安徽省示范高中皖北协作区2024届高三联考化学试题(原卷版+解析版)
展开考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 F-19 Cl-35.5 K-39 Cu-64 Zn-65 In-115
一、选择题:本题共14小题,每小题3 分,共42 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生活、生产息息相关,从化学视角认识世界,下列说法错误的是
A. 黄山迎客松扎根于岩石缝,以惊人的韧性和刚强创造了奇迹,松木富含糖类
B. 2023 年诺贝尔化学奖授予量子点研究,直径为2 ~20 nm硅量子点属于胶体
C. Nature在线发表了同济大学材料科学与工程学院精准合成的芳香型碳环C10和C14,两者互为同素异形体
D. 新型陶瓷碳化硅不仅可用作耐高温结构材料,还可用作耐高温半导体材料
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 基态镁原子价层电子的电子云轮廓图:
B. 空间填充模型既可以表示甲烷分子,也可以表示四氯化碳分子
C. CH3COOH 分子中,碳原子与氧原子之间形成的共价键类型为 sp3-pσ键
D. 合成酚醛树脂的单体是和HCHO
3. 下列有关实验设计正确且能达到相应实验目的的是(部分夹持装置省略)
A. 利用装置甲制取SO2并验证其具有还原性
B. 利用装置乙检验NH4Cl受热分解产生的两种气体
C. 利用装置丙吸收尾气中氨气
D. 利用装置丁比较碳、硅元素的非金属性强弱
4. 设 NΛ为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 100 mL pH=1的CF3COOH溶液中含有H+的数目为0.01NΛ
B. 标准状况下,11.2 L HF含有5 NA个质子
C. 1ml苯中含有3NA个π键
D. 1mlCH3CO18OH与足量乙醇反应生成H218O的数目为NA
5. 下列离子方程式书写正确的是
A. 将CO2通入BaCl2溶液中:CO2+Ba2++H2O=BaCO3↓+2H+
B. 向 AgCl的悬浊液中继续滴加氨水:AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2] ++Cl-
C. 将少量SO2气体通入Ca(ClO) 2溶液中:Ca2++ClO-+SO2+H2O=CaSO4↓+2H++Cl-
D. 乙酰胺在盐酸中加热水解: CH3CONH2+H2OCH3COOH+NH3
6. 下列实验根据现象能得出相应结论的是
A AB. BC. CD. D
7. 某种电解质的组成如图所示,其中X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期元素,下列说法正确的是
A. 第一电离能:Y>Z>X
B. 沸点:Z的氢化物>Y的氢化物
C. W的含氧酸均为强酸
D. 已知该化合物的五元环上的5个原子共平面,则环上Y 和Z的杂化方式相同
8. 中国科学家首次用硼自由基催化有机物X→Y 的环化异构化反应,反应过程如图所示。下列说法错误的是
A. 依据红外光谱可确定X、Y 中存在不同的官能团
B. 除氢原子外,X、Y中其他原子均可能共平面
C. X 和Y 互为同分异构体
D. X、Y 均能发生加成反应和水解反应
9. 科学家发明了一种新型可充电电池,电池示意图如图所示,电极为金属锌和双功能催化材料,放电时,NO转化为 NH3·H2O 进行氨电合成等,为解决环境问题提供了一种新途径。
已知:电解质溶液1为弱碱性环境。
A. 放电时,负极反应为Zn-2e⁻+2OH⁻=ZnO+H2O
B. 放电时,1m l NO₃转化为 NH3·H2O,转移的电子为8 ml
C. 充电时,左侧电极的电势低于右侧电极
D. 充电时,阳极溶液中 OH⁻浓度升高
10. 雌黄(As2S3)和雄黄(As4S4)都是自然界中常见的砷化物,中国自古有“信口雌黄”、“雄黄入药”之说。早期曾用作绘画颜料,因有抗病毒疗效也用来入药。砷元素有+2、+3 两种常见价态。一定条件下,雌黄和雄黄的转化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 反应Ⅰ中Sn4+为氧化产物
B. 反应Ⅰ中As2S3和Sn²⁺恰好完全反应时,其物质的量a之比为2:1
C. 若反应Ⅱ中转移电子0.7 ml,则生成0.1mlSO2
D. 反应Ⅲ和Ⅳ均属于非氧化还原反应
11. 一定条件下,K、CuCl2和F2反应生成KCl和化合物X,化合物 X 的晶胞结构如图所示(晶胞参数a≠c,α=β=γ=90°), 其中灰球代表 Cu、黑球代表 K、白球代表F。若阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是
A. 上述反应中 CuCl2与F2的物质的量之比为1:2
B. 基态F原子核外电子有5 种空间运动状态
C. Cu原子填充在由 F原子构成的八面体空隙中
D. 化合物X的密度
12. N2H4是一种强还原性的高能物质,在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某Ru(Ⅱ)催化剂用[L-Ru-NH3]+表示|能高效电催化氧化NH3合成N2H4,其反应机理如图所示(图中L为原子团)。下列说法错误的是
A. [L-Ru-NH3]2+中Ru的化合价为+3
B. 反应Ⅳ中有非极性键的断裂与形成
C. 电催化氧化NH3合成N2H4发生在电解池阳极区
D. N2H4与NH3中 N 原子的 VSEPR 模型均为四面体形
13. 一定条件下可合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)⇌CH2=CH2 (g)+4H2O(g) 已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示,下列说法正确的是
A. 温度不变,若增大压强,ν正>ν逆,平衡常数增大
B. 升高温度,平衡向逆反应方向移动,催化剂的催化效率降低
C. 温度不变,若恒压下向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
D. 若投料比n(H2):n(CO2)=3:1,则图中 M点乙烯的体积分数为7.7%
14. 25℃时,用HCl气体调节0.1ml⋅L⁻¹氨水的pH,体系中粒子浓度的对数(lgc)、反应物的物质的量之比与溶液 pH的关系如图所示。若忽略通入气体后溶液体积的变化,下列有关说法错误的是
A. P1点溶液中:c(Cl⁻)>c(NH3⋅H2O)
B. P2点溶液中:c(NH)=c(Cl-)
C. 25 ℃时,NH4Cl的水解平衡常数的数量级为10-9
D. =0.5时, c(NH3⋅H2O)+c(NH)=2c(Cl-)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体{(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]⋅10H2O} 是制备多种含钒产品和催化剂基础原料和前驱体。
已知:①氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体呈紫红色,难溶于水和乙醇。
②VO2+有较强还原性,易被氧化。
实验室以V2O5为原料制备该晶体的流程如图所示:
步骤i:向V2O5中加入足量盐酸酸化的N2H4⋅2HCl溶液,微沸数分钟,制得VOCl2。
步骤ii:在有CO2保护气的环境中,将净化的VOCl2溶液缓慢加入足量NH4HCO3溶液中,有气泡产生,析出紫红色晶体。
步骤:待反应结束后,在有CO2保护气的环境中,将混合液静置一段时间,抽滤,所得晶体用饱和NH4HCO3溶液洗涤3次,再用无水乙醇洗涤2次,得到粗产品。
请回答下列问题:
(1)步骤 i 中生成VOCl2的同时还生成一种无色无污染的气体,该反应的化学方程式为 ___________ 。
(2)步骤ii可图1装置中进行:
①仪器D 的名称为___________。
②实验时先打开K1,,当___________ (填实验现象)时,再关闭 K₁,打开K₂。
③装置B 中试剂的作用为___________。
(3)步骤Ⅲ在有CO2保护气的环境中进行的原因为___________。
(4)抽滤用图2 所示装置进行,与用普通漏斗过滤相比,抽滤的优点是___________ (填两条)。
(5)称取bg粗产品,用 KMnO4溶液氧化,再除去多余的KMnO4(方法略),滴入几滴铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液,最后用c ml⋅L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定,滴定终点消耗标准溶液的体积为15.00 mL(已知钒的相对原子质量为M,滴定反应为 +Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O)。
①写出滴定终点指示剂变色的离子方程式:___________。
②产品中钒的质量分数为___________%(用含b、c、M的代数式表示)。
16. 铟(In)是制造半导体、电光源等的重要原料,广泛用于航空航天、光电信息、太阳能电池等领域。从铜冶炼过程中产生的铟砷烟灰(主要含有ZnO、PbO、Fe2O3、In2O3、As2O3、In2S3、SiO2)中提取铟的流程如图所示:
已知:①“氧化酸浸”后铟以In3+离子形式存在;硫元素转化为最高价含氧酸。
②“萃取”过程中萃取剂可用 H2A2表示,其在酸性溶液中可萃取三价金属离子。
③ln3+与Al3+相似,易水解。
请回答下列问题:
(1)滤渣的主要成分除SiO2外还有___________ (填化学式);“氧化酸浸”过程中,As2O3中的砷元素被氧化为最高价的含氧酸,写出此反应的离子方程式:___________。
(2)“还原铁”操作的目的是___________ 。
(3)萃取是化学实验中常用的分离方法,其操作过程为:检查分液漏斗是否漏液→加萃取剂和萃取液→振荡→___________→静置→……
(4)“萃取”过程的离子方程式In3++3H2A2=In(HA2)3+3H+, 实验证明,在有机相 体积分数为55%、温度为25°C时,水相的 pH 对 ln3+萃取率的影响如图所示。结果表明,pH>2.1时, In³+ 萃取率快速下降,其原因是___________。
(5)已知“置换”过程中产生一种气体,则制备ag铟时,至少需要加入锌 ___________g(用含a 的分数表示);“置换”后所得浊液需要经过过滤、洗涤、干燥等操作得到粗铟,在洗涤操作中,检验粗铟已经洗涤干净的具体操作为 ___________ 。
(6)锌是一种重要金属,晶体结构属于六方晶系,其晶体结构、晶胞沿z轴的投影图如图所示,设Zn原子半径为r1nm,,晶胞边长为a cm,高为 h cm,则该晶体的空间利用率为___________(列出计算式即可)。
17. 2023 年杭州亚运会主火炬创新使用了绿色“零碳甲醇”作为燃料,这不仅在亚运史上是第一次,在全球大型体育赛事上也是首次实现了废碳的再生利用。“零碳甲醇”是符合“碳中和”属性的绿色能源。
请回答下列问题:
(1)工业上主要利用以下反应合成甲醇: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。已知在一定条件下该反应的= -akJ⋅ml-1,ΔS=-bJ⋅ml-1⋅K-1(a>0,b >0),假设该反应的焓变和熵变不随温度的改变而改变,请计算该反应能够发生的适宜温度T的取值范围 ___________K(用含a、b的代数式表示)。
(2)目前有多种用于工业捕集CO2的方法,主要分为吸收(物理吸收、化学吸收、生物吸收)、吸附、深冷分离和膜分离等,也有将不同捕集方法相结合的方法。一种模拟脱除工业尾气中CO2的示意图如图所示:
某温度下,吸收塔中H2CO3溶液吸收一定量的后,则该溶液的pOH=___________(该温度下H2CO3的Ka1=4.6×10-7,Ka2=5.0×10-11 Kw=1×10-a,用含a的代数式表示)。
(3)CO2合成甲醇的工艺主要分为两类,一类称为直接法:CO2直接加H2合成甲醇;一类称为间接法:CO2和H2通过逆水煤气反应,先合成CO后,CO和H2再合成甲醇。
I.CO2 (g)+3H2 (g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-48.9kJ⋅ml-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2= +41.1 kJ·ml-1
Ⅲ.CO(g)+2H2(g)3CH3OH(g) ΔH3=-90kJ⋅ml-1
①若利用间接工艺法合成甲醇,反应的决速步为逆水煤气反应,下列示意图中能体现上述反应体系能量变化的是___________ (填字母)。
②室温下,二氧化碳与氢气合成甲醇的平衡常数K为6.8×10-3,寻找催化效率高、选择性高的催化剂是推动该反应投入实际生产的一个重要研究方向。在某催化剂下,反应Ⅲ的反应历程(图中的数据表示的仅为微粒的数目以及各个阶段微粒的相对总能量,﹡表示吸附在催化剂上)如图所示:
已知V中有一种吸附在催化剂表面的物质,V可表示为___________。
③工业生产中测定体系的压强具有实际意义。一定温度下,仅利用反应Ⅰ直接合成甲醇,将体积分数为a% CO2、3a% H2 的进料气(含杂质气体),以 Cu/Zn/Al/Zr纳米纤维为催化剂,控制压强为50 bar(1 bar=100 kPa)发生反应I,进料气中杂质气体不反应,达到平衡时二氧化碳的转化率为90%,达到平衡时, p(H2) =___________bar,反应I的平衡常数Kp= ___________bar-2(Kp为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数,用含a的代数式表示)。
(4)甲醇便于运输,是一种具有前景的液体燃料,利用手持技术,通过测定甲醇、乙醇、正丙醇等三种物质在温度传感器尖头处蒸发时的温度变化曲线,根据曲线下降的幅度和速率的快慢,可以比较它们之间的分子间作用力的大小。请判断表示甲醇的曲线是___________ ,理由是___________ 。
18. 化合物(G)是我国具有完整自主知识产权的一种小分子药物,主要用于治疗炎症反应及自身免疫性疾病,其两种合成路线如图所示:
已知:
请回答下列问题:
(1)A 的化学名称为___________,B中含氧官能团的名称为___________。
(2)D的结构简式为___________。
(3)E 与新制Cu(OH)2悬浊液发生反应的化学方程式为 ___________。
(4)I→J涉及两步反应,其反应类型依次为 ___________、___________。
(5)M是H的同分异构体,满足下列条件的M有___________种(不考虑立体异构)。
①能发生银镜反应,但不能发生水解反应
②能与 FeCl3溶液发生显色反应
③1 ml M能与3 ml NaOH 反应
其中核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为2∶2∶2∶1∶1的结构简式为___________ (填一种)。
(6)参照上述路线,写出以苯甲醇、为原料制备的合成路线:___________ (其他试剂任选)。选项
实验
现象
结论
A
向FeI2溶液中滴加少量酸性 KMnO4溶液
酸性 KMnO4溶液褪色
Fe2+具有还原性
B
在25℃和50℃时,分别测量0.1 ml·L-1Na2CO3溶液的pH
升高温度,溶液的pH下降
pH 变化是KW的改变与水解平衡移动共同作用的结果
C
向盛有2 mL 0.1 ml·L-1 AgNO3溶液的试管中先滴加2滴0.1 ml·L-1 NaCl溶液,再滴加2滴0.1 ml·L-1 NaBr 溶液
先生成白色沉淀,后产生淡黄色沉淀
Ksp(AgBr)
向久置的Na2SO3样品中加入足量
Ba(NO3) 2溶液,再加入足量稀盐酸
出现白色沉淀,沉淀不溶解
Na2SO3样品完全变质
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