2024届山西省高三上学期期末优生联考化学试卷（解析版）

这是一份2024届山西省高三上学期期末优生联考化学试卷（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：本题共7小题，每小题6分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生活密切相关。下列说法正确的是（ ）
A. 蚕丝制品的主要成分是纤维素
B. 糖类物质均有甜味
C. 油脂是产生能量最高的营养物质
D. 95%的酒精溶液是优良的医用消毒剂
【答案】C
【详解】A．蚕丝制品的主要成分为蛋白质，A错误；
B．并不是所有的糖都有甜味，例如纤维素、淀粉，B错误；
C．产生能量最高的营养物质是油脂，C正确；
D．医用消毒剂是75%的酒精溶液，D错误；
答案选C。
2. 橙花醇具有玫瑰及苹果香气，可作为香料，其结构简式如图所示。下列关于橙花醇的说法错误的是（ ）
A. 分子中所有碳原子可能处于同一平面
B. 既能发生取代反应，也能发生加成反应
C. 1ml橙花醇最多可与发生加成反应
D. 分子中既含有键，又含有键
【答案】A
【详解】A．与羟基相连的碳原子通过单键与3个其他碳原子相连，橙花醇分子中的所有碳原子一定不共面，A项错误；
B．含有羟基和碳碳双键，既能发生取代反应，也能发生加成反应，B项正确；
C．1m该物质中含有3ml碳碳双键，则1ml橙花醇最多消耗3mlBr，其质量为，C项正确；
D．碳碳双键中既有键，又含有键，D项正确；
故选A。
3. “肼合成酶”以其中的Fe2+配合物为催化中心，可将NH2OH与NH3转化为肼(H2N－NH2)，其反应历程如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A. Fe2+配合物可降低反应的焓变B. NH3和H2O分子的空间结构相同
C. 反应历程中铁的化合价没有发生变化D. NH2OH与NH3能形成分子间氢键
【答案】D
【详解】A．催化剂不能改变反应的焓变，A项错误；
B．为三角锥形，为V形结构，空间结构不同，B项错误；
C．由图可知，反应历程中铁得到或失去电子，化合价发生了变化，C项错误；
D．根据结构可知，分子与分子间存在氢键，D项正确；
故选D。
4. 由下列实验及现象推出的相应结论正确的是（ ）
【答案】B
【详解】A．向蔗糖溶液中滴加稀硫酸加热，除去里边的硫酸后，然后加入新制Cu(OH)2悬浊液，未察到砖红色沉淀，不是蔗糖未水解或水解的产物无还原性，A错误；
B．将石蜡油蒸汽通过炽热的碎瓷片，产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液，溶液紫红色褪去，只能确定产生不饱和烃，B正确；
C．相同浓度的碳酸钠和硫酸钠溶液中，分别滴加滴0.lml/LAgNO3溶液，Ksp小的先沉淀Ksp(Ag2SO4)>Ksp(Ag2CO3)，C错误；
D．饱和Na2SO4溶液能使蛋白质盐析，D错误；
故选B。
5. W、X、Y、Z是同周期主族元素，Y原子的最外层电子数是X原子次外层电子数的3倍，该四种元素与锂组成的一种电解质结构如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. Y、Z组成的化合物为非电解质
B. W的电负性比Y的强
C. W是同周期中原子半径最大的主族元素
D. 该物质中X原子满足8电子稳定结构
【答案】C
【分析】W、X、Y、Z是同周期主族元素，Y的最外层电子数是X次外层电子数的3倍，可知X的次外层电子数为2，Y的最外层电子数为6，且4种元素均为第二周期元素；由4种元素与锂组成的盐是一种新型电池的电解质，Z可形成4个共价键，则Z为C；Y可形成2个共价键，则Y为O；X可形成3个共价键和1个配位键，且空轨道由X提供，则X为B；W可提供电子对，且易得到1个电子，则W为F元素。综上所述W、X、Y、Z分别为F、B、O、C。据此分析可得。
【详解】A．O、C形成的CO和均为非电解质，A正确；
B．同周期元素从左至右非金属的非金属性逐渐增强，则电负性也呈现逐渐增强的趋势，即F＞O，B正确；
C．同周期元素，从左至右，原子半径逐渐减小，则W(F元素)为同周期原子中半径最小的元素，C错误；
D．该化合物中F、B、O、C均满足8电子稳定结构，D正确；
故选C。
6. 磷酸铁锂电池是当今应用广泛的一种锂电池，其主要原料是磷酸铁(FePO4)，电解法制备磷酸铁的原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A 石墨上发生氧化反应
B. 电源左侧是负极
C. 生成FePO4的电极反应式为FeP+8e-+4H2O=FePO4+8H+
D. 当外电路中有2ml电子通过时，理论上有2mlH+通过交换膜
【答案】D
【分析】由图可知，FeP转化为FePO4，磷元素化合价升高失电子，故FeP电极是阳极，C电极为阴极，据此解答。
【详解】A．石墨电极为阴极，发生还原反应，A错误；
B．由分析可知，FeP电极是阳极，则电源左侧是正极，B错误；
C．FeP转化为FePO4，发生失电子的氧化反应，则生成FePO4的电极反应式为：FeP-8e-+4H2O=FePO4+8H+，C错误；
D．根据阳极电极反应式：FeP-8e-+4H2O=FePO4+8H+，H+向阴极移动，电路中转移电子的数目与通过质子交换膜的H+数目相等，则当外电路中有2ml电子转移时，理论上有2mlH+通过交换膜，D正确；
故选D。
7. 室温下，向20ml0.1ml/LNaB溶液中滴入等浓度的HA溶液，混合溶液中lg与lg的关系如图所示。已知室温下，Ka(HA)=2.5×10-4.下列说法错误的是（ ）
A. Kh(NaB)=4×10-10
B. 滴入20mLHA溶液后，溶液中存在关系：c(A-)>c(HB)
C. pH=5时，的值比pH=3时的小
D. 滴入20mLHA溶液后，溶液中存在关系：c(A-)+c(B-)>c(Na+)
【答案】C
【分析】由图知，=-1时、=0，即时、=1，常温下，，已知Ka(HA)=2.5×10-4，则Ka(HB)=2.5×10-5，据此回答；
【详解】A．Kh(NaB)= =4×10-10，A正确；
B．滴入20mlHA溶液后，NaB与HA恰好反应得到等物质的量浓度NaA和HB混合溶液，NaA微弱水解，HB微弱电离，由于Ka(HA)=2.5×10-4，，则Ka(HB)= 2.5×10-5，可推知HB电离程度大于NaA水解程度，则混合溶液成酸性，则存在关系：c(A-)＞c(HB)，B正确；
C．，与pH无关，或者说pH=5时的值与pH=3的一样大，C错误；
D．滴入20mlHA溶液后， NaB与HA恰好反应得到等物质的量浓度NaA和HB混合溶液，按电中性可知：溶液中存在关系：c(A-)+c(OH-)+c(B-)=c(Na+)+c(H+)，因HB电离程度大于NaA水解程度，则混合溶液成酸性，故c(OH-)c(Na+)，D正确；
故选C。
二、非选择题：共58分。
8. 亚铁氰化钾晶体俗名黄血盐，化学式为，可溶于水，难溶于乙醇。用含NaCN的废液合成黄血盐的主要工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）NaCN中碳元素的化合价为___________。
（2）“反应器”中投入等体积、等浓度的溶液和溶液，发生主要反应的离子方程式为___________________。
（3）“过滤1”后可以向滤液中加入少量铁粉，目的是___________________；滤渣2的主要成分是___________(填化学式)；“转化器”中生成黄血盐晶体的反应类型为___________。
（4）实验室进行“步骤a”的具体操作为_______________。
（5）样品的纯度测定：
步骤1：准确称取8.884g黄血盐样品加入水中充分溶解，并配制成100.00mL溶液。
步骤2：量取25.00mL上述溶液，用的酸性高锰酸钾溶液滴定，达到滴定终点时，共消耗酸性高锰酸钾溶液30.50mL。
已知：。
①配制100.00mL样品待测液，必须用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___________。
②该样品的纯度是___________(保留4位有效数字)。
③下列操作会使测定结果偏高的是___________(填字母)。
A．步骤1过程中黄血盐所含亚铁在空气中部分氧化
B．滴定前仰视滴定管读数，滴定后读数正确
C．滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后尖嘴部分无气泡
【答案】（1）+2 （2）
（3）防止Na4[Fe(CN)6]被氧化 除去过量的钙离子 络合反应
（4）用玻璃棒引流向漏斗中加乙醇至没过沉淀，待乙醇自然流下，重复操作2～3次
（5）①. 100.00mL容量瓶 ②. 95.0% ③. C
【分析】含NaCN的废液中加入FeSO4、CaCl2反应生成Na4[Fe(CN)6]、CaSO4、NaCl，过滤除去硫酸钙，然后加入碳酸钠除去过量的钙离子，过滤除去碳酸钙；加入KCl溶液使Na4[Fe(CN)6]转化为Na4[Fe(CN)6]⋅3H2O，过滤，用乙醇洗涤、干燥，最后得到产品；据此分析解题。
【详解】（1）NaCN中碳元素的化合价为+2价，故答案为：+2。
（2）由流程可知，反应器中NaCN、FeSO4、CaCl2反应，根据质量守恒和最终产物Na4[Fe(CN)6]⋅3H2O推断反应生成Na4[Fe(CN)6]、CaSO4、NaCl，发生的主要反应为，故答案为：。
（3）反应过滤后，“过滤1”中Fe为+2价，加入少量铁粉，可已知Fe的氧化，然后加入碳酸钠除去过量的钙离子，过滤除去碳酸钙，反应器中NaCN、FeSO4、CaCl2反应生成Na4[Fe(CN)6]为络合反应；故答案为：防止Na4[Fe(CN)6]被氧化；除去过量的钙离子；络合反应。
（4）亚铁氰化钾晶体可溶于水，不溶于乙醇，第2次过滤得到亚铁氰化钾晶体，为了除去晶体表面的杂质残液，可以乙醇洗涤，故实验室进行步骤a的操作为用玻璃棒引流向漏斗中加乙醇至没过沉淀，待乙醇自然流下，重复操作2～3，故答案为：用玻璃棒引流向漏斗中加乙醇至没过沉淀，待乙醇自然流下，重复操作2～3次。
（5）①配制100.00mL样品待测液，必须用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和100.00mL容量瓶，故答案为：100.00mL容量瓶；
②根据方程式可知，则样品中Na4[Fe(CN)6]的物质的量为，则该样品的纯度是，故答案为：95.0%；
②A．步骤1过程中黄血盐所含亚铁在空气中部分氧化，导致标准液用量减少，结果偏低，故A错误；
B．滴定前仰视滴定管读数，滴定后读数正确，导致读数偏小，结果偏低，故B错误；
C．滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后尖嘴部分无气泡，导致标准液用量偏大，结果偏高，故C正确；
故答案为C。
9. 连二亚硫酸钠()也叫做保险粉，是一种重要化工产品，易溶于水、难溶于甲醇，在碱性介质中比较稳定，在空气中易被氧化。某化学小组用如图所示装置(夹持仪器已省略)制取。
回答下列问题：
（1）仪器a的名称是___________，用装置A制备时所选用的酸，你认为下列最适宜选用的是___________(填字母)。
A．浓盐酸 B．质量分数为70％的
C．稀硝酸 D．质量分数为10％的稀硫酸
（2）单向阀的作用是_____________________，制备保险粉前先打开仪器a的活塞的目的是_____________________。
（3）已知三颈烧瓶中的甲酸转化为，写出生成的化学方程式：_____________________。
（4）是一种常用的还原剂，写出它与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式：_____________________。
（5）固体隔绝空气加热使之完全分解得到固体产物、和气体，设计实验方案检验产物中含有的：_____________________(写出实验操作、现象及结论)。
（6）称取粗产品加水溶解，用NaOH溶液碱化后，加入一定量的溶液恰好完全反应()，将溶液中生成的纳米级的银粉过滤、洗涤、干燥后称重，得到银，则粗产品中连二亚硫酸钠的纯度为___________(含、的表达式)。
【答案】（1）恒压滴液漏斗 B
（2）防止倒吸 可排尽A中的空气
（3）
（4）
（5）取少量加热后的固体，滴加稀盐酸，若有淡黄色固体产生，则含有
（6）
【详解】（1）仪器a的名称是恒压滴液漏斗，用装置A制备时所选用的酸，因使用质量分数为70％的，浓盐酸和稀硝酸易挥发，容易引入杂质，质量分数为10％的浓度太低。
（2）单向阀的作用是防止倒吸，保险粉在空气中易被氧化，制备保险粉前先打开仪器a的活塞，可排尽A中的空气，防止保险粉被氧化。
（3）甲酸转化为，生成的化学方程式为。
（4）常作还原剂，与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程为。
（5）固体隔绝空气加热使之完全分解得到固体产物、和气体，若想设检验产物中含有的，因可取少量加热后的固体，滴加稀盐酸，若有淡黄色固体产生，则含有。
（6）称取粗产品加水溶解，用NaOH溶液碱化后，加入一定量的溶液恰好完全反应()，反应方程式为，将溶液中生成的纳米级的银粉过滤、洗涤、干燥后称重，得到银，即，则消耗的为，，则粗产品中连二亚硫酸钠的纯度为。
10. 研发CO2利用技术，降低空气中CO2含量是目前科学家研究的热点之一、CO2与H2在催化作用下生成可再生资源甲醇，相关反应如下：
反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H”“
（2）250℃ 反应I的正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，产率降低；温度升高，催化剂的活性下降，产率降低（合理即可）
（3）①. A ②. （4）2.17
（5）8
【详解】（1）反应II在低温或常温下不能自发进行，需要高温可自发，为使，故该反应；
（2）由图乙中可以看出，250℃时CH3OH的产率最高，所以合成CH3OH最适宜的温度是250℃；降低的可能原因是：反应I的正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，产率降低；温度升高，催化剂的活性下降，产率降低（合理即可）；
（3）①A．从反应体系中分离出甲醇，反应I正向移动，有利于提高反应物的转化率，A正确；
B．向容器按原比例再充入反应物，温度不变，压强增大，反应I平衡正向移动，达到新平衡时各组分的体积分数改变，B错误；
C．当v生成(CH3OH)=v生成(CO2)，生成二氧化碳的反应的两个，故不能说明反应达到了平衡状态，C错误；
D．工业合成甲醇时，催化剂不能影响平衡移动，不能提高甲醇产率，D错误；
故选A；
②达到平衡后，根据方程式得关系式：，则参加反应的CO2为0.3ml，设生成，
，
故平衡后，，，，
，，，，反应II用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数
（4）活化能最大的步骤反应速率最慢是反应的决速步骤，根据反应历程如下图可以看出活化能最大，2.98-0.81=2.17eV；
（5）以面心Zr4+为参考，每个晶胞中有4个O2-与Zr4+距离最近，面由两个晶胞共用，故Zr4+配位数为8；晶胞中Zr4+位于顶点和面心，个数为，O2-位于晶胞体心，个数为8，则一个晶胞含有4个ZrO2，质量为，晶胞体积为a3×10-30 cm3，可知；
11. 化合物H是合成某药物的中间体，其合成路线如下：
已知：
回答下列问题：
（1）A的化学名称是___________，化合物C中的官能团名称是___________。
（2）A→B反应试剂和条件为___________，B→C的反应类型为___________。
（3）G的结构简式为___________。
（4）写出C→D的化学方程式：_____________________。
（5）写出同时符合下列条件的D的同分异构体(不考虑立体异构)；___________(任写一种)。
①能与FeCl3溶液发生显色反应；
②1H-NMR谱和IR谱检测表明：分子中共有5种不同化学环境的氢原子，含有-NH2和碳碳双键。
（6）利用以上合成路线中的信息，设计以硝基苯和ClCH2COCl为原料合成的路线：_____________________(用流程图表示，无机试剂任选)。
【答案】（1）氟苯 氨基和碳氟键
（2）浓硝酸、浓硫酸混合加热 还原反应
（3）
（4）
（5）、、
（6）
【分析】A是，A与浓硝酸、浓硫酸混合加热发生取代反应产生B：，B与Fe/HCl发生还原反应产生C：，C与(CH3CO)2O发生-NH2上H原子的取代反应产生D：，D与HOSO2Cl、NH3·H2O反应产生E（），E在H2O/H+作用下反应产生F（），F与HCl/H2O2反应产生G：，G与C7H7Br在t-BuONa作用下发生取代反应产生H（），据此分析解答。
【详解】（1）A的化学名称是氟苯（由溴苯推测）；化合物C：，官能团名称是氨基和碳氟键；
（2）A（）与浓硝酸、浓硫酸混合加热发生取代反应产生B（）；B与Fe/HCl发生还原反应产生C：；
（3）F（），F与HCl/H2O2反应产生G，G的结构简式：；
（4）C（）与(CH3CO)2O发生-NH2上H原子的取代反应产生D，方程式为：；
（5）化合物D是，其同分异构体满足条件：①能与FeCl3溶液发生显色反应，说明含酚羟基；②1H－NMR谱和IR谱检测表明：分子中共有5种不同化学环境的氢原子，含有-NH2和碳碳双键，则符合要求的同分异构体结构简式是、、；
（6）硝基苯与Fe/HCl作用发生还原反应产生苯胺，苯胺与ClCH2COCl在加热90℃条件下发生-NH2上的取代反应产生，该物质与AlCl3混合加热就制取得到目标产物：，故制取流程为：。选项
实验
现象
结论
A
向蔗糖溶液中滴加稀硫酸，加热，然后加入新制Cu(OH)2悬浊液，加热
未观察到砖红色沉淀
蔗糖未水解或水解的产物无还原性
B
将石蜡油蒸汽通过炽热的碎瓷片，产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液
溶液紫红色褪去
石蜡油分解产物中含有不饱和经
C
在lmL相同浓度的碳酸钠和硫酸钠溶液中，分别滴加滴0.lml/LAgNO3溶液
碳酸钠溶液中出现沉淀
Ksp(Ag2SO4)