安徽省马鞍山市2023届高三下学期第三次教学质量监测理科综合化学试题（含解析）

安徽省马鞍山市2023届高三下学期第三次教学质量监测理科综合化学试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．化学使科技进步、使生活更美好。下列说法错误的是

A．可控核聚变——“ 人造太阳”取得新突破，为实现碳中和提供了新希望

B．卡塔尔世界杯用球——“旅程”表面采用了新型聚氨酯材料，聚氨酯属于合成高分子材料

C．我国发现了月球新矿物——“嫦娥石”，可以采用X-射线衍射法分析其晶体结构

D．国产C919大飞机的机身大量使用铝锂合金材料，利用其密度小、熔点高性质

2．对乙酰氨基酚(I)具有解热镇痛作用，可制成缓释长效高分子药物(III)，下列说法正确的是

A．I中所有的C、N、O原子不可能共平面

B．1mol I在足量氢氧化钠溶液中加热，可消耗2mol NaOH

C．生成III的反应类型是酯化反应

D．III的分子式为C3n+9H5n+8NO3

3．双核铁是O2氧化CH4生成CH3OH的催化剂，反应过程如图所示。下列叙述正确的是

A．反应①中1molO2参与反应转移电子数为4NA

B．反应③产物中的“？”为罗马数字IV

C．反应④中有极性键和非极性键的断裂和形成

D．总化学方程式为：O2+2CH42CH3OH

4．化合物M是一种新型超分子晶体材料，由对溴苯胺(X)、18-冠-6和HClO4在CH3COCH3中反应制得(如图)。下列叙述错误的是

A．以上物质中部分元素的第一电离能：N>O>C

B．M由X的高氯酸盐与18-冠-6通过氢键结合生成

C．M中碳、氮、氯原子的杂化轨道类型均为sp3

D．M晶体中含有离子键、共价键、配位键

5．下列各组实验操作和现象与对应的离子方程式均正确的是

A．A B．B C．C D．D

6．某新型电池，可将CO2气体转化为CO和H2，其原理如图所示。下列说法正确的是

A．电极A为原电池的正极，发生氧化反应

B．放电过程中，H+由A极区向B极区迁移

C．若电路中转移0.6mol电子，生成的CO和H2共0.3mol

D．B极区液体为纯甘油

7．25 °C时，1L 0.1mol·L-1的某二元酸H2RO3溶液中各含R物种的pc-pOH关系如图所示。图中pc表示各含R物种的浓度负对数[pc=-lgc，pOH= -lgc(OH)]。下列说法正确的是

A．曲线③表示pc()随pOH的变化

B．y点的溶液中：c(H2RO3)+2c()=0.1mol·L-1

C．H2RO3的Ka1=1.0×10-6.7

D．2H2RO3+的平衡常数K=1.0×10-5.3

二、实验题

8．[Co(NH3)6]Cl3 [三氯化六氨合钴(Ⅲ)]易溶于热水，难溶于冷水及乙醇，是合成其它Co(Ⅲ)配合物的原料。某化学兴趣小组在实验室以活性炭为催化剂，向浓氨水、NH4Cl、CoCl2混合溶液中加H2O2制备三氯化六氨合钴(Ⅲ)，并测定产品中钴的含量。

已知：过量的氨水加入Co2+的水溶液时，即生成可溶性的氨合配离子，它不稳定，易被氧化成。

I．[Co(NH3)6]Cl3的制备

步骤i：在锥形瓶中，将4g NH4Cl固体溶于8.4 mL水中，再加入6g研细的CoCl26H2O晶体，溶解得到混合溶液。

步骤ⅱ：将上述混合溶液转移至三颈烧瓶中(装置如图)，加入研细的活性炭和浓氨水，再逐滴加入H2O2溶液，水浴加热至50~60°C，保持20 min。然后用冰水浴冷却至0°C左右，抽滤，得粗产品。回答下列问题：

(1)仪器b的名称为___________；CaCl2的作用是___________；

(2)水浴加热温度控制在50~60°C，温度不宜过高的原因是___________；

(3)加入H2O2后，反应的离子方程式为___________；

(4)粗产品中含活性炭及其它杂质，用重结晶法提纯：将粗产品溶于50mL热水中至接近饱和，___________、冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥，得到产品。

Ⅱ．[Co(NH3)6]Cl3样品中钴含量的测定

已知：[Co(NH3)6]Cl3在热的强碱溶液中会分解：[Co(NH3)6]Cl3+3NaOH=Co(OH)3 ↓+6NH3↑+3NaCl；I2+2=2I-+

(5)准确称取0.2000 g的[Co(NH3)6]Cl3样品放入250mL碘量瓶中，加入15mL10%NaOH溶液，加热至不再有氨气放出，加入足量KI固体，摇荡使KI溶解，再加入HCl酸化，置于暗处10min， Co(OH)3转化成Co2+，用0.1000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3标准溶液6.00mL。

①Co(OH)3转化成Co2+的离子方程式为___________；

②产品中钴的质量分数为___________。

(6)下列操作可能导致钴的质量分数偏高的有___________。

A．酸化过程中盐酸的量不足

B．滴定前滴定管内有气泡，滴定后气泡消失

C．滴定终点时俯视读数

D．盛放标准溶液的滴定管没有用标准溶液润洗

三、工业流程题

9．氧化镓是一种宽禁带半导体，能大幅降低电力传输中的能源损耗。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含少量Fe2O3、SiO2和镓的化合物杂质)为原料，冶炼铝和制备高纯度氧化镓的工艺流程如下：

已知：①镓元素与铝元素同主族，化学性质类似

②本工艺中金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

回答下列问题：

(1)“滤渣”的主要成分为___________；

(2)“沉铝”时pH应小于___________；

(3)“碳酸化”时CO2不能过量的原因为___________(用离子方程式表示)；

(4)惰性电极电解时，获得金属镓的电极反应式为___________；

(5)“酸溶”的工艺条件为：稀硫酸、120°C，该过程中要禁止明火的原因是___________。

(6)碳化硅(SiC)也是宽禁带半导体，其晶胞结构如图所示。

①图a中x原子的坐标为___________。

②沿晶胞体对角线方向的投影中，碳原子的位置图为(黑色的表示碳原子)___________。

四、原理综合题

10．利用CO2生产高能燃料和高附加值化学品，有利于碳资源的有效循环。

(1)以CO2、H2为原料可催化合成二甲醚(俗称“甲醚”)。已知：

i．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1= +41.2 kJ·mol-1

ii．2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2= -204.9 kJ·mol-1

①CO2、H2合成二甲醚的热化学方程式为___________。

②能判断合成二甲醚反应达到平衡状态的是___________(填字母序号)。

a．2v正(H2)=v逆(H2O)

b．容器内气体平均摩尔质量保持不变

c．保持不变

d．CH3OCH3的质量分数保持不变

③一定温度下，恒容密闭容器中合成二甲醚反应达到平衡后，向容器中充入惰性气体，容器的压强___________(填“增大”、“减小”或“不变”)，v逆___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2)以CO2和H2为原料一定条件下也可合成C2H4，该反应的ΔH<0。恒压密闭容器中，起始充入1molCO2(g)和3molH2(g)，不同温度下该反应达到平衡时，各组分的体积分数随温度的变化如图所示。

①表示CO2(g)、H2O(g)的体积分数变化的曲线分别是___________、___________ (填字母序号)；

②205°C时，反应达到平衡后CO2的转化率为___________(保留三位有效数字)，若平衡时总压为0.2MPa，该反应的平衡常数Kp=___________(MPa)-3 (保留两位有效数字)。

五、有机推断题

11．化合物G是一种抗骨质疏松药物的主要成分，其合成路线如下：

已知：

回答下列问题：

(1)反应①的反应条件为___________；

(2)D的化学名称为___________，E中官能团的名称为___________；

(3)B→C的反应类型为___________，H的结构简式为___________；

(4)F→G反应的化学方程式为___________。

(5)化合物C的同分异构体中，能同时满足下列条件的有___________种；

①含有吡啶环()；

②取代基无环状结构，无C=C=C结构。

(6)根据上述路线中的相关知识，写出由和制备的合成路线___________(无机试剂任选)。

参考答案：

1．D

【详解】A．实现可控的核聚变，使人类更好的利用核能，可以减少二氧化碳的排放，为实现碳中和提供了新希望，选项A正确；

B．聚氨酯属于有机合成高分子材料，选项B正确；

C．X-射线衍射法是分析其晶体结构最科学、最可靠的方法，选项C正确；

D．铝锂合金是一种低密度、高性能的新型结构材料，一般情况下合金的熔点比纯金属的熔点低，则铝锂合金的熔点低，选项D错误；

答案选D。

2．B

【详解】A．该分子中含有两个平面结构，且两个平面通过C-N键的旋转可以重合，因此I分子中所有C，N，O原子可能共面，A项错误；

B．1mol酚羟基可以发生水解反应消耗1molNaOH，酰胺基团在碱性条件下也可以发生水解，还要消耗1molNaOH，B项正确；

C．酯化反应主要是是醇跟羧酸或无机含氧酸生成酯和水的反应，生成III的反应不是酯化反应，C项错误；

D．根据III的结构简式可知，III的分子式为，D项错误；

答案选B。

3．B

【详解】A．反应①中产生的是过氧键，其中氧的价态是-1价，因此1molO2参与反应转移电子数为2NA，故A错误；

B．步骤③中断裂O−O非极性键，形成O−Fe（Ⅳ）极性键，故B正确；

C．反应④中只有极性键的断裂O−Fe（Ⅳ）和C-H，形成O-H极性键，故C错误；

D．根据图示，总过程的反应为：CH4+O2+2H++2e-CH3OH+H2O，故D错误；

故答案选B。

4．C

【详解】A．同周期元素，随着原子序数越大，第一电离能增大，但ⅤA的元素为半满的稳定结构，第一电离能增大，第一电离能：N>O>C，A正确；

B．由图知，M由X的高氯酸盐与18-冠-6通过氢键结合生成，B正确；

C．M中苯环上的碳原子的轨道杂化类型为sp2，C错误；

D．M为离子化合物，其晶体类型为离子晶体，M晶体中含有离子键、共价键、配位键，D正确；

故选C。

5．A

【详解】A．氯化银是白色沉淀，能够溶于氨水，形成[Ag(NH3)2] Cl配合物，现象描述正确，离子方程式书写正确，选项A正确；

B．向滴有酚酞的水中，放入绿豆粒大小的钠块，现象描述正确，离子方程式应该为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑，选项B错误；

C．乙醛与新制氢氧化铜悬浊液的反应，现象描述正确，离子方程式应该为CH3CHO + 2Cu(OH)2+NaOHCH3 COONa + Cu2O↓+3H2O，选项C错误；

D．该实验中NaOH 2mL过量，而MgCl2、FeCl3溶于均只加了4滴，则有红褐色沉淀生成是沉淀的生成，不是沉淀的转化，离子方程式为Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓，选项D错误；

答案选A。

6．C

【分析】原电池中A电极是CO2气体转化为CO和H2，发生的反应为CO2+4H++4e-=CO+ H2+ H2O，因此A电极是作为原电池的正极，那么B电极观察反应物与生成物结构可知，去氢加氧属于是氧化反应，据此作答。

【详解】A．根据图可知，A电极中有CO2气体转化为CO和H2，因此发生的是还原反应，作为原电池的正极，故A错误；

B．在电极A发生的反应为CO2+4H++4e-=CO+ H2+ H2O，H+由B区向A区迁移，故B错误；

C．根据电极A的反应可知，转移4mole-时生成CO和H2共2mol，则转移0.6mol电子时生成CO和H2共0.3mol，故C正确；

D．B极区不仅含有甘油，还有其产物，是混合物，故D错误；

故答案选C。

7．D

【分析】由题可知，H2RO3为二元弱酸，H2RO3在溶液中发生电离的方程式为，，pOH=-lgc(OH-)，pc=-lgc，则pOH值越大，溶液的碱性越弱，pc值越大，粒子的浓度越小，pOH=0时，溶液的碱性最强，此时对于H2RO3溶液，各粒子浓度关系为c(H2RO3)<c(HRO3-)<c(RO32-)，因此曲线①为pc(RO32-)随pOH的变化，曲线②为pc(HRO3-)随pOH的变化，曲线③为pc(H2RO3)随pOH的变化

【详解】A．根据以上分析可知，曲线③表示pc(H2RO3)随pOH的变化，A错误；

B．y点的溶液，即pH=4，由图可知此时，，即，而，故，B错误；

C．为二元弱酸，发生电离：，，曲线①为pc(RO32-)随pOH的变化，曲线②为pc(HRO3-)随pOH的变化，曲线③为pc(H2RO3)，z表示，，， mol/L，，所以；C错误；

D．由减去，可得2H2RO3+，其平衡常数K=，z点时，c(H2RO3)=c( HRO3-)，此时pOH=12.6，则c(OH-)=10-12.6mol/L，c(H+)==10-1.4mol/L，，x点时，c()=c()，此时pOH=7.3，则c(OH-)=10-7.3mol/L，c(H+)=，则平衡常数，D正确

故答案为D。

8．(1)     球形干燥管(或干燥管)     吸收反应过程中挥发出的氨气

(2)防止H2O2受热分解及氨水挥发(两个要点，各1分)

(3)2+H2O2+22+2NH3·H2O

(4)趁热过滤(答过滤，得1分)

(5)     2Co(OH)3+2I-+ 6H+=2Co2++I2+6H2O     17.7%(或0.177)

(6)BD

【详解】（1）仪器b的名称为球形干燥管；CaCl2的作用是吸收反应过程中挥发出的氨气，防止其污染空气；

（2）反应体系中的反应物H2O2受热会分解，氨水易挥发，温度越高，挥发越快，所以水浴加热温度控制在50~60°C，温度不宜过高；

（3）由已知条件过量的氨水加入Co2+的水溶液时，即生成可溶性的氨合配离子，它不稳定，易被氧化成，所以加入H2O2后，反应的离子方程式为2+H2O2+22+2NH3·H2O；

（4）粗产品中含活性炭及其它杂质，活性炭不溶于水，所以配置好溶液后，需要将活性炭趁热过滤，再将滤液冷却结晶，并进行后续操作，故答案为趁热过滤；

（5）①加入KI，KI溶于水得到I-，I-具有还原性，在酸性条件下，将Co3+还原成Co2+，所以Co(OH)3转化成Co2+的离子方程式为2Co(OH)3+2I-+ 6H+=2Co2++I2+6H2O；

②由反应方程式，可得关系式，根据消耗的量可得，，，所以产品中钴的质量分数为17.7%；

（6）A．酸化过程中盐酸的量不足则不能将所有Co3+还原成Co2+，使得转化生成的I2变少，消耗的Na2S2O3标准溶液变少，所以会使测得钴的质量分数偏低，故A错误；

B．滴定前滴定管内有气泡，滴定后气泡消失，导致读数比实际消耗量偏大，所以会使测得钴的质量分数偏高，故B正确；

C．滴定终点时俯视读数，导致读数比实际消耗量偏小，所以会使测得钴的质量分数偏低，故C错误；

D．盛放标准溶液的滴定管没有用标准溶液润洗，相当于稀释了标准溶液，会消耗更多体积的标准溶液，所以会使测得钴的质量分数偏高，故D正确；

故选BD。

9．(1)SiO2

(2)4.5

(3)CO2++2H2O=Ga(OH)3↓+

(4)+2H2O+3e-=Ga+4OH-

(5)金属Ga与硫酸反应会生成氢气(或有氢气生成)

(6)     (，，)     B

【分析】铝土矿（主要成分为Al2O3，含少量Fe2O3、SiO2和镓的化合物杂质）为原料，冶炼铝和制备高纯度氧化镓，经过酸浸，除掉不溶于酸的SiO2，而后除铁，再通过沉铝及后续的“转化”和“碳酸化”得到Al(OH)3，而产生的NaGaO2经过一系列转化得到Ga，Ga与硫酸铵反应然后经过焙烧制得GaN，以此解答该题。

【详解】（1）铝土矿中的SiO2经过酸浸不反应，因此滤渣中主要是不溶于酸的SiO2，故答案为：SiO2；

（2）在沉铝的过程中要避免Ga3+的沉淀，因此pH要控制在避免Ga3+开始沉淀的值，通过题中信息可知为4.5，故答案为：4.5；

（3）“碳酸化”时CO2不能过量的原因为CO2+ GaO+2H2O=Ga(OH)3↓+；故答案为：CO2+ GaO+2H2O=Ga(OH)3↓+；

（4）电解过程中阳极Ga失去电子与氢氧根结合生成GaO，产生的离子迁移到阴极并在阴极析出高纯镓，电解过程中阴极的电极反应式GaO+3e-+2H2O=Ga+4OH-；故答案为： GaO+3e-+2H2O=Ga+4OH-；

（5）“酸溶”的工艺条件为：稀硫酸、120°C，由于金属Ga与硫酸反应会生成氢气(或有氢气生成)，因此该过程中要禁止明火，防止氢气燃烧，故答案为：金属Ga与硫酸反应会生成氢气(或有氢气生成)；

（6）观察SiC的晶胞图可知，图a中x原子是位于右下角的正四面体的体心的位置，不难得出其坐标为(，，)，由题干信息可知黑球代表碳原子，白球代表硅原子，硅原子位于碳原子围成的正四面体空隙内，沿体对角线方向投影，则一个硅原子投影到六边形的体心，另外三个投影到六边形的三个顶点且交错出现，则投影图为：或，故答案为：(，，)；B。

10．(1)     2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)  ΔH=-122.5kJ/ mol(有错误得0分)     bd(有错误选项得0分，答对1个得1分)     增大     不变

(2)     b     c     66.7%     3.2×104

【详解】（1）①根据盖斯定律，CO2、H2合成二甲醚的热化学方程式为2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-122.5kJ/ mol。

②a．根据化学计量数关系，当v正(H2)=2v逆(H2O)，才能说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，a项不符合题意；

b．反应ii中气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和，容器内气体平均摩尔质量保持不变则表明混合气体的总分子数不变，则正反应速率等于逆反应速率，能判断达到平衡状态，b项符合题意；

c．合成二甲醚反应中CO2和H2的化学计量数之比为1∶3，若题干中CO和H2的投料比也为1∶3，则反应过程中始终保持为1∶3不变，故不变不能说明达到平衡状态，c项不符合题意；

d．化学平衡的特征之一就是反应体系各组分的百分含量不变，故CH3OCH3的质量分数保持不变能说明反应达到平衡状态，d项符合题意。

选择bd。

③向恒容容器中充入惰性气体则容器的压强增大，该操作不改变容器中各气体浓度，故平衡不移动，v逆不变。

（2）①该反应的化学方程式为2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)，为放热反应，则温度升高，平衡左移，再根据体积分数之比，可知b曲线表示CO2(g)，c曲线表示H2O(g)，a曲线表示H2(g)，d曲线表示C2H4(g)。

②205℃时达到平衡时，设CO2反应了xmol，可列三段式：

根据图示，可知205℃时达到平衡时有n(CO2)=n(C2H4)，即有1-x=0.5x，解得x=，故反应达到平衡后CO2的转化率为66.7%。205℃时有n(CO2)=，n(H2)=1mol，n(C2H4)=，n(H2O)=，则混合气体总的物质的量为3mol。总压为0.2MPa，则该反应的平衡常数Kp=3.2×104。

11．(1)Cl2、光照(各1分)

(2)     苯乙酸     酮羰基、羟基(各1分)

(3)     取代反应    

(4)

(5)16

(6)(步骤不完整得1分)

【分析】与氯气在光照条件下发生取代反应生成，与NaCN发生取代反应生成，在酸性条件下水解生成，对比D、E的结构，可知D（）与H发生已知中取代反应生成E（），可推知H为，与HC(OC2H5)3在作催化剂条件下生成F，E在组成上去掉3个氢原子、加上1个CH原子团转化为F，可知E→F的转化中还有CH3CH2OH生成，与发生取代反应生成，据此回答。

【详解】（1）由信息知甲苯中甲基上的氢原子被氯原子取代，即条件是Cl2、光照；

（2）由D的结构简式可知其名称为苯乙酸；E的结构简式可看出其含有、，即名称为羟基、（酮）羰基；

（3）由分析知B→C的反应类型为取代反应；对比D、E的结构，可知D（）与H发生已知中取代反应生成E（），可推知H为；

（4）与发生取代反应生成，即方程式为；

（5）由C的结构简式知其分子式为C8H7N，C的同分异构体中含有吡啶环且取代基无环状结构、无C=C=C结构，当吡啶环上有和两个取代基，且时有四种连接方式、时有四种连接方式、时有两种连接方式；当吡啶环上只有一个取代基时有三种连接方式、有三种连接方式；综上共计16种；

（6）由合成路线知与反应生成，与HCl反应生成生成，与NaCN发生取代反应生成，在酸性条件下水解生成，即合成路线为