洛阳市孟津区2023-2024学年高三上学期12月月考 化学试题
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．嫦娥五号携带月壤样本成功返回地球，月壤中含有、活性化合物等多种物质。下列相关说法正确的是( )
A．稀土元素单质均为不活泼的金属，主要用于电子、激光、军工等行业和领域
B．月壤中的某活性化合物有催化性能，推测此活性化合物可能含有过渡元素
C．嫦娥五号采用的纳米陶瓷铝合金是一种合金材料
D．已知，该反应属于非氧化还原反应
2．设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．将标准状况下与足量混合并光照，生成的分子数为
B．利用数为0．1的溶液制备得到胶粒
C．溶液中离子总数大于0．2
D．和的混合气体中所含氧原子数为0．25
3．某次研究性学习活动中，实验小组用和稀硫酸制备，反应较慢。若反应开始时加入少量盐酸，的生成速率大大提高，且不含，可能的反应历程示意图如下。
下列有关分析或评价不正确的是( )
A．a等于37 B．的空间结构为平面三角形
C．为总反应的催化剂 D．活化能：反应I大于反应Ⅱ
4．对氮氧化物进行催化还原的一步反应为。下列有关说法不正确的是( )
A．若为平面结构，则离子中为杂化
B．的VSEPR模型结构相同
C．反应中既是氧化剂又是还原剂
D．每生成，反应生成2 mol π键
5．X、Y、Z、W、Q为前四周期元素，原子序数依次增大，X元素的原子采取杂化时，杂化轨道上有4个未成对电子，Y元素的第一电离能大于同周期相邻元素的，Z元素与X元素形成的XZ分子与分子的价电子总数相同，W元素原子的M层没有成对电子，Q元素为金属元素且+1价离子的价层电子处于全充满状态，Q的硫酸盐可用于配制波尔多液。下列说法正确的是( )
A．Q元素位于元素周期表的d区
B．Z元素形成的单质一定是非极性分子
C．元素的非金属性：Z>Y>X
D．W、Z形成的化合物中一定不含非极性σ键
6．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其中X元素在地壳中含量最多，在短周期主族元素中Y原子的半径最大，在上述四种元素中基态Z原子的核外电子排布中未成对电子数最多。下列说法不正确的是( )
A．X与Y形成的化合物中可能存在非极性共价键
B．最简单氢化物的沸点：X>W
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z
7．锂硒电池是一种具有高电导率、高理论体积容量、高理论质量容量的新型电池，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是( )
A．放电时正极的电极反应式为
B．在晶胞结构中，占据的位置是顶点和面心
C．石墨烯聚合物隔膜只允许通过，防止硒扩散到另一极
D．充电时外电路中转移1 mol电子，两极质量变化差为7 g
8．肼-空气燃料电池具有容量大、能量转化率高、产物无污染等特点，其工作原理如图所示，设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述不正确的是( )
A．b电极为正极
B．a电极的电极反应式为
C．理论上当燃料电池消耗时，电路中转移4个电子
D．工作一段时间后，KOH溶液的浓度基本不变
9．与可结合生成多种络合物，在水溶液中存在如下平衡：（分别为每一步反应的化学平衡常数）。向某浓度的硫酸铜溶液中滴加浓氨水，实验测得含Cu微粒的物质的量分布分数（δ）与溶液中游离氨的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．，曲线b表示
B．
C．时，
D．M点时，
10．常温下，一元酸HA、HB电离常数分别为。在某体系中，不能穿过隔膜，未电离的HA、HB可自由穿过隔膜，溶液I、Ⅱ体积相同（如图所示）。起始时溶液I中无HB，溶液Ⅱ中无HA，且溶液I中等于溶液Ⅱ中。
当达到平衡时，下列说法不正确的是( )
A．溶液Ⅱ中存在
B．溶液I中的HA的电离度为0．5
C．溶液I中与溶液Ⅱ中之比为1：10
D．溶液I中与溶液Ⅱ中之比为26：15
11．化合物Z是一种治疗肥胖症药物的中间体，其合成方法如图。下列说法正确的是( )
A．X分子中除氢原子外的其他所有原子可能处于同一平面
B．1 mol Y分子中含3 mol碳氧键
C．Z不能和NaOH溶液发生反应
D．Z分子中含有2个手性碳原子
12．科学家认为鸟类利用隐花色素（或者称为CRY蛋白）感应地磁场的方向，隐花色素的内部结合了FAD分子是CRY蛋白感光的重要原因。FAD在催化剂作用下分解可产生物质M和X，过程如图所示。
下列有关说法不正确的是( )
A．X的分子式为
B．M分子中苯环上的一氯代物只有1种
C．FAD分子可以发生水解反应、加成反应、氧化反应
D．X分子中有4个手性碳原子
13．检验菠菜中铁元素前需要对菠菜进行预处理：取30g经晾晒2～3天的菠菜，剪碎后灼烧，向所得灰烬中加25mL蒸馏水后煮沸，趁热过滤，得到的滤液作为实验样品。上述处理过程中不涉及的操作是( )
A．A B．B C．C D．D
14．下列实验设计能达到实验目的的是( )
选项 实验目的 实验设计
A 比较HClO和的酸性大小 用pH计分别测定同浓度的NaClO溶液和溶液的pH
B 比较CuS和ZnS的溶度积大小 向和的混合溶液中滴加溶液
C 证明淀粉的水解产物 将淀粉溶液与稀混合加热，冷却后向其中加入新制的悬浊液并加热
D 证明溶液中存在水解平衡 向滴有酚酞的溶液中加入过量溶液，观察溶液颜色变化
A．A B．B C．C D．D
二、非选择题：本题共5小题，共58分。
15．（12分）草酸亚铁晶体（）常用作生产锂电池、涂料、着色剂以及感光材料的原材料，难溶于水，受热易分解。
Ⅰ．制备草酸亚铁晶体。
①称取硫酸亚铁铵晶体5g，放入250mL三颈烧瓶中，加入10滴左右溶液和15mL蒸馏水加热溶解；
②加入25mL饱和草酸溶液，加热搅拌至沸腾停止加热，静置；
③待黄色晶体沉淀后倾析，洗涤，加入约20mL蒸馏水搅拌并温热5min，静置，弃去上层清液，即得黄色草酸亚铁晶体。
（1）B的名称是_________；B的出水口是_________（填“上口”或“下口”）。
（2）硫酸亚铁铵晶体中可能混有，检验其是否含有的试剂是_________溶液，若混有，观察到的现象是_________。
Ⅱ．将一定质量的草酸亚铁晶体（）在氩气气氛中进行热重分析，示意图如图（TG表示残留固体质量占原样品总质量的百分数）。
（3）B处残留物的化学式为_________。
（4）取上述600℃时分解得到的固体放在空气中继续加热时其质量增加，发生反应的化学方程式为_________。
16．（12分）某种废弃电子元器件的主要成分为CuS、BeO，还含有少量的FeS、等，实验室中以其为原料提取金属Be和胆矾的工艺流程如图。
已知：常温下，题述条件下有关金属阳离子开始沉淀和沉淀完全的pH如表。
金属阳离子
开始沉淀的pH 2．2 5．8 4．2
沉淀完全的pH 3．2 8．8 7．7
回答下列问题：
（1）基态Fe、Cu原子核外未成对电子数之比为________。
（2）BeO为两性氧化物，BeO在“碱浸”工序时发生反应的离子方程式为________。
（3）滤液1的主要成分为________。工业上可电解熔融制备金属铍，电解过程中加入或NaCl，其作用是________。
（4）“氧化”工序时FeS发生反应的离子方程式为________。
（5）加试剂X调pH可得沉淀和滤液2，则所加试剂X为________，所调pH的范围为________。
（6）请你以、铁粉和稀硫酸为原料，设计一个简单的实验方案制备绿矾：
17．（12分）二甲醚（DME）作为一种新兴的基本有机化工原料，在制药、燃料、农药等化学工业中有许多用途，还是未来制取低碳烯烃的主要原料之一。回答下列问题。
（1）已知：的燃烧热，CO（g）的燃烧热，二甲醚的燃烧热，。则_____。
（2）恒温恒容条件下，能说明达到平衡的标志是______（填序号）。
A．的反应速率之比为4：2：1：1
B．的物质的量之比为4：2：1：1
C．混合气体的平均摩尔质量保持不变
D．容器中气体的密度保持不变
（3）在时，向容积为1L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的和CO且，发生反应，达到平衡时的体积分数对应图甲中点。
当起始时，反应达到平衡状态后，的体积分数可能对应图甲中的____（填“”“”或“”）点。
（4）某温度下，将2．0mol CO(g）和4．0mol（g）充入容积为2L的密闭容器中，反应达到平衡时，改变压强和温度，平衡体系中（g）的物质的量分数变化情况如图乙所示，关于温度和压强的关系判断正确的是_______（填序号）。
A．
B．
C．
D．
（5）在恒温恒压条件下，密闭容器中充入2．0molCO（g）和4．0mol（g）发生应，平衡时的转化率为50%。达到平衡时，______；平衡常数______（以分压表示，分压=总压×物质的量分数）。
18．（10分）金属钛（Ti）及其化合物在化工、医药、材料等领域具有广泛应用。请回答：
（1）基态钛原子中电子占据最高能级的符号为_________。
（2）钛与卤素形成的化合物熔点如下表：
熔点/℃ 377 -24 38．3 153
它们熔点差异的原因为__________。
（3）硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，部分结构如图所示。该阳离子中Ti与O的原子个数之比为________；二氧化钛是常用的具有较高催化活性和稳定性的光催化剂。可将氧化成，与互为等电子体的分子为_________（写出一种即可）。
（4）的结构如图所示：
①Ti（IV）的配位数为_________；N原子的杂化方式为_________。
②分子或离子中的大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数（如苯分子中的大π键可表示为），则配体中含有的大π键应表示为_________。
19．（12分）化合物H是一种抗菌药物，其合成路线如下：
已知：①
②卤原子为邻、对位定位基，硝基为间位定位基
请回答：
（1）下列说法不正确的是________。
A．D与足量氢气反应所得产物中含有4个手性碳原子
B．第①步所需试剂和条件i分别为浓硝酸、浓硫酸作催化剂并加热
C．E中的含氧官能团为酮羰基和羧基
D．I的分子式为
（2）B的结构简式是________。
（3）写出化合物E→F的化学方程式________。
（4）写出同时符合下列条件的化合物C的同分异构体的结构简式________。
①分子中只含一个六元碳环
②含有2个酯基，不含结构
③分子中共有5种不同化学环境的氢原子
（5）设计由和为原料合成的路线，用流程图表示（无机试剂任选）__________。
答案以及解析
1．答案：B
解析：稀土元素为ⅢB族元素，其单质均为活泼金属，A错误；某些过渡元素的单质或氧化物（如铁、钒的单质和氧化物）可作催化剂，该活性化合物具有催化性能，因此推测该化合物中可能含有过渡元素，B正确；纳米陶瓷铝合金是一种复合材料，C错误；该反应不属于化学反应，D错误。
2．答案：C
解析：与的反应随机发生，生成4种有机物完全反应，生成的分子数小于，A项错误；水解生成胶体是可逆的，制得10．7 g（即0．1 mol）胶粒，所需数大于，B项错误；在溶液中全部电离为和，溶液中存在电离平衡和水解平衡，如，，等，电离或水解可使溶液中离子总数增大，C项正确；和均由O原子构成，3．2 g和的混合气体即3．2 g O原子的数目为，D项错误。
3．答案：B
解析：根据氧化还原反应中同种元素化合价变化基本规律“不交叉变价”，反应I的离子方程式为是的氧化产物，是的还原产物，故A正确。中心原子Cl的价层电子对数，成键电子对数为3，孤电子对数为1，的空间结构为三角锥形，故B错误。根据反应历程分析，是催化剂，故C正确。由图分析可知，是中间产物，制备过程中几乎没有逸出，说明反应I生成相对较慢，活化能相对较高，而反应2消耗相对较快，活化能相对较低，故D正确。
4．答案：A
解析：若离子中为杂化，应为正四面体结构，A错误；和中的氮原子、中的氧原子价层电子对数都为4，所以的VSEPR模型结构相同，都是四面体形，B正确；由方程式可知，反应中NO中氮元素、铜元素的化合价降低，被还原，NO和是反应的氧化剂，部分中氮元素的化合价升高，被氧化，是反应的还原剂，C正确；氮气分子中含氮氮三键，一个三键中有2个π键，则每生成，反应生成2 mol π键，D正确。
5．答案：C
解析：第一步，明确题给条件→第二步，推断元素名称
W元素原子的M层没有成对电子→W为Na
X原子序数小于W，采取即杂化时，杂化轨道上有4个未成对电子→X为C
Y元素的第一电离能大于同周期相邻元素的，结合原子序数关系→Y为N
CZ分子与分子的价电子总数相同→Z为O
Q元素为金属元素且+1价离子的价层电子处于全充满状态，Q的硫酸盐可用于配制波尔多液→Q为Cu
第三步，判断选项正误
Cu元素处于ds区，A错误；氧元素形成的单质有和两种，为极性分子，B错误；同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，C正确，O、Na能够形成，中O—O键是非极性σ键，D错误。
6．答案：D
解析：第一步：明确题给条件→第二步：推断元素名称
第三步：判断选项正误
Na与O形成的化合物中存在离子键和非极性共价键，故A正确；常温下水是液态，和HCl都是气态，故B正确；元素非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性P
解析：根据放电时移动方向可知，放电时Li为负极，Se为正极，正极的电极反应式为，A错误；晶胞结构与类似，占据顶点和面心，填充在构成的四面体空隙中，B错误；石墨烯聚合物隔膜只允许通过，是为了防止硒扩散到另一极，从而提高电池工作效率，C正确；充电时，Li电极为阴极，电极反应式为电极为阳极，电极反应式为，当外电路中转移1 mol电子时，Li电极质量增加7 g，Se电极质量减少7 g，两极质量变化差为14 g，D错误。
8．答案：D
解析：由该电池的正极反应式可知，每消耗，理论上转移4 mol电子，即个电子，C正确，由电池总反应可知，工作过程中不消耗KOH，但生成的会保留在电解质溶液中，故工作一段时间后，KOH溶液的浓度会降低，D错误。
9．答案：D
解析：第一步：明确图中纵、横轴的含义。纵、横轴分别代表含Cu微粒的物质的量分布分数（δ）和溶液中游离氨的。第二步：理解图中的曲线变化，推断每条曲线代表的含义。由图可知，曲线a在最小时，物质的量分布分数最大，说明曲线a表示，随着升高，逐渐减小，的浓度逐渐增大，故曲线b是继续增大，浓度逐渐减小，的浓度逐渐增大，则曲线c表示，以此类推，曲线d表示，曲线e表示。第三步：结合选项分析确定答案。取d、e曲线的交叉点，此时，则，A错误；由上述分析得，当时，，即，同理得出，所以，B错误；时，依据电荷守恒，，所以，C错误；结合以上分析可知，，，把代入上式，M点时，，经过化简后可得，即满足M点时，，D正确。
10．答案：D
解析：平衡时，溶液Ⅱ中，，代入可得，A正确。未电离的HA、HB可自由穿过隔膜，故，溶液I和Ⅱ中也相等，结合可知，，因此溶液I中HA的电离度为，B正确。由溶液Ⅱ中的，知，，则，故，C正确。第一步：结合的表达式，代入溶液I和Ⅱ的pH计算。汇总可得，。第二步：将计算结果与题给条件比较。结合可得。第三步：计算最终数据。因此，D错误。
11．答案：D
解析：X分子中连有溴原子的碳原子为饱和碳原子，与之相连的2个碳原子、1个溴原子与该碳原子不可能处于同一平面，A项错误；1 mol Y分子中含有4mol碳氧键，B项错误；Z分子中含有酯基和氯原子，可以与NaOH溶液发生反应，C项错误；连有4种不同的原子或原子团的饱和碳原子为手性碳原子，Z分子中含有2个手性碳原子，D项正确。
12．答案：B
解析：由题图可知，X的分子式为，A项正确；M分子不具有对称性，故分子中苯环上的一氯代物有2种，B项错误；FAD分子中的酰胺键可发生水解反应，苯环可发生加成反应，苯环上的甲基、醇羟基等均可发生氧化反应，C项正确；手性碳原子是指连有四种不同的原子或原子团的饱和碳原子，X分子中含有4个手性碳原子（“*”标注）如图：，D项正确。
D 向酸性高锰酸钾溶液中通入，溶液褪色，加热后溶液不恢复紫红色，现象错误，且使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为具有还原性，与的漂白性无关 错误
13．答案：C
解析：菠菜剪碎后的灼烧操作为B选项，灰烬加蒸馏水后煮沸的操作为D选项，趁热过滤的操作为A选项，故不涉及的操作为C选项。
14．答案：D
解析：比较HClO和的酸性大小时应用pH计分别测定同浓度的NaClO溶液和溶液的pH，A不能达到实验目的；比较CuS和ZnS的溶度积大小时需向同浓度的和的混合溶液中滴加溶液，B不能达到实验目的；将淀粉溶液与稀混合加热，冷却后溶液显酸性，要检验葡萄糖需要先向其中加入过量NaOH至溶液显碱性，再加入新制的悬浊液并加热，C不能达到实验目的；向滴有酚酞的溶液中加入过量溶液，观察到溶液红色消失，则说明溶液中存在水解平衡，D能达到实验目的。
15．答案：（1）球形冷凝管；上口
（2）KSCN；溶液变红
（3）
（4）
解析：（1）B的名称是球形冷凝管；冷凝水从下口进，上口出，则B的出水口是上口。
（2）利用与形成血红色物质检验是否含有，若混有，则溶液变为血红色。
（3）中的质量分数为，B点的TG=80%，则B点表示结晶水完全失去，残留物的化学式为。
（4）600℃时TG=40%，得到的应该是铁，解得，则600℃时的氧化物，则有一所得固体为FeO，在空气中继续加热，FeO被空气中的氧气氧化，得到稳定的，化学方程式为。
16．答案：（1）4：1
（2）
（3）；增强熔盐的导电性
（4）
（5）CuO或或；pH<4．2
（6）将在稀硫酸中完全溶解，加入过量铁粉，过滤，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥即得绿矾
解析：（1）基态Fe原子价电子排布式为，含有4个未成对电子，基态Cu原子价电子排布式为，含有1个未成对电子，则二者所含未成对电子数之比为4：1。
（2）BeO为两性氧化物，BeO与NaOH溶液反应生成，其离子方程式为。
（3）废弃电子元器件中能够溶于NaOH溶液的只有BeO和，向碱浸液中加入稍过量稀盐酸酸化，会生成沉淀和、NaCl溶液，故滤液1的主要成分为、NaCl。加入或NaCl可增强熔盐的导电性。
（4）“氧化”工序时FeS发生反应的离子方程式为。
（5）根据表格中的数据知调节pH使沉淀完全而不沉淀，则pH的范围为pH<4．2。所加试剂X为CuO或或。
（6）以、铁粉和稀硫酸为原料制备绿矾的实验方案为将在稀硫酸中完全溶解，加入过量铁粉，过滤，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥即得绿矾。
17．答案：（1）-204．7
（2）C
（3）d
（4）BD
（5）；
（6）①；②<；该反应正反应是放热反应，温度越低，平衡常数越大，时，，则，温度降低，反应向正反应方向进行，气体分子数减小，压强减小
解析：由题意可得出①；②；③；④。根据盖斯定律，4×①+2×②-③+④可得目标反应，则。
（2）在化学反应中，无论反应是否达到平衡，各物质的化学反应速率之比都等于化学计量数之比，A错误；各物质的物质的量之比等于化学计量数之比，不能说明该反应达到平衡，B错误；，反应物和生成物都是气体，保持不变，该反应的正反应是气体分子数减小的反应，反应达到平衡时，不变，不变，因此混合气体的平均摩尔质量保持不变能说明反应达到平衡，C正确；，反应物和生成物都是气体，保持不变，恒容条件下，保持不变，所以始终不变，则混气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡，D错误。
（3）恰好等于和CO的化学计量数之比，此条件下平衡时的体积分数达到最大，当起始时，CO的物质的量减小，平衡时的体积分数减小。
（4）正反应为气体分子数减小的放热反应，温度越低、压强越大，二甲醚的物质的量分数越大。由图乙可知，在相同温度下，对应的二甲醚的物质的量分数依次减小，故；在相同压强下，对应的二甲醚的物质的量分数依次增大，故，故B、D正确。
（5）根据题目信息可列三段式：
，，，平衡常数。
（6）①，平衡时，则。
18．答案：（1）3d
（2）为离子晶体，熔点较高，为分子晶体，其相对分子质量增大，分子间范德华力增大
（3）1：1；（或等）
（4）①8；
②
解析：（1）基态钛原子的核外电子排布式为，但3d的能量高于4s，所以基态钛原子中电子占据最高能级的符号为3d。
（2）是离子化合物，形成的晶体是离子晶体，故有较高的熔沸点，Cl、Br、I元素的非金属性逐渐减弱，所形成的是共价化合物，形成的晶体是分子晶体，熔沸点较低，分子晶体熔沸点与其相对分子质量相关，相对分子质量越大，熔沸点越高（分子间有氢键的结构除外）。
（3）该阳离子中，每个Ti原子与2个O原子成键、每个O原子与2个Ti原子成键，Ti与O原子个数之比为1：1；二氧化碳、二硫化碳、一氧化二氮、氯化铍和的原子个数都为3、价电子数都为16，互为等电子体。
（4）①由球棍结构可知，每个配体中有两个O原子与形成环状结构，作为双齿配体，Ti的配位数是；中中心原子N原子的价层电子对数，无孤电子对，N原子采取杂化。
②在中，形成大π键的原子数为4，电子数为6，则配体中含有的大π键应表示为。
19．答案：（1）AC
（2）
（3）
（4）
（5）
解析：根据C、D的结构简式，结合B的分子式推知B为，结合已知条件①可知A为；G→I发生亚氨基取代氯原子的反应，则G为；F→C发生酯基的水解反应，推知F为；E→F发生取代反应，则E为。
（1）D与足量氢气反应所得产物中带“*”的为手性碳原子，即产物中含有3个手性碳原子，A错误；由已知信息②及A的结构简式知，应先发生硝化反应，得到对位硝基产物，再发生卤代反应得应，到A，B正确；中的含氧官能团为酮羰基和酯基，C错误；I的分子式为，D正确。
（4）C的分子式为，含有3个不饱和度，分子中只含一个六元碳环，含有2个酯基，用去3个不饱和度；则剩余碳原子均为饱和碳原子，再根据分子中共有5种不同化学环境的氢原子，不含结构，推知符合条件的结构简式为。
