2023届全国甲卷化学仿真卷（三）（答案）

2023届全国甲卷化学仿真卷（三）
化学
姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列属于新型合金的是
A．铁合金 B．钛合金 C．铜合金 D．铝合金
2．2019年12月以来，我国部分地区突发的新型冠状病毒肺炎威胁着人们的身体健康。以下是人们在面对新型冠状病毒肺炎时的一些认识，其中正确的是（ ）
A．新型冠状病毒由C、H、O三种元素组成
B．84消毒液是以NaClO为主要有效成分的消毒液，为了提升消毒效果，可以用热水配制
C．过氧化氢、乙醇、过氧乙酸等消毒液均可以将病毒氧化而达到消毒的目的
D．防护服、口罩的成分均含有机高分子材料
3．化学与人类生产、生活、社会可持续发展密切相关，下列说法错误的是
A．燃煤“气化”、“脱硫”、“钙基固硫”等措施有利于减少排放和酸雨形成
B．用纳米技术催化合成可降解塑料聚碳酸酯，可实现“碳”的循环利用
C．中国正积极推动可再生能源国际合作，氢能属于一次能源
D．2021年3月20日三星堆5号祭祀坑出土的黄金面具材料属于合金
4．下列各组离子在给定条件下，因发生配合反应而不能大量共存的一组是
A．的溶液中：、、、
B．含大量的溶液：、、、
C．含有大量的溶液：、、、
D．溶解少量气体的溶液：、、、
5．用H2O2溶液处理含NaCN的废水的反应原理为：NaCN+H2O2+H2O=NaHCO3+NH3，已知：HCN酸性比H2CO3弱。下列有关说法正确的是
A．该反应中氮元素被氧化
B．该反应中H2O2作还原剂
C．实验室配制NaCN溶液时，需加入适量的NaOH溶液
D．0.1mol·L－1NaCN溶液中含HCN和CN－总数目为0.1×6.02×1023
6．在温度、容积相同的三个密闭容器中发生反应N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) ΔH= －92.4kJ/mol，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
容器 甲 乙 丙
反应物投入量 1molN2、3molH2 2molNH3 4molNH3
NH3的浓度(mol/L) c1 c2 c3
反应的能量变化 放出a kJ 吸收b kJ 吸收c kJ
体系压强 P1 P2 P3
反应物转化率 α1 α2 α3
下列说法正确的是A．2 c1＞c3 B．a + b=92.4 C．2P1＜P3 D．α1 +α3=1
7．使用镍基电催化剂、二茂铁(简写为Cp2Fe)作牺牲电子供体，同时使用NH4PF6作电解质和质子供体，乙腈(CH3CN)作溶剂，可实现连续非水流通池中有效的催化CO2还原，装置如下图所示：
已知：
下列说法错误的是
A．选用乙腈作溶剂，与CO2、NH4PF4等在其中的溶解性有关
B．使用的交换膜是质子交换膜
C．该装置工作时，阴极上还可能有H2产生
D．该电池反应为2Cp2Fe+CO2+2NH4PF62Cp2FePF6+CO+2NH3+H2O
二、实验题
8．某校化学探究小组利用以下装置制取并探究氨气的性质。[已知生石灰与水反应生成Ca(OH)2并放出热量，实验室利用此原理往生石灰中滴加浓氨水，可以快速制取氨气。部分夹持仪器已略去]
[实验探究]
(1)装置(Ⅰ)中生石灰的化学式为_______，仪器a的名称是_______。
(2)装置(Ⅱ)中的干燥剂可选用_______(填“碱石灰”或“浓硫酸”)。
(3)在装置(Ⅲ)连接如图所示的装置，用于收集氨气(已知氨气的密度小于空气)，氨气应从导管口_______(填“b”或“c”)通入集气瓶中。
(4)当实验进行一段时间后，挤压装置(Ⅳ)中的胶头滴管，滴入1～2滴浓盐酸，可观察到瓶内产生大量的_______(填“白烟”或“白雾”)；写出NH3与HCl反应的化学方程式：_______。
(5)装置(Ⅴ)中仪器d的作用是_______。取装置(Ⅴ)中的少量溶液于试管中，滴入1～2滴酚酞试液，溶液显_______(填“无色”或“红色”)，其原因是_______。
[知识应用]
(6)液氨用作制冷剂是由于液氨汽化时_______(填“吸收”或“放出”)大量的热，使周围环境的温度降低。
(7)氨气是工业制硝酸的原料，其第一步反应为4NH3+ 5O24NO + 6H2O，在该反应中氨气表现出_______(填“氧化性”或“还原性”)，若NO 接触空气，观察到的现象是_______。
三、有机推断题
9．异戊巴比妥F是中枢神经系统药物，主要用于催眠、镇静、抗惊厥和麻醉前给药。它的合成路线如图）：
已知：
（1）+R2Br+C2H5ONa→+C2H5OH+NaBr（R1，R2代表烷基）
（2）R-COOC2H5+ （其他产物略）
请回答下列问题：
（1）试剂Ⅰ的化学名称是______，化合物B的官能团名称是______，第④步的化学反应类型是______；
（2）第①步反应的化学方程式是______________；
（3）第⑤步反应的化学方程式是______________；
（4）试剂Ⅱ的相对分子质量为60，其结构简式是______________；
（5）化合物B的一种同分异构体G与NaOH溶液共热反应，生成乙醇和化合物H．H在一定条件下发生聚合反应得到高吸水性树脂，该聚合物的结构简式是______________。
四、工业流程题
10．(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，易溶于水，难溶于乙醇，受热、见光易分解，它是制备某些活性铁催化剂的主要原料，也是一些有机反应良好的催化剂，在工业上具有一定的应用价值。实验室中利用废铁屑制备三草酸合铁酸钾流程如下：
(1)步骤①加入溶液是为了除去废铁屑表面的油污，碳酸钠能去油污的原因是_______。
(2)步骤③充分反应后过滤，需要用热的蒸馏水分两到三次洗涤沉淀，检测沉淀是否洗净的操作是_______。
(3)步骤③离子反应方程式为_______。
(4)步骤④过程中反应需要利用水浴加热控制温度在40℃，温度不宜过高的原因是_______。
(5)步骤⑤具体的操作为置于暗处进行冷却结晶，减压过滤，乙醇洗涤、干燥。乙醇洗涤的目的是_______。
(6)为了测定样品中铁的含量纯度，可用氧化还原反应滴定法。
①称取m g样品溶于锥形瓶中，用c mol/L的酸性溶液滴定至终点。该操作步骤所起的作用是_______。
②向上述溶液中加入过量的锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中，再用c mol/L的酸性溶液滴定至滴定终点，消耗溶液V mL，则样品中铁元素的质量分数为_______(写出表达式)。
五、原理综合题
11．利用铜—氯热化学循环可制取氢气，主要流程如下：
回答下列问题：
(1)图中属于氧化还原反应的是__________(填序号)。
(2)已知25℃时，Ksp(CuOH)=2.0×10-15，Ksp(CuC1)=1.0×10-6，则反应CuC1(s)+H2O(1)CuOH(s)+Cl-(aq)+H+(aq)的平衡常数K=___________(填数值)。
(3)已知：
Cl2(g)+H2O(g)==2HCl(g)+1／2O2(g) △H1
2CuCl(s)+2HCl(g)==2CuCl2(s)+H2(g) △H2
Cl2(g)+2CuCl(l)==2CuCl2(s) △H3
CuC1(l)==CuC1(s) △H4
则反应H2O(g)==H2(g)+1／2O2(g) △H=_______(用△H1、△H2、△H3、△H4表示)。
(4)反应Ⅱ若在水溶液中进行可用惰性电极电解实现，其装置如下图所示。阳极的电极反应式为____________________；电解过程中阳极周围溶液的pH__________(填“升高”或“降低”)。
(5)反应I是可逆反应，工业上也常用该反应生成的HCl制取氯气，反应为4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)，在不同起始投料比m下，HCl平衡转化率随温度的变化关系如下图所示：
①该反应的正反应为___________热反应(填“放”或“吸”)。
②图中m2________m1(填“>”或“<”)。
③p kPa下，A点对应温度下反应的平衡常数Kp=________kPa-1(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，列出计算式即可)。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【分析】为满足某些尖端技术发展的需要，人们设计和合成了许多新型合金，如储氢合金，其中钛合金、耐热合金和形状记忆合金等广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。
【详解】根据上述分析可知，铁合金、铜合金及铝合金是传统金属材料，不符合题意，钛合金属于新型合金，符合题意。
故选B。
2．D
【详解】A．新型冠状病毒成分为蛋白质，组成元素为C、H、O、N等，故A错误；
B．84消毒液是以NaClO为主要有效成分的消毒液，用热水配制，NaClO水解生成的次氯酸受热分解，不能提升消毒效果，故B错误；
C．过氧化氢、过氧乙酸等消毒液均可以将病毒氧化而达到消毒的目的，乙醇不具有氧化性，乙醇并不急于使细菌表面的蛋白质凝固，而是渗入到细菌体内，然后把整个细菌体内的蛋白质凝固起来，使蛋白质病毒变性失去生理活性从而达到杀菌的目的，故C错误；
D．新型冠状病毒主要通过飞沫和接触传播，为减少传染性，出门应戴好口罩，专业人员穿戴防护服，防护服、口罩的成分均含有机高分子材料，故D正确；
答案选D。
3．C
【详解】A．燃煤“气化”、“脱硫”、“钙基固硫”等措施有利于减少排放或在反应中吸收二氧化硫，可以减少排放和酸雨形成，故A正确；
B．用纳米技术催化合成可降解塑料聚碳酸酯，可将空气中的二氧化碳加以利用，降解塑料也会生成二氧化碳，可实现“碳”的循环利用，故B正确；
C．中国正积极推动可再生能源国际合作，氢能是消耗一次能源制取的属于二次能源，故C错误；
D．2021年3月20日三星堆5号祭祀坑出土的黄金面具材料属于合金，黄金含量约为84%，故D正确；
故选C。
4．C
【分析】分子或离子与金属离子结合形成很稳定的新的离子的过程叫配位反应，也称配合反应。
【详解】A．的溶液中，溶液中含有大量的H+，H+会与反应生成二氧化碳和水，是复分解反应，不是配合反应，故A错误；
B．和发生双水解反应，不是配合反应，故B错误；
C．和反应生成铁氰配合物，该反应为配合反应，故C正确；
D．溶于水生成亚硫酸，亚硫酸具有还原性，会和反应生成和Cl-，发生的是氧化还原反应，不是配合反应，故D错误；
答案选C。
5．C
【详解】A、NaCN中C为+2价，Na为+1价，则氮元素的化合价为-3，反应前后N元素化合价不变，故A错误；
B、NaCN+H2O2+H2O=NaHCO3+NH3↑反应中O元素从-1价降低为-2价，所以反应中H2O2作氧化剂，故B错误；
C、因为HCN酸性比H2CO3弱，所以实验室配制NaCN溶液时，需加入适量的NaOH溶液抑制其水解，故C正确；
D、无体积无法计算，故D错误；
故选C。
6．B
【分析】甲投入1 molN2、3 molH2，乙容器投入量2 molNH3，恒温恒容条件下，甲容器与乙容器是等效平衡，各组分的物质的量、含量、转化率等完全相等；而甲容器投入1 molN2、3 molH2，丙容器加入4 molNH3，采用极限转化法丙相当于加入2 molN2、6 molH2，丙中加入量是甲中的二倍，如果恒温且丙容器容积是甲容器2倍，则甲容器与丙容器为等效平衡，所以丙所到达的平衡，可以看作在恒温且容积是甲容器两倍条件下，到达平衡后，再压缩体积为与甲容器体积相等所到达的平衡，由于该反应是体积减小的反应，缩小容器体积，增大了压强，平衡向着正向移动，所以丙中氮气、氢气转化率大于甲和乙的；
【详解】A．丙容器反应物投入量4 molNH3，采用极限转化法转化为反应物为2 molN2、6 molH2，是甲中的二倍，若平衡不移动，c3=2c1；丙相当于增大压强，平衡向着正向移动，所以丙中氨气的浓度大于乙中氨气浓度的二倍，即c3＞2c1，故A错误；
B．甲投入1 molN2、3 molH2，乙中投入2 molNH3，则甲与乙是完全等效的，根据盖斯定律可知，甲与乙的反应的能量变化之和为92.4 kJ，故a+b=92.4，故B正确；
C．丙容器反应物投入量4 molNH3，是乙的二倍，若平衡不移动，丙中压强为乙的二倍；由于丙中相当于增大压强，平衡向着向着正向移动，所以丙中压强减小，小于乙的2倍，即2p2＞p3，故C错误；
D．丙容器反应物投入量4molNH3，是乙的二倍，若平衡不移动，转化率α1+α3=1；由于丙中相当于增大压强，平衡向着向着正向移动，氨气的转化率减小，所以转化率α1+α3＜1，故D错误；
故选B。
7．B
【分析】由题干信息可知，该电解池的阳极反应式为：Cp2Fe-e-=Cp2Fe+，阴极反应式为：CO2+2+2e-=CO+2NH3+H2O，据此进行分析。
【详解】A．溶剂要使各种物质能较好地溶解，A正确；
B．阳极上是二茂铁失电子，方程式为Cp2Fe-e-=Cp2Fe+，生成的Cp2Fe+是阳离子，交换膜左侧正电性增大，所以要使阳离子从阳极处移动到阴极处，溶液中没有氢离子，只能通过铵根离子移动到阴极，在阴极上发生反应。所以交换膜是阳离子交换膜，不是质子交换膜，B错误；
C．阴极发生CO2+2+2e-=CO+2NH3+H2O，工作一段时间后，生成的水可能在阴极上得电子，生成氢气，C正确；
D．根据电极方程式，可得总反应方程式为2Cp2Fe+CO2+2NH4PF62Cp2FePF6+CO+2NH3+H2O，D正确；
故答案选B。
8．(1) CaO 分液漏斗
(2)碱石灰
(3)c
(4) 白烟 NH3+HCl = NH4Cl
(5) 防止溶液倒吸 红色 氨水显碱性(或 NH3·H2ONH+OH-等其他合理答案)
(6)吸收
(7) 还原性 无色气体变红棕色
【分析】由实验装置可知，装置(Ⅰ)为氨气发生装置，装置(Ⅱ)用于干燥氨气，装置(Ⅲ)用于收集氨气，装置(Ⅳ)用于探究氨气的性质，装置(Ⅴ)为吸收未反应的氨气，据此分析解答。
（1）
氧化钙俗名生石灰，化学式为CaO，仪器a的名称是分液漏斗，故答案为：CaO；分液漏斗；
（2）
氨气为碱性气体，不能用浓硫酸干燥，且干燥管中为固体干燥剂，应选用碱石灰，故答案为：碱石灰；
（3）
氨气的密度小于空气，可用向下排空气法收集，即氨气通入集气瓶中导气管应该短进长出，图中进气口为c，故答案为：c；
（4）
当实验进行一段时间后，挤压装置(Ⅳ)中的胶头滴管，滴入1～2滴浓盐酸，浓盐酸具有挥发性，在瓶内与氨气化合生成氯化铵固体小颗粒，可观察到瓶内产生大量的白烟；NH3与HCl反应的化学方程式为：NH3+HCl = NH4Cl，故答案为：白烟；NH3+HCl = NH4Cl；
（5）
氨气极易溶于水，会发生倒吸，装置(Ⅴ)中仪器d的作用是防止溶液倒吸。取装置(Ⅴ)中的少量溶液于试管中，滴入1～2滴酚酞试液，由于氨水是弱碱，溶液显碱性，与酚酞变红，故答案为：防止溶液倒吸；红色；氨水显碱性(或 NH3·H2ONH+OH-等其他合理答案)；
（6）
液氨用作制冷剂是由于液氨汽化时吸收大量的热，使周围环境的温度降低，故答案为：吸收；
（7）
氨气是工业制硝酸的原料，其第一步反应为4NH3+ 5O24NO + 6H2O，在该反应中氮元素的化合价从-3价变为+2价，化合价升高，氨气是还原剂，表现出还原性；NO 能被空气中的氧气氧化为NO2，若NO 接触空气，观察到的现象是无色气体变红棕色，故答案为：还原性；无色气体变红棕色。
9． 乙醇 醛基 酯化反应或取代反应 +（CH3）2CHCH2CH2Br+CH3CH2ONa→+CH3CH2OH+NaBr
【分析】在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应生成A为，对比A、B分子式可知，A中羟基被氧化为醛基，则B为，B进一步氧化生成C为，C与乙醇发生酯化反应生成D，结合题目信息及F的结构简式，可知D为，E为，试剂Ⅱ为，据此分析解答。
【详解】(1)试剂Ⅰ为CH3CH2OH，化学名称是：乙醇，化合物B为，含有的官能团名称是：醛基，第④步的化学反应类型是酯化反应或取代反应；
(2)第①步反应的化学方程式是：；
(3 )第⑤步反应的化学方程式是：+(CH3)2CHCH2CH2Br+CH3CH2ONa→+CH3CH2OH+NaBr；
(4)试剂Ⅱ相对分子质量为60，由上述分析可知，其结构简式是；
(5)化合物B()的一种同分异构体G与NaOH溶液共热反应，生成乙醇和化合物H，则H的结构简式为CH2=CHCOONa，H在一定条件下发生聚合反应得到高吸水性树脂，该聚合物的结构简式是。
【点睛】本题需要根据异戊巴比妥的结构特点分析合成的原料，再结合正推与逆推相结合进行推断，要充分利用反应过程中C原子数目守恒的关系。
10．(1)碳酸钠溶液呈碱性，油脂可在碱性条件下水解
(2)取最后一次洗涤液于试管中，加入盐酸酸化的溶液，若溶液不产生白色沉淀，即沉淀已洗净
(3)
(4)防止分解；降低的水解程度，提高产率
(5)减少洗涤三草酸合铁酸钾的损失，提高产品的产率
(6) 将全部氧化为，避免后续对测定产生影响
【分析】废铁屑表面会有油污，可以碱性物质洗涤，之后用硫酸溶解即可制得硫酸亚铁，再和草酸反应就可以生成草酸亚铁沉淀，再用过氧化氢氧化即可得到产品。
（1）
碳酸钠溶液呈碱性，油污(油脂)能在碱性条件下水解成甘油和高级脂肪酸盐；
（2）
检验硫酸根离子就可以，取最后一次洗涤液于试管中，加入盐酸酸化的溶液，若溶液不产生白色沉淀，即沉淀已洗净；
（3）
草酸是二元弱酸，不能拆，故离子反应方程式为；
（4）
步骤④加入过氧化氢，温度不宜过高是为了防止过氧化氢分解；铁离子易水解，因此控温还可以降低的水解程度，提高产率；
（5）
题干信息给出产品难溶于乙醇。利用乙醇洗涤可以减少产品因溶解造成的损失，提高产物的产率；
（6）
①将全部氧化为，避免后续对测定产生影响；
②，根据关系式，则
，样品中铁元素的质量分数为
11． I、II、III 5×10-6 △H1+△H2-△H3+2△H4 CuCl-e-=Cu2++Cl- 升高 放 >
【详解】（1）Ⅳ是物理变化，其余三个反应中均涉及元素化合价的变化，故反应I、II、III均是氧化还原反应；
（2）K=c(H+) c(Cl-)===5×10-6；
（3）由I+II-III+2Ⅳ可得反应H2O(g)==H2(g)+O2(g)，根据盖斯定律可得：△H=△H 1+△H2-△H3+2△H4；
（4）阳极上CuCl被氧化为CuCl2，反应的电极反应式为：CuCl-e-=Cu2++Cl-；阴极上H+得到电子生成H2，由于H+透过质子交换膜，故阳极周围溶液的PH升高；
（5）①根据图中信息可知，温度升高，HCl平衡转化率降低，则平衡向逆反应方向移动，逆反应方向为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应；②当氧气一定时，HCl投入比越大，HCl平衡转化率越低，故图中m2>m1；③ 4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)
起始时的物质的量/mol 4a a 0 0
转化的物质的量/mol 3.6a 0.9a 1.8a 1.8a
平衡时的物质的量/mol 0.4a 0.1a 1.8a 1.8a
总物质的量为0.4a+0.1a+1.8a+1.8a=4.1a，HCl、O2、Cl2及H2O（g）的物质的量分数分别为、、、。K===kPa-1。
【点睛】本题考查盖斯定律、沉淀溶解平衡、化学平衡及电化学等知识，意在考查分析和解决问题的过程及成果，能正确地运用化学术语及文字、图表、模型、图形等进行表达，并做出合理解释。
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