湖南省百校2023届高三开年摸底联考化学试题（含答案）

2023届高三开年摸底联考湖南卷
化学试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间75分钟，满分100分
可能用到的相对原子质量：
一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．从日常生活到科技前沿，化学无处不在。下列说法正确的是（ ）。
A．热水泡茶涉及萃取、分液等操作
B．天然奶油是从牛奶或羊奶中提取出的半固态物质，属于蛋白质
C．速滑竞赛服使用聚氨酯材料可减少空气阻力，聚氨酯是高分子材料
D．用于制造“山东舰”上舰载机降落拦阻索的特种钢，属于新型无机非金属材料
2．下列实验操作或装置（略去部分夹持仪器）正确的是（ ）。
A．制取少量 B．钠的燃烧 C．制备 D．配制一定物质的量浓度的溶液
3．已知氯化1-乙基-3-甲基咪唑（）被广泛应用于有机合成和聚合反应、分离与提纯以及电化学研究中。下列说法错误的是（ ）。
A．电负性：
B．五元环处于同一平面，则两个氮原子的杂化方式分别为、
C．氯化1-乙基-3-甲基咪唑中含有键数目为
D．氯化1-乙基-3-甲基咪唑中的化学键类型：离子键、共价键
4．绿柱石是一种重要的矿物。已知X、Y、Z、W均为短周期主族元素，原子序数依次增大，且价电子数之和为15。其中，X、Z、W处于相邻的主族，和的电荷与半径之比相近，导致两元素的性质相似。下列说法正确的是（ ）。
A．第一电离能：Z＜W，第二电离能：Z＞W
B．原子半径：Z＞W＞Y＞X
C．是碱性氧化物，是酸性氧化物
D．已知W、Y的单质都可与氢气反应生成氢化物，则电负性：Y＞W＞H
5．下列工业生产过程中所发生反应的离子方程式，不正确的是（ ）。
A．海水提镁中用石灰乳沉镁：
B．海水提溴中用水溶液富集溴：
C．氯碱工业中电解饱和食盐水：
D．侯氏制碱法中获取碳酸氢钠：
6．二氧化锗常用作有机物的催化剂以及半导体的原料。一种从烟尘（主要成分为，含、、、等杂质）中提纯二氧化锗的工艺流程如下。
已知：在浓盐酸中的溶解度很低。
下列说法正确的是（ ）。
A．在滤液中加入固体调，先得沉淀，后得沉淀
B．“沉锗”后分离出单宁与的产物所用玻璃仪器为玻璃棒、分液漏斗、烧杯
C．水解的离子方程式为
D．“水解”操作时为保证，水解彻底进行，需加入过量高纯水
7．我国科学家研发了一种高性能的水系锰基锌电池，该电池供电的同时可以制得，其工作原理如图所示。下列说法正确的是（ ）。
A．电池放电时，正极区溶液的降低
B．a膜为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜
C．X溶液中的溶质只能为，Y溶液中的溶质只能为
D．放电时，消耗，则正极区的电解质溶液增重
8．贝诺酯是新型消炎、解热．镇痛、治疗风湿病的药物，其合成过程如下：
下列说法错误的是（ ）。
A．三种物质中均含有2种官能团 B．物质X中所有碳原子均为杂化
C．物质Y遇溶液显紫色 D．最多与反应
9．氮化硼是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到和，如图所示。下列叙述正确的是（ ）。
A．硼酸具有片层状结构，层与层之间，单元间都以范德华力连接
B．立方氮化硼结构与金刚石相似．立方氮化硼晶胞中每个氮原子周围有4个硼原子
C．与反应后再用氨气中和得到，含有配位键的数目为
D．与都是由极性键构成的极性分子
10．氢气和二氧化碳在催化剂作用下合成甲醇的反应为放热反应，催化过程可解释为“吸附－活化－解离”的过程，催化反应机理如图所示。下列说法正确的是（ ）。
A．反应过程中Ⅰ－Ⅴ步，C元素化合价不变
B．单位时间内生成的水越多，则甲醇的产率越大
C．增大催化剂的表面积，可以提高甲醇的平衡产率
D．氢气和二氧化碳在催化反应过程中有副产物生成
11．室温下，下列实验探究方案不能得到相应结论的是（ ）。
选项 探究方案 探究结论
A 向饱和的溶液中加入固体，测得溶液中不变
B 将25℃溶液加热到40℃，用传感器检测到溶液逐渐变小 温度升高，水解平衡正向移动，浓度增大
C 用一定浓度的溶液滴定一定体积、一定浓度的草酸（，为弱酸）溶液（用酚酞做指示剂） 确定草酸是二元酸
D 利用品体X射线衍射可测定原子坐标 确定分子的空间结构
12．在直流电源作用下，利用双极膜电解池产生羟基自由基处理含苯酚废水和含甲醛废水的原理如图。已知：双极膜中间层中的解离为和。下列说法错误的是（ ）。
A．双极膜将水解离为和的过程是物理变化
B．阴极电极反应式为
C．每处理苯酚，理论上有透过膜a
D．通电一段时间后，苯酚和甲醛转化生成的物质的量之比为
13．在一定温度下，以为催化剂，氯苯和在溶液中发生反应
反应①：（邻二氯苯）
反应②：（对二氯苯）
反应①和②存在的速率方程：和，、为速率常数，只与温度有关，反应①和②的曲线如图所示。下列说法错误的是（ ）。
A．若对二氯苯比邻二氯苯稳定，则
B．保持反应体系温度恒定，体系中两种有机产物的浓度之比保持不变
C．通过改变催化剂可以提高产物中对二氯苯的比例
D．相同时间内，（对二氯苯）（邻二氯苯）
14．难溶盐可溶于盐酸，常温下，用调节浊液的，测得体系中或与的关系如图所示。下列说法错误的是（ ）。
A．M代表与的变化曲线
B．难溶盐的溶度积常数
C．Y点的溶液中存在
D．Z点的溶液中存在
二、非选择题：共4小题，共58分。
15．（15分）镍电池的电极活性材料为多组分合金（主要成分为镍、钴，还含有铝、铁等），可重新回收利用。利用废镍电池资源化生产醋酸钴晶体的工艺流程如下。
已知：①浸取母液中除铝元素外，其他金属元素的化合价均为价。
②部分金属阳离子沉淀的如下表。
沉淀物
开始沉淀 2.2 7.4 7.6 0.1 4.0 7.6
完全沉淀 3.2 8.9 9.2 1.1 5.2 9.2
请回答下列问题：
（1）“浸取”时可以提高浸取率的操作有__________（任写1条）。
（2）“调”时溶液的范围是__________，所得滤渣1的主要成分为__________（填化学式）。
（3）“氧化分离”操作控制溶液，加入发生反应的离子方程式为__________。
（4）“溶解1”操作中加入的作用为__________，“沉钴”操作过程中发生反应的离子方程式为__________。
（5）“溶解2”操作后得到醋酸钴晶体，要使该醋酸钴晶体的纯度更高，所采取的实验操作名称应为__________。
（6）碱金属可以插入石墨层中，钾的石墨插层化合物具有超导性，其中K层平行于石墨层。图1为其晶胞图，垂直于石墨层方向的原子投影如图2所示。
C—C键的键长为，则K层中m与n两个K原子之间的距离为______，设为阿伏加德罗常数的值，若晶胞参数分别为、、，则该石墨插层化合物的晶胞密度为______（用含x、y、z、的代数式表示）。
16．（14分）碘酸钙为白色固体，微溶于水，是一种无机精细与专用化学品。一种制备并测定六水合碘酸钙含量的实验设计如下。
步骤Ⅰ：碘酸氢钾的制备
在三颈烧瓶中加入碘、氯酸钾和水，滴加的盐酸至，控制温度85℃左右，装置如图。
步骤Ⅱ：碘酸钙晶体的制备
将步骤Ⅰ反应后的溶液转入烧杯中，加入X溶液调节；继续滴加溶液，充分反应后用冰水冷却，抽滤、洗涤、干燥，得粗产品碘酸钙晶体。
步骤Ⅲ：产品中碘酸钙晶体含量测定
①准确称取粗产品，置于烧杯中，加入溶解样品，转移到容量瓶中定容。量取溶液于碘量瓶中，加入稍过量的，然后用标准溶液滴定至浅黄色，加入2滴淀粉溶液，继续滴定至终点，平行测定三次后取平均值，用去标准溶液。
②空白实验：不取产品，其余试剂用量和步骤相同，消耗标准溶液。
已知：，，
请回答下列问题：
（1）仪器c的名称为__________，步骤Ⅰ中有黄绿色气体产生，则制备反应的化学方程式为__________，干燥管d中的试剂是__________。
（2）步骤Ⅰ中温度不宜过高的原因是__________，判断反应结束的实验现象是__________。
（3）步骤Ⅱ中X溶液是__________，反应后用冰水冷却的目的是__________。
（4）步骤Ⅲ中空白实验的主要目的是__________。
（5）碘酸钙晶体中的纯度为__________（计算结果保留两位小数）。
17．（14分）我国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的人工合成，关键的一步是利用化学催化剂将高浓度还原成。催化加氢制的反应体系中，发生的主要反应如下。
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
回答下列问题：
（1）已知上述反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数K与温度T的关系为：
，，（x、y、z、A、B、C均为常数，A、C均大于零，B小于零）。则反应Ⅰ的活化能（正）______（逆），的数值范围是__________。
（2）反应Ⅰ可能的反应历程如下图所示。已知：方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量；TS表示过渡态、*表示吸附在催化剂上的微粒。
则反应历程中决速步骤的反应方程式为__________。
（3）在催化剂作用下，将和的混合气体充入一恒容密闭容器中进行反应，达平衡时，的转化率和容器中混合气体的平均相对分子质量随温度变化如图。
①250℃后，随温度升高，平衡时混合气体的平均相对分子质量几乎不变的原因是__________。
②T℃时，反应的初始压强为，平衡时甲醇的选择性（生成甲醇消耗的在总消耗量中占比）为__________，反应Ⅰ的平衡常数__________（为以分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量的分数）。若再向密闭容器中通入和，使二者分压均增大，则的转化率______（填“增大”“减小”或“不变”）。
18．（15分）化合物Ⅰ是一种治疗抑郁症的药物，一种合成路线如下。
已知：ⅰ．
ⅱ．
回答下列问题：
（1）A的名称为__________，C中官能团有______种。
（2）B→C反应的化学方程式为__________。
（3）C→D的反应类型为__________，G的结构简式为__________。
（4）M的分子式为，则M的结构简式为__________，则M的同分异构体中，满足下列条件的有______种。
①遇溶液变紫色；②只含一个环状结构；③该有机物与足量金属钠反应生成。
（5）已知ⅰ．；
ⅱ．
根据相关信息，写出为主要原料制备M的合成路线：__________。
2023届高三开年摸底联考湖南卷
化学参考答案及评分意见
1．C
【解析】热水泡茶涉及过滤，而非萃取，A项错误；
天然奶油是从牛奶或羊奶中提取出的半固态物质，属于油脂，B项错误；
聚氨酯是聚合物，属于高分子材料，C项正确；
用于制造“山东舰”上舰载机降落拦阻索的特种钢，属于合金，为金属材料，D项错误。
2．A
【解析】简易启普发生器装置，利用石灰石和盐酸制，A项正确；
钠的燃烧，应放在坩埚中，B项错误；
制备，氨气应短管进，以防倒吸，C项错误；
配制一定物质的量浓度的溶液，应两手握容量瓶上下颠倒混匀，D项错误。
3．C
【解析】电负性关系为，A项正确；
两个氮原子中，其中一个形成双键为杂化，另一个全为单键为杂化，B项正确；
氯化1-乙基-3-甲基咪唑中含有键数目为，C项错误；
氯化1-乙基-3-甲基咪唑中氯离子和阳离子之间为离子键，阳离子内部存在共价键，D项正确。
4．A
【解析】X、Y、Z、W分别为、O、、。第一电离能：Z＜W，第二电离能：Z＞W，A项正确；
原子半径大小应是Z＞W＞X＞Y，B项错误；
应是两性氧化物，C项错误；
电负性大小应是Y＞H＞W，D项错误。
5．A
【解析】石灰乳应写成，而澄清石灰水应拆写成和，A项不正确。
6．C
【解析】加入固体调，不能得到沉淀，A项错误；
“沉锗”后分离出单宁与的产物所用玻璃仪器为玻璃棒、漏斗、烧杯，而不是分液漏斗，B项错误；
根据流程，水解产物为，原环境又是酸性，C项正确；
“水解”操作时为保证水解彻底进行，不能加入过量高纯水，水过量，盐酸浓度降低，则溶解的多，产量低，D项错误。
7．C
【解析】根据原电池原理，分析示意图价态变化，可得左侧是正极，右侧是负极。正极区消耗，增大，A项错误。
X溶液中的溶质为，Y溶液中的溶质为，a膜为阴离子交换膜，b膜为阳离子交换膜，B项错误，C项正确。
放电时，消耗时，正极区电解质溶液减重，D项错误。
8．B
【解析】X中含有酯基和羧基，Y中含有羟基和酰胺基，Z中含有酯基和酰胺基，A项正确；
X中含有，其中C为杂化，B项错误；
Y中含有酚羟基，遇溶液显紫色，C项正确；
由于Z水解产生三个羧基和两个酚羟基，则最多与反应，D项正确。
9．B
【解析】硼酸具有片层状结构，层与层之间、单元间不仅以范德华力连接，还有氢键，A项错误；
结构与金刚石相似，金刚石每个碳原子周围有4个碳原子，则立方氮化硼晶胞中每个氮原子周围有4个硼原子，B项正确；
含有配位键的数目为，C项错误；
是由极性键构成的极性分子，而是由极性键构成的非极性分子，D项错误。
10．D
【解析】反应过程中Ⅰ－Ⅴ步，C的成键个数不相同，化合价发生了变化，A项错误；
生成的水越多，有可能产生的越多，甲醇产率不一定大，B项错误；
增大催化剂的表面积，可以加快反应速率，但不影响平衡转化率，C项错误；
由图可得，氢气和二氧化碳在催化反应过程中有副产物生成，D项正确。
11．B
【解析】加热促进水解，检测到溶液逐渐变小，则应是亚硫酸根离子被氧化成硫酸根离子，碱性减弱，B项符合题意。
12．D
【解析】水解离为和为物理过程，A正确；
M极上得电子生成羟基自由基，说明M极为阴极，连接电源的负极，N极为阳极，则M为阴极，阴极上得电子生成羟基自由基，电极反应式为，B正确；
每苯酚转化为，转移电子为，则每处理苯酚（即），理论上有电子转移，则有透过膜a，C正确；
根据电子守恒，则通电一段时间后，苯酚和甲醛转化生成的物质的量之比为，D错误。
13．A
【解析】反应①和反应②均为放热反应，即、，又知对二氯苯比邻二氯苯稳定，则反应②放出的热量更多，即，A项错误；
速率大小由和判断，影响因素只与、有关，温度恒定时，、保持不变，则两种有机产物的浓度之比保持不变，B项正确；
改变催化剂可改变选择性，可提高产物中对二氯苯的比例，C项正确；
反应①和反应②中转化为对二氯苯和邻二氯苯均为进行，则（对二氯苯）（邻二氯苯）成立，D项正确。
14．B
【解析】根据题意，浊液存在溶解平衡：，用调节溶液存在平衡：。根据，随着横坐标增大，则减小，增大，故M代表与的变化曲线，A正确。
根据X点坐标可求，当时，，此时，则，B错误。
Y点，氟离子的浓度与钙离子的相同，即，溶解出的氟离子，，再根据电荷守恒，故，C正确。
Z点的溶液中，根据及，存在，根据可求，而此时，则，D正确。
15．（15分）
（1）增大硫酸浓度，升高温度，延长浸取时间等（1分）
（2）（2分） 、（2分）
（3）（2分）
（4）还原生成（1分） （2分）
（5）重结晶（1分）
（6）（2分） （2分）
【解析】由题中流程可知，镍电池废料（主要成分为镍、钻，还含有铝、铁等），用硫酸浸取后，金属元素转化为对应的离子进入溶液中，加入的目的是将母液中的氧化为，调节溶液，使和完全转化为沉淀和沉淀，过滤，滤渣1为和，向滤液中加入将氧化变成并水解生成沉淀，然后向沉淀中加入和，溶解得到溶液，向溶液中加入得到沉淀，过滤后的沉淀溶解在冰醋酸中得到醋酸钴溶液，将醋酸钴溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到醋酸钴晶体。
（1）为提高浸取速率，除适当升高温度外，还可采取的措施有延长浸取时间、适当增加硫酸浓度等。
（2）由后续流程可知，第一次调节时，已经将铁、铝化合物全部除去，则滤渣1的成分除了外，还有，结合表中数据可知，为了使完全沉淀而不沉淀，应当调节溶液的范围是。
（3）“母液”中含有的能够和发生氧化还原反应，根据得失电子守恒和原子守恒，可知反应的离子方程式为。
（4）向中加入、混合液，结合后续流程，最后得到产物中，以二价离子化合物形式存在，所以此时加入的为还原剂。
（5）为提高醋酸钴晶体纯度，需要重新溶解、浓缩、结晶析出纯度更高的晶体，即重结晶操作。
（6）根据晶胞结构，K原子在晶胞的8个顶点、6个面心和4个在体内，1个晶胞中含K原子的个数为；由晶胞结构知m与n的距离如图中的之间距离，C—C键的键长为，则；晶胞中每层石墨烯部分结构中有4条边（8个C原子）处于晶胞面上，其他C原子处于晶胞内部，晶胞中C原子数目，
则晶胞的质量，
晶胞的体积，
所以该晶胞的密度。
16．（14分）
（1）恒压滴液漏斗（1分）
85℃左右（2分）
碱石灰或固体（1分）
（2）温度过高，易导致碘升华或盐酸挥发，产率低（2分）
不再有黄绿色气体生成（1分）
（3）或溶液（1分） 降低碘酸钙的溶解度，有利于碘酸钙晶体析出（2分）
（4）排除空气中的干扰（2分）
（5）87.15％（2分）
【解析】（1）由实验装置图可知，仪器c为恒压滴液漏斗；溶液中的氯酸钾可以和碘在盐酸作用下发生氧化还原反应，根据得失电子守恒和原子守恒，可知反应的化学方程式为85℃左右；干燥管d中的试剂是碱石灰或固体，其作用是吸收尾气中的碘、氯化氢、氯气等有毒气体。
（2）步骤Ⅰ中发生反应85℃左右，反应物中碘易升华、盐酸易挥发，反应温度过高，碘和、反应不充分，所以温度过高，产率低；反应结束后，不再有黄绿色的生成，利用此现象可判断反应完成。
（3）步骤Ⅱ中加入X溶液的目的是调溶液，原溶液含有，产物存在，故可选用溶液或溶液；用冰水冷却后需要进行抽滤，故用冰水冷却的目的是降低碘酸钙的溶解度，便于碘酸钙晶体析出。
（4）空气中的可以与反应生成，故空白实验的主要目的是排除空气中的干扰。
（5）滴定过程中发生反应：，，。
由方程式可得关系式为，
则粗产品中的物质的量为，
则该样品的纯度为％＝87.15％。
17．（14分）
（1）小于（2分） 0～1（2分）
（2）（2分）
（3）①当温度高于250℃时，以反应Ⅱ为主，反应Ⅱ前后气体分子数相等，反应Ⅱ的气体平均相对分子质量几乎不变（2分）
②60％（2分） （2分） 不变（2分）
【解析】（1）由平衡常数K与温度T的关系可知，反应Ⅰ、Ⅲ的平衡常数自然对数随温度升高而减小，说明反应Ⅰ、Ⅲ均为放热反应，而反应Ⅱ的平衡常数自然对数随温度升高而增大，说明反应Ⅱ为吸热反应，则、、，因此反应Ⅰ的活化能（正）小于（逆）；由盖斯定律可知Ⅰ－Ⅲ＝Ⅱ，则，因此，由于放热反应的越小，其绝对值越大，则的范围是0～1。
（2）生成甲醇的决速步骤，指反应历程中反应速率最慢的一步反应，速率快慢则由反应的活化能决定，活化能越大，反应速率越慢，根据表中数据，找出活化能（过渡态与起始态能量差）最大的反应步骤为。
（3）①由于反应Ⅰ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，的平衡转化率降低；反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，反应Ⅱ向正反应方向移动，的平衡转化率升高。由图可知，温度高于250℃时，的转化率随温度升高，开始逐渐变大，说明250℃后以反应Ⅱ为主，反应Ⅱ前后气体分子数相等，发生反应Ⅱ的气体平均相对分子质量不变。
②初始和的混合气体的总质量为，
T℃时混合气体的平均相对分子质量由图像知为20，
则平衡时容器中混合气体总的物质的量为。
观察反应特点知，反应Ⅱ和反应Ⅲ的加和即为反应Ⅰ，从转化角度分析，发生反应Ⅱ和反应Ⅲ即相当于发生反应Ⅰ，即在竞争体系中可忽略反应Ⅲ，默认由反应Ⅰ代替。依据守恒思想进行分析：
设平衡时产物中，根据图像的平衡转化率为50％，
则平衡时，，，
可知，，
可求，，
则平衡时甲醇的选择性为％＝60％．
由阿伏加德罗定律推论知，恒温恒容时，压强之比等于气体的物质的量之比，
既可得，反应Ⅰ的平衡常数；
由于平衡时和的分压相等，如果再向密闭容器中通入和，
使二者分压均增大，此时的仍然等于，平衡不移动，的转化率不变。
18．（15分）
（1）对氟苯甲醛（1分） 3（或三）（2分）
（2）（2分）
（3）加成反应（1分） （2分）
（4）（2分） 9（2分）
（5）（3分）
【解析】由已知ⅰ可知A分子中含有，结合A的分子式和E的结构可知A含有苯环且苯环上连接1个氟原子，并且氟原子和醛基处于对位，可以确定A为；根据已知ⅰ中的反应可得B为；B与乙醇在浓硫酸共热时发生酯化反应生成C，故C为；根据已知ⅰ可知C与发生加成反应生成D为；
由物质Ⅰ（）结合G和H的分子式和信息ⅱ，并由（4）M的分子式为可以推出G的结构简式为，M的结构简式为，H的结构简式为。
（1）由分析知，A的结构简式为，化学名称为对氟苯甲醛；
C的结构简式为，故C中含有碳氟键、碳碳双键、酯基这三种官能团。
（2）B与乙醇发生酯化反应生成C，化学方程式为。
（3）对比C的结构简式和D的结构简式可知C→D的反应类型为加成反应；G的结构简式为。
（4）由分析可知，M的结构简式为，为酚类物质，只有一个环状结构，即为苯环，3个O原子形成的官能团可以是2个和1个，在苯环上共有6种结构；3个O原子形成的官能团也可以是1个和1个，在苯环上共有3种结构，共9种。
（5）首先根据信息ⅰ反应生成，再根据信息ⅱ反应生成，碱性水解再酸化即可得M。