山西省晋中市2022届高三下学期3月第一模拟考试理科综合化学试题

试卷更新日期：2022-03-29 类型：高考模拟

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一、单选题

1. 化学与人类生活、生产、社会可持续发展密切相关，下列有关化学知识的说法正确的是（）

A、我国科学家首次利用CO₂和H₂人工合成淀粉，分子式为(C₆H₁₀O₅)_n ，是纯净物 B、我国火星探测器“天问一号”使用的新型SiC增强铝基复合材料是一种新型硅酸盐材料 C、海水淡化可以缓解淡水供应危机，海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法和离子交换法等 D、第24届冬季奥林匹克运动会，上使用的滑雪板，其复合层用玻璃纤维制作，玻璃纤维属于天然有机高分子材料

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2. 我国科研人员发现中药成分黄芩素能明显抑制新冠病毒的活性。下列相关说法不正确的是（）

A、黄芩素的分子式为C₁₅H₁₂O₅ B、黄芩素分子中所有碳原子可能共平面 C、黄芩素分子中有易被氧化的官能团，应密闭贮存 D、27g黄芩素与氢氧化钠溶液完全反应最多消耗0.3molNaOH

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3. 下列图示实验装置(部分夹持装置省略)正确的是（）

A、图1用于制备并收集少量氨气 B、图2可吸收多余的HCl气体 C、图3用标准NaOH溶液测定某醋酸溶液的浓度 D、图4可用于制备少量NaHCO₃

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4. 一种基于光催化剂MeO_x(某金属氧化物)催化氮还原制取氨的反应过程如图所示(图中h⁺表示空穴)，下列说法不正确的是（）

A、H⁺和N₂是反应物，H₂O是中间体 B、导带上发生的反应为2H₂O+4h⁺=4H⁺+O₂↑ C、光能转变为化学能 D、该过程总反应可表示为2N₂+6H₂O $\begin{array}{l} \underline{\underline{h ν}} \\ M e O_{x} \end{array}$ 4NH₃+3O₂

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5. 研究绿色环保阻燃效率高的阻燃剂一直备受科学家的青睐，如图所示的两种化合物可应用于阻燃材料和生物材料的合成。其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，X和Z同主族，Y原子序数为W原子价电子数的3倍。下列说法正确的是（）

A、原子半径：r(W)<r(Y)<r(Z)<r(X) B、简单气态氢化物的热稳定性：W<Y C、最高价氧化物对应水化物的酸性：X>Z D、Z，W和氢三种元素可形成同时含有离子键和共价键的化合物

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6. 为实现“双碳”目标，我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO₂电池，电池工作时，复合膜(由a、b膜复合而成)层间的H₂O解离成H⁺和OH^- ，在外加电场作用下可透过相应的离子膜定向移动。当闭合K₁时，Zn-CO₂电池工作原理如图所示。下列说法不正确的是（）

A、闭合K₁时，OH^-通过b膜向Zn电极方向移动 B、闭合K₁时，Zn表面的电极反应式为Zn+4OH^--2e-=Zn(OH) $_{4}^{2 -}$ C、闭合K₂时，Zn电极与直流电源正极相连 D、闭合K₂时，在Pd电极上有2.24LCO₂(标况下)生成，则析出Zn6.5g

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7. 室温下，某实验小组借助传感器完成了下列两个实验。
实验一：测得0.1mol·L^-1NaHCO₃溶液升温过程中溶液pH变化如图1所示。

实验二：向Na₂CO₃和NaHCO₃的混合溶液中加入少量CaCl₂溶液(溶液体积变化，温度变化忽略不计)，测得溶液中离子浓度的关系如图2所示。

下列说法不正确的是（）

A、图1中25~45℃过程，溶液pH逐渐减小，说明HCO $_{3}^{-}$ 及水的电离平衡正移对pH影响大于HCO $_{3}^{-}$ 水解平衡正移对pH的影响 B、图1中45~60℃过程，溶液pH逐渐增大，原因是升高温度使NaHCO₃的水解平衡正向移动 C、图2中a、b两点对应的溶液中pH较大的为a点 D、图2中b点对应的溶液中存在：2c(Ca²⁺)+c(Na⁺)+c(H⁺)=3c(CO $_{3}^{2 -}$ )+c(OH^-)+c(Cl^-)

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二、综合题

8. 氯化亚砜(SOCl₂)是一种液态化合物，沸点为78.8℃，在农药、制药行业中用途广泛。SOCl₂遇水剧烈反应，液面上产生白雾，并产生有刺激性气味的气体。实验室合成原理：SO₂+Cl₂+SCl₂=2SOCl₂。其他相关信息如下：①实验室里通常用Na₂SO₃固体和浓硫酸在不加热时反应制备二氧化硫。②合成氯化亚砜时可能用到的部分装置如图所示。
回答下列问题：

(1)、装置乙、丙中相同的仪器名称为。

(2)、实验室制取SOCl₂是在三颈烧瓶中合成的，从图中选取合适的装置组成整个装置，所选仪器的连接顺序是：⑥→→①②←(用“→”或“←”连接各接口，箭头表示气体流向，某些仪器可以多次使用。装置乙用于制取氯气)。

(3)、装置甲中冷凝管的进水口为(填“③”或“④”)。冷凝管上连接的干燥管的作用是：①吸收逸出的Cl₂、SO₂ ，防污染；②。

(4)、浓硫酸的作用是。

(5)、该实验制取氯气的离子方程式为。

(6)、实验室对SO₂尾气进行处理，下列如图装置中最合适的是(填标号)。

(7)、已知SCl₂的沸点为60℃。实验结束后，将三颈烧瓶中液体混合物分离开的实验操作名称是。若反应中消耗的Cl₂的体积为896mL(已转化为标准状况，SO₂足量)，最后得到纯净的SOCl₂7.12g，则SOCl₂的产率为(保留两位有效数字)。

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9. 工业上由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含少量Fe、Al、Mg、Ni、Si等元素的氧化物)制备MnO₂的工艺如图所示。
相关金属离子完全形成氢氧化物沉淀的pH如下：
金属离子
Mn²⁺
Fe²⁺
Fe³⁺
Al³⁺
Mg²⁺
Ni²⁺
沉淀完全(c=1.0×10^-5mol·L^-1)的pH
10.1
8.3
2.8
4.8
10.9
8.9
回答下列问题：

(1)、“酸浸”过程中，为提高浸出率，可采取的措施是(写一种即可)。

(2)、“氧化”时发生反应的离子方程式为。

(3)、“调pH”时溶液pH范围为~6。“调pH”过滤后，滤液中 $\frac{c (F e^{3 +})}{c (A l^{3 +})} =$ ，工业上调节pH的过程选择在加热条件下进行，其目的是。

(4)、请结合平衡移动原理解释“除杂”时若溶液酸度过高，Mg²⁺沉淀不完全的原因：。

(5)、沉锰过程在pH为7.0条件下充分进行，反应温度对锰沉淀率的影响关系如图所示。当温度超过30℃，沉锰反应的锰沉淀率随温度升高而下降的原因是。

(6)、工业上用电解H₂SO_x-MnSO₄-H₂O体系制备MnO₂。电解获得MnO₂的机理(部分)如图1所示。硫酸浓度与电流效率的关系如图2所示，硫酸浓度超过3.0mol·L^-1时，电流效率降低的原因是。

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10. 碳中和目标背景下，我国加快低碳技术的发展和应用推广，其中二氧化碳碳捕集、利用与封存技术已经成为近期化学研究的热点，回答下列问题：

(1)、已知常温常压下下列反应的能量变化如图所示：

写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式：。

(2)、CO₂催化加氢制取甲醇，反应如下：
主反应：CO₂(g)+3H₂(g) $⇌$ CH₃OH(g)+H₂O(g) ∆H₁=-49.5kJ·mol^-1

副反应：CO₂(g)+H₂(g) $⇌$ CO(g)+H₂O(g) △H₂=+41.2kJ·mol^-1

①在一定条件下，向某1L恒容密闭容器中充入1molCO₂和amolH₂发生主反应。图中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系的是曲线(填“m”或“n”)，判断依据是。

②副反应的反应速率v=v_正-v_逆=k_正c(CO₂)·c(H₂)k_逆c^m(CO)·cⁿ(H₂O)，其中k_正、k_逆分别为正、逆反应速率常数。该反应的平衡常数K= $\frac{k_{正}}{k_{逆}}$ ，则m= ，升高温度时k_正-k_逆(填“增大”减小”或“不变”)。

③在一定温度下，①中的起始总压强为21.2MPa。实验测得CO₂的平衡转化率和平衡时CH₃OH的选择性随温度变化如图所示：

已知：CH₃OH的选择性= $\frac{n (C H_{3} O H)}{消耗 n (C O_{2})}$ ×100%。图中表示平衡时CH₃OH的选择性的曲线为(填“X”或“Y”)，温度高于280℃时，曲线Y随温度升高而升高的原因是。240℃时，反应20min容器内达平衡状态，副反应的K $= \frac{2}{3}$ ，初始充入H₂的物质的量a=mol，主反应的平衡常数Kp=(MPa)^-2(①用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数；②计算结果保留1位小数)。

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11. 2021年全世界前沿新材料领域取得新的进展，推动了高技术产业变革，钛(Ti)被称为“未来世界的金属”，广泛应用于国防、航空航天、生物材料等领域。请回答下列问题：

(1)、基态Ti²⁺的价电子的电子排布图为。与钛同周期的过渡元素中，基态原子未成对电子数最多的元素为(写元素名称)。

(2)、TiCl₄分子中4个氯原子不在同一平面上，则TiCl₄的立体构型为。

(3)、钙钛矿(CaTiO₃)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料。CaTiO₃的晶胞如图(a)所示，其组成元素的电负性大小顺序是。

(4)、钛酸钙的阴、阳离子均可被半径相近的其他离子替代，从而衍生出多种钙钛矿型化合物。通过离子替代可获得具有优异光电性能的有机钙钛矿型化合物CH₃NH₃PbI₃ ，其中有机阳离子CH₃NH $_{3}^{+}$ 可由甲胺(CH₃NH₂)制得。其晶胞如图(b)所示。
①其中Pb²⁺与图(a)中的空间位置相同。
②有机阳离子CH₃NH $_{3}^{+}$ 中，N原子的杂化轨道类型是；请从化学键的角度解释由甲胺形成CH₃NH $_{3}^{+}$ 的过程：。

(5)、将金属元素Al掺杂到TiN多层膜中，能有效地改善纳米多层膜的耐磨性。其晶胞结构如图所示，距离Ti最近的Al有个。已知掺杂后的晶体密度为ρg·cm^-3 ，阿伏加德罗常数的值为N_A ，原子①与原子②距离为nm。

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12. 美乐托宁(G)具有调节昼夜节律、抗氧化、抗炎、抑制肿瘤生长、提高记忆和延缓衰老等作用。它的一种合成路线如下：
已知：①DMF的结构简式为；②-NO₂ $\overset{L i A l H_{4}}{\to}$ -NH₂

(1)、A的名称是。B中含有的含氧官能团的名称为。

(2)、C到D的反应分两步进行，第一步的反应类型是。E的结构简式为。

(3)、F到G反应的化学方程式为。

(4)、A的同分异构体种类较多，其中满足下列条件的同分异构体有种。
①分子中苯环上只有两个取代基②含有羟基③与氢氧化钠溶液反应，其中核磁共振氢谱有5组峰，峰面积之比为2：2：2：2：1的同分异构体的结构简式：。

(5)、4-甲氧基乙酰苯胺()是重要的精细化工中间体，写出由苯甲醚()制备4-甲氧基乙酰苯胺的合成路线：(其他试剂任选)。

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金属离子	Mn²⁺	Fe²⁺	Fe³⁺	Al³⁺	Mg²⁺	Ni²⁺
沉淀完全(c=1.0×10^-5mol·L^-1)的pH	10.1	8.3	2.8	4.8	10.9	8.9