石嘴山三中2024届高三年级第四次模拟考试
理科综合试卷
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.作答时，务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的原子量：H-1 O-16 Mn-55
一、选择题：本题包括13小题。每小题6分，共78分，在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的。
1. 科技创新是引领发展的第一动力。下列说法错误的是
A. “问天”实验舱采用了砷化镓太阳能电池，砷化镓所含的元素都位于p区
B. 中国“人造太阳”创亿度百秒世界新纪录，其中核聚变属于化学变化
C. 我国发现了月球新矿物——“嫦娥石”，可以采用X—射线衍射法分析其晶体结构
D. C919飞机采用了碳纤维和玻璃纤维，二者均属于无机非金属材料
【答案】B
【解析】
【详解】A．As位于第四周期第ⅤA族，Ga位于第四周期第ⅢA族，都位于p区，A项正确；
B．核聚变属于核变化，不属于化学变化，B项错误；
C．X—射线衍射法是分析晶体结构最科学、最可靠的方法，C项正确；
D．碳纤维的主要成分是碳单质，玻璃纤维的主要成分为二氧化硅、氧化铝等，都属于无机非金属材料，D项正确；
故选B。
2. 已知反应：，若为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是
A. 生成时，转移电子数目为 B. 的溶液中的数目为
C. 与所含的电子数均为 D. 的溶液中的数目为
【答案】A
【解析】
【详解】A．由知，生成9mol水时，转移的电子数为15mol，则生成即3mol水时，转移电子数目为，A正确；
B．的溶液中，体积未知，无法计算的数目，B错误；
C．没有标明状态，无法计算所含的电子数，C错误；
D．是弱碱阳离子，会发生水解，的溶液中的数目小于，D错误；
故选A。
3. Z是医药工业和香料工业的重要中间体，合成路线如图所示。下列说法正确的是
A. X和Y互为同系物
B. X→Y属于取代反应
C. Y苯环上的一氯代物有2种
D. 1mol Z在一定条件下与H2反应，最多消耗3molH2
【答案】C
【解析】
【详解】A．由X和Y结构简式可知，X只含酚羟基，Y既含有酚羟基又含有醇羟基，X和Y不是同类物质，不可能互为同系物，A错误；
B．X与HCHO两者发生加成反应生成Y，B错误；
C．Y苯环上有两种位置的氢，故Y苯环上的一氯代物有2种，C正确；
D．苯环与醛基都可以与H2加成，故1mol Z在一定条件下与H2反应，最多消耗4molH2，D错误；
故选C。
4. 下列装置或操作能达到实验目的的是
选项 A B
装置或操作
目的 证明氢氧化铝是两性氢氧化物 验证碳酸的酸性比苯酚的强
选项 C D
装置或操作
目的 验证改变压强能破坏化学平衡状态 鉴别苯和己烷
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A．氢氧化铝既能和盐酸反应也能和氢氧化钠溶液反应说明氢氧化铝具有两性，A选项正确；
B．浓盐酸具有挥发性，生成的CO2中混有HCl气体，右侧试管中生成苯酚沉淀，不是说明碳酸的酸性比苯酚的强，B选项错误；
C．反应是气体体积不变的反应，压强不影响平衡状态，不能用来验证改变压强能破坏化学平衡状态，C选项错误；
D．苯和己烷都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，不能鉴别苯和己烷，D选项错误；
故答案选A。
5. 已知蓝色环保颜料由原子序数依次增大的W、X、Y、Z、R五种短周期主族元素组成，W、R位于同一主族，W元素原子的核外电子数是其周期序数的4倍；X、Y、Z、R位于同一周期，其原子序数之和为54，且只有Y、Z相邻；X的单质可与冷水剧烈反应，下列有关说法正确的是
A. 简单离子半径： B. 最简单氢化物的稳定性：
C. Y的最高价氧化物对应的水化物为强酸 D. W、Z形成的二元化合物为离子化合物
【答案】A
【解析】
【分析】W、X、Y、Z、R五种短周期主族元素原子序数依次增大，X的单质可与冷水剧烈反应，则X为Na元素；W、R位于同一主族，W元素原子的核外电子数是其周期序数的4倍，X、Y、Z、R位于同一周期，其原子序数之和为54，且只有Y、Z相邻，则W为O元素、Y为Al元素、Z为Si元素、R为S元素。
【详解】A．同主族元素，从上到下离子半径依次增大，电子层数相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则三种离子的离子半径大小顺序为S2->Na+>Al3+，故A正确；
B．元素的非金属性越强，最简单氢化物的稳定性越强，元素的非金属性强弱顺序为O>S>Si，则最简单氢化物的稳定性强弱顺序为H2O>H2S>SiH4，故B错误；
C．氢氧化铝是两性氢氧化物，不是强酸，故C错误；
D．二氧化硅是只含有共价键的共价化合物，故D错误；
故选A。
6. 以“全氢电池”为电源直接电解氯化钠溶液制备和HClO的装置如图所示(工作时，在双极膜界面处被催化解离成和)。下列说法错误的是
A. “全氢电池”的总反应为
B. “全氢电池”的双极膜中产生的向右移动，向左移动
C. 阳极区发生的电极反应为
D. 理论上负极消耗1mol ，电解池阳极区减少1mol阳离子(忽略HClO的电离)
【答案】C
【解析】
【分析】由图知，左图为原电池，其中左边吸附层为负极，发生氧化反应，，右边吸附层为正极，发生还原反应，；右图为电解池，因为电解氯化钠溶液制备和HClO，则阳极反应式，阴极反应式为。
【详解】A．根据分析知，“全氢电池”的总反应为，A正确；
B．原电池中阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移，所以“全氢电池”的双极膜中产生的向右移动，向左移动，B正确；
C．因为电解氯化钠溶液制备和HClO，则阳极反应式，C错误；
D．理论上负极消耗1mol，即转移2mol电子，则有2mol阳离子（钠离子或者氢离子）通过阳离子交换膜进入阴极区，转移2mol电子根据，可以知道又得到1mol氢离子，则阳极区减少1mol阳离子(忽略HClO的电离)，D正确；
故选C。
7. 将等物质的量浓度等体积的甘氨酸溶液与盐酸混合，发生反应：，取上述溶液(含0.04mol )，滴加NaOH溶液，pH的变化如下图所示(注：b点溶液中甘氨酸以的形式存在)。
下列说法不正确的是
A. 中解离出的能力：
B. b点溶液pH<7，推测中解离出的程度大于-COO-水解的程度
C. c点溶液中存在：c()
D. 由d点可知：的
【答案】C
【解析】
【分析】甘氨酸溶液与盐酸混合，发生反应：，向反应后的溶液中加氢氧化钠溶液，依次发生、。
【详解】A．甘氨酸溶液与盐酸混合，发生反应：，生成物为，再向其中加氢氧化钠溶液，继续反应，b点溶液中甘氨酸以的形式存在，即-COOH更容易和氢氧化钠溶液反应，所以解离出H+的能力：，故A正确；
B．b点溶液中甘氨酸以的形式存在，-COO-水解使溶液有呈碱性的趋势、电离使溶液有呈酸性的趋势，b点溶液pH<7，所以中解离出的程度大于-COO-水解的程度，故B正确；
C．c点n(NaOH)＞0.04mol，而溶液中n(Cl-)=0.04mol，所以n(NaOH)＞n(Cl-)，即c(NaOH)＞c(Cl-)，甘氨酸溶液与盐酸混合，发生反应：，向反应后的溶液中加氢氧化钠溶液，b点溶液中甘氨酸以的形式存在，此时与氢氧化钠恰好完全反应：，再加氢氧化钠溶液，发生反应：，生成，所以c点溶液中应是存在：，故C错误；
D．b点0.04molNaOH与0.04mol反应，生成0.04mol ，再加的0.02molNaOH与0.02mol反应，生成0.02mol，即d点溶液中与的物质的量相等，又pH=9.6，即c(H+)=10-9.6mol/L，所以的，故D正确；
故答案为：C。
三、非选择题：共174分。第22～32题为必考题，每个试题考生都必须做答；第33题～38题为选考题，考生根据要求作答。
(一)必考题(共129分)
8. 苯甲酸可用于医药、染料载体、增塑剂、果汁饮料的保香剂和食品防腐剂等的生产。某化学兴趣小组欲在实验室制备苯甲酸、回收二氧化锰并测定其纯度，进行如下实验：
苯甲酸实验室制备原理为：
实验装置如图所示。
已知：甲苯的密度是0. 872g·L-1；苯甲酸微溶于冷水，溶于热水。
实验步骤：
I.在50mL三颈烧瓶中加入1.5mL甲苯、20mL水和5.0g高锰酸钾，油浴加热至反应结束。
II.将反应液趁热减压过滤，得到滤渣1，滤液呈紫色，加入少量亚硫酸钠使紫色褪去，进行二次减压过滤，得到滤渣2；将滤液放入冰水浴中，然后加酸酸化，有晶体析出，减压过滤，洗涤、干燥，得到苯甲酸晶体。
III.回收二氧化锰：将滤渣2和滤纸一并转移到坩埚中，加热灼烧，所得固体与干燥后的滤渣1合并，称重得2.5 g固体。
IV.二氧化锰纯度的测定：称取0.5g回收的二氧化锰，放于烧杯中，再加入25 mL 0. 3 mol·L-1草酸钠溶液及50 mL12 mol·L-1硫酸，加热至二氧化碳不再产生，稀释至250 mL，加热至近沸。趁热以浓度为0.05mol·L-1的高锰酸钾标准液滴定过量的草酸钠，消耗高锰酸钾的体积为16.0mL。
已知：MnO2 + +4H+=Mn2+ +2CO2↑+2H2O
2+5+16H+=2Mn2+ + 10CO2↑+8H2O
回答下列问题：
（1）仪器A的名称为_______ ， 该装置的作用是_______。
（2）步骤I中，判断反应结束的现象是_______。
（3）步骤II中加酸酸化，加的酸可以是_______(填序号)。
①稀硫酸 ②盐酸
滤液放入冰水浴的原因是_______。
（4）滤渣2的主要成分为MnO(OH)2，请写出生成MnO(OH)2的离子方程式：_______。
（5）用高锰酸钾标准液滴定时，滴定终点的现象是_______，二氧化锰的纯度为_______%。
【答案】（1） ①. 球形冷凝管 ②. 冷凝回流，增大反应物的利用率
（2）三颈烧瓶中无油状物
（3） ①. ①② ②. 降低苯甲酸的溶解度，使苯甲酸充分析出，提高产率
（4）2+3+3H2O=2MnO(OH)2 ↓+3+2OH-
（5） ①. 当滴加最后一滴高锰酸钾标准液时，溶液变为浅紫色，且半分钟内不褪色 ②. 95. 7
【解析】
【分析】甲苯被酸性高锰酸钾氧化为苯甲酸盐，苯甲酸盐与酸反应得到苯甲酸。图示装置中球形冷凝管的目的是使甲苯冷凝回流，增大反应物的利用率，苯甲酸在三颈烧瓶中生成，由于苯甲酸的溶解度较低，冰水浴有利于其析出。
【小问1详解】
仪器A的名称为球形冷凝管，该装置的作用是：冷凝回流，增大反应物的利用率；
【小问2详解】
甲苯密度比水小且难溶于水，为油状物，步骤I中，甲苯完全反应，可以判断反应结束，故判断反应结束的现象是三颈烧瓶中无油状物；
【小问3详解】
根据制备原理，苯甲酸盐与酸反应可得到苯甲酸晶体，盐酸和硫酸均可，故选①②；苯甲酸微溶于冷水，溶于热水，冷水浴的目的是降低苯甲酸的溶解度，使苯甲酸充分析出，提高产率；
【小问4详解】
滤渣2的主要成分为MnO(OH)2，根据得失电子守恒，生成MnO(OH)2的离子方程式为：2+3+3H2O=2MnO(OH)2 ↓+3+2OH-；
【小问5详解】
草酸根能被酸高锰酸钾氧化，用高锰酸钾标准液滴定时，滴定终点的现象是：当滴加最后一滴高锰酸钾标准液时，溶液变为浅紫色，且半分钟内不褪色；草酸根一部分与二氧化锰反应，过量的草酸根与高锰酸根反应，故二氧化锰消耗的草酸根的物质的量为：，二氧化锰的纯度为：。
9. 铌(Nb)、钽(Ta)为同族元素，在航空航天、武器装备等领域发挥着重要作用。以含铌、钽的尾矿(主要Nb2O5、Ta2O5、Al2O3、SiO2、MgO、Fe2O3等)为原料制备Nb2O5、Ta2O5的工艺流程如下：
已知：①“碱浸”步骤中铌、钽发生的反应为：；。
②“转化”步骤中NaNbO3、NaTaO3分别转化成氟铌酸根(NbF)、氟钽酸根(TaF)。
回答下列问题：
（1）“滤液1”中的主要成分为___________(填化学式)。
（2）通入CO2的目的是___________。
（3）①“转化”步骤中NaNbO3转化为NbF的离子方程式为___________。
②“转化”步骤在℃、硫酸酸化下完成，反应速率方程为：。的作用是___________；不能用盐酸代替H2SO4的理由是：___________。
（4）能被不同有机溶剂选择性地萃取而与杂质分离，水相1和水相2中加入硫酸可以回收利用___________(填化学式)，“调节”步骤得到的沉淀是铌、钽的氢氧化物，煅烧氢氧化钽发生的反应方程式为___________。
【答案】（1）Na[Al(OH)4]（或NaAlO2）、Na2SiO3、、
（2）将转化为Al(OH)3沉淀，转化为H2SiO3沉淀，过滤除去
（3） ①. ②. 增大H+浓度，加快反应速率 ③. Cl-会被、氧化
（4） ①. HF ②. 2Ta(OH)5Ta2O5+5H2O
【解析】
【分析】含铌、钽的尾矿（主要成分Nb2O5、Ta2O5、Al2O3、SiO2、MgO、Fe2O3等）用NaOH溶液碱浸，“碱浸”步骤中铌、钽发生的反应为：；。，Al2O3转化为Na[Al(OH)4]（或NaAlO2）， SiO2转化为Na2SiO3，MgO、Fe2O3不和NaOH溶液反应存在于滤渣中，向滤液中通入二氧化碳， 转化为Al(OH)3，转化为H2SiO3沉淀，“转化”步骤中分别转化成氟铌酸根、氟钽酸根，加入萃取剂分离出氟铌酸根、氟钽酸根，加入氨水调节pH分离出。
小问1详解】
由分析可知，“滤液1”中的主要成分为Na[Al(OH)4]（或NaAlO2）、Na2SiO3、、；
【小问2详解】
通入CO2的目的是将转化为Al(OH)3沉淀，转化为H2SiO3沉淀，过滤除去；
【小问3详解】
①“转化”步骤中NaNbO3转化为NbF的离子方程式为：；
②“转化”步骤在、硫酸酸化下完成，反应速率方程为：。作用是增大H+浓度，加快反应速率；不能用盐酸代替H2SO4的理由是：Cl-会被、氧化；
【小问4详解】
水相1和水相2中含有F-，根据强酸制取弱酸的原理，加入硫酸可以回收利用HF，“调节pH”步骤得到的沉淀是铌、钽的氢氧化物，煅烧氢氧化钽发生的反应方程式为2Ta(OH)5Ta2O5+5H2O。
10. 随着煤和石油等不可再生能源的日益枯竭，同时在“碳达峰”与“碳中和”可持续发展的目标下，作为清洁能源的天然气受到了广泛的关注。甲烷干重整反应(DRM)可以将两种温室气体(和)直接转化为合成气(主要成分为CO和)，兼具环境效益和经济效益。
（1）已知：、CO和的燃烧热(ΔH)分别为、和。写出甲烷干重整反应的热化学方程式：___________。
（2）甲烷干重整过程中可能存在反应：
R1：(主反应)
R2：
R3：
R4：
R5：
各反应的(K为各反应的平衡常数)与温度的关系如图所示。
由图可知，为提高主反应的转化率应___________(填“升高温度”或“降低温度”)，简述判断的理由：___________。
（3）在、进料配比、温度为500～1000℃的条件下，甲烷干重整过程中甲烷的转化率、的转化率和积碳率随着温度变化的规律如图所示。
①甲烷干重整的最佳温度为___________℃。
②在最佳温度、p条件下，向某2L的恒容密闭容器中加入2mol 和2mol ，设只发生R1、R2两个反应。达平衡后，测得容器中CO的浓度为1.4，的转化率为90%，则此时R1反应的压强平衡常数___________(保留两位有效数字，压强平衡常数用各组分的平衡分压代替物质的量浓度进行计算，平衡分压=物质的量分数×平衡总压强)。
（4）恒容绝热条件下仅发生主反应时，下列情况能说明该反应达到平衡状态的有___________(填标号)。
A. 和的转化率相等 B.
C. 的体积分数保持不变 D. 体系的温度不再变化
（5）合成气可以用于生成甲醇，在容积为2L的恒容密闭容器中加入2mol 和1mol CO，发生反应(未配平)，各组分的物质的量随时间的变化如图所示。
0～5min内___________；15min时改变的条件不可能是___________(填标号)。
A．充入 B．充入CO C．通入惰性气体
【答案】（1） (或其他合理答案)
（2） ①. 升高温度 ②. 温度升高，R4、R5反应的平衡常数减小，平衡逆向移动，R1、R2、R3反应的平衡常数增大，但R1反应的与温度关系曲线的斜率大于R2和R3的，所以升高温度有利于提高主反应的转化率
（3） ①. 900(答到900℃～1000℃中任意温度均可) ②. （4）CD
（5） ①. 0.04 ②. AC
【解析】
【小问1详解】
根据题干信息，甲烷干重整反应(DRM)可以将两种温室气体(和)直接转化为合成气(主要成分为CO和)，该反应方程式为，由、CO和的燃烧热(ΔH)分别为、和，写出热化学方程式为① ，②，③，根据盖斯定律，得到，故该反应的=；
故答案为：；
【小问2详解】
从图中看出，随温度升高，主反应R1及R2、R3反应的都增大，平衡常数增大，平衡都正向移动，R4、R5反应的都减小，平衡常数减小，平衡逆向移动，但温度升高主反应R1的与温度关系曲线的斜率，即正向反应程度大，转化率高，故升高温度，有利于提高主反应的转化率；
故答案为：升高温度；温度升高，R4、R5反应的平衡常数减小，平衡逆向移动，R1、R2、R3反应的平衡常数增大，但R1反应的与温度关系曲线的斜率大于R2和R3的，所以升高温度有利于提高主反应的转化率；
【小问3详解】
从图中可看出，随温度升高，甲烷干重整过程中甲烷的转化率增大、的转化率增大和积碳率减小，温度升高到900℃后的转化率与的转化率几乎相等，且达到97%以上，900℃后积碳率很低，说明几乎只发生甲烷干重整主反应R1，故甲烷干重整的最佳温度为900℃（或任意温度均可）；
设R1反应中的物质的量变化量为xmol，R2反应中的物质的量变化量为ymol，由已知条件可知，平衡时的转化率为90%，CO的浓度为1.4，根据三段式分析，，则，解得，平衡时，物质的量为0.2mol，物质的量为1mol，物质的量为2.8mol，物质的量为1.2mol，物质的量为0.8mol，气体总物质的量为6mol，平衡时气体总压强为，R1反应的
故答案为：900℃（或任意温度均可）；；
【小问4详解】
A．和的转化率相等，不能说明该反应达到平衡状态，A错误；
B．，未说明反应速率表示的方向，不能体现，不能说明该反应达到平衡状态，B错误；
C．随反应进行的体积分数减小，则的体积分数保持不变，能说明该反应达到平衡状态，C正确；
D．该反应为吸热反应，随反应进行，体系的温度降低，温度不再变化，能说明该反应达到平衡状态，D正确；
故答案：CD；
【小问5详解】
从图中可看出，5min时，的物质的量为0.2mol，则根据可知，消耗的的物质的量为0.4mol，0～5min内；
反应处于平衡状态，15min时，改变条件后，的物质的量逐渐增加，的物质的量在原平衡状态下逐渐减小，说明平衡正移，
A．若充入，平衡正移，但总量不是在原平衡基础上逐渐减小，而应是15min时显著增加，平衡正移，逐渐减小，A错误；
B．充入CO，平衡正移，的物质的量逐渐减小，的物质的量逐渐增加，B正确；
C．通入惰性气体，恒容密闭容器体积不变，总压增大，但各组分分压不变，平衡不移动，C错误；
故15min时改变的条件不可能是AC；
故答案为：0.04；AC。
(二)选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。
[化学——选修三：物质结构与性质]
11. 锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。锌元素在周期表中的位置如图所示。
（1）基态Zn2+电子排布式为 ___________，其核外电子共占据 ___________条轨道。
（2）自然界中共存在五种常见的锌的稳定同位素，其中丰度最高的核素含有34个中子，该核素可以表示为 ___________。
A. 34Zn B. 34Zn C. 64Zn D. 64Zn
（3）中医典籍中记载了炉甘石(ZnCO3)可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，负离子的空间构型为 ___________，Zn、C、O的电负性由小到大的顺序是 ___________。
（4）锌的氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱。Zn(OH)2溶于强碱生成[Zn(OH)4]2﹣，结构如图所示。该微粒中OH﹣提供孤电子对，Zn2+提供 ___________，Zn2+的杂化方式为 ___________。
（5）两种卤锌的性质如表所示：
卤化锌 ZnCl2 ZnBr2
熔点/℃ 283 394
解释ZnCl2与ZnBr2熔点存在差异的原因 ___________。
（6）ZnF2晶胞如图所示，一个晶胞中含有 ___________个F﹣。若NA表示阿伏加德罗常数的值，则ZnF2晶体(摩尔质量为M)的密度为 ___________ g cm-3(用含a、c、M、NA的代数式表示)。
【答案】（1） ①. 1s22s22p63s23p63d10 ②. 14 （2）D
（3） ①. 平面三角形 ②.
（4） ①. 空轨道 ②. sp3
（5）ZnCl2、 ZnBr2 为分子晶体，组成与结构相似，随着相对分子质量的增大，范德华力增强，熔点升高
（6） ①. 4 ②.
【解析】
【小问1详解】
基态Zn2+电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，其核外电子共占据14条轨道；
【小问2详解】
自然界中共存在五种常见的锌的稳定同位素，其中丰度最高的核素含有34个中子，质子数为30，则质量数为64，该核素可以表示为64Zn，故选D；
【小问3详解】
碳酸根离子中碳原子为sp2杂化，没有孤对电子，则碳酸根离子的空间构型为平面三角形，一般情况下，金属电负性小于非金属电负性，同一周期从左到右，元素电负性逐渐增大，则Zn、C、O的电负性由小到大的顺序是；
【小问4详解】
根据结构知，Zn2+提供空轨道，Zn2+周围有四个共价键，杂化方式为sp3；
【小问5详解】
由熔点数据可知，ZnCl2、 ZnBr2为分子晶体，且结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔点越高；
【小问6详解】
由ZnF2的晶胞结构可知，白球有8个位于顶点和1个位于体心，白球个数为8+1=2，黑球有4个位于面上和2个位于体内，黑球的个数为4+2=4，即白球为锌离子，黑球为氟离子，一个晶胞中含有4个F﹣，一个晶胞质量m==g，晶胞的体积V=( a10-7cma10-7cmc10-7cm)=a2c10-21cm3，晶体密度ρ===。
[化学——选修五：有机化学基础]
12. 安立生坦是一种治疗肺动脉高血压药物，由芳香化合物A合成其中间体G的一种合成路线如下：
已知：①C的核磁共振氢谱有4组峰，D有3组峰；
②
回答下列问题：
（1）A的化学名称是___________，由C生成D的反应类型是___________。
（2）D的结构简式是___________，F的结构简式是___________。
（3）B与NaOH溶液反应的化学方程式是___________。
（4）含有两个苯环的芳香化合物X是E的同分异构体，X中不含其他环状结构，X在酸性条件下水解只生成一种有机物，则X有___________种，其中核磁振氢谱有3组峰，峰面积之比为3：2：2的化合物的结构简式为___________。
（5）写出用甲烷和苯为原料制备化合物2，4，6-三硝基苯甲酸的合成路线：___________(无机试剂任选)。
【答案】（1） ①. 甲苯 ②. 氧化反应
（2） ①. ②.
（3）+NaOH+NaCl
（4） ①. 4 ②.
（5）
【解析】
【分析】结合A的分子式可知A为，A与氯气在光照条件下发生甲基上的取代反应生成B，B为：；B与苯在AlCl3催化作用下发生取代反应生成C，C为：；C与硝酸发生反应，对比分子组成可知C中脱2个H，增加1个O发生氧化反应生成D，D的结构简式应为：；D与反应生成E，E在硫酸作用下与甲醇发生开环加成反应生成F，F的结构为：；F发生酯基水解，再经酸化得到G，据此分析解答。
【小问1详解】
A→B的反应是A和氯气在光照条件下发生的取代反应，A的分子式为C7H8且属于芳香烃，故A为甲苯；
【小问2详解】
由以上分析可知：D的结构简式应为：；F的结构简式为：；
【小问3详解】
B为，B在碱性条件下发生水解反应生成苯甲醇和氯化钠，反应方程式为：+NaOH+NaCl；
【小问4详解】
E的分子式为C16H14O3，X是E的同分异构体，含有两个苯环且在酸性条件下水解只生成一种有机物，满足条件的X有：、、、共4种；其中核磁共振氢谱有3组峰，峰面积之比为3 :2: 2的结构简式为。
【小问5详解】
用逆合成原理，结合A→B→C的反应条件和反应原理，由甲烷先制得一氯甲烷，再一氯甲烷由制得甲苯，甲苯和浓硝酸、浓硫酸发生硝化反应生成2，4，6-三硝基甲苯，最后再氧化即可，合成路线为：石嘴山三中2024届高三年级第四次模拟考试
理科综合试卷
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.作答时，务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的原子量：H-1 O-16 Mn-55
一、选择题：本题包括13小题。每小题6分，共78分，在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的。
1. 科技创新是引领发展的第一动力。下列说法错误的是
A. “问天”实验舱采用了砷化镓太阳能电池，砷化镓所含的元素都位于p区
B. 中国“人造太阳”创亿度百秒世界新纪录，其中核聚变属于化学变化
C. 我国发现了月球新矿物——“嫦娥石”，可以采用X—射线衍射法分析其晶体结构
D. C919飞机采用了碳纤维和玻璃纤维，二者均属于无机非金属材料
2. 已知反应：，若为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是
A. 生成时，转移电子数目为 B. 的溶液中的数目为
C. 与所含的电子数均为 D. 的溶液中的数目为
3. Z是医药工业和香料工业的重要中间体，合成路线如图所示。下列说法正确的是
A. X和Y互为同系物
B. X→Y属于取代反应
C. Y苯环上的一氯代物有2种
D. 1mol Z在一定条件下与H2反应，最多消耗3molH2
4. 下列装置或操作能达到实验目的的是
选项 A B
装置或操作
目的 证明氢氧化铝是两性氢氧化物 验证碳酸酸性比苯酚的强
选项 C D
装置或操作
目的 验证改变压强能破坏化学平衡状态 鉴别苯和己烷
A. A B. B C. C D. D
5. 已知蓝色环保颜料由原子序数依次增大W、X、Y、Z、R五种短周期主族元素组成，W、R位于同一主族，W元素原子的核外电子数是其周期序数的4倍；X、Y、Z、R位于同一周期，其原子序数之和为54，且只有Y、Z相邻；X的单质可与冷水剧烈反应，下列有关说法正确的是
A. 简单离子半径： B. 最简单氢化物的稳定性：
C. Y的最高价氧化物对应的水化物为强酸 D. W、Z形成的二元化合物为离子化合物
6. 以“全氢电池”为电源直接电解氯化钠溶液制备和HClO的装置如图所示(工作时，在双极膜界面处被催化解离成和)。下列说法错误的是
A. “全氢电池”的总反应为
B. “全氢电池”的双极膜中产生的向右移动，向左移动
C. 阳极区发生的电极反应为
D. 理论上负极消耗1mol ，电解池阳极区减少1mol阳离子(忽略HClO的电离)
7. 将等物质的量浓度等体积的甘氨酸溶液与盐酸混合，发生反应：，取上述溶液(含0.04mol )，滴加NaOH溶液，pH的变化如下图所示(注：b点溶液中甘氨酸以的形式存在)。
下列说法不正确的是
A. 中解离出的能力：
B. b点溶液pH<7，推测中解离出的程度大于-COO-水解的程度
C. c点溶液中存在：c()
D. 由d点可知：的
三、非选择题：共174分。第22～32题为必考题，每个试题考生都必须做答；第33题～38题为选考题，考生根据要求作答。
(一)必考题(共129分)
8. 苯甲酸可用于医药、染料载体、增塑剂、果汁饮料的保香剂和食品防腐剂等的生产。某化学兴趣小组欲在实验室制备苯甲酸、回收二氧化锰并测定其纯度，进行如下实验：
苯甲酸实验室制备原理为：
实验装置如图所示
已知：甲苯的密度是0. 872g·L-1；苯甲酸微溶于冷水，溶于热水。
实验步骤：
I.在50mL三颈烧瓶中加入1.5mL甲苯、20mL水和5.0g高锰酸钾，油浴加热至反应结束。
II.将反应液趁热减压过滤，得到滤渣1，滤液呈紫色，加入少量亚硫酸钠使紫色褪去，进行二次减压过滤，得到滤渣2；将滤液放入冰水浴中，然后加酸酸化，有晶体析出，减压过滤，洗涤、干燥，得到苯甲酸晶体。
III.回收二氧化锰：将滤渣2和滤纸一并转移到坩埚中，加热灼烧，所得固体与干燥后的滤渣1合并，称重得2.5 g固体。
IV.二氧化锰纯度的测定：称取0.5g回收的二氧化锰，放于烧杯中，再加入25 mL 0. 3 mol·L-1草酸钠溶液及50 mL12 mol·L-1硫酸，加热至二氧化碳不再产生，稀释至250 mL，加热至近沸。趁热以浓度为0.05mol·L-1的高锰酸钾标准液滴定过量的草酸钠，消耗高锰酸钾的体积为16.0mL。
已知：MnO2 + +4H+=Mn2+ +2CO2↑+2H2O
2+5+16H+=2Mn2+ + 10CO2↑+8H2O
回答下列问题：
（1）仪器A的名称为_______ ， 该装置的作用是_______。
（2）步骤I中，判断反应结束的现象是_______。
（3）步骤II中加酸酸化，加的酸可以是_______(填序号)。
①稀硫酸 ②盐酸
滤液放入冰水浴的原因是_______。
（4）滤渣2的主要成分为MnO(OH)2，请写出生成MnO(OH)2的离子方程式：_______。
（5）用高锰酸钾标准液滴定时，滴定终点的现象是_______，二氧化锰的纯度为_______%。
9. 铌(Nb)、钽(Ta)为同族元素，在航空航天、武器装备等领域发挥着重要作用。以含铌、钽的尾矿(主要Nb2O5、Ta2O5、Al2O3、SiO2、MgO、Fe2O3等)为原料制备Nb2O5、Ta2O5的工艺流程如下：
已知：①“碱浸”步骤中铌、钽发生的反应为：；。
②“转化”步骤中NaNbO3、NaTaO3分别转化成氟铌酸根(NbF)、氟钽酸根(TaF)。
回答下列问题：
（1）“滤液1”中的主要成分为___________(填化学式)。
（2）通入CO2的目的是___________。
（3）①“转化”步骤中NaNbO3转化为NbF的离子方程式为___________。
②“转化”步骤在℃、硫酸酸化下完成，反应速率方程为：。的作用是___________；不能用盐酸代替H2SO4的理由是：___________。
（4）能被不同的有机溶剂选择性地萃取而与杂质分离，水相1和水相2中加入硫酸可以回收利用___________(填化学式)，“调节”步骤得到的沉淀是铌、钽的氢氧化物，煅烧氢氧化钽发生的反应方程式为___________。
10. 随着煤和石油等不可再生能源的日益枯竭，同时在“碳达峰”与“碳中和”可持续发展的目标下，作为清洁能源的天然气受到了广泛的关注。甲烷干重整反应(DRM)可以将两种温室气体(和)直接转化为合成气(主要成分为CO和)，兼具环境效益和经济效益。
（1）已知：、CO和的燃烧热(ΔH)分别为、和。写出甲烷干重整反应的热化学方程式：___________。
（2）甲烷干重整过程中可能存在反应：
R1：(主反应)
R2：
R3：
R4：
R5：
各反应的(K为各反应的平衡常数)与温度的关系如图所示。
由图可知，为提高主反应的转化率应___________(填“升高温度”或“降低温度”)，简述判断的理由：___________。
（3）在、进料配比、温度为500～1000℃的条件下，甲烷干重整过程中甲烷的转化率、的转化率和积碳率随着温度变化的规律如图所示。
①甲烷干重整的最佳温度为___________℃。
②在最佳温度、p条件下，向某2L的恒容密闭容器中加入2mol 和2mol ，设只发生R1、R2两个反应。达平衡后，测得容器中CO的浓度为1.4，的转化率为90%，则此时R1反应的压强平衡常数___________(保留两位有效数字，压强平衡常数用各组分的平衡分压代替物质的量浓度进行计算，平衡分压=物质的量分数×平衡总压强)。
（4）恒容绝热条件下仅发生主反应时，下列情况能说明该反应达到平衡状态的有___________(填标号)。
A. 和的转化率相等 B.
C. 的体积分数保持不变 D. 体系的温度不再变化
（5）合成气可以用于生成甲醇，在容积为2L的恒容密闭容器中加入2mol 和1mol CO，发生反应(未配平)，各组分的物质的量随时间的变化如图所示。
0～5min内___________；15min时改变的条件不可能是___________(填标号)。
A．充入 B．充入CO C．通入惰性气体
(二)选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。
[化学——选修三：物质结构与性质]
11. 锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。锌元素在周期表中的位置如图所示。
（1）基态Zn2+电子排布式为 ___________，其核外电子共占据 ___________条轨道。
（2）自然界中共存在五种常见的锌的稳定同位素，其中丰度最高的核素含有34个中子，该核素可以表示为 ___________。
A. 34Zn B. 34Zn C. 64Zn D. 64Zn
（3）中医典籍中记载了炉甘石(ZnCO3)可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，负离子的空间构型为 ___________，Zn、C、O的电负性由小到大的顺序是 ___________。
（4）锌的氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱。Zn(OH)2溶于强碱生成[Zn(OH)4]2﹣，结构如图所示。该微粒中OH﹣提供孤电子对，Zn2+提供 ___________，Zn2+的杂化方式为 ___________。
（5）两种卤锌性质如表所示：
卤化锌 ZnCl2 ZnBr2
熔点/℃ 283 394
解释ZnCl2与ZnBr2熔点存在差异的原因 ___________。
（6）ZnF2晶胞如图所示，一个晶胞中含有 ___________个F﹣。若NA表示阿伏加德罗常数值，则ZnF2晶体(摩尔质量为M)的密度为 ___________ g cm-3(用含a、c、M、NA的代数式表示)。
[化学——选修五：有机化学基础]
12. 安立生坦是一种治疗肺动脉高血压药物，由芳香化合物A合成其中间体G的一种合成路线如下：
已知：①C的核磁共振氢谱有4组峰，D有3组峰；
②
回答下列问题：
（1）A的化学名称是___________，由C生成D的反应类型是___________。
（2）D的结构简式是___________，F的结构简式是___________。
（3）B与NaOH溶液反应的化学方程式是___________。
（4）含有两个苯环的芳香化合物X是E的同分异构体，X中不含其他环状结构，X在酸性条件下水解只生成一种有机物，则X有___________种，其中核磁振氢谱有3组峰，峰面积之比为3：2：2的化合物的结构简式为___________。
（5）写出用甲烷和苯为原料制备化合物2，4，6-三硝基苯甲酸的合成路线：___________(无机试剂任选)。
