新疆维吾尔自治区阿勒泰地区2023届高三下学期高考素养调研第三次模考理科综合化学试题（含解析）

这是一份新疆维吾尔自治区阿勒泰地区2023届高三下学期高考素养调研第三次模考理科综合化学试题（含解析），共20页。试卷主要包含了单选题，实验题，工业流程题，原理综合题，结构与性质，有机推断题等内容，欢迎下载使用。
新疆维吾尔自治区阿勒泰地区2023届高三下学期高考素养调研第三次模考理科综合化学试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．化学让生活更美好。下列有关说法中正确的是
A．棉衬衫和丝质衣物的主要成分均属于糖类
B．亚硝酸钠是一种防腐剂，不能用于任何食品的生产中
C．“暖宝宝”发热原理与铁的吸氧腐蚀相同
D．霓虹灯能发出五颜六色的光利用了金属离子的焰色反应
2．PEEK是一种特种高分子材料，可由X和Y在一定条件下反应制得，相应结构简式如图。下列说法正确的是

A．PEEK是纯净物 B．X与Y经加聚反应制得PEEK
C．X苯环上H被Br所取代，一溴代物只有一种 D．1molY与H2发生加成反应，最多消耗6molH2
3．下列有关离子方程式的书写正确的是
A．明矾溶液与过量氨水混合：Al3++4NH3•H2O=AlO+2H2O+4NH
B．FeCl3溶液刻蚀电路铜板：2Fe3++3Cu=2Fe+3Cu2+
C．向水垢中滴加足量醋酸：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
D．稀硫酸滴入Na2S2O3溶液中：2H++S2O=SO2↑+S↓+H2O
4．下列实验装置(部分夹持装置略去)正确且能达到相应实验目的的是

A．利用装置Ⅰ验证非金属性S＞C＞Si
B．利用装置Ⅱ制备Fe(OH)3胶体
C．利用装置Ⅲ蒸干MgCl2溶液制无水MgCl2固体
D．装置Ⅳ先从下口放出水层，再从上口倒出溴的CCl4溶液
5．科学家设计了一种以Cu和CuS为电极的可循环电池，电解质为AlCl3等溶液，其工作原理如图所示。放电时，Cl-向Cu电极方向移动，下列说法正确的是

A．放电时Cu电极上的反应为：Cu+e-+2Cl-=CuCl
B．放电时电极上产生Al3+进入溶液
C．充电时CuS电极连接电源的正极
D．当0.45molCu转化成CuCl时，溶液中Al3+减少0.3mol
6．一种铁触媒催化某反应的反应机理如图所示。下列叙述错误的是

A．铁元素在反应①中被氧化，在反应②~④中被还原
B．反应⑤的化学方程式为
C．反应②~④中，断裂与形成的共价键类型不同
D．1与足量的、充分反应后可得到2Q
7．常温下，难溶物Y2X与ZX在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，若定义其坐标图示：p(A)=--lgc(A)，Mn+表示Y+或Z2+。下列说法错误的是

A．N表示ZX的溶解平衡曲线
B．常温下，Y2X的分散系在c点时为悬浊液
C．向b点溶液中加入Na2X饱和溶液，析出ZX固体
D．ZX(s)+2Y+(aq)Y2X(s)+Z2+(aq)的平衡常数K=1014

二、实验题
8．乙酰苯胺为无色晶体，具有退热镇痛作用，有“退热冰”之称。实验室常用苯胺与乙酸反应制备乙酰苯胺：+CH3COOH+H2O
相关的文献数据如表：
物质
相对分子质量
密度(g/mL)
熔点(℃)
沸点(℃)
溶解性
冰醋酸
60
1.05
16.6
118
易溶于水
苯胺
93
1.02
-6
184.4
微溶于水，易氧化
乙酰苯胺
135
1.21
114.3
305
微溶于冷水，易溶于热水
实验流程如图：

据此回答下列问题：
(1)实验装置中仪器a的名称_______。
(2)圆底烧瓶中加入少许锌粉的目的是_______。锌粉几乎不与纯乙酸反应。但随着上述制备反应的进行而会消耗乙酸，原因是_______。
(3)反应需控制温度在105℃左右的原因是_______。
(4)将反应液倒入冷水的作用是_______。
(5)粗产品中所含有机杂质主要为_______，进一步提纯的实验方法为_______。
(6)计算所得到乙酰苯胺的产率是_______(保留3位有效数字)。

三、工业流程题
9．2023年3月，我国科学家发现了世界首例具有本征相干性的光阴极量子材料一钛酸锶(SrTiO3)，其性能远超传统的光阴极材料。一种“溶胶－沉淀”一步法合成钛酸锶纳米粉体的工艺流程如图所示。

已知：i.TiCl4易溶于无水乙醇；
ii.Ti4+加热水解生成TiO2•xH2O；
iii.SrSO4在1580℃以上分解。
回答下列问题：
(1)钛元素位于元素周期表第四周期_______族。SrTiO3中Sr的化合价为_______。
(2)由水解产物生成SrTiO3溶胶的化学方程式为_______。
(3)对SrTiO3溶胶进行保温的目的是_______。
(4)检验SrTiO3沉淀是否洗涤干净的操作为_______。
(5)NaOH溶液的浓度、钛液浓度、反应时间对w(TiO2)、产物纯度的影响如表所示。
反应条件
c(NaOH)/(mol•L-1)
钛液浓度/(mol•L-1)
反应时间/h
3.30
5.30
7.30
1.60
2.20
2.80
4
5
6
w(TiO2)/%
32.31
32.79
33.34
32.33
32.79
33.34
32.07
33.34
32.35
产物纯度/%
94.69
96.36
97.69
92.77
97.00
97.69
95.12
97.69
97.52
合成高纯SrTiO3纳米粉体的最佳工艺条件为_______。
(6)钛酸锶中钛锶比的测定。
①测定TiO2的含量：称取mg样品，经一系列处理除去Sr后，配制成250mL溶液。移取25.00mL溶液于锥形瓶中，准确加入V1mLc1mol•L-1EDTA标准溶液(过量)，充分反应后，加入指示剂，用c2mol•L-1ZnSO4溶液滴定，滴定至终点时消耗V2mLZnSO4溶液。则钛酸锶中TiO2的质量分数为_______(列出计算式即可，已知滴定计量关系：EDTA-Ti4+，EDTA~Zn2+)。
②测定SrO的含量：称取mg样品，用硫酸铵和浓硫酸处理，再用乙醇－水稀释成100mL溶液，用氨水调节溶液pH=4，完全沉淀后过滤得到SrSO4沉淀，于850℃时灼烧至恒重，质量为m1g。则钛酸锶中钛锶比为_______[钛锶比==]。

四、原理综合题
10．(我国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的人工合成，关键的一步是利用化学催化剂将高浓度CO2还原成CH3OH：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
(1)已知相关键能数据如表所示，则上述反应的ΔH=_______kJ•mol-1。
化学键
H－H
H－O
C=O
C－O
C－H
键能/kJ•mol-1
436
464
803
326
414
(2)某温度下，向一定体积的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2，体系达到平衡时CO2的转化率为20%。反应的平衡常数Kx=_______(对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，Kx=，x为物质的量分数，计算结果用分数表示)。
(3)以CO2(g)和H2(g)为原料合成CH3OH(g)，除发生上述反应外(后续称为反应Ⅰ)，还发生反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+40.9kJ•mol-1。
①反应I、Ⅱ的lnK(K代表化学平衡常数)随(温度的倒数)的变化如图所示。线_______(填“a”或“b”)表示反应Ⅱ的lnK随的变化。升高温度，反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的化学平衡常数______(填“增大”或“减小”或“不变”)。

②研究发现，在单原子Cu/ZrO2催化时，反应I的历程以及中间体HCOO*与CH3O*物质的量之比随时间变化如图所示：

第一步：CO2+H2→HCOO*+H*
第二步：HCOO*+2H2→CH3O*+H2O
第三步：CH3O*+H*→CH3OH
下列说法正确的是_______(填标号)。
A．任何温度下，反应Ⅰ均可自发进行
B．升高温度时，3步反应速率均加快
C．用不同催化剂催化反应可以改变反应历程，提高平衡转化率
D．反应历程中，第二步反应的活化能最高，是反应的决速步骤
③反应I反应历程中某一步基元反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中直线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、C为常数)。

i.该基元反应的活化能Ea=______kJ•mol-1。
ii.直线______(填“b”或“c”)表示使用更高效的催化剂时，Rlnk与的关系。
④在密闭容器中，保持投料比不变，将CO2和H2按一定流速通过反应器，一段时间后，测得CO2转化率(α)和甲醇选择性[x(CH3OH)=×100%]随温度(T)变化关系如图所示。若233~250℃时催化剂的活性受温度影响不大，则236℃后图中曲线下降的原因是_______；若气体流速过大，CO2的转化率会降低，原因是_______。


五、结构与性质
11．含硼化合物由于其特殊的结构和性质在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：
(1)基态硼原子的核外电子的空间运动状态有_______种。下列不同状态的硼中，用光谱仪可捕捉到发射光谱的是_______(填标号)。第二周期中，第一电离能位于硼元素与氮元素之间的元素有_______种。
A．                  B．
C．    D．
(2)氨硼烷(NH3BH3)是目前最具潜力的储氢材料之一。氨硼烷分子中与N原子相连的H原子呈正电性，与B原子相连的H原子呈负电性，它们之间存在静电相互吸引作用，称为双氢键。NH3BH3中H－N－H键角______NH3中H－N－H键角(填“＞”或“＜”)。以下物质之间可能形成双氢键的是______(填标号)。
A．SiHCl3和AlH3    B．C3H6和C2H6    C．B2H6和HCN
(3)含硼阴离子[B6O7(OH)6]2-的结构如图a所示，其中硼原子的杂化方式有______种，该结构中共有_______种不同化学环境的氧原子。

(4)磷化硼(BP)是具有类似金刚石结构的晶体，其晶胞如图b所示。

①磷化硼(BP)晶体中“一般共价键”与配位键的数目之比为_______。
②根据图b，图c中矩形ACC'A'是沿晶胞对角面取得的截图。晶胞中各原子在矩形ACC'A'的相对位置为_______(填标号)。
A．    B．    C．    D．
③根据图b，若最近的B原子和P原子的距离为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为_______g•cm-3(列出计算表达式)。

六、有机推断题
12．利喘贝是一种新的平喘药，其合成过程如图：

已知：i.+CH3I+NaOH→+NaI+H2O
ii.R1－CHOR1－CH=CH－COOH
(1)反应①所需试剂为_______。
(2)由C生成D的化学反应方程式为_______。
(3)H苯环上的一氯代物有两种，能发生银镜反应，也能与氯化铁溶液发生显色反应。H的名称为_______。
(4)E的结构简式为_______。L中含氧官能团的名称是_______。
(5)反应①~⑧中，属于取代反应的有_______个。
(6)在J的同分异构体中，同时满足下列条件的总数为_______种。其中核磁共振氢谱显示有五组峰(氢原子数量比为1：2：2：2：1)的结构简式为_______。
①含有一个苯环    ②能与NaHCO3反应    ③遇FeCl3显示紫色

参考答案：
1．C
【详解】A．棉衬衫为纤维素，它为多糖。而丝质为蛋白质，A项错误；
B．亚硝酸钠是一种防腐剂和着色剂，可用于肉制品添加剂，B项错误；
C．暖宝宝的材料为炭粉、铁、NaCl利用铁的吸氧腐蚀放热制得，C项正确；
D．霓虹灯利用稀有气体而不是金属元素，D项错误；
故选C。
2．C
【详解】A．PEEK是聚合物，属于混合物，故A错误；
B．由X、Y和PEEK的结构简式可知，X和Y发生连续的取代反应得到PEEK，即X与Y经缩聚反应制得PEEK，故B错误；
C．X是对称的结构，苯环上有1种环境的H原子，苯环上H被Br所取代，一溴代物只有一种，故C正确；
D．Y中苯环和羰基都可以和H2发生加成反应，1mol Y与H2发生加成反应，最多消耗7mol H2，故D错误；
故选C。
3．D
【详解】A．Al(OH)3只溶于强碱不溶于氨水，所以离子方程式为Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH，A项错误；
B．FeCl3将Cu氧化为CuCl2而自身被还原为FeCl2，离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe+Cu2+，B项错误；
C．醋酸为弱电解质，离子方程式中不能拆写为离子，离子方程为CaCO3+2CH3COOH=Ca2++CO2↑+H2O+2CH3COO-，C项错误；
D．Na2S2O3在酸性条件下发生气化反应产生SO2和S，离子方程式为2H++S2O=SO2↑+S↓+H2O，D项正确；
故选D。
4．A
【详解】A．非金属性可通过最高价氧化物的水化物酸性验证，该实验通过硫酸制备CO2，再利用CO2制备出硅酸，即酸性H2SO4>H2CO3>H2SiO3，所以非金属性S＞C＞Si，A项符合题意；
B．该反应制备Fe(OH)3沉淀，将饱和的FeCl3加入沸水中制备胶体，B项不符合题意；
C．MgCl2在加热的条件下水解为Mg(OH)2从而得不到MgCl2。若需要制得MgCl2需要在HCl氛围中蒸干MgCl2溶液，C项不符合题意；
D．CCl4密度大于水，从下口放出CCl4，水层应该在上层从上口倒出水层，D项不符合题意；
故选A。
5．C
【分析】放电时，Cl-向Cu电极方向移动即Cu为负极，发生氧化反应Cu-e-+2Cl-=。而CuS为正极，CuS发生还原反应CuS+9e-+3Al3+=Al3CuS。
【详解】A．Cu发生氧化反应，电极反应为Cu-e-+2Cl-=，A项错误；
B．放电时CuS消耗Al3+，Al3+减少，B项错误；
C．充电时，CuS电极发生氧化反应与电源的正极相连，C项正确；
D．由得失电子守恒得到关系式为6Cu~2Al3+~6e-，当0.45molCu反应时，溶于中Al3+减少0.45×mol=0.15mol，D项错误；
故选C。
6．D
【详解】A．与反应时被氧化，在反应②~④中，铁元素被还原，选项A正确；
B．由反应⑤的反应物为、生成物为和Q知，Q为，选项B正确；
C．反应②~④中断裂的化学键是非极性键，形成的是极性键，选项C正确；
D．分析题图可知，该反应为铁触媒催化下的合成氨反应，合成氨反应是可逆反应，不能进行完全，选项D错误；
答案选D。
7．B
【分析】横坐标表示阳离子浓度的负对数，纵坐标表示金属阳离子浓度的负对数；Ksp(Y2X)=c2(Y+)∙c(X2)，，，同理，根据图示直线的斜率可知，M表示Y2X的溶解平衡曲线，N表示ZX的溶解平衡曲线；
【详解】A．由分析可知，M表示Y2X的溶解平衡曲线，N表示ZX的溶解平衡曲线，故A正确；
B．c点在M斜线上方，在金属阳离子浓度不变时，纵坐标越大，表示相应的阴离子浓度越小，因此c点Qc=c2(Y+)∙c(X2-)＜Ksp(Y2X)，因此c点形成的的是Y2X的不饱和溶液，故B错误；
C．N表示ZX的溶解平衡曲线，b点为ZX的饱和溶液，若加入Na2X饱和溶液，则c(X2-)增大，由于Ksp不变，ZX固体会析出，故C正确；
D．N表示ZX的溶解平衡曲线，由b(5，30.2)可知：ZX的溶度积常数Ksp=10-(5+30.2)=10-35.2，M表示Y2X的溶解平衡曲线，由a点坐标可知Ksp(Y2X)=c2(Y+)∙c(X2-)=10-(20×2+9.2)=10-49.2，ZX(s)+2Y+(aq)⇌Y2X(s)+Z2+(aq)的平衡常数K=，故D正确；
故答案选B。
8．(1)直形冷凝管
(2) 防止苯胺被氧化 有H2O生成，纯乙酸变为乙酸溶液
(3)温度过低，反应速率慢且不能蒸出反应所生成的水；温度过高未反应的乙酸蒸出
(4)降低乙酰苯胺溶解度，使其充分析出
(5) 苯胺 重结晶
(6)64.8%

【分析】5 mL苯胺和过量冰醋酸在105℃下反应制备乙酰苯胺，苯胺、冰醋酸和乙酰苯胺的沸点较高，反应在105℃下进行，故锥形瓶中蒸馏物主要成分是H2O；由苯胺、冰醋酸和乙酰苯胺的沸点可知，若温度过高，会使未反应的乙酸蒸出；该反应为可逆反应，若温度过低，反应过程中的水不能被除去，不利于反应正进行；当反应过程中不再有水生成，即锥形瓶中不再有水增加或牛角管管口不再有水珠滴下，证明反应已基本完全。
【详解】（1）由装置特点可知实验装置中仪器a为直形冷凝管，故答案为：直形冷凝管；
（2）苯胺微溶于水，易氧化，圆底烧瓶中加入少许锌粉可防止苯胺被氧化；锌粉几乎不与纯乙酸反应，由反应方程式可知反应有水生产，纯乙酸变为乙酸溶液，锌粉会与乙酸溶液反应；故答案为：防止苯胺被氧化；有H2O生成，纯乙酸变为乙酸溶液；
（3）由苯胺、冰醋酸和乙酰苯胺的沸点可知，若温度过高，会使未反应的冰醋酸蒸出，且该反应为可逆反应，若温度过低，反应过程中的水不能被除去，不利于反应正进行，故反应需控制温度在105℃左右；故答案为：温度过低，反应速率慢且不能蒸出反应所生成的水；温度过高未反应的乙酸蒸出；
（4）乙酰苯胺微溶于冷水，易溶于热水，将反应液倒入冷水的作用是降低乙酰苯胺溶解度，使其充分析出，故答案为：降低乙酰苯胺溶解度，使其充分析出；
（5）冰醋酸易溶于水，而苯胺微溶于水，乙酰苯胺微溶于冷水，故粗产品中所含有机杂质主要为苯胺；乙酰苯胺易溶于热水，故可通过重结晶的方法进一步提纯；故答案为：苯胺；重结晶；
（6）5 mL苯胺和过量冰醋酸在105℃下反应制备乙酰苯胺，5 mL苯胺的物质的量为，理论上生成乙酰苯胺的质量为，则乙酰苯胺的产率为64.8%，故答案为：64.8%。
9．(1) IVB +2
(2)TiO2•xH2O+SrCl2+2NaOHSrTiO3(溶胶)+2NaCl+(x+1)H2O
(3)使SrTiO3(溶胶)发生聚沉，以生成SrTiO3沉淀便于过滤
(4)取少许最后一次洗涤液于洁净试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀生成，则表明沉淀已洗涤干净：反之，则表明未洗涤干净
(5)c(NaOH)为7.30mol•L-1、钛液浓度为2.80mol•L-1、反应时间为5h
(6) ×100%或%

【分析】溶解过程利用TiCl4易溶于乙醇将其溶解。向乙醇溶液中加入水并加热促使TiCl4水解为TiO2•xH2O。加入SrCl2和NaOH溶液将TiO2•xH2O转变为SrTiO3。保温使胶体凝聚产生沉淀便于过滤。
【详解】（1）Ti为22号元素，位于周期表第四周期IVB。由于Ti为+4价、O为-2价，利用物质化合价为0计算Sr为+2价。答案为IVB；+2；
（2）加入SrCl2和NaOH溶液将TiO2•xH2O转变为SrTiO3，反应为TiO2•xH2O+SrCl2+2NaOHSrTiO3(溶胶)+2NaCl+(x+1)H2O。答案为TiO2•xH2O+SrCl2+2NaOHSrTiO3(溶胶)+2NaCl+(x+1)H2O；
（3）胶体与溶液无法通过过滤分离，所以保温的目的使SrTiO3(溶胶)发生聚沉，以生成SrTiO3沉淀便于过滤。答案为使SrTiO3(溶胶)发生聚沉，以生成SrTiO3沉淀便于过滤；
（4）制得SrTiO3沉淀中可能含有Cl-，即用AgNO3检验最后依次洗涤液。答案为取少许最后一次洗涤液于洁净试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀生成，则表明沉淀已洗涤干净：反之，则表明未洗涤干净；
（5）钛液和NaOH的浓度越高产物的纯度越高，同时反应5h时产物的纯度最高。所以最佳条件为c(NaOH)为7.30mol•L-1、钛液浓度为2.80mol•L-1、反应时间为5h。答案为c(NaOH)为7.30mol•L-1、钛液浓度为2.80mol•L-1、反应时间为5h；
（6）EDTA的总物质的量为V1c1×10-3mol。与Zn2+反应的EDTA物质的量有V2c2×10-3mol。则与25mL样品中的Ti4+反应的EDTA物质的量为(V1c1×10-3- V2c2×10-3)mol。则TiO2的质量分数为×(V1c1×10-3- V2c2×10-3)×80×10=×100%。由质量守恒得到SrO~SrSO4则n(SrO)=n(SrSO4)= ，SrO的质量分数为。则钛酸锶中钛锶比为答案为×100%；。
10．(1)-46
(2)
(3) b 减小 BD 30.0 c 反应I放热，反应Ⅱ吸热，升温使反应I平衡逆向移动程度大于反应Ⅱ平衡正向移动程度，因而使CO2转化率和甲醇选择性下降 气体流速过大，使得气体在容器中未能充分反应，还未达到化学平衡就被排出，导致CO2的转化率降低

【详解】（1）ΔH=E反应物总键能-E生成物的总键能=803×2+3×436-（3×414+326+464×3）=-46kJ•mol-1。答案为-46；
（2）根据条件列出三段式为
则计算平衡时气体总物质的量为0.8+2.4+0.2+0.2=3.6mol，则x(CO2)= 、x(H2)= 、x(CH3OH)=x(H2O)= 。计算得Kx=。答案为；
（3）反应Ⅱ为吸热反应随着温度的升高，K增大即随着的增大K减小，所以Ⅱ的线为b。由盖斯定律得该反应由Ⅰ+Ⅱ得ΔH=-46+40.9=-5.1 kJ•mol-1，则该反应为放热反应升高温度K减小。
A．反应Ⅰ为ΔH