2020届广东省清远市方圆培训学校高考化学模拟试题二十一

2020 届广东省清远市方圆培训学校化学模拟试题及答案二十一 (考试用时：50 分钟　试卷满分：100 分) 7.下列我国科研成果所涉及材料中，主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是 (　　) A.4.03 米大口径碳化 硅反射镜 B.2022 年冬奥会聚氨 酯速滑服 C.能屏蔽电磁波的碳 包覆银纳米线 D.“玉兔二号”钛合 金筛网轮 解析：选 A　A 对：碳化硅材料属于无机非金属材料，且碳、硅元素属于同主族元素； B 错：聚氨酯属于合成高分子材料；C 错：碳包覆银纳米线不属于无机非金属材料；D 错： 钛合金属于金属材料。8．下列关于有机物 1­氧杂­2,4­环 8.戊二烯( )的说法正确的是(　　) A．不能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色 B．可以发生加成聚合反应 C．分子中所有原子都处于同一平面，且二氯代物有 3 种 D．易溶于水且与苯酚互为同系物 解析：选 B　该有机物中含有碳碳双键，能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色；能发生加 成聚合反应。 的分子式为 C4H4O， 中含有两个碳碳双键，碳碳双键最多可提供 6 个原 子共平面，共有 2 种等效氢，有 4 种二氯代物， 属于酚，而 不含有苯环和 酚羟基，具有二烯烃的性质，两者不可能是同系物。 9．实验室制备溴苯的反应装置如图所示，下列叙述错误的是(　　 ) A．FeBr3 的作用是催化剂，若没有 FeBr3 可用铁屑代替 B．实验中装置 b 中的作用是吸收挥发的苯和溴 C．装置 c 中产生气泡，可证明苯与溴发生的是取代反应 D．反应后的混合液经 NaOH 溶液洗涤、蒸馏，得到溴苯 解析：选 D　反应后的混合液经 NaOH 溶液洗涤后需要分液得到溴苯。 10．阿伏加德罗常数用 NA 表示。下列说法中正确的是(　　)A．33.6 L 丙烯(标准状况)与足量 HCl 发生加成反应，生成 1­氯丙烷个数为 1.5NA B．一定条件下，Ca 与 O2 反应生成 7.2 g CaO2，转移电子的个数为 0.4NA C．2 mol 冰醋酸与 4 mol 乙醇一定条件下充分反应，生成乙酸乙酯个数为 2NA D．1 L 1 mol·L－1 的葡萄糖溶液中，溶质所含羟基的个数为 5NA 解析：选 D　丙烯与 HCl 发生加成反应，可能生成 1­氯丙烷和 2­氯丙烷，无法计算生 成 1­氯丙烷的个数，故 A 错误；7.2 g CaO2 含有 0.1 mol Ca，Ca 从 0 价变到＋2 价，转移电 子的个数为 0.2NA，故 B 错误；该反应为可逆反应，无法计算生成乙酸乙酯的量，故 C 错误； 1 mol 的葡萄糖中含有 5 mol 羟基和 1 mol 醛基，故所含羟基的个数为 5NA，故 D 正确。 11.常温下，将盐酸滴加到 Na2X 溶液中，混合溶液的 pOH[pOH＝－lgc(OH－)]与离子浓度变化的关系如图所示。下列 叙述正确的是(　　) A．曲线 N 表示 pOH 与 lg c(H2X) c(HX－)两者的变化关系 B．NaHX 溶液中 c(X2－)>c(H2X) C．当混合溶液呈中性时，c(Na＋)＝c(HX－)＋2c(X2－) D．常温下，Na2X 的第一步水解常数 Kh1＝1.0×10－4 解析：选 D　Na2X 溶液中，X2－分步水解，以第一步水解为主，则 Kh1(X2－)＞Kh2(X2－)， 碱性条件下，则 pOH 相同时，c(HX－) c(X2－) ＞ c(H2X) c(HX－)，由图像可知 N 为 pOH 与 lg c(HX－) c(X2－) 的变化 曲线，M 为 pOH 与 lg c(H2X) c(HX－)的变化曲线，当 lg c(HX－) c(X2－) 或 lg c(H2X) c(HX－)＝0 时，说明c(HX－) c(X2－) 或 c(H2X) c(HX－)＝1，浓度相等，结合图像可计算水解常数并判断溶液的酸碱性。由以上分析可知， A 错误；由曲线 M 可知，当 lg c(H2X) c(HX－)＝0 时， c(H2X) c(HX－)＝1，pOH＝9，c(OH－)＝10－9mol·L－ 1，则 Kh2(X2－)＝ c(H2X) c(HX－)×c(OH－)＝1×10－9；由曲线 N 可知，当 lgc(HX－) c(X2－) ＝0 时，c(HX－) c(X2－) ＝1，pOH＝4，c(OH－)＝10－4mol·L－1，Kh1(X2－)＝c(HX－) c(X2－) ×c(OH－)＝1.0×10－4，则 HX－ 的电离平衡常数 Ka2＝KW Kh1＝＝1 × 10－14 1 × 10－4 ＝1×10－10，则 NaHX 溶液中 HX－的水解程度大于 电离程度，溶液中 c(H2X)>c(X2－)，故 B 错误，D 正确；混合液中存在电荷守恒式为 c(Na＋)＋ c(H＋)＝c(Cl－)＋c(HX－)＋2c(X2－)＋c(OH－)，则当混合溶液呈中性时，c(Na＋)＝c(Cl－)＋ c(HX－)＋2c(X2－)，故 C 错误。 12．利用微生物燃料电池进行废水处理，实现碳氮联合转化。其工作原理如下图所示， 其中 M、N 为厌氧微生物电极。下列有关叙述错误的是(　　)A．负极的电极反应为 CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋ B．电池工作时，H＋由 M 极移向 N 极 C．相同条件下，M、N 两极生成的 CO2 和 N2 的体积之比为 3∶2 D．好氧微生物反应器中发生的反应为 NH＋4 ＋2O2===NO－3 ＋2H＋＋H2O 解析：选 C　M 极为负极，CH3COO－失电子、发生氧化反应生成二氧化碳气体，电极 反应为 CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋，故 A 正确；原电池工作时，阳离子向正 极移动，即 H＋由 M 极移向 N 极，故 B 正确；生成 1 mol CO2 转移 4 mol e－，生成 1 mol N2 转移 10 mol e－，根据电子守恒，M、N 两极生成的 CO2 和 N2 的物质的量之比为 10 mol∶4 mol＝5∶2，相同条件下的体积比为 5∶2，故 C 错误；NH＋4 在好氧微生物反应器中转化为 NO －3 ，则反应器中发生的反应为 NH＋4 ＋2O2===NO－3 ＋2H＋＋H2O，故 D 正确。 13.主族元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，且均不大于 20。其 中 Y、Z 处于同主族，W 的单质与水反应可生成 X 的单质，Y 的最外层电 子数是 X、W 最外层电子数之和的 2 倍，X、Y、Z 三种元素组成的一种 分子的球棍模型如图所示。下列说法正确的是(　　) A．简单离子的半径：W>Z B．图示分子中含有非极性共价键 C．简单氢化物的热稳定性：Y＜Z D．常温常压下 Z 的单质为固态 解析：选 D　根据题意判断出四种元素分别为 H、O、S、Ca，则 Ca2＋半径小于 S2－半 径，A 项错误；B 项全部为极性键；C 项水比硫化氢稳定。 选 择 题 答 题 栏 题号 7 8 9 10 11 12 13 答案 二、非选择题(共 58 分。第 26～28 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 35～36 题为选考题，考生根据要求作答。) （一）、必做题 26．过氧化钙(CaO2)是一种白色难溶于水的固体粉末，能杀菌消毒，可用于水果保鲜， 污水处理等方面。工业生产流程如下：实验室模拟工业生产制备少量过氧化钙，装置如图所示： (1) 仪 器 a 的 名 称 为 ________ ， 烧 瓶 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ 、 _________________________________________________________________。 (2)反应结束后，过滤、洗涤，检验 CaO2·8H2O 洗涤干净的方法是________________。 (3)装置 b 的作用是________________________________________________。 (4)测定产品中 CaO2 的含量：准确称量 m g 产品粉末于锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过 量 KI 晶体，再滴入少量稀硫酸，充分反应后，加入几滴淀粉溶液，再逐滴加入 c mol·L－1 的 Na2S2O3 溶液 V mL 时，恰好完全反应，达到滴定终点的现象为________，样品中 CaO2 的质量分数为________(用含 m、c、V 的代数式表示，已知：2S2O2－3＋I2===S4O2－6＋2I －)。 解析：(1)仪器 a 为分液漏斗，烧瓶中首先 NH 4Cl 与 Ca(OH)2 发生反应 Ca(OH)2＋ 2NH4Cl===CaCl2＋2NH3·H2O，生成的 CaCl2 再与氨水和 H2O2 发生反应 CaCl2＋H2O2＋ 2NH3·H2O＋6H2O===CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl。 (2)洗涤时，用硝酸酸化的 AgNO3 溶液检验是否有 Cl－残留即可。 (3)烧瓶中发生反应会有氨气逸出，装置 b 是氨气的尾气吸收装置，并防止倒吸。 (4)达到滴定终点时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色。由关系式：CaO2～ 2KI～I2～2S2O2－3 得，n(CaO2)＝1 2n(Na2S2O3)＝cV × 10－3 2 mol，样品中 CaO2 的质量分数 为72 × cV × 10－3 2m ×100%＝3.6cV m %。 答 案 ： (1) 分 液 漏 斗 　 Ca(OH)2 ＋ 2NH4Cl===CaCl2 ＋ 2NH3·H2O 　 CaCl2 ＋ H2O2 ＋ 2NH3·H2O＋6H2O===CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl (2)取最后一次洗涤液，向其中加入稀硝酸，再滴加几滴 AgNO3 溶液，若无白色沉淀产 生，证明沉淀洗涤干净，否则没有洗净 (3)吸收氨气，防止污染空气，并防止倒吸 (4)溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色　3.6cV m % 27．碲(Te)是一种第ⅥA 族稀有分散元素，主要伴生于铜、镍、铅等金属矿藏中。TeO2 属于两性氧化物，微溶于水，易溶于强酸和强碱。工业上可从电解精炼铜的阳极泥(主要成分为 Cu2Te，还有少量的 Ag、Au)中提取碲。其工艺流程如下： (1)“加压浸出”生成 TeO2 的离子方程式为________________________，“加压浸出” 时控制 pH 为 4.5～5.0，酸性不能过强的原因是__________________________。 (2)“盐酸酸浸”后将 SO2 通入浸出液即可得到单质碲，该反应中氧化剂与还原剂物质 的量之比为________，该流程中可循环利用的物质是____________________(填化学式)。 (3)“NaOH 碱 浸 ” 时 反 应 的 离 子 方 程 式 为 __________________________________________________________。流程中，电解过程用石 墨作电极得到碲，阴极反应式为________________。 (4)浸出法是工业提取金属常用的方法，某实验小组用 1.0 mol·L －1 的草酸在 75 ℃时浸 出镍。随时间变化，不同固液比对镍浸出率的影响曲线如图所示。 ①由图可知，固液比与镍浸出率的关系是__________________________。 ②除固液比之外，你认为影响金属浸出率的因素还有______________________(写出两 项)。 解析：(1)“加压浸出”生成 TeO 2 的离子方程式为 Cu2Te＋2O2＋4H＋ ===== 加压 2Cu2＋＋ TeO2＋2H2O；酸性不能过强的原因是：酸性过强 TeO2 会被酸溶解导致 Te 产率降低。(2)“盐 酸酸浸”后将 SO 2 通入浸出液即可得到单质碲，反应的离子方程式为 Te4 ＋＋2SO2＋ 4H2O===Te↓＋8H＋＋2SO2－4，氧化剂为 Te4＋，还原剂为 SO2，该反应中氧化剂与还原剂 物质的量之比为 1∶2；分析可知该流程中可循环利用的物质是 H2SO4、HCl。(3)“NaOH 碱 浸”时反应的离子方程式为 TeO2＋2OH－===TeO2－3 ＋H2O；流程中，电解过程用石墨作电 极得到碲，阴极反应式为 TeO2－3 ＋4e－＋3H2O===Te＋6OH－。(4)①由题图可知，固液比与 镍浸出率的关系是：固液比越小，镍的浸出率越高。②除固液比之外，影响金属浸出率的因 素还有金属本身、浸液的选择、温度、浓度、浸出时间、搅拌速度等。 答案：(1)Cu2Te＋2O2＋4H＋ ===== 加压 2Cu2＋＋TeO2＋2H2O　酸性过强 TeO2 会被酸溶解导致 Te 产率降低 (2)1∶2　H2SO4、HCl (3)TeO2＋2OH－===TeO2－3 ＋H2O TeO2－3 ＋4e－＋3H2O===Te＋6OH－ (4)①固液比越小，镍的浸出率越高(合理即可)　②金属本身、浸液的选择、温度、浓度、 浸出时间、搅拌速度等(合理即可) 28．甲醇是一种可再生能源，由 CO2 制备甲醇的过程可能涉及的反应如下： 反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－49.58 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2 反应Ⅲ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH3＝－90.77 kJ·mol－1 回答下列问题： (1)反应Ⅱ的 ΔH2＝________，若反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常数分别为 K1、K2、K3，则 K2＝ ________(用 K1、K3 表示)。 (2)反应Ⅲ自发进行条件是________(填“较低温度”“较高温度”或“任何温度”)。 (3)在一定条件下 2 L 恒容密闭容器中充入 3 mol H2 和 1.5 mol CO2，仅发生反应Ⅰ，实 验测得不同反应温度与体系中 CO2 的平衡转化率的关系，如下表所示。 温度/℃ 500 T CO2 的平衡转化率 60% 40% ①T________500 ℃(填“＞”“＜”或“＝”)。 ②温度为 500 ℃时，该反应 10 min 时达到平衡。用 H2 表示该反应的反应速率 v(H2)＝ ________；该温度下，反应Ⅰ的平衡常数 K＝________。 (4)由 CO2 制备甲醇还需要氢气。工业上用电解法制取 Na2FeO4, 同时获得氢气：Fe＋2H2O＋2OH－ ===== 电解 FeO2－4 ＋3H2↑，工作原理如 图所示。电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在________(填“阴极室” 或“阳极室”)。该室发生的电极反应式为 __________________________________________________________。 解析：(1)根据盖斯定律：Ⅱ＝Ⅰ－Ⅲ，得反应Ⅱ的 ΔH2＝ΔH1－ΔH3＝－49.58 kJ·mol－1 ＋90.77 kJ·mol－1＝＋41.19 kJ·mol－1，反应Ⅱ为反应Ⅰ和Ⅲ的差，所以反应Ⅱ平衡常数为 K2 ＝K1/K3。 (2)该反应的 ΔS＜0、ΔH＜0，当温度较低时，反应Ⅲ能够自发进行。 (3)①反应Ⅰ的正反应是放热反应，所以升高温度二氧化碳的转化率减小；则温度越低转化率越大，即 T 高于 500 ℃；②CO2 的变化量为 1.5 mol×60%＝0.9 mol CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 初始量　1.5 mol　 3 mol　　　0　　　　　0 变化量　0.9 mol 2.7 mol 0.9 mol 0.9 mol 平衡量　0.6 mol 0.3 mol 0.9 mol 0.9 mol v(H2)＝(2.7 mol÷2 L)÷10 min＝0.135 mol·L－1·min－1，K＝ 0.9 2 × 0.9 2 0.6 2 × (0.3 2 )3 ＝200。 (4)该装置为电解池，阳极电极材料是 Fe，铁在阳极失去电子，阳极的电极反应为 Fe－ 6e－＋8OH－===FeO2－4＋4H2O，由于阳极消耗了 OH－，所以随着电解的进行 c(OH－)会逐 渐降低。 答案：(1)＋41.19 kJ·mol－1　K1/K3　(2)较低温度 (3)①＞　②0.135 mol·L －1·min －1　200　(4)阳极室　Fe－6e －＋8OH －===FeO2－4＋ 4H2O （二）、选做题 35．[化学——选修 3：物质结构与性质] 决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题。 (1)已知元素 M 是组成物质 Ca5(PO4)3F 的一种元素。元素 M 的气态原子逐个失去第 1 个至第 5 个电子所需能量(即电离能，用符号 I1 至 I5 表示)如表所示： I1 I2 I3 I4 I5 电离能/ (kJ·mol－1) 589.8 1 145.4 4 912.4 6 491 8 153 元素 M 化合态常见化合价是________价，其基态原子电子排布式为________。 (2)Ca5(PO4)3F 中非金属元素电负性由大到小的顺序为________。 (3)PO 3－4 的中心原子的杂化方式为________，该离子的空间构型为________，键角为 ________，其等电子体有________(请写出两种)。 (4)CaF2 晶胞结构如图所示，则 CaF2 晶体中与 Ca2＋最近且 等距离的 Ca2＋数目为________；已知 Ca2＋和 F－半径分别为 a cm、b cm，阿伏加德罗常数为 NA，M 为摩尔质量，则晶体密度为 ______g·cm－3(不必化简)。 (5)已知 MgO 与 CaO 的晶体结构相似，其摩氏硬度的大小关系为______，原因为 __________________________________。 解析：(1)根据元素 M 的气态原子的第 I1～I5 电离能大小可以看出：I1、I2 相差不大，I2、 I3 电离能相差较多，说明 M 原子最外层有 2 个电子。在 Ca5(PO4)3F 中元素有 Ca、P、O、F四种元素，只有 Ca 元素最外层有 2 个电子，原子半径大，容易失去最外层的 2 个电子，化 合价为＋2 价；根据原子核外电子排布规律可知 Ca 基态原子电子排布式为[Ar]4s 2 或 1s22s22p63s23p64s2；(3)PO 3－4 的中心原子 P 的价层电子对数是 4，故 P 原子杂化为 sp3 杂化； 由于孤对电子对数为 0，该离子的空间构型为正四面体形，键角为 109°28′，其等电子体有 SO2－4 、CCl4；(4)根据 CaF2 晶胞结构可知：在每个晶胞中与 Ca2＋距离最近且等距离的 Ca2＋ 有 3 个，通过每个 Ca2＋可形成 8 个晶胞，每个 Ca2＋计算了 2 次，所以与 Ca2＋距离最近且 等距离的 Ca2＋有(3×8)÷2＝12 个；将 CaF2 晶胞分成 8 个小正方体，正方体中心为 F－，顶 点为 Ca2＋，晶胞中共有 4 个钙离子、8 个氟离子。Ca2＋与 F－的最近核间距(a＋b)为晶胞体 对角线的1 4。故晶胞边长为4(a＋b) 3 。根据 [4(a＋b) 3 ]3ρNA＝4M，可求晶体密度。 答案：(1)＋2　[Ar]4s2　(2)F＞O＞P (3)sp3　正四面体形　109°28′　SO2－4 、CCl4 等 (4)12　 4M NA [4(a＋b) 3 ]3 　(5)MgO＞CaO　Mg2＋半径比 Ca2＋小，晶格能较大 36．[化学——选修 5：有机化学基础] 光刻胶是一种应用广泛的光敏材料，其合成路线如下(部分试剂和产物略去)： (1)A 的 名 称 为 ________ ； 羧 酸 X 的 结 构 简 式 为 ___________________________________________________________________。 (2)C 可 与 乙 醇 发 生 酯 化 反 应 ， 其 化 学 方 程 式 为 ____________________________________________________，反应中乙醇分子所断裂的化学 键是________(填字母)。 a．C—C 键　　　　　　 b．C—H 键 c．O—H 键 d．C—O 键 (3)E→F 的化学方程式为________________________________________；F→G 的反应类型为________。 (4)写出满足下列条件的 B 的 2 种同分异构体：________________。 ①分子中含有苯环； ②能发生银镜反应； ③核磁共振氢谱峰面积之比为 2∶2∶2∶1∶1。 (5)根据已有知识并结合相关信息，写出以 CH3CHO 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 ： CH3CH2Br ― ― ― ― ― ― →NaOH水溶液 △ CH3CH2OH ― ― ― ― ― ― ― ― →CH3COOH 浓硫酸， △ CH3COOCH2CH3 解析：(1)根据 A 的分子式及合成路线，可推知 A 的结构简式为 ，其名 称为苯甲醛。根据 HC CH ― ― →羧酸X CH2===CH—OOCCH3，可推知羧酸 X 为 CH3COOH。 (2) 根 据 合 成 路 线 和 已 知 信 息 ， 可 推 知 B 为 ， C 为 ， C 与 乙 醇 发 生 酯 化 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ＋ C2H5OH 浓硫酸 △ 。反应过程中“酸脱羟基醇脱氢”，故乙醇 分子所断裂的化学键是 O—H 键。(3)E 的分子式与 F 的链节组成相同，故 E→F 为加聚反应， 化学方程式为 。F→G 的反应类型为水解反应或取 代反应。(4)B 为 ，根据①知 B 的同分异构体中含有苯环，根 据②知含有醛基，根据③知含有 5 种类型的氢原子，且原子数之比为 2∶2∶2∶1∶1，故符 合条件的同分异构体为 、 。(5)运用逆 合成分析法，倒推中间产物，确定合成路线。 答案：(1)苯甲醛　CH3COOH(2) ＋C2H5OH  浓硫酸 △ 　c (3) 　水解反应或取代反应 (4) 、 (5)CH3CHO ― ― →CH3CHO 稀NaOH/ △ CH3CH===CHCHO ― ― →Br2 ― ― →①Ag(NH3)2OH ②H＋ ― ― → ①NaOH水溶液/ △ ②H＋