黑龙江省哈尔滨市第三中学校2023届高三第四次高考模拟考试理科综合化学试题（含解析）

黑龙江省哈尔滨市第三中学校2023届高三第四次高考模拟考试理科综合化学试题

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

一、单选题

1．化学推动着社会的进步和人类的发展，下列有关说法不正确的是

A．“天和”核心舱中使用的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料

B．核酸是生物体遗传信息的载体，是一种生物大分子

C．“奋斗者号”潜水器使用的钛合金属于金属材料

D．利用纳米铁粉的吸附作用除去工业污水中的等重金属离子

2．乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌药，其分子结构如图所示。下列有关该分子的叙述不正确的是

A．基态原子的价电子排布式为

B．分子中N原子有两种杂化方式

C．分子中有8种不同化学环境的C原子

D．该物质可发生取代反应、加成反应

3．能正确表示下列反应的离子方程式的是

A．硫酸铜溶液中滴入几滴氨水：

B．草酸中加入酸性高锰酸钾溶液：

C．碘化亚铁溶液中滴加少量稀硝酸：

D．向浊液中加入溶液：

4．在实验室中进行下列实验，下列操作能实现实验目的的是

A．A B．B C．C D．D

5．时，某酸溶液中存在的各种含R元素微粒在总浓度中所占分数随溶液的变化关系如图所示。下列叙述不正确的是

A．的数量级为

B．溶液中，

C．若，则

D．易与溶液中的形成沉淀，时恰好沉淀完全，此时(的为)

6．卟啉锌超分子在现代农业、科技和国防建设中有着许多独特的用途，其分子结构如图所示。下列关于卟啉锌超分子的说法正确的是

A．基态原子的核外有7种不同空间运动状态的电子

B．图中①②③④处的化学键属于配位键的是①②

C．该超分子中的碳原子采取的杂化方式为

D．该超分子含有的第二周期元素中，第一电离能最大的是O元素

7．在非金属电催化剂的作用下，利用电化学原理可将还原为，其装置原理如图所示。科学家研究出一种磷化硼纳米颗粒作为非金属电催化剂，其晶胞结构如图所示。下列叙述正确的是

A．图中石墨烯为阴极，电极反应式为

B．该装置工作时，穿过质子交换膜从左向右移动

C．磷化硼晶体中，每个磷原子周围紧邻且距离相等的硼原子共有2个

D．每转移电子，阴极室电解质溶液质量增加

二、工业流程题

8．海水中蕴含着丰富的资源，氯碱工业、海水提镁、海水提溴为人类提供了大量的工业原料。

(1)海水提溴过程中溴元素的变化如图所示：

①过程Ⅱ中，用热空气将溴吹出，再用浓碳酸钠溶液吸收。完成并配平下列化学方程式：_______。

②是一种分析试剂。向硫酸酸化的溶液中逐滴加入溶液，当加入时，测得反应后溶液中溴和碘的存在形式及物质的量如下表。则原溶液中的物质的量是_______。

(2)海水中提取镁的传统工艺如下图所示：

①脱水得到的过程中，通入的作用是_______。

②实验室模拟该工艺，时，在沉镁的过程中，将溶液滴加到悬浊液中，当混合溶液中时，同时存在两种沉淀，则此时溶液中_______。判断此时_______(填“是”或“否”)完全沉淀。(已知：，；当某离子浓度降到以下时，认为该离子已经完全沉淀。)

③工业制备镁的新工艺已经广泛应用，其第一步原理是向含氧化镁的熔浆中添加三氯化铈再通入氯气，生成和无水氯化镁。请写出该反应的化学方程式_______。

④某实验小组对进行热重曲线分析：

分析时固体产物的化学式为_______。写出从加热到时生成固体产物(一种含镁的碱式盐)的化学方程式_______。

三、实验题

9．锰的化合物在工业、医疗等领域有重要应用。某兴趣小组设计实验模拟制备KMnO4及探究Mn2+能否氧化为。

Ⅰ．的制备：

步骤一：

步骤二：

实验操作：

步骤一：将一定比例的和固体混合加热，得到墨绿色的固体，冷却后加水溶解得到碱性溶液放入烧杯C中。

步骤二：连接装置，检查气密性后装入药品。打开分液漏斗活塞，当C中溶液完全变为紫红色时，关闭活塞停止反应，分离、提纯获取晶体。

装置图如下：

(1)B中试剂的作用_______。

(2)反应结束后，未及时分离晶体，发现C中紫红色溶液变浅。出现这一现象可能的原因是_______。

Ⅱ．该小组继续探究能否氧化为，进行了下列实验：

已知：ⅰ．为棕黑色固体，难溶于水；

ⅱ．在酸性环境下缓慢分解产生。

(3)实验①中生成棕黑色沉淀可能的原因_______。

(4)实验②中迅速生成棕黑色沉淀的离子方程式_______。

(5)实验③说明_______。

(6)甲同学猜测实验④中紫红色消失的原因：酸性条件下不稳定，分解产生了，乙同学认为不成立，理由是_______；乙同学认为是溶液中剩余的将还原，并设计了实验方案证明此推测成立，其方案为_______。

探究结果：在酸性条件下，某些强氧化剂可以将氧化为。

四、原理综合题

10．深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义，如在合成尿素、氮氧化物处理等方面应用广泛。已知合成尿素的反应为。

(1)可用电化学法制备合成尿素所需要的原料氨气，纳米在常压电化学法合成氨过程中起催化作用。该电解装置如图所示。已知熔融或为电解液，在发生电极反应时生成中间体。惰性电极I的电极反应式为_______，生成氨气的反应为：。

(2)如图所示是合成尿素反应的机理及能量变化(单位：)，表示过渡态。

该反应历程中，决速步骤的转化表达式是_______，若，则_______。

(3)有人利用反应，对进行处理。、；、；、三种条件下，加入足量的活性炭和一定量的气体，测得的转化率随时间t变化关系如图1所示。

①、条件对应的曲线为_______(填字母)。

②b、c两条曲线最终重合的原因是_______。

(4)在汽车尾气的净化装置中和发生反应：。实验测得，，，(、均为速率常数，只与温度有关)。

①如图2(表示速率常数的负对数；T表示温度)所示ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ四条斜线中，能表示随变化关系的是斜线_______。

②图中A、B、C、D点的纵坐标分别为，则温度时化学平衡常数_______。

五、有机推断题

11．我国科学家研发的一条氯霉素(H)的合成路线如图所示：

已知：。

回答下列问题：

(1)氯霉素(H)的官能团是碳氯键、羟基和_______。

(2)A→B的反应类型是_______，D→E的反应类型是_______。

(3)C为反式结构，写出B→C反应的化学方程式：_______。

(4)写出符合下列条件的E的同分异构体有_______种，写出其中一种结构简式：_______。

①核磁共振氢谱有5组峰，且峰面积之比为6∶2∶2∶2∶1

②能发生水解反应

③能使FeCl3发生显色反应

(5)G的结构简式为_______。

(6)左旋氯霉素才有抗菌消炎的作用，而此法得到的是左旋氯霉素和右旋氯霉素的混合物，因此需要将其分开，其中一种方法是诱导析晶法。向H溶液中加入少量的左旋氯霉素晶体做晶种，_______、_______(填操作)即可得到较纯的左旋氯霉素晶体。

参考答案：

1．D

【详解】A．氮化硼陶瓷为新型陶瓷材料，属于新型无机非金属材料，A正确；

B．核酸携带有遗传信息是生物体遗传信息的载体，是一类生物大分子化合物也是构成生命的最基本物质之一，B正确；

C．钛合金为合金，合金和纯金属均属于金属材料，C正确；

D．纳米铁粉和等重金属离子发生置换反应而去除污染，不是吸附，D错误；

故选D。

2．B

【详解】A．已知Se是34号元素，故基态Se原子的核外电子排布式为：[Ar]3d104s24p4，故其价电子排布式为4s24p4，A正确；

B．分子中的N原子都形成了3个σ键，都有1个孤电子对，则其价层电子对数为4，故其中杂化方式都为，B错误；

C．由于左右两部分旋转后重叠，分子中有8种不同化学环境的C原子，C正确；

D．分子中含有苯环，可以和氢气发生加成反应，苯环上的氢原子在催化剂作用下可以被卤原子取代，D正确；

故选B。

3．D

【详解】A．硫酸铜溶液与少量的氨水反应，产生蓝色的氢氧化铜沉淀，A项错误；

B．草酸是弱电解质，不能拆分，B项错误；

C．生成的Fe3+会和I－反应，离子方程式应为6I－+2+8H+ ===3I2 + 2NO↑ +4H2O，C项错误；

D．AgI会转化为Ag2S沉淀，D项正确。

答案选D。

4．A

【详解】A．常温，向溶解足量的饱和食盐水中通入过量，反应生成碳酸氢钠和氯化铵，碳酸氢钠溶解度较小而结晶析出得到碳酸氢钠晶体，能实现实验目的，A符合题意；

B．亚硫酸不是硫元素的最高价氧化物对应的酸，常温测定等浓度的和溶液的不能比较硫、硅的非金属性，不能实现实验目的，B不符合题意；

C．挥发的乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，不能实现实验目的，C不符合题意；

D．酸性条件下，铁会和氢离子反应生成亚铁离子而干扰实验，不能实现实验目的，D不符合题意；

故选A。

5．C

【分析】的电离方程式为，、，溶液酸性较强时主要发生第一步电离，随着酸性减弱发生第二步电离，由图可知，pH=7时， ，；pH=13时，。

【详解】A． ，A正确；

B．在溶液中存在，，也存在，，所以水解大于电离，，B正确；

C．由图可知当时溶液显中性，C错误；

D．此时，，根据，　，解得,D正确；

故选C。

6．C

【详解】A．Zn是30号元素，基态Zn原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s2，核外有1+1+3+1+3+5+1=15种不同空间运动状态的电子，A错误；

B．图中所标四处中，③、④均为共价键，①处N原子形成3个键，N原子价电子数为5，所以3个键均为极性共价键，N原子还有一对孤电子对，②处N原子形成4个键，则与Zn原子形成的应是配位键，B错误；

C．苯环、含氮杂环、碳碳双键中的碳原子均为sp2杂化，甲基中的碳原子为sp3杂化，C正确；

D．同周期自左至右第一电离能呈增大趋势，但N原子的2p轨道半满，更稳定，第一电离能大于相邻元素，所以第二周期元素中，第一电离能最大的是N，D错误；

故选C。

7．B

【分析】该装置为电解池，由图可知Pt电极上水失去电子形成氧气，该电极为阳极，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2，石墨烯电极上二氧化碳得到电子生成甲醇，该电极为阴极，电极反应为：，以此解题。

【详解】A．由分析可知，图中石墨烯为阴极，电极反应式为，A错误；

B．由分析可知，左侧产生氢离子，右侧消耗电子，则该装置工作时，穿过质子交换膜从左向右移动，B正确；

C．根据磷化硼晶胞结构可知，磷化硼晶体中，每个磷原子周围紧邻且距离相等的硼原子共有4个，C错误；

D．每转移3 mol电子有3 mol H+穿过交换膜，结合阴极电极反应式可知，阴极室增加的质量为：3mol氢离子的质量和0.5mol二氧化碳的质量，一共是3g+22g=25g，D错误；

故选B。

8．(1)          3

(2)     抑制与水在加热条件下发生水解反应          是              

【分析】(1)利用氧化还原反应的规律以及化合价升降法进行配平，利用得失电子数目守恒进行氧化还原反应的计算；

(2)本题是流程题，但各题独立存在，不需要整体判断流程，运用各自理论解决个小题；

【详解】（1）①根据反应方程式可知，Br2既是氧化剂又是还原剂，有化合价升高，也有化合价降低，因此还原产物为NaBr，利用化合价升降法以及原子守恒进行配平，化学反应方程式为3Br2+3Na2CO3=NaBrO3+CO2+5NaBr；故答案为3Br2+3Na2CO3=NaBrO3+CO2+5NaBr；

②根据表中数据，NaBrO3作氧化剂，还原产物是Br2，NaI作还原剂，被氧化成NaIO3和I2，2.6molNaBrO3→1.3molBr2，2.6molNaBrO3全部参与反应，根据得失电子数目守恒有2.6mol×(5-0)=0.5mol×2×[0-(-1)]+n(NaIO3)×[5-(-1)]，解得n(NaIO3)=2mol，根据碘原子守恒，NaI物质的量为(0.5mol×2+2mol)=3mol；故答案为3；

（2）①直接加热MgCl2·6H2O，因Mg2+水解，得到MgO或Mg(OH)Cl，因此为抑制MgCl2水解，需要在HCl氛围中加热；故答案为抑制MgCl2与水在加热条件下发生水解反应；

②混合溶液的pH=12时，同时得到Ca(OH)2、Mg(OH)2两种沉淀，因此溶液中=8.0×105；常温下，pH=12时，溶液中c(OH-)=10-2mol/L，则溶液中c(Mg2+)==6.0×10-8mol/L＜1.0×10-5，判断此时Mg2+已完全沉淀；故答案为8.0×105；是；

③根据题中所给信息，该反应方程式为4MgO+2CeCl3+Cl24MgCl2+2CeO2，故答案为4MgO+2CeCl3+Cl24MgCl2+2CeO2；

④0～181℃失去结晶水，发生反应MgCl2·6H2OMgCl2·(6-x)H2O+xH2O，203gMgCl2·6H2O的物质的量为1mol，0～181℃固体质量变化(203-131)g=72g，应是减少水的质量，计算出x=4，181℃时固体产物的化学式为MgCl2·2H2O；181℃加热到300℃得到一种含镁的碱式盐，，其质量为76.5g，203gMgCl2·6H2O的物质的量为1mol，根据原子守恒，含镁的碱式盐中含有1molMg2+、1molCl-和1molOH-，则含镁的碱式盐为Mg(OH)Cl，其反应方程式为MgCl2·2H2OMg(OH)Cl+H2O+HCl↑；故答案为MgCl2·2H2O；MgCl2·2H2OMg(OH)Cl+H2O+HCl↑。

9．(1)除去CO2中混有的HCl杂质

(2)第一步反应产物中含，且操作中未除去Cl-，与反应使之颜色变浅

(3)空气中的氧气在碱性环境中将氧化为或

(4)

(5)不能氧化

(6)     资料表明在酸性环境下缓慢分解产生，而实验④中紫红色很快消失并产生棕黑色沉淀     取溶液于试管中，加入稀，无明显现象，再滴加几滴溶液，立即生成棕黑色沉淀

【分析】本题为实验探究题，Ⅰ．制备KMnO4，装置图中A为制备CO2，反应原理为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，这样制得的CO2中含有挥发出来的HCl杂质，将混合气体通入装置B中除去CO2中的HCl，装置C中为向碱性K2MnO4溶液中通入CO2使其发生歧化反应以制备KMnO4，Ⅱ为继续探究Mn2+能否氧化为，据此分析解题。

【详解】（1）A中制得的二氧化碳中混有HCl，B中饱和碳酸氢钠溶液不与二氧化碳反应且除去HCl，同时生成二氧化碳，故装置B的作用为：除去CO2中混有的HCl杂质，故答案为：除去CO2中混有的HCl杂质；

（2）第一步反应产物中含Cl-，且操作中未除去Cl-，Cl-将生成的还原，导致颜色变浅；故答案为：第一步反应产物中含Cl-，且操作中未除去Cl-，与反应使之颜色变浅；

（3）实验①中生成棕黑色沉淀的原因可能是：空气中的氧气在碱性环境反应：2Mn2++O2+4OH-=2MnO2+2H2O，将Mn2+氧化为MnO2；故答案为：空气中的氧气在碱性环境中将Mn2+氧化为MnO2（或2Mn2++O2+4OH-=2MnO2+2H2O）；

（4）实验②为碱性条件下H2O2将Mn2+氧化为MnO2，离子反应为：Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O；故答案为：Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O；

（5）由题干实验可知，实验③无明显现象，说明HNO3不能氧化Mn2+；故答案为：HNO3不能氧化Mn2+；

（6）资料表明缓慢分解产生MnO2，而实验④中紫红色很快消失并产生棕黑色沉淀，故不是KMnO4在酸性环境下自身分解产生MnO2；根据分析，证明溶液中的Mn2+将MnO4-还原的实验为：取5mL 0.1 mol•L-1 MnSO4溶液于试管中，加入0.5mL 0.1 mol•L-1 HNO3溶液，无明显现象，再滴加几滴KMnO4溶液，立即生成棕黑色沉淀，说明推测成立；故答案为：资料表明缓慢分解产生MnO2，而实验④中紫红色很快消失并产生棕黑色沉淀；取5mL 0.1 mol•L-1 MnSO4溶液于试管中，加入0.5mL 0.1 mol•L-1 HNO3溶液，无明显现象，再滴加几滴KMnO4溶液，立即生成棕黑色沉淀。

10．(1)

(2)          241.0

(3)     a     该反应为反应前后气体体积不变的反应，增大压强，化学平衡不移动

(4)     ⅱ    

【详解】（1）纳米在常压电化学法合成氨过程中起催化作用，熔融或为电解液，在发生电极反应时生成中间体，得电子生成Fe，惰性电极I的电极反应式为，生成氨气的反应为：， 答案：；

（2）在反应历程中，能垒最大的即为决速步骤，根据图所示，第二步为决速步骤，， 根据图示，反应焓变是-87kJ/mol，即图中最终阶段相对初始阶段的能量是-87kJ/mol，那么由TS3到最终阶段，就有E=E1-E2=(-87kJ/mol)-87.5kJ/mol=，=241.0，答案：241.0；

（3）①温度越高、压强越大，化学反应速率越快反应，达到平衡时间越短，在这三种条件下，、条件对应的曲线的温度和压强都较大，所以反应达到平衡时间最短，根据图知，曲线a表示、条件下一氧化氮转化率随时间变化的曲线，答案：a；

②由分析可知，b表示、条件下一氧化氮转化率随时间变化的曲线、c表示、条件下一氧化氮转化率随时间变化的曲线，该反应为气体体积不变的反应，增大压强，化学平衡不移动，所以温度相同时，b、c两条曲线最终重合，

故答案：该反应为气体体积不变的反应，增大压强，化学平衡不移动；

（4）①越大，反应温度T越低，该反应为放热反应，降低温度，正逆反应速率均减小，则-lgk正、-lgk逆均增大，平衡向正反应方向移动，则-lgk正小于-lgk逆，则斜线ⅱ能表示-lgk正随变化关系，故答案为: ⅱ；

②当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，则，反应的平衡常数，由图可知，温度为T1时，-lgk正、-lgk逆分别为a+10、a+20，则，故答案：。

11．(1)硝基、酰胺基

(2)     加成反应     取代反应

(3)+H2O

(4)     4     或或或

(5)

(6)     冷却结晶     过滤

【分析】与Br2、H2O反应，生成B为，B在H3O+作用下发生消去反应，生成C为；C与HCHO在H3O+作用下发生反应，生成D为，D与NH3在高压条件下反应，生成E为；E在H3O+、OH-作用下生成F为；F与HNO3、H2SO4作用后的产物再与OH-作用，生成G为；G与Cl2CHCOOCH3作用，生成H为。

【详解】（1）氯霉素(H)为，官能团是碳氯键、羟基和硝基、酰胺基。答案为：硝基、酰胺基；

（2）在溴水中，存在HBrO分子，它与A()反应，生成B()，反应类型是加成反应，D()→E()，-Br被-NH2取代，反应类型是取代反应。答案为：加成反应；取代反应；

（3）C为反式结构，B()发生消去反应，生成C()和H2O，反应的化学方程式：+H2O。答案为：+H2O；

（4）E为，符合下列条件：“①核磁共振氢谱有5组峰，且峰面积之比为6∶2∶2∶2∶1；②能发生水解反应；③能使FeCl3发生显色反应”的E的同分异构体分子中，应含有苯环、酚羟基、酰胺基、2个甲基等，则有或或或共4种可能结构，其中一种结构简式：或或或。答案为：4；或或或；

（5）由分析可知，G的结构简式为。答案为：；

（6）向H溶液中加入少量的左旋氯霉素晶体做晶种，进行诱导析晶，冷却结晶后，左旋氯霉素结晶析出，再进行过滤即可得到较纯的左旋氯霉素晶体。答案为：冷却结晶；过滤。

【点睛】从溶液中提取有机物时，常采用重结晶法。