理科综合能力测试 第 8 页 共 16 页
宁城县高三年级统一考试(2020.5.10)
理科综合能力测试
注意事项：
1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2. 作答时，务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：Co 59 C 12 Ti 48 O 16
一、选择题：本题共 13 个小题，每小题 6 分，共 78 分。在每小题给出的四个选项中，只有
一项是符合题目要求的。
1.化学与生产、生活密切相关。下列有关叙述正确的是
A．常温下，成语“金戈铁马”中的金属能溶于浓硝酸
“一带一路”被誉为现代丝绸之路，丝绸属于纤维素
汉代烧制出“明如镜、声如馨”的瓷器，其主要原料为石灰石
港珠澳大桥采用的聚乙烯纤维吊绳，其商品名为“力纶”，是有机高分子化合物
2. 设 NA 为阿伏伽德罗常数的值，下列叙述正确的是
A．4g 2H2 中所含的质子数为 4NA
B．常温常压下，22.4L 的 NO2 和 CO2 混合气体含有 2NA 个氧原子
C．1molNa2CO3 固体中含有的阴离子数为 NA
D．0.1molCl2 和过量 NaOH 溶液反应，转移电子数为 0.2 NA
3. 甲、乙、丙三种有机化合物的键线式如图所示 下
列说法错误的是
A. 甲、乙的化学式均为 C8H14
B. 乙的二氯代物共有 7 种（不考虑立体异构）
C. 丙的名称为乙苯，其分子中所有碳原子可能共平面
D．甲、乙、丙均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
4. 短周期主族元素 X、Y、Z、M、W 的原子序数依次增大，X 元素的某种原子不含中子，X
与 M 同主族，W 的单质为黄色，W 和 Z 同主族，5 种元素最外层电子总数为 19。下列说法正
确的是
A．W 和 Z 的氢化物的沸点：W＞Z
B. X、Y、Z、W 均可以和 M 形成离子化合物
C. 以上 5 种元素形成的化合物中，从阳离子的分类角度来看，只能形成一类盐
D．原子半径和离子半径均满足：Z＜M
5. 下列图示实验正确的是（ ）理科综合能力测试 第 9 页 共 16 页
4 3
A．制取蒸馏水 B．制取收集氨气 C．乙酸乙酯的制备 D．碳酸氢钠受热分解
6. 利用微生物可实现苯酚（ ）废水的净化，装置如图所示。下列有关说法正确
的 是 （ ）
A. a 极的电极反应式为：C6H5OH-28e－+11H2O＝6CO2↑+28H＋
B. b 极为正极，发生氧化反应
C. 中间室的 Na+向左室移动
D. 右室生成 0.1 mol N2 时，用电器流过 0.5 mol 电子
7. 常温下，向 0.1 mo1·L－1 的 NH HCO 溶液中逐滴加入 NaOH，溶液中部分含氮、含碳微粒
的分布情况如下图所示。下列说法不．正．确．的是
A. 开始阶段，HCO3
- 增加的原因可能是：HCO3
-的水解平衡逆向移动
B. pH 在 8.7～9.7 之间，HCO3
-和 NH4
＋同时与 OH-反应
C. 通过分析可知常温下：Kb(NH3·H2O)＜Ka1(H2CO3)
D. pH＝9 时，溶液中存在下列关系：c(HCO3
-)＞c(NH4
＋)＞c(NH3·H2O)＞c(CO3
2-)
三、非选择题：共 174 分。第 22~32 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 33~38
题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题（共 129 分）
26．（15 分）纳米 TiO2 是一种重要的光催化剂。以钛酸酯 Ti(OR)4 为原料制备纳米 TiO2 的
步骤如下所示：
①组装装置如下图所示，保持温度约为 65 ℃，先将 30 mL 钛酸四丁酯[Ti(OC4H9)4]加入
盛有无水乙醇的三颈烧瓶，再加入 3 mL 乙酰丙酮，充分搅拌；理科综合能力测试 第 10 页 共 16 页
②将含水 20%的乙醇溶液缓慢滴入三颈烧瓶中，得到二氧化钛溶胶；
③将二氧化钛溶胶干燥得到二氧化钛凝胶，灼烧凝胶得到纳米 TiO2。
已知：钛酸四丁酯能溶于除酮类物质以外的大部分有机溶剂，遇水剧烈水解；Ti(OH)4
不稳定，易脱水生成 TiO2。
请回答下列问题：
(1) 仪器 a 的名称是 ，冷凝管的作用是 。
(2) 加入的乙酰丙酮可以减慢水解反应的速率，其原理可能是 (填字母代号)。
a．增加反应的焓变 b．增大反应的活化能
c．减小反应的焓变 d．降低反应的活化能
上述制备过程中，减慢水解反应速率的措施还有 。
(3) 步骤②中制备二氧化钛溶胶的化学方程式为 。下图所
示实验装置中，可用于灼烧二氧化钛凝胶的是 (填字母代号)。
(4) 测定样品中 TiO2 纯度的方法：精确称取 0.200 0 g 样品放入锥形瓶中，加入硫酸和
硫酸铵的混合溶液，加强热使其溶解。冷却后，加入一定量稀盐酸得到含 TiO2＋的溶液。加
入金属铝，将 TiO2＋全部转化为 Ti3＋。待过量的金属铝完全溶解并冷却后，加入指示剂，用理科综合能力测试 第 11 页 共 16 页
2
4 4 2 4 4 20.100 0 mol·L－l NH Fe(SO ) 溶液滴定至终点。重复操作2 次，消耗0.100 0 mol·L－1 NH Fe(SO )
溶液的平均值为 20.00 mL(已知：Ti3＋＋Fe3＋＋H O===TiO2＋＋Fe2＋＋2H＋)。
①加入金属铝的作用除了还原 TiO2＋外，另一个作用是与酸反应生成氢气，形成氢气氛
围， 。
②滴定时所用的指示剂为 (填字母代号)。
a．酚酞溶液 b．KSCN 溶液
c．KMnO4 溶液 d．淀粉溶液
③样品中 TiO2 的质量分数为 %。
27．（14 分）利用水钴矿(主要成分为 Co2O3，含少量 Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2 等)
可以制取多种化工试剂，以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程，回答下列问题：
已知：①浸出液中含有的阳离子主要有 H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+、Mg2+、Ca2+等。
②沉淀Ⅰ中只含有两种沉淀。
③流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 见表：
沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2
开始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7
完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8
（1） 浸出过程中加入 Na2SO3 目的是 。
（2） NaClO3 在浸出液中发生反应的离子方程式为 。
（3） 加入 Na2CO3 调 pH 至 5.2，目的是 ；萃取剂层含锰元素，
则沉淀Ⅱ的主要成分为_ 。
（4） 操作Ⅰ包括：将水层加入浓盐酸调整 pH 为 2～3， 、 _、过滤、
洗涤、减压烘干等过程。
（5） 为测定粗产品中 CoCl2·6H2O 的含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量硝
酸酸化的硝酸银溶液，过滤、洗涤、干燥，测沉淀质量。通过计算发现粗产品中 CoCl2·6H2O
质量分数大于 100%，其原因可能是 (回答一条原因即可)。理科综合能力测试 第 10 页 共 16 页
2 4 2
2 2
2 2 2
2 4 2
4 2 2 2
（6） 将 5.49g 草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)置于空气中加热，受热过程中不同温度范围内
分别得到一种固体物质，其质量如下表。
经测定，整个受热过程，只产生水蒸气和 CO2 气体，则 290～320℃温度范围，剩余的固
体物质化学式为 。[已知：CoC O ·2H O 的摩尔质量为 183g·mol−1]
28、（14 分）CO2 和 CH4 是两种重要的温室气体，通过 CH4 和 CO2 反应制造更高价值化学品是目
前的研究目标。
（1）250℃时，以镍合金为催化剂，向 4 L 容器中通入 6 mol CO2、6 mol CH4，发生如
下反应：CO2 (g)＋CH4(g) 2CO(g)＋2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表：
①此温度下该反应的平衡常数 K= 。
②已知：CH (g)＋2O (g)＝CO (g)＋2H O(g) △H = − 890.3 kJ·mol－1
CO(g)＋H O (g)＝CO (g)＋H (g) △H =+2.8 kJ·mol－1
2CO(g)＋O (g)＝2CO (g) △H = − 566.0 kJ·mol－1
反应 CO (g)＋CH (g) 2CO(g)＋2H (g) 的△H = kJ·mol－1
（2） 以二氧化钛表面覆盖 Cu2Al2O4 为催化剂，可以将 CO2 和 CH4 直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250～300℃时，温度升
高而乙酸的生成速率降低的原因是 。
②为了提高该反应中 CH4 的转化率，可以采取的措施是 。
（3） Li2O、Na2O、MgO 均能吸收 CO2 ；
①如果寻找吸收 CO2 的其他物质，下列建议不合理的是 。
温度范围/℃ 固体质量/g
150～210 4.41
290～320 2.41
物质 CH4 CO2 CO H2
体积分数 0.1 0.1 0.4 0.4理科综合能力测试 第 11 页 共 16 页
a.可在具有强氧化性的物质中
寻找b.可在碱性氧化物中寻找
c.可在ⅠA、ⅡA 族元素形成的氧化物中寻找
②Li2O 吸收 CO2 后，产物用于合成 Li4SiO4，Li4SiO4 用于吸收、释放 CO2 ，原理是：在 500℃，
CO2 与 Li4SiO4 接触后生成 Li2CO3；平衡后加热至 700℃，反应逆向进行，放出 CO2，
Li4SiO4再生，说明该原理的化学方程式是 。
（4） 高温电解技术能高效实现下列反应：CO2+H2O CO+H2+O2，其可将释放的
CO2转化为具有工业利用价值的产品。工作原理示意图如下：
CO2 在电极 a 放电的电极反应式是 。
（二）选考题：共 45 分。请考生从 2 道物理题、2 道化学题、2 道生物题中每科任选
一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。
35、［化学——选修 3：物质结构与性质］（15 分）
核电荷数依次增大的 A、B、C、D、E、F 都是周期表中前四周期的元素，其中 A、B、C
是同一周期的非金属元素。化合物 DC 的晶体为离子晶体，D 的二价阳离子与 C 的阴离
子具有相同的电子层结构，AC2 为非极性分子，B、C 的氢化物的沸点比它们同族相邻周期
元素氢化物的沸点高，E 原子的一种核素的质量数为 49，中子数为 27。F 元素是第四周
期元素中未成对电子数最多的元素，FCl3 能与 B、C 的氢化物形成六配位的配合物，且
两 种配体的物质的量之比为 2∶1，1mol 配合物与足量的AgNO3 溶液反应能立即生成
3molAgCl。请根据以上情况，回答下列问题：（答题时需用元素符号表示）
（1）B 氢化物与 HCl 反应生成的含有 B 元素粒子的空间构型是 ； F 元 素
原子的最外层电子数为 个。
（2）B3
-离子分别与 AC2 及由 B、C 组成的气态化合物互为等电子体，则 B、C 组成的化
合物化学式为 ；B3
-离子还可以和某一价阴离子互为等电子体，该阴离
子电子式为 ，这种阴离子常用于检验日常生活中的一种金属阳离子，则金属阳离子
符号为 。
（3）B 元素与同周期相邻元素的第一电离能由小到大的顺序为 。
（4）B 的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与 D 的单质反应时，B 被还原到最低
价， 该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是 。
（5）F3+的核外电子排布式是 ，FCl3 形成的六配位的配
合物化学式为 。理科综合能力测试 第 12 页 共 16 页
（6）E 的一种氧化物晶胞结构（长方体）如图所示，该氧化物的化学式为 ；
若该晶胞的三个晶胞参数分别为：apm、bpm、cpm。则该氧化物的密度为
g/cm
3。 (写出表达式即可)
36．[化学——选修 5：有机化学基础]（15 分）
叔丁基苯酞（J）是我国自主研发的治疗中枢神经损伤的药物，合成路线如下：
回答下列问题：
（1）A 的名称是 ，试剂 X 是 。
（2）B 生成 C 的反应类型是 ，D 生成 E 的化学方程式为 。
（3）G 中所含官能团名称是 ，叔丁基苯酞的结构简式是 。
（4） 已知有机物 M 是上述流程中有机物 H 的同分异构体，满足以下条件的同分异
构体共有 种。
①M 含有和 H 相同的官能团，且所有官能团均直接与苯环相连；
②分子中有一个 C 原子与另 4 个碳原子以单键相连，且结构中只有三个甲基。
（5） 参照上述合成路线，设计由甲烷和甲苯制备 的合成路线(其他试
剂任选) 。理科综合能力测试 第 13 页 共 16 页
3 2
2 2
2
2
r 3 4 2 2 3
A
化学参考答案
DCDBCAC
26、（15 分）(1)温度计（1 分） 冷凝回流（1 分）
(2)b（2 分） 用含水 20%的乙醇溶液代替水缓慢滴液（2 分）
(3)Ti(OC4H9)4＋2H2O===TiO2(胶体)＋4C4H9OH（2 分） a（1 分）
(4)①防止 Ti3＋在空气中被氧化（2 分） ②b（2 分） ③80.00（2 分）
27、（14 分）
（1）将 Fe3+、Co3+还原（2 分）
（2）ClO -＋6Fe2+＋6H+=Cl－＋6Fe3+＋3H O （2 分）
（3） 使 Fe3+和 Al3+沉淀完全（2 分） CaF 和 MgF （2 分）
（4） 蒸发浓缩（1 分） 冷却结晶（1 分）
（5） 粗产品中结晶水含量低(或粗产品中混有氯化钠杂质) （2 分）
（6） Co3O4(或 CoO·Co2O3) （2 分）
28、（14 分，每空 2 分）（1）64 +247.3
（2）温度超过 250℃时，催化剂的催化效率降低 增大反应压强或增大 CO2 的浓度
（3）a CO2 + Li4SiO4 Li2CO3 + Li2SiO3
（4）CO + 2e- =CO+O2 -
35、（15 分）
（1）正四面体形（1 分） 1（1 分）
（2）N O（1 分） （2 分） Fe3+ （1 分）
（3）C＜O＜N（1 分）
（4）1:4（2 分）
（5）1s22s22p63s23p63d3 或[A ]3d3 （1 分） [Cr(NH ) (H O) ]Cl （2 分）
2 × 80
（6） TiO2（1 分） N ⋅ abc ⋅10-30 （2 分）
36、（15 分）
（1） 甲苯（1 分） Br2、铁粉或 Br2 、FeBr3（1 分）
（2） 氧化反应（1 分）理科综合能力测试 第 14 页 共 16 页
（3） 羟基、溴原子 （2 分）
（4）20（2 分）
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