广西南宁市第三中学2023届高三下学期二模理科综合能力测试化学试题（含解析）

这是一份广西南宁市第三中学2023届高三下学期二模理科综合能力测试化学试题（含解析），共16页。试卷主要包含了单选题，实验题，填空题，原理综合题，结构与性质，有机推断题等内容，欢迎下载使用。

广西南宁市第三中学2023届高三下学期二模理科综合能力测试化学试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．化学与科技、社会、生产、生活密切相关。下列有关说法不正确的是
A．葡萄酒中加入适量SO2以起到杀菌、抗氧化的作用
B．奥运火炬外壳以碳纤维材质为主，碳纤维是无机非金属材料
C．糖类、油脂、蛋白质都是人体所需的营养物质，均为天然高分子化合物
D．BaSO4可用做肠胃X射线造影检查的内服药剂，俗称“钡餐”
2．从某中草药中提取一种具有治疗癌症作用的有机物，结构如图所示。下列有关该有机物的说法不正确的是

A．分子式为C13H12O6 B．含有4种官能团
C．能发生取代反应、加成反应 D．能与金属钠反应
3．NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A．0℃，101kPa下，11.2L氢气中质子的数目为NA
B．1molK2Cr2O7被还原为Cr3+转移电子数目为6NA
C．常温下，pH=5的NH4Cl溶液中，由水电离出的H+数目为10-5NA
D．0.2mol苯乙烯完全燃烧，生成CO2的数目为1.6NA
4．下列离子方程式正确的是
A．食醋除水垢中的碳酸钙：CO+2CH3COOH=CH3COO-+CO2↑+H2O
B．向H2O2溶液中加入少量MnO2：H2O2+MnO2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O
C．向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液：Al3++3OH-=Al(OH)3↓
D．用过量氨水吸收废气中的SO2：2NH3•H2O+SO2=2NH+SO+H2O
5．短周期主族元素a、b、c、d在周期表中的相对位置如图所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为19.已知四种元素中只有b为金属元素，则下列有关说法中正确的是


a

b

c
d
A．简单离子半径：b＞a
B．简单氢化物的沸点：a＜c
C．c的最高价氧化物对应的水化物为强酸
D．d在自然界中的存在形态既有游离态，也有化合态
6．氯气是一种重要的工业原料，在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新工艺方案，如图所示。下列说法不正确的是

A．电极B与外接电源的正极相连
B．负极区仅发生反应：Fe3++e-=Fe2+
C．电解时，电流经电极B、电解质溶液流向电极A
D．电路中转移lmol电子时，理论上需消耗氧气5.6L(标准状况)
7．用如图所示装置进行下列实验：将①中溶液滴入②中。能达到实验目的的是

选项
①中物质
②中物质
实验目的
A．
浓氨水
Na2O2
制备NH3和O2的混合气体
B．
浓硫酸
KI
制备HI
C．
稀硫酸
CuS
制备H2S
D．
稀硝酸
Na2SO3
制备SO2
A．A B．B C．C D．D

二、实验题
8．[Co(NH3)6]Cl3(三氯化六氨合钴)是合成其他含钴配合物的重要原料，实验室中可由金属钴及其他原料制备[Co(NH3)6]Cl3。
(一)CoCl2的制备
CoCl2易潮解，可用金属钴与氯气反应制备CoCl2.实验中利用下列装置进行制备。

(1)装置A中发生反应的离子方程式为 。
(2)按图中A→E的顺序组合装置制备CoCl2，E为盛装有 (填试剂名称)的干燥管，其作用为 。
(3)该实验需配制12mol/L的浓盐酸250mL，需要用到的玻璃仪器是烧杯、量筒、玻璃棒、 和 ，若配制过程中未恢复室温即转移液体进行后续操作，则所配溶液实际浓度 (填“大于”或“小于”)12mol/L。
(二)[Co(NH3)6]Cl3的制备
步骤如下：
I.在100mL锥形瓶内加入4.5g研细的CoCl2，3gNH4Cl和5mL水，加热溶解后加入0.3g活性炭作催化剂。
Ⅱ冷却后，加入浓氨水混合均匀。控制温度在10℃以下并缓慢加入10mLH2O2溶液。
Ⅲ.在60℃下反应一段时间后，经过一系列操作后，过滤、洗涤、干燥得到[Co(NH3)6]Cl3晶体。
已知：不同温度下[Co(NH3)6]Cl3在水中的溶解度如图所示。

回答下列问题：
(4)步骤Ⅱ中在加入H2O2溶液时，控制温度在10℃以下的目的是 。
(5)制备[Co(NH3)6]Cl3的总反应的化学方程式为 。
(6)Ⅲ中的“一系列操作”包括 、 。

三、填空题
9．钇是稀土元素之一。我国蕴藏着丰富的钇矿石(Y2FeBe2Si2O10)，用NaOH初步处理钇矿石可以得到Y(OH)3、Fe2O3、Na2SiO3和Na2BeO2的共熔物。工业上利用该共熔物制取氧化钇，并获得副产物铍，流程如图：

已知i.铍和铝处于元素周期表的对角线位置，化学性质相似；
ii.Fe3+、Y3+形成氢氧化物沉淀时的pH如表：
离子
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe3+
2.1
3.1
Y3+
6.0
8.3
(1)滤渣1的主要成分是 。
(2)过滤2所得滤液中含有NaCl、BeCl2和少量HCl。为提纯BeCl2。选择合理步骤并排序完成系列操作1 。
a.加入适量的盐酸
b.通入过量的CO2
c.过滤
d.加入过量的NaOH溶液
e.加入过量的氨水
f.洗涤
(3)由BeCl2溶液制得BeCl2固体的操作为 。
(4)用氨水调节pH=a时，a的取值范围是 。
(5)计算常温下Y3++3H2OY(OH)3+3H+的平衡常数K= 。(常温下Ksp[Y(OH)3]=8.0×10-23)
(6)“除杂”中Na2BeO2与过量盐酸反应的离子方程式为 。
(7)常见的由BeCl2固体生产Be的工业方法有两种：①电解法：电解NaCl－BeCl2混合熔融盐制备Be；②热还原法：熔融条件下，钾还原BeCl2制备Be。以上两种方法你认为哪种更好并说明理由 。

四、原理综合题
10．碳达峰的任务之一是将CO2还原转化为有用的化学产品。回答下列问题：
(1)1945年Ipatieff等首次提出可在铜铝催化剂上用CO2加氢合成甲醉。已知发生的主要反应如下：
反应a：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)    ΔH1=+41.17kJ•mol-1
反应b：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)    ΔH2=-49.47kJ•mol-1
反应c：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)    ΔH3
①反应a的ΔS (填“＞”、“＜”或“=”)0；ΔH3= kJ•mol-1。
②CO2和H2以物质的量之比为1：3通入某密闭容器中，只发生反应b，CO2的平衡转化率与温度、气体总压强的关系如图1所示。P3 (“＞”、“＜”或“=”)p2，理由是 ；为提高CO2的平衡转化率除改变温度和压强外，还可采取的措施是 (写一条即可)。

(2)H2可将CO2还原为CH4，反应为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。
①ShyamKattel等结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO2催化剂表面上CO2与H2的反应历程，前三步历程如图2所示，其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面上的物种用•标注，Ts表示过渡态。物质吸附在催化剂表面的过程会 (填“放出”或“吸收”)热量；反应历程中最快速步骤的化学方程式为 。

②CO2、CO分别与H2反应生成CH4的lgKp与T的关系如图3所示：容器中只发生反应I时，a点：v(正) (填“＞”、“＜”或“=”)v(逆)；900°C时，容器中同时发生反应I和反应II，则CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的lgKp= 。

五、结构与性质
11．卤族元素(F、Cl、Br、I)是典型的非金强元素，它们的单质及化合物在生产生活中用途广泛。诸回答下列问题：
(1)氖离子激发态的电子排布式有 ，其中能量较高的是 。(填标号)
a.1s22s22p43s1     b.1s22s22p43d2     c.1s22s12p5     d.1s22s22p43p2
(2)同主族元素的第一电离能大小存在一定的规律，卤族元素(F、C1、Br、I}中，第一电离能由大到小的顺序是 。
(3)氯元素价态多样，可以与氧元素形成多种阴离子，其中ClO的空间构型为 ，ClO中氯原子的杂化方式为 。HClO4酸性强于HClO3。原因是 。
(4)HF的相对分子质量小于HCl，但沸点却高于HCl。原因是 。
(5)CaF2的晶胞结构如图所示，其中氟离子的配位数是 。己知晶胞中相邻最近的两个Ca2+的核间距为anm。NA为阿伏加德罗常数的值，则晶胞的密度为 g•cm-3。(列出计算式)


六、有机推断题
12．化合物G是一种药物合成中间体.其合成路线如图：

已知：iA分子中只含有一种官能团且能与NaHCO3反应生成CO2。
ii++HCl。
(1)C中的官能团名称是 ；C生成D的反应类型是 ；D的名称是 ；G中的手性碳原子数目是 。
(2)F的结构简式是 。
(3)A与乙二醇在催化剂作用下反应生成聚酯PES，该反应的化学方程式为 。
(4)X是F的同分异构体，满足下列条件的X有 种(不考虑立体异构)。
①含苯环且苯环上只有两个取代基；
②含醛基且与苯环直接相连；
③除苯环外不含其他环状结构。
(5)参照上述合成路线完成以下由苯和甲苯制备的合成路线(无机试剂任选)： 。

参考答案：
1．C
【详解】A．在严格控制用量的情况下，葡萄酒中加入适量SO2以起到杀菌、抗氧化的作用，故A正确；
B．碳纤维主要是碳单质，因此碳纤维是无机非金属材料，故B正确；
C．糖类中单糖、二糖不属于天然高分子化合物，故C错误；
D．硫酸钡难溶于胃酸和水，因此BaSO4可用做肠胃X射线造影检查的内服药剂，俗称“钡餐”，故D正确。
综上所述，答案为C。
2．B
【详解】A．由结构可知，分子式为C13H12O6，A正确；
B．分子中含有羧基、酯基、碳碳双键、酚羟基、醚键5种官能团，B错误；
C．分子含能羧基、酯基、酚羟基发生取代反应；分子含有碳碳双键能发生加成反应，C正确；
D．分子含能羧基、酚羟基，能与金属钠反应，D正确；
故选B。
3．C
【详解】A．1分子氢气中含有2个质子，0℃，101kPa下，11.2L氢气为0.5mol，则质子的数目为NA，A正确；
B．1molK2Cr2O7被还原为Cr3+转移电子关系为，则转移电子数目为6NA，B正确；
C．没有溶液的体积，不能计算溶液中离子的物质的量，C错误；
D．1分子苯中含有6个碳原子，根据碳原子守恒可知，0.2mol苯乙烯完全燃烧，生成1.6molCO2，二氧化碳分子数目为1.6NA，D正确；
故选C。
4．D
【详解】A．碳酸钙是难溶物，不能拆成离子，食醋除水垢中的碳酸钙，离子方程式：CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑，故A错误；
B．MnO2是催化剂，H2O2溶液分解生成水和氧气，离子方程式为：，故B错误；
C．向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液生成偏铝酸钠和水，离子方程式为：Al3++4OH-═+2H2O，故C错误；
D．用过量氨水吸收废气中的SO2反应生成亚硫酸铵和水，离子方程式为：2NH3•H2O+SO2=2+ +H2O，故D正确；
故选：D。
5．D
【分析】有a、b、c、d四种短周期主族元素，由它们在周期表中的位置可知，a位于第二周期，a、c位于同主族，b、c、d位于第三周期，设a的最外层电子数为x，则x+x+x+1+x-2=19，解得x=5，四种元素中只有b为金属元素，则b为Al元素、a为N元素、c为P元素、d为S元素，以此来解答。
【详解】由上述分析可知，b为Al元素、a为N元素、c为P元素、d为S元素，
A．一般电子层越多、离子半径越大，具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小，则离子半径：N3-＞Al3+，故A错误；
B．a为N元素、c为P元素，简单氢化物分别为NH3、PH3，由于氨气分子间形成氢键导致沸点较高，则沸点：NH3>PH3，故B错误；
C．c的最高价氧化物的水化物为磷酸，属于中强酸，故C错误；
D．d为S元素，火山口附近有游离态的硫单质，在自然界中有H2S、Na2S等化合物，故D正确；
故选：D。
6．B
【分析】由图可知，B极氯离子发生氧化反应生成氯气，B为阳极，则A为阴极；
【详解】A．电极B为阳极，与外接电源的正极相连，A正确；
B．电解池中没有负极，应该为阴极区，阴极铁离子得到电子发生还原反应生成亚铁离子，亚铁离子又和氧气生成铁离子和水，B错误；
C．电解时，A为阴极、B为阳极，则电流经电极B、电解质溶液流向电极A，C正确；
D．氧气中氧元素化合价由0变为-2，，电路中转移lmol电子时，理论上需消耗氧气0.25mol，标况体积为5.6L(标准状况)，D正确；
故选B。
7．A
【详解】A．过氧化钠和水反应生成氢氧化钠、氧气且放出大量热，反应促使浓氨水释放出氨气，故可以制备NH3和O2的混合气体，A符合题意；
B．浓硫酸具有强氧化性，碘离子具有还原性，会发生氧化还原反应生成碘单质，B不符合题意；
C．硫化铜和稀硫酸不反应，不能生成硫化氢，C不符合题意；
D．硝酸具有强氧化性，会把亚硫酸钠氧化为硫酸钠，D不符合题意；
故选A。
8．(1)2+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(2) 碱石灰 吸收未反应完的Cl2，防止空气中的水蒸气进入E装置使CoCl2水解
(3) 250mL容量瓶 胶头滴管 大于
(4)防止温度过高使H2O2和NH3•H2O分解
(5)2CoCl2+2NH4Cl+10NH3•H2O+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+12H2O
(6) 趁热过谑 冷却结晶

【分析】用高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气，通过饱和食盐水除去氯气中的氯化氢，再利用浓硫酸干燥，得到的纯净干燥的氯气与钴粉在加热条件下反应制备CoCl2，CoCl2易潮解，在装置D末端增加干燥装置；
【详解】（1）装置A中利用高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气，同时生成氯化钾、氯化锰和水，发生反应的离子方程式为2+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；
（2）E为盛装有碱石灰)的干燥管，其作用为吸收未反应完的Cl2，防止空气中的水蒸气进入E装置使CoCl2水解；
（3）配制12mol/L的浓盐酸250mL，根据配制步骤可知使用的仪器为：量筒、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管，答案为250mL容量瓶、胶头滴管；
若配制过程中未恢复室温即转移液体进行后续操作，则所加蒸馏水偏少，所配溶液实际浓度大于12mol/L；
（4）控制温度在10℃以下有利于控制反应速率，并且NH3 ·H2O、H2O2对热不稳定,受热易发生分解，H2O2对热不稳定，受热易发生分解，氨水受热易挥发，故答案为:控制反应速率；防止温度过高使H2O2和NH3 ·H2O分解；
（5）制备[Co(NH3 )6 ]Cl3的反应物有CoCl2、NH3、NH4Cl和H2O2，则化学方程式为2CoCl2 + 10NH3 + 2NH4Cl+ H2O2 2[Co(NH3)6]Cl3 + 2H2O，故答案为:2CoCl2 + 10NH3 + 2NH4Cl H2O2 2[Co(NH3)6]Cl3 + 2H2O；
（6）由[Co(NH3 )6 ]Cl3在水中的溶解度曲线可知，[Co(NH3)6]Cl3的溶解度随温度变化较大，降温时[Co(NH3)6]Cl3会结晶析出，所以在60℃下反应一段时间后，应该趁热过滤除去活性炭，再冷却结晶使[Co( N H3 )6 ]Cl3晶体析出，经过过滤、洗涤、干燥等操作得到[Co(NH3)6]Cl3晶体。故答案为:趁热过滤；冷却结晶。
9．(1)H2SiO3或H4SiO4
(2)ecfa或dbcfa
(3)蒸发结晶时，向溶液中持续通入HCl气体(或在HCl气流中加热蒸干)
(4)3.1＜a＜6.0
(5)1.25×10-20
(6)BeO+4H+=Be2++2H2O
(7)电解法好，同时能得到工业原料Cl2(热还原法好，操作简单，不产生有毒气体)

【分析】题目中提到用NaOH初步处理钇矿石可以得到Y(OH)3、Fe2O3、Na2SiO3和Na2BeO2的共熔物，是为了制取氧化钇，并获得副产物铍。从流程图中可知，共熔物加水处理后，Y(OH)3、Fe2O3不溶于水，Na2SiO3和Na2BeO2溶于水，所以溶解这一步的主要成分是Y(OH)3、Fe2O3，加酸Y(OH)3、Fe2O3都溶解，然后加氨水调节pH产生滤渣2为Fe(OH)3，在继续加氨水，获得Y(OH)3，在高温加热得到Y2O3；过滤1后的除杂中的主要成分就是Na2SiO3和Na2BeO2，在此基础上加过量盐酸，可将Na2SiO3转变成硅酸沉淀而除掉，后续得到BeCl2在题目中提到铍和铝处于元素周期表的对角线位置，化学性质相似，所以冶炼方法和铝的也相似，理解了流程，这道题就不难做
【详解】（1）过滤2这一步是将Na2SiO3转变成硅酸沉淀而除掉，故答案为H2SiO3或H4SiO4；
（2）过滤2所得滤液中含有NaCl、BeCl2和少量HCl。根据题目提示可知BeCl2和AlCl3化学性质相似，可以现价氨水，将BeCl2转化成沉淀，在过滤，然后再加盐酸转化为BeCl2，故答案为ecfa或dbcfa；
（3）根据题目提示可知Be和Al是对角线关系，化学性质相似，所以可理解为BeCl2和AlCl3化学性质相似，由BeCl2溶液制得BeCl2固体要注意水解问题，故答案为蒸发结晶时，向溶液中持续通入HCl气体(或在HCl气流中加热蒸干)；
（4）用氨水调节pH=a时，是为了将Fe3+转化为沉淀而除掉，故答案为3.1＜a＜6.0；
（5）常温下Y3++3H2O⇌Y(OH)3+3H+的平衡常数；
（6）“除杂”中Na2BeO2与过量盐酸反应的离子方程式为
+4H+=Be2++2H2O;
（7）由BeCl2固体生产Be的工业方法比较好的就是电解法，故答案为电解法好，同时能得到工业原料Cl2(热还原法好，操作简单，不产生有毒气体)；
【点睛】本题是无机化学流程题，涉及到化学性质相似的陌生物质的考查，还有物质的性质，物质的分离与除杂等，其综合性较强，但要从图中所给的信息要对流程图中的每一步都需要有基本的理解。
10．(1) ＞ -90.64 ＜ 反应b是气体分子数减小的反应，在相同温度下，压强越大，转化率越高 及时将产物中的CH3OH移出[或去除生成的水，或增大起始时的]
(2) 放出 •CO+•OH+•H+3H2(g)=CO+3H2(g)+H2O(g)[或•OH+•H=H2O(g)] ＜ 0

【详解】（1）①反应a为吸热反应，该反应能自发进行，说明其ΔS>0。反应c=反应b-反应a，ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-49.47-41.17)kJ/mol=-90.64kJ/mol。
②反应②正反应为气体体积减小的反应，且反应在密闭容器中进行，温度相同时，压强增大化学平衡正向移动，CO2的转化率增大，p3状态下CO2转化率小于p2，则p3 （2）①从第一步吸附可知，物质吸附在催化剂表面总能量降低，会放出热量。物质到过渡态相对能量差越小，反应速率越快，该反应中最快速步骤的化学方程式为•CO+•OH+•H+3H2(g)=CO+3H2(g)+H2O(g)[或•OH+•H=H2O(g)]。
②a点lgQp>lgKp，说明此时生成物的浓度高于平衡时生成物的浓度，则反应逆向进行，v(正) 11．(1) bd b
(2)F＞Cl＞Br＞I
(3) 三角锥形 sp3 HClO4中非羟基氧更多，中心原子正电性更高，更容易电离出H+
(4)HF分子间存在氢键
(5) 4

【详解】（1）氖为第10号元素，基态原子电子排布式为：1s22s22p6，氖离子激发态的电子排布式为1s22s22p43d2、1s22s22p43p2，同一原子3p能级的能量高于3s能级，其中能量较高的是1s22s22p33p2，故答案为：bd；d；
（2）同主族从上到下，随着原子半径的增大，原子核对价电子的吸引力减弱，故第一电离能依次减弱；卤族元素中，第一电离能由大到小的顺序为F>Cl>Br>I。
（3）在中价层电子对数3+=4，氯原子采取sp2杂化，且含有1对孤电子对，空间构型为三角锥型；在中价层电子对数=4+=4，故氯原子采取sp3杂化；HClO4酸性强于HClO3，原因是HClO4中非羟基氧更多，中心原子正电性更高，更容易电离出H+；
（4）HF分子间形成氢键，使分子间作用力增大，其沸点升高，而HCl分子间不存在氢键。
（5）由CaF2晶胞可知，与每个F−紧邻的Ca2+有4个，因而配位数为4。利用均摊法，在立方体晶胞中钙离子位于顶点和面心，数目为：8×+6×=4，氟离子位于体内，数目为8；相邻最近的两个Ca2+的核间距为a nm，则晶胞边长为a nm。则晶胞的质量m=ρ·V=ρ×(a)3×10−21 cm3=g，故=g·cm-3。
12．(1) 羰基和羧基 还原 4－苯基丁酸 1
(2)
(3)HOOCCH2CH2COOH+HOCH2CH2OH+(2n-1)H2O
(4)9
(5)

【分析】由有机物的转化关系可知，HOOCCH2CH2COOH在乙酸酐作用下发生脱水反应生成，则A为HOOCCH2CH2COOH；氯化铝作用下与苯发生取代反应生成， 与锌(汞)/盐酸发生还原反应生成，与SOCl2发生取代反应生成，氯化铝作用下共热发生取代反应生成，则F为；催化剂作用下与一碘甲烷发生取代反应生成。
【详解】（1）由结构简式可知，C分子的官能团有羧基和羰基，D的名称为4－苯基丁酸，G分子中含有1个连有4个不同原子或原子团的手性碳原子；由分析可知，C生成D的反应为与锌(汞)/盐酸发生还原反应生成，故答案为：羰基和羧基；还原反应；4－苯基丁酸；1；
（2）由分析可知，F的结构简式为，故答案为：；
（3）催化剂作用下丁二酸与乙二醇发生缩聚反应生成可生物降解型聚酯PES，反应的化学方程式为HOOCCH2CH2COOH+HOCH2CH2OH+(2n-1)H2O，故答案为：HOOCCH2CH2COOH+HOCH2CH2OH+(2n-1)H2O；
（4）F的同分异构体含苯环且苯环上只有两个取代基，含醛基且与苯环直接相连，除苯环外不含其他环状结构说明同分异构体分子中含有的官能团为醛基和碳碳双键，同分异构体的结构可以视作是丙烯分子中的氢原子被、、取代所得结构，共有9种，故答案为：9；
（5）由有机物的转化关系可知，由苯和甲苯制备的合成步骤为与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成，与SOCl2发生取代反应生成，氯化铝作用下与苯发生取代反应生成，与锌(汞)/盐酸发生还原反应生成，合成路线为，故答案为：。