2024年普通高等学校招生全国统一考试新课标卷化学试卷

2024年普通高等学校招生全国统一考试·新课标卷限时50分钟满分100分可能用到的相对原子质量：H—1C—12N—14O—16一、选择题：本题共7小题，每小题6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．(2024·新课标卷，7)文房四宝是中华传统文化的瑰宝。下列有关叙述错误的是()A．羊毛可用于制毛笔，主要成分为蛋白质B．松木可用于制墨，墨的主要成分是单质碳C．竹子可用于造纸，纸的主要成分是纤维素D．大理石可用于制砚台，主要成分为硅酸盐解析：D大理石可用于制砚台，大理石的主要成分是CaCO3，不属于硅酸盐，D项错误。2．(2024·新课标卷，8)一种点击化学方法合成聚硫酸酯(W)的路线如下所示：下列说法正确的是()A．双酚A是苯酚的同系物，可与甲醛发生聚合反应B.催化聚合也可生成WC．生成W的反应③为缩聚反应，同时生成D．在碱性条件下，W比苯乙烯更难降解解析：B同系物是指结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的一系列化合物，同系物要求官能团种类和数目相同，由于双酚A含有两个酚羟基，而苯酚含有一个酚羟基，故二者不互为同系物，A项错误；由W的结构简式可推知，W可由催化聚合得到，B项正确；反应③可表示为n＋neq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5())2＋，C项错误；为酯，碱性条件下易发生水解反应，因此在碱性条件下，W比苯乙烯更容易降解，D项错误。3．(2024·新课标卷，9)实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是()A．反应为3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Fe3O4＋4H2B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好C．用火柴点燃肥皂泡检验生成的氢气D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉解析：B铁与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2，A项正确；铁与水蒸气反应需在高温下进行，将酒精灯移至湿棉花下方，铁粉处不能产生高温，B项错误；反应生成的氢气可吹出肥皂泡，用火柴点燃肥皂泡，可听到尖锐的爆鸣声，C项正确；由于反应需在高温条件下进行，故需使用耐高温的硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D项正确。4．(2024·新课标卷，10)对于下列过程中发生的化学反应，相应离子方程式正确的是()A．试管壁上的银镜用稀硝酸清洗：Ag＋2H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Ag＋＋NO2↑＋H2OB．工业废水中的Pb2＋用FeS去除：Pb2＋＋S2－=PbS↓C．海水提溴过程中将溴吹入SO2吸收塔：Br2＋SO2＋2H2O=2Br－＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋D．用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度：2MnOeq\o\al(－,4)＋5C2Oeq\o\al(2－,4)＋16H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O解析：C银和稀硝酸反应产生AgNO3、NO和H2O，其离子方程式为3Ag＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Ag＋＋NO↑＋2H2O，A项错误；FeS为难溶物，在离子方程式中不能拆开，正确的离子方程式为Pb2＋＋FeS=Fe2＋＋PbS，B项错误；海水提溴过程中将溴吹入SO2吸收塔，Br2与SO2发生氧化还原反应生成HBr和H2SO4，离子方程式为Br2＋SO2＋2H2O=2Br－＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，C项正确；草酸为弱酸，在离子方程式中不能拆开，正确的离子方程式为2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，D项错误。5．(2024·新课标卷，11)我国科学家最近研究的一种无机盐Y3[Z(WX)6]2纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。下列叙述错误的是()A．W、X、Y、Z四种元素的单质中Z的熔点最高B．在X的简单氢化物中X原子轨道杂化类型为sp3C．Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液，可以溶于NH4Cl溶液D．Y3[Z(WX)6]2中WX－提供电子对与Z3＋形成配位键解析：AW的外层电子数是其内层电子数的2倍，则W为C元素；X、Y的第一电离能都比左右相邻元素的高，则X、Y为第ⅡA族或第ⅤA族的元素，W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素，则X为N元素，Y为Mg元素；Z的M层未成对电子数为4，根据构造原理知，Z的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则Z为Fe元素。W、X、Y、Z四种元素可分别形成的单质有金刚石、氮气、单质镁、单质铁，其中金刚石为共价晶体，熔点最高，A项错误；NH3的中心N原子的价层电子对数为3＋eq\f(1,2)×(5－3×1)＝4，轨道杂化类型为sp3，B项正确；Mg(OH)2难溶于NaCl溶液，由于NH4Cl为强酸弱碱盐，水解使溶液显酸性，故Mg(OH)2能与NH4Cl溶液反应：Mg(OH)2＋2NHeq\o\al(＋,4)=Mg2＋＋2NH3·H2O，C项正确；Mg3[Fe(CN)6]2中Fe3＋有空轨道，CN－提供孤电子对，可以与Fe3＋形成配位键，D项正确。6．(2024·新课标卷，12)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)电池工作时，下列叙述错误的是()A．电池总反应为：2C6H12O6＋O2=2C6H12O7B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用C．消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入D．两电极间血液中的Na＋在电场驱动下的迁移方向为b→a解析：C由题图分析知，该电池的总反应为2C6H12O6＋O2=2C6H12O7，A正确；由题图可知，b电极上发生转化：CuO→Cu2O→CuO，反应前后CuO的性质和数目不变，故b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用，B正确；根据电极的总反应式可知，当消耗18mg(0.1mmol)葡萄糖时，消耗0.05mmolO2，O2在a极上反应生OH－，共转移0.2mmol电子，故理论上a电极有0.2mmol电子流入，C错误；原电池中，阳离子向正极迁移，b电极为负极，a电极为正极，故两电级间血液中的Na＋在电场驱动下的迁移方向为b→a，D正确。7．(2024·新课标卷，13)常温下CH2ClCOOH和CHCl2COOH的两种溶液中，分布系数δ与pH的变化关系如图所示。[比如：δ(CH2ClCOO－)＝eq\f(c（CH2ClCOO－）,c（CH2ClCOOH）＋c（CH2ClCOO－）)]下列叙述正确的是()A．曲线M表示δ(CHCl2COO－)～pH的变化关系B．若酸的初始浓度为0.10mol·L－1，则a点对应的溶液中有c(H＋)＝c(CHCl2COO－)＋c(OH－)C．CH2ClCOOH的电离常数Ka＝10－1.3D．pH＝2.08时，eq\f(电离度α（CH2ClCOOH）,电离度α（CHCl2COOH）)＝eq\f(0.15,0.85)解析：DCl的电负性大于H的电负性，则—CHCl2的极性大于—CH2Cl的极性，导致CHCl2COOH的酸性大于CH2ClCOOH的酸性，则CHCl2COOH溶液中的δ(CHCl2COO－)大于CH2ClCOOH溶液中的δ(CH2ClCOO－)，则曲线M表示δ(CH2ClCOO－)～pH的变化关系，A项错误。由于CH2ClCOOH与CHCl2COOH均为弱酸，当初始浓度为0.10mol·L－1时，pH＞1，而a点溶液的pH＝1，故需外加酸使pH减小，题给关系式中缺少外加酸中阴离子的浓度，B项错误。Ka(CH2ClCOOH)＝eq\f(c（CH2ClCOO－）·c（H＋）,c（CH2ClCOOH）)，根据上图d点可知，pH＝2.8时，c(CH2ClCOOH)＝c(CH2ClCOO－)，则Ka(CH2ClCOOH)＝c(H＋)＝10－2.8，C项错误。pH＝2.08时，δ(CHCl2COO－)＝0.85，δ(CH2ClCOO－)＝0.15，则CH2ClCOOH与CHCl2COOH的电离度之比为0.15∶0.85，D项正确。二、非选择题：共58分。8．(2024·新课标卷，27)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下：已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(c≤1.0×10－5mol·L－1)时的pH：Fe3＋Fe2＋Co3＋Co2＋Zn2＋开始沉淀的pH1.56.9—7.46.2沉淀完全的pH2.88.41.19.48.2回答下列问题：(1)“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。“滤渣1”中金属元素主要为________。(2)“过滤1”后的溶液中加入MnO2的作用是_____________________________________________________________________________________________________________________________。取少量反应后的溶液，加入化学试剂________检验________，若出现蓝色沉淀，需补加MnO2。(3)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为____________________________________________________________________、__________________________________________________________________。(4)“除钴液”中主要的盐有_________________________________________________________________________________(写化学式)，残留的Co3＋浓度为________mol·L－1。解析：(1)将废渣进行粉碎处理，可增大废渣与硫酸的接触面积，增大“酸浸”速率。Pb和Pb的氧化物与硫酸反应生成的硫酸铅的溶解度较小，故“滤渣1”中金属元素主要为Pb。(2)加入MnO2的作用是将滤液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，便于后续加入ZnO调pH＝4时，Fe3＋完全转化为Fe(OH)3沉淀。为了检验滤液中Fe2＋是否完全被氧化为Fe3＋，可取少量反应后的溶液，加入铁氰化钾溶液，若出现蓝色沉淀，说明溶液中还存在Fe2＋，需补加MnO2。(3)“氧化沉钴”过程中发生反应MnOeq\o\al(－,4)＋3Co2＋＋7H2O=MnO2↓＋3Co(OH)3↓＋5H＋，前面加MnO2生成的Mn2＋也可与MnOeq\o\al(－,4)反应，离子方程式为3Mn2＋＋2MnOeq\o\al(－,4)＋2H2O=5MnO2↓＋4H＋。(4)原废渣中Zn及添加的ZnO中的Zn一直在溶液中，添加的KMnO4会生成K2SO4，故“除钴液”中主要的盐有ZnSO4和K2SO4。根据表中Co3＋沉淀完全时的pH＝1.1可知，Ksp[Co(OH)3]＝1.0×10－5×(1.0×10－12.9)3＝1.0×10－43.7，溶液pH＝5时，c(OH－)＝1.0×10－9mol·L－1，则残留的Co3＋浓度为eq\f(Ksp[Co（OH）3],c3（OH－）)＝1.0×10－16.7mol·L－1。答案：(1)增大“酸浸”速率Pb(2)将Fe2＋氧化为Fe3＋铁氰化钾溶液Fe2＋(3)MnOeq\o\al(－,4)＋3Co2＋＋7H2O=MnO2↓＋3Co(OH)3↓＋5H＋3Mn2＋＋2H2O＋2MnOeq\o\al(－,4)=5MnO2↓＋4H＋(4)ZnSO4和K2SO41.0×10－16.79．(2024·新课标卷，28)吡咯类化合物在导电聚合物、化学传感器及药物制剂上有着广泛应用，一种合成1­(4­甲氧基苯基)­2，5­二甲基吡咯(用吡咯X表示)的反应和方法如下：实验装置如图所示，将100mmol己­2，5­二酮(熔点：－5.5℃，密度：0.737g·cm－3)与100mmol4­甲氧基苯胺(熔点：57℃)放入①中，搅拌。待反应完成后，加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体。加热至65℃，至固体溶解，加入脱色剂，回流20min，趁热过滤。滤液静置至室温，冰水浴冷却，有大量白色固体析出。经过滤、洗涤、干燥得到产品。回答下列问题：(1)量取己­2，5­二酮应使用的仪器为________(填名称)。(2)仪器①用铁夹固定在③上，③的名称是________；仪器②的名称是________。(3)“搅拌”的作用是____________________________________。(4)“加热”方式为______________________________________。(5)使用的“脱色剂”是___________________________________。(6)“趁热过滤”的目的是______________________________；用________洗涤白色固体。(7)若需进一步提纯产品，可采用的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)己­2，5­二酮的相对分子质量为114，则100mmol己­2，5­二酮的体积为(100×10－3×114÷0.737)mL≈15.5mL，故量取己­2，5­二酮时应使用20mL量筒。(2)③的名称为铁架台，仪器②为球形冷凝管。(3)“搅拌”有利于反应物混合，且加快反应速率。(4)由题可知，加热温度为65℃，故“加热”方式可以为水浴加热。(5)活性炭结构疏松多孔，可以吸附有色物质，故“脱色剂”可选用活性炭。(6)“趁热过滤”可滤出脱色剂等杂质，同时减少产物析出；得到的白色固体为吡咯X，由题中信息可知，常温下产品不溶于50%的乙醇溶液，所以为减少溶解损失，洗涤时用50%的乙醇溶液。(7)反应物与生成物溶解度不同，可通过重结晶进一步提纯产品。答案：(1)20mL量筒(2)铁架台球形冷凝管(3)加快反应速率(4)水浴加热(5)活性炭(6)减少产品损失50%乙醇溶液(7)重结晶10．(2024·新课标卷，29)Ni(CO)4(四羰合镍，沸点43℃)可用于制备高纯镍，也是有机化合物羰基化反应的催化剂。回答下列问题：(1)Ni基态原子价电子的轨道表示式为________。镍的晶胞结构类型与铜的相同，晶胞体积为a3，镍原子半径为________。(2)Ni(CO)4结构如图所示，其中含有σ键的数目为________，Ni(CO)4晶体的类型为________。(3)在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0MPa下，Ni(s)和CO(g)反应达平衡时，Ni(CO)4体积分数x与温度的关系如图所示。反应Ni(s)＋4CO(g)=Ni(CO)4(g)的ΔH________0(填“大于”或“小于”)，从热力学角度考虑，________有利于Ni(CO)4的生成(写出两点)，p3、100℃时CO的平衡转化率α＝________，该温度下平衡常数Kp＝________(MPa)－3。(4)对于同位素交换反应Ni(C16O)4＋C18O→Ni(C16O)3C18O＋C16O，20℃时反应物浓度随时间的变化关系为ct[Ni(C16O)4]＝c0[Ni(C16O)4]e－kt(k为反应速率常数)，则Ni(C16O)4反应一半所需时间teq\s\do9(\f(1,2))＝________(用k表示)。解析：(1)Ni为28号元素，基态Ni原子的价电子排布式为3d84s2，价电子的轨道表示式为；铜的晶胞结构类型为面心立方最密堆积，则镍也为面心立方最密堆积，晶胞体积为a3，则晶胞棱长为a，设镍原子半径为r，则4r＝eq\r(2)a，解得r＝eq\f(\r(2),4)a。(2)单键为σ键，三键中含1个σ键和2个π键，由Ni(CO)4的结构可知，其中含有σ键的数目为8；Ni(CO)4沸点低，为分子晶体。(3)由图可知，其他条件相同时，随着温度升高，平衡时Ni(CO)4的体积分数减小，说明升高温度，平衡逆向移动，则该反应为放热反应，ΔH<0；该反应为气体分子数减小的放热反应，降低温度、增大压强，平衡均正向移动，均有利于Ni(CO)4的生成；增大压强，平衡正向移动，Ni(CO)4的体积分数增大，则p3对应压强为1.0MPa，由图可知，p3、100℃时，Ni(CO)4的体积分数为0.9，设起始时CO的物质的量为4mol，达到平衡时转化的CO为4xmol，列三段式：Ni(s)＋4CO(g)=Ni(CO)4(g)起始量/mol40转化量/mol4x

x平衡量/mol4－4x

x则eq\f(x,4－3x)＝0.9，解得x＝eq\f(36,37)，所以CO的平衡转化率为eq\f(4×\f(36,37),4)×100%≈97.3%；达到平衡时Ni(CO)4的体积分数为0.9，分压为0.9MPa，CO的体积分数为0.1，分压为0.1MPa，则平衡常数Kp＝eq\f(0.9MPa,（0.1MPa）4)＝9×103(MPa)－3。(4)设初始时Ni(C16O)4的浓度为c，其反应一半时剩余浓度为eq\f(1,2)c，由题给公式可知，eq\f(1,2)c＝ce－kt，解得t＝－eq\f(ln\f(1,2),k)＝eq\f(ln2,k)，即Ni(C16O)4反应一半所需时间为eq\f(ln2,k)。答案：(1)(2)8分子晶体(3)小于低温、高压97.3%9×103(4)eq\f(ln2,k)11．(2024·新课标卷，30)四氟咯草胺(化合物G)是一种新型除草剂，可有效控制稻田杂草。G的一条合成路线如下(略去部分试剂和条件，忽略立体化学)。已知反应Ⅰ：ROHeq\o(→,\s\up7(CH3SO2Cl，（C2H5）3N),\s\do5(CH2Cl2))ROSO2CH3＋(C2H5)3N·HCl已知反应Ⅱ：R1为烃基或H，R、R2、R3、R4为烃基回答下列问题：(1)反应①的反应类型为________；加入K2CO3的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)D分子中采用sp3杂化的碳原子数是________。(3)对照已知反应Ⅰ，反应③不使用(C2H5)3N也能进行，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)E中含氧官能团名称是____________________________。(5)