湖北省十一校2023-2024学年高三上学期12月第一次联考化学试题含答案

这是一份湖北省十一校2023-2024学年高三上学期12月第一次联考化学试题含答案，共20页。试卷主要包含了下图是自然界中的氮循环过程，下列实验设计或所选装置合理的是，磷酰氯，以浓差电池等内容，欢迎下载使用。

考试时间：2023年12月7日下午14：30-17：05 试卷满分：100分
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考号等填写在答题卡和试卷指定的位置上。
2．回答选择题时，选出每题答案后，用铅笔把答案卡对应题目的答案标号涂黑。如需要改动，先用橡皮擦干净后，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，写在试卷上无效。
可能用到的相对原子质量：
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每个小题给的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．2023年9月23日晚，第19届亚运会在杭州开幕。下列说法不符合“绿色节俭”的办赛理念的是（ ）
A．采用可回收金属和可回收塑料制作薪火火炬
B．利用传感器对场馆内的温度、湿度等进行智能化管理
C．采用燃油车接驳运动员以提高行动效率
D．主火炬塔首次使用废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料
2．“宏观辨识与微观探析”是化学学科核心素养之一，下列说法错误的是（ ）
A．工业上常用硫与橡胶作用进行橡胶疏化以增强轮胎的耐磨性
B．明矾溶液呈酸性的原因：
C．在标准状况下为液态的重要原因是分子间存在氢键
D．稠环芳烃萘（）和蒽（）均是非极性分子，易溶于
3．下图是自然界中的氮循环过程。下列有关叙述错误的是（ ）
A．反应①、反应②及工业合成氨均属于氮的固定
B．反应④中，生成至少需要提供
C．反应③的反应方程式为
D．过程中参与循环的元素有氮元素，还有氢和氧元素
4．利用柠檬真菌青霉生成的前体，可生产瑞舒伐他汀类药物，该类药物对降低胆固醇有积极作用，某种伐他汀类药物结构如图，下列关于该物质的说法正确的是（ ）
A．分子中含有五种官能团 B．分子仅含有2个手性碳原子
C．可发生氧化反应、加成反应和水解反应 D．该物质最多消耗
5．镍为新材料的主角之一，鉴定的特征反应为（ ）
丁二酮肟 鲜红色
下列说法错误的是（ ）
A．基态i原子核外占据最高能层电子的电子云轮廓图形状为球形
B．氮原子的杂化方式均为杂化
C．鲜红色沉淀中存在的作用力主要有共价键、配位键、氢键
D．丁二酮肟中所有原子可能共平面
6．某种离子液体的结构如图所示，X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素，Z的原子序数等于X、Y原子序数之和，Q为非金属性最强的元素。
下列说法正确的是（ ）
A．键长： B．的立体构型为平面四边形
C．分子的极性： D．总键能：
7．高分子M广泛用于牙膏、牙科粘合剂等口腔护理产品，其合成路线如图：
下列说法不正确的是（ ）
A．试剂a中存在分子间氢键 B．有机物B存在顺反异构体
C．化合物C的核磁共振氢谱有一组峰 D．合成M的聚合反应是加聚反应
8．下列实验设计或所选装置合理的是（ ）
A．A B．B C．C D．D
9．磷酰氯（）是有机合成的催化剂，可用以下方法制取：或，已知：、均易水解放出大量的热。的分子空间结构模型如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．属于酸性氧化物 B．着火时不能用水灭火
C．分子中所有的键角都相等 D．可与反应生成
10．以浓差电池（因电解质溶液浓度不同而形成的电池）为电源，以石墨为电极将转化为高纯的装置如图。下列说法错误的是（ ）
A．电解过程中，丙池溶液的会减小
B．转移时乙室电解质溶液质量减少
C．停止工作后若要使电池恢复原状态，连接的是电源负极
D．N极电极反应式为：
11．物质的结构决定物质的性质，下列性质差异与结构因素匹配错误的是（ ）
A．A B．B C．C D．D
12．在有取代基的苯环上发生取代反应，取代基有定位效应，烃基、羟基、卤原子均为邻对位定位基，定位效应羟基强于卤原子，硝基为间位定位基。若苯环上连有不同定位效应的取代基，则以邻对位取代基为主。下列事实和定位效应不相符合的是（ ）
A．与浓硝酸和浓硫酸的混合物在加热作用下，生成
B．苯酚合成 ，需要先引入硝基，再引入碳溴键
D．苯与足量液溴在催化下直接合成
13．已知工业合成氨是在，，催化剂作用下进行的，下列说法中符合工业合成氨生产实际的是（ ）
A．作催化剂 B．催化剂活性是选择该反应温度的重要原因
C．将和液化 D．由吸收塔吸收
14．碳酸钠溶液显碱性，含的溶液与溶液反应，产物可能是或。
溶液中各含碳物种的物质的量分数与溶液的关系如图1、图2，曲线I的离子浓度关系符合；曲线Ⅱ的离子浓度关系符合。利用平衡原理分析，下列说法正确的是（ ）
图1 图2
A．常温时，的第一步水解平衡常数
B．的数量级为
C．由图2，当，时，有沉淀生成
D．由图1和图2，在，时，溶液中发生反应：
l5．是目前储氢密度最高的材料之-~，其晶胞结构如图所示，晶胞边长为。原子占据形成的所有四面体空隙，储氢后，分子占据形成的八面体空隙，化学式为
下列说法正确的是（ ）
A．晶胞中，的配位数为4
B．储氢时，
C．氢气储满后，和的最短距离为
D．单位体积中含氢的质量的计算公式为
二、非选择题：本题共4小题，共55分
16．（12分）将工业副产品石膏（）转化为肥料和氯化钙水合物储热材料，是资源综合利用、环境保护的典范之一，过程如图：
请回答下列问题：
（1）本工艺中所用的原料除外，还需要的两种原料分别是__________、__________（填化学式，不考虑损耗）。
（2）已知：，室温下，溶液的_________7（填“>”、“<”或=”），该溶液中离子浓度由小到大的顺序为______________________________。
（3）转化I是将滩溶的转化为更难溶的，将一定量的加入过量的悬浊液中，充分反应后，测得溶液中，此时溶液中的________。[已知：]
（4）已知不同温度下在水中达到饱和时溶解的量如下表：
的饱和溶液冷却到，可析出晶体__________g。
（5）写出“蒸氨”过程中的化学方程式：______________________________。
17．（14分）2-噻吩乙醇（）是抗血栓药物氯吡格雷的重要中间体，其制备方法如下：
I．制钠砂。向烧瓶中加入液体A和金属钠，加热至钠熔化后，盖紧塞子，振荡至大量微小钠珠出现。
Ⅱ．制噻吩钠。降温至，加入噻吩，反应至钠砂消失。
Ⅲ．制噻吩乙醇钠。降温至，加入稍过量的环氧乙烷的四氢呋喃溶液，反应。
IV．水解。恢复室温，加入水，搅拌；加盐酸调至4~6，继续反应，分液；用水洗涤有机相，二次分液。
V．分离。向有机相中加入无水，静置，过滤，对滤液进行蒸馏，蒸出四氢呋喃、噻吩和液体A后得到产品。
请回答下列问题：
（1）噻吩是化学性质较稳定的液体，广泛存在于煤焦油中，在煤炭__________过程中可以得到大量煤焦油，并通过对煤焦油__________（填操作方法）可得到噻吩；
（2）步骤I中液体A可以选择__________。
a．乙醇 b．水 c．液氨 d．甲苯
（3）步骤Ⅱ的化学方程式为________________________________________。
（4）步骤涉及的反应放热，为防止温度过高引发副反应，加入环氧乙烷溶液的常用方法是____________________。
（5）步骤IV中用盐酸调节的目的是______________________________。
（6）下列仪器在步骤V中不需使用的是__________（填名称）。
（7）产品的产率为__________（用计算，精确至）。
18．（14分）F是一种抗血小板凝聚的药物，其人工合成路线如图：
请回答下列问题：
（1）B→C的反应类型为____________________；
（2）A的芳香族同分异构体中，与其具有相同官能团的有__________种（不考虑立体异构）。
a．10 b．12 c．14 d．16
（3）E→F中有一种相对分子质量为60的产物生成，该产物的结构简式为____________________，实验室中如需确定此产物中的官能团，通常使用的分析仪器的名称是____________________。
（4）A→B的反应需经历三步反应：
第一步： （制备格氏试剂）
第二步： （亲核加成反应）
第三步： （水解反应）
第二步亲核加成反应，被加成的是____________________（写出官能团的结构）；Z的分子式为，其结构简式为____________________；
（5）已知：，也可以由某多酮结构在碱性溶液中发生分子内缩合生成，则此多酮结构为____________________。
a． b．
19．（15分）萘类物质的加成反应，可以合成多种环状结构的异构体，并在工业中有重要应用，利用1-甲基萘（）制备四氢萘类物质（，包括和）。反应过程中伴有生成十氢萘（）的副反应，涉及反应如图：
请回答下列问题：
（1）已知一定条件下反应的焓变分别为，则反应的焓变_________（用含的代数式表示）。
（2）根据和的结构及命名方式，和的一种同分异构体的名称为__________。
（3）四个平衡体系的平衡常数与温度的关系如图所示。
①，，中最稳定的是____________________。
②不考虑生成，从反应进行程度上考虑，利于生成的条件是____________________。
③若曲线c、d分别代表反应、的平衡常数随温度的变化，则表示反应的平衡常数随温度变化的曲线为____________________。
（4）某温度下，将一定量的、投入一密闭容器中，检测到四种有机物的物质的量随时间的变化关系如图乙所示。
在此温度下，如何更多的得到__________。
a．延长反应时间
b．增大压强
c．使用选择性更高的催化剂
d反应初期生成较多时，及时分离出
（5）时，在体积恒定的密闭容器中投入一定量的，假定只发生过程，足量，且反应过程中氢气的浓度恒定为，当的转化率为a时，反应的平衡常数为__________。
湖北省十一校2023-2024学年高三上学期12月第一次联考
化 学 试 题
参考答案
1【答案】C
【解析】：C，燃油车不符合“绿色”理念，实际采用电池电力作为动力。
2【答案】D
【解析】：D，硫化橡胶具有更好的强度、韧性、弹性和化学稳定性，加入炭黑可提高的耐磨性。
3【答案】B
【解析】：B，由得失电子守恒生成1ml NO3−至少需要提供2ml O2
4【答案】C
【解析】：A，正确的化学式为C4H3NO2；B，该分子没有手性碳原子，是非手性分子；D，可以形成分子间氢键。
5【答案】D
【解析】：D，有甲基，不可能所有原子共平面。
6【答案】C。
【解析】
根据物质的结构，可以推测出X、Y、Z、M、Q分别为H、B、C、N、F。A．MX3为NH3，ZX4为CH4，键长NH3QX为HF，MX3为NH3，两者均为分子晶体，相对分子质量HF大，沸点NH3根据价层电子互斥理论，YQ3为BF3，空间构型为为平面三角形，非极性分子，MQ3为NF3空间构型为为三角锥形，极性分子，故分子极性BF3M 2为N2，存在三键，总键能：N2>F2（教材P37），D错误。
7【答案】B。
【解析】物质a为甲醇（CH3OH），含羟基，存在分子间氢键，A正确；
物质B为CH2=CHOCH3，无顺反异构体，B错误；
化合物C只有两个氢原子，且对称，核磁共振氢谱有一组峰，C正确；
依据合成路线可以推测B与C发生加聚反应生成高分子M，D正确。
8【答案】B
【解析】Na与H2O反应有H2生成，从而使注射器活塞向右移动，A错误；
SO2有毒，选用NaOH溶液吸收，球形干燥管防倒吸，B正确；
电解熔融MgCl2制备金属Mg，电解氯化镁溶液，阳极得到氯气，阴极得到氢气，C错误；根据图示可知简易量热计中缺少搅拌用的玻璃搅拌器，D错误；
9【答案】C。本题选自选择性必修二（2020年5月版）第44页。
【解析】P4O10是非极性分子，类比甲烷的空间结构，A正确；
根据价层电子互斥理论，PCl3中心原子P的孤电子对数为1，价电子对数为4，故PCl3的空间构型三角锥形，B正确；
P4O10是非极性分子存在P-O单键和P=O双键，键角不等，C错误；
根据POCl3的结构，可与CH3CH2OH发生取代反应生成（CH3CH2O）3PO，D正确。
10【答案】B。
【解析】阴离子交换膜 = 2 \* ROMAN \* MERGEFORMAT II只允许阴离子通过，M极电极反应为：2NH3-6e-+6OH-=N2↑+6H2O，OH-将从丁移到丙进行补充，但生成了水，故丙池溶液的pH会减小，A错误；
转移2ml电子时，Cu（ = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I）极析出64g铜，同时有96g硫酸根从乙室到甲室，共减少160g，B错误；
恢复原浓差Cu（2）电极需发生还原反应，Cu2+放电析出铜单质，所以和电源负极相连，C正确；
丁池呈碱性，N极电极反应式为：2H2O + 2e- = H2 ↑+ 2OH-，D正确。
11【答案】C
【解析】A选项：HI是极性分子，I2是非极性分子，水为极性分子，在水中溶解度HI＞I2是符合相似相溶原理；B选项：金刚石和碳化硅均为共价晶体，其原子间的共价键强度决定其熔点，金刚石中碳碳键长度更短，键能更大，熔点更高；C选项：甲烷和氨气的中心原子的杂化方式均为sp3，其键角差异是因为，氨气的中心原子N原子上有孤电子对，根据价层电子对互斥理论，孤电子对与σ键的斥力大于σ键之间的斥力，因此氨气的键角略小于109.5°；D选项：CO2与CS2均为分子，且均无分子间氢键，常温下的状态不同，即熔沸点不同，在结构和组成相似时，分子的熔沸点取决于范德华力大小，范德华力大小取决于分子的摩尔质量，因此，常温下CO2与为气体，CS2为液体
12【答案】D
【解析】A选项：甲基是烃基的一种，属于邻对位定位基，硝基属于间为定位基，硝化生成合理；B选项：羟基属于邻对位定位基，定位效应羟基强于卤原子，苯酚与溴水发生取代反应生成；C选项：由合成，先引入硝基，硝基是间位定位基，甲基为邻对位定位基，再引入溴原子；D选项：苯的溴代反应，先生成一溴代物，溴原子为邻对位定位基，因此，不可直接生成。
13【答案】B
【解析】A选项：合成氨的催化剂是铁触媒；B选项：反应温度决定反应速度和催化剂活性，催化剂可以极大加快反应速率，因此，催化剂活性是反应温度高低的重要决定因素；C选项：反应时仅需要将N2和H2持续通入即可，不需液化；D选项：生成的氨气因存在分子间氢键，在一定压强下及适当降温下，可以液化，然后移除反应体系，不需要吸收塔吸收。
14【答案】D
【解析】A选项：常温时，CO32−水解常数Kh=Kw/Ka2=1×10−141×10−10.25=1×10−3.75，CO32−水解常数pKh1=3．75；B选项：由图2，当pH=9时，c（OH-）=1×10−5，此时，lg[c（Mg2+）]≈-1．3，所以Ksp[Mg（OH）2]的数量级为10-12；C选项：由图2，当pH=11，lg[c（Mg2+）]=－6时，Q＜Ksp（MgCO3）及Ksp（Mg（OH）2），所以没有沉淀生成；D选项：由图1，在pH=8时，碳酸钠溶液中离子浓度最多的是HCO3−，当lg[c（Mg2+）]=-1时，由图2，Ksp（Mg（OH）2）＞Q＞Ksp（MgCO3），因此发生反应：Mg2+ + 2HCO3− = MgCO3↓ + H2O + CO2↑
15【答案】B
【解析】A选项：Mg2Fe晶胞中，Fe的配位数为8；B选项：Fe原子的八面体空隙在晶胞的棱心和体心，所以，每个晶胞中含有4个Fe和8个Mg，6×12+1=4个H2，因此氢气储满后晶体的化学式为Mg2FeH2，即x=1，氢气未储满，0＜x＜1；因此0＜x≤1；C选项：H2和H2的最短距离为22a pm；D选项：每个晶胞中含4个H2，因此，Mg2Fe（H2）x单位体积中含氢的质量的计算公式为8x（a×10−10）3×6.02×1023g·cm−3
第16题（12分）
【答案】
（1）KCl 1分 NH3 1分
（2）< 2分 c（OH-）（3）2.010-4 ml/L 2分
（4）37.6 2分
（5）CaO＋2NH4Cl＋5H2OCaCl2·6H2O＋2NH3↑ 2分
【解析】
（1）根据原子守恒和流程图可判断本工艺中所用的原料除CaSO4·2H2O、CaCO3、H2O外，还需要的两种原料是KCl、NH3。
（2）（NH4）2SO4为强酸弱碱盐，NH与水电离出的OH-结合生成NH3H2O和H+，使溶液中的c（H+）>c（OH-），故溶液显酸性，pH<7，该溶液中铵根离子水解，溶液呈酸性，则c（H+）>c（OH-），水解程度微弱，则c（NH）> c（SO），水也电离出H+，则c（H+） >c（NH3H2O）。
（3）难溶的CaSO4（s）转化为更难溶的CaCO3（s）的反应方程式为CaSO4（s）+CO（aq） ⇌ CaCO3（s）+ SO（aq），该反应的平衡常数 = = = =1．45104，则c（CO）=ml/L =2.010-4 ml/L，故答案为：2.010-4 ml/L。
（4）75℃的饱和溶液中溶质质量为：，溶剂水的质量为：482g-82g=400g，400g水在20℃溶解的的质量为：，析出质量为82g-44.4g=37.6g。
（5）生石灰溶于水生成氢氧化钙，氢氧化钙与铵盐反应生成氨气，则“蒸氨”过程中的化学方程式为CaO＋2NH4Cl＋5H2OCaCl2·6H2O＋2NH3↑。
第17题（14分）
【答案】
（1）d 2 分
（2）噻吩与吡咯均为分子晶体，噻吩分子间仅存在范德华力，而吡咯分子间还存在氢键，沸点更高。2分
（3）2分
（4）少量多次加入 2分
（5）提供酸性环境，利于水解并生成可溶性的钠盐便于后续分液 2分
（6）球形冷凝管与分液漏斗 2分
（7）70.0% 2分
【解析】
（1）钠能与乙醇、水、液氨发生置换反应，因此只能选择甲苯作为溶剂。
（2）通过实验中的物质对结构化学的内容进行考查，噻吩与吡咯均为分子晶体，噻吩分子间仅存在范德华力，而吡咯分子间还存在氢键，沸点更高。
（3）该反应为置换反应，其化学方程式为。
（4）因反应放热，为防止温度过高引发副反应，应将环氧乙烷溶液少量多次加入。
（5）该过程为将2-噻吩乙醇钠水解为2-噻吩乙醇，提供酸性环境，利于水解并产生可溶性的NaCl，便于后续分液。
（6）向有机相中加入无水硫酸镁的目的为吸水干燥。进行过滤所需的装置为:漏斗、烧杯、玻璃棒；后续的蒸馏过程中所需的仪器有：酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、直形冷凝管、尾接管、锥形瓶，因此用不到的仪器为球形冷凝管和分液漏斗。
（7）按Na计算，根据反应物Na的物质的量为0.2 ml可知理论上产物的物质的量为0.2 ml，质量为25.6 g，实际得到的产物为17.92 g，因此其产率为70.0%。=0.6720g。
第18题（14分）
【答案】
（6）取代反应 2分
（7）d 2分
（8）CH3COOH 2分 红外光谱仪 2分
（9）-C≡N 2分 2分
（10）a 2分
【解析】
（1）B→C，发生的是苯环苄位上的溴原子取代反应
（2）A的分子式为C7H6ClF，其芳香族同分异构体中，含有相同官能团，可看成是甲苯被-F和-Cl取代，除去A自身，共有16种；
（3）E→F的反应为 一定条件下与乙酸酐发生取代反应生成 和相对分子质量为60的CH3COOH，实验室中通常使用红外光谱仪确定乙酸中含有的官能团
（4）第二步亲核加成反应，形成了-C=N-，因此被加成的是-C≡N；Z的分子式为C11H12NF， 发生水解反应生成，因此结构简式为
（5）根据已知条件，及E的结构，是合适的多酮结构
第19题（15分）
【答案】
（1） 2分 （2）6 2分
（3） ① 1-MD 2分 ② 低温高压 2分 ③ b 2分
（4） cd 2分
（5） a（1−a）c03 3分
【解析】
（1）由盖斯定律可知，，已知一定条件下反应R1、R2，R3的焓变分别为，、，的焓变，则，故反应的焓变。
（2）根据1-MTL和5-MTL的结构及命名规律，可知，的编号顺序为，，因此，的名称为6-MTL
（3）①所有的反应均为放热反应，根据能量越低越稳定，1-MD的能量最低，则反应体系中1-MD最稳定
②反应放热，且正向反应的气体分子数目减小，因此，利于生成MTLs的条件是低温高压
③由（1）可知，则，若曲线c、d分别代表反应R1、R3的平衡常数随温度的变化，，则表示反应R2的平衡常数随温度变化的曲线为b
（4）反应前期，反应1-MN的浓度较大，生成1-MTL的速率较快，1-MTL的物质的量不断增加。但是随着反应进行，1-MN的浓度逐渐减少，相应地使生成1-MTL的速率减慢，进一步生成1-MD的速率不断加快，使1-MTL大量消耗，1-MTL的物质的量下降，因此， 为得到更多1-MTL ，可以采取在反应初期，生成较多1-MTL时，及时分离出1-MTL，并加入选择性更高的催化剂，提高选择性及反应速率
（5） ，体积恒定，氢气浓度保持不变，因此K=c1−MD1c1−MTL1c03，设1-MTL的起始浓度为c，1-MTL的转化率为a，生成1-MD的浓度为ac，剩余1-MTL的浓度为（1-a）c，因此，K=a（1−a）c03
A．通过注射器活塞右移，验证与反应放热
B．溶液吸收尾气
C．电解溶液，制备金属
D．测定中和反应反应热
性质差异
结构因素
A
水溶性：
分子极性
B
熔点：金刚石（）高于碳化硅（）
共价键强度
C
键角：（）大于（）
中心原子的杂化方式
D
常温下状态：（气体），（液体）
分子间作用力
温度/
0
20
40
60
75
溶解的量/g
7.7
11.1
14.7
18.1
20.5