2024届河南省驻马店部分学校高三下学期模拟考试(二)理科综合试题-高中化学(原卷版+解析版)
展开2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整﹑笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本题共13小题,每小题6分,共78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. 杭州亚运会是一场国际综合性体育赛事,举国关注、举世瞩目。在我国“双碳”目标背景下,本届亚运会围绕“无废”“绿色”“低碳”做足了准备。下列说法正确的是
A. 火炬“薪火”其金属部分的铝合金比纯铝的硬度低
B. 场馆地面采用石墨烯纳米防滑涂层,石墨烯(单层石墨)与石墨互为同分异构体
C. 内墙分隔和办公区域的隔墙采用的ALC板材(蒸压轻质混凝土)属于有机高分子材料
D. 棒垒球场馆顶部采用的PTFE(聚四氟乙烯)膜结构具有耐腐蚀性和高强度等优点
【答案】D
【解析】
【详解】A.合金硬度大于纯金属,铝合金的硬度比纯铝的硬度高,A项错误;
B.石墨烯和石墨是碳元素的两种不同单质,互为同素异形体,B项错误;
C.ALC板材(蒸压轻质混凝土)属于无机非金属材料.C项错误;
D.棒垒球场馆顶部采用的PTFE(聚四氟乙烯)膜结构具有耐腐蚀性和高强度等优点,D正确;
本题选D。
2. 东北师范大学某课题组以炔基为碳配位配体,Cu(Ⅰ)为金属源,首次合成由M—C配位键连接的结晶性MC-MOF-1,只包含铜、碳、氢三种元素。
下列叙述错误的是
A. TEPB分子中所有原子可能共平面
B. 中阴离子含配位键
C. 为非极性分子
D. MC-MOF-1中键的键角为
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙炔分子为直线形,四原子共直线,苯为平面结构,12原子共平面,TEPB分子由苯环、乙炔基构成,乙炔基连接在苯环上,所以乙炔基上3个原子一定在所连苯环的平面上,苯环之间以单键相连,由于单键可以旋转,所以TEPB分子可能所有原子共平面,故正确;
B.,阴离子中B原子有空轨道、F有孤电子对,可形成配位键,故B正确;
C.分子中原子采取杂化,呈三角锥形,属于极性分子,故C错误;
D.MC-MOF-1的乙炔基中C采取杂化,故键的键角为,故D正确;
故答案为:C。
3. 下列事实对应的解释正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.向溶液中加入足量盐酸,产生气泡,说明盐酸酸性强于碳酸,但盐酸不是氯的最高价含氧酸,无法比较其非金属性强弱,A错误;
B.明矾可用作净水剂,是因为Al3+水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附水中悬浮颗粒物的能力,B错误;
C.硫属于非极性分子,二硫化碳是非极性溶剂,水是极性溶剂,根据相似相溶原理可知,硫难溶于水、易溶于二硫化碳,C正确;
D.稳定性:,是由于原子半径小于原子,键的键长小于键的键长,H-F键键能更大,D错误;
故选C。
4. W、X、Y、Z、M是原子序数依次增大的五种短周期主族元素,它们组成的一种新材料的结构如图所示。
下列说法正确的是
A. 第一电离能:
B. 简单离子半径:
C. 氧化物对应水化物的酸性:
D. 分别与形成的化合物的晶体类型不相同
【答案】A
【解析】
【分析】根据新材料的结构图,根据各原子的成键及原子序数,可推知:W、X、Y、Z、M依次为H、C、N、O、S。
【详解】A.同一周期元素,第一电离能从左到右呈增大趋势,但是第VA族元素由于半满第一电离能高于相邻元素,故第一电离能:,A项正确;
B.硫离子核外电子层数最多,半径最大,N3-和O2-核外电子排布相同,但是O核电荷数更大,其离子半径更小,故简单离子半径:,B项错误;
C.不是最高价氧化物对应的水化物,无法比较酸性强弱,项错误;
D.与可形成或,均属于分子晶体,与可形成、,均属于分子晶体,D项错误;
本题选A。
5. 溴乙酰己烷雌酚是一种治疗前列腺癌和前列腺肿大症的药物,结构如图所示。下列说法正确的是
A. 该有机物分子中碳原子采取三种杂化方式
B. 该有机物分子不含手性碳原子
C. 用溶液、溶液可以检验该有机物中的溴元素
D. 该有机物最多能消耗
【答案】D
【解析】
【详解】A.该有机物中碳原子的杂化类型为,A项错误;
B.该有机物分子含2个手性碳原子(乙基连接的碳原子为手性碳原子),B项错误;
C.加入硝酸银溶液之前,要先用硝酸酸化,C项错误;
D.该有机物含酚酯基、碳溴键,酚酯基最多能消耗该有机物最多能消耗,即24gNaOH,D项正确;
故选D。
6. 高性能铝离子电池因具有高能量密度、安全性好、资源丰富等优势而迅速崛起。近日,某团队首次提出有机铝离子电池系统,其放电时的工作原理如图甲所示[其中urea表示尿素:,聚合物电极上的变化如图乙所示。
下列说法错误的是
A. 电极电势:
B. 放电时,向聚合物电极移动
C. 充电时,的电极反应式为
D. 放电时,电路中通过电子时,理论上电极增重
【答案】A
【解析】
【分析】由示意图可知,放电时铝失去电子,被氧化生成,即负极为Al,负极电极反应式为,则电极Y为正极、充电时Al为阴极、电极Y为阳极。
【详解】A.电极X为负极,电极Y为正极,正极电极电势高于负极,即电极电势X<Y,故A错误;
B.放电时,阳离子向正极移动,电极Y为正极,所以向聚合物电极移动,故B正确;
C.充电时,为阴极,其电极反应式可由负极变形得到,为,故C正确;
D.内外电路转移电荷数相同,放电时,外电路中通过电子时,内电路有移向正极结合到聚合物上,即电极Y上,而质量为(27+2×35.5+2×60)g=218g,所以电极Y增重,故D正确;
故答案为:A。
7. 20℃时,均为11的和溶液,随着温度的升高,溶液的变化如图所示。
下列说法正确的是
A. 相同温度下,电离常数:
B. 的变化是由于温度升高,水的电离程度增大
C. 时,水的电离程度:
D. 等浓度的和的混合溶液中存在:
【答案】B
【解析】
【分析】等pH的一元强碱和一元弱碱,升温时弱碱的电离受到促进,弱碱的c(OH-)更大、pH更大,由图可知,升高相同温度时AOH的 pH更大,所以AOH碱性更弱、碱性更强,而一元强碱开始升高温度时,pH几乎不变,所以也是弱碱。
【详解】A.碱性更强,相同温度下,电离常数:,故A错误;
B.升温,、均正向移动,c(OH-)增大,图像显示pH减小,即增大,所以升温Kw变化随温度升高更明显,因此的变化是由于温度升高,水的电离程度增大,故B正确;
C.图像显示,时,溶液的pH更大,即碱性更强,对水的电离抑制程度更大,所以水的电离程度更小,即水的电离程度a<b,故C错误;
D.和均为强酸弱碱盐,都水解,溶液呈酸性,所以c(Cl-)最大,又AOH碱性更弱,所以等浓度的和的混合溶液中水解程度更大,因此,故D错误;
故答案为:B。
三、非选择题:本题共14小题,共174分。
8. 硫酸四氨合铜晶体常作杀虫剂、媒染剂。某小组设计实验制备硫酸四氨合铜晶体并测定其纯度。回答下列问题:
实验(一) 制备
(1)装置B中品红溶液褪色,表明装置A已发生反应,装置A中浓硫酸表现的性质有_______,写出装置A中发生反应的化学方程式:_______。
(2)装置C中溶液由红色变为无色,体现了具有_______(填字母)。
a.氧化性 b.还原性 c.漂白性 d.酸性氧化物的性质
(3)将装置A反应后的混合物倒入装有水的烧杯中,再加入过量的,充分反应后,过滤。将滤液蒸发浓缩、降温结晶、过滤,得到晶体。
①不能向装置A的混合物中加水,其原因是_______。
②的作用是_______。
实验(二)制备硫酸四氨合铜晶体
(4)步骤II中蓝色沉淀溶解得到深蓝色溶液,其原因是_______(写出离子方程式)。
(5)步骤III图示装置分离晶体的突出优点有_______(任写1条)。
实验(三)测定硫酸四氨合铜晶体的纯度
取样品溶于蒸馏水配制成溶液,准确量取配制好的溶液,滴加适量的稀硫酸,充分反应。加入过量KI溶液,滴加3滴淀粉溶液,用溶液滴定至终点,消耗溶液。已知:。
(6)的纯度为_______(用含w、c、V的代数式表示)。若振荡锥形瓶时间长,空气进入较多,则测定结果_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”,下同),若滴加稀硫酸过多,则测定结果_______。
【答案】(1) ①. 氧化性、酸性 ②.
(2)d (3) ①. 混合物中含有浓硫酸,向混合物中滴加水,液体飞溅 ②. 除去过量的硫酸
(4)
(5)过滤速度较快、固体较干燥等
(6) ①. ②. 偏高 ③. 偏高
【解析】
【分析】设计实验制备硫酸四氨合铜晶体并测定其纯度,A装置中浓硫酸和Cu反应生成SO2和CuSO4,SO2可以使B中的品红溶液褪色,C装置吸收SO2,持续反应一段时间后,C装置中的现象为红色逐渐变浅。向CuSO4溶液中加入过量氨水,然后加入95%的乙醇,静置析出深蓝色硫酸四氨合铜晶体,以此解答。
【小问1详解】
A装置中发生的反应是铜和浓硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓) SO2+ CuSO4+2H2O;该反应中浓硫酸表现出的性质有酸性和氧化性。
【小问2详解】
持续反应一段时间后,C装置中的现象为红色变为无色,是因为二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,溶液的碱性减弱,酚酞褪色,选d;
【小问3详解】
①不能向A装置的混合物中加入水,其原因是反应后溶液中含有浓硫酸,加水稀释,会造成液滴飞溅;
②CuO的作用是将过量的H2SO4转化为CuSO4。
【小问4详解】
步骤中蓝色沉淀溶解得到深蓝色的透明溶液,该过程中氢氧化铜和氨水反应生成铜氨络合物,离子方程式为:Cu(OH)2+4NH3=+2OH-。
【小问5详解】
减压过滤的优点是:过滤和洗涤速度快、液体和固体分离比较完全、滤出的固体容易干燥。
【小问6详解】
由相关方程式可得关系式:,则样品中的物质的量等于的物质的量为,产品的纯度为,若摇动锥形瓶时间过长,空气进入较多,O2会氧化I-生成I2,导致消耗的物质的量偏大,导致测得结果偏高;滴加稀硫酸过多,也会和H+反应,导致消耗的物质的量偏大,导致测得结果偏高。
9. 钾铁蓝主要用于涂料和油墨工业,一种以黄铁矿(主要成分为,含有少量)为原料生产钾铁蓝的工艺流程如下:
已知:“转化”工序的产物为。
回答下列问题:
(1)“焙烧”前需将黄铁矿粉碎的目的是_______。
(2)“还原”过程中发生反应的离子方程式为_______。
(3)“结晶”时,母液中的溶质有_______(填化学式)。
(4)“氧化”时,发生反应的化学方程式为_______。
(5)工业上,可用电解的方法制备铁氮化钾,同时获得副产品,电解原理如图所示。
①离子交换膜M应选择_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
②写出石墨1电极的电极反应式:_______。
(6)钾铁蓝的重复单元的结构如图:
①周围距离相等且最近的的个数为_______。
②设阿伏加德罗常数的值为,则晶体的密度为_______(列出计算式,用含的代数式表示)。
【答案】(1)增大接触面积,加快焙烧速率,使焙烧更充分
(2)
(3)
(4)
(5) ①. 阳 ②.
(6) ①. 4 ②.
【解析】
【分析】黄铁矿煅烧时生成二氧化硫和氧化铁,酸浸后氧化铁溶解,二氧化硅不溶,过滤得到滤渣。二氧化硫还原铁离子转化亚铁离子,结晶后加入加入硫酸和,控制pH=3得到,在加入硫酸和氯酸钾氧化得到,据此解答。
【小问1详解】
“焙烧”前需将黄铁矿粉碎的目的是增大接触面积,加快焙烧速率,使焙烧更充分;
【小问2详解】
“还原”是用焙烧后的气体产物将溶液中的还原为,离子反应方程式为。
【小问3详解】
“还原”时生成的产物有和,所以“结晶”时,母液中的溶质有。
【小问4详解】
“氧化”是用将氧化为,反应的化学方程式为。
【小问5详解】
①电解时,石墨2电极的电极反应式为,所以离子交换膜选择通过,使得石墨2电极附近生成。
②石墨1是阳极,发生失去电子的氧化反应,电极反应式为。
小问6详解】
①位于面心处,钾离子周围距离相等且最近的的个数为4个;
②取一个重复单元作为研究对象,利用均摊法可计算得一个晶胞中含有1个、1个个和6个,则一个重复单元的质量为,体积为,因此,晶体的密度为。
10. 乙烯、丙烯是石油产业的核心,工业上可利用甲醇制备乙烯、丙烯,所涉及的反应如下:
主反应:;
副反应:。
回答下列问题:
(1)已知相关化学键的键能数据如下:
_______。
(2)下列关于反应的说法正确的是_______(填字母)。
A. 主反应均为熵增反应
B. 乙烯和丙烯的体积分数相等,说明体系达到了平衡状态
C. 及时将水蒸气液化并分离,有利于提高甲醇的平衡转化率
D. 其他条件相同,反应i分别在恒容和恒压条件下进行,前者甲醇的平衡转化率更高
(3)T℃时,在压强恒定的相同容器中填装催化剂,以恒定的流速通入,测得甲醇的转化率与乙烯和丙烯的选择性(选择性:转化的甲醇中生成乙烯和丙烯的百分比)与反应时间的关系如图所示。
①控制反应的最佳时间为_______。
②3h后乙烯和丙烯的选择性均明显下降,可能的原因是_______。
(4)只研究温度对反应的影响,向压强恒定为的密闭容器中通入只发生反应和,经过相同时间,乙烯和丙烯的物质的量随温度的变化如图所示。
①前,乙烯和丙烯的物质的量随温度升高逐渐增大的原因为_______。
②时,的平衡转化率为_______。
③时,反应的平衡常数_______(列出计算式即可,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)。
(5)若反应ⅲ的速率方程为,其中分别表示正、逆反应速率常数,只与温度有关。如图为反应ⅲ的速率常数的对数与温度的倒数之间的关系,则时,反应ⅲ的化学平衡常数_______。
【答案】(1)-13 (2)AC
(3) ①. 2.5h ②. 该条件下3h后催化主反应的效率降低,导致乙烯和丙烯的选择性均明显下降,主要发生副反应
(4) ①. 前反应未达到平衡状态,反应正向进行,且温度升高反应速率加快,乙烯和丙烯的物质的量逐渐增大 ②. 80% ③.
(5)1
【解析】
【小问1详解】
反应物的总键能—生成物的总键能;
【小问2详解】
A.主反应为气体分子数增加的反应,即为熵增反应,故A正确;
B.乙烯和丙烯的体积分数相等,不能说明体系达到了平衡状态,故B错误;
C.及时将水蒸气液化并分离,平衡正向移动,有利于提高甲醇的平衡转化率,故C正确;
D.其他条件相同,反应是气体体积增大的反应,恒压条件下进行,容器容积增大,与恒容容器相比相当于减压,平衡正向移动,甲醇的平衡转化率增大,故D错误;
故选AC;
【小问3详解】
①由图可知,控制反应的最佳时间为2.5h;
②该条件下3h后催化主反应的效率降低,导致乙烯和丙烯的选择性均明显下降,主要发生副反应;
【小问4详解】
①前反应未达到平衡状态,反应正向进行,且温度升高反应速率加快,乙烯和丙烯的物质的量逐渐增大;
②时,和的物质的量分别为和,利用碳原子守恒,参加反应的的物质的量为,因此的平衡转化率为;
③反应ⅰ和ⅱ中消耗的物质的量均等于生成的物质的量,因此平衡时的物质的量为,平衡时气体的总物质的量为,反应的;
【小问5详解】
根据速率方程可知,,平衡时,故时反应iii的化学平衡常数。
11. 一种由乙酸和甲苯为原料制备抗腐蚀涂层材料M()的合成路线如下:
已知:①;
②;
③;
④。均为烃基或氢原子。
回答下列问题:
(1)G的结构简式为_______。
(2)A→C的反应类型为_______,C中所含官能团的名称为_______。
(3)D→E的化学反应方程式为_______。
(4)H的两种衍生物:()和()中沸点较低的是_______(填“H1”或“H2”),原因为_______。
(5)满足下列条件的K的芳香族同分异构体有_______种(不考虑立体异构)。
①能使溴的四氯化碳溶液褪色 ②能与溶液反应
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_______(任写1种)。
(6)参考上述合成路线和信息合成L'(),则H′的结构简式为_______,I′的结构简式为_______,K′的结构简式为_______。
【答案】(1) (2) ①. 加成反应 ②. 碳碳双键、酯基
(3)+nNaOH+nCH3COONa
(4) ①. H1 ②. H1存在分子内氢键,H2存在分子间氢键
(5) ①. 4 ②. 或
(6) ①. ②. CH3CH2CHO ③.
【解析】
【分析】乙酸A和乙炔发生加成反应生成C,C发生加聚反应生成D,D水解生成E;甲苯和氯气在光照下发生甲基上的取代反应生成G(),G水解时发生已知的反应①,得到苯甲醛H,H和乙醛发已知反应②生成J,J中的醛基和新制氢氧化铜悬浊液反应再酸化,将醛基氧化为羧基得到K,K再和SOCl2反应生成L,K中的羧基转化为酰氯,E和L发生已知中的反应③生成M。
【小问1详解】
由以上分析可知,G的结构简式为。
【小问2详解】
A→C是乙酸利用羧基和乙炔中的碳碳三键加成,反应类型为加成反应。根据C的结构可知,C中的官能团为碳碳双键、酯基。
【小问3详解】
D是C发生加聚反应生成的,在D中有酯基,D→E是D中的酯基水解得到醇,反应的化学反应方程式为+nNaOH+nCH3COONa。
【小问4详解】
H1中醛基和羟基处于苯环的邻位,能形成分子内氢键,而H2的醛基和羟基处于对位,只能形成分子间氢键,分子晶体在气化时会破坏分子间氢键,所以H1的沸点较低。
【小问5详解】
K的分子式为C9H8O2,K的同分异构体要求①能使溴的四氯化碳溶液褪色,则分子中有碳碳双键;②能与NaHCO3溶液反应,则分子中有羧基,所以苯环上若有一个取代基,则碳碳双键的两个碳原子上都可以连羧基,其中一种即为K,所以只有一个取代基的同分异构体有1种,若碳碳双键和羧基连在两个碳原子上,则有邻间对三种情况,所以共有4种同分异构体,其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为2∶2∶2∶1∶1的结构简式为或。
【小问6详解】
若合成,参考上面的合成路线,需要从H到L转化。对比L和L´,可知L´的苯环上比L多了两个甲基,则H´比H多两个甲基,则H´的结构简式为,对比L和L´,可知和H´反应的醛多了一个碳原子,根据已知反应②,可知I´的结构简式为CH3CH2CHO,对比K→L,可知K´的结构简式为。选项
事实
解释
A
向溶液中加入足量盐酸,产生气泡
非金属性:
B
明矾可用于净水
明矾中水解生成胶体,具有两性
C
硫难溶于水、易溶于二硫化碳
硫属于非极性分子,二硫化碳是非极性溶剂,水是极性溶剂
D
稳定性:
分子间存在氢键,而分子间不存在氢键
步骤
实验操作及主要现象
A
取一定量晶体溶于蒸馏水得到溶液
B
向步骤I溶液中滴加氨水,产生蓝色沉淀;继续滴加氨水,蓝色沉淀由少到多,当达到最大后,沉淀逐渐溶解,最终得到深蓝色溶液
C
向步骤II所得溶液中加入的乙醇,静置析出深蓝色晶体,用如图装置过滤
D
取步骤III中晶体,用乙醇与浓氨水的混合液洗涤,再用乙醇与乙醚的混合液淋洗,然后将其在60℃左右小心烘干,得到
化学键
C-H
C-O
C=O
O-H
键能
413
351
615
463
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