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2024年新课标卷理科综合化学试题
一、单选题
1．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
【答案】D
【详解】A．动物的毛、皮、角等的主要成分都是蛋白质，羊毛的主要成分为蛋白质，A正确；
B．墨的主要成分是炭黑，炭黑是碳元素的一种单质，碳的单质在常温下的化学性质很稳定，不易与其他物质发生
化学反应，故用墨汁书写的字画历经千年仍不褪色，B正确；
C．竹子可用于造纸，竹子的主要成分是纤维素，用其造的纸的主要成分也是纤维素，C正确；
D．大理石可用于制砚台，大理石主要成分为碳酸钙，不是硅酸盐，D错误；
故选D。
2．一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W
C．生成W的反应③为缩聚反应，同时生成
D．在碱性条件下，W比聚苯乙烯更难降解
【答案】B
【详解】Ａ．同系物之间的官能团的种类与数目均相同，双酚A有2个羟基，故其不是苯酚的同系物，A错误；
B．题干中两种有机物之间通过缩聚反应生成 W，根据题干中的反应机理可知，
也可以通过缩聚反应生成W，B正确；
C．生成W的反应③为缩聚反应，同时生成 ，C错误；
D．W为聚硫酸酯，酯类物质在碱性条件下可以发生水解反应，因此，在碱性条件下，W比聚苯乙烯易降解，D
错误；
故选B。
3．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
B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好
C．用木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
【答案】B
【详解】A．铁和水蒸气在高温下发生反应生成 和 ，该反应的化学方程式为
，A正确；
B．酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温，且不影响水的蒸发，若移至湿棉花下方则难以产生高温，则实验效果
不好，B错误；
C．用木柴点燃肥皂泡，若产生尖锐的爆鸣声，则可检验生成的气体为氢气，C正确；
D．由于该实验中的反应要在高温下发生，因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D正确；
故选B。
4．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：
B．工业废水中的 用 去除：
C．海水提溴过程中将溴吹入 吸收塔：
D．用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度：
【答案】C
【详解】A．试管壁上的银镜用稀硝酸清洗，银溶于稀硝酸生成硝酸银和一氧化氮 气体，该反应的离子方程式为
，A错误；
B．由于 的溶解度远远小于 ，因此，工业废水中的 用 去除，该反应的离子方程式为
，B错误；
C．海水提溴过程中将溴吹入 吸收塔， 在水溶液中将 还原为 ，该反应的离子方程式为
，C正确；
D．用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度， 被氧化为 ， 属于弱酸，该反应的离子方程式为，D错误；
故选C。
5．我国科学家最近研究的一种无机盐 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
C．Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液，可以溶于 溶液
D． 中 提供电子对与 形成配位键
【答案】A
【分析】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，则W为C元素；每个周期的ⅡA和ⅤA的元素的第一电离能都比左右相邻元素的高，由于配合物
中Y在外界，Y可形成简单阳离子，则Y属于金属元素，故X和Y分别为N和Mg；Z的M层未成对
电子数为4，则其3d轨道上有4个不成对电子，其价电子排布式为 ，Z为Fe元素， 为
。
【详解】A．W、X、 Y、Z四种元素的单质中，N元素的单质形成分子晶体，Mg和Fe均形成金属晶体，C元素
既可以形成金刚石又可以形成石墨，石墨的熔点最高，A错误；
B．在X的简单氢化物是 ，其中C原子轨道杂化类型为 ，B正确；
C．Y的氢氧化物是 ，其属于中强碱，其难溶于水，难溶于 溶液，但是，由于 电离产生的
可以破坏 的沉淀溶解平衡，因此 可以溶于 溶液，C正确；
D． 中 提供电子对与 形成配位键，D正确；
故选A。
6．一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
B．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 在电场驱动下的迁移方向为b→a
【答案】C
【分析】根据题中信息可知，b电极为负极，发生反应 ，然后再发生
；a电极为正极，发生反应 ，在这个过程中发生的总反
应为 。
【详解】A．根据由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中的 在a电极上得电子生成
，电极反应式为 ；b电极为电池负极， 在b电极上失电子转化成CuO，电极反
应式为 ，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为 ，则电池总反
应为 ，A正确；
B．b电极上CuO将葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸后被还原为 ， 在b电极上失电子转化成CuO，在这个
过程中CuO的质量和化学性质保持不变，因此，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用，B正确；
C．根据反应 可知， 参加反应时转移2 mol电子， 的物质的量
为0.1 mmol，则消耗18 mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2 mmol电子流入，C错误；
D．原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故 迁移方向为b→a，D正确。
故选C。
7．常温下 和 的两种溶液中，分布系数δ与pH的变化关系如图所示。[比如：
]下列叙述正确的是
A．曲线M表示 的变化关系
B．若酸的初始浓度为 ，则a点对应的溶液中有
C． 的电离常数
D． 时，
【答案】D
【分析】随着pH的增大， 、 浓度减小， 、 浓度增大，—Cl为
吸电子基团， 的酸性强于 ，即 )，δ(酸分子)=δ(酸根
离子)=0.5时的pH分别约为1.3、2.8，则两种酸的电离常数分别为 ，
，由此分析解题。
【详解】A．曲线M表示 的变化关系，A错误；
B．根据 ，初始 ，若溶液中溶质只有
，则 ，但a点对应的
，说明此时溶液中加入了酸性更强的酸，根据电荷守恒， ，B
错误；
C．根据分析，CHClCOOH的电离常数K =10-2.8，C错误；
2 a
D．电离度 ， ，则 = ，
， 时， ， ，D正确；
故选D。
二、解答题
8．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( )时的pH：开始沉淀的pH 1.5 6.9 — 7.4 6.2
沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2
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 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 。
(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 浓度为 。
【答案】(1) 增大固液接触面积，加快酸浸速率，提高浸取效率 Pb
(2) 将溶液中的 氧化为 ，以便在后续调pH时除去Fe元素 溶液
(3)
(4) 、
【分析】根据题中信息可知，用硫酸处理含有Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物的废渣，得到含有 、 、
、 、 等离子的溶液，Pb的单质或氧化物与硫酸反应生成难溶的 ，则“滤渣1”为“酸浸”时生
成的 ；向滤液中加入 将 氧化为 ，然后加入ZnO调节pH=4使 完全转化为 ，则
“滤渣Ⅱ”的主要成分为 ，滤液中的金属离子主要是 、 和 ；最后“氧化沉钴”，加入强氧
化剂 ，将溶液中 氧化为 ，在 时 形成 沉淀，而 则被还原为 ，
还会与溶液中的 发生归中反应生成 ，得到 和 的混合物，“除钴液”主要含有
ZnSO、KSO 。
4 2 4
【详解】（1）在原料预处理过程中，粉碎固体原料能增大固体与液体的接触面积，从而加快酸浸的反应速率，提
高浸取效率；由分析可知，“滤渣1”的主要成分为PbSO ，则“滤渣1”中金属元素主要为Pb；
4
（2）酸浸液中含有 、 、 、 、 等离子。由题表中数据可知，当 完全沉淀时， 未开
始沉淀，而当 完全沉淀时， 已有一部分沉淀，因此为了除去溶液中的Fe元素且 不沉淀，应先将
氧化为 ，然后调节溶液的pH使 完全水解转化为 沉淀，因此， 的作用是将 氧化为 ，
以便在后续调pH时除去Fe元素。常用 溶液检验 ，若生成蓝色沉淀，则说明溶液中仍存在 ，
需补加 ；
（3）根据分析可知，该过程发生两个氧化还原反应，根据分析中两个反应的反应物、产物与反应环境( )，
结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出两个离子方程式：、 ；
（4）最终得到的“除钴液”中含有的金属离子主要是最初“酸浸”时与加入ZnO调pH时引入的 、加入
“氧化沉钴”时引入的 ，而阴离子是在酸浸时引入的 ，因此其中主要的盐有 和 。当
溶液 时 ， 恰好完全沉淀，此时溶液中 ，则
，则 。“除钴液”的 ，即
，则 ，此时溶液中
。
9．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100 mmol己-2，5-二酮(熔点：-5.5℃，密度： )与100 mmol 4-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20 min，
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 。
【答案】(1)酸式滴定管
(2) 铁架台 球形冷凝管
(3)使固液充分接触，加快反应速率
(4)水浴加热
(5)活性炭
(6) 防止产品结晶损失，提高产率 50%的乙醇溶液
(7)重结晶
【分析】将100 mmol己-2，5-二酮(熔点：-5.5℃，密度： )与100 mmol 4-甲氧基苯胺(熔点：57℃)放
入两颈烧瓶中，利用球形冷凝管进行冷凝回流提高原料利用率，通过搅拌来提高反应速率，反应完成后，加入
50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体(即含杂质的产品)，加热至65℃，至固体溶解，加入脱色剂（脱色剂为不溶于水
和乙醇等溶剂的固体，如：活性炭），回流20min，趁热过滤，使产品尽可能多地进入滤液，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。
【详解】（1）己-2，5-二酮的摩尔质量为 ，根据题中所给数据可知，所需己-2，5-二酮的体积为
，又因为酮类对橡胶有腐蚀性，所以选用酸式滴定管。
（2）③为铁架台；仪器②用于冷凝回流，为球形冷凝管。
（3）己-2，5-二酮的熔点为-5.5℃，常温下为液体，4-甲氧基苯胺的熔点为57℃，常温下为固体，搅拌可使固液反
应物充分接触，加快反应速率。
（4）根据题干信息“加热至65℃”可知，应用水浴加热，这样便于控制温度，且受热更均匀。
（5）“脱色剂”的作用是吸附反应过程中产生的有色物质，根据题中信息，加入脱色剂后回流，趁热过滤，保留
滤液，即脱色剂为不溶于水和乙醇等溶剂的固体，所以可以选用活性炭作脱色剂。
（6）根据题干信息可知，产品吡咯X为白色固体，加热至65℃可溶解在50%的乙醇溶液中，所以需趁热过滤，
使产品尽可能多地进入滤液，防止产品结晶损失，提高产率；由加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体(即含杂质
的产品)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，洗涤时可用50%的乙醇溶液。
（7）根据产品的分离提纯过程可知，若需进一步提纯，可采用的方法为重结晶。
10． (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 ，镍原子半径为
。
(2) 结构如图甲所示，其中含有σ键的数目为 ， 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， 体积分数x与温度的关系如
图乙所示。反应 的ΔH 0(填“大于”或“小于”)。从热力学角度考虑，
有利于 的生成(写出两点)。 、100℃时CO的平衡转化率α= ，该温度下平衡常数。
(4)对于同位素交换反应 ，20℃时反应物浓度随时间的变化关系为
(k为反应速率常数)，则 反应一半所需时间 (用k表示)。
【答案】(1)
(2) 8 分子晶体
(3) 小于 降低温度、增大压强 97.3% 9000
(4)
【详解】（1）
Ni为28号元素，其基态原子的核外电子排布式为 ，则其价电子轨道表示式为
；铜晶胞示意图为 ，镍的晶胞结构类型与铜的相同，则镍原子半径为
晶胞面对角线长度的 ，因为晶胞体积为 ，所以晶胞棱长为a，面对角线长度为 ，则镍原子半径为 。
（2）单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键，三键含有1个σ键2个π键，由 的结构可知，4个配
体CO与中心原子Ni形成的4个配位键均为σ键，而每个配体CO中含有1个σ键2个π键，因此1个 分
子中含有8个σ键。 的沸点很低，结合其结构可知该物质由分子构成，因此其晶体类型为分子晶体。
（3）随着温度升高，平衡时 的体积分数减小，说明温度升高平衡逆移，因此该反应的 ；该反应的
正反应是气体总分子数减小的放热反应，因此降低温度和增大压强均有利于 的生成；由上述分析知，温
度相同时，增大压强平衡正向移动，对应的平衡体系中 的体积分数增大，则压强： ，即对应的压强是1.0MPa．由题图乙可知， 、100℃条件下达到平衡时，CO和 的物质的量分数分别为
0.1、0.9，设初始投入的CO为4mol，反应生成的 为xmol，可得三段式：
，反应后总物质的量为：（4-3x）mol，根据阿伏加德罗定律，其他条件相同时，气体的体积分数即为其物质的量
分数，因此有 ，解得 ，因此达到平衡时 ，CO的平衡转化率
；气体的分压=总压强×该气体的物质的量分数，则该温度下的压强平衡常数
。
（4）根据题给关系式可得 ，当 反应一半时 ，即 ，
， ，则 。
11．四氟咯草胺(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：已知反应Ⅱ： 为烃基或H，R、 、 、 为烃
基
回答下列问题：
(1)反应①的反应类型为 ；加入 的作用是 。
(2)D分子中采用 杂化的碳原子数是 。
(3)对照已知反应Ⅰ，反应③不使用 也能进行，原因是 。
(4)E中含氧官能团名称是 。
(5)F的结构简式是 ；反应⑤分两步进行，第一步产物的分子式为 ，其结构简式是 。
(6)G中手性碳原子是 (写出序号)。
(7)化合物H是B的同分异构体，具有苯环结构，核磁共振氢谱中显示为四组峰，且可以发生已知反应Ⅱ．则H的
可能结构是 。
【答案】(1) 取代反应 与生成的HBr反应，促进反应正向进行
(2)5
(3)D分子中同时存在—OH和
(4)酯基
(5)
(6)3和4
(7) 、
【分析】结合A、C的结构简式和B的分子式可知，B的结构简式为 ，A中—Br与B中 发生
取代反应，生成C和小分子HBr，加入的 与生成的HBr发生反应，促进反应正向进行；由反应③的反应条
件可知，反应③发生已知反应Ⅰ，则D中应含有—OH，再结合C的结构简式、D的分子式可知，C→D发生的是
羰基的加氢还原反应，D的结构简式为 ，采取 杂化的C原子为图中数字标注的C原子，有5个；D的分子中存在—OH和 ，依次发生反应③(类似已知反应Ⅰ)、反应④(取代反应)生成E，E中含
氧官能团为酯基；根据E、G的结构简式和反应⑤、反应⑥的反应试剂，结合F的分子式可知，F的结构简式为
。
【详解】（1）反应①的反应类型为取代反应，反应中加入KCO 的作用为与生成的HBr反应，促进反应正向进行。
2 3
（2）
根据分析，D分子中采用sp3杂化的碳原子数为5个，分别为 。
（3）已知反应Ⅰ为—OH与 发生取代反应，生成的小分子HCl与 结合生成铵盐。由D的结构
简式可知，D分子中同时存在—OH和 ，故反应③不使用 也能进行。
（4）由E的结构简式可知，E中含氧官能团的名称为酯基。
（5）已知反应⑤分两步进行，结合F的结构简式知，E→F过程中，第二步为第一步产物发生已知反应Ⅱ，结合第
一步产物的分子式及已知反应Ⅱ的机理知，第一步产物的结构简式为 。
（6）手性碳原子指连有四个不同的原子或原子团的饱和碳原子，由G的结构简式知，其中手性碳原子为3和4号
碳原子。
（7）根据思路分析可知，B的结构简式为 ，其同分异构体H能发生已知反应Ⅱ，说明其具有
或 结构；具有苯环结构，核磁共振氢谱中显示有4组峰，说明结构对称，则其可能的结构简式有
、 。
