天一大联考“顶尖计划”2021届高三第一次考试化学试题（解析版）

天一大联考“顶尖计划”2021 届高中毕业班第一次考试 理综化学 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Fe-56 Cu-64 一、选择题：本题共 7 个小题，每小题 6 分，共 42 分。每小题只有一项是符合题目要求。 1. 2020 年伊始，新冠肺炎肆略中国，一场疫情狙击战打响，一时间消杀试剂成为紧俏物品。下列关于消杀 试剂的说法正确的是（ ） A. 酒精作为消杀试剂，浓度越高效果越好 B. 为增强消毒效果，“84”消毒液可与含 HCl 的洁厕灵混合使用 C. “84”消毒液与酒精消毒液的消毒原理相同 D. “84”消毒液与酒精消毒液的有效成分分别为次氯酸盐和乙醇 【答案】D 【解析】 【详解】A.用酒精消毒时，75%的酒精杀菌效果最好，原因是 75%的酒精既能使组成细菌的蛋白质凝固， 又不能形成包膜，能使酒精继续向内部渗透，而使其彻底消毒杀菌，故 A 错误； B.84 消毒液含 NaClO，与含盐酸的洁厕灵混合，发生氧化还原反应生成氯气，氯气有毒，不能混合使用， 故 B 错误； C.84 消毒液含 NaClO，84 消毒液是滤液 NaClO 具有强氧化性起到杀菌消毒的作用，酒精消毒是利用酒精 能使蛋白质变性起到杀菌消毒的作用，消毒原理不相同，故 C 错误； D.84 消毒液的有效成分是 NaClO，酒精消毒液的有效成分为乙醇，故 D 正确； 故选 D。 2. 已知 NA 是阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是（ ） A. 常温常压下，1.8 g D2O 含有的电子数是 NA B. 1.0 L 0.5 mol/L 的 NH4NO3 溶液中 NH 数目为 0.5 NA C. NaH 与水反应生成 0.5 mol H2 时，转移电子数为 NA D. 标准状况下，5.6 L 一氯甲烷中共价键数目为 NA 【答案】D 【解析】 【详解】A.常温常压下，1.8 g D2O 含有的电子数为 ，A 错误； + 4 A A-1 1.8g ×10 =0.920g•mol N NB.由于 会发生水解，故 1.0 L 0.5 mol/L 的 NH4NO3 溶液中 数目小于 0.5 NA，B 错误； C. NaH 与水反应为 NaH+H2O=NaOH+H2，反应中 H 的化合价由+1 到 0，由-1 到 0，故生成 0.5 mol H2 时， 转移电子数为 0.5NA，C 错误； D. 标准状况下一氯甲烷为气体，故 5.6 L 一氯甲烷中共价键数目为 ，D 正确； 故答案为：D。 3. 瑞德西韦是一种抗病毒的药物，其结构如下图所示。下列关于该药物的结构与性质叙述正确的是（ ） A. 该药物含有 4 种元素 B. 该药物能发生酯化反应与水解反应 C. 该药物中所有碳原子可能 同一平面内 D. 该药物含有 2 种含氧官能团 【答案】B 【解析】 【详解】A. 由题干可知，该药物含有 C、H、O、N、P5 种元素，A 错误； B. 由题干可知，该药物中含有羟基故能发生酯化反应，同时还含有酯基故能发生水解反应，B 正确； C. 由题干可知，该药物中含有这种结构 ，故不可能所有碳原子在同一平面内，C 错误； D. 由题干可知，该药物含有羟基、酯基、醚键和磷酸酰胺键四种含氧官能团，D 错误； 故答案为：B。 4. 利用下列实验装置及试剂，可完成相应的实验是（ ） A B C D 测定化学反应速率 完成 SO2 的喷泉实验 收集一集气瓶的 实验室制备少量乙酸乙酯 在 + 4NH + 4NH A A1 5.6 422.4 L N NL mol − × =•NO2 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．硫酸与锌反应产生氢气，会推动注射器，但没有秒表计算时间，故不能计算化学反应速率，A 错误； B．二氧化硫能与氢氧化钠反应，能形成压强差，故打开活塞，能产生喷泉，B 正确； C．二氧化氮能溶于水与水发生化学反应，故不能用排水法搜集二氧化氮，C 错误； D．实验室制备少量乙酸乙酯，碳酸钠溶液可除杂，但是导管不能伸入液面以下，防止倒吸，D 错误； 答案选 B。 5. 南京工业大学 IAM 团队将蚕茧炭化形成氮掺杂的高导电炭材料，该材料作为微生物燃料电池的电极具有 较好的生物相容性，提升了电子传递效率。利用该材料制备的微生物电池可降解污水中的有机物（CH3CHO 为例），其装置原理如下图所示。下列判断错误的是（ ） A. 该微生物电池在处理废水时还能输出电能 B. 该微生物电池工作时，电子由 a 极经负载流到 b 极 C. 该微生物电池原理图中的离子交换膜为阴离子交换膜 D. 该微生物电池的负极反应为 【答案】C 【解析】 【分析】 由题给示意图可知，微生物电池中，a 电极为电池的负极，酸性条件下乙醛在负极失去电子发生氧化反应生 - + 3 2 2CH CHO+3H O-10e =2CO +10H↑成二氧化碳，电极反应式为 ，b 电极为正极，氧气在正极上得到电 子发生还原反应生成水，电极反应式为 。 【详解】A.该微生物电池在处理废水时，将化学能转化为电能，能输出电能，故 A 正确； B.该微生物电池工作时，电子由负极 a 极经负载流到正极 b 极，故 B 正确； C.由分析可知，负极上乙醛放电生成的氢离子经质子交换膜流向正极，故 C 错误； D.微生物电池中，a 电极为电池的负极，酸性条件下乙醛在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，电 极反应式为 ，故 D 正确； 故选 C。 6. 化合物甲是一种常见无机物，其结构如下图所示（图中的“—”为单键或双键），其中 W、X、Y、Z 为元 素周期表中的短周期主族元素，且原子序数依次增大，W 和 Y、X 和 Z 分别为同主族元素，其四种元素原 子的最外层电子数之和为 14.下列叙述正确的是（ ） A. W 分别与 X、Z 形成的简单分子均为 10 电子微粒 B. X、Y 形成的离子化合物只含离子键 C. X、Y、Z 三种元素的简单离子半径大小顺序为 Z>X>Y D. 等物质的量 Y 和 Z 的最高价氧化物对应的水化物反应生成甲 【答案】C 【解析】 【分析】 由化合物甲中 X 能形成 2 个共价键可知，X 为 O 元素、W 为 H 元素，由 W、X、Y、Z 为元素周期表中的 短周期主族元素，且原子序数依次增大，W 和 Y、X 和 Z 分别为同主族元素可知，Y 为 Na 元素、Z 为 S 元 素，H、O、Na、S 四种元素原子的最外层电子数之和为 14。 【详解】A.硫元素位于第三周期，硫化氢分子中含有的电子数为 18，故 A 错误； B.氧元素和钠元素形成的过氧化钠为离子化合物，化合物中含有离子键和共价键，故 B 错误； C.同主族元素，从上到下离子半径依次增大，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则 X、Y、Z 三种元素的简单离子半径大小顺序为 Z>X>Y，故 C 正确； D.化合物甲为亚硫酸氢钠，硫元素为+4 价，而硫酸氢钠中硫元素化合价为+6 价；氢氧化钠与硫酸等物质的 量反应生成硫酸氢钠，不能生成亚硫酸氢钠，故 D 错误； - + 3 2 2CH CHO+3H O-10e =2CO +10H↑ + - 2 2O+4H +4e =2HO - + 3 2 2CH CHO+3H O-10e =2CO +10H↑故选 C。 7. 常温下，20 mL 浓度均为 0.100 mol/L 的一元酸 HA 和 HB，分别用 0.100 mol/L 的 NaOH 溶液滴定，滴定 曲线如下图所示。下列叙述正确的是（ ） A. HA 为弱酸，其电离平衡常数的数量级为 10-5 B. HB 为弱酸，存在离子反应： C. a 点溶液中存在关系： D. b 点和 c 点溶液中存在关系： 【答案】D 【解析】 【 详 解 】A． 根 据 图 像 可 知 ，HA 为 弱 酸 ， 近 似 满 足 c(H+)=c(A-)=10-5mol/L， 其 电 离 平 衡 常 数 约 为 ，其数量级为 10-9，A 叙述错误； B．HB 的浓度为 0.100mol/L，其溶液的 pH=3，即 c(H+)=10-3mol/L，为弱酸，但比 HA 的酸性强，根据强酸 制备弱酸规律：存在离子反应：HB+A-=HA+B-，B 叙述错误； C．a 点溶液呈中性，则存在 c(H+)=c(OH-)，根据溶液呈电中性，可知 c(Na+)=c(B-)，则存在 c(Na+)=c(B-)＞ c(H+)=c(OH-)，C 叙述错误； D．b 点和 c 点溶液中加入的 NaOH 相同，根据物料守恒 c(Na+)=c(HB)+c(B-)，c(Na+)=c(HA)+c(A-)，故 c(B-)-c(A-)=c(HA)-c(HB)，D 叙述正确； 答案为 D。 二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第 26~28 题为必考题，每个考生都必须作答。 第 35~36 题为选考题，考生根据要求作答。 （一）必考题：共 43 分。 8. 氯化磷酸三钠[（Na3PO4·12H2O）4·NaClO]的熔点为 62℃，常温下较稳定，受热易分解，具有良好的灭菌、 消毒、漂白作用，可广泛地用于医院、餐馆、食品加工等行业。一种以磷矿石[主要成分为 Ca5（PO4）3F]为 原料生产氯化磷酸三钠的工艺流程如下： - -HA+B =HB+A + - + -c(Na )=c(B )=c(H )=c(OH ) - -c(B )-c(A )=c(HA)-c(HB) 5 510 mol / L 10 mol / L 0.100 /mol L − −×回答下列问题： （1）磷矿石制成磷矿粉的目的是_________。 （2）“酸浸”中反应 化学方程式是 ， 该操作中使用一定浓度的硫酸，而不用盐酸、硝酸，使用硫酸的优点是_____________。 （3）“操作 1”和“操作 2”为相同操作，该操作中使用到的玻璃仪器有烧杯、_________。 （4）“中和 1”的反应中会生成 Na2HPO4、CO2，该过程中除调节 pH 外，还需控制 70~80℃的微热状态，微 热的目的是__________、_________。 （5）“中和 2”的离子方程式是__________。“合成”的化学方程式是_________。 （6）“干燥”温度不宜过高的原因是________。 【答案】 (1). 增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应更加充分 (2). 可用过滤方法得到磷酸 (3). 漏斗和玻璃棒 (4). 使反应更加充分 (5). 使二氧化碳气体逸出 (6). +OH-= +H2O (7). 4Na3PO4+NaClO+48 H2O=（Na3PO4·12H2O）4·NaClO↓ (8). 防止氯化磷酸三钠受热分解 【解析】 【分析】 由题给流程图可知，向磷矿粉中加入一定浓度 硫酸，Ca5（PO4）3F 与硫酸反应生成磷酸、 沉淀和氟化氢气体，过滤得到磷酸溶液；向磷酸溶液中加入碳酸钠，碳酸钠和磷酸在 70~80℃的微热状态下 反应生成磷酸氢钠和二氧化碳；向磷酸氢钠溶液中加入氢氧化钠溶液，调节溶液 pH 的范围在 12—14，磷 酸氢钠溶液与氢氧化钠溶液反应生成磷酸钠和水，向反应后的溶液中加入次氯酸钠，低温结晶析出氯化磷 酸三钠，过滤、洗涤干燥得到氯化磷酸三钠。 【详解】（1）将磷矿石制成磷矿粉可以增大 Ca5（PO4）3F 与硫酸的接触面积，加快反应速率，使反应更加 充分，故答案为：增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应更加充分； （2）硫酸钙微溶于水，而氯化钙和硝酸钙溶于水，若用盐酸、硝酸代替硫酸，无法用过滤方法分离得到磷 酸，而用硫酸，因生成硫酸钙沉淀，可用过滤方法得到磷酸，故答案为：可用过滤方法得到磷酸； （3）“操作 1”和“操作 2”都为过滤操作，过滤中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，故答案为：漏斗和 玻璃棒； （4）中和 1 为碳酸钠和磷酸在 70~80℃的微热状态下反应生成磷酸氢钠和二氧化碳，微热的目的是使反应 的 的 5 4 3 2 4 2 3 4 4 2Ca (PO ) F+5H SO +5nH O=3H PO +5CaSO nH O +HF⋅ ↓ ↑ 2 3HPO − 3 4PO − 4 2CaSO nH O⋅更加充分，同时使二氧化碳气体逸出，防止中和 2 加入氢氧化钠溶液时，生成碳酸钠，使得产品中混有杂 质，故答案为：使反应更加充分；使二氧化碳气体逸出； （5）中和 2 的反应为磷酸氢钠溶液与氢氧化钠溶液反应生成磷酸钠和水，反应的离子方程式为 +OH-= +H2O；合成反应为磷酸钠和次氯酸钠在低温条件下反应生成氯化磷酸三钠，反应的化学方程式 为 4Na3PO4+NaClO+48 H2O =（Na3PO4·12H2O）4·NaClO↓，故答案为： +OH—= +H2O； 4Na3PO4+NaClO+48 H2O =（Na3PO4·12H2O）4·NaClO↓； （6）由题意可知，氯化磷酸三钠常温下较稳定，受热易分解，则为防止氯化磷酸三钠受热分解，干燥时温 度不宜过高，故答案为：防止氯化磷酸三钠受热分解。 【点睛】硫酸钙微溶于水，而氯化钙和硝酸钙溶于水，若用盐酸、硝酸代替硫酸，无法用过滤方法分离得 到磷酸是分析解答关键。 9. 乙酰苯胺可用作止痛剂、退热剂、防腐剂和染料中间体。实验室中采用苯胺（在空气中易被氧化）和冰 醋酸等原料制备乙酰苯胺，反应为： +CH2COOH +H2 O 已知：①制备流程： ②有关物质的物理常数： 溶解度/g 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/（g·cm—3） 水 乙醇 乙醚 苯胺 -6.2 184 1.022 3.6 混溶 混溶 2 3HPO − 3 4PO − 2 3HPO − 2 3PO −  加热冰醋酸 16.7 118 1.049 混溶 混溶 混溶 乙酰苯胺 115 305 1.212 溶于热水 溶 溶 回答下列问题： （1）图 1 为制备装置（夹持、加热装置略），在仪器 A 中加入 5.0 mL 苯胺、7.4 mL 冰醋酸和 0.1 g 锌粉。 仪器 A 的名称是_______，仪器 B 的构造中具有支管 a，该构造的作用是________。 （2）反应混合物中需加入一定量的锌粉，锌粉的作用是_________。 （3）仪器 A 中加料后，需加热至 105℃，温度不能太高的原因是__________。 （4）反应结束后，将 A 中的反应混合物先趁热倒入适量冷水中，不断搅拌，使之冷却，再倒入图 2 所示的 抽滤装置中，抽滤时，抽滤瓶支管接抽气泵，目的是_________，该操作后期需对布氏漏斗中的产品进行洗 涤，洗涤液可选择________（填编号）。 A 冷水 B 热水 C 乙醇 D 乙醚 （5）重结晶：①将粗乙酰苯胺放入适量热水中，加热，观察到水中有油珠存在，该油珠的主要成分是________， 补加适量水，油珠消失。已知乙酰苯胺的溶解度如下表，选择的加热温度范围是____________℃。 温度/℃ 20 25 50 80 100 溶解度/g 0.46 0.56 0.84 3.50 5.50 ②混合液稍冷后，加入适量活性炭，除去杂色，活性炭不能趁热加入的原因是_________。 （6）粗乙酰苯胺经过重结晶、干燥，得到 5.0 g 产品，则该制备实验的产率是______%（保留 3 位有效数 字）。 【答案】 (1). 圆底烧瓶 (2). 平衡气压，便于冷凝液顺利流下 (3). 防止苯胺在反应过程中被氧化 (4). 防止乙酸受热挥发，乙酰苯的产率降低 (5). 加快过滤速度，得到的沉淀更干燥 (6). A (7). 乙酰苯胺 (8). 80℃ (9). 防止溶液喷出 (10). 67.3% 【解析】 【分析】 由制备流程可知，制备提纯乙酰苯胺的实验过程为将苯胺、冰醋酸和少量锌粉混合加热到 105℃，苯胺与冰 醋酸部分反应生成乙酰苯，将乙酰苯胺、苯胺、醋酸和水的混合液倒入冷水中，抽滤得到含有醋酸的乙酰 苯胺固体，含有醋酸的乙酰苯胺固体再次溶于冷水，抽滤得到乙酰苯胺粗品，将粗品重结晶，抽滤，晾干 得到纯乙酰苯胺。 【详解】（1）由实验装置图可知，仪器 A 为圆底烧瓶；仪器 B 为牛角管，牛角管的作用是使冷凝后的液体 沿着其方向流入锥形瓶，牛角管上的支管与外界想通，可平衡气压，便于冷凝液顺利流下，故答案为：圆 底烧瓶；平衡气压，便于冷凝液顺利流下； （2）由题意可知，苯胺容易被空气中的氧气氧化，加入还原剂 Zn 粉，可以防止苯胺在反应过程中被氧化， 故答案为：防止苯胺在反应过程中被氧化； （3）仪器 A 中加料后加热至 105℃的目的是不断分出反应过程中生成的水，促进反应正向进行，提高乙酰 苯胺的产率，若温度太高，乙酸受热挥发，反应物浓度减小，平衡逆向移动，乙酰苯胺的产率降低，故答 案为：防止乙酸受热挥发，乙酰苯胺的产率降低； （4）抽滤时，抽滤瓶支管接抽气泵的目的是降低抽滤瓶中的压强，加快过滤速度，得到的沉淀更干燥；由 于乙酰苯胺微溶于冷水，溶于热水，易溶于乙醇、乙醚，所以洗涤粗品最合适的试剂是用少量冷水洗，以 减少因洗涤造成的损耗，故选 A，故答案为：加快过滤速度，得到的沉淀更干燥；A； （5）①由于乙酰苯胺微溶于冷水，溶于热水，粗乙酰苯胺放入适量热水中，水中出现的油珠为没有溶解的 乙酰苯胺，补加适量水，未溶解的乙酰苯胺溶解于热水，油珠消失；由乙酰苯胺的溶解度随温度变化可知， 应将加热温度控制在 80℃，得到乙酰苯胺的饱和溶液，故答案为：乙酰苯胺；80℃； ②混合液稍冷后，加入适量活性炭通常为粉末状，趁热加入活性炭和溶液会一起从冲出，混合液稍冷后， 加入适量活性炭是为了防止溶液喷出，故答案为：防止溶液喷出； （6）由题意可知，5.0 mL 苯胺的物质的量为 ≈0.055mol，7.4 mL 冰醋酸的物质的量 为 ≈0.13mol，由于乙酸的物质的量大于苯胺的物质的量，所以计算生成乙酰苯胺的 物质的量要以不足量的苯胺为标准，乙酰苯胺的理论物质的量为 0.055mol，而实际物质的量为 ≈0.037mol，则产率为 ×100%=67.3%，故答案为：67.3%。 5.0mL 1.022g / mL 93g / mol × 7.4mL 1.049g / mL 60g / mol × 5.0g 135g / mol 0.037mol 0.055mol【点睛】牛角管的作用是使冷凝后的液体沿着其方向流入锥形瓶，牛角管上的支管与外界想通，可平衡气 压，便于冷凝液顺利流下是解答关键。 10. 最近有媒体报道，北极圈有大量甲烷释放出来，由此带来的灾难可能不可估量。但甲烷的合理利用可以 给人类带来福利，因为甲烷是重要的燃料和工业原料。回答下列问题： （1）北极圈冰盖下的甲烷是以“可燃冰”，即甲烷水合物（CH4·nH2O）形式存在，常温常压下，“可燃冰”能 发生分解反应，化学方程式为__________。 （2）利用甲烷的还原性，可以对大气中的氮氧化物进行处理。已知一定条件下： ① ② 则 __________ ，该反应_______（填“能”或 “不能”）自发进行。 （3）利用 CH4 可制备合成气，反应为 。一定条件下， 在某密闭容器中通入 2 mol CH4（g）、2 mol H2O（g），达到平衡时，测得混合气体中 CH4 的体积分数与温度、 压强（其中 p1=0.1 MPa）的关系如图 1 所示： ①a_____（填“>”或“”或“ (5). < (6). 0.3 (7). (8). 增大 CO 浓度或压缩容器体积 (9). BD 【解析】 【详解】（1）可燃冰是甲烷水合物（CH4·nH2O），常温常压下，可燃冰能发生分解反应，化学方程式为： ； （2）根据盖斯定律可推断，目标反应可由反应①+反应②所得，反应的焓变 ；该反应的 ， ， ，故该反应能自发进行； （3）①根据图 1 可知，升高温度，甲烷的体积分数减小，则可得出结论：升高温度，平衡正向移动，又根 据勒夏特列原理可知：升高温度，平衡向吸热方向进行，则正反应方向为吸热反应，a>0；根据勒夏特列原 理可知：增大压强，平衡向气体系数之和减小的方向移动，即增大压强、平衡向逆反应方向移动，则甲烷 的体积分数增大，结合图 1 可知 p2