【化学】北京西城区2020届高三统一测试（4月测试） 12页

北京西城区 2020届高三统一测试（4月测试） 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．下列防疫物品的主要成分属于无机物的是（ ） A．聚丙烯 B．聚碳酸酯 C．二氧化氯 D．丁腈橡胶 2．(2020年北京西城一模)化学与生产生活密切相关，下列说法不正确．．．的是（ ） A．用食盐、蔗糖等作食品防腐剂 B．用氧化钙作吸氧剂和干燥剂 C．用碳酸钙、碳酸镁和氢氧化铝等作抗酸药 D．用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土吸收水果产生的乙烯以保鲜 3．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。W的气态氢化物遇湿润的红色石蕊试 纸变蓝色，X是地壳中含量最高的元素，Y在同周期主族元素中原子半径最大，Z与 Y形成 的化合物的化学式为 YZ。下列说法不正确．．．的是（ ） A．W在元素周期表中的位置是第二周期 VA族 B．同主族中 Z的气态氢化物稳定性最强 C．X与 Y形成的两种常见的化合物中，阳离子和阴离子的个数比均为 2∶1 D．用电子式表示 YZ的形成过程为： 4．下列变化过程不涉及．．．氧化还原反应的是（ ） A B C D 将铁片放入冷 的浓硫酸中无 明显现象 向 FeCl2溶液中滴加 KSCN 溶液，不变色，滴加氯水后 溶液显红色 向 Na2SO3 固体 中加入硫酸，生 成无色气体 向包有 Na2O2 粉末的 脱脂棉上滴几滴蒸馏 水，脱脂棉燃烧 5．海水提溴过程中发生反应：3Br2+6Na2CO3+3H2O ==5NaBr +NaBrO3+6NaHCO3，下列 说法正确的是（ ） A．标准状况下 2 mol H2O的体积约为 44.8 L B．1 L 0.1 mol·L− 1Na2CO3溶液中 CO32−的物质的量为 0.1 mol C．反应中消耗 3 mol Br2转移的电子数约为 5×6.02×1023 D．反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为 5∶1 6．下列实验现象预测正确的是（ ） A B C D 烧杯中产生白色沉淀，一段 时间后沉淀无明显变化 加盐酸出现白色 浑浊，加热变澄 清 KMnO4酸性溶液 在苯和甲苯中均褪 色 液体分层，下层呈 无色 7．下列解释事实的方程式不正确．．．的是（ ） A．用 Na2CO3溶液将水垢中的 CaSO4转化为 CaCO3：CO32 －+Ca2+ ==CaCO3↓ B．电解饱和食盐水产生黄绿色气体：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ C．红热木炭遇浓硝酸产生红棕色气体：C+4HNO3(浓) === △ CO2↑+4NO2↑+2H2O D．用新制 Cu(OH)2检验乙醛，产生红色沉淀： CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH CH3COONa+Cu2O↓+3H2O 8．科学家提出由WO3催化乙烯和 2-丁烯合成丙烯的反应历程如右图（所有碳原子满足最外 层八电子结构）。下列说法不正确．．．的是（ ） A．乙烯、丙烯和 2-丁烯互为同系物 B．乙烯、丙烯和 2-丁烯的沸点依次升高 C．Ⅲ→Ⅳ中加入的 2-丁烯具有反式结构 D．碳、钨（W）原子间的化学键在Ⅲ→Ⅳ→Ⅰ的过程中未发生断裂 9．以富含纤维素的农作物为原料，合成 PEF树脂的路线如下： 下列说法不正确．．．的是（ ） A．葡萄糖、果糖均属于多羟基化合物 B．5-HMF→FDCA发生氧化反应 C．单体 a为乙醇 D．PEF树脂可降解以减少对环境的危害 10．向某密闭容器中充入 NO2，发生反应：2NO2(g) N2O4(g)。其它条件相同时，不同温 度下平衡体系中各物质的物质的量分数如下表：（已知：N2O4为无色气体） T/℃ 27 35 49 70 NO2% 20 25 40 66 N2O4% 80 75 60 34 下列说法不正确．．．的是（ ） A．27℃时，该平衡体系中 NO2的转化率为 8 9 B．平衡时，NO2的消耗速率为 N2O4消耗速率的 2倍 C．室温时，将盛有 NO2的密闭玻璃球放入冰水中其颜色会变浅 D．增大 NO2起始量，可增大相同温度下该反应的化学平衡常数 11．（2020年北京西城一模）光电池在光照条件下可产生电压，如下装置可以实现光能源的 充分利用，双极性膜可将水解离为 H+和 OH－，并实现其定向通过。下列说法不正确．．．的是（ ） A．该装置将光能转化为化学能并分解水 B．双极性膜可控制其两侧溶液分别为酸性和碱性 C．光照过程中阳极区溶液中的 n(OH－)基本不变 D．再生池中的反应：2V2++2H2O 2V3++2OH－+H2↑ 12．室温时，向 20 mL 0.1 mol·L− 1的两种酸 HA、HB中分别滴加 0.1 mol·L− 1NaOH溶液， 其 pH变化分别对应下图中的Ⅰ、Ⅱ。下列说法不正确．．．的是（ ） A．向 NaA溶液中滴加 HB可产生 HA B．a点，溶液中微粒浓度：c(A－) > c(Na+) > c(HA) C．滴加 NaOH溶液至 pH=7时，两种溶液中 c(A－)= c(B－) D．滴加 20 mL NaOH溶液时，Ⅰ中 H2O的电离程度大于Ⅱ中 13．我国化学家侯德榜发明的“侯氏制碱法”联合合成氨工业生产纯碱和氮肥，工艺流程图如 下。碳酸化塔中的反应：NaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3↓+NH4Cl。 下列说法不正确．．．的是（ ） A．以海水为原料，经分离、提纯和浓缩后得到饱和氯化钠溶液进入吸氨塔 B．碱母液储罐“吸氨”后的溶质是 NH4Cl和 NaHCO3 C．经“冷析”和“盐析”后的体系中存在平衡 NH4Cl(s) NH4+(aq) + Cl－(aq) D．该工艺的碳原子利用率理论上为 100% 14．硅酸（H2SiO3）是一种难溶于水的弱酸，从溶液中析出时常形成凝胶状沉淀。实验室常 用 Na2SiO3溶液制备硅酸。某小组同学进行了如下实验： 编号 Ⅰ Ⅱ 实验 a b c 现象 a中产生凝胶状沉淀 b中凝胶状沉淀溶解，c中无明显变化 下列结论不正确．．．的是（ ） A．Na2SiO3溶液一定显碱性 B．由Ⅰ不能说明酸性 H2CO3＞H2SiO3 C．由Ⅱ可知，同浓度时 Na2CO3溶液的碱性强于 NaHCO3溶液 D．向 Na2SiO3溶液中通入过量 CO2，发生反应：SiO32 －+CO2+H2O==CO32 －+H2SiO3↓ 第二部分 本部分共 5题，共 58分。 15．（15分）莫西沙星主要用于治疗呼吸道感染，合成路线如下： 已知： （1）A的结构简式是___________________。 （2）A→B的反应类型是_______________________。 （3）C中含有的官能团是___________________。 （4）物质 a的分子式为 C6H7N，其分子中有_______种不同化学环境的氢原子。 （5）I能与 NaHCO3反应生成 CO2，D+I→J的化学方程式是___________________________。 （6）芳香化合物 L的结构简式是_______________。 （7）还可用 A为原料，经如下间接电化学氧化工艺流程合成 C，反应器中生成 C的离子方 程式是_______________________________________________。 16．（9分）水合肼（N2H4·H2O）可用作抗氧剂等，工业上常用尿素[CO(NH2)2]和 NaClO溶 液反应制备水合肼。 已知：Ⅰ．N2H4·H2O的结构如右图（…表示氢键）。 Ⅱ．N2H4·H2O沸点 118 ℃，具有强还原性。 （ 1）将 Cl2 通入过量 NaOH 溶液中制备 NaClO，得到溶液 X，离子方程式是 ____________________________________________________。 （2）制备水合肼：将溶液 X滴入尿素水溶液中，控制一定温度，装置如图 a（夹持及控温 装置已略）。充分反应后，A中的溶液经蒸馏获得水合肼粗品后，剩余溶液再进一步处理还 可获得副产品 NaCl和 Na2CO3·10H2O。 图 a 图 b ①A中反应的化学方程式是_________________________________________。 ②冷凝管的作用是____________________________________。 ③若滴加 NaClO溶液的速度较快时，水合肼的产率会下降，原因是_____________________。 ④NaCl 和 Na2CO3 的溶解度曲线如图 b。由蒸馏后的剩余溶液获得 NaCl 粗品的操作是 ________________________________________________________。 （3）水合肼在溶液中可发生类似 NH3·H2O的电离，呈弱碱性；其分子中与 N原子相连的 H 原子易发生取代反应。 ①水合肼和盐酸按物质的量之比 1∶1反应的离子方程式是__________________________。 ②碳酰肼（CH6N4O）是目前去除锅炉水中氧气的最先进材料，由水合肼与 DEC （ ）发生取代反应制得。碳酰肼的结构简式是________________。 17．（9分）页岩气中含有较多的乙烷，可将其转化为更有工业价值的乙烯。 （1）二氧化碳氧化乙烷制乙烯。 将C2H6和CO2按物质的量之比为1∶1通入反应器中，发生如下反应： ⅰ．C2H6(g) C2H4(g) + H2(g) ΔH1＝+136.4 kJ·mol− 1 ⅱ．CO2 (g) + H2 (g) CO(g) + H2O(g) ΔH2＝+41.2 kJ·mol− 1 ⅲ．C2H6(g) +CO2(g) C2H4(g) +CO(g) +H2O(g) ΔH3 ①用ΔH1、ΔH2计算ΔH3＝______ kJ·mol− 1。 ②反应ⅳ：C2H6(g) 2C(s)+3H2(g)为积碳反应，生成的碳附着在催化剂表面，降低催化剂 的 活 性 ， 适 当 通 入 过 量 CO2 可 以 有 效 缓 解 积 碳 ， 结 合 方 程 式 解 释 其 原 因 ： ________________________________________________________。 ③二氧化碳氧化乙烷制乙烯的研究热点之一是选择催化剂，相同反应时间，不同温度、不同 催化剂的数据如下表（均未达到平衡状态）： 实验 编号 T/℃ 催化剂 转化率/% 选择性/% C2H6 CO2 C2H4 CO Ⅰ 650 钴盐 19.0 37.6 17.6 78.1 Ⅱ 650 铬盐 32.1 23.0 77.3 10.4 Ⅲ 600 21.2 12.4 79.7 9.3 Ⅳ 550 12.0 8.6 85.2 5.4 【注】C2H4选择性：转化的乙烷中生成乙烯的百分比。 CO选择性：转化的 CO2中生成 CO的百分比。 对比Ⅰ和Ⅱ，该反应应该选择的催化剂为______，理由是__________________________。 实验条件下，铬盐作催化剂时，随温度升高，C2H6的转化率升高，但 C2H4的选择性降低， 原因是______________________________________________。 （2）利用质子传导型固体氧化物电解池将乙烷转化为乙烯，示意图如右图： ①电极 a与电源的______极相连。 ②电极 b的电极反应式是____________________________________。 18．（11分）生物浸出是用细菌等微生物从固体中浸出金属离子，有速率快、浸出率高等特 点。氧化亚铁硫杆菌是一类在酸性环境中加速 Fe2+氧化的细菌，培养后能提供 Fe3+，控制反 应条件可达细菌的最大活性，其生物浸矿机理如下图。 反应 1 反应 2 （1）氧化亚铁硫杆菌生物浸出 ZnS矿。 ①反应 2中有 S单质生成，离子方程式是____________________________________。 ② 实 验 表明 温 度 较 高 或酸 性 过 强 时金 属 离 子 的 浸出 率 均 偏 低， 原 因 可 能 是 ______________________________________________。 （2）氧化亚铁硫杆菌生物浸出废旧锂离子电池中钴酸锂（LiCoO2）与上述浸出机理相似， 发生反应 1和反应 3：LiCoO2 +3Fe3+==Li++ Co2++3Fe2++O2↑ ①在酸性环境中，LiCoO2 浸出 Co2+的总反应的离子方程式是__________________________。 ②研究表明氧化亚铁硫杆菌存在时，Ag+对钴浸出率有影响，实验研究Ag+的作用。 取 LiCoO2粉末和氧化亚铁硫杆菌溶液于锥形瓶中，分别加入不同浓度 Ag+的溶液，钴浸出 率（图 1）和溶液 pH（图 2）随时间变化曲线如下： 图 1 不同浓度 Ag+作用下钴浸出率变化曲线 图 2 不同浓度 Ag+作用下溶液中 pH变化曲线 Ⅰ．由图 1和其他实验可知，Ag+能催化浸出 Co2+，图 1中的证据是______________________。 Ⅱ．Ag+是反应 3的催化剂，催化过程可表示为： 反应 4：Ag++LiCoO2==AgCoO2+Li+ 反应 5：…… 反应 5的离子方程式是__________________________________。 Ⅲ．由图 2可知，第 3天至第 7天，加入 Ag+后的 pH均比未加时大，结合反应解释其原因： ____________________________________________________ 。 19．（14分）（2020年北京西城 4月）研究不同 pH时 CuSO4溶液对 H2O2分解的催化作用。 资料：a．Cu2O为红色固体，难溶于水，能溶于硫酸，生成 Cu和 Cu2+。 b．CuO2为棕褐色固体，难溶于水，能溶于硫酸，生成 Cu2+和 H2O2。 c．H2O2有弱酸性：H2O2 H+ +HO2 －，HO2 － H+ +O22 －。 编号 实验 现象 Ⅰ 向 1 mL pH＝2 的 1 mol·L− 1 CuSO4 溶液中加入 0.5 mL 30% H2O2溶液 出现少量气泡 Ⅱ 向 1 mL pH＝3 的 1 mol·L− 1 CuSO4 立即产生少量棕黄色沉淀，出现 溶液中加入 0.5 mL 30% H2O2溶液 较明显气泡 Ⅲ 向 1 mL pH＝5 的 1 mol·L− 1 CuSO4 溶液中加入 0.5 mL 30% H2O2溶液 立即产生大量棕褐色沉淀，产生 大量气泡 （ 1）经检验生成的气体均为 O2 ，Ⅰ中 CuSO4 催化分解 H2O2 的化学方程式是 __________________________________________________。 （2）对Ⅲ中棕褐色沉淀的成分提出 2种假设：ⅰ.CuO2，ⅱ.Cu2O和 CuO2的混合物。 为检验上述假设，进行实验Ⅳ：过滤Ⅲ中的沉淀，洗涤，加入过量硫酸，沉淀完 全溶解，溶液呈蓝色，并产生少量气泡。 ①若Ⅲ中生成的沉淀为 CuO2，其反应的离子方程式是______________________________。 ②依据Ⅳ中沉淀完全溶解，甲同学认为假设ⅱ不成立，乙同学不同意甲同学的观点， 理由是__________________________________________________。 ③为探究沉淀中是否存在 Cu2O，设计如下实验： 将Ⅲ中沉淀洗涤、干燥后，取 a g固体溶于过量稀硫酸，充分加热。冷却后调节溶液 pH， 以 PAN为指示剂，向溶液中滴加 c mol·L − 1 EDTA溶液至滴定终点，消耗 EDTA溶液 V mL。 V=______，可知沉淀中不含 Cu2O，假设ⅰ成立。（已知：Cu2++EDTA== EDTA-Cu2+，M(CuO2) ＝96 g·mol−1，M(Cu2O)＝144 g·mol−1） （3）结合方程式，运用化学反应原理解释Ⅲ中生成的沉淀多于Ⅱ中的原因： ______________________________________________________。 （4）研究Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不同 pH时 H2O2分解速率不同的原因。 实验Ⅴ：在试管中分别取 1 mL pH＝2、3、5的 1 mol·L − 1 Na2SO4溶液，向其中各加入 0.5 mL 30% H2O2溶液，三支试管中均无明显现象。 实验Ⅵ：______________________（填实验操作和现象），说明 CuO2能够催化 H2O2分解。 （5）综合上述实验，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不同 pH时 H2O2的分解速率不同的原因是 __________________________________________________________。 【参考答案】 第一部分（共 42分） 每小题 3分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 C B B C C B A 题号 8 9 10 11 12 13 14 答案 D C D D C B D 第二部分（共 58分） 说明：其他合理答案均可参照本参考答案给分。 15．（每空 2分，共 15分） （1） （2）取代反应 （3）醛基 （4）4 （5） （3分） （6） （7） 16．（每空 1分，共 9分） （1）Cl2+2OH－==Cl－+ClO－+H2O（2分） （2）①NaClO+CO(NH2)2+2NaOH N2H4·H2O+NaCl+Na2CO3（2分） ②冷凝回流水合肼 ③N2H4·H2O被 NaClO氧化 ④加热至有大量固体析出，趁热过滤 （3）①N2H4·H2O+H+==N2H5++H2O ② 17．（每空 1分，共 9分） （1）①+177.6 ②增大 CO2的量，发生反应 C+CO2 2CO，消耗 C；增大 CO2的量，反应ⅲ正向进 行程度增加，降低了 C2H6的浓度，反应ⅳ进行的程度减小 ③铬盐 相同温度下，铬盐作催化剂时 C2H6的转化率和 C2H4的选择性均较高 温度升高，反应ⅰ、ⅲ、ⅳ的化学反应速率均增大，反应ⅳ增大的更多（2分） （2）①正极 ②CO2+2e－+2H+==CO+H2O（2分） 18．（每空 2分，共 11分） （1）①ZnS+2Fe3+==Zn2++S+2Fe2+ ②细菌的活性降低或失去活性（1分） （2）①4LiCoO2 +12H+ 4Li++4Co2++6H2O +O2↑ ②Ⅰ．加入 Ag+明显提高了单位时间内钴浸出率，即提高了钴浸出速率 Ⅱ．AgCoO2+3Fe3+==Ag++ Co2++3Fe2++O2↑ Ⅲ．加入 Ag+催化了反应 3，使 LiCoO2浸出的总反应的化学反应速率加快，相同时间内消 耗 H+更多，故加入 Ag+后的 pH比未加时大 19．（每空 2分，共 14分） （1）2H2O2 O2↑+2H2O （2）①H2O2+Cu2+ ==CuO2↓+2H+ ②CuO2与 H+反应产生的 H2O2具有强氧化性，在酸性条件下可能会氧化 Cu2O或 Cu，无法 观察到红色沉淀 Cu ③ 1000a 96c （3）溶液中存在 H2O2 H+ +HO2 －，HO2 － H+ +O22 －，溶液 pH增大，两个平衡 均正向移动，O22 －浓度增大，使得 CuO2沉淀量增大 （4）将Ⅲ中沉淀过滤，洗涤，干燥，称取少量于试管中，加入 30％H2O2溶液，立即 产生大量气泡，反应结束后，测得干燥后固体的质量不变 （5）CuO2的催化能力强于 Cu2+；随 pH增大，Cu2+与 H2O2反应生成 CuO2增多