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- 2021-08-07 发布
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2020届高三模拟试卷(全国Ⅰ卷) 化学部分
【满分:100分】
可能用到的相对原子质量:H—1 Li—7 C—12 N—14 O—16 Pt—195
7.人类的生存与发展离不开化学,下列有关说法正确的是( )
A.谷物酿酒与醋有着几千年的悠久历史,其中发生的化学反应是水解反应
B.飞沫在空气中可能形成像雰霾、PM2.5一样的气溶胶而传播冠状病毒
C.阿司匹林为常用感冒药,服用不慎能造成酸中毒,临床可用NaHCO3溶液解毒
D.84消毒液、酒精、双氧水、高锰酸钾溶液可灭活病毒,其消毒原理相同
8.侯德榜先生是我国现代化学工业的开拓者与奠基者,他于1943年发明的侯氏制碱法工艺流程如图所示:
下列说法错误的是( )
A.该工艺中循环利用的物质为CO2和NH3
B.该工艺主产品是纯碱,副产品为NH4Cl
C.“过滤”后的母液中,n(Na+)小于n(Cl-)
D.该工艺中涉及化合反应、复分解反应和分解反应
9.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.1.12 L(标准状况)己烷含C—H键总数为0.7 NA
B.0 ℃、101 kPa条件下,3.6 g 2H2O2的质子数与中子数之和为3.6 NA
C.25 ℃ 时,1 L pH=11的Na2CO3溶液和NaOH溶液由水电离出的OH-数目均为10-11 NA
D.0.2 mol N16O与0.1 mol 18O2在密闭容器中充分反应,产物NO2中含18O的数目为
0.2 NA
10.冠醚是有机工业中重要的相转移催化剂,能明显提高有机反应的转化率。如图为冠醚的制备反应,下列相关说法正确的是( )
A.I的分子式为C6H10O2Cl2 B. Ⅱ不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.该反应是取代反应 D. Ⅲ的一溴代物有2种
11.利用生物燃料电池原理研究分解废水中的有机物,同时产生电能的示意图如图所示。下列说法正确的是( )
A.有氧条件下,废水中的有机物转化为CO2和H2O
B.放电过程中,正极附近溶液的pH变小
C.若1 mol O2参与电极反应,则有4mol H+穿过质子交换膜进入右室
D.负极的电极反应式为H2PCA + 2OH- - 2e- = PCA + 2H2O
12.2-氯乙醇(ClCH2CH2OH)是一种无色透明液体,沸点为128.7 ℃,能与水、乙醇以任意比例混溶。模拟Gomberg法制备少量2-氯乙醇的实验装置如图所示:
下列说法错误的是( )
A.装置a用于制取Cl2,烧瓶中盛放的固体可能是KMnO4
B.装置b可以混合乙烯与Cl2,并通过观察气泡来调节两者流速
C.装置c中发生的反应之一为CH2=CH2 + HOCl → ClCH2CH2OH
D.将装置b、c中的液体混合,经分液可得到产品2-氯乙醇
13.X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期主族元素。由X、Y、Z、W四种元素形成的单质和化合物之间的转化关系如图所示,其中化合物N是由X、Z组成的二元化合物,常温下为液态,S气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,X与W同主族,Z的质子数等于X的质子数与Y的质子数之和。下列说法正确的是( )
A.原子半径由大到小的顺序为W>Z>Y>X
B.Y的最简单氢化物的热稳定性比Z的强
C.Y、Z、W三种元素位于周期表中同一周期
D.由X、Y、Z三种元素组成的化合物可以是酸、碱或盐
26.(15分)用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)制取CoCl2·6H2O的一种流程如下:
已知:I.浸出液含有的阳离子主要有:H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等。
Ⅱ.在酸性溶液中Co3+、ClO3-、Cl2、Fe3+的氧化性依次减弱。
Ⅲ.部分氢氧化物沉淀完全时溶液的pH如表所示。
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Co(OH)2
Al(OH)3
Mn(OH)2
完全沉淀时的pH
3.7
9.6
9.2
5.2
9.8
回答下列问题:
(1)X应选择___________(填标号),理由是________________。
a.NaHCO3 b.NH4HSO4 c.KNO3 d.Na2SO3
(2)在浸出液中加入适量NaClO3的目的是______________;加入的NaClO3不能过量,从环保角度考虑,其原因可能是________________。
(3)调节pH = a时,a的取值范围为_____________,可以通过加入CoCO3调节pH,请写出生成沉淀的反应的离子方程式____________________。
(4)操作Y包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、_____烘干(填“高压”“常压”或“减压”)。
27.(14分)无水氯化铁是一种重要的化工原料,其熔点为306 ℃,沸点为315 ℃,极易潮解。工业制备氯化铁的一种工艺如下:
回答下列问题:
(1)向沸水中滴入几滴饱和氯化铁溶液,煮沸至溶液变为红褐色,该过程可用离子方程式表示为________________。
(2)由FeCl3·6H2O获得无水氯化铁的方法是_________________。
(3)“氯化”时,若温度超过400 ℃,产物中存在相对分子质量为325的物质,该物质的化学式为________________。
(4)吸收塔内盛放的吸收剂为________________。
(5)某兴趣小组仿照工业制备无水氯化铁,设计如下实验:
①装置C中玻璃丝的作用为________________。
②该实验设计存在的明显缺陷为_____________。
③通过下列实验测定实验后所得固体中FeCl3的质量分数。
a.称取m g所得固体,溶于稀盐酸,再转移到100 mL容量瓶中,用蒸馏水定容;
b.取出10 mL待测溶液于锥形瓶中,加入稍过量的KI溶液充分反应;
c.以淀粉做指示剂,用b mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定(I2 + 2Na2S2O3 = Na2S4O6 + 2NaI),共用去V mL。
通过上述实验测得所得固体中氯化铁的质量分数为_____________;若加入淀粉偏多,可能导致最终结果____________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
28.(14分)近年来CO2加氢合成制二甲醚(CH3OCH3)受到广泛关注,它不仅可以减少二氧化碳的排放量,同时生成的二甲醚也是重要的化工原料。
已知CO2加氢合成制二甲醚过程中发生的三个主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
副反应Ⅲ:
(1) 二氧化碳生成二甲醚的反应:
。反应Ⅰ在 (填“高温”或“低温”)下自发进行。
(2)图甲为在恒压条件下,进料浓度比时,CO2的转化率、CO的选择性及CH3OCH3的选择性随温度的变化关系曲线(选择性:转化的CO2中生成的CH3OCH3或CO的百分比)。
①下列说法中正确的是 (填标号)。
A.反应的最佳温度为220 ℃左右
B.及时分离出水蒸气可以提高原料利用率
C.选择合适的催化剂可以抑制CO的生成
②反应Ⅰ的K(200℃) (填“大于”或“小于”) K(300℃),反应Ⅰ的平衡常数表达式K = 。
③在200℃下,要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有 、
(任写两点)。
(3)图乙为在一定条件下CO2的转化率和CO及CH3OCH3的选择性随压强的变化关系曲线,分析CO的选择性降低的原因: 。
35.(15分)近年来,我国科学工作者经过不断探索,发现将铂(Pt)以原子级分散在面心立方结构的碳化钼(α-MoC)上制备的催化剂可用于甲醇的液相重整,可实现氢气的低温制备和存储。回答下列问题:
(1)已知基态铂原子的价层电子排布式为,则基态铂原子O能层的电子的运动状态共有_______________种;化学反应中铂原子优先失去__________________(填能级符号)上的电子。在铂以原子级分散的过程中需要克服______________(填作用力类型)。
(2)反应中,含有极性键的非极性分子是_____________(填化学式);CH3OH中碳、氧原子的杂化轨道类型分别是______;水分子的立体构型是_______________。已知常温常压下H2O的沸点是100 ℃,CH3OH的沸点是64.7 ℃,导致这种差异的主要原因是__________________。
(3)碳化钼具有耐高温、耐磨等性质,则其晶体类型是____________。钼与硫形成的某种化合物X的晶体有类似于石墨的层状结构,其单层结构如图1所示,则X晶体中金属原子个数所占的百分数为_________________;X的摩氏硬度为1.0~1.5,主要原因可能是____ ________。
(4)铂的一种氧化物的晶胞结构如图2所示。若晶胞参数为、,则该氧化物的密度为___________________ (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
36.(15分)龙葵醛E( )是—种珍贵香料,广泛应用于香料、医药、染料及农药等行业,以丙烯及烃A合成它的路线图如下:
(1)反应①中丙烯发生了加成反应,则A的结构简式为_______________,B的化学名称是___________。G是F通过加聚反应得到的,则G的结构简式为___________。
(2)反应②的反应类型为_____________,该反应中还可得到C的一种同分异构体,该同分异构体的结构简式为____________,F含有的官能团名称是_______________。
(3)反应③的化学方程式为__________________。
(4)D有多种芳香族同分异构体,写出符合下列条件的所有同分异构体的结构简式:____________________(不考虑立体异构)。
①能与钠反应但不能与溶液发生显色反应
②核磁共振氢谱有5个峰
(5)以A、为原料合成,写出合成路线图:___________________________(无机试剂任选)。
答案以及解析
7.答案:C
解析:谷物酿造酒与醋发生的化学变化有水解反应还有氧化反应,A错误;雾霾是气溶胶,而PM2.5是飘浮在空气中直径很小的固体颗粒,不是气溶胶,B错误;阿司匹林为常用感冒药,服用不慎能造成酸中毒,临床可用溶液解毒,C正确;酒精与84消毒液、双氧水、高锰酸钾溶液的消毒原理不相同,D错误。
8.答案:A
解析:该工艺中原料为NaCl、、,循环利用的物质只有,A项错误;由工艺目的和图示知,B项正确;“碳化”和“过滤”,分离出,此时溶液中主要含NaCl和,C项正确;工艺中涉及:(化合反应)、(复分解反应)、(分解反应),D项正确。
9.答案:B
解析:己烷在标准状况下非气态,1.12 L不是0.05 mol,A项错误;的质子数与中子数均为18,0.1 mol 的质子数与中子数之和为,B项正确;1 L pH=11的溶液由水电离出的数为,C项错误;还会部分转化为,所以分子数小于0.2 mol,D项错误。
10.答案:C
解析:I 的分子式为,A项错误;II中含有—OH,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B项错误;该反应是取代反应,C项正确;Ⅲ的空间结构对称,一溴代物只有1种,D项错误。
11.答案:C
解析:厌氧条件下,废水中的有机物转化为和,A项错误;放电过程中,正极上氧气得到电子与氢离子结合产生水,氢离子浓度减小,pH变大,B项错误;若1 mol参与电极反应,则有4 mol穿过质子交换膜进入右室,生成2 mol水,C项正确;负极的电极反应式为,D项错误。
12.答案:D
解析:常温下,固体可与浓盐酸反应产生,A项正确;装置b可混合与,并通过观察气泡来调节两者的流速及比例,装置b还可除去中的HCl,B项正确;装置c中发生反应:,,C项正确;由题意知,2-氯乙醇能与水、乙醇按任意比例混溶,故不能通过分液的方法分离得到产品2-氯乙醇,D项错误。
13.答案:D
解析:由题意可知X、Y、Z、W四种元素分别为H、N、O、Na。电子层越多,原子半径越大,电子层相同时,核电荷数越大,原子半径越小,则原子半径由大到小的顺序为Na>N>O>H,A项错误;Y为N元素,Z为O元素,N元素的非金属性小于O元素,则热稳定性,B项错误;N、O位于第二周期,Na位于第三周期,C项
错误;由H、N、O三种元素组成的化合物可以是酸(、)、碱()或盐(、),D项正确。
26.答案:(1)d(1分);水钴矿中的和中金属元素均为+3价,而浸出液中Co、Fe元素均为+2价,需加入具有还原性的物质(3分)
(2)将氧化为(1分);过量的会氧化,生成有毒气体(2分)
(3)(2分);、(4分)
(4)减压(2分)
27.答案:(1)(2分)
(2)在HCl的氛围中加热脱水(2分)
(3)(2分)
(4)溶液(2分)
(5)①冷凝收集(或防止导管堵塞)(1分);②装置C和D之间缺少工作装置,会使所得FeCl3潮解(2分);③(2分);无影响(1分)
28.答案:(1)-122.4(2分);低温(1分)
(2)①ABC(2分)
②大于(2分);(2分)
③选择合适的催化剂、增大压强、增大反应物浓度(2分,任答两点即可)
(3)反应Ⅰ是反应前后气体分子数减小的反应,增大压强平衡正向移动,反应Ⅱ和副反应Ⅲ是反 应前后气体分子数不变的反应,增大压强平衡不移动,故增大压强有利于甲醇合成反应,CO的选 择性降低(3分)
解析:(1)根据盖斯定律可知,;对于反应,,如反应能自发进行,应满足,故该反应在低温下可自发进行。
(2)①反应的温度控制在220℃左右时,二氧化碳的转化率、二甲醚的选择性较高,CO的选择性 较低,当温度升高到240℃以后,二甲醚的选择性快速降低,则反应的最佳温度为220℃左右,A正确;水蒸气是生成物,及时分离出水蒸气可以提高原料利用率,B正确;选择合适的催化剂可以降低生成二甲醚反应的活化能,增加生成CO的活化能,加快生成二甲醚的反应速率,使单位时间 内CO的生成速率降低,故可以抑制CO的生成,C正确。
②反应Ⅰ为放热反应,升高温度平衡常数减小,故大于。反应Ⅰ的平衡常数表达式为。
③在200℃下,要缩短反应达到平衡所需的时间即加快反应速率,可采取选择合适的催化剂、增大 压强或增大反应物浓度等措施。
(3)反应Ⅰ是反应前后气体分子数减小的反应,增大压强平衡正向移动,反应Ⅱ和副反应Ⅲ是反 应前后气体分子数不变的反应,增大压强平衡不移动,从总体上看,增大压强有利于甲醇合成反 应,进而促进甲醇脱水反应,故CO的选择性降低。
35.答案:(1)17(1分);6s(1分);金属键(1分)
(2)(1分);、(2分);V 形(1分);等物质的量的水、甲醇,前者分子间形成的氢键数目比后者多(2分)
(3)原子晶体(1分);33.3%(2分);层与层之间是靠范德华力结合在一起的(1分)
(4)(2分)
解析:(1)基态铂原子5d轨道上有9个电子,表明其5s、5p轨道上均充满了电子,故基态铂原子的O能层(第五能层)共有17个电子。金属单质中,原子依靠金属键结合在一起,因此铂以原子级分散过程中需要克服金属键。
(2) 是含有极性键的非极性分子。甲醇分子中碳原子形成了4个σ键,为杂化;氧原子形成了2个σ键,另有2个孤电子对,也是杂化。水分子中的氧原子为杂化,且含2个孤电子对,故水分子的立体构型为V形。对于等物质的量的水、甲醇,前者分子间形成的氢键数目比后者多,故的沸点较高。
(3)由碳化钼具有耐高温、耐磨的性质知其沸点高、硬度大,故其属于共价晶体(或原子晶体)。观察X的单层结构示意图知,每个钼原子与6个硫原子成键,而每个硫原子与3个钼原子成键,故X晶体中硫原子与钼原子的个数比为2︰1,钼原子个数所占的百分数为33.3%。由石墨质软及层与层之间靠范德华力结合在一起知,X硬度小的主要原因可能也是层与层之间靠范德华力结合。
(4)由题图2并结合均摊法知,一个晶胞中含有一个Pt原子、两个O原子,该氧化物的化学式为,一个晶胞质量为,一个晶胞体积为,故该氧化物的密度为。
36.答案:(1)(1分);异丙苯(1分);(1分)
(2)取代反应(1分);(2分);碳碳双键(1分)
(3)(2分)
(4)(3分)
(5)
(3分)
解析:由反应①中丙烯发生加成反应及B的分子式、E的结构简式知,A是苯,B是异丙苯,C是,其另一种同分异构体为。C发生取代反应生成D(),C发生消去反应生成F,F含有的官能团为碳碳双键,可发生加聚反应生成G,G的结构简式为。
(4)由已知条件知,分子中含有—OH但—OH不能连在苯环上,结合核磁共振氢谱有5个峰,可确定其结构简式有如下几种:
。