2024 年高考化學(xué)模擬試題A卷

■黑龍江省黑河市第九中學(xué) 欒厚福

可能用到的相對原子質(zhì)量:H 1 C 12 O 16 Mn 55 Ni 59 Ga 70

一、選擇題:本題共7小題,每小題6分,共42分。在每小題給出的四個選項中,只有一個選項符合題目要求。

1.清華大學(xué)的研究團隊將古老的養(yǎng)蠶技術(shù)與碳納米管和石墨烯結(jié)合,發(fā)現(xiàn)通過給蠶寶寶喂食含有碳納米管和石墨烯的桑葉,可以獲得更加牢固的蠶絲纖維。下列說法正確的是( )。

A.碳納米管和石墨烯互為同素異形體

B.碳納米管具有丁達爾效應(yīng)

C.石墨烯像烯烴一樣,是一種有機物

D.蠶絲纖維的主要成分是纖維素

2.某有機物的結(jié)構(gòu)簡式如下所示,下列有關(guān)說法正確的是( )。

A.該物質(zhì)的分子式為(C14H20NO11)n

B.該物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中只有3 種含氧官能團

C.該物質(zhì)不能與酸性重鉻酸鉀溶液反應(yīng)

D.該物質(zhì)每個環(huán)結(jié)構(gòu)中有5個手性碳原子

3.R(冠醚)是由多個二元醇分子之間失水形成的環(huán)狀化合物。R 與KMnO4發(fā)生的反應(yīng)如下,下列說法正確的是( )。

A.常溫下,R 易溶于水

B.Mn元素位于周期表中ds區(qū)

C.R 分子中所有的氧原子最外層均達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

D.Q 分子中,非金屬元素之間的電負性C＞O＞H

4.微生物燃料電池是一種可以將污水中能量加以利用的技術(shù),它可以通過產(chǎn)電微生物對污水中葡萄糖進行代謝,其工作原理如圖1所示。研究表明,溶液酸化會導(dǎo)致微生物活性降低,進而導(dǎo)致產(chǎn)電性能下降,其中N 極上O2發(fā)生反應(yīng)的同時還伴隨著反硝化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為N2),下列說法錯誤的是( )。

圖1

A.電池工作時,電流應(yīng)從N 極流向M極,且N 極電勢高

B.該裝置應(yīng)選擇質(zhì)子交換膜,H+從左極室移向右極室

C.M 極的電極反應(yīng)為C6H12O6+6H2O-24e-6CO2+24H+

D.當N 極消耗22.4 L O2(標準狀況下)時,M 極生成4 mol H+

5.根據(jù)下列實驗操作和現(xiàn)象,得出的實驗結(jié)論正確的是( )。

6.NH3脫NO 的一種MnO2催化機理如下所示。下列說法錯誤的是( )。

A.催化過程中Mn 元素的配位數(shù)和化合價均有改變

B.MnO2能提高NH3脫NO 的速率和平衡轉(zhuǎn)化率

C.反應(yīng)歷程中有極性鍵和非極性鍵的斷裂及形成

D.過程總反應(yīng)方程式:4NH3+4NO+

7.天然溶洞的形成與巖石中的CaCO3和空氣中CO2溶于天然水體形成的含碳物種的濃度有密切關(guān)系。常溫下,某溶洞水體中pM 隨pH 的變化關(guān)系如圖2 所示。已知:Ksp(CaCO3)=10-8.54;pM=-lgc(M),M為或Ca2+。下列說法不正確的是( )。

圖2

B.Kh1)的數(shù)量級為10-4

C.m=2.57

二、非選擇題:本題共4小題,共58分。

8.(14分)“復(fù)興號”高鐵車體材質(zhì)用到錳元素,錳及其化合物用途廣泛。以菱錳礦(主要成分為MnCO3,還含有鐵、鎳、鈷的碳酸鹽以及SiO2雜質(zhì))為原料生產(chǎn)金屬錳和高品位MnCO3的工藝流程如下。

(1)“溶浸”過程中,若其他條件不變,采取下列措施能提高浸出率的有_____(填序號)。

A.適當升高溶浸溫度

B.適當加快攪拌速度

C.適當縮短溶浸時間

(2)錳的浸出率結(jié)果如圖3 所示。由圖可知,所采用的最佳實驗條件為_____。

圖3

(3)殘余在濾渣1中需要回收循環(huán)利用的MnO2,可加入葡萄糖和硫酸溶液處理,氧化產(chǎn)物為CO2。寫出對應(yīng)的離子方程式:___。

(4)“除雜”步驟所得濾渣2 的主要成分除CoS、NiS外,還有____(填化學(xué)式)。

(5)“沉錳”的原理為_____(用離子方程式表示);“沉錳”的關(guān)鍵操作是將反應(yīng)終點pH控制在7附近,原因是_____。

(6)由錳、鎳、鎵制備的磁性形狀記憶型合金中,基態(tài)Mn 原子的價層電子排布圖為_____,晶胞結(jié)構(gòu)如圖4所示,立方晶胞的邊長為anm,則該晶體的密度為____g·cm-3(NA表示阿伏加德羅常數(shù))。

圖4

已知(見表1):

表1

實驗步驟:

步驟1:在裝有溫度計、冷凝管和攪拌器的三頸燒瓶中加入50 mL 0.3 mol·L-1NaOH 溶液和8.5gKMnO4(約0.05 mol),慢慢開啟攪拌器,升溫至35 ℃使之溶解。

步驟2:控制滴速滴加環(huán)己醇2.1 mL,加熱回流,充分反應(yīng)后趁熱過濾,用少量熱水洗滌濾渣。

步驟3:將濾液和洗滌液倒入100 mL 燒杯中,加入適量飽和NaHSO3溶液,再用濃鹽酸酸化至pH 為2～4,小火加熱蒸發(fā)溶液至10 mL左右,冷卻結(jié)晶,抽濾,洗滌,干燥,稱重得產(chǎn)品2.1g。

回答下列問題:

(2)步驟1 中,最適宜的加熱方式為____,在反應(yīng)裝置中應(yīng)選用_____冷凝管(填“直形”或“球形”)。

(3)環(huán)己醇滴速不同,反應(yīng)過程中溶液溫度隨時間的變化曲線不同,具體情況如圖5所示。為提高己二酸的產(chǎn)率,在實驗過程中最好選擇曲線_____對應(yīng)的滴速(填標號)。

圖5

(4)加入適量飽和NaHSO3溶液的目的是_____;該步驟亦可用草酸在酸性條件下處理,請用反應(yīng)的離子方程式表達其原理:___。

(5)若要得到純度更高的己二酸,可通過____的方法提純。

(6)本實驗中己二酸的產(chǎn)率為____(保留兩位有效數(shù)字)。

10.(15分)為了實現(xiàn)碳達峰和碳中和目標,二氧化碳的高效利用成為研究的熱點。CH4和CO2催化重整既能緩解溫室效應(yīng)的影響,又能為能源的制備開辟新的渠道。該重整體系涉及以下反應(yīng):

a.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH

b.CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g) ΔH1

c.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2

d.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH3

(1)根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)a的ΔH=_____。(寫出一個代數(shù)式即可)

(2)在密閉容器中通入物質(zhì)的量均為0.2 mol的CH4和CO2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強的變化關(guān)系如圖6所示。

圖6

①若反應(yīng)在恒溫、恒容密閉容器中進行,下列能說明反應(yīng)到達平衡狀態(tài)的是____(填序號)。

A.容器內(nèi)混合氣體的壓強保持不變

B.容器中混合氣體的密度保持不變

C.v(CO2)=v(CH4)

D.同時斷裂1 mol C—H 鍵和2 mol H—H鍵

②結(jié)合圖6 分析壓強p1_____p2(填“＞”“＜”或“=”),p2壓強下,X 和Y 點正反應(yīng)速率大小是:v(X)正________v(Y)正(填“＞”“＜”或“=”)。

③已知氣體分壓=氣體總壓×氣體的物質(zhì)的量分數(shù),用平衡分壓代替平衡濃度可以得到平衡常數(shù)Kp,則X 點對應(yīng)溫度下的Kp=_____(用含p2的代數(shù)式表示)。

(3)Pt12Ni、Sn12Ni、Cu12Ni三種雙金屬合金團簇可用于催化甲烷干法重整(DRM)反應(yīng),在催化劑表面涉及多個基元反應(yīng),其中一步為甲烷逐步脫氫,三種催化劑催化甲烷脫氫過程的能量變化如圖7所示。

圖7

①甲烷脫氫過程中決速步驟為____(用反應(yīng)方程式表示)。

②甲烷脫氫過程中催化劑活性最好的是_____。

11.(15分)苯巴本妥具有鎮(zhèn)靜、催眠、抗驚厥作用,主要用于治療失眠、焦慮及運動障礙等。一種合成苯巴本妥的路線如下所示。

回答下列問題:

(1)D 的結(jié)構(gòu)簡式為____,其所含官能團的名稱為_____。

(2)路線中E→F的反應(yīng)類型為_____。

(3)寫出B→C的化學(xué)方程式:___。

(4)同時符合下列條件的B 的同分異構(gòu)體有_____種(不包括立體異構(gòu))。

①遇FeCl3溶液不變紫色

②可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)

③屬于芳香族化合物

其中能與金屬鈉反應(yīng)生成H2,且核磁共振氫譜顯示苯環(huán)上有四種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為____、___。