湖南省长沙市重点中学2023-2024学年高三上学期期末考试化学试题

试卷更新日期：2024-04-11 类型：期末考试

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一、选择题（本题共14小题，每小题3分，共42分，每小题只有一个选项符合题意。）

1. 化学与生活、科技密切相关。下列说法不正确的是（）

A、加入食醋可增强“84”消毒液的消毒效果 B、石墨烯是一种新型化合物，在能源、催化方面有重要的应用 C、硅胶、生石灰均可作食品包装中的干燥剂 D、华为手机Mate 60使用的麒麟 $9000 S$ 芯片，其主要成分是硅单质

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2. 下列化学用语或化学图谱正确的是（）

A、乙炔的球棍模型： B、 $T i$ 的原子结构示意图： C、无水乙醇的核磁共振氢谱图： D、 $H S O_{3}^{-}$ 水解的离子方程式： $H S O_{3}^{-} + H_{2} O \overset{}{⇌} S O_{3}^{2 -} + H_{3} O^{+}$

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3. 下列关于仪器使用的说法正确的是（）

A、加热c、e时需垫陶土网 B、a和d可用于蒸馏 C、b和e可用于灼烧海带灰 D、a和f可用于物质分离

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4. 下列反应的离子方程式正确的是（）

A、水杨酸与过量碳酸钠溶液反应： B、向碘化亚铁溶液中滴加少量稀硝酸： $N O_{3}^{-} + 3 F e^{2 +} + 4 H^{+} = 3 F e^{3 +} + N O ↑ + 2 H_{2} O$ C、向 $M g {(H C O_{3})}_{2}$ 溶液中加入足量的烧碱溶液： $2 O H^{-} + M g^{2 +} + 2 H C O_{3}^{-} =M g C O_{3} ↓ + C O_{3}^{2 -} + 2 H_{2} O$ D、向二元弱酸亚磷酸（ $H_{3} P O_{3}$ ）溶液中滴加少量的 $N a O H$ 溶液： $H_{3} P O_{3} + 2 O H^{-} =H P O_{3}^{2 -} + 2 H_{2} O$

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5. 化学是一门以实验为基础的学科，如图所示的实验装置或操作能达到实验目的的是（）
A．酸式滴定管排气泡操作
B．制备 $F e (O H)_{3}$ 胶体
C．中和热的测定
D．制备无水 $M g C l_{2}$

A、A B、B C、C D、D

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6. 2022年诺贝尔化学奖授予了对点击化学和生物正交化学做出贡献的三位科学家。我国科学家在寻找新的点击反应砌块的过程中，意外发现一种安全、高效合成化合物，其结构简式如图所示，其中X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期元素，Y与W是同一主族元素，下列说法正确的是（）

A、电解Z的简单氢化物的水溶液可制得Y单质 B、简单离子半径： $W > Z > Y$ C、简单氢化物的沸点： $W > X$ D、最高价含氧酸的酸性： $Z > W$

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7. 水合肼（ $N_{2} H_{4} \cdot H_{2} O$ ）是一种无色透明发烟液体，具有强碱性和吸湿性，工业上常用作抗氧化剂。实验室利用反应 $C O {(N H_{2})}_{2} + 2 N a O H + N a C l O=N a_{2} C O_{3} + N_{2} H_{4} \cdot H_{2} O + N a C l$ 制备水合肼。下列有关说法正确的是（）

A、基态氯离子核外电子有18种空间运动状态 B、以上相关元素第一电离能关系： $O > N > C > N a$ C、以上相关物质中C原子均为 $s p^{2}$ 杂化，N原子均为 $s p^{3}$ 杂化 D、 $N_{2} H_{4}$ 中 $H - N - H$ 键角小于 $H_{2} O$ 中 $H - O - H$ 键角

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8. 化合物Z是合成抗多发性骨髓瘤药物帕比司他的重要中间体，可由下列反应制得：
下列有关X、Y、Z的说法正确的是（）

A、 $1 m o l X$ 最多与 $3 m o l H_{2}$ 发生加成反应 B、Y与足量 $H B r$ 反应生成的有机化合物中不含手性碳原子 C、Z在水中的溶解度比Y在水中的溶解度大 D、X、Y、Z分别与足量酸性 $K M n O_{4}$ 溶液反应所得芳香族化合物相同

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9. $C a C_{2}$ 的晶胞与 $N a C l$ 相似，但由于 $C_{2}^{2 -}$ 的结构导致晶胞沿一个方向拉长（如图），已知 $C a C_{2}$ 的摩尔质量为 $M g \cdot m o l^{- 1}$ ，若阿伏加德罗常数的值为 $N_{A}$ ，下列说法错误的是（）

A、 $C a^{2 +}$ 填充在 $C_{2}^{2 -}$ 围成的八面体空隙中 B、每个 $C a^{2 +}$ 周围等距紧邻的 $C_{2}^{2 -}$ 有6个 C、两个最近 $C a^{2 +}$ 之间的距离为 $\frac{\sqrt{2} a}{2} p m$ D、 $C a C_{2}$ 晶体密度的计算式为 $\frac{4 M}{N_{A} a^{2} b \times 1 0^{- 30}} g \cdot c m^{- 3}$

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10. 氮参杂的碳材料可以有效催化燃料电池中 $O_{2}$ 的还原反应，其催化机理如图：
途径一：A→B→C→F
途径二：A→B→C→D→E
下列说法不正确的是（）

A、途径一中存在极性共价键的断裂与形成 B、途径一的电极反应是 $O_{2} + 2 H^{+} + 2 e^{-} {=H}_{2} O_{2}$ C、途径二， $1 m o l O_{2}$ 得到 $4 m o l e^{-}$ D、氮掺杂的碳材料降低了反应的焓变

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11. 锂电池具有广泛应用。用废铝渣（含金属铝、锂盐等）获得电池级 $L i_{2} C O_{3}$ 的一种工艺流程如下（部分物质已略去）：
下列说法不正确的是（）

A、①中加热后有 $S O_{2}$ 生成 B、②生成 $A l (O H)_{3}$ 的离子方程式： $2 A l^{3 +} + 3 C O_{3}^{2 -} + 3 H_{2} O=2 A l (O H)_{3} ↓ + 3 C O_{2} ↑$ C、由③推测溶解度： $C a C O_{3} > L i_{2} C O_{3}$ D、④中不宜通入过多 $C O_{2}$ ，否则会造成 $L i_{2} C O_{3}$ 产率降低

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12. 我国学者利用双膜三室电解法合成了 $C l C H_{2} C H_{2} C l$ ，该方法的优点是能耗低、原料利用率高，同时能得到高利用价值的副产品，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（）

A、b为电源负极，气体X为 $H_{2}$ B、膜I、膜Ⅱ依次适合选用阴离子交换膜、阳离子交换膜 C、电解过程中需及时补充 $N a C l$ D、制得 $1 m o l C l C H_{2} C H_{2} C l$ 的同时 $N a O H$ 溶液质量增加 $80 g$

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13. 在催化剂的作用下， $H_{2}$ 还原 $C O_{2}$ 的过程中可同时发生反应①②：
① $C O_{2} (g) + 3 H_{2} (g) \overset{}{⇌} C H_{3} O H (g) + H_{2} O (g) Δ H_{1} = - 50 k J \cdot m o l^{- 1}$
② $C O_{2} (g) + H_{2} (g) \overset{}{⇌} C O (g) + H_{2} O (g) Δ H_{2} = + 41.2 k J \cdot m o l^{- 1}$
恒温恒容密闭容器中，充入一定量的 $C O_{2}$ 及 $H_{2}$ ，起始及达到平衡时，容器内各气体的物质的量及总压的部分数据如下表所示：

$n (C O_{2}) / m o l$
$n (H_{2}) / m o l$
$n (C H_{3} O H) / m o l$
$n (C O) / m o l$
$n (H_{2} O) / m o l$
总压/ $k P a$
起始
0.5
0.9
0
0
0
$1.4 p$
平衡
m
0.3
p
下列说法正确的是（）

A、反应①任意温度下均能自发进行 B、恒温恒容下，再充入 $0.5 m o l C O_{2}$ 和 $0.9 m o l H_{2}$ ，反应①平衡右移，反应②平衡不移动 C、 $m = 0.1$ D、反应②的平衡常数 $K = 0.75$

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14. 三甲胺 $[N {(C H_{3})}_{3}]$ 是一种一元有机弱碱，可简写为 $M O H$ 。常温下，向 $20 m L 0.5 m o l / L M O H$ 溶液中逐滴加入浓度为 $0.25 m o l / L$ L的 $H C l$ 溶液，溶液中 $l g \frac{c (M O H)}{c (M^{+})}$ 、 $p O H [p O H = - l g c (O H^{-})]$ 、中和率（ $中和率 = \frac{被中和的 M O H 的物质的量}{反应前 M O H 的总物质的量}$ ）的变化如图所示。下列说法错误的是（）

A、常温下，三甲胺 $[N {(C H_{3})}_{3}]$ 的电离常数为 $1 0^{- 4.2}$ B、a点时， $2 c (C l^{-}) = c (M^{+}) + c (M O H)$ C、溶液中水的电离程度： $c > b > a$ D、b点时， $c (M^{+}) > c (C l^{-}) > c (M O H) > c (O H^{-}) > c (H^{+})$

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二、非选择题（本题共4小题，共58分。）

15. 叠氮化钠（ $N a N_{3}$ ）是一种防腐剂和分析试剂，在有机合成和汽车行业有着重要应用。学习小组对叠氮化钠的制备和产品纯度测定进行相关探究。
查阅资料：
①氨基钠（ $N a N H_{2}$ ）熔点为 $208 ° C$ ，易潮解和氧化； $N_{2} O$ 有强氧化性，不与酸、碱反应；叠氮酸（ $H N_{3}$ ）不稳定，易分解爆炸；
② $2 H N O_{3} + 8 H C l + 4 S n C l_{2} \begin{array}{l} \underline{\underline{}} \end{array} 4 S n C l_{4} + 5 H_{2} O + N_{2} O ↑$ ， $2 N a N H_{2} + N_{2} O \begin{array}{l} \underline{\underline{△}} \end{array} N a N_{3} + N a O H + N H_{3}$ 。
回答下列问题：
I．制备 $N a N_{3}$

(1)、按气流方向，上述装置合理的连接顺序为（填仪器接口字母）。

(2)、D的作用为。

(3)、实验时E中生成 $S n O_{2} \cdot x H_{2} O$ 沉淀，反应的化学方程式为。

(4)、Ⅱ．用如图所示装置测定产品纯度
仪器F的名称为；其中反应的离子方程式为。

(5)、管q的作用为。

(6)、若G的初始读数为 $V_{1} m L$ 、末读数为 $V_{2} m L$ ，本实验条件下气体摩尔体积为 $V_{m} L \cdot m o l^{- 1}$ ，则产品中 $N a N_{3}$ 的质量分数为。

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16. 钕铁硼废料中一般含有 $30 %$ 的稀土元素和少量的钴、锰、镍等金属。稀土元素经萃取分离后萃余液化学成分见下表：
成分
$F e^{3 +}$
$C a^{2 +}$
$M g^{2 +}$
$C o^{2 +}$
$M n^{2 +}$
$N i^{2 +}$
含量（ $g / L$ ）
$< 0.01$
65.33
10.35
1.56
0.51
0.16
从萃余液中回收氧化钴的工艺流程如下：
已知：①萃取剂 $P_{507}$ 和 $P_{204}$ 均为磷酸酯，结构为 $\begin{array}{l} O \\ R_{2} — \overset{| |}{\underset{｜}{P}} — O R_{1} \\ O H \end{array}$ ；
②已知常温时相关物质的溶度积如下表：
化学式
$C o S$
$M n S$
$N i S$
$K_{s p}$
$2.0 \times 1 0^{25}$
$2.5 \times 1 0^{10}$
$1.0 \times 1 0^{- 2.4}$
回答下列问题：

(1)、P元素在元素周期表中的位置为，萃取剂 $P_{507}$ 中P原子的杂化类型为。

(2)、已知“滤液1”中 $c (M n^{2 +}) = 1.0 \times 1 0^{- 6} m o l / L$ ，则“滤液1”中 $C o^{2 +}$ 的浓度为。

(3)、已知“滤渣”的主要成分为S，写出“酸分解”时 $C o S$ 发生反应的离子方程式：。

(4)、“反萃取”的目的是。

(5)、“沉钴”后需将沉淀洗净，检验沉淀已洗净的方法是。

(6)、“煅烧”可在纯氩气中进行，写出煅烧反应的化学方程式：。若在空气中煅烧，温度高于 $400 ° C$ 时会得到另一种钴的氧化物，已知固体残留率为 $54 ． 6 %$ ，则该氧化物的化学式为（ $固体残留率 = \frac{残留的固体质量}{初始的固体总质量} \times 100 %$ ）。

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17. $C H_{3} O H$ 可作大型船舶的绿色燃料，可由 $C O$ 或 $C O_{2}$ 制备。工业上用 $C O_{2}$ 制备 $C H_{3} O H$ 的原理如下：
反应1： $C O_{2} (g) + 3 H_{2} (g) \overset{}{⇌} C H_{3} O H (g) + H_{2} O (g) Δ H = - 49.5 k J / m o l$ ；
反应2： $C O_{2} (g) + H_{2} (g) \overset{}{⇌} C O (g) + H_{2} O (g) Δ H = + 41.2 k J / m o l$ （副反应）。

(1)、 $C O (g) + 2 H_{2} (g) \overset{}{⇌} C H_{3} O H (g)$ ，该反应的 $Δ H =$ $k J / m o l$ 。

(2)、将 $C O_{2}$ 和 $H_{2}$ 按物质的量比 $1 ： 3$ 通入密闭容器中发生反应1和反应2，分别在 $1 M P a 、 3 M P a 、 5 M P a$ 下改变反应温度，测得 $C O_{2}$ 的平衡转化率（ $α$ ）以及生成 $C H_{3} O H$ 、 $C O$ 选择性（S）的变化如图（选择性为目标产物在含碳产物中的比率）
①代表 $5 M P a$ 下 $α (C O_{2})$ 随温度变化趋势的是曲线（填“a”“b”或“c”）。
②随着温度升高，a、b、c三条曲线接近重合的原因是。
③P点对应的反应2的平衡常数 $K_{p} =$ （保留两位有效数字）。
④分子筛膜反应器可提高反应1的平衡转化率，且实现 $C H_{3} O H$ 选择性 $100 %$ ，原理如图所示。分子筛膜反应器可提高转化率的原因是。

(3)、最近，中科院研究出首例在室温条件超快传输的氢负离子导体 $L a H_{x}$ ，将带来系列技术变革。某小组据此设计了如下装置（如图），以电化学方法进行反应1。
①电极a为电源的（填“正极”或“负极”）。
②生成 $C H_{3} O H$ 的电极反应式为。
③若反应2也同时发生，出口Ⅱ为 $C O 、 C H_{3} O H 、 C O_{2}$ 的混合气，且 $n (C O) ： n (C H_{3} O H) = 1 ： 3$ ，则惰性电极2的电流效率 $η$ 为（ $η = \frac{生成目标产物利用的电量}{总的电子电量} \times 100 %$ ）。

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18. 卤沙唑仑（W）是一种抗失眠药物，在医药工业中的一种合成方法如图：
已知：①；
②
回答下列问题：

(1)、A的化学名称是。

(2)、B含有的官能团名称为（不考虑苯环）。

(3)、反应②的反应类型是。

(4)、反应③中 $N a O H$ 的作用是，
写出反应③的化学方程式：。

(5)、Y的结构简式为。

(6)、写出W的结构简式：。

(7)、C的一种同系物 $G (C_{8} H_{6} O F C l)$ ，其同分异构体中，含有苯环并能发生银镜反应且苯环上有四个取代基的化合物共有种（不考虑立体异构）。

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A．酸式滴定管排气泡操作	B．制备 $F e (O H)_{3}$ 胶体	C．中和热的测定	D．制备无水 $M g C l_{2}$

	$n (C O_{2}) / m o l$	$n (H_{2}) / m o l$	$n (C H_{3} O H) / m o l$	$n (C O) / m o l$	$n (H_{2} O) / m o l$	总压/ $k P a$
起始	0.5	0.9	0	0	0	$1.4 p$
平衡			m		0.3	p

成分	$F e^{3 +}$	$C a^{2 +}$	$M g^{2 +}$	$C o^{2 +}$	$M n^{2 +}$	$N i^{2 +}$
含量（ $g / L$ ）	$< 0.01$	65.33	10.35	1.56	0.51	0.16

化学式	$C o S$	$M n S$	$N i S$
$K_{s p}$	$2.0 \times 1 0^{25}$	$2.5 \times 1 0^{10}$	$1.0 \times 1 0^{- 2.4}$