高三下学期二模理科综合化学试题Word附版答案及解析.docx
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高三下学期二模理科综合化学试题Word附版答案及解析
2020高三下学期二模理科综合化学试题
满分100分。
考试时间50分钟
★祝考试顺利★
注意事项:
1.答题前,请考生认真阅读答题卡上的注意事项。
务必将自己的姓名、考号填写在答题卡上指定位置,贴好考号条形码或将考号对应数字涂黑。
用2B铅笔将试卷类型A填涂在答题卡相应位置上。
2.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把对应题目的答案标号涂黑。
如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。
答在试题卷、草稿纸上无效。
3.非选择答题用0.5毫米黑色墨水签字笔直接答在答题卡上每题对应的答题区域内,答在试题卷、草稿纸上无效。
4.考生必须保持答题卡的清洁。
考试结束后,监考人员将答题卡和试卷一并收回。
可能用到的相对原子质量:
H-1Li-7C-12N-14O-16Na-23Mg-24Al-27Si-28S-32Cl-35.5Ca-40Ti-48Fe-56Cu-64
第Ⅰ卷选择题(共42分)
一、选择题:
本卷共7小题,每小题6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.化学与人类生活、生产息息相关,下列说法中错误的是()
A.高锰酸钾溶液、次氯酸钠溶液、75%乙醇均可用于消毒杀菌,且原理相同
B.地沟油可以用来制肥皂和甘油
C.为防止中秋月饼等富脂食品氧化变质,常在包装袋中放入铁粉
D.“静电除尘”、“燃煤固硫”、“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量
2.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述中正确的是()
A.1mol甲基(-CH3)所含的电子数为10NA
B.常温常压下,1mol分子式为C2H6O的有机物中,含有C-O键的数目为NA
C.14g由乙烯和环丙烷(
)组成的混合气体中,含有的原子总数为3NA
D.标准状况下,22.4L四氯化碳中含有共用电子对的数目为4NA
3.短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大,W的单质是一种常用的比能量高的金属电极材料,X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,元素Y的族序数等于其周期序数,Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。
下列说法错误的是()
A.W、Z形成的化合物中,各原子最外层均达到8个电子结构
B.元素X与氢形成的原子数之比为1∶1的化合物有很多种
C.元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2
D.元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成
4.下列关于有机物(
)的说法错误的是()
A.该分子中的5个碳原子可能共面
B.与该有机物含相同官能团的同分异构体只有3种
C.通过加成反应可分别制得烷烃、醇、卤代烃
D.鉴别该有机物与戊烷可用酸性高锰酸钾溶液
5.下列实验结果不能作为相应定律或原理的证据是()
A
B
C
D
勒夏特列原理
元素周期律
盖斯定律
阿伏加德罗定律
实
验
方
案
结果
左球气体颜色加深
右球气体颜色变浅
烧瓶中冒气泡,
试管中出现浑浊
测得ΔH为ΔH1、ΔH2的和
H2与O2的体积比约为2︰1
A.AB.BC.CD.D
6.下图甲是一种在微生物作用下将废水中的尿素CO(NH2)2转化为环境友好物质,实现化学能转化为电能的装置,并利用甲、乙两装置实现在铁上镀铜。
下列说法中不正确的是()
A.乙装置中溶液颜色不变
B.铜电极应与Y相连接
C.M电极反应式:
CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2↑+N2↑+6H+
D.当N电极消耗0.25mol气体时,铜电极质量减少16g
7.常温下,向50mL溶有0.1molCl2的氯水中滴加2mol/L的NaOH溶液,得到溶液pH随所加NaOH溶液体积的变化图像如下图所示。
下列说法正确的是()
A.若a点pH=4,且c(Cl-)=m·c(ClO-),则Ka(HClO)=
B.若x=100,b点对应溶液中:
c(OH-)>c(H+),可用pH试纸测定其pH
C.b~c段,随NaOH溶液的滴入,
逐渐增大
D.若y=200,c点对应溶液中:
c(OH-)-c(H+)=2c(Cl-)+c(HClO)
第Ⅱ卷(非选择题共58分)
二、非选择题(本卷包括必考题和选考题两部分。
第8~10题为必考题,每个试题考生都必须作答。
第11~12题为选考题,考生根据要求作答。
)
(一)必考题
8.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:
①组装装置如下图所示,保持温度约为65℃,先将30mL钛酸四丁酯[Ti(OC4H9)4]加入盛有无水乙醇的三颈烧瓶,再加入3mL乙酰丙酮,充分搅拌;
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,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________(填标号)。
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
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________(填标号)。
(4)测定样品中TiO2纯度的方法是:
精确称取0.2000g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0.1000mol·L-lNH4Fe(SO4)2溶液滴定至终点。
重复操作2次,消耗0.1000mol·L-1NH4Fe(SO4)2溶液的平均值为20.00mL(已知:
Ti3++Fe3++H2O=TiO2++Fe2++2H+)。
①加入金属铝的作用除了还原TiO2+外,另一个作用是________________。
②滴定时所用的指示剂为____________(填标号)
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________%。
9.磷及其化合物在工农业生产中具有重要用途。
回答下列问题:
(1)下图所示为提纯白磷样品(含惰性杂质)的工艺流程。
过程I中,被还原的元素是________(填元素符号),过程III的化学方程式为__________。
(2)磷酸钒锂/碳复合材料[Li3V2(PO4)3/C]是常用的电极材料,其制备流程如下:
①复合材料中V的化合价为________,C的作用是____________。
②V2O5与H2C2O4反应生成V2(C2O4)3的化学方程式为____________;“洗涤”时用乙醇而不用水的目的是________________。
③锂离子电池是一种二次电池,又称“摇椅”电池。
若用和LixC6和Li3V2(PO4)3/C做电极,放电时的电池总反应为LixC6+Li3-xV2(PO4)3=Li3V2(PO4)3+C6,则电池充电时阳极的电极反应式为___________。
10.NOx是空气的主要污染物之一。
回答下列问题:
(1)汽车尾气中的NO来自于反应:
N2(g)+O2(g)
2NO(g)。
如图表示在不同温度时,一定量NO分解过程中N2的体积分数随时间的变化。
则N2(g)+O2(g)
2NO(g)为________(填“吸热”或“放热”)反应。
2000℃时,向容积为2L的密闭容器中充入10molN2和5molO2,发生上述反应,10min达到平衡,产生2molNO,则10min内的平均反应速率υ(O2)=____mol·L-1·min-1。
(2)在汽车的排气管上加装催化转化装置可减少NOx的排放。
研究表明,NOx的脱除率除与还原剂、催化剂相关外,还取决于催化剂表面氧缺位的密集程度。
以La0.8A0.2BCoO3+X(A、B均为过渡元素)为催化剂,用H2还原NO的机理如下:
第一阶段:
B4+(不稳定)+H2→低价态的金属离子(还原前后催化剂中金属原子的个数不变)
第二阶段:
NO(g)+□→NO(a)ΔH1、K1
2NO(a)→2N(a)+O2(g)ΔH2、K2
2N(a)→N2(g)+2□ΔH3、K3
2NO(a)→N2(g)+2O(a)ΔH4、K4
2O(a)→O2(g)+2□ΔH5、K5
注:
□表示催化剂表面的氧缺位,g表示气态,a表示吸附态
第一阶段用氢气还原B4+得到低价态的金属离子越多,第二阶段反应的速率越快,原因是_____。
第二阶段中各反应焓变间的关系:
2ΔH1+ΔH2+ΔH3=________;该温度下,NO脱除反应2NO(g)
N2(g)+O2(g)的平衡常数K=_______(用K1、K2、K3的表达式表示)。
(3)工业废气中的NO和NO2可用NaOH溶液吸收。
向20mL0.1mo1·L-1NaOH溶液中通入含NO和NO2的废气,溶液pH随气体体积V的变化如图1所示(过程中温度保持不变),B点对应的溶液中c(HNO2)=c(NO2-),则A点对应溶液中c(NO2-)/c(HNO2)=________。
(4)氨催化还原法也可以消除NO,原理如图2所示,NO最终转化为H2O和________(填电子式);当消耗1molNH3和0.5molO2时,理论上可消除____________L(标准状况)NO。
(二)选考题
11、[化学—选修3:
物质结构与性质]
钛被称为继铁、铝之后的第三金属,其单质及化合物在航天、军事、航海、医疔等领域都有着重要的应用。
请回答下列问题:
(1)基态Ti原子的价电子轨道表示式为___________。
(2)化学式为[Ti(H2O)6]Cl3的绿色晶体是TiCl3的六水合物的一种晶型,该晶体中,与Ti3+形成配位键的原子是___________(填元素符号),该原子的杂化类型为___________杂化,该晶体所含元素中,电负性最大的元素是___________(填元素符号)。
(3)化学式为[Ti(H2O)5Cl]Cl2·H2O的绿色晶体是TiCl3的六水合物的另一种晶型,取1mol该晶体溶于水配成500mL溶液,加入足量AgNO3溶液使Cl-完全沉淀,消耗AgNO3的物质的量为___________mol。
(4)钛与卤素形成的化合物的熔沸点如下表所示,
TiCl4、TiBr4、TiI4的熔点和沸点呈现一定变化规律的原因是______________________。
(5)TiO2能溶浓硫酸并析出一种离子晶体,已知其中阳离子是以链状聚合物形式存在的钛酰阳离子,其结构如下图所示,阳离子化学式为___________,写出一种与SO42-互为等电子体的分子___________。
(6)下图是钛晶体在空间的一种堆积方式,此堆积方式名称为___________,钛原子的配位数为__________。
已知:
a=0.295nm,c=0.469nm,则该钛晶体的密度为___________g·cm-3(NA表示阿伏加德罗常数的值,列出计算式即可)。
12、[化学—选修5:
有机化学基础]
2一氨-3—氯苯甲酸是白色晶体,其制备流程如下:
回答下列相关问题
(1)
的名称是___________,2-氨-3-氯苯甲酸中含N官能团的电子式为___________。
(2)反应①中R代表的是___________,反应②的反应类型为___________。
(3)如果反应③中KMnO4的还原产物为MnSO4,请写出该反应的化学方程式___________。
(4)A的结构简式为___________,⑥的反应条件为___________。
(5)符合下列条件的同分异构体的结构简式为___________。
a式量比
大42的苯的同系物;
b与酸性KMnO4反应能生成二元羧酸
c仅有3种等效氢
(6)事实证明上述流程的目标产物的产率很低;据此,研究人员提出将步骤⑥设计为以下三步,产率有了一定提高。
分析产率提高的原因是___________。
答案及解析
1.【答案】A
【解析】
【详解】A.高锰酸钾溶液、次氯酸钠溶液、75%乙醇均可用于消毒杀菌,高锰酸钾溶液、次氯酸钠溶液是将物质氧化,而75%乙醇是使蛋白质变性,因此消毒原理不相同,A错误;
B.地沟油主要成分是油脂,属于酯,油脂在碱性条件下发生水解反应产生甘油和高级脂肪酸盐,高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分,B正确;
C.由于Fe粉具有还原性,所以为防止中秋月饼等富脂食品氧化变质,常在包装袋中放入还原铁粉,C正确;
D.“静电除尘”利用胶体的性质,使空气中的固体尘埃形成沉淀,减少空气中飘尘的含量;“燃煤固硫”是使煤中的S元素在燃烧时转化为硫酸盐留在炉渣中,因而可减少酸雨的形成;“汽车尾气催化净化”可以使尾气中的NO、CO在催化剂作用下转化为空气的成分气体N2、CO2,因而都能提高空气质量,D正确;
2.【答案】C
【解析】
【详解】A.1个甲基中含有9个电子,则1mol甲基(-CH3)所含的电子数为9NA,A错误;
B.分子式为C2H6O的有机物可能是乙醇CH3CH2OH(1个乙醇分子中含1个C—O键),也可能是二甲醚CH3-O-CH3(1个二甲醚分子中含2个C—O键),故不能确定其中含有的C-O键的数目,B错误;
C.乙烯和环丙烷(
)的最简式都是CH2,1个最简式中含有3个原子,14g由乙烯和环丙烷(
)组成的混合气体中含有最简式的物质的量是1mol,因此含有的原子总数为3NA,C正确;
D.在标准状况下四氯化碳呈液态,不能用气体摩尔体积计算四氯化碳物质的量,D错误;
3.【答案】A
【解析】
【详解】W的单质是一种常用的比能量高的金属电极材料,W是Li元素;因X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,X是C元素;元素Y的族序数等于其周期序数,Y为Al元素;Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,是短周期元素,且W、X、Y和Z的原子序数依次增大,Z为S元素。
A.W、Z形成的化合物Li2S,该物质是离子化合物,Li+的最外层只有两个电子,不满足8电子的稳定结构,A错误;
B.元素X与氢可形成原子个数比为1:
1的化合物为C2H2、C6H6、苯乙烯C8H8、立方烷C8H8等,化合物有很多种,B正确;
C.元素Z为S,元素X是C,二者形成共价化合物分子式是CS2,C正确;
D.元素Y是Al,Al的单质可以与强碱氢氧化钠溶液或盐酸反应放出氢气,D正确;
4.【答案】B
【解析】
【详解】A.联想乙烯的结构,该分子中一定共平面的碳原子有4个(碳碳双键中的碳原子、甲基上的碳原子、乙基中与双键碳直接相连的碳原子),结合单键可以旋转,乙基中另一C原子也可能在同一平面上,A正确;
B.该物质分子式是C5H10,具有相同官能团的同分异构体有CH2=CH-CH2CH2CH3、CH3CH=CH-CH2CH3、
、
,因此不是只有3种,B错误;
C.该不饱和烃与氢气加成制得烷烃,与水加成制得醇,与HX或卤素单质发生加成反应制得卤代烃,C正确;
D.烯烃可被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液褪色,而戊烷不能与酸性高锰酸钾溶液反应,因此可以用酸性高锰酸钾溶液鉴别,D正确;
5.【答案】B
【解析】A.反应2NO2(g)
N2O4(g)的△H<0,为放热反应,结合温度对化学平衡的影响分析;
B.HCl不是含氧酸,盐酸酸性大于碳酸与元素周期律无关;
C.结合盖斯定律内容分析;
D.根据电子守恒计算生成氢气和氧气物质的量,然后利用阿伏加德罗定律分析。
【详解】A.反应2NO2(g)
N2O4(g)正反应为放热反应,左边热水中升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,NO2浓度增大,所以左球气体颜色加深;右边冷水中降低温度,化学平衡向放热的正反应移动,NO2浓度减小,所以右球气体颜色变浅,因此能够用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.烧瓶中冒气泡,证明酸性:
HCl>碳酸,但由于HCl不是含氧酸,因此无法用元素周期律解释,试管中出现浑浊也不能说明碳酸的酸性强于硅酸(因为二氧化碳气体中混有HCl,HCl与硅酸钠溶液反应也会出现浑浊),B符合题意;
C.根据盖斯定律可知:
△H=△H1+△H2,因此能够用盖斯定律解释,C不符合题意;
D.根据电子守恒可知,电解水生成H2与O2的物质的量之比2:
1,结合阿伏加德罗定律可知,H2与O2的体积比约为2:
1,D不符合题意;
【点睛】本题考查化学实验方案评价的知识,涉及化学平衡的影响、阿伏加德罗定律、盖斯定律、元素周期律等知识,明确元素周期律内容、化学平衡的影响因素即可解答,试题培养了学生的综合应用能力。
6.【答案】D
【解析】
【详解】甲装置中N极上O2得到电子被还原成H2O,N为正极,M为负极;
A.乙装置中Cu2+在Fe电极上获得电子变为Cu单质,阳极Cu失去电子变为Cu2+进入溶液,所以乙装置中溶液的颜色不变,A正确;
B.乙装置中铁上镀铜,则铁为阴极应与负极X相连,铜为阳极应与正极Y相连,B正确;
C.CO(NH2)2在负极M上失电子发生氧化反应,电极反应式为CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2↑+N2↑+6H+,C正确;
D.N极电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O,当N电极消耗0.25mol氧气时,则转移n(e-)=0.25mol×4=1mol电子,Cu电极上的电极反应为Cu-2e-=Cu2+,所以Cu电极减少的质量为m(Cu)=
mol×64g/mol=32g,D错误;
7.【答案】D
【解析】
【详解】A.若a点pH=4,(H+)=10-4mol/L,溶液呈酸性,根据方程式知c(HClO)=c(Cl-)-c(ClO-),c(Cl-)=mc(ClO-),则c(HClO)=(m-1)c(ClO-),Ka(HClO)=
=
,A错误;
B.若x=100,Cl2恰好与NaOH溶液完全反应生成NaCl、NaClO,NaClO水解生成次氯酸,溶液呈碱性,但次氯酸具有漂白性,不能用pH试纸测pH,应选pH计测量,B错误;
C.b~c段,随NaOH溶液的滴入,溶液的pH不断增大,溶液中c(H+)减小,温度不变则Ka(HClO)=
不变,所以
减小,C错误;
D.若y=200,c点对应溶液中存在0.1molNaCl、0.1molNaClO、0.2molNaOH,根据电荷守恒得:
c(H+)+c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-)①,物料守恒得:
c(Cl-)=c(ClO-)+c(HClO)②,2c(Cl-)+2c(ClO-)+2c(HClO)=c(Na+)③,由①+③+②得:
c(OH-)=2c(Cl-)+c(HClO)+c(H+),D正确。
8.【答案】
(1).温度计
(2).冷凝回流(3).b(4).用含水20%的乙醇溶液代替水、缓慢滴液(5).Ti(OC4H9)4+2H2O=TiO2+4C4H9OH(6).a(7).与酸反应生成氢气,形成氢气氛围,防止Ti3+在空气中被氧化(8).b(9).80
【解析】
(1)根据水、无水乙醇和乙酰丙酮容易挥发分析解答;
(2)反应的焓变只与初始状态和终了状态有关;增大反应的活化能,反应速率减慢;降低反应的活化能,反应速率加快,据此分析判断;根据实验步骤②的提示分析判断;
(3)Ti(OH)4不稳定,易脱水生成TiO2,钛酸四丁酯[Ti(OC4H9)4]水解生成二氧化钛溶胶,据此书写反应的化学方程式;灼烧固体需要在坩埚中进行;
(4)根据Ti3++Fe3++H2O=TiO2++Fe2++2H+,说明Ti3+容易被氧化;并据此分析判断可以选用的指示剂,结合消耗的NH4Fe(SO4)2的物质的量计算样品中TiO2的质量分数。
【详解】
(1)根据装置图,仪器a为温度计,实验过程中为了防止水、无水乙醇和乙酰丙酮挥发,可以使用冷凝管冷凝回流,提高原料的利用率,故答案为:
温度计;冷凝回流;
(2)a.反应的焓变只与初始状态和终了状态有关,加入的乙酰丙酮,改变是反应的条件,不能改变反应的焓变,故a错误;b.增大反应的活化能,活化分子数减少,反应速率减慢,故b正确;c.反应的焓变只与初始状态和终了状态有关,加入的乙酰丙酮,改变是反应的条件,不能改变反应的焓变,故c错误;d.降低反应的活化能,活化分子数增多,反应速率加快,故d错误;故选b;根据实验步骤②的提示,制备过程中,用含水20%的乙醇溶液代替水、缓慢滴液,减慢钛酸四丁酯[Ti(OC4H9)4]水解的反应速率,故答案为:
b;用含水20%的乙醇溶液代替水、缓慢滴液;
(3)Ti(OH)4不稳定,易脱水生成TiO2,步骤②中钛酸四丁酯[Ti(OC4H9)4]水解生成二氧化钛溶胶,反应的化学方程式为Ti(OC4H9)4+2H2O=TiO2+4C4H9OH;灼烧二氧化钛凝胶需要在坩埚中进行,故选择的装置为a,故答案为:
Ti(OC4H9)4+2H2O=TiO2+4C4H9OH;a;
(4)①根据Ti3++Fe3++H2O=TiO2++Fe2++2H+,说明Ti3+容易被氧化,铝与酸反应生成氢气,在液面上方形成氢气氛围,防止Ti3+在空气中被氧化,故答案为:
与酸反应生成氢气,形成氢气氛围,防止Ti3+在空气中被氧化;
②酚酞溶液、淀粉溶液与NH4Fe(SO4)2溶液,现象不明显;KMnO4溶液也能氧化Ti3+,影响滴定结果,KMnO4不与Fe3+反应;根据滴定反应Ti3++Fe3++H2O=TiO2++Fe2++2H+可知,可以选用KSCN溶液作指示剂,当滴入最后一滴NH4Fe(SO4)2溶液,容易变成血红色,且半分钟不褪色,说明到达了滴定终点,故答案为:
b;
③消耗的NH4Fe(SO4)2的物质的量=0.02L×0.1000mol·L-1=0.002mol,则根据钛原子守恒,n(TiO2)=n(Ti3+)=n(Fe3+)=0.002mol,样品中TiO2的质量分数=
×100%=80%,故答案为:
80。
9.【答案】
(1).Cu、P
(2).2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C=6CaSiO3+10CO↑+P4(3).+3(4).增强复合材料的导电性(5).V2O5+5H2C2O4=V2(C2O4)3+4CO2↑+5H2O(6).减少产品损耗(7).Li3V2(PO4)3-xe-=Li3-xV2(PO4)3+xLi+
【解析】
【分析】
(1)根据图像,过程I中白磷与硫酸铜溶液反应生成磷酸和Cu3P;过程III中反应物为Ca3(PO4)2、SiO2和C,生成物为CaSiO3、CO和P4,结合氧化还原反应的规律分析解答;
(2)①复合材料Li3V2(PO4)3中锂元素化合价为+1价,磷酸根离子为-3价,根据正负化合价的代数和为0计算V的化合价;根据该复合材料是常用的电极材料,结合C是导体分析解答;②V2O5与H2C2O4反应生成V2(C2O4)3,V元素化合价降低则碳元素化合价升高,生成产物有二氧化碳和水,结合氧化还原反应的规律书写化学方程式;③根据放电的总反应可以得到充电时电池的总反应,结合电解原理分析解答。
【详解】(