H6)=p(H2O)=0. 3MPa，v正：v逆=。
（4）根据图示，有，解得活化能Ea=81kJ·mol-1。
（5）4→6的活化能最大，反应速率最慢，慢反应决定总反应速率，则决定反应速率快慢的步骤是4→6。