2024年高考化学试卷（北京）（解析卷）

1/21 2024 年普通高中学业水平等级性考试(北京卷) 化学 本试卷满分100 分，考试时间90 分钟。 可能用到的相对原子质量： 第一部分 本部分共14 题，每题3 分，共42 分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一 项。 1. 我国科研人员利用激光操控方法，从 原子束流中直接俘获 原子，实现了对同位素 的灵敏 检测。 的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达10 万年，是 的17 倍，可 应用于地球科学与考古学。下列说法正确的是 20 钙 40.08 A. 的原子核内有21 个中子 B. 的半衰期长，说明 难以失去电子 C. 衰变一半所需的时间小于 衰变一半所需的时间 D. 从 原子束流中直接俘获 原子的过程属于化学变化 1/21 【答案】A 【解析】 【详解】A． 的质量数为41，质子数为20，所以中子数为 ，A 正确； B． 的半衰期长短与得失电子能力没有关系，B 错误； C．根据题意 衰变一半所需的时间要大于 衰变半所需的时间，C 错误；D．从 原子束流中直接 俘获 原子的过程没有新物质产生，不属于化学变化，D 错误； 2/21 本题选A。 2. 下列化学用语或图示表达不正确的是 A. 的电子式： B. 分子的球棍模型： C. 的结构示意图： D. 乙炔的结构式： 【答案】A 【解析】 【详解】A． 是共价化合物，其电子式为 ，故A 错误； B． 为正四面体形， 分子的球棍模型： ，故B 正确； C．Al 的原子序数为13，即 的结构示意图： ，故C 正确； D．乙炔含有碳碳三键，结构式为： ，故D 正确； 故选A。 3. 酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 A. 石墨作电池的负极材料B. 电池工作时， 向负极方向移动 C. 发生氧化反应 D. 锌筒发生的电极反应为 【答案】D 【解析】 【详解】A．酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，故A 错误；B．原电池工作时，阳离子向 2/21 正极(石墨电极)方向移动，故B 错误； C． 发生得电子的还原反应，故C 错误； 3/21 D．锌筒为负极，负极发生失电子的氧化反应 ，故D 正确； 故选D。 4. 下列说法不正确的是 A. 葡萄糖氧化生成 和 的反应是放热反应 B. 核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子 C. 由氨基乙酸形成的二肽中存在两个氨基和两个羧基 D. 向饱和的 溶液中加入少量鸡蛋清溶液会发生盐析 【答案】C 【解析】 【详解】A．葡萄糖氧化生成CO2和H2O 是放热反应，在人体内葡萄糖缓慢氧化成CO2和H2O 为人体提供 能量，A 项正确； B．核酸是一种生物大分子，分析核酸水解的产物可知，核酸是由许多核苷酸单体形成的聚合物，核苷酸 进一步水解得到磷酸和核苷，核苷进一步水解得到戊糖和碱基，故核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定 方式结合而成的生物大分子，B 项正确； C．氨基乙酸的 结构简式为H2NCH2COOH，形成的二肽的结构简式为H2NCH2CONHCH2COOH，该二 肽中含1 个氨基、1 个羧基和1 个肽键，C 项错误； D．鸡蛋清溶液为蛋白质溶液，NaCl 溶液属于轻金属盐溶液，向饱和NaCl 溶液中加入少量鸡蛋清溶液， 蛋白质发生盐析，D 项正确； 答案选C。 5. 下列方程式与所给事实不相符的是 A. 海水提溴过程中，用氯气氧化苦卤得到溴单质： B. 用绿矾( )将酸性工业废水中的 转化为 C. 用 溶液能有效除去误食的 D. 用 溶液将水垢中的 转化为溶于酸的 ： 3/21 【答案】D【解析】 【详解】A．氯气氧化苦卤得到溴单质，发生置换反应，离子方程式正确，A 正确； B． 可以将 氧化成 ，离子方程式正确，B 正确； 4/21 C． 结合 生成 沉淀，可以阻止 被人体吸收，离子方程式正确，C 正确； D． 与 反应属于沉淀的转化， 不能拆分，正确的离子方程式为CaSO4+ =CaCO3+ ，D 错误； 本题选D。 6. 下列实验的对应操作中，不合理的是 A．用 标准溶液滴定 溶液 B．稀释浓硫酸 C．从提纯后的 溶液获 得 晶体 D．配制一定物质的量浓度的 溶液 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 4/21 【详解】A．用HCl 标准溶液滴定NaOH 溶液时，眼睛应注视锥形瓶中溶液，以便观察溶液颜色的变化从 而判断滴定终点，A 项合理； B．浓硫酸的密度比水的密度大，浓硫酸溶于水放热，故稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入盛 水的烧杯中，并用玻璃棒不断搅拌，B 项合理； C．NaCl 的溶解度随温度升高变化不明显，从NaCl 溶液中获得NaCl 晶体采用蒸发结晶的方法，C 项合理； 5/21 D．配制一定物质的量浓度的溶液时，玻璃棒引流低端应该在容量瓶刻度线以下；定容阶段，当液面在刻 度线以下约1cm 时，应改用胶头滴管滴加蒸馏水，D 项不合理； 答案选D。 7. 硫酸是重要化工原料，工业生产制取硫酸的原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A. I 的化学方程式： B. Ⅱ中的反应条件都是为了提高 平衡转化率 C. 将黄铁和换成硫黄可以减少废渣的产生 D. 生产过程中产生的尾气可用碱液吸收 【答案】B 【解析】 【分析】黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应，生成SO2和Fe3O4，SO2和空气中的O2在 400~500℃、常压、催化剂的作用下发生反应得到SO3，用98.3%的浓硫酸吸收SO3，得到H2SO4。 【详解】A．反应I 是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应，生成SO2和Fe3O4，化学方程式： ，故A 正确； B．反应Ⅱ条件要兼顾平衡转化率和反应速率，还要考虑生产成本，如Ⅱ中“常压、催化剂”不是为了提高 平衡转化率，故B 错误； C．将黄铁矿换成硫黄，则不再产生 ，即可以减少废渣产生，故C 正确； D．硫酸工业产生的尾气为 、 ，可以用碱液吸收，故D 正确； 故选B。 8. 关于 和 的下列说法中，不正确的是A. 两种物质的溶液中，所含微粒的种类相同 B. 可用 溶液使 转化为 5/21 C. 利用二者热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去 D. 室温下，二者饱和溶液的 差约为4，主要是由于它们的溶解度差异 【答案】D 6/21 【解析】 【详解】A． 和 的溶液中均存在 、 、 、 、 、 、 ， A 正确； B． 加入 溶液会发生反应： ，B 正确； C． 受热易分解，可转化为 ，而 热稳定性较强，利用二者热稳定性差异，可从 它们的固体混合物中除去NaHCO3，C 正确； D．室温下 和 饱和溶液 相差较大的主要原因是 的水解程度远大于 ，D 错误； 故选D。 9. 氘代氨( )可用于反应机理研究。下列两种方法均可得到 ：① 与 的水解反应；② 与 反应。下列说法不正确的是 A. 和 可用质谱法区分 B. 和 均为极性分子 C. 方法①的化学方程式是 D. 方法②得到的产品纯度比方法①的高 【答案】D 【解析】 【详解】A． 和 的相对分子质量不同，可以用质谱法区分，A 正确； B． 和 的H 原子不同，但空间构型均为三角锥形，是极性分子，B 正确； C．Mg3N2与D2O 发生水解生成Mg(OD)2和ND3，反应方法①的化学方程式书写正确，C 正确；D．方法② 是通过 中D 原子代替 中H 原子的方式得到 ，代换的个数不同，产物会不同，纯度低，D 错 误； 6/21 故选D。 10. 可采用 催化氧化法将工业副产物 制成 ，实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式： 。下图所示为该法的一种催化机理。 7/21 下列说法不正确的是 A. Y 为反应物 ，W 为生成物 B. 反应制得 ，须投入 C. 升高反应温度， 被 氧化制 的反应平衡常数减小 D. 图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应 【答案】B 【解析】 【分析】由该反应的热化学方程式可知，该反应涉及的主要物质有HCl、O2、CuO、Cl2、H2O；CuO 与Y 反应生成Cu(OH)Cl，则Y 为HCl；Cu(OH)Cl 分解生成W 和Cu2OCl2，则W 为H2O；CuCl2 分解为X 和 CuCl，则X 为Cl2；CuCl 和Z 反应生成Cu2OCl2，则Z 为O2；综上所述，X、Y、Z、W 依次是 、 、 、 。 【详解】A．由分析可知，Y 为反应物 ，W 为生成物 ，A 正确； B． 在反应中作催化剂，会不断循环，适量即可，B 错误； C．总反应为放热反应，其他条件一定，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，C 正确； D．图中涉及的两个氧化还原反应是 和 ，D 正确； 故选B。 11. 的资源化利用有利于实现“碳中和”。利用 为原料可以合成新型可降解高分子P，其合成路 线如下。 7/21 已知：反应 ①中无其他产物生成。下列说法不正确的是 A. 与X 的化学计量比为 B. P 完全水解得到的产物的分子式和Y 的分子式相同 8/21 C. P 可以利用碳碳双键进一步交联形成网状结构 D. Y 通过碳碳双键的加聚反应生成的高分子难以降解 【答案】B 【解析】 【详解】A．结合已知信息，通过对比X、Y 的结构可知 与X 的化学计量比为 ，A 正确； B．P 完全水解得到的产物结构简式为 ，分子式为 ，Y 的分子式 为 ，二者分子式不相同，B 错误； C．P 的支链上有碳碳双键，可进一步交联形成网状结构，C 正确； D．Y 形成的聚酯类高分子主链上含有大量酯基，易水解，而Y 通过碳碳双键加聚得到的高分子主链主要 为长碳链，与聚酯类高分子相比难以降解，D 正确； 故选B。 12. 下列依据相关数据作出的推断中，不正确的是 A. 依据相同温度下可逆反应的Q 与K 大小的比较，可推断反应进行的方向 B. 依据一元弱酸的 ，可推断它们同温度同浓度稀溶液的 大小 C. 依据第二周期主族元素电负性依次增大，可推断它们的第一电离能依次增大 D. 依据 的氢化物分子中氢卤键的键能，可推断它们的热稳定性强弱 【答案】C 【解析】【详解】A．对于可逆反应的Q 与K 的关系：Q>K，反应向逆反应方向进行；Q<K，反应向正反 应方向进行；Q=K，反应处于平衡状态，故依据相同温度下可逆反应的Q 与K 大小的比较，可推断反应进 行的方向，A 正确； B．一元弱酸的 越大，同温度同浓度稀溶液的酸性越强，电离出的 越多， 越小，B 正确； C．同一周期从左到右，第一电离能是增大的趋势，但是ⅡA 大于ⅢA，VA 大于VIA，C 不正确； D． 的氢化物分子中氢卤键的键能越大，氢化物的热稳定性越强，D 正确； 故选C。 8/21 13. 苯在浓 和浓 作用下，反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是 9/21 A. 从中间体 到产物，无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ B. X 为苯的加成产物，Y 为苯的取代产物 C. 由苯得到M 时，苯中的大 键没有变化 D. 对于生成Y 的反应，浓 作催化剂 【答案】C 【解析】 【详解】A．生成产物Ⅱ的反应的活化能更低，反应速率更快，且产物Ⅱ的能量更低即产物Ⅱ更稳定，以 上2 个角度均有利于产物Ⅱ，故A 正确； B．根据前后结构对照，X 为苯的加成产物，Y 为苯的取代产物，故B 正确； C．M 的六元环中与 相连的C 为 杂化，苯中大 键发生改变，故C 错误； D．苯的硝化反应中浓 作催化剂，故D 正确； 故选C。 14. 不同条件下，当KMnO4与KI 按照反应①②的化学计量比恰好反应，结果如下。 反应序号 起始酸碱性 KI KMnO4 还原产物 氧化产物 物质的 量/mol 物质的 量/mol ① 酸性 0 . 001 n Mn2+ I2 ② 中性 0.001 10n MnO2 已知： 的氧化性随酸性减弱而减弱。 9/21 下列说法正确的是 10/21 A. 反应①， B. 对比反应①和②， C. 对比反应①和②， 的还原性随酸性减弱而减弱 D. 随反应进行，体系 变化：①增大，②不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．反应①中Mn 元素的化合价由+7 价降至+2 价，I 元素的化合价由-1 价升至0 价，根据得失电 子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应①的离子方程式是：10I-+2 +16H+=2Mn2++5I2+8H2O，故 n(Mn2+)∶n(I2)=2∶5，A 项错误； B ．根据反应①可得关系式10I-~2 ，可以求得n=0.0002 ，则反应②的n(I-)∶n( )=0.001∶(10×0.0002)=1∶2，反应②中Mn 元素的化合价由+7 价降至+4 价，反应②对应的关系式为I-~2 ~MnO2~ ~6e-， 中I 元素的化合价为+5 价，根据离子所带电荷数等于正负化合价的代数和知 x=3，反应②的离子方程式是：I-+2 +H2O=2MnO2↓+ +2OH-，B 项正确； C．已知 的氧化性随酸性减弱而减弱，对比反应①和②的产物，I-的还原性随酸性减弱而增强，C 项 错误； D．根据反应①和②的离子方程式知，反应①消耗H+、产生水、pH 增大，反应②产生OH-、消耗水、pH 增大，D 项错误； 答案选B。第二部分 本部分共5 题，共58 分。 15. 锡( )是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。 （1） 位于元素周期表的第5 周期第IVA 族。将 的基态原子最外层轨道表示式补充完整：_______。 10/21 （2） 和 是锡的常见氯化物， 可被氧化得到。 ① 分子的 模型名称是_______。 11/21 ② 的 键是由锡的_______轨道与氯的 轨道重叠形成σ 键。 （3）白锡和灰锡是单质 的常见同素异形体。二者晶胞如图：白锡具有体心四方结构；灰锡具有立方金 刚石结构。 ①灰锡中每个 原子周围与它最近且距离相等的 原子 有_______个。 ②若白锡和灰锡的晶胞体积分别为 和 ，则白锡和灰锡晶体的密度之比是_______。 （4）单质 的制备：将 与焦炭充分混合后，于惰性气氛中加热至 ，由于固体之间反应慢， 未明显发生反应。若通入空气在 下， 能迅速被还原为单质 ，通入空气的作用是_______。 【答案】（1） （2） ①. 平面三角形 ②. 杂化 （3） ①. 4 . ② （4）与焦炭在高温下反应生成 ， 将 还原为单质 【解析】 【小问1 详解】 Sn 位于元素周期表的第5 周期ⅣA 族，基态Sn 原子的最外层电子排布式为5s25p2，Sn 的基态原子最外层 轨道表示式为 ； 【小问2 详解】 ①SnCl2中Sn 的价层电子对数为2+ ×(4-2×1)=3，故SnCl2分子的VSEPR 模型名称是平面三角形； ②SnCl4中Sn 的价层电子对数为4+ ×(4-4×1)=4，有4 个σ 键、无孤电子对，故Sn 采取sp3杂化，则SnCl4 的Sn—Cl 键是由锡的sp3杂化轨道与氯的3p 轨道重叠形成σ 键； 11/21 【小问3 详解】 ①灰锡具有立方金刚石结构，金刚石中每个碳原子以单键与其他4 个碳原子相连，此5 碳原子在空间构成 正四面体，且该碳原子在正四面体的体心，所以灰锡中每个Sn 原子周围与它最近且距离相等的Sn 原子有 4 个； 12/21 ②根据均摊法，白锡晶胞中含Sn 原子数为8× +1=2，灰锡晶胞中含Sn 原子数为8× +6× +4=8，所以 白锡与灰锡的密度之比为 ∶ = ； 【小问4 详解】 将SnO2与焦炭充分混合后，于惰性气氛中加热至800℃，由于固体之间反应慢，未发生明显反应；若通入 空气在800℃下，SnO2能迅速被还原为单质Sn，通入空气的作用是：与焦炭在高温下反应生成CO，CO 将SnO2还原为单质Sn，有关反应的化学方程式为2C+O2 2CO、2CO+SnO2 Sn+2CO2。 16. 是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备 。 （1）方法一：早期以硝石(含 )为氮源制备 ，反应的化学方程式为： 。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和_______。 （2）方法二：以 为氮源催化氧化制备 ，反应原理分三步进行。 ①第I 步反应的化学方程式为_______。 ②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入 和 进行反应。在不同 压强下( 、 )，反应达到平衡时，测得 转化率随温度的变化如图所示。解释y 点的容器容积小于x 点的容器容积的原因_______。 12/21 （3）方法三：研究表明可以用电解法以 为氨源直接制备 ， 其原理示意图如下。 13/21 ①电极a 表面生成 的电极反应式：_______。 ②研究发现： 转化可能的途径为 。电极a 表面还发生iii． 。iii 的存在， 有利于途径ii，原因是_______。 （4）人工固氮是高能耗的过程，结合 分子结构解释原因_______。方法三为 的直接利用提供了一种 新的思路。 【答案】（1）难挥发性 （2） ①. . ② ，该反应正向气体分子总数减小， 同温时， 条件下 转化率高于 ，故 ，x、y 点转化率相同，此时压强对容积的影响大于温度 对容积的影响 （3） ①. . ②反应iii 生成 ， 将 氧化成 ， 更易转 化成 （4） 中存在氮氮三键，键能高，断键时需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程 【解析】 【小问1 详解】 浓硫酸难挥发，产物 为气体，有利于复分解反应进行，体现了浓硫酸的难挥发性和酸性。 【小问2 详解】 ①第I 步反应为氨气的催化氧化，化学方程式为 ； 13/21 ② ，该反应正向气体分子总数减小，同温时， 条件下 转化率高于 ，故 ，根据 ，x、y 点转化率相同，则n 14/21 相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响，故y 点的容器容积小于x 点的容器容积。 【小问3 详解】 ①由电极a 上的物质转化可知，氮元素化合价升高，发生氧化反应，电极a 为阳极，电极反应式为 ； ②反应iii 生成 ， 将 氧化成 ， 更易转化成 。 【小问4 详解】 中存在氮氮三键，键能高，断键时需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程。 17. 除草剂苯嘧磺草胺的中间体M 合成路线如下。 （1）D 中 含氧官能团的名称是_______。 （2）A→B 的化学方程式是_______。 （3）I→J 的制备过程中，下列说法正确的是_______(填序号)。a．依据平衡移动原理，加入过量的乙醇或 将J 蒸出，都有利于提高I 的转化率 b．利用饱和碳酸钠溶液可吸收蒸出的I 和乙醇 c．若反应温度过高，可能生成副产物乙醚或者乙烯 （4）已知： ①K 的结构简式是_______。 ②判断并解释K 中氟原子对 的活泼性的影响_______。 14/21 （5）M 的分子式为 。除苯环外，M 分子中还