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
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：
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
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
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：
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
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
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
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
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
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。
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
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。
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
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
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
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（ ）
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
14．不同条件下，当与按照反应①②的化学计量比恰好反应，结果如下。
反应序号 起始酸碱性 还原产物 氧化产物
物质的量/ 物质的量/
① 酸性 0.001 n
② 中性 0.001
已知：的氧化性随酸性减弱而减弱。
下列说法正确的是（ ）
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
第二部分
本部分共5题，共58分。
15．（9分）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：
（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_________。
②的键是由锡的_________轨道与氯的轨道重叠形成。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_________________________________________________________________________________。
16．（10分）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_________________________________________________________。
（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。
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。
17．（13分）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_______________________________________________。
（5）M的分子式为。除苯环外，M分子中还有个含两个氮原子的六元环，在合成M的同时还生成产物甲醇和乙醇。由此可知，在生成M时，L分子和G分子断裂的化学键均为键和_________键，M的结构简式是__________________。
18．（12分）利用黄铜矿（主要成分为，含有等杂质）生产纯铜，流程示意图如下。
（1）矿石在焙烧前需粉碎，其作用是___________________________。
（2）的作用是利用其分解产生的使矿石中的铜元素转化为。发生热分解的化学方程式是___________________________。
（3）矿石和过量按一定比例混合，取相同质量，在不同温度下焙烧相同时间，测得：“吸收”过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图；i．和时，固体B中所含铜、铁的主要物质如表。
温度/ B中所含铜、铁的主要物质
400
500
①温度低于，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大的原因是___________________________。
②温度高于，根据焙烧时可能发生的反应，解释铜浸出率随焙烧温度升高而降低的原因是___________________________。
（4）用离子方程式表示置换过程中加入的目的___________________________。
（5）粗铜经酸浸处理，再进行电解精炼；电解时用酸化的溶液做电解液，并维持一定的和。粗铜若未经酸浸处理，消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量，原因是_______________________
_________________________________________________________________________________。
19．（14分）某小组同学向的的溶液中分别加入过量的粉、粉和粉，探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。
（1）理论分析
依据金属活动性顺序，中可将还原为的金属是_________。
（2）实验验证
实验 金属 操作、现象及产物
I 过量 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到单质
II 过量 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液为3~4，取出固体，固体中未检测到单质
III 过量 有大量气泡产：生，反应剧烈，逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液为3~4时，取出固体，固体中检测到单质
①分别取实验I、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加溶液，证明都有生成，依据的现象是___________________________．
②实验Ⅱ、Ⅲ都有红褐色沉淀生成，用平衡移动原理解释原因___________________________．
③对实验Ⅱ未检测到单质进行分析及探究。
i．a．甲认为实验Ⅱ中，当、浓度较大时，即使与反应置换出少量，也会被、消耗。写出与、反应的离子方程式___________________________．
b．乙认为在为3~4的溶液中即便生成也会被消耗。设计实验__________________（填实验操作和现象）。
证实了此条件下可忽略对的消耗。
c．丙认为产生的红褐色沉淀包裹在粉上，阻碍了与的反应。实验证实了粉被包裹。
i．查阅资料：开始沉淀的约为1.2，完全沉淀的约为3。
结合a、b和c，重新做实验Ⅱ，当溶液为3~4时，不取出固体，向固-液混合物中持续加入盐酸，控制，__________________ （填实验操作和现象），待为3~4时，取出固体，固体中检测到单质。
（3）对比实验Ⅱ和Ⅲ，解释实验Ⅲ的固体中检测到单质的原因__________________。
2024年普通高中学业水平等级性考试（北京卷）
参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
A A D C D D B D D B B C C B
1．A 原子结构 的质量数为41，质子数为20，所以中子数为，A正确；的半衰期长短与得失电子能力没有关系，B错误；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；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．A 化学用语 是共价化合物，其电子式为，A错误。
3．D 化学电源 酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，负极发生失电子的氧化反应，A错误，D正确；原电池工作时，阳离子向正极（石墨电极）方向移动，B错误；发生得电子的还原反应，C错误。
4．C 生物大分子 氨基乙酸形成的二肽中存在一个氨基、一个羧基和一个肽键，C错误。
5．D 离子方程式正误判断 氯气氧化苦卤得到溴单质，发生置换反应，A正确；可以将氧化成，B正确；结合生成沉淀，可以阻止被人体吸收，C正确；与反应属于沉淀的转化，不能拆分，D错误。
6．D 实验基本操作 配制一定物质的量浓度的溶液时，定容阶段用玻璃棒引流，玻璃棒下端应靠在刻度线以下的内壁上，否则溶液体积会偏大，所得溶液浓度会偏低，D错误。
7．B 工艺流程 根据原理示意图写出I的化学方程式，A正确；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”不是为了提高平衡转化率，B错误；将黄铁矿换成硫黄，则不再产生，即可以减少废渣产生，C正确；硫酸工业产生的尾气为、，可以用碱液吸收，D正确。
8．D 盐类水解、物质分离与提纯 和的溶液中均存在、、、、、、，A正确；加入溶液会发生反应：，B正确；受热易分解，转化为，而热稳定性较强，C正确；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。
【归纳总结】除固体中的少量可采用加热的方法；除溶液中的少量可加入适量溶液；除溶液中的少量可通入足量气体。
9．D 元素化合物与物质结构 和的相对分子质量不同，可以用质谱法区分，A正确：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；方法①的化学方程式书写正确，C正确；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、产物不同，纯度低，D错误。
10．B 反应机理分析、氧化还原、化学平衡 结合反应机理分析，X、Y、Z、W依次是、、、，A正确；在反应中作催化剂，会不断循环，适量即可，B错误；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；图中涉及的两个氧化还原反应是和，D正确。
11．B 合成高分子 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；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；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；碳碳双键加聚得到的高分子与聚酯类高分子相比难以降解，D正确。
12．C 化学反应原理及物质结构与性质 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不符合题意；电负性为吸引电子的能力，而电离能为失去电子的能力，所以同一周期从左到右，第一电离能是增大的趋势，但是ⅡA大于ⅢA，VA大于VIA，C符合题意；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不符合题意。
【归纳总结】对于可逆反应的Q与K的关系：，反应向逆反应方向进行；，反应向正反应方向进行；，反应处于平衡状态。
13．C 有机化学与反应历程图 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，A正确；根据前后结构对照，X为米的加成产物，Y为苯的取代产物，B正确；M的六元环中与相连的C为杂化，苯中大键发生改变，C错误；苯的硝化反应中浓作催化剂，D正确。
【知识拓展】大健的形成条件
（1）所有参与离域健的原子都必须在同一平面内，即连接这些原子的中心原子只能采取即或杂化；
（2）所有参与离域健的原子都必须提供一个或两个相互平行的p轨道；
（3）根据泡利不相容原理，参与离城键的p轨道上的电子总数必须小于p轨道数的2倍。
14．B 氧化还原反应 根据得失电子守恒，反应①的化学方程式是：，氧化还原关系是，所以，A错误；根据反应①的氧化还原关系，可以求得，所以反应②的，所以反应②对应的氧化还原关系是，，反应②的化学方程式是：，B正确；对比反应①和②的产物，的还原性随酸性减弱而增强，C错误；根据反应①和②的化学方程式，反应①消耗，产生水，增大，反应②产生，消耗水，增大，D错误。
15．（9分）
（1）
（2）①平面三角形 ②杂化
（3）①4 ②
（4）与焦炭在高温下反应生成，将还原为单质
【解析】物质结构与性质
（1）加位于元素周期表的第5周期ⅣA族，其基态原子的价电子排布式为，所以其轨道表示式为。
（2）①中的价层电子对数为，模型是平面三角形，②中的价层电子对数为，有4个键，所以采用杂化方式，则的键是由锡的杂化轨道与氯的轨道重叠形成键。
（3）①灰锡具有立方金刚石结构，所以每个原子周围与它最近且距离相等的原子有4个，②白锡晶胞中均雄可得原子数目为2，而灰锡晶胞中均摊可得原子数目为8，所以其密度之比为。
16．（10分）
（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）中存在氨氮三键，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】化学反应原理
（1）（浓）难挥发，产物为气体，有利于复分解反应进行，体现了（浓）的难挥发性和酸性。（2）①第I步反应为氨气的催化氧化，化学方程式为。
（3）①由电极a上的物质转化可知，电极a为阳极，电极反应式为。
17．（13分）（1）硝基、酯基
（2）
（3）abc
（4）①
②增强其活泼性；氟原子为吸电子基团，降低相连碳原子的电子云密度，使得碳原子的正电性增加，有利于增强的活泼性
（5）
【综合推断】
【解析】苯嘧磺草胺的中间体M的合成路线分析
（2）A→B的过程为A中羧基与甲醇中羟基发生酯化反应，化学方程式为
。
（3）I→J的制备过程为乙酸与乙醇的酯化过程，依据平衡移动原理，加入过量的乙醇或将乙酸乙酯蒸出，都有利于提高乙酸的转化率，a正确；饱和碳酸钠溶液可与蒸出的乙酸反应并溶解乙醇，b正确；反应温度过高，乙醇在浓硫酸的作用下发生分子间脱水生成乙醚，发生分子内消去生成乙烯，c正确。
（4）①根据已知反应可知，酯基的与另一分子的酯基发生取代反应，中左侧不存在，所以产物K的结构简式为。
（5）M分子中除苯环外还有一个含两个氮原子的六元环，在合成M的同时还生成产物甲醇和乙醇。再结合其分子式，可推测为G与L中键与酯基分别发生反应，形成酰胺基，所以断裂的化学键均为键和键，M的结构简式为。
18．（12分）
（1）增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分
（2）
（3）①温度低于，随焙烧温度升高，分解产生的增多，可溶物含量增加，故铜浸出率显著增加
②温度高于，随焙烧温度升高发生反应：，和转化成难溶于水的，铜浸出率降低
（4）
（5）粗铜若未经酸浸处理，其中杂质会参与放电，则消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量
【流程分析】
【解析】工艺流程
（2）分解为非氧化还原反应，故化学方程式为。（4）加入置换铜，反应的离子方程式为。
（5）粗铜中含有杂质，加酸可以除，但粗铜若未经酸浸处理，其中杂质会参与放电，则消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量。
19．（14分）
（1）
（2）①产生蓝色沉淀
②水解方程式为，加入的或会消耗，促进水解平衡正向移动，使其转化为沉淀
③i．a．（或、）
b．向为3~4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加溶液，不产生蓝色沉淀
ⅱ．加入几滴溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸
（3）加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被沉淀包裹
【解析】实验探究
（1）在金属活动性顺序表中，排在之前，排在之后，因此可将还原为。
（2）与会生成蓝色的沉淀。
③ⅱ．结合a，b和c可知，实验Ⅱ未检测到单质的原因可能是的干扰以及沉淀对锌粉的包裹，因此可控制反应条件，在未生成沉淀时将还原，即可排除两个干扰因素。
