精品解析：陕西西安高新第一中学2027届高三上学期第四次考试 化学试卷

高三化学试题 (考试时长：75分钟；试卷分值：100分) 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 Li-7 N-14 O-16 F-19 Cl-35.5 Ti-48 Fe-56 Ni-59 Br-80 Ce-140 第Ⅰ卷(共42分) 一、选择题：共14小题，每小题3分，共42分。在给出的四个选项中，只有一项符合题意。 1. 化学与生产、生活、科技息息相关，下列叙述错误的是 A. 碲化镉光伏发电系统利用光生伏特效应，可将化学能直接转化为电能 B. 石墨烯增强聚乙烯复合材料中，石墨烯的加入可提高材料的导电性 C. “祝融号”火星车使用的新型铝基碳化硅复合材料中的碳化硅是一种新型无机非金属材料 D. 国产的5 nm制程“麒麟9000 L”手机芯片的主要成分是单质硅 【答案】A 【解析】 【详解】A．碲化镉光伏发电系统基于光生伏特效应工作，是将光能直接转化为电能，过程中不存在化学能向电能的转化，A错误； B．石墨烯具有优良的导电性能，将其加入绝缘的聚乙烯基体中制备复合材料，可有效提高材料的导电性，B正确； C．碳化硅（）属于高温结构陶瓷，是典型的新型无机非金属材料，可用于制备航天探测所需的高性能铝基复合材料，C正确； D．晶体硅是性能优异的半导体材料，是制备手机芯片的核心原料，制程芯片的主要成分为单质硅，D正确； 故选A。 2. 下列化学用语表述正确的是 A. As最高能级电子云轮廓图为球形 B. 顺-2-丁烯的分子结构模型： C. CaF2的电子式 D. 在氨水中，NH3与H2O分子间的氢键的主要形式可表示为 【答案】B 【解析】 【详解】A．As为33号元素，基态核外电子排布为，最高能级为4p，p能级的电子云轮廓图为哑铃形，并非球形，A错误； B．顺-2-丁烯的结构特征是两个甲基位于碳碳双键的同侧，题给球棍模型中，两个连有3个氢原子的甲基处于碳碳双键的同侧，双键碳上的氢原子处于双键另一侧，符合顺-2-丁烯的结构，B正确； C．CaF2为离子化合物，由和两个独立的构成，正确电子式为，C错误； D．氨水中，O的电负性大于N，O-H键极性强于N-H键，且N原子孤对电子的给电子能力强于O原子，因此分子间氢键的主要形式为，D错误； 故选B。 3. 一种利用尿素制备水合肼的方法为，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 1mol18OH-含中子数11NA B. 6gCO(NH2)2中键的数目为0.8NA C. 每生成1molN2H4·H2O，转移的电子数为2NA D. 0.1mol·L-1Na2CO3溶液中，含碳微粒的总数为0.1NA 【答案】C 【解析】 【详解】A．1个中，含10个中子，不含中子，共含10个中子，故1mol该离子含中子数为，A错误； B．尿素的摩尔质量为，6g尿素物质的量为0.1mol，1个尿素分子含7个键，故键数目为，B错误； C．反应中中由+1价降为-1价，每个得到2个电子，每生成1mol消耗1mol，转移电子数为，C正确； D．题目未给出溶液的体积，无法计算含碳微粒的总物质的量，D错误； 故选C。 4. 下列玻璃仪器在相应实验中选用合理的是 A. 重结晶法提纯苯甲酸：①⑥⑦ B. 用酸性高锰酸钾溶液滴定溶液：④⑥ C. 分离苯和四氯化碳：③⑦ D. 制取蒸馏水：①②⑤⑥ 【答案】B 【解析】 【详解】A．重结晶法提纯苯甲酸，具体操作为加热溶解、趁热过滤、冷却结晶，用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒、酒精灯，用不到锥形瓶，A错误； B．用酸性高锰酸钾溶液滴定溶液，需要用到酸式滴定管和锥形瓶，也就是用到图中的④⑥，B正确； C．苯和四氯化碳互溶，但沸点相差较大，分离苯和四氯化碳，采用蒸馏法，不能使用分液法，C错误； D．制取蒸馏水，需要使用酒精灯、蒸馏瓶、锥形瓶、直形冷凝管等，图中②为球形冷凝管，D错误； 故答案选B． 5. 某抗凝血作用的药物Z可用下列反应合成，下列说法不正确的是 A. 与溴水反应，最多消耗 B. 水解，最多能消耗 C. Z分子中所有碳原子均处于同一平面上 D. 可用酸性溶液检验产品Z中是否含有X 【答案】D 【解析】 【详解】A．由结构简式可知，X分子中含有酚羟基，能与溴水发生取代反应，反应时苯环邻对位上的氢原子能被溴原子取代，则1molX最多消耗2mol溴，故A正确； B．由结构简式可知，Y分子中含有的酯基能与氢氧化钠溶液反应，其中1mol酚酯基能消耗2mol氢氧化钠，所以1molY发生水解反应时最多能消耗3mol氢氧化钠，故B正确； C．由结构简式可知，Z分子中苯环、碳碳双键和酯基都为平面结构，所以分子中所有碳原子均处于同一平面上，故C正确； D．X分子中酚羟基和Z分子中的碳碳双键都能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液褪色，所以不能用酸性高锰酸钾溶液检验产品Z中是否含有X，故D不正确； 故选D。 6. 在室温下存在平衡，利用现代手持技术传感器可以探究压强对该平衡的影响。在恒定温度和标准压强条件下，往针筒中充入一定体积的气体后密封并保持活塞位置不变。分别在、时迅速移动活塞后保持活塞位置不变，测定针筒内气体压强变化如图所示。下列说法正确的是 A. 反应速率：C点，F点 B. 反应的平衡常数： C. 体系颜色的深浅： D. 时是向外拉注射器活塞，时是向内推活塞 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，C点到D点过程中，针筒内气体压强增大，即气体分子数增加，平衡逆向移动，则C点；F点之后一段时间内，针筒内气体压强减小，即气体分子数减少，平衡正向移动，则F点，A错误； B．平衡常数K只与温度有关，温度恒定，则K不变，即，B错误； C．E点到F点，针筒内气体压强迅速增大，即针筒内气体体积迅速减小，NO2浓度也迅速增大，F点之后一段时间内平衡正向移动，NO2浓度减小建立新平衡，H点（平衡点）NO2浓度较小，且E点NO2浓度最小，则体系颜色的深浅：F>H>E，C错误； D．B点至C点，针筒内气体压强迅速减小，即针筒内气体体积迅速增大，则B点时进行的操作是拉注射器活塞；E点到F点，针筒内气体压强迅速增大，即针筒内气体体积迅速减小，则E点时进行的操作是推注射器活塞，D正确； 故答案选D。 7. 从微观视角探析物质结构和性质是学习化学的有效方法之一、下列实例与解释相符的是 选项 实例 解释 A 萘()易溶于四氯化碳 萘与四氯化碳中均含有非极性共价键 B 、、的键角依次减小 孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力 C 邻羟基苯甲酸的酸性强于苯甲酸 邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，利于羧基电离出H⁺ D 熔点： 相对分子质量越大，范德华力越强 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．萘和四氯化碳均为非极性分子，根据相似相溶原理萘易溶于四氯化碳，四氯化碳中的C-Cl键为极性共价键，溶解原因与是否含非极性共价键无关，A错误； B．，因此的价层电子对数=2+0=2，中心N为杂化、无孤电子对，键角为；，价层电子对数=3+0=3，中心N为杂化、无孤电子对，键角为；，价层电子对数=2+1=3，中心N为杂化、含1对孤电子对，键角小于。其中与的键角差异源于杂化类型（价层电子对数）不同，并非孤电子对的斥力作用，解释无法完整说明三者键角依次减小的原因，B错误； C．邻羟基苯甲酸可形成分子内氢键，能够稳定羧基电离出后生成的羧酸根负离子，降低羧基中O-H键的电子云密度，促进羧基电离，因此酸性强于苯甲酸，实例与解释相符，C正确； D．为离子晶体，熔点由较强的离子键决定，远高于分子晶体的、；、为分子晶体，熔点由范德华力决定，相对分子质量，故熔点。该熔点顺序的成因包含晶体类型的差异，并非单纯由相对分子质量决定的范德华力强弱导致，解释与实例不匹配，D错误； 故选C。 8. 卤代烃的取代反应和消去反应是竞争反应。卤代烃在纯溶剂中会发生溶剂解，溶剂解反应生成两种产物的机理分别为： 下列说法不正确的是 A. 两种反应机理的决速步骤是相同的 B. 把反应物中一个甲基换成，降低键的极性，反应更难进行 C. 该反应机理中的中间产物中的所有碳原子均为杂化 D. 把换成，消去产物比例增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．2种机理都是第一步形成碳正离子的步骤为慢反应，为决速步，所以决速步骤相同，A正确； B．把反应物中一个甲基换成，降低了键的极性，更难生成碳正离子，反应更难进行，B正确； C．中间产物(叔丁基正离子)中甲基上碳为sp3杂化，而中心C原子为sp2杂化，C错误； D．把水换成乙醇后，提供孤对电子的依然是氧原子，但是乙醇的体积较大，进攻处在结构中间的碳正离子的能力降低，更易进攻处在外围的氢原子，所以消去产物比例增大，D正确； 故选C。 9. X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素。基态X原子中电子对的数目、未成对电子数均与其所在周期数相同，Y与X相邻，基态Z原子最高能级的电子有4种运动状态，M与Y同主族，Q在同周期主族元素中第一电离能最大。下列说法正确的是 A. 元素的非金属性：M>Q B. 双原子分子的稳定性：Z>Y C. 元素的电负性：Q>Z D. 简单气态氢化物的键角：Y>M 【答案】D 【解析】 【分析】X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素，基态原子中电子对的数目、未成对电子数均与其所在周期数相同，则X位于第二周期，电子排布为，共2对电子、2个未成对电子，X为；Y与X相邻，原子序数更大，Y为；Z最高能级有4种运动状态的电子，每个电子运动状态不同，即最高能级有4个电子，Z原子序数大于氮，第二周期最高能级为，Z的最高能级为，Z为；M与Y同主族，M为；Q在同周期主族元素中第一电离能最大，同周期主族元素，从左往右第一电离能有增大的趋势，则Q为，由此解答； 【详解】A．M为，Q为，同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，故非金属性即，A错误； B．Z对应的双原子分子为，Y对应的双原子分子为，分子内存在氮氮三键，键能远大于分子内的双键键能，故稳定性即，B错误； C．电负性反映元素原子对成键电子的吸引能力，在中为+1价、为-2价，说明原子对成键电子的吸引能力更强，故电负性即，C错误； D．Y的简单气态氢化物为，M的简单气态氢化物为，二者中心原子均为杂化且均含1对孤电子对，的电负性大于，中成键电子对更靠近中心原子，成键电子对间斥力更大，键角更大，故键角即，D正确； 故选D。 10. 氧化铈(CeO2)可作为光催化材料，在光催化过程中晶胞的组成变化如图所示，下列说法错误的是 已知：的空缺率 A. 晶胞中距最近的的个数为8 B. 每个晶胞中的个数为8x C. 催化过程中产生的晶体，则此晶体中的空缺率为25% D. 晶胞为立方晶胞，其棱长为，则晶体的密度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．晶胞中采取面心立方堆积，填充全部四面体空隙，距最近且等距的共8个，A正确； B．晶胞中的总个数为，晶胞中总数为，设个数为，则个数为，根据化合物电中性原则：，解得，即每个晶胞中个数为，B正确； C．取与，总的物质的量为，总的物质的量为；若全部形成，对应的总位置数为，即氧空位数为，根据空缺率公式，空缺率为，C错误； D．1个晶胞含4个单元，晶胞质量为，晶胞棱长为，晶胞体积为，晶体密度，D正确； 故选C。 11. 高聚物G的合成路线如图所示。 下列说法正确的是 A. 反应①中参加反应的A、B、D的物质的量之比为 B. 由聚乙二醇与甲醇发生分子间脱水反应可制得高分子化合物A C. 1 mol G与足量NaOH溶液反应，最多消耗 D. 若反应②的原子利用率为100%，则F的结构简式为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由E结构可知参加反应的A、B、D的物质的量之比为，A错误； B．根据A的结构简式可知，聚乙二醇和甲醇发生取代反应生成A和水，实现分子间脱水得到高分子化合物A， B正确； C．1 mol G中主链上存在1个酯基发生水解反应，消耗。个重复单元中的酰胺基发生水解反应，消耗。五元环中的环状酸酐结构发生水解反应后消耗 。侧链上的溴原子发生水解反应，消耗，一共消耗 ，C错误； D．②的原子利用率为100%，为加成反应，根据E和G的结构简式可知，F的结构简式为，D错误； 故答案选B。 12. 废水处理过程中可回收有价值的金属，减少资源浪费。某工厂回收废水中含有的重金属镍离子，经化学中和沉淀后分离出，采取双电池联合电解回收镍，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A. 甲和丙是原电池，乙是电解池 B. 交换膜A和交换膜B都是阳离子交换膜 C. 碳棒b电极的反应： D. 若甲中铁棒质量减小，丙中金属锂质量减小，则此时回收金属镍 【答案】D 【解析】 【分析】通过电解方法将转化为镍，分析装置图可知，装置乙是电解池，不锈钢电极应为阴极，电极反应为，碳棒为阳极，电极反应为；装置甲和丙是原电池，碳棒和光催化电极是正极，铁棒和金属锂是负极。据此进行分析。 【详解】A．根据分析可知，A正确； B．碳棒所在区域溶液浓度增大，与沉淀中和生成，需要迁移到阴极得电子回收镍，所以交换膜、是阳离子交换膜，B正确；　 C．根据分析可知，C正确；　 D．若甲中铁棒质量减小，则甲中转移电子的物质的量为，同时丙中金属锂质量减小，则丙中转移电子的物质的量为，因此乙中共转移电子，则回收的金属镍为，即，D错误。　 故选D。 13. 液氨和液态CO2合成尿素发生如下反应，其中反应I是快反应，反应Ⅱ是慢反应。 反应I：CO2(l)＋2NH3(l)NH2COONH4(l) ΔH1=-117 kJ·mol−1 反应Ⅱ：NH2COONH4(l)NH2CONH2(l)＋H2O(l) ΔH2=＋16 kJ·mol−1 起始投料n0(CO2)=1 mol，n0(NH3)=x mol，反应20 min时，体系中含碳或氮物种的物质的量随温度的变化关系如图。 下列说法错误的是 A. x=4.5 B. b线所示物种为NH2CONH2(l) C. T0 K时，CO2(l)的转化率为66.7% D. 总反应的平衡常数K(450K)>K(600K) 【答案】B 【解析】 【详解】A．300K时，反应I（快反应）已基本达到平衡，反应II（慢反应）几乎不发生。剩余CO2：0.4mol，则反应I消耗CO2：1−0.4=0.6mol，反应I消耗NH3：2×0.6=1.2mol，a线为剩余NH3（含氮物种中量最多），300K时为3.3mol初始NH3的物质的量：x=3.3+1.2=4.5mol，A正确； B．反应II是慢反应，低温下反应速率极慢，几乎不生成尿素。300K时，尿素的物质的量应接近0，但b线300K时已有0.4mol，显然不是尿素。b线实际是中间产物氨基甲酸铵（NH2COONH4）：低温下反应I快速进行，中间产物积累；温度升高后反应II速率加快，消耗中间产物，因此b线先增后减(图中是高温下减小的过程T>300K的高温下)。尿素对应的是图中从0开始、先升后降的曲线：低温下生成量少，温度升高反应II加快，尿素量增加；温度过高时总反应（放热）逆向，尿素量减少，B错误； C．T0时，体系中所有含碳物种只有3种，根据碳元素守恒，三者的物质的量之和永远等于初始CO2的物质的量：，T0点是三条含碳曲线的交点，说明此时三种含碳物种的物质的量完全相等：，联立两式得到：，因此，转化的CO2物质的量为：，CO2的转化率为：，C正确； D．总反应是放热反应（ΔH<0），平衡常数随温度升高而减小。因此温度较低的450K时，平衡常数更大，D正确； 故答案选B。 14. 时，用的溶液滴定同浓度的溶液，被滴定分数、及微粒分布分数[，表示、或]的关系如图所示。下列说法正确的是 A. 时，的第一步电离平衡常数 B. c点溶液中： C. b点溶液中： D. a、b、c、d四点溶液中水的电离程度： 【答案】B 【解析】 【分析】由图可知，a、b、c、d所在实线为的溶液滴定同浓度的溶液的滴定曲线，当＜1时，H2A部分反应，溶液中溶质为NaHA和H2A；当=1时，反应生成NaHA，NaHA溶液显酸性；当2＞＞1时，溶液中溶质为NaHA和Na2A；当=2时，反应生成Na2A，Na2A溶液显碱性。 【详解】A．、时，点溶液中，的第二步电离平衡常数，的第一步电离平衡常数，A错误； B．点溶液中溶质为和，且，由电荷守恒可知，，即，故，B正确； C．点溶液中，溶质主要含有，由图像可知，C错误； D．未加氢氧化钠溶液时，电离出氢离子，抑制水的电离，加入氢氧化钠溶液后，酸逐渐被中和生成盐，对水的电离的抑制程度减弱，当酸碱恰好完全中和时，溶液中的溶质为，对水的电离的促进程度最大，故a、b、c、d四点溶液中水的电离程度大小关系为，D错误； 故选B。 第Ⅱ卷(共58分) 二、填空题：本题包括4小题，共58分。 15. 全钒液流电池的电解液来自钢铁冶炼后产生的含钒钢渣（CaO、Fe2O3、SiO2、）与钛白废酸（H+、Fe2+、、），实现了“以废治废”。工艺流程如下： 已知：①在空气中焙烧时转化为稳定的+5价，+5价在酸性条件下以形式存在，碱性条件下以形式存在；滤渣中含等物质； ②有机萃取剂P204（记为）能选择性萃取和，萃取原理为，其中org表示有机溶液； ③25℃时，。 回答下列问题： （1）“焙烧”时，在空气中与碳酸钠反应的化学方程式为_____。 （2）“还原”中加入的主要目的是_____。 （3）“萃取”使用的P204可与VO2+形成配合物，结构如图（R代表烷烃基），钒易进入有机相的原因有_____（填序号）。 A. 钒与O形成配位键 B. 配位时钒的化合价发生变化 C. 烷基链具有疏水性 D. 配合物与水能形成分子间氢键 （4）“反萃取”中加入将转化为的离子方程式为_____，不宜过量的原因可能有：①与生成，使减小，不利于反萃取进行；②_____。 （5）“反萃取”后溶液中，“沉钒”时钒元素转化为并沉淀，此时溶液总体积为，若使钒元素沉降率达到90%，应调节溶液中至少为_____。 （6）该流程中可循环利用的物质除外，还有_____（填化学式）。 【答案】（1） （2）将溶液中的还原为，将还原为，利于的萃取，实现钒与铁元素的分离  （3）AC （4） ①. ②. 和在酸性条件下生成，污染环境 （5）0.32 （6）P204、 【解析】 【分析】由流程可知，向含钒钢渣（CaO、Fe2O3、SiO2、）中加入碳酸钠后在空气中焙烧，将三氧化二钒转化为钒酸钠、二氧化硅转化为，向焙烧渣中加入钛白废酸，转化为硅酸、转化为硫酸钙、转化为铁离子、转化为，溶液中的钒元素以存在，过滤得到含有、、的滤渣，含有、的滤液；滤液加铁粉把和分别转化为与，便于萃取；加P204萃取分液，有机层中含有，加稀硫酸和“反萃取”，把转化成，加氨气和氯化铵的混合液生成沉淀，过滤得到钒酸铵，钒酸铵煅烧分解生成五氧化二钒；水层含有，通入稀硫酸和氧化为，再加反应生成氢氧化铁沉淀，过滤，得到的滤液中含有硫酸钾、氯化钾、氢氧化钠等，得到的沉淀经转化得透明氧化铁，据此分析。 【小问1详解】 被空气中氧气氧化为+5价钒，碱性条件下生成，化学方程式为； 【小问2详解】 有机萃取剂会萃取和，加入Fe还原剂将溶液中的还原为，将还原为，使Fe留在水层，利于的萃取，实现钒铁分离； 【小问3详解】 A：钒与萃取剂的O形成配位键生成稳定配合物，才能进入有机相，A正确； B：配位过程仅形成配位键，钒的化合价不发生变化，B错误； C：烷烃基R为疏水性，使配合物易溶于有机溶剂，难溶于水，C正确； D：若配合物与水形成氢键，会易溶于水，不利于进入有机相，D错误； 故选AC。 【小问4详解】  →，V升1价；ClO⁻→Cl⁻，Cl降2价，离子方程式：；反应体系为酸性环境，过量的会和生成的会在酸性条件下生成有毒的，污染环境。 【小问5详解】 沉降率90%，剩余钒的物质的量为，则，根据，得。 【小问6详解】  反萃取后有机萃取剂P204再生，可返回萃取步骤循环使用；煅烧分解产生的也可循环回沉钒步骤。 16. 对溴乙酰苯胺()是医药合成的重要中间体，实验室常以乙酰苯胺()和Br2为原料来合成。实验步骤如下： 步骤Ⅰ．向一定体积的三颈烧瓶中，先加入45.0 mL乙醇，再加入10.8 g乙酰苯胺，充分溶解。将13.0 g溴溶解于20.0 mL冰醋酸中，装入图1所示装置的仪器a中； 步骤Ⅱ．边搅拌边慢慢滴加溴的冰醋酸溶液，滴加完毕后，在下，继续搅拌反应1小时，然后将温度提高至，再搅拌一段时间； 步骤Ⅲ．在搅拌下将反应后溶液慢慢加至含少量NaOH的100 mL冰水中(混合后溶液呈弱酸性)，此时立即有固体析出，略有黄色，加入饱和的亚硫酸氢钠水溶液充分搅拌至黄色恰好褪去，将上述溶液放入冰水浴中慢慢冷却； 步骤Ⅳ．采用如图2所示装置过滤，并用冷水充分洗涤、干燥，经系列操作后得到12.84 g白色针状晶体，色谱检测其纯度为80.0%。 已知：有关物质的部分性质见下表： 物质 相对分子质量 熔点/ 沸点/ 溶解性 乙酰苯胺 135 113 304 白色结晶性粉末，微溶于冷水，溶于热水、乙醇等 对溴乙酰苯胺 214 167 353 白色针状晶体，溶于苯、乙醇，微溶于热水，不溶于冷水 回答下列问题： （1）图1装置中，仪器a的名称为_______，“步骤Ⅰ”中选用三颈烧瓶的规格是_______(填标号)。 ①100 mL ②250 mL ③500 mL （2）图1所示装置中，烧杯里的试剂为NaOH溶液，其作用是_______。 （3）“步骤Ⅲ”慢慢冷却的目的是_______，加入饱和的亚硫酸氢钠水溶液黄色恰好褪去时的离子方程式为_______。 （4）“步骤Ⅳ”中，减压过滤在如图装置中进行，请选择合适的编号，按正确的操作顺序补充完整：_______。 在布氏漏斗中加入润湿的滤纸→微开水龙头→_______→_______→_______→_______。 ①确认抽干； ②关闭水龙头； ③转移固液混合物； ④开大水龙头。 与普通过滤相比，“减压过滤”的优点是_______。 （5）通过_______技术，可以获得对溴乙酰苯胺晶体中原子在晶胞里的数目和位置等结构信息。 （6）本实验中，对溴乙酰苯胺产率为_______。 【答案】（1） ①. 恒压滴液漏斗 ②. ② （2）吸收HBr、溴蒸气、乙酸等气体 （3） ①. 降低对溴乙酰苯胺溶解度，同时得到大颗粒对溴乙酰苯胺晶体 ②. （或） （4） ①. ③→④→①→② ②. 过滤速度快，且沉淀更加干燥 （5）X射线衍射 （6）60% 【解析】 【分析】三颈烧瓶中先加入乙醇，再加入乙酰苯胺，充分溶解，将溴溶解于冰醋酸中，慢慢地滴加溴的冰醋酸溶液，将反应后溶液加至含少量氢氧化钠的100mL冰水中，有固体析出，加入饱和的亚硫酸氢钠水溶液充分搅拌至黄色恰好褪去，在冰水浴中慢慢冷却，过滤，并用冷水充分洗涤，干燥，经系列操作后得到白色针状晶体对溴乙酰苯胺；    【小问1详解】 仪器a的名称为恒压滴液漏斗；三颈烧瓶选用原则是液体总体积不超过容积的2/3，步骤Ⅰ三颈烧瓶中加入45.0 mL乙醇、10.8 g乙酰苯胺、20.0 mL溴的冰醋酸溶液，100 mL规格容积不足，500 mL过大，因此选②250 mL； 【小问2详解】 溴代反应会生成有毒的HBr，同时Br2、乙酸易挥发，三者均能和NaOH溶液反应，避免排放到空气中造成污染； 【小问3详解】 缓慢冷却有利于晶体有序生长，减少杂质包裹；黄色是未反应的Br2的颜色，亚硫酸氢根具有还原性，可将Br2还原为Br-，自身被氧化为硫酸根，反应后溶液呈弱酸性，符合产物环境，离子方程式为（或）； 【小问4详解】 微开水龙头：利用微弱的水流产生压强差，使润湿的滤纸紧紧吸附在漏斗底部，防止在接下来倒入固液混合物时滤纸移位或破损。转移固液混合物（③）：进行固液分离。将混合物倒入漏斗中，在负压作用下，液体迅速穿过滤纸进入吸滤瓶，固体则被截留在滤纸上。开大水龙头（④）：增大抽气系统的真空度（加大压强差），加快过滤速度，并尽可能将固体表面的水分（或溶剂）抽干。确认抽干（①）：确保固体表面无明显液膜，固体呈现较为干燥的状态。如果后续需要洗涤固体，通常在这个阶段加入洗涤剂再抽干；关闭水龙头（②）：结束抽滤。解除装置内的负压状态，便于后续拆卸装置和取出固体。则操作顺序为③→④→①→②；和普通过滤相比，抽滤利用负压加快过滤速率，同时可将固体表面的液体尽可能抽除，产物更干燥； 【小问5详解】 X-射线衍射技术是测定晶体晶胞中原子的数目、位置等结构信息的常用方法； 【小问6详解】 乙酰苯胺的物质的量：， Br2的物质的量：，因此乙酰苯胺为限量反应物，理论生成对溴乙酰苯胺的物质的量为0.08 mol，理论质量为， 实际得到的纯产物质量：， 产率：。 17. 循环在CO2捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与H2反应生成CH4的路线，主要反应如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 回答下列问题： （1）已知：一定温度下，由稳定单质(其标准摩尔生成焓视为0)生成1 mol化合物的焓变称为该化合物的标准摩尔生成焓()。表中为几种物质在298 K时的标准摩尔生成焓： 物质 CO2(g) CO(g) H2O(g) CH4(g) _______kJ/mol。 （2）若将一定量的CO2和H2充入恒温恒容密闭容器中仅进行反应Ⅱ，下列事实能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填标号)。 a．体系的压强保持不变 b．消耗CO2的速率与生成CH4的速率相等 c．混合气体的平均相对分子质量不再改变 d．混合气体的密度不再改变 （3）100 kPa下，向密闭容器中投入H2和MgCO3各1 mol发生反应。反应达到平衡时，反应物(H2、MgCO3)的转化率和生成物(CH4、CO2)的选择性随温度变化关系如下图(温度低于反应Ⅲ不发生)。 注：含碳生成物选择性。 ①表示CH4选择性的曲线是_______(填“a”、“b”、“c”、“d”，下同)，以后，随温度升高，还有可能上升的曲线是_______，，随温度升高曲线d下降的原因可能是_______。 ②下达到平衡，_______mol，该温度下反应Ⅱ的_______(列出计算式即可)。 ③，若初始压强为50 kPa，达平衡时，c曲线上的点应_______移(填“上”、“下”、“不”)，原因是_______。 【答案】（1） （2）ac （3） ①. c ②. d ③. 随温度升高，反应Ⅱ（放热反应）平衡逆向移动的程度大于反应Ⅲ（吸热反应）平衡正向移动的程度，导致的转化率下降 ④. 0.4 ⑤. ⑥. 下 ⑦. 曲线c表示，若初始压强为50 kPa相当于减小压强，反应Ⅱ的平衡逆向移动，甲烷的选择性减小，则平衡时，c曲线的点应下移 【解析】 【小问1详解】 反应的焓变为：=生成物生成焓反应物生成焓，则反应Ⅱ的焓变为； 【小问2详解】 a．反应Ⅱ是气体体积减小的反应，反应中体系的压强减小，则体系的压强保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，a正确； b．消耗二氧化碳的速率与生成甲烷的速率都代表正反应速率，则消耗二氧化碳的速率与生成甲烷的速率相等不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，b错误； c．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，反应Ⅱ是气体体积减小的反应，反应中混合气体的平均相对分子质量增大，则混合气体的平均相对分子质量不再改变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，c正确； d．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则混合气体的密度不再改变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，d错误； 故选ac； 【小问3详解】 ①温度低于360℃反应Ⅲ不发生，由方程式可知，反应I为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，反应Ⅱ为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，碳酸镁的转化率和二氧化碳的选择性增大、氢气的转化率和甲烷的选择性减小，所以曲线a表示碳酸镁的转化率、曲线b表示二氧化碳的选择性、曲线c表示甲烷的选择性、曲线d表示氢气的转化率，故选c；由图可知，600℃以后，碳酸镁完全转化，由方程式可知，反应Ⅱ为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，反应Ⅲ为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，氢气的转化率增大，二氧化碳选择性和甲烷选择性减小，所以随温度升高，还有可能上升的曲线是d；反应Ⅱ为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，反应Ⅲ为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，则500℃~600℃，随温度升高曲线d下降说明反应Ⅱ平衡逆向移动的程度大于反应Ⅲ平衡正向移动的程度，反应Ⅱ生成的氢气多于反应Ⅲ消耗的氢气导致氢气的转化率减小； ②由图可知，550℃下达到平衡时，碳酸镁完全转化，氢气的转化率为60%、甲烷的选择性为10%、二氧化碳的选择性为70%，则平衡时，氢气物质的量为：1 mol-1 mol×60%=0.4 mol，甲烷、二氧化碳的物质的量为：1 mol×10%=0.1 mol、1 mol×70%=0.7 mol；由氢原子个数守恒可知，水蒸气的物质的量为：，由碳原子个数守恒可知，一氧化碳的物质的量为：1 mol-0.1 mol-0.7 mol=0.2 mol，则平衡时混合气体的总物质的量为1.8 mol，反应Ⅱ的平衡常数为：； ③300℃，若初始压强为50 kPa相当于减小压强，反应Ⅱ的平衡向逆反应方向移动，甲烷的选择性减小，则达平衡时，c曲线上的点应下移。 18. 盐酸凯普拉生是我国自主研发的新一代钾离子竞争性酸阻滞剂药物，其合成路线如图所示(部分试剂及反应条件略)。 已知：叔丁醇钾是一种碱。NaBH3CN是一种还原剂。回答下列问题： （1）A的化学名称为_______。 （2）C的结构简式为_______。 （3）下列说法错误的是_______(填序号)。 a．化合物A的酸性弱于苯酚 b．化合物C到D的反应为还原反应 c．路线中两处K2CO3的作用相同 d．化合物J中可能存在分子内氢键 （4）在E和J生成K的反应中，冠的作用是_______。 （5）K与CH3NH2经过加成、消除得到L。写出K到L总反应的化学方程式：_______。 （6）M经盐酸酸化得到盐酸凯普拉生。选择M中与盐酸结合形成盐的N原子(“①”或“②”)并解释原因_______。(已知为平面结构) （7）D的同分异构体同时满足下列条件的有_______种(不考虑立体异构) ①苯环上有3个取代基 ②1 mol该物质可以与2 mol NaOH反应 ③含有3个甲基 其中，核磁共振氢谱显示5组峰(峰面积比为)的同分异构体的结构简式为_______(写一种即可)。 【答案】（1）间硝基苯酚（硝基苯酚） （2） （3）a （4）冠与K⁺作用，增强叔丁醇钾在有机物中的溶解度，增强其碱性 （5） （6）②位置的N原子和盐酸结合形成盐；因为①号N原子的孤电子对参与形成大键，碱性弱；②号N原子的孤电子对可与酸结合成盐 （7） ①. 24 ②. 或 【解析】 【分析】A和B发生取代反应生成C（），C发生还原反应生成D()，D转化为E，F发生取代反应生成H，H转化为I，I转化为J，E和J发生取代反应生成K，K与经过加成、消去得到L（），L发生还原反应生成M，M和HCl反应生成盐酸凯普拉生（）。 【小问1详解】 A的结构为苯环上羟基的间位连接硝基，按照酚类的系统命名规则得到该名称间硝基苯酚或硝基苯酚； 【小问2详解】 由分析可知，A和B发生取代反应生成C（）； 【小问3详解】 a．硝基是吸电子基团，使羟基的O-H键极性增强，易断裂，酸性增强，a错误； b．C到D将硝基转化为氨基（加H去O），是还原反应，b正确； c．A到C和F到H均发生取代反应，同时生成HBr，的作用是消耗生成的HBr，促使反应正向进行，c正确； d．化合物J中存在N-H键，可通过旋转C-C键，形成氢键， d正确； 故选a。 【小问4详解】 E和J生成K的反应中叔丁醇钾作为碱促进反应进行，叔丁醇钾的碱性源于叔丁醇氧负离子，冠醚可以识别碱金属离子，在该反应中，主要作用为结合叔丁醇钾的，使叔丁醇氧负离子裸露，增强碱性； 【小问5详解】 中N-H对K的醛基加成，随后消去一分子水得到L和水，化学方程式为：； 【小问6详解】 选择与盐酸成盐的是②号N原子，原因如下： 已知①号N所在的吡咯环为平面共轭结构，该N的孤对电子参与了环的大π键，电子被离域分散，难以结合；而②号N是仲胺结构，其孤对电子未参与共轭，电子云密度更高，碱性更强，更容易结合与盐酸形成铵盐； 【小问7详解】 据题目信息，苯环上三个取代基，其中两个为-OH，另一取代基可能为、、、，则同分异构体的数目为；核磁共振氢谱显示5组峰(峰面积比为1：1：2：2：9)的同分异构体的结构简式为或。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三化学试题 (考试时长：75分钟；试卷分值：100分) 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 Li-7 N-14 O-16 F-19 Cl-35.5 Ti-48 Fe-56 Ni-59 Br-80 Ce-140 第Ⅰ卷(共42分) 一、选择题：共14小题，每小题3分，共42分。在给出的四个选项中，只有一项符合题意。 1. 化学与生产、生活、科技息息相关，下列叙述错误的是 A. 碲化镉光伏发电系统利用光生伏特效应，可将化学能直接转化为电能 B. 石墨烯增强聚乙烯复合材料中，石墨烯的加入可提高材料的导电性 C. “祝融号”火星车使用的新型铝基碳化硅复合材料中的碳化硅是一种新型无机非金属材料 D. 国产的5 nm制程“麒麟9000 L”手机芯片的主要成分是单质硅 2. 下列化学用语表述正确的是 A. As最高能级电子云轮廓图为球形 B. 顺-2-丁烯的分子结构模型： C. CaF2的电子式 D. 在氨水中，NH3与H2O分子间的氢键的主要形式可表示为 3. 一种利用尿素制备水合肼的方法为，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 1mol18OH-含中子数11NA B. 6gCO(NH2)2中键的数目为0.8NA C. 每生成1molN2H4·H2O，转移的电子数为2NA D. 0.1mol·L-1Na2CO3溶液中，含碳微粒的总数为0.1NA 4. 下列玻璃仪器在相应实验中选用合理的是 A. 重结晶法提纯苯甲酸：①⑥⑦ B. 用酸性高锰酸钾溶液滴定溶液：④⑥ C. 分离苯和四氯化碳：③⑦ D. 制取蒸馏水：①②⑤⑥ 5. 某抗凝血作用的药物Z可用下列反应合成，下列说法不正确的是 A. 与溴水反应，最多消耗 B. 水解，最多能消耗 C. Z分子中所有碳原子均处于同一平面上 D. 可用酸性溶液检验产品Z中是否含有X 6. 在室温下存在平衡，利用现代手持技术传感器可以探究压强对该平衡的影响。在恒定温度和标准压强条件下，往针筒中充入一定体积的气体后密封并保持活塞位置不变。分别在、时迅速移动活塞后保持活塞位置不变，测定针筒内气体压强变化如图所示。下列说法正确的是 A. 反应速率：C点，F点 B. 反应的平衡常数： C. 体系颜色的深浅： D. 时是向外拉注射器活塞，时是向内推活塞 7. 从微观视角探析物质结构和性质是学习化学的有效方法之一、下列实例与解释相符的是 选项 实例 解释 A 萘()易溶于四氯化碳 萘与四氯化碳中均含有非极性共价键 B 、、的键角依次减小 孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力 C 邻羟基苯甲酸的酸性强于苯甲酸 邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，利于羧基电离出H⁺ D 熔点： 相对分子质量越大，范德华力越强 A. A B. B C. C D. D 8. 卤代烃的取代反应和消去反应是竞争反应。卤代烃在纯溶剂中会发生溶剂解，溶剂解反应生成两种产物的机理分别为： 下列说法不正确的是 A. 两种反应机理的决速步骤是相同的 B. 把反应物中一个甲基换成，降低键的极性，反应更难进行 C. 该反应机理中的中间产物中的所有碳原子均为杂化 D. 把换成，消去产物比例增大 9. X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素。基态X原子中电子对的数目、未成对电子数均与其所在周期数相同，Y与X相邻，基态Z原子最高能级的电子有4种运动状态，M与Y同主族，Q在同周期主族元素中第一电离能最大。下列说法正确的是 A. 元素的非金属性：M>Q B. 双原子分子的稳定性：Z>Y C. 元素的电负性：Q>Z D. 简单气态氢化物的键角：Y>M 10. 氧化铈(CeO2)可作为光催化材料，在光催化过程中晶胞的组成变化如图所示，下列说法错误的是 已知：的空缺率 A. 晶胞中距最近的的个数为8 B. 每个晶胞中的个数为8x C. 催化过程中产生的晶体，则此晶体中的空缺率为25% D. 晶胞为立方晶胞，其棱长为，则晶体的密度为 11. 高聚物G的合成路线如图所示。 下列说法正确的是 A. 反应①中参加反应的A、B、D的物质的量之比为 B. 由聚乙二醇与甲醇发生分子间脱水反应可制得高分子化合物A C. 1 mol G与足量NaOH溶液反应，最多消耗 D. 若反应②的原子利用率为100%，则F的结构简式为 12. 废水处理过程中可回收有价值的金属，减少资源浪费。某工厂回收废水中含有的重金属镍离子，经化学中和沉淀后分离出，采取双电池联合电解回收镍，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A. 甲和丙是原电池，乙是电解池 B. 交换膜A和交换膜B都是阳离子交换膜 C. 碳棒b电极的反应： D. 若甲中铁棒质量减小，丙中金属锂质量减小，则此时回收金属镍 13. 液氨和液态CO2合成尿素发生如下反应，其中反应I是快反应，反应Ⅱ是慢反应。 反应I：CO2(l)＋2NH3(l)NH2COONH4(l) ΔH1=-117 kJ·mol−1 反应Ⅱ：NH2COONH4(l)NH2CONH2(l)＋H2O(l) ΔH2=＋16 kJ·mol−1 起始投料n0(CO2)=1 mol，n0(NH3)=x mol，反应20 min时，体系中含碳或氮物种的物质的量随温度的变化关系如图。 下列说法错误的是 A. x=4.5 B. b线所示物种为NH2CONH2(l) C. T0 K时，CO2(l)的转化率为66.7% D. 总反应的平衡常数K(450K)>K(600K) 14. 时，用的溶液滴定同浓度的溶液，被滴定分数、及微粒分布分数[，表示、或]的关系如图所示。下列说法正确的是 A. 时，的第一步电离平衡常数 B. c点溶液中： C. b点溶液中： D. a、b、c、d四点溶液中水的电离程度： 第Ⅱ卷(共58分) 二、填空题：本题包括4小题，共58分。 15. 全钒液流电池的电解液来自钢铁冶炼后产生的含钒钢渣（CaO、Fe2O3、SiO2、）与钛白废酸（H+、Fe2+、、），实现了“以废治废”。工艺流程如下： 已知：①在空气中焙烧时转化为稳定的+5价，+5价在酸性条件下以形式存在，碱性条件下以形式存在；滤渣中含等物质； ②有机萃取剂P204（记为）能选择性萃取和，萃取原理为，其中org表示有机溶液； ③25℃时，。 回答下列问题： （1）“焙烧”时，在空气中与碳酸钠反应的化学方程式为_____。 （2）“还原”中加入的主要目的是_____。 （3）“萃取”使用的P204可与VO2+形成配合物，结构如图（R代表烷烃基），钒易进入有机相的原因有_____（填序号）。 A. 钒与O形成配位键 B. 配位时钒的化合价发生变化 C. 烷基链具有疏水性 D. 配合物与水能形成分子间氢键 （4）“反萃取”中加入将转化为的离子方程式为_____，不宜过量的原因可能有：①与生成，使减小，不利于反萃取进行；②_____。 （5）“反萃取”后溶液中，“沉钒”时钒元素转化为并沉淀，此时溶液总体积为，若使钒元素沉降率达到90%，应调节溶液中至少为_____。 （6）该流程中可循环利用的物质除外，还有_____（填化学式）。 16. 对溴乙酰苯胺()是医药合成的重要中间体，实验室常以乙酰苯胺()和Br2为原料来合成。实验步骤如下： 步骤Ⅰ．向一定体积的三颈烧瓶中，先加入45.0 mL乙醇，再加入10.8 g乙酰苯胺，充分溶解。将13.0 g溴溶解于20.0 mL冰醋酸中，装入图1所示装置的仪器a中； 步骤Ⅱ．边搅拌边慢慢滴加溴的冰醋酸溶液，滴加完毕后，在下，继续搅拌反应1小时，然后将温度提高至，再搅拌一段时间； 步骤Ⅲ．在搅拌下将反应后溶液慢慢加至含少量NaOH的100 mL冰水中(混合后溶液呈弱酸性)，此时立即有固体析出，略有黄色，加入饱和的亚硫酸氢钠水溶液充分搅拌至黄色恰好褪去，将上述溶液放入冰水浴中慢慢冷却； 步骤Ⅳ．采用如图2所示装置过滤，并用冷水充分洗涤、干燥，经系列操作后得到12.84 g白色针状晶体，色谱检测其纯度为80.0%。 已知：有关物质的部分性质见下表： 物质 相对分子质量 熔点/ 沸点/ 溶解性 乙酰苯胺 135 113 304 白色结晶性粉末，微溶于冷水，溶于热水、乙醇等 对溴乙酰苯胺 214 167 353 白色针状晶体，溶于苯、乙醇，微溶于热水，不溶于冷水 回答下列问题： （1）图1装置中，仪器a的名称为_______，“步骤Ⅰ”中选用三颈烧瓶的规格是_______(填标号)。 ①100 mL ②250 mL ③500 mL （2）图1所示装置中，烧杯里的试剂为NaOH溶液，其作用是_______。 （3）“步骤Ⅲ”慢慢冷却的目的是_______，加入饱和的亚硫酸氢钠水溶液黄色恰好褪去时的离子方程式为_______。 （4）“步骤Ⅳ”中，减压过滤在如图装置中进行，请选择合适的编号，按正确的操作顺序补充完整：_______。 在布氏漏斗中加入润湿的滤纸→微开水龙头→_______→_______→_______→_______。 ①确认抽干； ②关闭水龙头； ③转移固液混合物； ④开大水龙头。 与普通过滤相比，“减压过滤”的优点是_______。 （5）通过_______技术，可以获得对溴乙酰苯胺晶体中原子在晶胞里的数目和位置等结构信息。 （6）本实验中，对溴乙酰苯胺产率为_______。 17. 循环在CO2捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与H2反应生成CH4的路线，主要反应如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 回答下列问题： （1）已知：一定温度下，由稳定单质(其标准摩尔生成焓视为0)生成1 mol化合物的焓变称为该化合物的标准摩尔生成焓()。表中为几种物质在298 K时的标准摩尔生成焓： 物质 CO2(g) CO(g) H2O(g) CH4(g) _______kJ/mol。 （2）若将一定量的CO2和H2充入恒温恒容密闭容器中仅进行反应Ⅱ，下列事实能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填标号)。 a．体系的压强保持不变 b．消耗CO2的速率与生成CH4的速率相等 c．混合气体的平均相对分子质量不再改变 d．混合气体的密度不再改变 （3）100 kPa下，向密闭容器中投入H2和MgCO3各1 mol发生反应。反应达到平衡时，反应物(H2、MgCO3)的转化率和生成物(CH4、CO2)的选择性随温度变化关系如下图(温度低于反应Ⅲ不发生)。 注：含碳生成物选择性。 ①表示CH4选择性的曲线是_______(填“a”、“b”、“c”、“d”，下同)，以后，随温度升高，还有可能上升的曲线是_______，，随温度升高曲线d下降的原因可能是_______。 ②下达到平衡，_______mol，该温度下反应Ⅱ的_______(列出计算式即可)。 ③，若初始压强为50 kPa，达平衡时，c曲线上的点应_______移(填“上”、“下”、“不”)，原因是_______。 18. 盐酸凯普拉生是我国自主研发的新一代钾离子竞争性酸阻滞剂药物，其合成路线如图所示(部分试剂及反应条件略)。 已知：叔丁醇钾是一种碱。NaBH3CN是一种还原剂。回答下列问题： （1）A的化学名称为_______。 （2）C的结构简式为_______。 （3）下列说法错误的是_______(填序号)。 a．化合物A的酸性弱于苯酚 b．化合物C到D的反应为还原反应 c．路线中两处K2CO3的作用相同 d．化合物J中可能存在分子内氢键 （4）在E和J生成K的反应中，冠的作用是_______。 （5）K与CH3NH2经过加成、消除得到L。写出K到L总反应的化学方程式：_______。 （6）M经盐酸酸化得到盐酸凯普拉生。选择M中与盐酸结合形成盐的N原子(“①”或“②”)并解释原因_______。(已知为平面结构) （7）D的同分异构体同时满足下列条件的有_______种(不考虑立体异构) ①苯环上有3个取代基 ②1 mol该物质可以与2 mol NaOH反应 ③含有3个甲基 其中，核磁共振氢谱显示5组峰(峰面积比为)的同分异构体的结构简式为_______(写一种即可)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $