2023届全国甲卷化学仿真卷（五）
化学
姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．我国的激光技术在世界上处于领先地位，科学家用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，与此同时再用射频电火花喷射氮气，此时碳、氮原子结合成氮碳化合物薄膜，氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料，其中β一氮化碳的结构如图。下列有关氮化碳的说法错误的是
A．氮化碳属于共价晶体 B．氮化碳的化学式为
C．碳、氮原子均采取杂化 D．1mol氮化碳中含有4molN—C键
2．900℃时，向2.0L恒容密闭容器中充入0.40mol乙苯，发生反应：(g)(g)，经一段时间后达到平衡。
反应过程中测定的部分数据见表：
时间/ 物质 0 10 20 30 40
n(乙苯)/ 0.40 0.30 0.24
n(苯乙稀)/ 0.00 0.10 0.20 0.20
下列说法正确的是A．保持其他条件不变，向容器中充入不参与反应的水蒸气，则乙苯的转化率大于50%
B．反应在前20min的平均速率为
C．保持其他条件不变，升高温度，平衡时，c(乙苯)，则a<0
D．相同温度下，起始时向容器中充入0.10mol乙苯、0.10mol苯乙烯和，反应向正反应方向进行
3．下列有关物质结构和性质变化规律正确的是
A．硬度： B．沸点：
C．酸性： D．原子半径：
4．实验小组设计如图所示装置，验证SO2性质，对实验现象分析不正确的是
A．甲中制备SO2利用了硫酸的强氧化性
B．乙中红色花瓣褪色，说明SO2具有漂白性
C．丙中溶液红色变浅，说明SO2能与碱溶液反应
D．若验证SO2具有还原性，可在甲乙装置间增加盛有饱和NaHSO3溶液的洗气瓶
5．下列关于物质用途的叙述错误的是
A．液氮：物质冷冻剂 B．稀有气体：霓虹灯填充物
C．明矾：饮用水杀菌剂 D．石墨：制作火箭发动机喷管
6．一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，应用于照相材料方面，可作为显影剂，其中W、X、Y、Z原子序数依次增大，且原子序数总和为30.下列有关叙述错误的是
A．最高价氧化物的水化物的酸性：X
C．化合物中X、Y、Z均满足8电子稳定结构
D．W、X、Y、Z均可与Z的短周期同族元素形成至少两种二元化合物
7．下列物质均为a g，将它们在氧气中完全燃烧的产物全部通入到足量的过氧化钠固体中，则过氧化钠固体增重为a g的是（ ）
①CO ②H2 ③CH4 ④HCHO ⑤CH3COOH ⑥HCOOH
A．①②⑥ B．③④⑤ C．①②④⑤ D．②③⑤
二、实验题
8．利用Cl2氧化绿色K2MnO4浓强碱溶液制备KMnO4的装置如下图所示(加热、夹持装置略):
(1)仪器b的名称为___________，d中的溶液是_____________。实验开始前向仪器a中加入水，盖好玻璃塞，关闭止水夹和弹簧夹，打开仪器a玻璃旋塞向b中滴加水，一段时间后看水能不能滴下，此操作_______(填“能”或“不能”)检验装置的气密性。
(2)装置B中Cl2氧化K2MnO4的化学方程式为___________。
(3)单向阀的作用是_______， 当仪器B中_______即停止通氯气。
(4)当B中反应结束，后续操作是熄灭A处酒精灯,_______待冷却后拆除装置。
(5)锰酸钾(K2MnO4) 在浓强碱溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生反应: +MnO2↓+4OH-根据此信息，可以得出上述装置存在一处缺陷，会导致KMnO4产率降低，改进的方法是_________________。
(6)某兴趣小组同学用0.1000 mol·L-1的酸性高锰酸钾标准溶液滴定某过氧化氢试样，反应原理为2+ 5H2O2 + 6H+ =2Mn2+ + 8H2O+5O2↑。用移液管移取25．00 mL试样置于锥形瓶中，重复滴定四次，每次消耗酸性高锰酸钾标准溶液的体积如表所示:
第一次 第二次 第三次 第四次
17．30 17．90 18．00 18．10
计算试样中过氧化氢的浓度为_______mol·L-1．
三、有机推断题
9．PBAT(聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯)可被微生物几乎完全降解，成为包装、医疗和农用薄膜等领域的新兴材料，它可由聚合物PBA和PBT共聚制得，一种合成路线如下：
已知：R-CH3R-CNR-COOH
R-CH=CH2R-COOH+CO2
回答下列问题：
(1)B的官能团名称为___________，G的化学名称为___________
(2)①的反应类型为___________；反应②所需的试剂和条件是___________
(3)H的结构简式为___________
(4)⑤的化学方程式为___________
(5)M与G互为同系物，M的相对分子质量比G大14；N是M的同分异构体，写出同时满足以下条件的N的结构简式：___________、___________(写两种，不考虑立体异构)。
I．既能与FeCl3发生显色反应，又能发水解反应和银镜反应；
II．与NaOH溶液反应时，1 mol N能消耗4 mol NaOH；
III．核磁共振氢谱有五组峰，峰面积比为1∶2∶2∶2∶1。
四、工业流程题
10．稀土元素铈的化合物具有良好的光学、电学性质，广泛应用于阴极射线管()玻壳、各种平板显示、光学玻璃镜头和计算机芯片等领域。以氟碳铈矿(主要成分为，还有少量其它稀土元素)为原料提取铈元素的一种工艺流程如图所示。
已知：①铈常见化合价为+3、+4，四价铈有强氧化性；
②既不溶于水，也不溶于稀硫酸。
回答下列问题：
(1)已知“氧化焙烧”中铈元素转化为，写出该步反应的化学方程式___________。
(2)“酸浸Ⅱ”中发生反应的离子方程式为___________；该步骤通常控制温度为之间的原因是___________。
(3)“萃取”原理为，“反萃取”得到硫酸铈溶液的原理为___________。
(4)实验室中进行操作1所用到的玻璃仪器有___________。
(5)是汽车尾气净化器中的关键催化剂，能在还原性气氛中供氧，在氧化性气氛中耗氧，在尾气净化过程中发生着的循环。则在消除的反应中，物质的量比为___________。
五、原理综合题
11．丙烯是一种重要的化工原料，可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。
反应I(直接脱氢)：
反应II(氧化脱氢)：
(1)已知键能：。由此计算生成碳碳键放出的能量为___________。
(2)高温下，在密闭容器中通入丙烷，发生反应I：
反应在初期阶段的速率方程为，其中k为反应速率常数。
①设反应开始时的反应速率为，丙烷的转化率为时的反应速率为，则___________。
②对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是___________(填字母)。
A．丙烯的生成速率逐渐增大
B．压强不变时，反应到达平衡状态
C．升高温度正反应速率增大，逆反应速率减小
D．与的物质的量之比不变时，反应到达平衡状态
③平衡时，再通入丙烷，则反应的平衡常数K___________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，丙烷的转化率___________。
(3)对于反应I，总压恒定为，在密闭容器中通入和的混合气体(不参与反应)，在温度为时，的平衡转化率与通入气体中的物质的量分数的关系如图所示，计算时反应I的平衡常数___________(以分压表示，分压=总压×物质的量分数，保留一位小数)。
(4)在温度为时，通入的混合气体，各组分气体的分压随时间的变化关系如图所示。生成的平均速率为___________；在反应一段时间后，和的消耗速率比小于2∶1的原因为___________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】A．氮化碳为网状结构，硬度超过金刚石晶体，则氮化碳晶体为共价晶体，A项正确；
B．每个C和4个N形成共价键，每个N与3个C相连，所以氮化碳的化学式为，B项正确；
C．C、N原子均采取杂化，C项正确；
D．1mol氮化碳中含有12molN—C键，D项错误；
故选D。
2．B
【分析】20分钟时，乙苯剩余0.24mol，转化0.16mol，故=0.16mol，根据表中数据，30分钟时达到平衡，。
【详解】A．达平衡时，转化率为，其他条件不变，加入水蒸气体系中各物质浓度不变，平衡不移动，转化率不变，故A错误；
B．反应前20分钟氢气的速率等于乙苯等于苯乙烯，，故B正确；
C．平衡时，乙苯的浓度为，升高温度浓度减小，平衡正向移动，该反应吸热，则，故C错误；
D．相同条件下的平衡常数=，代入数据可得K=0.1，相同条件下加入0.10mol乙苯、0.10mol苯乙烯和，=，代入数据可得，0.15，因，平衡逆向移动，故D错误；
故选B。
3．D
【详解】A．离子半径：Li+＜Na+＜K+，晶格能LiCl>NaCl>KCl，所以硬度LiCl>NaCl>KCl，故A错误；
B．氟电负性较大，HF分子间存在氢键沸点升高，所以沸点：HCl＜HBr＜HF，故B错误；
C．非金属性P＜S＜Cl，所以最高价氧化物的水化物的酸性：H3PO4＜H2SO4＜HClO4，故C错误；
D．同周期元素从左到右，半径减小，原子半径：Na＞Mg＞Al，故D正确；
故选D。
4．A
【详解】A．甲中制备SO2，是利用了硫酸的强酸性，A错误；
B．乙中红色花瓣褪色，说明SO2具有漂白性，B正确；
C．丙中溶液红色变浅，是因为SO2和NaOH发生反应，消耗了NaOH，C正确；
D．在乙中，用Br2的CCl4溶液验证SO2的还原性；甲中制备SO2使用的是浓硫酸，浓硫酸具有吸水性，使得制备的SO2较为干燥，如果将制得的SO2通过NaHSO3溶液，可以减少SO2在水中溶解的量，还能湿润SO2，以发生反应SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr，D正确；
故选A。
5．C
【详解】A．液氮因其沸点较低可用作物质冷冻剂，A项正确；
B．稀有气体具有在通电时能发出有色的光的性质，常用于制作霓虹灯填充物，B项正确；
C．明矾中的Al3+水解生成Al(OH)3胶体，胶体吸附性强，可吸附水中悬浮物，达到净水目的，但没有杀菌作用，C项错误；
D．石墨具有高熔点、稳定、耐腐蚀的性能，具有良好的化学稳定性，故可用与制作火箭发动机喷管，D项正确；
答案选C。
6．B
【分析】W只形成一条共价键，且原子序数最小，则W是H元素，X形成四条共价键，X是C元素，Y形成三条共价键，Y是N元素，Z形成两条共价键，则为O或S，由于W、X、Y、Z原子序数总和为30，则Z为S元素；
【详解】分析知：W、X、Y、Z分别为H、C、N、S；
A．X、Y分别是C、N，同周期从左到右非金属性增强，则非金属性：C
C．化合物中C、N、S形成的离子，最外层都是8电子稳定结构，C正确；
D．Z的短周期同族元素是O，H、C、N、S与O可形成H2O、H2O2，CO、CO2，NO、NO2，SO2、SO3，可形成至少两种二元化合物，D正确；
故选：B。
7．C
【详解】H2、CO发生的化学方程式为：2H2+O2 2H2O，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；2CO+O2 2CO2 ，2Na2O2+2CO2=2Na2 CO3+O2，由反应方程式可知，过氧化钠增加的质量即为H2、CO的质量。因此只要是CO或H2或它们的气体混合物或化学组成符合（CO）m·（H2）n，则过氧化钠固体增重质量等于原物质的质量，则①②符合，④HCHO可以改写成CO·H2，⑤CH3COOH可以改写成（CO）2·（H2）2，⑥HCOOH可以改写成CO2·H2，故④⑤符合，⑥不符合，①②④⑤符合；
答案选C。
8．(1) 三颈烧瓶 溶液 不能
(2)
(3) 防止倒吸 溶液由绿色完全转变为紫红色
(4)打开弹簧夹，通入空气(或)
(5)在A、B之间增加盛有饱和食盐水的洗气瓶
(6)0.1800
【分析】由实验装置图可知，装置A中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气，浓盐酸具有挥发性，制得的氯气中混有氯化氢，氯化氢会与装置B中浓碱反应导致碱性减弱，锰酸根离子在溶液中发生歧化反应，所以实验时应在A、B之间增加盛有饱和食盐水的洗气瓶除去氯化氢，装置B中氯气与浓强碱溶液中的锰酸钾反应制备高锰酸钾，装置C中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气，防止污染空气。
【详解】（1）由实验装置图可知，仪器b为三颈烧瓶；由分析可知，装置d中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气，防止污染空气；仪器a为恒压滴液漏斗，能起到平衡气压，便于液体顺利流下的作用，所以实验开始前向仪器a中加入水，盖好玻璃塞，关闭止水夹和弹簧夹，打开仪器a玻璃旋塞向b中滴加水，一段时间后看水能不能滴下不能检验装置的气密性。
（2）由分析可知，装置B中氯气与浓强碱溶液中的锰酸钾反应制备高锰酸钾，反应的化学方程式为。
（3）由示意图可知，单向阀只允许气体从左流向右，不允许溶液从右流向左，可以起到防倒吸的作用；由方程式可知，当装置B中绿色的锰酸钾溶液完全转变为紫红色高锰酸钾溶液时，说明锰酸钾完全反应，应停止通氯气。
（4）当B中反应结束后，装置中还残留有未反应的氯气，为防止拆除装置时氯气逸出污染环境，所以拆除装置时的操作为熄灭A处酒精灯后，打开弹簧夹，通入空气，将装置中的氯气赶到装置C中被氢氧化钠溶液完全吸收，待冷却后拆除装置。
（5）由分析可知，浓盐酸具有挥发性，制得的氯气中混有氯化氢，氯化氢会与装置B中浓碱反应导致碱性减弱，锰酸根离子在溶液中发生歧化反应，所以实验时应在A、B之间增加盛有饱和食盐水的洗气瓶除去氯化氢。
（6）由表格数据可知，第一次实验的误差较大，应舍去，所以滴定中消耗酸性高锰酸钾标准溶液的平均体积为，由方程式可知，试样中过氧化氢的浓度为。
9．(1) 氯原子 对苯二甲酸
(2) 取代反应 NaOH、C2H5OH(或乙醇)，加热
(3)HOCH2CH2CH2CH2OH
(4)+2NH3+3O2→ +6H2O
(5)
【分析】由合成流程可知，A环己烷与氯气发生取代反应生成B是一氯环己烷，一氯环己烷在NaOH、C2H5OH条件下消去生成C为环己烯，环己烯被高锰酸钾氧化,生成D为1，6-己二酸，D与H发生缩聚反应生成PBA，结合PBAT的结构可知，H为HO(CH2)4OH；由信息对照G的结构简式可知，E与氨气、氧气反应，根据已知信息可知，生成F为 ，F水解生成G为 。E为对二甲苯的结构简式： ，G与H发生缩聚反应生成PBT，PBA与PBT共聚生成PBAT。
【详解】（1）根据上述分析可知B结构简式是 ，其中所含官能团为Cl原子；G结构简式是 ，名称为对苯二甲酸；
（2）反应①是 与Cl2在光照条件下发生取代反应产生 、HCl，该反应的类型为取代反应；
与NaOH、C2H5OH在加热条件下发生消去反应产生 ，故反应②所需的试剂和条件是NaOH、C2H5OH、加热；
（3）H结构简式为HOCH2CH2CH2CH2OH 或简写为HO(CH2)4OH；
（4）E为对二甲苯的结构简式： ，E与氨气、氧气反应，生成F为 ，则反应⑤是+2NH3+3O2→+6H2O；
（5）M与G互为同系物，含有苯环，含有两个羧基，M的相对分子质量比G大14，多一个-CH2，N是M的同分异构体，既能与FeCl3发生显色反应，含有酚羟基，又能发水解反应含-COOC-，银镜反应：含-CHO；与NaOH溶液反应时，1 mol N能消耗4 mol NaOH；核磁共振氢谱有五组峰，峰面积比为1∶2∶2∶2∶1，则分子中含五种H，满足条件的结构简式为 或。
10．(1)
(2) 既有利于加快酸浸速率，又防止温度过高导致双氧水分解过快
(3)向混合液中加入稀硫酸，使增大，平衡向形成水溶液方向移动
(4)分液漏斗、烧杯
(5)
【分析】氟碳铈矿的主要成分为，还有少量其它稀土元素，“氧化焙烧”生成CO2、HF、CeO2，酸浸“氧化焙烧”后的固体，除去其它稀土元素；酸性条件下用过氧化氢还原CeO2生成Ce2(SO4)3、O2、H2O，用有机物HT萃取Ce2(SO4)3，发生反应，用硫酸反萃取生成Ce2(SO4)3，得Ce2(SO4)3溶液。
【详解】（1）“氧化焙烧”中和氧气、水反应生成CO2、HF、CeO2，反应的化学方程式是；
（2）“酸浸Ⅱ”中，在酸性条件下用过氧化氢还原CeO2生成Ce2(SO4)3、O2、H2O，发生反应的离子方程式为；该步骤通常控制温度为之间，既有利于加快酸浸速率，又防止温度过高导致双氧水分解过快；
（3）“反萃取”的原理为加入硫酸，氢离子浓度增大，平衡逆向移动，得到Ce2(SO4)3溶液；
（4）操作1是分液，分液用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯；
（5）根据可知，每个提供m个氧原子，生成CO2，1个CO消耗1个氧原子，所以物质的量比为1：m。
11．(1)271
(2) B 不变 减小
(3)16.7
(4) 2 和都消耗
【详解】（1）△H=反应物总键能-生成物总键能，由题可知，每摩尔反应Ⅰ中断裂2molC-H键、形成1mol碳碳π键和1molH一H键，故2×416kJ/mol-E(碳碳π键)-436kJ/mol=+125kJ/mol，解得 E (碳碳π键)=27IkJ/mol，故答案为：271；
（2）①反应开始时丙烷的浓度为1mol/L，反应速率为v1=k，丙烷的转化率为α时，丙烷的浓度为(1-1×α)mol/L=(1-α)mol/L，反应速率为v2=k(1-α)=(1-α)v1，则；
②A．反应在初期阶段的速率方程为，反应速率只与丙烷的浓度有关，丙烷浓度逐渐减小，则丙烯的生成速率逐渐减小，故A错误；
B．反应前后气体计量数不相等，压强是变量，当压强不变时能判断反应到达平衡状态，故B正确；
C．升高温度正反应速率增大，逆反应速率也增大，故C错误；
D．变化的物质的量与系数成正比，与的物质的量之比不变时，不能说明反应到达平衡状态，故D错误；
故选：B；
③平衡时，再通入丙烷，平衡常数K只受温度影响，温度不变，则反应的平衡常数K不变；由于可逆反应中反应物不能完全转化，则再加入的1mol丙烷不能完全转化，丙烷的转化率减小，故答案为：不变；减小；
（3）在温度为T1时，当通入气体中C3H8的物质的量分数为0.4时，C3H8的平衡转化率为50%，设通入混合气体xmol，则起始时C3H8为0.4xmol，N2为0.6xmol，平衡时C3H8的转化量为0.4xmol×50%=0.2xmol，列三段式法计算如下：，则平衡时气体总物质的量为(0.2x+0.2x+0.2x+0.6x)mol=1.2xmol，C3H8、C3H6、H2的物质的量分数均为，故T1时反应Ⅰ的平衡常数Kp=kPa≈16.7kPa；
（4）由图b可知，0～1.2s内，C3H6的分压由0增大为2.4 kPa，则生成C3H6的平均速率为v(C3H6)=kPa s-1=2kPa s-1，若只发生反应Ⅰ、Ⅱ，C3H6的分压应大于H2和 H2O的分压，但由图 b 知，随着反应进行，分压：p(H2O)＞p(C3H6)＞p(H2)，且有CO2生成，H2分压降低，故体系中还发生反应C3H6+O2═3CO2+3H2O和H2+O2═H2O，即H2和C3H6都消耗O2，导致C3H8和O2的消耗速率比小于2：1，故答案为：2；H2和C3H6都消耗O2。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
