山西2020届高三化学2月模拟试题（四）（PDF版附答案）

第 1 页 共 4 页 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 N 14 Cl 35.5 Cu 64 Na 23 I 127 ） C．石墨烯弹性气凝胶制成的轻质“碳海绵”可用作处理海上原油泄漏的吸油材料 D．高空臭氧层吸收太阳紫外线，保护地球生物；低空过量臭氧是污染气体，对人体有危害 8．设阿伏加德罗常数的值为 NA，下列叙述正确的是（ ） A．电解精炼铜时，电路中每转移 2NA 个电子，阴极质量减少 64g B．常温常压下，1mol O2 和 O3 的混合气体中含有的分子总数一定为 NA C．1L 0.1mol·L－1Na2S 溶液中含有的硫原子的数目小于 0.1NA D．同温同压下，体积均为 22.4L 的卤素单质中所含的原子数均为 2NA 9. 用下列实验装置进行相应实验，有关说法正确的是（ ） A．利用图 1 装置进行粗碘提纯，通入冷却水时 a 为进水口，b 为出水口 B．利用图 2 装置将 SO2 气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，说明 SO2 有强氧化性 C．利用图 3 装置蒸干 NH4Cl 饱和溶液可制备 NH4Cl 晶体 D．利用图 4 装置片刻后在 Fe 电极附近滴入 KSCN 溶液，可验证 Fe 电极被保护 图 1 图 2 图 3 图 4 10．相对分子质量为 114 的烷烃，其分子中含有两个相同的支链，则该烃可能的结构（不考虑立 体异构）共有（ ）种 A．4 B．5 C．6 D．7 11．四种短周期元素在周期表中的位置如图，其中只有 M 为金属元素。下列说法不正确的是（ ） A．离子半径 Z>M B．M 的简单离子能破坏水的电离 C．Y 的氢化物对应水化物为强碱 D．只含氢、Y、Z 三种元素的化合物参加化学反应，可能要同时破坏离子键和共价键 12．空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢 氧燃料电池(RFC)，RFC 是一种将水电解技术与氢 氧燃料电池技术相结合的可充电电池。如图为 RFC 工作原理示意图，有关说法正确的是（ ） A．转移 0.1 mol 电子时，a 电极产生 1.12 L H2 B．b 电极上发生还原反应 C．酸性电解质溶液中 H＋移向 d 电极 D．d 电极上发生的电极反应是：H2-2e－=2H+ 2020届高三年级化学模拟试题四 一、选择题（本题共 7 小题，每小题只有一个选项符合题意，每小题 6 分，共 42 分。） 卷面满分：100 分 7．化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。下列有关说法不正确的是 （A．常温下，成语“金戈铁马”中的金属能溶于浓硝酸 B．“山东疫苗案”涉及疫苗未冷藏储运而失效，这与蛋白质变性有关第 2 页 共 4 页 13．根据下列各图曲线表征的信息，得出的结论正确的是( ) A. 图 1 表示常温下向体积为 10 mL 0.1 mol·L－1NaOH 溶液中逐滴加入 0.1 mol·L－1CH3COOH 溶液 后溶液的 pH 变化曲线，则 b 点处有：c(CH3COOH)＋c(H＋)＝c(OH－) B. 图 2 表示用水稀释 pH 相同的盐酸和 NH4Cl 溶液时，溶液的 pH 变化曲线，其中Ⅰ表示盐酸， Ⅱ表示 NH4Cl 溶液，且溶液导电性：b>c>a C. 图 3 表示的是 Al3＋与 OH－反应时含铝微粒浓度变化曲线，图中 a 点溶液中大量存在 Al3＋ D. 由图 4 得出若除去 Fe2(SO4)3 溶液中的 Cu2＋，可采用向溶液中加入适量 Fe2O3，调节溶液的 pH 至 4 左右 二、非选择题（共 58 分） 26．（15 分）碘化钠用作甲状腺肿瘤防治剂、祛痰剂和利尿剂等，实验室用 NaOH、单质碘和水 合肼(N2H4·H2O)为原料可制备碘化钠。资料显示：水合肼有还原性，能消除水中溶解的氧气；NaIO3 是一种氧化剂。回答下列问题： （1）水合肼的制备有关反应原理为：NaClO+2NH3===N2H4·H2O+NaCl ①用下图装置制取水合肼，其连接顺序为_________________(按气流方向，用小写字母表示)。 ②开始实验时，先向氧化钙中滴加浓氨水，一段时间后再向 B 的三口烧瓶中滴加 NaClO 溶液。滴 加 NaClO 溶液时不能过快的理由_________________________________________。 （2）碘化钠的制备 i．向三口烧瓶中加入 8.4g NaOH 及 30mL 水，搅拌、冷却，加入 25.4g 碘单质，开动磁力搅拌器， 保持 60～70℃至反应充分； ii．继续加入稍过量的 N2H4·H2O(水合肼)，还原 NaIO 和 NaIO3，得 NaI 溶液粗品，同时释放一种 空气中的气体； iii．向上述反应液中加入 1.0g 活性炭，煮沸半小时，然后将溶液与活性炭分离； iv．将步骤 iii 分离出的溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得产品 24.0g。 ③步骤 i 反应完全的现象是______________________。 ④步骤 ii 中 IO −3参与反应的离子方程式为________________________________________。 ⑤步骤 iii“将溶液与活性炭分离”的方法是______________________。 ⑥本次实验产率为_________，实验发现，水合肼实际用量比理论值偏高，可能的原因是 _________________________________________________。 ⑦某同学检验产品 NaI 中是否混有 NaIO3 杂质。取少量固体样品于试管中，加水溶解，滴加少量第 3 页 共 4 页 淀粉液后再滴加适量稀硫酸，片刻后溶液变蓝。得出 NaI 中含有 NaIO3 杂质，请评价该实验结论 的合理性：_________(填写“合理”或“不合理”)，_____________________________ (若认为合理写 出离子方程式，若认为不合理说明理由)。 27．（13 分）汽车尾气中 CO、NOx 以及燃煤废气中的 SO2 都是大气污染物，对它们的治理具有重 要意义。 （1）氧化还原法消除 NOx 的转化： ①反应 I 为 NO +O3===NO2+O2，生成标准状况下 11.2L O2 时，转移电子的物质的量是______mol； ②反应Ⅱ中，当 n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2 时，氧化产物与还原产物的质量比为___________。 （2）吸收 SO2 和 NO，获得 Na2S2O4 和 NH4NO3 产品的流程图如下（Ce 为铈元素）。装置 I 中发 生反应的离子方程式为____________________________________。 （3）装置Ⅱ中，酸性条件下 NO 被 Ce4+氧化的产物主要是 NO−3、NO−2，请写出生成等物质的量的 NO −3和 NO −2时的离子方程式____________________________________。 （4）装置Ⅲ的作用之一是用质子交换膜电解槽电解使得 Ce4+再生，再生时生成的 Ce4+在电解槽 的______（填“阳极”或“阴极”），同时在另一极生成 S2O 2−4 的电极反应式为___________________。 （5）取少量装置Ⅳ所得的产品溶于水，溶液中离子浓度由大到小的顺序为__________________。 28．（15 分）（1）2017 年中科院某研究团队通过设计一种新型 Na-Fe3O4/HZSM-5 多功能复合催化 剂，成功实现了 CO2 直接加氢制取辛烷值汽油，该研究成果被评价为“CO2 催化转化领域的突破性 进展”。 已知：H2(g)+1/2O2(g) ===H2O(l) ΔH1 =－a kJ·mol−1 C8H18(1)+25/2O2(g) ===8CO2(g)+9H2O(1) ΔH2=－b kJ·mol−1 试 写 出 25℃ 、 101kPa 条 件 下 ，CO2 与 H2 反 应 生 成 汽 油( 以 C8H18 表 示 ) 的 热 化 学 方 程 式 _________________________________。 （2）利用 CO2 及 H2 为原料，在合适的催化剂(如 Cu/ZnO 催化剂)作用下，也可合成 CH3OH，涉 及的反应有： 甲：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH =－53.7kJ·mol−1 平衡常数 K1 乙：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH = + 41.2kJ·mol−1 平衡常数 K2 ①若在容积为 2L 的密闭容器内加入 2mol CO2 和 4.8mol H2，在恒温条件下发生甲、乙两反应，达 平衡时测得容器内生成 0.8molCH3OH 和 0.4molCO，则甲反应的平衡常数为_____________。 ②CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数 K=______(用含 K1、K2 的表达式表示)，该反应ΔH ___0(填“大于”或“小于”)。 ③提高 CO2 转化为 CH3OH 平衡转化率的措施有______(填写两项)。 ④催化剂和反应体系的关系就像锁和钥匙的关系一样，具有高度的选择性。下列四组实验，控制 CO2 和 H2 初始投料比均为 1∶2.2，经过相同反应时间(t1 min)。 温度 (K) 催化剂 CO2 转化率(%) 甲醇选择性(%) 综合 选项 543 Cu/ZnO 纳米棒材料 12.3 42.3 A 543 Cu/ZnO 纳米片材料 11.9 72.7 B第 4 页 共 4 页 553 Cu/ZnO 纳米棒材料 15.3 39.1 C 553 Cu/ZnO 纳米片材料 12.0 70.6 D 由表格中的数据可知，相同温度下不同的催化剂对 CO2 的转化为 CH3OH 的选择性有显著影 响，根据上表所给数据结合反应原理，所得最优选项为___________(填字母符号)。 （3）以 CO、H2 为原料合成甲醇的反应为：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。 在体积均为 2L 的三个恒容密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，分别都充入 1mol CO 和 2mol H2，三个容器的反应温度分别为 T1、T2、T3 且恒定不变。 下图为三个容器中的反应均进行到 5min 时 H2 的体积分数示意图， 其中有一个容器反应一定达到平衡状态。 ①0～5min 时间内容器Ⅱ中用 CH3OH 表示的化学反应速率为 _________________。 ②三个容器中一定达到平衡状态的是容器_______(填写容器代号)。 36．【化学——选修 5：有机化学基础】（15 分） 有机制药工业中常用以下方法合成一种药物中间体(G)： （1）G 的分子式是_____________。 （2）化合物 A 中含氧官能团的名称为_____________________。 （3）由 C→D 的反应类型为_____________；化合物 E 的结构简式为_________________________。 （4）写出 B→C 的反应的化学方程式：_________________________________________________。 （5）写出同时满足下列条件的 B 的一种同分异构体的结构简式：_______________。 ①能与新制 Cu(OH)2 在加热条件下反应生成砖红色沉淀，水解产物之一能与 FeCl3 溶液发生显色 反应； ②核磁共振氢谱为四组峰，峰面积比为 1∶2∶4∶9； ③分子中含有氨基。 （6）已知：RCN RCH2NH2，请写出以 HOOCCH2CH2COOH 和 CH3CH2Cl 为原料制备 的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下： CH3CH2OH CH2 CH2 CH3CH2Cl第 1 页 共 3 页 用等效氢法、定一移一法可得结果。 11. 依题意 M 为 Al、X 为 Si、Y 为 N、Z 为 O；A 项离子半径 r（O2—）〉r（Al3+）；B 项 Al3+会水 解；C 项 NH3·H2O 为弱碱；D 项中元素形成的铵盐如硝酸铵，受热分解时即符合题意。 12. 该装置左侧为电解池，右侧为燃料电池。A 项为指明气体所处温度压强，无法计算。B 项 b 电 极连接电源正极，为电解池的阳极，发生氧化反应。C 项 d 电极与电解池阴极相连，为原电池的 负极，H+应移向正极。 13. A 项混合后所得的溶液是醋酸钠溶液,存在质子守恒 c(CH3COOH)＋c(H＋)＝c(OH－)。用水稀释 pH 相同的盐酸和 NH4Cl,盐酸的 pH 变化较大, NH4Cl 的 pH 变化小,溶液的导电能力取决于自由移 动离子的浓度的大小,即其中Ⅰ表示盐酸,Ⅱ表示 NH4Cl,且溶液导电性:a>b>c。C 项 Al3+与 OH-反应 时，先生成氢氧化铝沉淀，而后沉淀溶解生成偏铝酸根，a 点对应的碱性较强，铝元素应以偏铝 酸根的形式存在。若除去 Fe2(SO4)3 溶液中的 Cu2+,加入适量 Fe2O3，调节溶液的 pH 至 4 左右,此 时会生成氢氧化铁沉淀，不能除去 Cu2+，反而把 Fe3+除去。 26.【答案】共 15 分，除标注外，每空 2 分 （1）①fabcde(ab 顺序可互换）； ②过快滴加 NaClO 溶液，过量的 NaClO 溶液氧化水合肼，降低产率 （2）③无固体残留且溶液呈无色（答出溶液呈无色即给分）（1 分） ④2IO−3+3N2H4·H2O===3N2↑+2I−+9H2O ⑤趁热过滤或过滤（1 分） ⑥80% 水合胼能与水中的溶解氧反应 ⑦不合理（1 分） 可能是 I−在酸性环境中被 O2 氧化成 I2 而使淀粉变蓝 【解析】（1）①水合肼的制备原理为：NaClO+2NH3===N2H4·H2O+NaCl，利用装置 D 制备氨气， 通过装置 A 安全瓶，防止溶液倒吸，气体通入装置 B 滴入次氯酸钠溶液发生反应生成水合肼，剩 余氨气需要用装置 C 吸收，倒扣在水面的漏斗可以防止倒吸，按气流方向其连接顺序为：fabcde； ②开始实验时，先向氧化钙中滴加浓氨水，生成氨气一段时间后再向 B 的三口烧瓶中滴加 NaClO 溶液反应生成水合肼，水合肼有还原性，滴加 NaClO 溶液时不能过快的理由：过快滴加 NaClO 溶液，过量的 NaClO 溶液氧化水和肼，降低产率；（2）③步骤 ii 中碘单质生成 NaI、NaIO3，反 应完全时现象为无固体残留且溶液接近无色；④步骤 iii：N2H4·H2O 还原 NalO3 的化学方程式为： 3N2H4·H2O+2NaIO3===2NaI+3N2↑+9H2O；⑤活性炭具有吸附性，能脱色，通过趁热过滤将活性炭 与碘化钠溶液分离；⑥8.2g NaOH 与 25.4g 单质碘反应，氢氧化钠过量，碘单质反应完全，碘和 氢 氧 化 钠 发 生 反 应 ： 3I2+6NaOH===5NaI+NaIO3+3H2O ， 则 生 成 的 NaI 的 质 量 为 ： ×5×150g·mol−1=25g ， 生 成 的 NaIO3 与 N2H4·H2O 反 应 所 得 的 NaI ， 反 应 为 3N2H4·H2O+2NaIO3===2NaI+3N2↑+9H2O，则 6I2 ～2NaIO3 ～2NaI，该步生成的 NaI 质量为： 2020届高三年级化学模拟卷四答案及解析 选择题【答案】ABACCDA 【解析】 7. A 项中的金属是铁，常温下铁遇浓硝酸钝化。 8. A 项应为阴极质量增加；B 项 1mol 气体分子数一定为 NA；C 项硫原子以 S2-、HS-、H2S 的形 式存在，但总的原子数还是 NA；D 项不是在标况下，故分子物质的量小于 1mol，原子数小于 2NA。 9. A 项从 a 口进冷却水，使碘蒸气充分冷凝；B 项说明 SO2 有漂白性；C 项氯化铵固体受热易分 解生成氨气和氯化氢；D 项应当使用 K3[Fe(CN)6]检验，不存在 Fe2+，从而说明 Fe 电极被保护。 10. 根据烷烃通式 CnH2n+2，计算得该烷烃为 C8H18，依题意可得两个相同支链只能是两个甲基，利第 2 页 共 3 页 ×2×150g·mol−1=5g，故理论上生成的 NaI 为 25g+5g=30g，实验成品率为 ×100%=80%， 实验发现，水合肼实际用量比理论值偏高是因为水合肼能与水中的溶解氧反应⑦取少量固体样品 于试管中，加水溶解，滴加少量淀粉液后再滴加适量稀硫酸，片刻后溶液变蓝，说明生成碘单质， 可能是 NaIO3 氧化碘化钾反应生成，也可能是空气中氧气氧化碘离子生成碘单质，不能得出 NaI 中含有 NaIO3 杂质。 27. 【答案】共 13 分，除标注外，每空 2 分 （1）①1 ②4∶3 （2）SO2+OH−===HSO−3 （3）2NO+3H2O+4Ce4+===NO−3+NO−2+6H++4Ce3+ （4）阳极（1 分） 2H++2HSO−3+2e−===S2O2−4 +2H2O （5）c(NO−3)> c(NH+4)>c(H+)>c(OH−) 【解析】（1）①由反应方程式 NO+O3═NO2+O2 可知，N 元素的化合价从+2 价升高到+4 价，生成 1mol 氧气转移电子 2mol，则生成 11.2L 即 0.5mol O2(标准状况)时，转移电子的物质的量是 0.5mol×2=1mol； ②当 n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2 时，即 NO2 和 CO(NH2)2 的化学计量数之比是 3∶2，反应方程式 可表示为：6NO2+4CO(NH2)2===7N2+8H2O+4CO2，该反应中只有 N 元素的化合价变化，氮气既是 氧化产物也是还原产物，由 N 原子守恒可知氧化产物与还原产物的质量比为 8∶6=4∶3； （2）由流程图可知，在装置 I 中 SO2 与 NaOH 溶液反应生成 NaHSO3 ，离子方程式为： SO2+OH−===HSO−3； （3）由流程图可知，装置 II 中生成等物质的量的 NO −3和 NO −2时，Ce4+被还原为 Ce3+，根据得失 电子守恒和原子守恒写出离子方程式 2NO+3H2O+4Ce4+=== NO−3+NO−2+6H++4Ce3+； （4）由 Ce3+生成 Ce4+为氧化反应，所以再生时生成的 Ce4+在电解槽的阳极，在电解槽的阴极 HSO−3 被还原成 S2O2−4 ，电极反应式为：2H++2HSO−3+2e−===S2O2−4 +2H2O； （5）由流程图可知，装置 IV 所得的产品为 NH4NO3，在 NH4NO3 溶液中，NH +4水解使溶液呈酸 性，所以溶液中离子浓度由大到小的顺序为 c(NO−3)> c(NH+4)>c(H+)>c(OH−)。 28.【答案】共 15 分，除标注外，每空 2 分 （1）8CO2(g)+25H2(g) ===C8H18(1)+16H2O(1) ΔH=－(25a-b)kJ·mol−1 （3 分） （2）①0.6 ②K= （1 分）； 小于（1 分） ③ 降低温度、减小产物浓度 ④B （3）①0.0875mol·(L·min)−1 ②Ⅲ 【解析】（1）根据盖斯定律，①×25-②； （2）① CO(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) CO(g)+H2(g) CO2(g)+H2O(g) 开始： 2 4.8 0 0 1.2 2.4 0 0.8 转化： 0.8 2.4 0.8 0.8 0.4 0.4 0.4 0.4 平衡： 1.2 2.4 0.8 0.8 0.8 2 0.4 1.2 注意计算时应当使用各物质在平衡体系时的最终浓度计算。 甲反应 ②根据盖斯定律，由甲-乙得反应 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数 K= ；△H=-53.7 kJ·mol−1-41.2 kJ·mol-1=-94.9kJ·mol−1