黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2022-2023学年高三下学期第四次模拟考试理综化学试题（含解析）

这是一份黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2022-2023学年高三下学期第四次模拟考试理综化学试题（含解析），共18页。试卷主要包含了单选题，工业流程题，原理综合题，实验题，有机推断题等内容，欢迎下载使用。

黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2022-2023学年高三下学期第四次模拟考试理综化学试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．2022年4月17日，神舟十三号载人飞船与天和核心舱实现对接后顺利返航。下列说法正确的是
A．空间站存储器为石墨烯材料，石墨烯与C60互为同位素
B．火箭推进剂的燃烧可将化学能完全转化为机械能
C．空间站使用的太阳能电池板主要材料是二氧化硅
D．核心舱内氧气来源于水的电解，此过程中氧气为氧化产物
2．大豆素为主要成分的大豆异黄酮及其衍生物，因其具有优良的生理活性而备受关注，其结构简式如图所示。下列说法正确的是

A．含有三种官能团
B．分子式为C15H12O4
C．可以发生加成、氧化和取代反应
D．1mol该物质最多可以与4mol Br2反应
3．实验室可利用苯和液溴在溴化铁的催化作用下制取溴苯，其制备及提纯过程为：制备→水洗分液→碱洗分液→水洗分液→再分离，下列说法正确的是

A．制备装置a中长导管仅起导气作用
B．装置b可用于制备过程中吸收尾气
C．分液时，有机层由装置c的上口倒出
D．可选择装置d进行再分离
4．某溶液吸收CO的反应为[ Cu(NH3)2]++CO+NH3[Cu(NH3)3CO]+，下列说法错误的是
A．1mol [ Cu( NH3)2]+中含有6mol σ键
B．第一电离能：N>O>C
C．[Cu(NH3)3CO]+中H—N—H的键角比NH3中的大
D．[Cu(NH3)3CO]+的结构表示为
5．2022年诺贝尔化学奖授予在“点击化学和生物正交化学”领域做出贡献的三位科学家。点击化学的经典反应之一是铜催化的叠氮－炔环加成反应。反应过程如图所示。

下列说法错误的是
A．H+是点击反应的中间产物 B．反应前后碳元素的化合价不变
C．铜催化时点击反应的活化能减小 D．总反应式为
6．下图装置可将CO2转化为CaCO3而矿化封存，进而减少碳排放，下列说法错误的是

A．两个双极膜中的OH—均向右侧迁移
B．b极的电极反应式：2H+ +2e- = H2 ↑
C．中间室中发生反应： +Ca2+ = CaCO3↓
D．向碱室中加入NaHCO3固体，不利于CO2的矿化封存
7．向AgCl悬浊液中滴加少量NaBr溶液，生成浅黄色的AgBr沉淀。T℃下，饱和溶液中-lg[c(Ag+)]与-lg[c(Xn-)](Xn-指Cl-、Br-、)的关系如图所示。下列说法正确的是

A．曲线①表示AgCl的沉淀溶解曲线
B．升高温度，曲线②向上方平行移动
C．T℃下，Ag2CO3的Ksp为10-9.7
D．T℃下，反应AgCl(s)+Br-(ag)⇌AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K=102.6

二、工业流程题
8．氮化镓( GaN)具有优异的光电性能。一种炼锌矿渣，主要含铁酸镓[ Ga2(Fe2O4)3]、铁酸锌( ZnFe2O4)和SiO2，利用该矿渣制备GaN的工艺流程如下：

已知：①Ga与Al同主族，化学性质相似。
②常温下，Ksp[Zn(OH)2]=10-16.6，Ksp[Ga(OH)3] =10-35.1，Ksp[Fe(OH)3] =10-38.5。
③Ga3+、Fe3+在该工艺条件下的反萃取率(进入水相中金属离子的百分数)与盐酸浓度的关系见下表。
盐酸浓度/mol·L-1
反萃取率/%
Ga3+
Fe3+
2
86.9
9.4
4
69.1
52.1
6
17.5
71.3
回答下列问题:.
(1)①“酸浸”时Ga2(Fe2O4)3发生反应的离子方程式为 。
②“酸浸”所得浸出液中Ga3+、Zn2+浓度分别为0.21g·L-1、65g· L-1，常温下，为尽可能多地提取Ga3+并确保不混入Zn( OH)2，“调pH”时应不超过 (忽略溶液体积变化)。
(2)滤渣2的主要成分是 (填化学式)。
(3)“脱铁”和“反萃取”时，所用盐酸的浓度a= ，b= (选填上表中盐酸的浓度)。
(4)“沉镓”时，若加入NaOH的量过多，会导致 。
(5)利用CVD(化学气相沉积)技术，将热分解产物与NH3在高温下反应可制得GaN，该反应的化学方程式为 。
(6)①GaN的熔点为1700°C，GaCl3的熔点为77. 9°C，它们的晶体类型依次为 、 。
②GaN晶体的一种立方晶胞如图所示，该晶体中与Ga原子距离最近且相等的N原子个数为 ，该晶体密度为 ρg·cm-3，则晶胞边长为 nm( 列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)。


三、原理综合题
9．工业合成氨是人工固氮研究的重要领域，回答下列问题：
(1)诺贝尔化学奖获得者格哈德·埃特尔确认了合成氨反应机理。673K时，各步反应的能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的粒子用“*”标注。

图中决速步骤的反应方程式为 ，该步反应的活化能Ea= kJ·mol-1。
(2)相同质量的同种催化剂，在载体上的分散度越高，催化作用越强，原因是 。
NH3在少量某催化剂下分解的实验数据如下表：
反应时间/min
0
10
20
30
40
50
c( NH3)/mol·L-1
c0
0.9 c0
0.8 c0
0.7 c0
0.6 c0
0. 5 c0
分析表中数据可知，随着反应进行，c( NH3 )减小，平均反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变”)，对该分析结果的合理解释是 。
(3)在一定条件下，向某反应容器中投入4 mol N2和10 mol H2在不同温度下反应，平衡体系中氨的物质的量分数随压强变化曲线如图所示：

①T1、T2、T3中温度最高的是 ，M点N2的转化率为 。
②1939年捷姆金和佩热夫推出合成氨反应在接近平衡时净速率方程式为：v(NH3) =k1p(N2)，k1、k2的分别为正反应和逆反应的速率常数；p(N2)、p(H2)、p(NH3)代表各组分的分压；α为常数。工业上以铁为催化剂，α=0.5，由M点数据计算= (MPa) -2。

四、实验题
10．三氯化铬是常用的媒染剂和催化剂，易潮解，易升华，高温下易被氧气氧化。实验室可利用下面装置模拟制备并收集三氯化铬。

已知：①Cr2O3 + 3CCl43COCl2+2CrCl3
②COCl2气体有毒，遇水发生水解产生两种酸性气体。
(1)实验装置合理的连接顺序为：a de (填仪器接口字母标号)。
(2)步骤如下：
i．连接装置，检查装置气密性，装入药品并通N2；
ii．加热石英管至400°C；
iii．控制开关，并停止通入N2，加热A装置，温度保持在50°C ~ 60°C之间；
iv．加热石英管继续升温至650°C，直到E中反应基本完成，切断管式炉的电源；
v．停止A装置水浴加热……；
vi．装置冷却后，结束制备实验。
①步骤i中，通入N2时，开关K1、K2的状态分别为 。
②补全步骤v的操作： ，其目的是 。
(3)装置C的不足之处是 。
(4)装置D中反应的离子方程式为 。
(5)取三氯化铬样品0.300g，配制成250mL溶液。移取25. 00mL于碘量瓶中，加热至沸腾后，加适量2mol·L-1NaOH溶液，生成绿色沉淀Cr(OH)3。冷却后，加足量30% H2O2，小火加热至沉淀完全溶解生成，继续加热一段时间。冷却后，加入2mol·L-1H2SO4酸化及足量KI溶液，充分反应后铬元素只以Cr3+存在，暗处静置5min后，加入指示剂进行滴定，消耗0.0250mol·L-1标准Na2S2O3溶液21. 00 mL(杂质不参加反应)，已知反应为：2Na2S2O3 +I2 = Na2S4O6 + 2NaI。
①绿色沉淀完全溶解后，继续加热一段时间再进行后续操作，目的是 。
②样品中三氯化铬的质量分数为 ( 结果保留三位有效数字)。

五、有机推断题
11．有机物G是医药染料、农药等工业中的重要中间体，以苯为原料制备其二聚体H的合成路线如下：

(1)A、B、C三种物质的沸点由高到低的顺序为 ，有机物E的结构简式为 。
(2)“-OCH3”可称为甲氧基，有机物G的名称为 ，F中官能团的名称为 。
(3)H中手性碳原子的个数为 。
(4)G→H反应的化学方程式为 。
(5)F的同分异构体X，满足下列条件的共有 种(不考虑立体异构)。
①除苯环外还有一个五元环，且与苯环共用两个碳原子
②能发生水解反应
③含有-CH3
(6)参照上述合成路线，以环丙烷和甲醇为原料，补全合成的路线(无机试剂任选)。


参考答案：
1．D
【详解】A．石墨烯和C60是碳元素的不同单质，互为同素异形体，选项A错误；
B．火箭推进剂的燃烧可将化学能主要转化为热能，选项B错误；
C．晶体硅为良好的半导体，是制造太阳能电池主要原料，二氧化硅为绝缘体，不具有此性质和用途，选项C错误；
D．核心舱内氧气来源于水的电解，该过程水分子中氧的化合价升高，故氧气为氧化产物，选项D正确；
答案选D。
2．C
【详解】A．该有机物含有四种官能团，分别为碳碳双键、羟基、醚键和酮羰基，A错误；
B．根据结构简式，可确定该有机物的分子式为C15H10O4，B错误；
C．该有机物含有苯环和碳碳双键，能发生加成反应，该有机物含有酚羟基，能发生取代反应和氧化反应，C正确；
D该有机物含有两个酚羟基，且酚羟基的邻位碳上都有氢原子，1mol该物质能与4molBr2发生取代反应，该有机物含有一个碳碳双键，1mol该物质能与1mol Br2发生加成反应，则1mol该物质最多能与5molBr2发生反应，故D错误；
故选C。
3．D
【详解】A．铁做催化剂条件下，苯和液溴反应生成溴苯和溴化氢，该反应为放热反应，反应放出的热量会使苯和液溴挥发，则制备装置a中长导管起导气兼冷凝回流的作用，故A错误；
B．溴化氢极易溶于水，若用装置b吸收溴化氢会产生倒吸，故B错误；
C．溴苯是密度比水大的不溶于水的无色液体，分液时，密度比水大的溴苯应该从下口放出，故C错误；
D．由分析可知，水洗分液得到含有苯的粗溴苯，分离粗溴苯可以利用苯与溴苯的沸点不同选择装置d进行蒸馏分离，故D正确；
故选D。
4．A
【详解】A．配离子中配位键和氮氢键均为σ键，则1mol配离子中含有σ键的物质的量为8mol，故A错误；
B．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C，故B正确；
C．氨分子中氮原子含有一对孤对电子，而配离子中氨分子为配体，氨分子中的氮原子不含有孤对电子，孤对电子会对成键电子对产生斥力，导致H—N—H的键角减小，所以配离子中H—N—H的键角比氨分子中的大，故C正确；
D．配离子中亚铜离子为中心离子，氨分子、一氧化碳为配体，配位数为4，配离子的结构可表示为，故D正确；
故选A。
5．B
【详解】A．上一步反应先生成后下一步反应又消耗，因此是点击反应的中间产物，A项正确；
B．反应后碳碳三键变成碳碳双键，碳元素化合价发生变化，B项错误；
C．催化剂通过改变反应途径而降低活化能，C项正确；
D．观察整个循环过程可知，和为反应物，为产物。[Cu]为催化剂，可得总反应式，D项正确；
故选B。
6．B
【分析】由图可知，与直流电源负极相连的电极a为电解池的阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，双极膜中氢离子进入阴极室中与放电生成的氢氧根离子反应生成水，氢氧根离子进入碱室，与通入的二氧化碳反应生成碳酸根离子；电极b为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，双极膜中氢氧根离子进入阳极室中中和放电生成的氢离子，氢离子进入酸室，导致阳离子的电荷数大于阴离子，使得中间室中的氯离子进入酸室，碱室中的碳酸根离子进入中间室与溶液中钙离子反应生成碳酸钙沉淀。
【详解】A．由分析可知，两个双极膜中的氢氧根离子均向右侧迁移，故A正确；
B．由分析可知，电极b为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O—4e—=O2↑+4H+，故B错误；
C．由分析可知，中间室中发生反应为碱室中的碳酸根离子进入中间室与溶液中钙离子反应生成碳酸钙沉淀，离子方程式为 +Ca2+ = CaCO3↓，故C正确；
D．向碱室中加入碳酸氢钠固体，碳酸氢钠与迁移至碱室的氢氧根离子反应，不利于二氧化碳与碱的反应，导致二氧化碳难以矿化封存，故D正确；
故选B。
7．D
【详解】A．向AgCl悬浊液中滴加少量NaBr溶液，生成浅黄色的AgBr沉淀，这说明溴化银的溶度积常数小于氯化银的，因此曲线①和曲线②分别表示AgBr、AgCl的沉淀溶解曲线，A错误；
B．升高温度溶度积常数增大，离子浓度增大，则曲线②向下方平行移动，B错误；
C．曲线③表示Ag2CO3的沉淀溶解曲线，根据A点数值可知T℃下，Ag2CO3的Ksp＝(10－1.5)2×10－8.2＝10-11.2，C错误；
D．根据图象可知T℃下AgBr、AgCl的溶度积常数分别是10－12.3、10－9.7，因此反应AgCl(s)+Br-(ag)⇌AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K=Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr)＝102.6，D正确；
答案选D。
8．(1) Ga2(Fe2O4)3+ 24H+ = 2Ga3++ 6Fe3++ 12H2O 5.7
(2)CaSO4
(3) 6 2
(4)Ga(OH)3溶解，Ga3+的沉降率降低
(5)Ga2O3+2NH32GaN +3H2O
(6) 共价晶体 分子晶体 4

【分析】由题给流程可知，向矿渣中加入稀硫酸酸浸时，铁酸镓、铁酸锌与稀硫酸反应转化为可溶性金属硫酸盐，二氧化硅不溶于稀硫酸，过滤得到含有二氧化硅的滤渣和含有可溶性硫酸盐的滤液；向滤液中加入氧化钙调节溶液pH，使镓离子、铁离子完全转化为氢氧化物沉淀，过滤得到含有氢氧化钙、氢氧化镓、氢氧化铁的滤渣和含有硫酸锌的滤液；向滤渣中加入稀硫酸酸溶，氢氧化钙与稀硫酸反应生成硫酸钙，将氢氧化镓、氢氧化铁转化为镓离子和铁离子，过滤得到含有硫酸钙的滤渣和含有镓离子、铁离子的滤液；向滤液中加入萃取剂萃取、分液得到含有镓离子、铁离子的有机相和水相；由表格数据可知，向有机相中加入6mol/L盐酸进行脱铁，分液得到含有铁离子的水相和含有镓离子的有机相；向有机相中加入2mol/L的盐酸进行反萃取、分液得到有机相和含有镓离子的水相；向水相中加入氢氧化钠溶液，将镓离子转化为氢氧化镓沉淀，过滤得到氢氧化镓；氢氧化镓受热分解生成三氧化二镓，利用CVD(化学气相沉积)技术使三氧化二镓与氨气高温条件下反应生成氮化镓。
【详解】（1）①由分析可知，酸浸时铁酸镓与稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸镓和水，反应的离子方程式为Ga2(Fe2O4)3+ 24H+ = 2Ga3++ 6Fe3++ 12H2O，故答案为：Ga2(Fe2O4)3+ 24H+ = 2Ga3++ 6Fe3++ 12H2O；
②由题意可知，浸出液中镓离子的浓度为=0.003mol/L、锌离子浓度为=1mol/L，则由溶度积可知，锌离子开始沉淀时，溶液中氢氧根离子浓度为=10-8.3mol/L，则溶液中镓离子浓度为=10-10.2mol/L，则为确保氢氧化镓中不混入强氧化锌，溶液的pH应不超过5.7，故答案为：5.7；
（2）由分析可知，滤渣2的主要成分为硫酸钙，故答案为：CaSO4；
（3）由分析可知，向有机相中加入6mol/L盐酸进行脱铁，分液得到含有铁离子的水相和含有镓离子的有机相；向有机相中加入2mol/L的盐酸进行反萃取、分液得到有机相和含有镓离子的水相，则a=6、b=2，故答案为：6；2；
（4）由镓与铝同主族，化学性质相似可知，沉镓时若加入氢氧化钠溶液过多，氢氧化镓会溶解生成偏镓酸根离子，导致镓离子的沉降率降低，故答案为：Ga(OH)3溶解，Ga3+的沉降率降低；
（5）由分析可知，利用CVD(化学气相沉积)技术使三氧化二镓与氨气高温条件下反应生成氮化镓和水，反应的化学方程式为Ga2O3+2NH32GaN +3H2O，故答案为：Ga2O3+2NH32GaN +3H2O；
（6）①由熔点可知，氮化镓为熔点高的共价晶体，三氯化铬为熔点低的分子晶体，故答案为：共价晶体；分子晶体；
②由晶胞结构可知，晶胞中位于体内的每个氮原子周围距离最近的镓原子个数为4，则由化学式可知，每个镓原子周围距离最近的氮原子个数为4；晶胞中位于顶点和面心的镓原子个数为8×+6×=4，设晶胞边长为anm，由晶胞的质量公式可得：=(a×10—7)3ρ，解得a=。故答案为：4；。
9．(1) +=N*+ 3H* 62
(2) 分散度越高，总表面积越大，吸附的反应物越多 不变 反应中氨气浓度减小但吸附量不变，平均反应速率不变
(3) T3 50% 1/8或0.125

【详解】（1）决速步骤是速率最慢的，活化能最高的，因此反应的方程式为+=N*+ 3H*；该步反应的活化能=17+45=62KJ/mol；
（2）相同质量的同种催化剂，在载体上的分散度越高，总表面积越大，吸附的反应物越多，接触面积越大，反应速率越快；由表中数据得知，每间隔10分钟，氨气浓度减少0.1c0，因此反应速率不变，原因是尽管反应物中氨气浓度减少，但是吸附量不变，平均反应速率不变；
（3）合成氨反应是放热反应，温度越高，平衡逆向移动，平衡时氨气的物质的量分数越小，T3温度最高；

，x=2，M点N2的转化率为，由接近平衡时净速率方程v(NH3) =k1p(N2)，接近平衡时v(NH3)=0，则有k1p(N2)=0，k1p(N2) =由α=0.5得出=Kp，由上述三段式得出MPa，=2MPa，=4MPa，。
10．(1) hi(或ih) bcf(g)
(2) K1开，K2关 打开K1，关闭K2，继续通入N2一段时间 将COCl2完全排入装置D被充分吸收
(3)升华的三氯化铬易凝华，堵塞导管
(4)COCl2+ 4OH—=+2H2O+2Cl—
(5) 除去多余的H2O2 92.5%

【分析】三氯化铬易潮解，易升华，高温下易被氧气氧化，所以实验过程中要确保装置内不能存在氧气和水蒸气，A装置的作用是用氮气用于将三颈烧瓶中气化的四氯化碳赶入装置E中与三氧化二铬反应制备三氯化铬，B装置中盛有的五氧化二磷用于吸收水蒸气，防止水蒸气进入反应装置中，C装置用于收集有毒的COCl2气体，D装置中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收COCl2气体，防止污染空气，则装置的连接顺序为AECBD，接口的连接顺序为ahi(或ih)debcf(g)。
【详解】（1）由分析可知，装置的连接顺序为AECBD，接口的连接顺序为ahi(或ih)debcf(g)，故答案为：hi(或ih)；bcf(g)；
（2）①步骤i中，为防止氮气排尽装置中的空气时带出四氯化碳蒸气，应打开K1，关闭K2，故答案为：K1开，K2关；
②由题意可知，步骤v为停止A装置水浴加热使反应停止，然后打开K1，关闭K2，持续通入氮气一段时间，将COCl2完全排入装置D被氢氧化钠溶液充分吸收，故答案为：继续通入一段时间；将COCl2完全排入装置D被充分吸收；
（3）由题意可知，装置C的不足之处是三氯化铬容易受热升华，温度降低后易在导管内凝华，从而堵塞导管，故答案为：升华的三氯化铬易凝华，堵塞导管；
（4）由题给信息可知，COCl2水解生成氯化氢气体和二氧化碳气体，则装置D中发生的反应为COCl2与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和碳酸钠，反应的离子方程式为COCl2+ 4OH—=+2H2O+2Cl—，故答案为：COCl2+ 4OH—=+2H2O+2Cl—；
（5）①为避免过量的过氧化氢溶液和加入的碘化钾溶液反应生成碘导致实验结果偏大，绿色沉淀完全溶解后，应继续加热一段时间，使过氧化氢受热分解，再进行后续操作，故答案为：除去多余的H2O2；
②由原子个数和得失电子数目守恒可得如下关系：2CrCl3—2CrO—3I2—6Na2S2O3，滴定消耗21. 00 mL0.0250mol/L硫代硫酸钠溶液，则无水三氯化铬质量分数为×100%=92.5%，故答案为：92.5%。
11．(1) C>B>A
(2) 4-甲氧基苯乙酸甲酯或对甲氧基苯乙酸甲酯 醚键、氰基
(3)1
(4)2
(5)2
(6)

【分析】根据流程中各物质的结构简式、分子式及反应条件分析，B在氢氧化钠溶液中反应后酸化得到的C为苯酚，苯酚与CH3I发生取代反生成D和HI，D与HCHO/HCl作用生成E，根据分子式及后续产生的物质的取代基位置可知E为；与NaCN反应生成F为；酸化后与甲醇发生酯化反应生成G，结合其他有机物的结构简式及反应条件进行分析解答；
【详解】（1）A、B、C三种物质分别为苯、氯苯和苯酚，含相同碳原子的烃沸点低于卤代烃、苯酚分子间存在氢键沸点较高，故沸点由高到低的顺序为C>B>A；根据分析可知E的结构简式为；
（2）“-OCH3”可称为甲氧基，有机物G()的名称为4-甲氧基苯乙酸甲酯或对甲氧基苯乙酸甲酯，F为，F中官能团的名称为醚键、氰基；
（3）所连接四个不同原子或原子基团的碳原子为手性碳原子，H为，故H中手性碳原子的个数为1；
（4）G→H反应的化学方程式为2；
（5）F为，F的同分异构体X，满足条件：①除苯环外还有一个五元环，且与苯环共用两个碳原子；②能发生水解反应，根据原子种类可推知含有酰胺基；③含有-CH3，符合条件的同分异构体有、共2种；
（6）以环丙烷和甲醇为原料，补全合成如下：。