山西省太原市2024届高三下学期模拟考试（二）理科综合化学试卷(含答案)

这是一份山西省太原市2024届高三下学期模拟考试（二）理科综合化学试卷(含答案)，共17页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．习总书记强调：积极培育和发展新质生产力。下列与科技成就相关的描述正确的是( )
A.实施海底液化封存时破坏了共价键
B.以废旧纺织品为原料生产再生纤维，再生纤维属于化学纤维
C.“北斗三号”导航卫星搭载铷原子钟，与的化学性质差异很大
D.挑战马里亚纳海沟的自供电软体机器人所用的硅树脂是新型无机非金属材料
2．冠醚因分子结构形如皇冠而得名，基于18-冠-6（结构如图所示）的吸附剂可用于分离（锶离子）。下列说法正确的是( )
A.电负性：O>C>Sr>H
B.18-冠-6（空穴适配）可增加KI在苯中的溶解度
C.18-冠-6中C和O原子的杂化轨道类型不同
D.18-冠-6可与形成超分子，该超分子中存在配位键、氢键等化学键
3．双酚A型聚砜是一种性能优异的高分子材料，广泛应用于汽车和航空航天等领域。它由双酚A和4，4′―二氯二苯砜在碱性条件下反应，经酸化处理后得到。下列说法错误的是( )
A.4，4′―二氯二苯砜的分子式为
B.双酚A难溶于水，但可与饱和溴水发生取代反应
C.双酚A型聚砜可通过缩聚反应制备
D.基态原子的未成对电子数：S>C>Cl
4．下列实验方案不能达到实验目的的是( )
A.AB.BC.CD.D
5．二甲醚羰基化在分子筛催化剂上的反应机理如下图所示。下列说法错误的是( )
A.反应涉及O―H键断裂和C―O键、C―C键生成
B.根据以上机理，反应的主产物为甲酸乙酯
C.甲醇经脱水反应可生成原料二甲醚
D.和CO均为极性分子
6．电解苯酚的乙腈（）水溶液可在电极上直接合成扑热息痛（），电极材料均为石墨。已知：装置工作时，电极a上有生成且能逸出；双极膜中间层中的解离为和，并分别通过其中的阳离子交换膜、阴离子交换膜向两侧发生迁移。下列说法正确的是( )
A.该装置中双极膜左侧为阳离子交换膜
B.装置工作时，丙池中阴极区附近溶液的pH保持不变
C.电极c的电极反应式为
D.每合成1ml扑热息痛，理论上甲室中溶液的质量减少32g
7．常温下，分别在、、溶液中滴加NaOH溶液，溶液中与pH关系如图所示。已知：X代表、、、；。下列叙述正确的是( )
A.图中曲线代表，代表
B.室温下，的数量级为
C.a点对应的溶液中：
D.反应的平衡常数K的值为
二、填空题
8．无色、有刺激性气味，常温常压下为液态，沸点57.5℃。利用对废弃的锂电池正极材料进行氯化处理以回收Li、C等金属，工艺路线如下：
回答下列问题：
（1）C属于元素周期表________区（填“s”“p”或“d”），基态C原子核外电子共有________种不同的空间运动状态。
（2）已知烧渣是LiCl、和的混合物，则“焙烧”时发生反应的化学方程式为________。
（3）鉴别洗净的“滤饼3”和固体常用的实验方法名称是________。
（4）常温下，已知，钴离子沉淀完全时，则“沉钴”时应控制pH≥________。（已知：，结果保留两位小数）
（5）极易水解，生成中间体（）和第一步水解产物（OH）的机理如下：
①写出用足量NaOH溶液处理残留的离子方程式：________；
②比易水解的原因可能是________（答一点即可）。
（6）已知与分子结构相似，与互溶，极易水解。选择合适仪器并组装蒸馏装置对、混合物进行蒸馏提纯（加热及夹持装置略），安装顺序为①⑨⑧________（填序号），先馏出的物质为________。
9．乙醇因其含氢量高、毒性低、价格低廉且来源广泛，成为理想的液态储氢载体之一。乙醇―水催化重整可获得，其主要反应为：
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题：
（1）已知：298K时，相关物质的相对能量如下表：
则a=________。
（2）在恒温恒容条件下，投入1ml和3ml发生反应，下列情况表明该反应达到平衡状态的是___________（填标号）。
A.混合气体的密度保持不变
B.混合气体的总压强保持不变
C.混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.产物的浓度之比保持不变
（3）科学家研究了Grubbs催化剂作用于乙醇水溶液重整产氢的反应，测得（k为速率常数）与反应温度倒数（）的相关关系及线性拟合如图1所示。请分析该反应的k随反应温度T的变化关系：________。
（4）在下，时，若仅考虑以上反应Ⅰ和Ⅱ，平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图2所示。
已知：的选择性
①图中表示产率随温度变化的曲线是_______（填字母），判断依据是_______。
②一定温度下，加入可以提高平衡时的产率，其原因是_______。
（5）向一容积为2L的恒容密闭容器中通入2ml和6ml，一定温度下发生反应。若起始时气体的总压为pPa，20min时达到平衡状态，测得的物质的量分数为12.5%。
①平衡时气体的总压为_______Pa（用含p的分数表示，需化简）。
②0~20min内，用浓度的变化表示的平均反应速率_______；该温度下，上述反应的平衡常数_______（用含p的分数表示，需化简；用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
10．维妥色替（Vistusertib，化合物G）是一种ATP竞争性的mTOR抑制剂，可用于治疗子宫内膜癌。其一种合成路线如下（Me代表甲基，Et代表乙基，Ac代表乙酰基）：
回答下列问题：
（1）A中含有的官能团是_______（填名称）。
（2）B的结构简式为_______。
（3）写出反应E→F的化学方程式：_______，该反应类型为_______。
（4）在A的同分异构体中，同时满足下列条件的共有_______种（不考虑立体异构）。
①属于芳香烃衍生物；
②既能发生银镜反应，又能与饱和碳酸氢钠溶液反应。
其中含有手性碳的结构简式为_______。
（5）已知：①硝基苯可以在Fe粉、盐酸作用下生成苯胺；
②溴苯中溴原子邻、对位上的氢原子较易被取代；
③DMF-DMA试剂（N，N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛，结构为）作为“一碳合成子”在有机合成中应用广泛，可与活泼的甲基、氨基等反应。
根据以上信息，写出以苯、DMF-DMA试剂为原料制备的合成路线（其他无机试剂任选）：_______。
三、实验题
11．氮化钛（TiN）是一种金黄色固体，熔点高、硬度大、且具有较高的导电性和超导性，可用于制备高温结构材料和超导材料。某实验小组以二氧化钛固体（）为原料制备TiN，实验装置如下图所示，夹持仪器已略去。回答下列问题：
（1）装置A的作用是制备氨气，则试剂X是________。
（2）已知在800℃时，装置C中反应生成TiN、和，则该反应的化学方程式为________。
（3）装置D的主要作用是________。
（4）实验中部分操作如下：
①反应前，称取样品；②打开装置A中仪器a的旋塞；
③关闭装置A中仪器a的旋塞；④打开管式炉加热开关，加热至800℃左右；
⑤关闭管式炉加热开关，待装置冷却；⑥反应后，称得瓷舟中固体质量为。
正确的操作顺序为：①→________→⑥（填标号）。
（5）经测定该方法制备的TiN纯度不高，原因可能是________。
（6）TiN的晶胞结构如图所示，其晶胞参数为0.423nm，设表示阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为________。（列出计算式）
参考答案
1．答案：B
解析：A.为分子晶体，液化过程中只破坏分子间作用力，故A错误；
B.化学纤维分人造纤维和合成纤维，再生纤维属于人造纤维，故B正确；
C.与为同位素，核外电子排布相同，化学性质相似，故C错误；
D.树脂属于有机高分子材料，故D错误；
故选：B。
2．答案：B
解析：A.电负性H>Sr，故A错误；
B.18-冠-6空穴适配即与形成超分子，有利于KI溶于苯，故B正确；
C.该分子中C、O均为杂化，故C错误；
D.氢键不属于化学键，故D错误；
故选：B。
3．答案：D
解析：A.由结构简式可知，4，4'―二氯二苯砜的分子式为，故A正确；
B.结合苯酚的性质可知双酚A不易溶于水，酚羟基的邻对位氢能与溴单质发生取代反应，故B正确；
C.双酚A与4，4'―二氯二苯砜发生取代形缩聚反应生成双酚A型聚砜和HCl，故C正确；
D.S和C均有2个未成对电子，Cl有1个未成对电子，故D错误；
故选：D。
4．答案：C
解析：A.Cl原子电负性大于H，因此二氯乙酸中羟基极性大于一氯乙酸中羟基极性，故A正确；
B.水杨酸中含酚羟基，乙酰水杨酸不含酚羟基，可用检验区分两种物质，故B正确；
C.浓硫酸具有强氧化性，也能氧化，因此不能说明是与反应生成S，故C错误；
D.1-己烯的试管中滴加酸性高锰酸钾溶液，通过观察溶液褪色，可验证碳碳双键易被氧化，故D正确；
故选：C。
5．答案：B
解析：A.由图可知，反应涉及O―H键断裂和C―O键、C―C键生成，故A正确；
B.根据以上机理，反应的主产物为乙酸甲酯，故B错误；
C.甲醇经分子间脱水反应可生成二甲醚，故C正确；
D.和CO正负电荷中心均不能重合，属于极性分子，故D正确；
故选：B。
6．答案：C
解析：A.电极a为负极，结合电极反应，双极膜中的应向左侧移动，则左侧为阴离子交换膜，故A错误；
B.丙中d为阴极，阴极反应为：，电极负极pH增大，故B错误；
C.电极c为阳极，电极反应为：；故C正确；
D.由C中电极反应可知，每合成1ml扑热息痛，电路中转移2ml电子，结合电子a反应可知甲室生成1ml氧气，同时有2ml转入，则甲室质量增加2g，故D错误；
故选：C。
7．答案：D
解析：A.由上述分析可知，代表，代表，A错误；
B.由分析知，其数量级为10-17，B错误；
C.根据电荷守恒：，C错误；
D.反应的平衡常数102.35，D正确；
故选：D。
8．答案：（1）d；15
（2）
（3）焰色反应
（4）9.38
（5）；Si为第3周期元素，存在d轨道，易形成中间体，促进水解进行
（6）；⑥⑩③⑤
解析：（1）C是27号元素，位于元素周期表第4周期、第Ⅷ族，属于d区元素。其原子有4个电子层，其电子排布为，基态C原子核外电子共有15种不同的空间运动状态。
（2）粗品与在500℃焙烧时生成氧气和烧渣，烧渣是LiCl、和的混合物，根据得失电子守恒及元素守恒得反应方程式为：；
（3）洗净的“滤饼3”的主要成分为，常用焰色反应鉴别和，的焰色反应为紫红色，而的焰色反应为黄色。故鉴别“滤饼3”和固体常用方法的名称是焰色反应。
（4），钴离子沉淀完全时，则，，pH≥9.38；
（5）①足量NaOH溶液处理残留生成硅酸钠和氯化钠，反应离子方程式：；
②由反应机理可知水解过程中，生成中间体（），其中Si形成sp3d杂化轨道，有利于的水解，但C为第二周期元素，不存在d轨道，不能形成类似的中间体，因此比水解程度小。
（6）与分子结构相似，均属于分子晶体，的相对分子质量大于，范德华力更大，因此的沸点高于，、混合物蒸馏时，先馏出；蒸馏装置连接顺序，蒸馏烧瓶连接蒸馏头，蒸馏头连接温度计和直形冷凝管，冷凝管连接牛角管，牛角管连接具支锥形瓶，最后连接干燥管，防止空气中的水进入锥形瓶导致水解发生，装顺序为①⑨⑧⑥⑩③⑤。
9．答案：（1）-233
（2）BC
（3）k随反应温度T的升高而增大
（4）b；平衡时CO的选择性和的选择性之和为1，符合此特征的曲线为a和c，则b表示产率随温度变化的曲线；CaO与反应，使两个反应均向物质的量增大的方向进行
（5）；；
解析：（1）根据生成物的能量和-反应物的能量和，得2×（―393）+0-3×（―242）-a=，解得：a=-233；
（2）各物质均为气体，气体质量不变，容器体积恒定，则密度始终恒定，故密度不变不能说明反应达到平衡状态，故A错误；
反应前后气体分子数不同，则随反应进行体系内压强逐渐增大，当压强不变时，反应达到平衡状态，故B正确；
各物质均为气体，气体质量不变，反应前后气体分子数不同，则混合气体的平均摩尔质量逐渐减小，当不变时反应达到平衡状态，故C正确；
产物按照化学计量数之比生成，浓度之比恒定，不能据此说明达到平衡状态，故D错误；
（3）由图可知增大时即T减小，此时lnk逐渐减小，则k逐渐减小。即k随反应温度T的升高而增大；
（4）①依据CO的选择性公式，平衡时CO的选择性和的选择性之和为1，符合此特征的曲线为a和c，则b表示产率随温度变化的曲线；
②CaO与反应，使两个反应均向物质的量增大的方向进行，从而提高的产率；
（5）①结合已知条件列三段式得：
的物质的量分数=，x=，则平衡时总气体物质的量为：；根据压强之比等于气体物质的量之比得：，p平衡=；
②浓度的变化表示的平均反应速率；==。
10．答案：（1）羧基、羰基
（2）
（3）+2+2HCl；取代反应
（4）17；
（5）
解析：（1）由A的结构简式可知其官能团为羧基和羰基；
（2）由以上分析可知B为：；
（3）E与X发生取代反应生成F，反应方程式为：+2+2HCl；
（4）A的同分异构体满足①属于芳香烃衍生物，说明含苯环结构；
②既能发生银镜反应，又能与饱和碳酸氢钠溶液反应，可知含醛基和羧基。
若苯环上只有一个取代基则为：，1种；若苯环上两个取代基可以是-COOH和-或-CHO和-两组，各有邻、间、对三种结构，6种；若苯环上三个取代基则为：-COOH、-、-CHO，在苯环上有10种位置；共有17种结构；其中含有手性碳的结构简式为；
（5）苯与液溴在溴化铁催化作用下生成溴苯，溴苯与浓硝酸，在浓硫酸催化作用下发生硝化反应生成，在Fe、盐酸作用下发生还原反应生成，与DMF-DMA试剂发生流程中转化生成，合成路线为：。
11．答案：（1）浓氨水
（2）
（3）吸收氨气与水
（4）②④⑤③
（5）的流速太快，反应时间短
（6）
解析：（1）装置A中利用浓氨水和生石灰反应制备，故试剂X为浓氨水；
（2）由分析可知，该反应的化学方程式为：；
（3）由分析可知，装置D的作用是吸收氨气与水；
（4）该实验应先称取一定量的固体，将放入管式炉中，提前通入排出管式炉中空气再进行加热，当反应结束后，应先停止加热，待冷却至室温后再停止通入，则正确的实验操作步骤为：①②④⑤③⑥；
（5）反应过程中氨气的流速过快，反应物之间的反应时间短，二氧化钛反应不充分，导致TiN纯度不高。
（6）由晶胞结构可知黑球位于体心和棱心，个数为，白球位于顶点和面心，个数为，则晶胞的质量为，晶胞参数为0.423nm，则晶胞体积为：；晶胞密度：。
选项
实验方案
实验目的
A
室温下，取相同浓度、相同体积的氯乙酸溶液和二氯乙酸溶液，用pH计测定它们的pH
验证氯乙酸中羟基的极性小于二氯乙酸中羟基的极性
B
取少量乙酰水杨酸样品，加入3mL蒸馏水和少量乙醇，振荡，再加入1~2滴溶液
探究乙酰水杨酸（）样品中是否含有水杨酸（邻羟基苯甲酸）
C
取少量和的混合溶液，加入浓硫酸
验证不同价态硫元素之间的转化：
D
向盛有少量1-己烯的试管中滴加酸性高锰酸钾溶液
验证1-己烯中官能团的性质
物质
相对能量/（）
―242
―393
0
―110
a