2023年河南省十所名校高考化学段考试卷（四）及答案解析

这是一份2023年河南省十所名校高考化学段考试卷（四）及答案解析，共23页。试卷主要包含了单选题，双选题，简答题等内容，欢迎下载使用。
2023年河南省十所名校高考化学段考试卷（四）
一、单选题（本大题共6小题，共36.0分）
1. 《天工开物》记载：凡红铜升黄色为锤锻用者，用自风煤炭百斤，灼于炉内，以泥瓦罐载铜十斤，继入炉甘石六斤坐于炉内，自然熔化⋅⋅⋅⋅⋅⋅即成黄铜。”下列有关说法正确的是(    )
A. 黄铜是我国使用最早的合金
B. 泥瓦罐和石英坩埚均属于硅酸盐产品
C. 黄铜置于潮湿的空气中，Cu易被腐蚀
D. 煤的干馏和煤的气化均能获得氢气和一氧化碳
2. 有机物m()、n()、p()的分子式相同，下列有关说法正确的是(    )
A. n易溶于水
B. 1molm最多可与4molH2发生加成反应
C. p与互为同分异构体
D. m、n、p均能与金属钠反应
3. 乙二醇主要用于制聚酯涤纶、聚酯树脂等。乙二醇能被碱性高锰酸钾溶液氧化：HO−CH2CH2−OH+10KMnO4+14KOH=10K2MnO4+2K2CO3+10H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(    )
A. 31g乙二醇中含极性键数目为4NA
B. 0.1mol⋅L−1K2CO3溶液中含CO32−数目小于0.1NA
C. 100g28%的KOH溶液中含氧原子数目为0.5NA
D. 每消耗1mol乙二醇，该反应转移的电子数目为5NA
4. W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前20号主族元素，X、Y的族序数之和等于W的最外层电子数，W与X原子的质子数之和等于Z原子的核电荷数，X原子转化为Y原子的核反应为 abX+24He→cdY+11H，Y是地壳中含量最多的金属元素。下列说法错误的是(    )
A. Z位于第四周期ⅠA族
B. X、Y的简单离子均能促进水的电离
C. 原子半径：Z>X>Y>W
D. W的最高价氧化物对应的水化物与其最简单氢化物反应产生白雾
5. 一种甘油()电催化碱酸混合液制氢气的工作原理如图所示。下列说法正确的是(    )

A. X极为电源的负极
B. 甲室和丙室电解质溶液pH均减小
C. 乙室可以得到较高浓度的K2SO4溶液
D. M极的电极反应式为−8e−+3H2O=3HCOO−+11H+
6. 下列实验中，根据实验操作和现象所得到的结论正确的是 (    )
选项
实验操作和现象
结论
A
向某溶液中加入浓盐酸，有气泡产生，将产生的气体通入品红溶液中品红溶液褪色
该溶液中可能同时存在HSO3−和MnO4−
B
将金属镁在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO2的集气瓶中，集气瓶中产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生
证明CO2具有氧化性
C
用pH试纸测得HCOONa溶液的pH约为8，NaCN溶液的pH约为9
酸性：HCN3c(B2−)
D. 25℃时，0.1mol⋅L−1KHB溶液中水的电离程度比纯水小
三、简答题（本大题共5小题，共73.0分）
8. 二氧化硫脲()可用作还原剂、漂白脱色剂、塑料稳定剂等，126℃时分解，水溶液呈弱酸性，在酸性溶液中稳定，但在碱性条件下易分解，生成还原性很强的亚磺酸盐。
Ⅰ.制备硫脲()
实验室中制备硫脲的装置如图所示(部分夹持装置略)：

(1)装置甲中仪器X的名称是 ______ 。
(2)试剂Y是 ______ 。
(3)将装置乙制得的Ca(HS)2溶液置于另一反应器中，控制温度为50～60℃，再加入粉碎的石灰氮(CaCN2)，可制得硫脲产品，同时生成Ca(OH)2。写出该反应的化学方程式： ______ 。
(4)取硫脲产品1.0g，配制成500mL溶液，吸取25mL注入碘量瓶中，加0.1mol⋅L−1碘溶液50mL、适量氢氧化钠溶液，发生反应：10NaOH+4I2+CS(NH2)2=CO(NH2)2+8NaI+Na2SO4+5H2O，加水及足量盐酸酸化后加入淀粉指示剂，用0.3mol⋅L−1Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液20mL(2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI2)。
①达到滴定终点的标志是 ______ 。
②该产品中硫脲的质量分数是 ______ 。
Ⅱ.制备二氧化硫脲
实验室中制备二氧化硫脲的装置如图所示：

实验步骤：向三颈烧瓶中加入蒸馏水，用冷冻盐水将三颈烧瓶内温度降至8～10℃时，开始加入硫脲并滴加双氧水，控制滴加速度，使反应温度保持在20℃以下，搅拌，当溶液pH在3～5时可反复投料，反应结束时，控制反应温度不再上升，当溶液pH在2～3、溶液温度降至5℃左右时，将产物放至离心机甩干，再经干燥可得到二氧化硫脲。
(5)仪器M与仪器N相比具有的优点是 ______ 。
(6)制备过程中，溶液pH控制3～5的原因是 ______ 。
9. 钛酸铅(PbTiO3)主要用于制造复合电子陶瓷，也可用作涂料的颜料。以钛铁矿(主要成分为FeTiO3，含少量FeO、Fe2O3)为原料制备钛酸铅的工艺流程如图所示：

已知：①FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O；
②“加热水解”时，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表所示：
金属离子
Fe3+
Fe2+
TiO2+
开始沉淀时(c=0.01mol/L)的pH
2.2
7.5
0.5
完全沉淀时(c=1.0×10−5mol/L)的pH
3.2
9.0
2.0
请回答下列问题：
(1)“酸浸”时，为了提高浸取率，可采取的措施是 ______ (填两条)。
(2)滤渣2的化学式为 ______ ，该流程中可以循环利用的物质名称是 ______ 。
(3)“氧化”的目的是将Fe2+全部转化为Fe3+，检验氧化后的溶液中不含Fe2+的方法是 ______ 。
(4)TiOSO4在强酸性环境中以TiO2+形式存在，TiO2+能被锌还原生成紫色的[Ti(H2O)6]3+。写出TiO2+被锌还原的离子方程式： ______ 。
(5)“加热水解”时需控制溶液pH=2.1，为了避免水解产物中混有Fe(OH)3，Fe3+浓度应小于 ______ mol⋅L−1(假设“加热水解”时Kw=2.0×10−14，lg2=0.3)。
(6)PbO通过电解法可制备Pb，阳极采用惰性电极，阴极为PbO，氢氧化钠溶液为电解质溶液，写出生成Pb的电极反应式： ______ 。
10. 二甲醚在有机合成中有广泛应用。以CO2、H2为原料合成CH3OCH3涉及的反应如下：
i.2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H1
ii.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H2=+40.5kJ⋅mol−1
iii.2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H3=−205kJ⋅mol−1
(1)部分气态物质化学键的键能数据如下表所示：
化学键
H−H
C=O
C−H
H−O
C−O
键能
436
803
414
464
a
则a= ______ 。
(2)若在恒容密闭容器中仅发生反应i，分别按投料浓度比c(H2)：c(CO2)等于1：2、1：3、1：5进行投料，H2的平衡转化率随条件X的变化关系如图所示：

①曲线a的投料浓度比c(H2)：c(CO2)为 ______ 。
②条件X是 ______ (填“温度”或“压强”)，判断依据是 ______ 。
③M点时，反应i中H2O(g)的物质的量分数是 ______ (用分数表示)。
(3)一定压强下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3进行投料，平衡时，CO、CH3OCH3在含碳产物中的物质的量分数及CO2的平衡转化率随温度的变化关系如图所示(已知T1至T5温度逐渐升高)：

①曲线Ⅱ代表 ______ (填“CO”或“CH3OCH3”)的物质的量分数随温度的变化曲线。
②解释T3～T5℃范围内CO2的平衡转化率随温度升高而升高的原因是 ______ 。
③T3℃时，反应ii的平衡常数K= ______ (列出计算式)。
11. 寿山石被称为中华瑰宝，中国传统“四大印章石”之一，石质晶莹、脂润、色彩斑斓，色泽浑天天成，寿山石主要由酸性火山凝灰岩经热液蚀变而成，化学式为Al2Si4O10(OH)2。
(1)基态氧原子的价电子的电子排布图为 ______ 。量子力学用四个量子数描述原子核外电子的运动状态，其中用自旋量子数描述电子的自旋状态，并规定两种自旋状态电子的自旋量子数分别为+12、−12，则基态硅原子的自旋量子数的代数和为 ______ 。基态Al、Si、O元素原子的第一电离能由大到小的顺序为 ______ 。
(2)硅可形成一系列硅氢同系物，如SiH4、Si2H6、Si3H8等，但最长硅链长度远不及烃中碳链长度，原因是 ______ 。该同系物中含有n个硅原子的分子中，σ键的数目为 ______ (用含n的式子表示)。
(3)金属铝与熔融态氧化铝均可导电，但二者导电有本质上的差异，原因是 ______ 。
(4)NaAlH4具有强还原性，其晶胞结构如图所示，以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，则AlH4−的中心原子的杂化轨道类型是 ______ ，①处的原子分数坐标是 ______ ；若用NA表示阿伏加德罗常数的值，则NaAlH4晶体的密度为 ______ g⋅cm−3(用含a、NA的代数式表示)。

12. 有机物G()是一种重要的药物中间体。一种合成该有机物的路线如图所示。

已知：

请回答下列问题：
(1)C中含氧官能团的名称是 ______ ，D的名称是 ______ 。
(2)F分子中含手性碳原子数目为 ______ (连四个不同的原子或原子团的碳原子称为手性碳原子)。
(3)C+D→E的反应分两步进行，这两步的反应类型依次是 ______ 、 ______ 。
(4)写出A生成B的化学方程式： ______ 。
(5)写出E的结构简式： ______ 。
(6)在C的同分异构体中，同时满足下列条件的同分异构体共有 ______ 种(不考虑立体异构)。
①能与银氨溶液发生银镜反应
②能与FeCl3溶液发生显色反应
③不含甲基
(7)根据上述流程信息，以苯酚、乙醛、为原料，设计合成的路线： ______ (无机试剂任选)。
答案和解析

1.【答案】D 
【解析】解：A.我国使用最早的合金是青铜而不是黄铜，故A错误；
B.泥瓦罐是硅酸盐产品，石英坩埚的成分是二氧化硅，故B错误；
C.黄铜为铜锌合金，置于潮湿的空气中形成原电池，Cu做正极不易被腐蚀，故C错误；
D.煤的干馏是指是指煤在隔绝空气的条件下加热，产生焦炭、煤焦油和焦炉气等物质的过程，生成的焦炉煤气中含有氢气、一氧化碳、甲烷和乙烯，煤的气化是生成氢气和CO的混合气的过程，煤的气化主要反应为：C+H2O(g)=高温CO+H2，均能获得氢气和一氧化碳，故D正确；
故选：D。
A.我国使用最早的合金是青铜；
B.石英成分是二氧化硅；
C.黄铜为铜锌合金；
D.煤的干馏是指是指煤在隔绝空气的条件下加热，产生焦炭、煤焦油和焦炉气等物质的过程，生成的焦炉煤气中含有氢气、一氧化碳、甲烷和乙烯，煤的气化是生成氢气和CO的混合气的过程，煤的气化主要反应为：C+H2O(g)=高温CO+H2。
本题考查常见物质的性质与应用，明确物质的性质是解本题关键，了解生活中材料及其用途，题目难度不大。

2.【答案】B 
【解析】解：A.n不含亲水基，n难溶于水，故A错误；
B.m中苯环和氢气以1：3发生加成反应，碳碳双键和氢气以1：1发生加成反应，羧基中碳氧双键和氢气不反应，1molm最多消耗4mol氢气，故B正确；
C.p的不饱和度是6、的不饱和度是5，二者不饱和度不同，所以不互为同分异构体，故C错误；
D.羟基、羧基能和钠反应，n不含羧基或羟基，所以不能和钠反应，故D错误；
故选：B。
A.n不含亲水基；
B.m中苯环和氢气以1：3发生加成反应，碳碳双键和氢气以1：1发生加成反应，羧基中碳氧双键和氢气不反应；
C.p的不饱和度是6、的不饱和度是5，二者不饱和度不同；
D.羟基、羧基能和钠反应。
本题考查有机物的结构和性质，侧重考查分析、判断及知识综合运用能力，明确官能团及其性质的关系是解本题关键，题目难度不大。

3.【答案】A 
【解析】解：A.1个乙二醇含有8个极性键，31g乙二醇中含极性键数目为：31g62g/mol×8×NAmol−1=4NA，故A正确；
B.溶液体积未知，无法计算碳酸根离子个数，故B错误；
C.氢氧化钾溶液中，氢氧化钾和水都含有氧原子，100g28%的KOH溶液中含氧原子数目大于0.5NA，故C错误；
D.依据HO−CH2CH2−OH+10KMnO4+14KOH=10K2MnO4+2K2CO3+10H2O～10e−可知，每消耗1mol乙二醇，该反应转移的电子数目为10NA，故D错误；
故选：A。
A.1个乙二醇含有8个极性键；
B.溶液体积未知；
C.氢氧化钾溶液中，氢氧化钾和水都含有氧原子；
D.依据HO−CH2CH2−OH+10KMnO4+14KOH=10K2MnO4+2K2CO3+10H2O～10e−计算。
本题考查了物质的量和阿伏加德罗常数的有关计算，难度不大，掌握公式的运用和物质的结构是解题关键。

4.【答案】D 
【解析】解：W、X、Y、Z分别是N、Mg、Al、K元素；
A.Z为K元素，位于第四周期第ⅠA族，故A正确；
B.X、Y的简单离子分别是Mg2+、Al3+，二者都是弱离子，促进水电离，故B正确；
C.原子核外电子层数越多，其原子半径越大，所以W原子半径最小、Z原子半径最大；同一周期元素，原子半径随着原子序数的增大而减小，则X原子半径大于Y原子半径，则原子半径：Z>X>Y>W，故C正确；
D.W的最高价氧化物对应的水化物是HNO3，其最简单氢化物为NH3，二者反应生成白烟，故D错误；
故选：D。
W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前20号主族元素，Y是地壳中含量最多的金属元素，则Y为Al元素；X原子转化为Y原子的核反应为 abX+24He→cdY+11H，Y中c=13，根据质子守恒知，a=13+1−2=12，则X为Mg元素；X、Y的族序数之和为5，X、Y的族序数之和等于W的最外层电子数，W最外层电子数是5，且W原子序数小于X，所以W为N元素；W与X原子的质子数之和等于Z原子的核电荷数，为7+12=19，Z为K元素，即W、X、Y、Z分别是N、Mg、Al、K元素；
A.Z为K元素；
B.弱酸根或弱碱离子都促进水电离；
C.原子核外电子层数越多，其原子半径越大，同一周期元素，原子半径随着原子序数的增大而减小；
D.W的最高价氧化物对应的水化物是HNO3，其最简单氢化物为NH3。
本题考查原子结构和元素周期律，侧重考查分析、判断及知识综合运用能力，正确推断各元素、明确元素周期律内涵是解本题关键，注意D中白烟和白雾的区别。

5.【答案】C 
【解析】解：A.N电极氢离子转化为氢气的过程，发生还原反应，N是电解池的阴极，则Y是负极，X是正极，故A错误；
B.M极是阳极，发生失电子的氧化反应，电极反应式为−8e−+3H2O=3HCOO−+11H+，产生氢离子，该电极室pH减小，丙室内2H++2e−=H2↑，消耗氢离子，pH增大，故B错误；
C.甲室中的钾离子移向乙室，丙室中的硫酸根离子经过交换膜移向乙室，所以乙室可以得到较高浓度的K2SO4溶液，故C正确；
D.M极是阳极，发生失电子的氧化反应，电极反应式为−8e−+11OH−=3HCOO−+8H2O，故D错误；
故选：C。
根据图示，N电极氢离子转化为氢气的过程，元素的化合价降低，发生还原反应，N是电解池的阴极，则Y是负极，X是正极，M电极是电解池的阳极，电解池中，溶液里的阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，根据电极反应式进行回答。
本题考查电解原理的应用，题目难度中等，能依据图象和题目信息准确判断正负极和阴阳极是解题的关键，难点是电极反应式的书写。

6.【答案】B 
【解析】解：A.使品红溶液褪色的气体可能为二氧化硫或氯气，由实验操作和现象可知，溶液中可能含亚硫酸根离子或次氯酸根离子等，且HSO3−和MnO4−发生氧化还原反应，不能大量共存，故A错误；
B.Mg与二氧化碳反应生成MgO和C，C元素的化合价降低，二氧化碳具有氧化性，故B正确；
C.HCOONa溶液、NaCN溶液的浓度未知，应测定等浓度盐溶液的pH，故C错误；
D.酸性溶液中硝酸根离子可氧化亚铁离子、碘离子，生成的NO与氧气反应生成二氧化氮，则试管口出现红棕色气体，故D错误；
故选：B。
A.使品红溶液褪色的气体可能为二氧化硫或氯气，发生氧化还原反应的离子不能共存；
B.Mg与二氧化碳反应生成MgO和C；
C.HCOONa溶液、NaCN溶液的浓度未知；
D.酸性溶液中硝酸根离子可氧化亚铁离子、碘离子，生成的NO与氧气反应生成二氧化氮。
本题考查化学实验方案的评价，为高频考点，把握物质的性质、反应与现象、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意实验的评价性分析，题目难度不大。

7.【答案】BC 
【解析】解：A.H2B+OH−=HB−+H+，HB−+OH−=H2O+B2−，随pH增大，c(H2B)一直下降，c(HB−)先增大后减小，c(B2−)一直增大，故曲线Ⅱ代表lgc(HB−)、曲线Ⅲ代表lgc(B2−)，故A正确；
B.由图可知，a点溶液中有c(H2B)=c(KHB)，根据物料守恒：2c(K+)=c(H2B)+c(HB−)+c(B2−)，故B错误；
C.由图可知，c点时，c(HB−)=c(B2−)，由Ka2=2.0×10−6可知，B2−的水解平衡常数Kh=KwKa2=1.0×10−142.0×10−6=5.0×10−9，Khc(OH−)，由电荷守恒可得，c(K+)+c(H+)=c(OH−)+c(HB−)+2c(B2−)，c(K+)Al，
故答案为：；+1或−1；O>Si>Al；
(2)键长越长、键能越小，化学键越不稳定，硅烷链长度远小于烷烃，因为Si的半径大于C，键能小于C键，键的稳定性较差，不利于形成长链，该同系物中含有n个硅原子的分子中，存在的Si−H键个数是2n+2，Si−Si键个数是n−1，共价单键为σ键，该分子中的σ键个数为(2n+2+n−1)=3n+1，
故答案为：原子半径Si>C，Si−Si长度大于C−C，键能较小，键的稳定性较差，不利于形成长链；3n+1；
(3)金属Al为金属晶体、氧化铝为离子晶体，金属Al含有自由移动的电子，熔融态氧化铝中含有自由移动的阴阳离子，所以金属Al和熔融态氧化铝都能导电，二者导电原理不同，
故答案为：金属Al为金属晶体、氧化铝为离子晶体，金属Al含有自由移动的电子，熔融态氧化铝中含有自由移动的阴阳离子；
(4)AlH4−的中心原子价层电子对个数=4+3+1−4×12=4且不含孤电子对，该离子空间构型为正四面体形；①处的原子在x、y、z轴上的投影分别是0、12、14，该原子分数坐标为(0,12,14)；该晶胞中AlH4−个数=8×18+1+4×12=4、Na+个数=6×12+4×14=4，该晶胞中相当于含有4个“NaAlH4”，晶胞体积=(a×10−10cm)2×2a×10−10cm=2a3×10−30cm3，晶体密度=MNA×4V=4MVNA=4×542a3×10−30NAg/cm3，
故答案为：正四面体形；(0,12,14)；4×542a3×10−30NA。
(1)基态氧原子的价电子排布式为2s22p4；基态硅原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，电子填充满的轨道中，自旋量子数的代数和为0，轨道中电子半满的自旋量子数为+12或−12；同一周期元素第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族第一电离能大于其相邻元素；同一主族元素，第一电离能随着原子序数的增大而减小；
(2)Si的半径大于C，键能小于C键，键长越短、键能越大越稳定；该同系物中含有n个硅原子的分子中，存在的Si−H键个数是2n+2，Si−Si键个数是n−1；
(3)含有自由移动的电子或阴阳离子的物质能导电；
(4)AlH4−的中心原子价层电子对个数=4+3+1−4×12=4且不含孤电子对，①处的原子在x、y、z轴上的投影分别是0、12、14；该晶胞中AlH4−个数=8×18+1+4×12=4、Na+个数=6×12+4×14=4，该晶胞中相当于含有4个“NaAlH4”，晶胞体积=(a×10−10cm)2×2a×10−10cm=2a3×10−30cm3，晶体密度=MNA×4V=4MVNA。
本题考查物质结构和性质，侧重考查分析、判断及计算能力，明确原子结构、元素周期律内涵、晶胞计算方法是解本题关键，难点是晶胞中原子坐标参数的判断，题目难度中等。

12.【答案】羟基、羰基  对氯苯甲醛  1  加成反应  消去反应 +→AlCl3+HCl   23  
【解析】解：(1)观察结构可知，C中含氧官能团的名称是羟基、羰基；苯甲醛为母体，氯原子为取代基，D的名称是对氯苯甲醛，
故答案为：羟基、羰基；对氯苯甲醛；
(2)如图标“*”为手性碳原子：，F分子中含有1个手性碳原子，
故答案为：1；
(3)C+D→E的反应分两步进行，结合信息②可知，先发生加成反应，后发生消去反应，
故答案为：加成反应；消去反应；
(4)A生成B的化学方程式：+→AlCl3+HCl，
故答案为：+→AlCl3+HCl；
(5)由分析可知，E的结构简式为，
故答案为：；
(6)C()的同分异构体同时满足下列条件：①能与银氨溶液发生银镜反应，说明含有醛基；②能与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基；③不含甲基，苯环有2个侧链为−OH、−CHClCHO，有邻、间、对3种位置关系；苯环有3个侧链为−OH、−Cl、−CH2CHO或−OH、−CH2Cl、−CHO，2个不同的取代基有邻、间、对3种位置关系，对应的第3个不同的取代基分别有4种、4种、2种位置，故符合条件的同分异构体共有3+(4+4+2)×2=23种，
故答案为：23；
(7)由信息①、②，结合E→F的转化，与在AlCl3条件下生成，与CH3CHO反应生成，在PPA条件下生成，合成路线为，
故答案为：。
根据A的分子式、C的结构简式，可知A为，A与乙酰氯发生信息①中取代反应生成，B与氯气发生取代反应生成C，C与D发生信息②中反应生成E为，对比E、F的结构简式，可知E中羟基与碳碳双键之间发生加成反应成环生成F，F发生还原反应生成G；
(7)由信息①、②，结合E→F的转化，与在AlCl3条件下生成，与CH3CHO反应生成，在PPA条件下生成。
本题考查有机物的推断与合成，涉及官能团识别、有机物命名、手性碳、有机反应类型、有机反应方程式的书写、限制条件同分异构体的书写、合成路线设计等，注意对给予信息的理解，题目较好地考查了学生自学能力、分析推理能力、知识迁移运用能力。