河北省石家庄市部分重点高中2023-2024学年高三上学期12月期末化学试题

这是一份河北省石家庄市部分重点高中2023-2024学年高三上学期12月期末化学试题，共16页。试卷主要包含了草酸，利用下列装置，微生物电解池，下列有关物质性质的解释错误的是等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，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，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 S 32 Fe 56 Cu 64 Te 128 Ba 137
一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42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．河北四宝是指：“沧州狮子定州塔，正定菩萨赵州桥”，下列说法错误的是（ ）
A．“沧州铁狮子”历经千年风雨，铁狮子生锈的原因主要是发生了吸氧腐蚀
B．定州塔又称为“开元寺塔”，塔身为砖结构，砖是由黏土经高温烧结而成的
C．“正定菩萨”是铜铸千手千眼观世音菩萨，铜的腐蚀主要是生成铜的氧化物
D．“赵州桥”是保存最完整的石拱桥，石头在自然界的风化伴随着化学变化
2．有机物Q（）是一种重要的药物合成中间体，下列有关有机物Q的说法错误的是（ ）
A．分子式为
B．分子中所有的碳原子可能处于同一平面上
C．一定存在能使显色的同分异构体
D．可发生加成反应、取代反应和还原反应
3．下列离子方程式与所给事实不相符的是（ ）
A．用检验中的离子：
B．一元弱酸次磷酸（）与足量的KOH溶液反应：
C．向ZnS白色悬浊液中滴入溶液生成黑色CuS沉淀：
D．向明矾溶液中滴加溶液，恰好使沉淀完全：更多课件教案等低价滋源(一定远低于各大平台价格)请 家 威杏 MXSJ663
4．草酸（）使酸性高锰酸钾溶液褪色的化学方程式为：，下列说法错误的是（是阿伏加德罗常数的值）（ ）
A．反应生成18g 转移的电子数是
B．90g 中含有键的数目为
C．1L 溶液含有氧原子的数目为
D．标准状况下，22.4L 与足量充分反应转移的电子数为
5．利用下列装置（夹持装置略）进行实验，能达到实验目的的是（ ）
A．用甲装置制备溴苯并验证有HBr产生
B．用乙装置制备氧气并收集纯净干燥的氧气
C．用丙装置制备NO、收集和尾气处理
D．用丁装置验证氧化性强弱顺序
6．微生物电解池（MEC）作为一种新的再利用技术，可通过将电活性微生物与电化学刺激相结合的方式，将转化为低碳燃料，从而实现固定和能量回收。下列说法正确的是（ ）
A．直流电源a极是负极，发生氧化反应
B．N极上的电极反应为：
C．在电解过程中从N极向M极移动
D．电活性微生物可以加快电子转移
7．下列有关物质性质的解释错误的是（ ）
A．过氧乙酸（）用于消毒剂，是由于分子中存在过氧键
B．山梨酸钾（）可作为面包、糕点的防腐剂主要是由于其具有碱性
C．硫酸锌或硫酸亚铁添加到奶粉中是由于其可以补充身体所需的微量元素
D．碳酸氢铵用于面包和饼干的膨松剂是由于其可中和酸并受热分解，产生大量气体
8．中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星，探测发现火星上存在大量橄榄石矿物（），已知晶体硅的晶胞如图，下列说法错误的是（ ）
A．价电子排布式为，未成对电子数是4
B．橄榄石中各元素第一电离能和电负性大小顺序均为O＞Si＞Fe＞Mg
C．硅的氯化物分子是非极性分子，Si的杂化方式是
D．若单晶硅晶胞参数是anm，则Si原子的原子半径为
9．以硫铁矿烧渣（主要是，少量和）为原料制备黄铵铁矾的工艺流程如下：
下列说法错误的是（ ）
A．滤渣为，试剂X可以是，其作用是作氧化剂
B．可以用KSCN溶液和稀硝酸检验滤液中含有的离子
C．沉铁反应的离子方程式为
D．适当增大的浓度有利于提高黄铵铁矾的产率
10．元素及其化合物的转化具有重要应用，下列说法正确的是（ ）
A．工业上制硫酸，第一步为煅烧黄铁矿（）制备
B．Si粉与反应生成的是一种传统无机非金属材料
C．由四氟乙烯制备耐化学腐蚀耐高温的聚四氟乙烯坩埚的反应属于缩聚反应
D．受热分解产物为Ag、和，分解得到1ml Ag转移的电子的物质的量是2ml
11．化合物是一种重要的矿物资源，可用于制造含Y化肥。W、X、Y、Z为元素周期表前20号元素，原子序数依次增加，只有一种金属元素，其中元素Z与X质子数之和是Y与W质子数之差的2倍。下列说法错误的是（ ）
A．Y的最高价氧化物的水化物是中强酸
B．X的简单氢化物的稳定性比Y的强
C．简单离子的半径：Z＞Y＞X＞W
D．Z与X可以形成既有离子键又有共价键的化合物
12．有机化合物Z具有镇痛、消炎等药理作用，其合成路线关键步骤如下：
有关有机物X、Y和Z的说法正确的是（ ）
A．1ml Z最多只能与1ml NaOH反应
B．有机物Y含有3种含氧官能团
C．有机物X与丙烯酸互为同系物
D．有机物Z中含有手性碳原子
13．在水溶液中进行的反应：，已知该反应速率方程为（k为常数），为探究反应速率（v）与反应物浓度的关系，在20℃进行实验，所得的数据如下表：
下列结论正确的是（ ）
A．反应体系的三种物质中，的浓度对反应速率影响最大
B．速率常数k的数值为0.03
C．a、b、c的值分别为1、5、6
D．实验⑤中，
14．室温下，向三元中强酸溶液中缓慢加入NaOH固体，忽略温度和溶液体积的变化，溶液中的、、和的物质的量分数随溶液的pH的变化如图所示[已知]，下列叙述错误的是（ ）
A．的数量级为
B．、和三点溶液中均存在：
C．溶液中：
D．当时，
二、非选择题：本题共4小题，共58分。
15．（14分）磁性材料与石墨烯构成的复合材料，用于高性能锂硫电池。某化学小组按如下装置测定该磁性材料的组成。
（1）仪器N的名称是______，其作用是______。
（2）实验时管式炉中产生的气体能使品红溶液褪色，三颈烧瓶中产生白色沉淀，三颈烧瓶中发生反应的离子方程式是______。
（3）若管式炉内反应的温度为600～700℃，长玻璃管M除了导气外还有的作用是______，若没有长玻璃管会导致测定的y值______（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
（4）取2.960g试样放入管式炉充分反应后，再通入一段时间，然后将三颈烧瓶中的固体过滤，洗涤，干燥称量得到9.320g，操作过程中，检验沉淀已洗涤干净的方法是______。小组成员提出用浓硝酸代替，其他小组成员提出反驳意见，反驳的理由是______。
（5）充分反应后，取管式炉中固体溶于足量的稀硫酸中，取少量反应后的溶液，加入______（填试剂名称），溶液变红，证明溶液中含有；另取少量溶液，加入溶液，没有明显变化，则管式炉中固体的颜色是______，管式炉中发生的化学反应方程式为______。
16．（15分）电镀厂阳极产生的电镀污泥中含有大量的重金属物质[主要含有、及少量单质金（Au）]，为了消除有害电镀污泥对环境的污染，某科研团队设计了新工艺，该工艺实现了Cr－Au－Cu－Te的深度利用。工艺流程如图：
已知：①煅烧过程中发生的反应为；
②是两性氧化物，微溶于水。溶液为无色溶液。
（1）煅烧过程中的主要反应为，该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为______。该步骤不能使用陶瓷坩埚的原因是______。
（2）水浸渣的成分为______，基态Cr原子的价层电子轨道表示式为______。
（3）图中生成，溶液时的离子方程式为______，溶液的颜色由______色变为______色。
（4）电解沉积除铜时，阳极电极反应式为______，流程中可以循环利用的物质是______。
（5）写出向“含电解液”加入固体的化学方程式为______。
（6）粗碲经熔融结晶法能得到高纯碲。若500kg电镀污泥可以制得100kg含碲99.8%的高纯碲，已知电镀污泥中含的质量分数为49.9%，计算提纯过程中碲的利用率为______%。
17．（14分）催化加氢合成二甲醚是实现碳中和的重要途径之一，该途径既能吸收，又能制备有机试剂，具有重要应用价值。催化加氢合成二甲醚（）过程中主要发生下列反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
已知：①25℃时，相关物质的燃烧热数据如下表：
②
（1）25℃时，反应 ______。
（2）催化加氢合成二甲醚的反应为： 体系中的平衡转化率（）与温度和压强的关系如图所示。
反应的焓变______（填“＞”“＜”或“＝”）0，图中的压强、和由大到小为______。
（3）在刚性密闭容器中，用催化加氢合成二甲醚
其中：的选择性
①生产中提高反应选择性的关键因素是______。
②下列操作中，能提高平衡转化率的是______（填标号）。
A．增加起始的用量B．增加起始的用量
C．及时分离出D．通入惰性气体增大压强
③向2L刚性密闭容器中加入1ml 和2.9ml ，反应达平衡时，的转化率为70%，的物质的量为0.3ml，则的选择性＝______%（结果保留一位小数，下同），反应Ⅱ的平衡常数______。
（4）二甲醚直接燃料电池的能量密度是，电池具有密度高、效率高等优点。若电解质为碱性，二甲醚在______（填“正”或“负”）极发生反应，二甲醚放电的电极反应式为______。
18．（15分）盐酸克林沙星（化合物M）是一种具有杀菌、抑菌作用的药物。M的一种合成路线如下（部分试剂和条件略去）：
回答下列问题：
（1）A的化学名称是______。
（2）B→C的反应类型是______。
（3）F中含氧官能团的名称是______。
（4）I的结构简式为______。
（5）K→L的化学方程式为______。
（6）满足下列条件的B的同分异构体有______种；其中核磁共振氢谱显示为三组峰且峰面积比为2：2：1的同分异构体的结构简式为______。
①具有相同官能团 ②苯环上含有三个取代基
（7）4－硝基二苯甲酮（）是一种重要的医药中间体。利用以上合成路线中的相关信息，设计以对硝基甲苯和苯为原料合成的合成路线。（用流程图表示，无机试剂任选）。
已知
化学参考答案及解析
1．C【解析】铜的腐蚀主要是铜与空气中的水、氧气和二氧化碳共同作用，主要生成碱式碳酸铜，C项错误。
2．B【解析】有机物Q的分子式为，A项正确；分子中以单键相连的碳原子都是杂化，是四面体构型，不可能所有的碳原子处于同一平面上，B项错误；分子中有5个不饱和度，可以有含有苯环的酚类物质的同分异构体，C项正确；有碳碳双键和羰基，可以发生加成和还原反应，有羧基可以发生取代反应，D项正确。
3．D【解析】与溶液系数比为1：2时恰好沉淀完全，正确的离子方程式为：或，D错误。
4．C【解析】1L 溶液含有氧原子的数目既包括溶质中的氧原子，也包括溶剂水中的氧原子，故溶液中的氧原子数远多于，C项错误。
5．A【解析】可以除去挥发出的溴蒸气，硝酸银溶液有沉淀生成可以证明有HBr生成，A项正确；是黑色粉末，无法用简易的启普发生器制备氧气，B项错误；NO不能用排空气法收集，C项错误；丁装置无法证明氧化性的顺序，D项错误。
6．D【解析】根据N电极生成，得电子是电解池的阴极，则b电极为电源负极，a电极为电源正极，发生还原反应，A项错误：离子交换膜是质子交换膜，故N极上的电极反应为：，B项错误：在电解过程中从M极向N极移动，C项错误；电活性微生物可以加快电子转移，相当于催化剂，D项正确。
7．B【解析】使用防腐剂主要是为了延长食物的保存期以及防止中毒，山梨酸钾防腐剂也正是通过破坏微生物的生存环境来抑制微生物繁殖，从而减少食品的腐败及延长食品保存期，B项错误。
8．D【解析】根据晶体硅的晶胞计算可知Si原子的原子半径为，D项错误。
9．B【解析】硫铁矿烧渣酸浸后滤渣是不溶性，滤液中含有、、和离子，试剂X需要把氧化成，试剂X可以是，其作用是作氧化剂，A项正确；因为滤液中含有和，无法用KSCN溶液和稀硝酸检验出滤液中含有离子，B项错误；沉铁反应的离子方程式为：，C项正确：根据沉铁反应可知适当增大的浓度有利于黄铵铁矾的产率，D项正确。
10．D【解析】黄铁矿（）在高温空气中反应生成和，A项错误；是一种新型无机非金属材料，传统的无机非金属材料主要是指水泥、玻璃和陶瓷，B项错误；由四氟乙烯制备耐化学腐蚀耐高温的聚四氟乙烯坩埚的反应属于加聚反应，C项错误；，得到1ml Ag转移电子的物质的量是2ml，D项正确。
11．C【解析】常见的化肥是氮磷钾，根据化学式，可以判断是一种酸根，是结晶水，根据化合价可知Z为Ca，再根据元素Z与X质子数之和是Y与W质子数之差的2倍，可知X为O，W为H元素，P的最高价氧化物的水化物是中强酸，A项正确；O的非金属性比P强，故O的简单氢化物的稳定性比P的强，B项正确；简单离子与电子层数相同，P的质子数比Ca小，故半径，C项错误；Ca与O可以形成既有离子键又有共价键的，D项正确。
12．C【解析】1ml Z最多只能与2ml NaOH反应，A项错误：有机物Y中含有醚键和羟基两种含氧官能团，氨基是非含氧官能团，B项错误：有机物X与丙烯酸均含有碳碳双键和羧基两种官能团，结构相似，碳原子数不相同，故互为同系物，C项正确；有机物Z中不含有手性碳原子，D项错误．
13．A【解析】根据表格数据可以计算出a、b、c的值分别为1、1、2，因此反应体系的三种物质中，的浓度对反应速率影响最大，A项正确，C项错误；根据第一组数据带入速率方程中，可计算k为3.75，B错误根据速率方程和表格中的数据可知实验⑤中，，D项错误。
14．D【解析】从图中可知，，，，数量级为的数量级为，A项正确；、和三点溶液中均存在电荷守恒：，B项正确；溶液中存在物料守恒，，C项正确；当时，，结合图像可知，D项错误。
15．（14分）【答案】
（1）干燥管（球形干燥管、长颈漏斗也可给分）（1分） 防止倒吸（1分）
（2）（2分，没有沉淀符号扣1分）
（3）冷却SO2气体，使其在三颈烧瓶中吸收完全（1分） 偏小（1分）
（4）取最后一次洗涤液，加入硝酸酸化的硝酸银，若没有白色沉淀生成，则沉淀已洗涤干净（2分，意思对即可得分） 浓硝酸作氧化剂会产生大量的氮氧化物，污染环境（2分，意思对即可，填写污染环境给分）
（5）硫氰化钾（1分） 红棕色（1分） （2分，少反应条件扣1分）
【解析】
（2）的作用是氧化剂，将氧化为，故离子方程式为。
（3）反应后气体的温度很高，要想气体被充分吸收，需要冷却，温度越低吸收气体越充分，若没有吸收充分会导致S的含量变小，即y值偏小。
（4）检验沉淀洗涤干净的方法是：取最后一次洗涤液少许于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若没有白色沉淀生成，则沉淀已洗涤干净；使用浓硝酸作氧化剂会产生大量的氮氧化物，污染环境。
（5），则；，则有的化学式为，反应的化学方程式为。
16．（15分）【答案】
（1）2：3（2分） 陶瓷坩埚在高温下会与NaOH反应（1分）
（2）CuO、Au（2分，少写得1分，错写多写得0分） （1分）
（3）（1分） 黄（1分） 橙（1分）
（4）（1分） （写硫酸也给分）（1分）
（5）（2分） （6）80（2分）
【解析】（1）电镀污泥中含有碲化亚铜（）、三氧化二铬（）及少量金单质（Au），加入烧碱、空气煅烧，煅烧后水浸得到溶液，说明煅烧时被氧化为，空气中的氧气参与反应，化学方程式为，还原剂与氧化剂的物质的量之比为2：3，陶瓷坩埚中含有，高温下氢氧化钠与其反应，所以该步骤不能使用陶瓷坩埚。
（2）根据反应，，结合酸浸析出Au，可知水浸渣成分为CuO、Au。
（3）黄色离子转化为橙色离子的离子方程式为。
（4）电解沉积Cu的阳极电极反应为，电解生成硫酸，故可循环物质为硫酸。（5）被还原为Te单质，被氧化为，结合得失电子守恒和原子守恒可得反应的化学方程式为。
（6）根据Te原子守恒可得关系式：，故500kg电镀污泥可制得含99.8% Te的高纯碲的质量为，解得。
17．（14分）【答案】
（1）（2分，不带单位不给分）
（2）＜（1分） （1分）
（3）①使用高效（针对反应Ⅱ）催化剂（1分） ②BC（2分，少选一个扣一分，错选不得分）
③85.7（2分，不保留一位小数的不得分） 53.3（2分，不保留一位小数的不得分）
（4）负（1分） （2分）
【解析】
（1） ； 以及 由盖斯定律可得 。
（2）根据图像，温度越高，的平衡转化率越低，可知该反应为放热反应，；
反应的气体分子数减小，增大压强，平衡正向移动，的转化率增大，故。
（3）①单位时间内反应Ⅱ反应速率加快，可以提高，选择性，故措施是使用针对反应Ⅱ的高效的催化剂；②增加起始的用量，的转化率降低；催化剂不改变平衡转化率；增加起始的用量或及时分离出均可使平衡正移，提高平衡转化率，故选BC。
③根据三行式进行计算：
又已知的转化率为70%，起始加入量是1ml，故共反应了0.7ml
平衡时：，，，，
的选择性，
再根据容器的体积是2L，故；；；，。
（4）失电子，在电源的负极发生反应，其碱性介质的电极反应为。
18．（15分）【答案】
（1）3－氟甲苯或间氟甲苯（1分）
（2）氧化反应（1分）
（3）酯基、硝基、羰基（2分，三个得2分，少写得1分，写错得0分）COOCH
（4）（2分）
（5）（2分）
（6）16（2分）、（2分，少写得1分，写错得0分）
（7）（3分）
【解析】
（1）由A的结构简式可知A的化学名称为3－氟甲苯或间氟甲苯。
（2）对比B和C的结构简式可知，变化的地方是B中的甲基转化为C中的羧基，因此反应类型是氧化反应。
（3）由F的结构简式可知含有的含氧官能团有酯基、硝基、羰基。
（4）H的分子式是，I的分子式是，对比H和I的分子式，H转化为I少了两个O原子，多了两个H原子，再结合J的结构，对比H和J，可知H到I变化的部分是硝基变成氨基，因此I的结构简式为。
（5）J的分子式是，K的分子式是，对比J和K的分子式，J转化为K少了两个C原子和四个H原子，再结合K到L的结构变化，可知K的结构简式是，则K转化为L的化学方程式为。
（6）满足条件的B的同分异构体，苯环和官能团保留，三个取代基，则若苯环上含有三个取代基：2个和1个，三者在苯环上有6种位置关系；若苯环上含有三个取代基：1个、1个－F和1个，三者在苯环上有10种位置关系，故符合条件的同分异构体共有16种。其中核磁共振氢谱显示为三组峰且峰面积比为2：2：1的同分异构体的结构简式为、。
（7）根据题给合成路线和已知信息，合成路线如下：。实验编号
相关数据
①
②
③
④
⑤
0.008
0.008
0.004
0.008
0.008
0.001
0.001
0.001
0.002
0.001
0.10
0.20
0.20
0.10
0.40
物质
CO（g）
燃烧热
－283.0
－285.8
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
C
B
D
C
A
D
B
D
B
D
C
C
A
D
反应Ⅱ：
变化量：
0.6ml
1.8ml
0.3ml
0.9ml
反应Ⅰ：
则变化量：
0.1ml
0.1ml
0.1ml
0.1ml