河北省衡水市部分示范性高中2024届高三下学期三模化学试题

这是一份河北省衡水市部分示范性高中2024届高三下学期三模化学试题，共20页。试卷主要包含了利用下列装置，以菱镁矿，化合物是制备等内容，欢迎下载使用。

注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 S 32 Ni 59 Cu 64 As 75
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，只有一项符合题目要求。
1．我国是古代文明发源地。下列文物主要由无机非金属材料制成的是（ ）
2．浏阳花炮闻名中外，其以土硝（主要成分是）、硫黄、炭末为主要原料，采用传统手工技艺制成。下列说法正确的是（ ）
A．（分子结构为）中含有键
B．的空间结构为平面三角形
C．碳有、、等多种同素异形体
D．钾的焰色试验呈紫色与电子由较低能级跃迁到较高能级有关
3．儿茶酸（Z）具有抗菌、抗氧化作用，常用于治疗烧伤、小儿肺炎等疾病，可采用如图所示路线合成。下列说法正确的是（ ）
A．X分子中所有原子可能共平面
B．可用酸性溶液鉴别X和Z
C．Y存在二元芳香酸的同分异构体
D．Z与足量的溴水反应消耗
4．部分含硫物质的类别与相应化合价的关系如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．气体a可用溶液吸收
B．b难溶于水，微溶于，易溶于酒精
C．c可由d与较浓的f溶液反应制备
D．标准状况下，1ml a、1ml c的体积均约为22.4L
5．利用下列装置（部分夹持装置省略）进行实验，不能达到实验目的的是（ ）
6．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（ ）
A．的溶液中：、、、
B．的溶液中：，，，
C．的溶液中：，，，
D．水电离出来的的溶液中：、、，
7．以菱镁矿（主要成分为，还含有、和等杂质）为原料制取高纯的流程如图所示。下列说法错误的是（ ）
已知：25℃时，，
下列说法错误的是（ ）
A．为提高“酸浸”速率，可采取矿石粉碎、搅拌等措施
B．“浸渣”为，“滤渣”为、
C．“浓缩、部分脱水”时，可能有沉淀生成
D．该流程涉及复分解反应、化合反应、分解反应和置换反应
8．化合物是制备（结构如图所示）的一种原料，其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，W与X原子的核外电子数之和等于Y原子的价层电子数，基态Z原子的s能级与p能级填充的电子总数相等。下列说法正确的是（ ）
A．元素的电负性：
B．常见单质的熔点：
C．X、Z的单质均可通过电解熔融其氯化物的方法冶炼
D．中键角：
9．我国科研团队研究电催化合成氨反应[ ]时，发现不同电解质溶液对催化历程的影响如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。下列说法错误的是（ ）
A．反应放热是合成氨反应自发进行的主要助力
B．选用作电解质的反应速率比选用的快
C．先吸附于催化剂表面再参加合成氨反应
D．形成键合作用时，合成氨反应的的绝对值更大
10．低品质能源利用是指对热值较低、含杂物较高等特点的一类能源的利用。如图所示装置，可同时利用低温废热和含铜废液，并达到对含铜废液富集和产生电能的目的。起始时电极均为泡沫铜且质量相等，含铜废液的浓度为，以溶液作为电解质溶液，向M极区液体中加入氨水开始反应。下列说法正确的是（ ）
A．向M极区液体中加入氨水可使M极电势高于N极电势
B．含铜废液I、III中的均高于含铜废液II中的
C．电子由M极经导线移向N极
D．电极质量差为6.4g时，电路中通过0.2ml电子
11．酞菁和酞菁钴可制得光动力学中的光敏剂，分子结构如图，其中酞菁分子中所有原子共平面。下列说法错误的是（ ）
A．酞菁中，标注③的N原子p轨道能提供1个电子
B．酞菁中，元素的第一电离能由大到小的顺序为
C．酞菁钴中，钻离子的化合价为
D．酞菁钴中，钴离子的配位数为4
12．水合肼（）及其衍生物产品在许多工业中得到广泛的使用，可用作还原剂、抗氧剂、发泡剂等。一种利用NaClO溶液与氨气反应制备水合肼的装置如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．I中盛放浓氨水的仪器为分液漏斗
B．试剂X可选择CaO固体
C．为防倒吸，试剂Y可选择苯
D．II中发生反应的化学方程式为
13．热激活电池主要用于导弹、火箭以及应急电子仪器供电，是一种电解质受热熔融即可开始工作的电池。一种热激活电池的结构如图1所示，其放电后的两极产物分别为和。已知：LiCl和KCl混合物的熔点与KCl的物质的量分数的关系如图2所示。
图1 图2
下列说法正确的是（ ）
A．放电时向a极区移动
B．放电时，负极的电极反应是
C．该电池中火药燃烧的目的是提供热能将电解质熔化，使电池开始工作
D为降低电池的启动温度，应尽量提高混合物中KCl的物质的量分数
14．常温下，用溶液吸收中混有的，所得溶液的pH、溶液中、与混合气体体积（已折算为标准状况下的体积）的关系如图所示（忽略溶液体积变化）。已知：25℃时，的电离常数、。下列说法正确的是（ ）
A．曲线a表示与混合气体体积的关系
B．常温下，X点溶液显酸性
C．吸收过程中溶液中存在关系：
D．混合气体中的体积分数约为74.7%
二、非选择题：本题共4小题，共58分。
15．（14分）砷的化合物可用于半导体领域。一种从酸性高浓度含砷废水[砷主要以亚砷酸（）形式存在，废水中还含有一定量的硫酸]中回收砷的工艺流程如下：
已知：I．;
II．;
III．砷酸（）在酸性条件下有强氧化性，能被等还原；
IV．，。
回答下列问题：
（1）“沉砷”时，亚砷酸转化为的化学方程式为________________________________。
（2）“沉砷”时产生的废气可用________溶液吸收处理（填化学式）。
（3）“NaOH溶液浸取”后，所得“滤渣”的主要成分是________（填化学式），“滤渣”中________（填“含有”或“不含有”）。
（4）向滤液II中通入氧气进行“氧化脱硫”，反应的离子方程式为________________。
（5）“沉砷”过程中FeS不可用过量的替换，原因是________________________________（从平衡移动的角度解释）。
（6）该流程最后一步用还原”砷酸，发生反应的化学方程式为_________________________________。
（7）某含砷化合物晶体的晶胞如图所示，As原子位于紧邻Ni原子构成的正三棱柱的体心。晶胞参数为apm、apm、cpm，则该晶体的密度为________（列出计算式，阿伏加德罗常数的值为）。
16．（14分）氢氧化亚铁为白色固体，难溶于水，在空气中极易被氧化为氢氧化铁。回答下列问题：
（一）实验室制备氢氧化亚铁
（1）装置A中盛装生石灰的仪器的名称是________。选择上图中的装置制备氢氧化亚铁，连接顺序为________（按气流方向从左到右，填写装置标号）。装置C的作用是________________。
（2）装置B中发生反应的离子方程式为________________。反应结束后，继续通一段时间的，目的是________________________。
（二）探究灰绿色沉淀的成因
反应后将装置B中的固体过滤时，白色沉淀会逐渐转变为灰绿色，实验小组为探究灰绿色沉淀的成因，查阅到以下资料：
①沉淀具有较强的吸附性；
②若存在固体杂质，会导致沉淀不够紧密，沉淀与溶液的接触面积会更大。
甲同学猜测灰绿色可能是吸附引起的，设计并完成了实验1~实验3。
（3）依据甲同学的猜测，实验1中沉淀无灰绿色的原因是________________________。
（4）实验3中立即出现灰绿色浑浊的原因是________________________________________________。
（5）根据以上实验探究，若尽可能制得白色沉淀，需要控制的实验条件除了隔绝氧气外，还有________________。
17．（15分）二甲醚（）既是一种有机燃料，又是一种重要的有机化工原料。利用催化氢化制备二甲醚的反应原理如下：
I．
II．
III．
回答下列问题：
（1）________。
（2）向起始温度为T℃的某绝热恒容密闭容器中充入只发生反应III，平衡时的转化率为。
①下列事实能说明反应III已经达到平衡的是________（填标号）。
A．混合气体的密度不再发生变化
B．容器内混合气体的压强不再发生变化
C．的消耗速率等于的消耗速率
D．的体积分数不再发生变化
②若向起始温度为T℃的该绝热恒容密闭容器中充入和各1ml，平衡时的转化率为，则________1（填“”“”或“”）。
③在有催化剂存在的条件下，反应III的反应过程如图1所示，吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注。该反应过程的决速步骤为________（填“第一步”或“第二步”），判断的理由是________________________________。
图1
（3）CO也能和反应制取二甲醚，反应原理为4 。一定条件下，将和CO按投料比通入1L反应器中发生该反应，其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图2所示。
图2
①该反应的________0（填“”或“”）。
②图2中、、由大到小的关系是________。
③若在和316℃时，将和CO按投料比通入该1L反应器中，反应达到平衡时，CO的转化率________50%（填“”“”或“”）。
（4）高温时二甲醚蒸气发生分解反应：。迅速将二甲醚引入一个500℃的抽成真空的恒温恒容的密闭瓶中，在不同时刻测得的瓶内气体压强如下表所示。
①该反应达到平衡状态时，二甲醚的转化率为________。
②500℃时，该反应的平衡常数________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数）。
18．（15分）化合物M是一种功能高分子材料。实验室由A制备M的一种合成路线如下：
已知：①
②
回答下列问题：
（1）A的结构简式为________（写一种）。B分子中含有________个手性碳原子。由C生成D时，C中碳原子的杂化方式________改变（填“发生”或“没有发生”）。
（2）Q是E的同分异构体。同时满足下列条件的Q共有________种（不考虑立体异构）。
i．分子中含有苯环和2个酚羟基
ii．核磁共振氢谱有5组峰
（3）由G生成M的化学方程式为________________________________。
（4）根据化合物F的结构特征，分析预测其可能的化学性质，完成下表。
（5）参照上述合成路线和信息，以和甲醇为原料（其他试剂任选），分三步合成化合物。
①的化学名称为________________。
②第一步反应生成的相对分子质量较大的有机产物的结构简式为________________________．
③第三步反应的化学方程式为________________________．
参考答案、提示及评分细则
1．【答案】B
【解析】西周兽面纹方鼎属于金属材料，A错误；
北朝青瓷莲花尊是我国著名传统瓷器的一种，瓷器属于无机非金属材料，B正确；
唐葡萄花鸟纹银香囊的外壁用银制成，呈圆球形，通体镂空，属于金属材料，C错误；
T形帛画中的帛是用蚕丝制作的，蚕丝的主要成分为蛋白质，D错误。
2．【答案】B
【解析】分子为8个S原子以键相连的环状结构，中含有键，A错误;
中N原子的价层电子对数为3，N原子采取杂化轨道成键，的空间结构为平面三角形，B正确；
同素异形体指同种元素形成的结构不同的单质，、、是碳元素的同位素，C错误；
金属元素在焰色试验中产生的颜色与电子由较高能级的激发态跃迁到较低能级的激发态乃至基态时以光的形式释放能量有关，D错误。
3．【答案】C
【解析】X分子中存在1个杂化的碳原子，所有原子不可能共平面，A错误；
X中的醛基、Z中的酚羟基均能被酸性重铬酸钾溶液氧化，B错误；
Y的分子式为，不饱和度为6，存在二元芳香酸的同分异构体，C正确；
1mlZ与足量的溴水反应消耗3ml，但D项Z的物质的量未明确，故消耗的不能确定，D错误。
4．【答案】B
【解析】气体能被溶液吸收，A正确；
S单质难溶于水，微溶于酒精，易溶于，B错误;
可与较浓的溶液反应制备，C正确；
标准状况下，，均是气体，故标准状况下，1ml、1ml的体积均为22.4L，D正确。
5．【答案】B
【解析】先打开止水夹K，产生的排出装置内的空气，右边抽滤瓶中收集到的纯净后，夹紧止水夹，左边抽滤瓶中气体压强增大，会将左边抽滤瓶中生成的溶液压入到右边抽滤瓶中，溶液与NaOH溶液发生反应，生成白色沉淀，能达到实验目的，A不符合题意；
没有注明溶液和溶液的物质的量浓度相等，故无法通过小灯泡亮度验证电解质和的强弱，不能达到实验目的，B符合题意；
关闭止水夹，干燥红布条不褪色；打开止水夹，干燥红布条褪色，能验证干燥的氯气无漂白性，潮湿的氯气有漂白性，能达到实验目的，C不符合题意；
将水滴入小试管中，钠与水反应放出的热量使大试管中的空气体积膨胀，U型管左侧液面下降，右侧液面上升，能验证钠和水的反应是放热反应，能达到实验目的，D不符合题意。
6．【答案】A
【解析】的溶液显碱性，、、、在碱性溶液中能大量共存，A正确；
有强氧化性，有强还原性，二者不能大量共存，B错误；
水解，溶液显酸性，而水解，溶液显碱性，二者相互促进最终生成沉淀和气体，二者不能大量共存，C错误；
水电离出来的，说明水的电离受到抑制，溶液可能呈酸性，也可能呈碱性，在酸性条件下会转化为单质S和，所以在酸性条件下，不能大量共存，D错误。
7．【答案】D
【解析】以菱镁矿（主要成分为，还含有、和等杂质）为原料制取高纯，由流程图可知，菱镁矿中加入盐酸，、、与盐酸反应分别生成、、，浸渣为;加入使，沉淀完全，滤渣为、;溶液中的溶质主要为，浓缩、部分脱水，再加入甲醇和通入氨气，得到晶体，将晶体热解生成氨气和。为提高“酸浸”速率，可采取矿石粉碎、搅拌、适当升高温度或适当提高酸的浓度等措施，A正确；
“浸渣”为，“滤渣”为、，B正确;
浓缩、部分脱水时，可能有沉淀生成，C正确;
该流程涉及复分解反应、化合反应、分解反应，没有涉及置换反应，D错误。
8．【答案】D
【解析】由题意和的结构式可知元素W、X、Y、Z分别为H、B、O、Mg。元素的电负性：，A错误；
硼单质属于共价晶体，熔点最高，常见单质的熔点：，B错误；
氯化硼（）为分子晶体，属于共价化合物，熔融状态不导电，故不能通过电解熔融的方法冶炼B，C错误；
中O原子为杂化，有2个孤电子对，键角小于，B原子为杂化，无孤电子对，键角为，故键角：，D正确。
9．【答案】D
【解析】焓减和熵增有利于反应自发进行，合成氨反应是焓减、熵减的反应，故反应放热是合成氨反应自发进行的主要助力，A正确；
能与形成键合作用，从而降低反应的活化能，使反应速率更快，B正确；
先吸附于催化剂表面再参加合成氨反应，C正确；
两种历程的相同，D错误。
10．【答案】C
【解析】向M极区液体中加入氨水用于产生电势差，使两侧铜离子浓度不同，M极是负极，Cu失去电子生成，与形成，N极是正极，得到电子生成Cu，正极电势高于负极电势，即N极电势高于M极电势，A错误；
由图可知;含铜废液I含铜废液II含铜废液III，B错误；
电子由M极（负极）经导线移向N极（正极），C正确;
电极质量差为6.4g时，M极质量减少3.2g（即0.05ml），N极质量增加3.2g，根据关系式可知，电路中通过0.1ml电子，D错误。
11．【答案】A
【解析】因为酞菁分子中所有原子共平面，故标注③的N原子采取杂化与2个碳原子和1个氢原子形成3个键，价电子中剩余2个电子在p轨道上参与形成大键，故标注③的N原子p轨道能提供1对电子，A错误；
元素的第一电离能由大到小的顺序为，B正确；
酞菁钴中，失去了2个的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成配合物，因此，钴离子的化合价为，C正确；
酞菁钴中，钴离子的配位数为4，D正确。
12．【答案】C
【解析】I中盛放浓氨水的仪器为分液漏斗，A正确；
可用浓氨水和CaO固体反应制备，B正确；
苯的密度比NaClO溶液的小，为防倒吸，试剂Y应选择密度比NaClO溶液大的液体等，C错误；
II中发生反应的化学方程式为，D正确。
13．【答案】C
【解析】放电时，a极的电极反应是，b极的电极反应是，a极为负极，b极为正极。放电时阳离子向正极移动，故放电时向b极区移动，A错误；
放电时，负极的电极反应是，B错误；
该电池中火药燃烧的目的是提供热能将电解质熔化，使电池开始工作，C正确；
由图2可知，为降低电池的启动温度，混合物中KCl的物质的量分数既不能太低也不能太高，应控制在0.6，D错误。
14．【答案】D
【解析】NaOH溶液吸收与的混合气体时，随所吸收的气体体积增大，依次发生反应：①，②，所以溶液的pH出现两次突跃，曲线c为溶液的pH与混合气体体积的关系，曲线a为与混合气体体积的关系，曲线b为与混合气体体积的关系，A错误；
常温下，X点的;则，溶液显弱碱性，B错误；
根据电荷守恒，吸收过程中溶液中存在关系：，C错误；
图中出现第一次pH突跃时，反应①恰好反应完全，n，则混合气体中的体积分数为，D正确。
15．【答案】（14分）
（1）（2分。未配平，扣1分）
（2）（或NaOH等）（1分。答案合理即给分）
（3）FeS（1分）含有（2分）
（4）（2分。未配平，扣1分）
（5）由于，加入过量的，溶液中增大，平衡正向移动，不利于沉砷[2分。增大，1分；不利于沉砷，1分]
（6）（2分。未配平，扣1分）
（7）（或其他正确答案）（2分）
【解析】（2）“沉砷”时产生的废气为气体，可用溶液（或NaOH溶液等）吸收处理。
（3）“NaOH溶液浸取”后，所得“滤渣”的主要成分是FeS。溶液中存在平衡：，平衡常数，该反应程度虽小，但仍能进行，故“滤渣”中含有少量的。
（7）该晶胞中，位于顶点和棱上的Ni原子数为，位于晶胞内部的As原子数为2。根据晶胞中“As原子位于紧邻Ni原子构成的正三棱柱的体心”以及“晶胞参数为apm、apm、cpm”可知，该晶胞的底面面积。
该晶体的密度为。
16．【答案】（14分）
（1）三颈烧瓶（1分）ACBD（2分）做安全瓶，防倒吸（1分。答案合理即可）
（2）（2分）
防止拆除装置时残留的氨气逸出，污染空气（2分。答案合理即可）
（3）NaOH溶液过量，反应后溶液中浓度很小，不易被吸附在表面（2分。答案合理即可）
（4）沉淀中混有，导致沉淀不够紧密，与溶液的接触面积增大，更容易吸附（2分。答案合理即可）
（5）保证NaOH溶液过量（或保证溶液不足）（2分。答案合理即可）
【解析】（1）装置A中盛装生石灰的仪器的名称是三颈烧瓶。制备氢氧化亚铁，装置的连接顺序为ACBD。装置C的作用是做安全瓶，防倒吸。
（2）装置B中发生反应的离子方程式为。反应结束后，继续通一段时间的，目的是防止拆除装置时残留的氨气逸出，污染空气。
（3）实验1中沉淀无灰绿色的原因是NaOH溶液过量，反应后溶液中浓度很小，不易被吸附在表面。
（4）实验3中立即出现灰绿色浑浊的原因是沉淀中混有，导致沉淀不够紧密，与溶液的接触面积增大，更容易吸附。
（5）若尽可能制得白色沉淀，需要控制的实验条件除了隔绝氧气外，还有保证NaOH溶液过量（或保证溶液不足）。
17．【答案】（15分）
（1）（2分。未写单位或漏写负号“”，均不给分）
（2）①BD（2分。少选且正确的，得1分；多选或选错的，不给分）
②（2分）
③第二步（1分）第二步反应活化能较高，反应速率较慢（1分）
（3）①（1分）
②（1分）
③（1分）
（4）①50%（2分）
②625（2分）
【解析】（1）由盖斯定律可知，III，可得 。
（2）①容器体积不变，混合气体质量不变，所以混合气体的密度始终不变，常量不变，不能说明反应已经达到平衡，A错误；
反应过程中，虽然气体分子数没有变化，但因容器绝热且反应为放热反应，温度在上升，则压强在增大，所以当容器内压强不再发生变化时，反应达到平衡状态，B正确；
的消耗速率等于的消耗速率的两倍时，反应才达到平衡状态，C错误；
的体积分数不再发生变化，则说明反应达到平衡状态，D正确。
②若向恒温恒容密闭容器中分别投入或者和各1ml，最终平衡状态会相同，。但绝热恒容密闭容器中，正向、逆向投料后，因该反应放热，正向投料反应达到平衡时温度高于起始温度T℃，则（绝热恒容）（恒温恒容），逆向投料反应达到平衡时温度低于起始温度T℃，则（绝热恒容）（恒温恒容），两者平衡状态不相同，故。
③第二步反应活化能较高，反应速率较慢，是该反应过程的决速步骤。
（3）①由图可知，压强一定时，升高温度，CO的平衡转化率减小，说明平衡逆向移动，故该反应为放热反应，。
②该反应为气体分子数减少的可逆反应，温度一定时增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，故。
③若在和316℃时，将和CO按投料比通入该1L反应器中，增大了氢气的加入量，平衡正向移动，则平衡时CO的转化率增大，CO的平衡转化率大于50%。
（4）①设起始时二甲醚的物质的量为1ml，反应达到平衡时，二甲醚分解的物质的量为x，列出三段式：
恒温恒容条件下，反应前后气体的物质的量之比等于气体的压强之比，则有，解得，故该反应达到平衡状态时，二甲醚的转化率为。
②500℃时，该反应的平衡常数
。
18．【答案】（15分）
（1）（或）（1分。写一种即可）3（1分）没有发生（1分）
（2）8（2分）
（3）n （2分）
（4）（1分）取代反应（1分）（1分）取代反应（或酯化反应）（1分）
（5）①2-甲基-1，5-己二烯（1分）
②（1分）
③（2分）
【解析】由信息可知，A为或，B为，D为，F为
（2）E为，E的同分异构体Q的分子中含有苯环和2个酚羟基，剩余5个碳原子均为饱和碳原子，结合核磁共振氢谱有5组峰推知可能的结构有：、、、、、、、8种。
（5）第一步由发生氧化反应生成
第二步与发生酯化反应生成;
第三步发生反应：。A．西周兽面纹方鼎
B．北朝青瓷莲花尊
C．唐葡萄花鸟纹银香囊
D．西汉T形帛画
A
B
C
D
制取氢氧化亚铁
通过小灯泡亮度验证电解质和的强弱
验证干燥的氯气无漂白性，潮湿的氯气有漂白性
验证钠和水的反应是放热反应
实验
操作
试剂（均为）
实验现象
1
向两片玻璃片中心分别滴加试剂，面对面快速夹紧
I．1滴溶液
II．4滴NaOH溶液
玻璃片夹缝中有白色浑浊
2
I．4滴溶液
II．1滴NaOH溶液
玻璃片夹缝中有白色浑浊。一段时间后变为灰绿色
3
I．2滴溶液，1滴溶液
II．2滴NaOH溶液
玻璃片夹缝中立即有灰绿色浑浊
t/min
0
10
20
30
40
50
50.0
78.0
92.0
99.0
100
100
序号
反应试剂、条件
有机产物的结构简式
反应类型
a
足量浓氢溴酸，加热
________
________
b
足量乙酸、浓硫酸，加热
________
________