2024届山西省阳泉市高三上学期期末考试化学试卷（解析版）

这是一份2024届山西省阳泉市高三上学期期末考试化学试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(共7小题，每小题6分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)
1. 化学与生活、生产及科技密切相关，下列说法正确的是（ ）
A. 地下钢铁管道用导线连接铜块可以减缓管道的腐蚀
B. 将二氧化硫添加到红酒中可以起到杀菌和抗氧化作用
C. 将“84消毒液”与75%的酒精混合使用，消毒效果更好
D. “中国天眼”使用的高性能碳化硅是一种新型的有机高分子材料
【答案】B
【详解】A．地下钢铁管道用导线连接铜块，构成原电池时，铁作负极，加快管道的腐蚀，A错误；
B．二氧化硫具有还原性，将二氧化硫添加到红酒中可以起到杀菌和抗氧化作用，B正确；
C．84消毒液的有效成分是NaClO，与75%的酒精混合使用，会发生氧化还原反应，降低消毒效果，C错误；
D．碳化硅是一种新型的无机非金属材料，D错误；
故选B。
2. 如图所示有机物是制备螺虫乙酯的重要中间体。下列关于该有机物的说法不正确的是（ ）
A. 分子式C19H27NO4B. 有三种含氧官能团
C. 分子中所有碳原子共平面D. 能发生取代反应和加成反应
【答案】C
详解】A．由物质分子结构简式可知，该物质1个分子中含19个C原子、27个H原子、1个N原子、4个O原子，所以其分子式C19H27NO4，A正确；
B．由物质分子结构简式可知，该物质分子中含酯基、醚键、酰胺基，则有三种含氧官能团，B正确；
C．该物质分子的左侧六元环中6个C原子均为sp3杂化的饱和C原子，具有甲烷的四面体结构，因此该物质分子中所有碳原子不可能共平面，C错误；
D．该物质分子中含酯基，可发生取代反应；含苯环，可发生加成反应，D正确；
故合理选项是C。
3. 钴的一种化合物的晶胞结构如图所示，已知A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B点为()。下列说法中错误的是（ ）
A. 钴的配位数为6
B. 化合物中价电子排布式为
C. C点原子坐标参数为()
D. 该物质的化学式为
【答案】D
【详解】A．由晶胞结构图可知，钴周围有6个O2-，配位数为6，A正确；
B．C的原子序数为27，价电子个数为7，价电子排布式为，B正确；
C．C点的原子处于体心，坐标参数为()，C正确；
D．根据均摊法可知，此晶胞中O原子数为=3，Ti原子数为=1，C原子数为1，该物质的化学式为，D错误；
故选D。
4. Buchwald-Hartwig偶联反应(布赫瓦尔德-哈特维希反应)是合成芳胺的重要方法，反应机理如图(图中Ar表示芳香烃基，--表示为副反应)。下列说法不正确的是（ ）
A. 整个过程仅涉及到取代反应
B. 3、5和8都是反应的中间体
C. 理论上1ml最多能消耗2ml
D. 若原料用和，则可能得到的产物为、和
【答案】A
【分析】
【详解】A．图中涉及的有机反应包括取代反应，还包括消去反应，例如811为消去反应，A错误；
B．由图可知，3、5和8在前边反应中作反应物，在后边反应中作生成物，这三种物质是中间产物，B正确；
C．发生反应+2+2HBr，所以理论上理论上1ml最多能消耗2ml，C正确；
D．根据图示反应原理，若原料用和，可得到主产物，同时也可得到和这两种副产物，D正确；
故选A。
5. 下列实验方案能达到实验目的的是（ ）
【答案】D
【详解】A．银与浓氨水不反应，则不能用浓氨水浸泡清洗烧杯壁上的银镜，A不符合题意；
B．配制溶液时，，，应将溶于蒸馏水中形成100mL溶液，B不符合题意；
C．制备Fe(OH)3胶体时，应将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，不能向稀溶液中加入饱和溶液，C不符合题意；
D．取少量试液于试管中，加入溶液并加热，产生使湿润的红色石蕊试变蓝的气体，证明溶液中是否含有，D符合题意；
故选D。
6. 以柏林绿为代表的新型可充电钠离子电池，其放电工作原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 放电时，M箔为电池的阳极
B. 充电时，通过交换膜从左室移向右室
C. 外电路中通过电子时，正极质量变化
D. 充电时，正极反应为
【答案】B
【分析】由图可知，放电时，Mg箔作负极，负极失去电子，其反应式为，M箔作正极，正极得到电子，其反应式为，则充电时，Mg箔作阴极，其反应式为，M箔作阳极，其反应式为。
【详解】A．据分析可知，放电时，M箔为电池的正极，A错误；
B．充电时，为阳离子，向阴极移动，充电时，Mg箔作阴极，M箔作阳极，则通过交换膜从左室移向右室，B正确；
C．正极反应式为，外电路中通过电子时，正极增加0.2mlNa+，其质量变化为4.6g，C错误；
D．据分析可知，放电时，正极反应为，D错误；
故选B。
7. 25℃时，向的溶液中滴加盐酸或溶液，溶液中的、、及的浓度的对数值与的关系如图所示(不考虑溶液温度变化)，下列说法正确的是（ ）
A. a表示与的关系曲线
B. 数量级为
C. P点溶液中
D. 滴加盐酸或溶液的过程中均增大
【答案】C
【分析】由图可知，溶液pH增大，溶液中氢离子浓度、HA浓度逐渐减小，氢氧根离子浓度、A—浓度逐渐增大，则c为氢离子浓度的对数值与pH变化曲线、d为氢氧根浓度的对数值与pH变化曲线、a为HA浓度的的对数值与pH变化曲线、b为A—浓度的对数值与pH变化曲线。
【详解】A．由分析可知，a为HA浓度的的对数值与pH变化曲线，故A错误；
B．由分析可知，a为HA浓度的的对数值与pH变化曲线，b为A—浓度的对数值与pH变化曲线，由图可知，HA浓度与A—浓度相等时，溶液pH为4.75，HA的电离常数Ka==c(H+)=10—4.75，则电离常数的数量级为10—5，故B错误；
C．由图可知，P点时，溶液中c(OH—)=c(HA)，溶液中电荷守恒关系式为c(H+)+c(Na+)=c(A—)+c(OH—)，由题意可知，溶液中n(HA)+n(A—)=0.1ml/L×1L=0.1ml，则溶液中n(Na+)+n(H+)=0.1ml，故C正确；
D．由电离常数Ka=，水的离子积常数Kw= c(H+) c(OH—)可得：c(HA) c(OH—)=，K(HA)、Kw只受温度影响，温度不变，常数不变，滴加盐酸时，c(A—)减小，则c(OH—)c(HA)减小，故D错误；
故选C。
二、非选择题(共58分)
8. 次磷酸钠是具有珍珠光泽的晶体或白色结晶性粉末，易溶于水、乙醇、甘油，微溶于氨水，不溶于乙醚。次磷酸钠广泛应用于化学镀镍，其制备与镀镍过程如下图所示：
请回答下列问题：
（1）基态原子价层电子的轨道表示式为______________，分子空间构型为___________。
（2）“碱溶”过程中，发生反应的化学方程式为____________________。
（3）“沉降池”中通入氨气的目的是____________________，“净化”操作需要过滤、洗涤、干燥等过程，洗涤时可选用的洗涤剂为______________。
（4）“滤液2”经分离提纯可以得到，“镀镍”过程发生反应的离子方程式为____________________。充分反应后，向“滤液2”中加入适量悬浊液，生成和混合沉淀，此时溶液中___________[已知：]。
（5）和的合金是目前广泛使用的储氢材料，该合金的晶胞结构如图所示。
①该合金的化学式为___________。
②已知该晶体晶胞底面是边长为的菱形，高为，设为阿伏伽德罗常数的值，则该晶体的密度为___________(用含的代数式表示)。
【答案】（1） 三角锥形
（2）
（3）降低NaH2PO2溶解度，使其析出，与杂质分离 乙醚
（4） 700
（5）①. LaNi5 ②.
【分析】根据流程可知，向黄磷(P4)中加入NaOH溶液发生歧化反应生成PH3和；再向溶液中通入NH3，因微溶于氨水，则通入NH3可以降低的溶解度，使其析出；因不溶于乙醚，则“净化”操作需要过滤、洗涤、干燥等过程，洗涤时可选用的洗涤剂为乙醚；最后与NiSO4溶液发生氧化还原反应生成Ni和H3PO4。
【详解】（1）Ni为28号元素，原子核外有28个电子，根据核外电子排布规律可知，基态原子价层电子的轨道表示式为；中心原子价层电子对数为，含一对孤电子对，所以空间构型为三角锥形。
（2）根据分析可知，“碱溶”过程中P4与NaOH溶液发生歧化反应生成PH3和NaH2PO2，根据电子守恒可知PH3和NaH2PO2的系数比应为1:3，再结合元素守恒可得化学反应方程式为。
（3）根据题目所给信息可知次磷酸钠微溶于氨水，通入氨气可以降低NaH2PO2溶解度，使其析出，与杂质分离；次磷酸钠不溶于乙醚，所以为了降低洗涤时的溶解损耗，应用乙醚洗涤。
（4）根据流程和题意可知NaH2PO2和NiSO4混合后生成Ni和H3PO4，说明该过程中Ni2+将氧化成H3PO4，自身被还原为Ni，根据电子守恒可以得到Ni2+和的系数比为2:1，再结合元素守恒可得离子方程式为；。
（5）①根据该合金的晶胞结构图可知，晶胞中Ni原子的个数为，La原子的个数为，所以该合金的化学式为LaNi5。
②该晶体晶胞的质量m=，该晶体晶胞底面是边长为的菱形，高为，则该晶体晶胞体积V=，故该晶体的密度。
9. 甲醇是重要的化工原料，也是重要的能源物质，可发展替代传统化石燃料。开发加氢制甲醇技术既能解决温室效应等环境问题，又能有效提高资源的利用率。回答下列问题：
（1）加氢分别生成甲醇和CO是最重要的两个基本反应，其反应如下：
①
②
③
则反应③的____________。
（2）加氢生成甲醇适宜在_______(填“低温”“高温”“高压”“低压”，可多选)条件下进行，在实际生产过程中，通常会在原料气里掺一些CO，请从平衡移动角度分析原因：________________________________。
（3）在一恒温、容积可变密闭容器中，充入1ml 与3ml 发生反应： ，在温度T下的平衡转化率与总压强的关系如图1所示，图中M点时的物质的量分数为____________，该反应的压强平衡常数为____________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
（4）也可以通过电化学方法转化为，装置如图2所示。阴极的电极反应式为___________________________，若外接电源为铅蓄电池，铅蓄电池正极质量增加32g时，则标准状况下阳极生成_______L 。
【答案】（1）
（2）低温、高压 加入一定量CO，使反应逆向进行，提高生成的选择性
（3）16.7%
（4） 5.6
【详解】（1）加氢分别生成甲醇和CO是最重要的两个基本反应，其反应如下：
①
②
③
根据盖斯定律，可知反应③=反应①−反应②，，则反应③的。
（2）加氢生成甲醇的反应是一个反应后气体分子数减少的放热反应，因此，从热力学角度上分析，加氢生成甲醇的反应适宜在低温、高压的条件下进行；在实际生产过程中，通常会在原料气里掺一些CO，从平衡移动角度分析原因：加入一定量CO，使反应逆向进行，提高生成的选择性。
（3）根据图中M点的平衡转化率为50%，得：
所以平衡时的物质的量分数为. 。
（4）根据电荷守恒和质量守恒，阴极的电极反应式为，阳极有关系，若外接电源为铅蓄电池，铅蓄电池正极反应式为，正极质量增加64g转移2ml ，若铅蓄电池正极质量增加32g，则铅蓄电池中转移电子为1ml，生成的物质的量为0.25ml，则标准状况下阳极生成5.6L 。
10. 实验室模拟拉希法用氨和次氯酸钠反应制备肼，并探究肼的性质。制备装置如下图所示。
已知：硫酸肼为无色无味鳞状结晶或斜方结晶，微溶于冷水，易溶于热水。回答下列问题：
（1）装置A试管中的试剂为____________，仪器a的作用是_________________。
（2）装置B中制备肼的化学方程式为___________________________。
（3）装置C中仪器b的名称是___________，该仪器中导管的作用为________________。
（4）上述装置存在一处缺陷，会导致肼的产率降低，改进方法是_________________。
（5）①探究性质。取装置B中溶液，加入适量稀硫酸振荡，置于冰水浴冷却，试管底部得到结晶。写出生成结晶的离子反应方程式______________________。
②测定产品中肼的质量分数。称取m g装置B中溶液，加入适量固体(滴定过程中，调节溶液的pH保持在6.5左右)，加水配成100mL溶液，移取25.00mL置于锥形瓶中，并滴加2～3滴指示剂，用的碘溶液滴定，滴定过程中有无色无味无毒气体产生。滴定过程中指示剂可选用____________，滴定终点平均消耗标准溶液V mL，产品中肼质量分数的表达式为____________。
【答案】（1）氯化铵和氢氧化钙固体 导气，防止倒吸
（2）
（3）滴液恒压漏斗 平衡气压，使浓盐酸顺利滴下
（4）在装置B、C之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶
（5）①. ②. 淀粉溶液
【分析】实验室模拟拉希法用氨和次氯酸钠反应制备肼，装置A为生成氨气的装置，装置C为生成氯气装置，氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸钠，次氯酸钠再和氨生成肼；
【详解】（1）实验室模拟拉希法用氨和次氯酸钠反应制备肼，装置A为生成氨气的装置，且反应为固体加热反应，则试管中的试剂为氯化铵和氢氧化钙固体，两者反应生成氨气和氯化钙、水；氨气极易溶于水，仪器a的作用是将氨气通入装置B中，且球形部分可以防止倒吸；
（2）装置B中氨和次氯酸钠反应生成肼，氮元素化合价升高，次氯酸具有氧化性则氯元素化合价降低生成氯化钠，；
（3）装置C中仪器b名称是滴液恒压漏斗，该仪器中导管的作用为平衡漏斗与烧瓶中气压，使浓盐酸顺利滴下；
（4）装置C反应生成氯气，浓盐酸具有挥发性，导致氯气不纯，氯化氢会和装置B中氢氧化钠溶液反应，导致肼的产率降低，改进方法是在装置B、C之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶，除去氯化氢气体；
（5）①已知：硫酸肼为无色无味鳞状结晶或斜方结晶，微溶于冷水；装置B中溶液，加入适量稀硫酸振荡，置于冰水浴冷却，则反应为肼和稀硫酸生成硫酸肼晶体：；
②碘溶液能使淀粉变蓝色，故滴定过程中指示剂可选用淀粉溶液；
滴定过程中有无色无味无毒气体产生，碘具有氧化性，则碘和肼发生氧化还原反应生成碘离子和氮气，根据电子守恒可知，2I2～4e-～N2H4，则产品中的质量为，质量分数的表达式为。
11. 2-(2-咪唑基)-(4-正丁氧基)苯甲酰苯胺(M)具有潜在的抗肿瘤效应，其一种合成路线如图所示：
已知：已知：R-OH+R′-XR-O-R′+HX(为或)。
请回答下列问题：
（1）已知A的分子式为，则A的结构简式为___________，A中官能团的名称为___________。
（2）C与H反应生成M的反应类型为___________。M中同周期三种元素第一电离能由大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。
（3）已知F在转化为G的过程中还生成乙醇，E为溴代烃，则D和E反应生成F的化学方程式为__________________________；E有一种同分异构体，其水解产物不能发生催化氧化反应，则其名称为________________。
（4）由E只用一步反应制得的反应条件是________________。
（5）同时符合以下3个条件的D的同分异构体共有___________种(不考虑立体异构)，请写出其中核磁共振氢谱有四组峰，且峰面积之比为的所有同分异构体的结构简式：________________。
①与溶液能显色；②能与溶液反应；③苯环上有4个取代基
【答案】（1） 醛基、硝基
（2）取代反应 N>O>C
（3）+BrCH2CH2CH2CH3+HBr
2-甲基-2-溴丙烷
（4）氢氧化钠水溶液、加热
（5）16 、
【分析】根据B的结构简式和A的分子式进行反推，可知A的结构简式为，B中的硝基经过还原反应变成氨基，故C的结构简式为。由于F在转化为G的过程中还生成了乙醇，可推断F是G与乙醇反应生成的酯，F的结构简式为。由已知信息R-OH+R′-XR-O-R′+HX可知，醇类（或酚类）与卤代烃可发生取代反应，且E是溴代烃，由F的结构简式反推，可知D的结构简式为，E的结构简式为BrCH2CH2CH2CH3。
【详解】（1）由分析可知A的结构简式为，A中官能团的名称为醛基、硝基。
（2）对比C、H、M的结构简式可知，C与H反应生成M的反应类型为取代反应，除了产物M以外，还有产物HCl。M中同周期三种元素分别为C、N、O，在同一周期中，元素的第一电离能通常随原子序数的增大而增大，但N的2p轨道上有3个电子，形成稳定的半满状态，使得N的第一电离能大于O，M中同周期三种元素第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。
（3）由分析可知，D和E反应生成F化学方程式为+BrCH2CH2CH2CH3+HBr；E是BrCH2CH2CH2CH3，其有一种同分异构体，其水解产物不能发生催化氧化反应，符合条件的结构简式为(CH3)3CBr，则其名称为2-甲基-2-溴丙烷。
（4）E是BrCH2CH2CH2CH3，其发生水解反应生成，反应条件是氢氧化钠水溶液、加热。
（5）D的同分异构体与溶液能显色说明含有酚羟基，能与溶液反应说明含有羧基，苯环上有4个取代基，符合条件的共有16种，分别为、、、、、、、、、、、、、、、；其峰面积之比为的所有同分异构体的结构简式、。选项
实验目的
实验方案
A
除去烧杯壁上的银镜
用浓氨水浸泡清洗
B
配制溶液
将溶于蒸馏水中
C
制备胶体
向稀溶液中加入饱和溶液，然后煮沸
D
检验溶液中是否含有
取少量试液于试管中，加入溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体