全国1卷2021届高三第二次模拟考试卷化学（四）（Word版附答案）

2021 届高三第二次模拟考试卷 化 学（四） 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形 码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂 黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草 稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 Fe 56 Mn 55 Ba 137 一、选择题（每小题 6 分，共 42 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。） 7．化学与生活、生产、社会可持续发展密切相关。下列说法错误的是 A．牙膏中添加的 Na2PO3F、NaF 所提供的氟离子浓度相等时，它们防治龋齿的作用相同 B．“光化学烟雾”“硝酸型酸雨”的形成都与氮氧化合物有关 C．用聚氯乙烯代替木材，生产快餐盒，以减少木材的使用 D．碳纳米管比表面积大，可用作新型储氢材料 8．设 NA 为阿伏加德罗常数值。如图表示 N2O 在 Pt2O+表面与 CO 反应转化成无害气体的过程。下 列说法正确的是 A．N2O 转化成无害气体时的催化剂是 Pt2O+2 B．每 1mol Pt2O+转化为 Pt2O +2得电子数为 3NA C．将生成的 CO2 通人含大量 SiO2−3 、Na+、Cl−的溶液中，无明显现象 D．1g CO2、N2O 的混合气体中含有电子数为 0.5NA 9．地奥司明片是治疗静脉淋巴功能不全相关的各种症状（腿部沉重、疼痛、晨起酸胀不适感）的 主要治疗药物，下图为合成地奥司明片重要中间体，下列有关说法正确的是 A．分子式为 C18H20O6 B．该中间体是高分子化合物 C．该中间体可发生水解反应生成乙醇 D．该中间体分子在一定条件下可以发生取代、加成、氧化反应 10．短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大，W 是地壳中含量最高的元素，X 的原子 半径是所有短周期主族元素中最大的，非金属元素 Y 的原子序数是 Z 的最外层电子数的 2 倍。 下列叙述不正确的是 A．Y 单质的熔点高于 X 单质 B．W、Z 的氢化物沸点 W>Z C．X、W、Z 能形成具有强还原性的 XZW D．X2YW3 中含有共价键 11．pH=0 的某 X 溶液中，除 H+外，还可能存在 Al3+、Fe2+、NH+4、Ba2+、Cl−、CO2−3 、SO2−4 、NO −3中 的若干种，现取适量 X 溶液进行如下一系列实验： 下列有关判断不正确的是 A．生成气体 A 的离子方程式为：3Fe2++4H++NO−3=3Fe3++NO↑+2H2O B．生成沉淀 H 的离子方程式为：AlO−2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO−3 C．溶液 X 中一定没有的离子仅为：CO2−3 、Ba2+ D．溶液 X 中一定含有的离子是：H+、Fe2+、SO2−4 、NH+4、Al3+ 12．2019 年诺贝尔化学奖授予对锂离子电池研究有突出贡献的科学家。一种“大气固碳”的锂离子电 池工作原理如图所示，该电池在充电时，通过催化剂的选择性控制，只有 Li2CO3 被氧化，释放 出 CO2 和 O2。下列说法不正确的是 此 卷 只 装 订 不 密 封 班 级 姓 名 准 考 证 号 考 场 号 座 位 号 A．该电池应选用无水电解质 B．该电池放电时的正极反应为 4Li++3CO2+4e−=C+2Li2CO3 C．充电时若电极 A 质量增加 14g，则聚合物电解质膜上通过电子 2mol D．该电池放电、充电各一次且都转移 4mol e−时，理论上能固定 1mol CO2 13．25℃时，向 0.1L 0.1mol·L−1 CH3COOH 溶液中逐渐加入 NaOH 固体，恢复至原温度后溶液中离 子浓度关系如下图所示(忽略溶液体积变化)。下列有关叙述正确的是 A．25℃，CH3COOH 的 Ka 数量级为 10−4 B．B 点：加入的 NaOH 的物质的量为 0.005mol C．A 点：c(CH3COO−)+c(OH−)+c(CH3COOH)-c(H+)>0.1mol·L−1 D．A 到 C 的过程中不考虑温度变化：   3 3 c(Na ) c(CH COO ) c CH COOH c(OH )   ＋ － － 增大 二、非选择题（共 58 分） （一）必做题 26．锰酸锂(LiMn2O4)可作为锂离子电池的正极材料，在工业上可利用软锰矿浆(主要成分为 MnO2， 含少量 Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2 等杂质)吸收含硫烟气(主要成分 SO2)制备锰酸锂，生产流程： 已知：①软锰矿浆在吸收含硫烟气的过程中酸性逐渐增强。 ②在此流程中部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的 pH 如表： 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2 开始沉淀 2.7 7.6 3.4 7.7 完全沉淀 3.7 9.6 4.7 9.8 (1)含硫烟气在通入软锰矿浆前需要先冷却，冷却的原因是____________________。 (2)滤液 1 中所含金属阳离子有_____________(填离子符号)。 (3)在实际生产中，Li2CO3 与 MnO2 按物质的量之比 1∶4 混合均匀加热制取 LiMn2O4，反应过程： ①升温到 515℃时，Li2CO3 开始分解产生 CO2 和碱性氧化物 A，写出 A 的名称________，此时 比预计 Li2CO3 的分解温度(723℃)低得多，可能原因是_______________。 ②升温到 566℃时，MnO2 开始分解产生另一种气体 X，X 恰好与①中产生的 CO2 物质的量相等， 同时得到固体 B，固体 B 是______。 ③升温到 720℃时，第三阶段反应开始，固体质量逐渐增加，当质量不再增加时，得到高纯度的 锰酸锂。请写出该阶段反应的化学方程式_________________。 (4)由“滤液 1”得到“滤液 2”同时回收 Al(OH)3 的实验方案如下：边搅拌边向滤液 1 中加入 _____________，再加入 NaOH 溶液调节 pH 范围为____________，过滤得到滤液 2 和滤渣，向滤渣 中加入 NaOH 溶液 pH≥12，搅拌、过滤，再向所得滤液中通入过量的 CO2 过滤、洗涤、低温烘干得 Al(OH)3。 (5)工业上，将 Li2CO3 粗品制备成高纯 Li2CO3的部分工艺： a．将 Li2CO3 溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH 溶液做阴极液，两者用离子选择透过膜隔开， 用惰性电极电解。 b．电解后向 LiOH 溶液中加入少量 NH4HCO3 溶液并共热，过滤、烘干得高纯 Li2CO3。 ①a 中，阳极的电极反应式是__________，宜选用_____(“阳”或“阴”)离子交换膜。 ②b 中，生成 Li2CO3 反应的化学方程式是__________________。 27．工业制得的氮化铝(AlN)产品中常含有少量 Al4C3、Al2O3、C 等杂质。某同学设计如下实验分别 测定氮化铝(AlN)样品中 AlN 和 Al4C3 的质量分数。已知①Al4C3 与硫酸反应可生成 CH4；②AlN 溶于强酸产生铵盐，溶于强碱生成氨气(忽略 NH3 在强碱性溶液中的溶解)；③该实验条件下的气 体摩尔体积为 Vm L/mol，实验装置如下(量气管为碱式滴定管改装) 实验过程：连好装置后，检验装置的气密性；称得装置 D 的初始质量为 a g；称取 b g AlN 样品 置于装置 B 的锥形瓶中，各装置中加入相应药品，重新连好装置；读取量气管中液面的初始读数为 x mL(量气装置左右液面相平)。 (1)①若先测量 Al4C3 质量分数，对 K1、K2、K3 三个活塞的操作是关闭活塞______，打开活塞 ______。 ②当_____时，说明反应已经结束。读取读数之前，应对量气管进行的操作为____________ ；若 量气管中的液面高于右侧球形容器中的液面，所测气体体积______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。 ③记录滴定管的读数为 y mL，则 Al4C3 的质量分数为_________(用可能含 a、b、x、y、Vm 的代 数式表示)。 ④若无恒压管，对所测 Al4C3 质量分数的影响是______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。 (2)若先测量 AlN 质量分数：首先关闭活塞 K1，打开活塞 K3，通过分液漏斗加入过量的某物质， 写出 AlN 与过量的某物质发生反应的离子方程式为__________；反应完成后，__________(填该步 应进行的操作)，最后称得装置 D 的质量为 c g，进而测量 AlN 的质量分数。 28．CO 和 H2 是工业上最常用的合成气，该合成气的制备方法很多，它们也能合成许多重要的有机 物。回答下列问题： (1)制备该合成气的一种方法是以 CH4 和 H2O 为原料，有关反应的能量变化如图所示。 CH4(g)与 H2O(g)反应生成 CO(g)和 H2(g)的热化学方程式为 。 (2)工业乙醇也可用 CO 和 H2 合成，常含一定量甲醇，各国严禁使用成本低廉的工业酒精勾兑食 用酒，但一般定性的方法很难检测出食用酒中的甲醇。有人就用硫酸酸化的橙色 K2Cr2O7 溶液定量 测定混合物中甲醇的含量，甲醇与酸性 K2Cr2O7 溶液反应生成 CO2、Cr2(SO4)3 等物质，写出其化学 方程式___________。 (3)为了检验由 CO 和 H2 合成气合成的某有机物 M 的组成，进行了如下测定：将 1.84g M 在氧气 中充分燃烧，将生成的气体混合物通过足量的碱石灰，碱石灰增重 4.08g，又知生成 CO2 和 H2O 的 物质的量之比为 3∶4。则 M 中碳、氢、氧原子个数之比为____。 (4)CO2 和 H2 合成甲醇涉及以下反应：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ∆H=-49.58kJ/mol。 在反应过程中可以在恒压的密闭容器中，充入一定量的 CO2 和 H2，测得不同温度下，体系中 CO2 的平衡转化率与压强的关系曲线如图所示： ①反应过程中，表明反应达到平衡状态的标志是______。 A．生成 3mol O-H 键，同时断裂 3mol H-H 键 B．容器中气体的压强不再变化 C．容器中气体的平均摩尔质量不变 D．CH3OH 的浓度不再改变 ②比较 T1 与 T2 的大小关系：T1___T2(填“”)。 ③在 T1 和 P2 的条件下，向密闭容器中充入 1mol CO2 和 3mol H2，该反应在第 5 min 时达到平衡， 此时容器的容积为 2.4 L，则该反应在此温度下的平衡常数为____，保持 T1 和此时容器的容积不变， 再充入 1mol CO2 和 3mol H2，设达到平衡时 CO2 的总转化率为 a，写出一个能够解出 a 的方程或式 子___(不必化简，可以不带单位)。 三、选考题（共 15 分，请考生从以下题中任选一题作答，如果多做，则按所做的第一题计分。） 35.【化学——选修 3：物质结构与性质】 过渡金属元素的单质及化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，根据所学知识回答下列 问题： （1）基态 Ni2+的核外电子排布式_______________；配合物 Ni(CO)4 常温下为液态，易溶于 CCl4， 苯等有机溶剂，固态 Ni(CO)4，属于_______________晶体；镍的羰基配合物 Ni(CO)4 是获得高纯度 纳米镍的原料，该配合物中镍原子的价电子排布为 3d10，则其杂化轨道类型为_______________， Ni(CO)4 是_______________（填“极性”或“非极性”）分子。 （2）氯化亚铜是一种白色固体，实验测得其蒸气密度是同条件下氢气密度的 99.5 倍，则氯化亚 铜的分子式为_______________；氯化亚铜的盐酸溶液可定量吸收 CO 形成配合物 Cu2(CO)2Cl2·2H2O （结构如图所示），该反应可用于测定空气中 CO 的含量，每个 Cu2(CO)2Cl2·2H2O 分子中含 _______________个配位键。 （3）铜能与类卤素(SCN)2 反应生成 Cu(SCN)2 ，(SCN)2 分子中含有σ键与π键的数目比为 __________；类卤素(SCN)2 对应的酸有两种，理论上硫氰酸（H-S-C≡N）的沸点低于异硫氰酸 （H-N=C=S）的沸点，其原因是_______________。 （4）立方 NiO（氧化镍）晶体的结构如图所示，其晶胞边长为 a pm，列式表示 NiO 晶体的密度 为_______________g/cm3（不必计算出结果，阿伏加德罗常数的值为 NA）。 人工制备的 NiO 晶体中常存在缺陷（如图）：一个 Ni2+空缺，另有两个 Ni2+被两个 Ni3+所取代， 其结果晶体仍呈电中性，但化合物中 Ni 和 O 的比值却发生了变化。已知某氧化镍样品组成 Ni0.96O， 该晶体中 Ni3+与 Ni2+的离子个数之比为_______________。 36．【化学——选修 5：有机化学基础】 苯丁酸氮芥是氮芥类抗癌药的代表物，其合成路线如图所示： 回答下列问题： (1)反应①所需的试剂和条件是______________，B 中的官能团名称是______________。 (2)C 的结构简式为______________。 (3)写出具有苯环结构，既能发生银镜反应又能发生水解反应的 D 的同分异构体的结构简式 ______________。(不考虑立体异构，只需写出 3 个) (4)②的反应类型是______________。 (5)写出 F 到 G 的反应方程式______________。 (6)设计由苯和 制备 的合成路线(无机试剂任选)。______________ 化学答案 7. 【答案】C 【解析】A．防治龋齿的有效成分是氟离子，则在牙膏中添加 Na2PO3F、NaF 等均能防治 龋齿，当提供的氟离子浓度相等时，它们防治龋齿的作用是相同的，A 正确，不选；B．以一 氧化氮和二氧化氮为主的氮氧化物是形成“光化学烟雾”“硝酸型酸雨”的形成的一个重要原因， B 正确，不选；C．聚氯乙烯不能用于食品包装，塑料含有的化学品都有毒性，含铅盐的聚氯 乙烯会使铅分子扩散到油脂中去，另外，聚氯乙烯塑料制品在较高温度下会分解出有毒气体， C 错误，符合题意；D．碳纳米管自身重量轻，具有中空的结构，可以作为储存氢气的优良容 器，D 正确，不选。答案为 C。 8. 【答案】D 【解析】A．根据转化关系，N2O 转化 N2 时，Pt2O+转化为 Pt2O+2，则该过程的催化剂是 Pt2O+， 故 A 错误；B．根据转化关系，结合得失电子守恒，N2O 转化 N2 时，Pt2O+转化为 Pt2O+2，氧 化还原反应方程式为：N2O+Pt2O+=N2+Pt2O+2，反应中氮元素由+1 价得电子变为 0 价，1mol N2O 转化为 N2 得到 2mol 电子，则每 1mol Pt2O+转化为 Pt2O +2失电子为 2mol，数目为 2NA，故 B 错 误；C．将生成的 CO2 通人含大量 SiO2−3 、Na+、Cl−的溶液中，碳酸的酸性大于硅酸，SiO2−3 +CO2(少 量)+H2O=CO2−3 +H2SiO3↓，有白色沉淀生成，故 C 错误；D．CO2 和 N2O 的摩尔质量都为 44g/mol， 一个分子中含有电子数都为 22 个，则 1g CO2、N2O 的混合气体的物质的量为 1 44 mol，含有电 子数为 1 44 mol×22×NA=0.5NA，故 D 正确；答案选 D。 9. 【答案】D 【解析】A．根据碳四价可数得其每个分子中含有 18 个氢原子，A 项错误；B．一般来说， 高分子化合物要求相对分子质量至少过万，B 项错误；C．因该物质结构中含有酯基，所以可 以发生水解反应，但产物有乙酸，没有乙醇，C 项错误；D．因该物质结构中有酚羟基、酯基 等，可发生取代反应，因结构中有苯环，可发生催化加氢反应，因含有酚羟基或可以燃烧， 因而能发生氧化反应，D 项正确；所以答案选择 D 项。 10. 【答案】C 【解析】根据分析可知，W 为 O，X 为 Na，Y 为 Si，Z 为 Cl 元素。A．Na 形成晶体为金 属晶体，其熔点较低，而 Si 形成晶体为原子晶体，具有较高熔点，则单质熔点：Y＞X，故 A 正确；B．水分子间形成氢键，沸点较高，W、Z 的氢化物沸点 W>Z，故 B 正确；C．X、W、 Z 能形成具有强氧化性的 NaClO，而不是还原性，故 C 错误；D．Na2SiO3 中含有 Si-O 共价键， 故 D 正确；故选 C。 11. 【答案】C 【解析】A．溶液 X 中应含有 Fe2+，酸性条件下与硝酸根离子反应生成气体 NO，反应的 离子方程式为：3Fe2++4H++NO−3=3Fe3++NO↑+2H2O，选项 A 正确；B．生成沉淀 H 的离子方 程式为：AlO−2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO−3，选项 B 正确；C．溶液 X 中一定没有的离子为： CO2−3 、Ba2+、NO−3，选项 C 错误；D．溶液 X 中一定含有的离子是：H+、Fe2+、SO2−4 、NH+4、 Al3+，选项 D 正确；故答案选 C。 12. 【答案】C 【解析】A．Li 能与水反应，因此选用无水电解质，故 A 正确；B．放电时，正极上 CO2 得电子生成 C 和 Li2CO3，则电极反应式为 4Li++3CO2+4e−=C+2Li2CO3，故 B 正确；C．充电 时若电极 A 质量增加 14g，Li 的物质的量为 14 7 / mol g g =2mol，发生的电极反应式为 Li++e−=Li， 外电路转移电子 2mol，但聚合物电解质膜上通过 Li+的物质的量为 2mol，故 C 错误 D．电池 每放、充电各一次转移 4mol 电子就有 1mol 二氧化碳还原生成碳，即理论上能固定 1mol CO2， 故 D 正确；故答案为 C。 13. 【答案】D 【解析】A．25℃，根据 A 点坐标可知，当 pH=2.85 时，lgKa+pH=-1.85，即 Ka=10−4.7，CH3COOH 的 Ka 数量级为 10−5，A 错误；B．B 点时，醋酸和醋酸根浓度相等，原 CH3COOH 溶液 0.1L 0.1mol·L−1 ， 即 B 点 时 n(CH3COOH)+n(CH3COO−)=0.01mol ， 根 据 电 荷 守 恒 可 知 ， c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO−)+ c(OH−)，n(Na+)=n(CH3COO−)+n(OH−)-n(H+)=0.005+n(OH−)-n(H+)，环境 pH＜7，加入的 NaOH 的 物 质 的 量 小 于 0.005mol ， B 错 误 ； C ． A 点 时 ， 根 据 物 料 守 恒 可 知 ， c(CH3COOH)+c(CH3COO−)=0.1mol/L ， pH ＜ 7 ， 溶 液 显 酸 性 ， 即 c(CH3COO−)+c(OH−)+c(CH3COOH)-c(H+)＜0.1mol·L−1，C 错误；D．根据醋酸根的水解方程可 知，醋酸根水解常数 Kb= 3 3 ( ) ( ) ( ) c CH COOH c OH c CH COO   ，A 到 C 的过程中不考虑温度变化，水解常数不 变，加入的氢氧化钠固体增大，钠离子浓度不断增大，   3 3 c(Na ) c(CH COO ) c CH COOH c(OH )   ＋ － － 增大，D 正确。 答案为 D。 26. 【答案】(1)提高含硫烟气中 SO2 的吸收率 (2)Mn2+、Al3+、Fe2+ (3)氧化锂 MnO2 对 Li2CO3 分解有催化作用 Mn2O3 2Li2O+4Mn2O3=====720℃ 4LiMn2O4 (4)足量 H2O2 4.7≤pH