福建省福州第一名校2023-2024高三上学期12月第一次模拟联考化学试题(答案)

2023-2024 学年第一学期八校第一次联考
高三化学学科试卷
(完卷 75 分钟 满分 100 分)
可能用到的相对原子质量: H- 1 Li-7 C- 12 O- 16 P-31 S-32 Cl-35.5 Fe-56
第 I 卷 选择题(共 40 分)
每题只有一个选项是正确的, 每题 4 分, 共 40 分,请将答案填涂在答题卷上。
1. 化学与生活、科技密切相关。下列说法正确的是
A.“歼-20 ”飞机上使用的碳纤维被誉为“新材料之王 ”,是一种新型有机高分子材料 B. 2020 年 12 月 3 日, 在月球表面成功展开的五星红旗的主要材料芳纶属于合成纤维
C. 用于光学望远镜的高致密碳化硅特种陶瓷材料,是一种传统无机非金属材料
D. 中国天眼使用的防腐蚀材料磷酸钡属于强电解质,其中钡属于过渡元素
2. 氰气[(CN)2]可用于有机合成,也用作消毒、杀虫的熏蒸剂,是“拟卤素 ”的一种, 性质与氯气相似,可以与水发生反应: (CN)2 + H2O HCN + HOCN。设 NA 为
阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. OCN-与 N2O 互为等电子体
B. 1 mol (CN)2 中含有的 σ 键数为 6NA
C. 每生成 1 mol HCN 转移电子数为 2NA
D. 常温下 pH =6 的 HCN 溶液中由水电离出的 H+数为 10-8NA
3. 水体中的局部氮循环如图所示。下列说法错误的是
A. N2 →NH4 (+)属于氮的固定
B. 图示转化过程中 N 元素表现出 7 种化合价
C. 硝化过程中含 N 物质被氧化,反硝化过程中含 N 物质被还原
D. 在 NH4 (+)、 NH2OH、 NO2 (-)和 NO3 (-)中 N 原子的杂化方式不完全相同
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4. 下图是一种综合处理含 SO2 尾气的工艺流程,下列叙述正确的是
含SO2尾气 空气
Fe2(SO4)3溶液 吸 收 氧 化
A. Fe3+ 的价电子排布式为[Ar]3d6
B. 检验“ 吸收 ”后的溶液是否还可继续吸收 SO2 ,可用试剂 K3Fe(CN)6
C. “氧化 ”中发生反应的离子方程式为: 4Fe2+ + O2 + H2O = 4Fe(OH)3 ↓
D. “氧化 ”后的溶液可以循环使用
5. 羟甲香豆素(丙) 是一种治疗胆结石的药物,部分合成路线如图所示。下列说法不
正确的是
A. 甲分子中有 1 个手性碳原子
B. 丙能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 常温下 1 mol 乙最多与含 3 mol NaOH 的水溶液完全反应
D. 1 mol 丙与足量溴水反应时,消耗 Br2 的物质的量为 4 mol
6. 已知苯胺(液体)、苯甲酸(固体) 微溶于水, 苯胺盐酸盐易溶于水。实验室初步分
离甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如下。下列说法正确的是
A. 苯胺既可与盐酸也可与 NaOH 溶液反应
B. 由①、 ③分别获取相应粗品时可采用相同的操作方法
C . ①、 ②、 ③均为两相混合体系
D. 苯胺、甲苯、苯甲酸粗品依次由①、 ②、 ③获得
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7. 某兴趣小组探究 SO2 使品红溶液褪色的原因,实验结论错误的是
1滴品红 试管中的液体 现象
a. 0.1 mol ·L- 1 SO2 溶液(pH =2) 溶液逐渐变浅,约 90 s 后完全褪色
(
2mL
溶液
) b.0.1 mol·L-1 NaHSO3 溶液(pH =5) 溶液立即变浅,约 15 s 后完全褪色
c.0.1 mol·L-1 Na2SO3 溶液(pH =10) 溶液立即褪色
d. pH =10 NaOH 溶液 红色溶液不变色
e. pH =2 H2 SO4 溶液 红色溶液不变色
A. 在探究实验中控制变量思想可以把复杂问题简化为单一问题
B. b 中溶液显酸性原因是亚硫酸氢根离子电离程度大于其水解程度
C. 实验 abc 说明 SO2 使品红溶液褪色时起主要作用的微粒是 HSO3 (-)
D. 实验 cd 证明氢氧根离子对品红溶液褪色不产生干扰
8. 某有机化合物由原子序数依次增大的短周期主族元素 W、 X、 Y、 Z 组成, Y、 Z 同 主族且 Z 的原子序数是 Y 的 2 倍,该化合物的质谱图如下, m/z 为 139 时,其碎片
离子组成为 X7W7YZ+。
下列叙述正确的是
A. 电负性: Y>Z>X>W
B. 氢化物沸点: X<Y
C. 化合物 XY2、 XZ2、 ZY2 均为直线型分子
D. W2Y2 溶液与 W2Z 溶液混合,无明显现象
9. 用电解法(图Ⅰ) 可以对同时含有 NH4 (+)和 PO4 (3)- 的生活污水进行处理, 除去 NH4 (+)的原理
如图 II 所示,除 PO4 (3)- 的方法是将其转化为 Fe3(PO4)2 沉淀。实验室在 NH4 (+)和 PO4 (3)-联
合脱除过程中, 测得溶液 pH 变化如图Ⅲ所示。
下列说法不正确的是
A. 在 0~20 min 时, a 为电源的负极
B. 除 NH4 (+)时,阳极反应为: 2NH4 (+)-6e- = N2 ↑+ 8H+
C. 除 NH4 (+)时,阴极附近的 pH 增大
D. 除 PO- 的总反应离子方程式为: 3Fe + 6H+ + 2PO- = Fe3(PO4)2 ↓+ 3H2 ↑
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图 I 图 II 图 III
10.常温下, 分别向 10 mL 浓度均为 0.1 mol·L- 1 的 NaX 溶液、Na2Y 溶液滴加 0.1 mol·L- 1
AgNO3 溶液,pM 与 AgNO3 溶液体积的关系如图所示[pM =-lgc(Mn-),Mn-代表 X-、
Y2-],下列说法正确的是
A. 曲线Ⅱ表示 pX~V[AgNO3(aq)]的关系图
B. 常温下, 饱和溶液的物质的量浓度: c(AgX)<c(Ag2Y)
C. 若 c(AgNO3)变为 0.05 mol·L- 1 ,则 c 点向 e 点移动
D. d 点是 Ag2Y 的饱和溶液
第 II 卷 非选择题(共 60 分)
11.(20 分)某工厂利用如下流程处理废旧电池正极材料(主要成分为 LiCoO2、LiMn2O4、 LiFePO4),制备三元锂电池正极材料 LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2。
H2SO4 + H2O2 NaOH 物质X NaOH
(
焙烧
LiFePO
4
含铁沉淀
N

a
2

CO

3

沉锂
Li
2
CO
3
)材 (正)料 (极) 酸浸 调pH 调浓度 共沉淀 Ni1/3Mn1/3Co1/3(OH)2
母液 LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2
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回答下列问题:
(1)“酸浸”中 LiCoO2 发生反应的离子方程式为 ; H2O2 也与部分LiFePO4 发生了反应,“酸浸”中H2O2 的作用是 。
(2)“含铁沉淀”的主要成分为 (填化学式); 部分离子浓度及对应氢氧化 物的 Ksp 如下表,则“调 pH”过程 pH 不应超过 。
离子 浓度(mol·L- 1) 氢氧化物 Ksp
Ni2+ 1.00 1.00×10- 15.2
Co2+ 1.00 1.00×10- 14.2
Mn2+ 1.40 1.00×10- 12.7
(3)若“调 pH”过程中, Ni2+、 Mn2+、 Co2+浓度不变,则“调浓度”过程需要向溶
液中添加的物质 x 为 (填标号)。
A. CoSO4 B. MnSO4 C. NiSO4 D. H2 SO4
(4)产品的粒径和结晶度直接关系着三元电极的性能。为防止反应中产生的 CO2 和 H2O 影响晶体生长,需在“焙烧”前进行 (填“预烧”“酸洗”“搅拌”)。
(5)Ni1/3Mn1/3Co1/3(OH)2 与Li2CO3 焙烧生成LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 的总反应方程式为 。
(6) LiFePO4 的晶胞结构示意图如(a) 所示。其中 O 围绕 Fe 和 P 分别形成正八面 体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。
①下列状态的锂中,失去一个电子所需能量最大的是 。
1s 2s 1s 2s 1s 2s 1s 2s
A . ↑ ↑ B . ↑ C . ↑ ↑ D . ↑ ↑
②该晶胞呈长方体, 晶胞边长为分别为 a pm、 bpm、 c pm,阿伏加德罗常数的
值为 NA,该晶体的密度可表示为 g ·cm-3 (用含有 NA 的代数式表示)。
③电池充电时, LiFePO4 脱出部分 Li+, 形成 Li1 xFePO4, 结构示意图如(b) 所
示,则其中 n(Fe3+)∶n(Fe2+) = 。
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12.(14 分)三氯氧磷是一种重要化工原料。工业上可以通过直接氧化 PCl3 制备 POCl3,
反应原理为: P4(白磷) + 6Cl2 = 4PCl3, 2PCl3 + O2 = 2POCl3。
已知: PCl3、 POCl3 的部分性质如下:
熔点/℃ 沸点/℃ 相对分子质量 其它
PCl3 -112 75.5 137.5 遇水会强烈水解生成 H3PO3 和 HCl
POCl3 2 105.3 153.5 遇水会强烈水解生成 H3PO4 和 HCl
某化学兴趣小组模拟该工艺设计实验装置如图(某些夹持装置和加热装置已略去):
(1) 检查装置气密性并加入纯净的白磷,先制取一种气体,缓慢地通入 C 中,直至 C 中的白磷完全消失后, 再通入另一种气体。仪器 a 的名称为 , b 中盛放的药品是 。
(2)装置 E 反应的离子方程式为 。
(3) C 反应温度控制在 60~65℃,不能过高或过低的原因是 。 分离提纯获得 POCl3 的实验方法是 。
(4) 产品中含 PCl3 杂质, 通过测定产品中氯元素含量, 可进一步计算产品的纯度, 实验步骤如下:
①取 ag 产品置于盛有 50.00 mL 蒸馏水的水解瓶中,摇动至完全水解,将水解 液配成 100.00 mL 溶液,预处理能排除含磷粒子的影响。
②取 10.00 mL 溶液于锥形瓶中, 向其中加入 c0 mol·L- 1 的 AgNO3 溶液 V0 mL,
使 Cl-完全沉淀, 再加入 20 mL 硝基苯, 振荡, 使沉淀表面被有机物覆盖; 然后 选择 Fe(NO3)3 指示剂, 用 c1 mol·L- 1 NH4 SCN 溶液滴定过量 Ag+至终点,记下 所用体积为 V1 mL。
[已知: Ksp(AgCl) =3.2×10- 10, Ksp(AgSCN) =2.0×10- 12]
滴定终点的现象: 。 产品中 POCl3 的质量分数为 。
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13.(14 分) 低碳烯烃(乙烯、丙烯、丁烯等) 作为重要的基本化工原料, 在现代石油
和化学工业中起着举足轻重的作用。 一定条件下,碘甲烷(CH3I)热裂解制低碳烯
烃的主要反应有:
反应 I 2CH3I(g) C2H4(g) + 2HI(g) ΔH1 Kp1 =a
反应 II 3C2H4(g) 2C3H6(g) ΔH2 Kp2 =b
反应 III 2C2H4(g) C4H8(g) ΔH3 Kp3 =c
反应 I、 II、 III 在不同温度下的分压平衡常数 Kp 如表 1。回答下列问题: 表 1
T/Kp 298K 323K 423K 523K 623K 723K
反应 I 7.77×10-8 1.65×10-6 1.05×10-2 2.80 1.41×102 2.64×103
反应 II 7.16×1013 2.33×1012 1.48×108 3.73×105 6.42×103 3.40×102
反应 III 2.66×1011 6.04×109 1.40×105 1.94×102 2.24 8.99×10-2
(1) ΔH1 0(填“ >”或“ <”, 下同)。
(2)实际工业生产中,若存在副反应: 4C3H6(g) 3C4H8(g) ΔH4 Kp4
则 Kp4 = (用含有 b、c 的代数式表达),结合表 1 数据分析 ΔH4 0。
(
n
(C
2
H
4
)

)(3)控制条件只发生反应 I、 II、 III, 测得压强对平衡体系中n(C3H6) 的影响如表 2
表 2
p/MPa 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
n(C3H6) n(C2H4) 1.42 1.75 1.98 2.15 2.30 2.42 2.53 2.63 2.72 2.80
随压强增大n (n)4 (6)不断增大的原因可能是 。
(4)结合信息,请推测有利于提高乙烯产率的措施 (至少答 2 点)。 (5)其它条件不变,向容积为 1 L 的密闭容器中投入 1 mol CH3I(g),假定只发生反
应 I、 II、 III, 温度对平衡
体系中乙烯、丙烯和丁烯所
占物质的量分数的影响如
下图, 715 K 时 CH3I(g)的
平衡转化率为 ,反
应 I 以物质的量分数表示
的平衡常数 Kx = 。
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(
HC
C
) (
CH
N
) (
F
)
14.(12 分) 2022 年诺贝尔化学奖颁给了三位在点击化学作出杰出贡献的科学家。一价 铜催化叠氮化物-炔烃环加成反应(CuAAC 反应) 是点击化学的经典之作。某三氮
唑类聚合物 G 的合成路线如图所示。
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OHC Br
A
B 钯催化剂
OHC CC C
KOH溶液
OHC C CH
D
F F
(
H
2
N
)F 稀H2SO4 加热
F F
F F
G(三氮唑类聚合物) 铜催化剂 F(C15H6N4F4) NaN3
F F
E
已知:
①R-Br + HC≡C-R 钯催化剂 →R-C≡C-R + HBr。
② N3 + C CH ―→ N 。
N N
回答下列问题:
(1) A 的化学名称为 , C 中含氧官能团的名称为 。
(2) 已知 D →E 共发生两步反应,第一步为加成反应,则第二步反应的反应类型
为 。
(3) B 的结构简式为 。符合下列条件的 B 的同分异构体共有 种。
i)含有醛基 ii)醛基不直接连在碳碳双键的碳原子上 iii)不考虑立体异构
其中核磁共振氢谱有 3 组峰,且峰面积比为 4∶3∶1 的结构简式为 。
(4) F →G 的化学方程式为 。化学参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B A C D D D C A B B
11.(20分)
(1)(2分) 还原剂、氧化剂(2分,各1分)
(2)(2分) 6.4(2分)
(3)AC(2分,少选得1分,多选、错选不给分)
(4)预烧(2分)
(5)(2分,条件写“焙烧”也可)
(6)①B(2分) ②(2分) ③(2分)
12.(14分)
(1)(球形)冷凝管(2分) 碱石灰(2分)
(2)(2分)
(3)温度过高,易挥发,利用率降低;温度过度,反应速率慢(2分,各1分) 蒸馏(2分)
(4)当最后半滴溶液,溶液变浅红色,且不变色(2分,三点写齐得2分,缺1点或2点均得1分)
(2分)
13.(14分)(1)(2分)
(2)(2分) (2分)
(3)加压,反应I平衡逆向移动,反应II、III平衡正向移动,生成量减少,且不断被消耗,同时生成量增多。(2分)
(4)使用对反应I选择性更高的催化剂、升高温度、降低压强(任选两点,2分,各1分)
(5)(2分) 0.64(2分)
14.(12分)
(1)对溴苯甲醛(4—溴苯甲醛)(1分) 醛基、羟基(2分)
(2)消去反应(1分)
(3)(2分) 8(2分) (2分)
(4)(2分)
2

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