北京市海淀区高三期末化学逐题解析.docx
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北京市海淀区高三期末化学逐题解析
海淀区2020～2021学年第一学期期末试卷逐题解析
高三化学2021.1
本试卷共8页，100分。
考试时长90分钟。
考生务必将答案答在答题纸上，在试卷上作答无效。
考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。
可能用到的相对原子质量H1C12O16Na23Cl35.5Fe56
第一部分
本部分共14题，每题3分，共42分。
在每题列出的四个选项中，选出最符合要求的一项。
1．下列发电厂（站）的电能由化学能直接转化而成的是
【答案】A
【解析】
考点：
化学能与电能的相互转化
A选项，燃料电池为化学电源中的原电池，是由化学能直接转化为电能的装置，故正确
B选项，地热发电利用热能转化为电能，故不正确
C选项，风力发电利用风能转化为电能，故不正确
D选项，水力发电利用动能转化为电能，故不正确
2．化学与生活息息相关，下列说法不正确的是
A．淀粉属于多糖
B．天然药物无毒副作用，可以长期服用
C．与铜质水龙头连接处的铁质水管更易被腐蚀
D．医疗垃圾有多种致病微生物，可用高温焚烧处理
【答案】B
【解析】
考点：
化学与生活
A选项，淀粉为高分子化合物属于多糖，故正确
B选项，天然药物也会对人体产生毒副作用，只是作用较慢，故不正确
C选项，铜制水龙头与铁质水管接触形成电化学腐蚀可以加快腐蚀速率，故正确
D选项，高温可以有效杀死细菌和微生物，故正确
3．下列化学用语正确的是
A．中子数为18的氯原子：
B．CO2分子的电子式：
C．顺-2-丁烯的结构简式：
D．Al3+的结构示意图：
【答案】C
【解析】
考点：
顺反异构和原子结构内容，其中原子结构涉及到核素，电子式粒子结构示意图。
A选项，质量数=质子数+中子数。
质量数=18，质子数=17，中子数=18-17=1
B选项，CO2电子式：
C选项，正确
D选项，本题考查离子结构示意图，Al3+
4．右图为甲烷燃料电池的装置示意图，下列说法正确的是
A．a极为正极
B．K+由a极向b极迁移
C．工作一段时间后，b极附近的pH会减小
D．a极的电极反应为CH4+6OH--8e-==CO32-+5H2O
【答案】B
【解析】
考点：
原电池中的燃料电池。
A选项，本题中CH4做负极反应物，空气中氧气作正极反应物，所以a为负极，b为正极，故错误
B选项，K+应向正极移动，即b极，故正确；
C选项，b极电极式：
O2+4e-+2H2O==4OH-，c（OH-）增大，碱性增强，pH增大，故错误
D选项，a极电极式：
CH4+10OH--8e-==CO32-+7H2O，故错误。
5．下列对化学用语对事实的表述不正确的是
A．工业上用乙醛催化氧化法制乙酸：
2CH3CHO+O2
2CH3COOH
B．向AgNO3溶液中加入过量氨水：
Ag++NH3·H2O==AgOH↓+NH4+
C．用Na2S除去工业废水中的Hg2+：
Hg2++S2-==HgS↓
D．电镀铜的阴极反应：
Cu2++2e-==Cu
【答案】B
【解析】当氨水过量时，AgOH沉淀溶解，生成Ag（NH3）2OH
AgOH+2NH3·H2O==Ag（NH3）2OH+2H2O故B错误
6．2Na2S2O3+I2==2NaI+Na2S4O6是定量分析中的常用反应。
下列说法不正确的是
A．反应中，I2表现了氧化性
B．反应中，每生成1molNa2S4O6，有4mole-发生转移
C．Na2S2O3是含有共价键的离子化合物
D．Na2S2O3在空气中放置会变质，产物可能有Na2SO4
【答案】B
【解析】根据化学反应前后化合价变化情况，每生成1molNa2S4O6转移2mole-。
故B错误
7．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，Y的原子最外层只有一个电子，Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料。
下列说法正确的是
A．原子半径：
r（W）>r（Z）>r（Y）>r（X）
B．Z的非金属性比X的强
C．由X、Y组成的化合物中可能含有共价键
D．Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性比W的强
【答案】C
【解析】根据题意分析X为O；Y为Na；Z为Si；W为P、S、Cl中的一种。
A项原子半径应为：
r（Y）>r（Z）>r（W）>r（X），故A错误；
B项同主族元素核电荷数越小非金属性越大，故X>Z，B项错误
C项X和Y可组成的Na2O2因此可能含有共价键，C项正确
D项Z的非金属性弱于W，所以Z的最高价氧化物对应的水化物酸性弱于W，D项错误。
故本题选C。
8．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A．由水电离的c（H+）=10-12mol/L的溶液中：
Na+、NH4+、Cl-、K+
B．无色溶液中：
Na+、K+、Cr2O72-、NO3-
C．含有I-的溶液中：
H+、Na+、Cl-、NO3-
D．pH=14的溶液中：
K+、ClO-、CO32-、Cl-
【答案】D
【解析】
A选项，水电离的c（H+）=10-12mol/L＜10-7mol/L，则溶质抑制水的电离，溶液含有大量H+或者OH-，OH-与NH4+不能共存，错误；
B选项，无色溶液中不能存在有色离子，Cr2O72-显橙色，错误；
C选项，H+与NO3-具有强氧化性，I-具有强还原性，三者会发生氧化还原反应，不能大量共存，错误；
D选项，pH=14的溶液含有大量OH-，OH-与各离子之间皆可共存，正确。
9．下列实验能达到相应目的的是
【答案】D
【解析】
A选项，溴水能与苯酚发生取代反应，生成的三溴苯酚可溶于苯，无法达到实验目的，错误；
B选项，铁钉在中性溶液中主要发生吸氧腐蚀，错误；
C选项，浓硫酸在加热条件下，可将乙醇碳化生成碳。
碳与浓硫酸在加热条件下，生成二氧化硫。
二氧化硫与挥发出的乙醇均可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应而褪色，错误；
D选项，NO2气体中存在自聚反应：
2NO2（g，红棕色）⇌N2O4（g，无色）△H＜0，可证明此实验，正确。
9．PCT树脂是一种应用广泛的高聚物，其结构式为
，它可由有机物X
与另一种有机物Y反应制得。
下列说法不正确的是
A．X可与H2发生加成反应生成Y
B．Y的核磁共振氢谱有4组峰C
C．X、Y生成PCT的反应属于缩聚反应
D．PCT制品应避免长时间与碱性物质接触
【答案】A
【解析】
A选项，根据题干可知，Y为
。
X与氢气加成生成
，错误；
B选项，Y有四种氢原子，核磁共振氢谱有四组峰，正确；
C选项，X与Y生成PCT树脂是建立在酯化反应基础上的缩聚反应，正确；
D选项，PCT树脂链节上有酯基，在碱性条件下会水解，正确。
11．常温下，向20mL0.1mol/L的某一元酸（HA）溶液中加入几滴酚酞溶液，再逐滴滴加0.1mol/LNaOH溶液，测得滴定曲线如右图。
下列说法不正确的是
A．V（NaOH）=10mL时，c（HA）>c（A-）
B．pH=7时，V（NaOH）<20mL
C．滴定终点时，溶液由无色变为浅红色
D．a点的水的电离程度大于b点的水的电离程度
【答案】A
【解析】
A选项，V（NaOH）=10ml时，溶质成分：
HA、NaA。
依图可知，溶液pH＜7，HA的电离程度大于A-的水解程度，c（HA）＜c（A-），错误；
B选项，pH=7时，溶质成分是HA、NaA。
HA未消耗完，V（NaOH）＜20ml，正确；
C选项，酚酞遇碱变红，遇酸不变色。
达到滴定终点时，溶液从无色变为红色，正确；
D选项，a点溶质成分是NaA，存在A-离子水解，促进水电离；b点溶质成分是NaOH、NaA，NaOH电离出的OH-对水的电离有抑制作用，正确。
12．近期，天津大学化学团队以CO2和辛胺为原料实现了甲酸和辛腈的高选择合成，装置工作原理如右图，下列说法正确的是
A．Ni2P电极与电源负极相连
B．辛胺转化为辛腈发生了还原反应
C．In/In2O3-x电极上可能有副产物H2生成
D．在In/In2O3-x电极上发生的反应为
CO2+H2O-2e-==HCOO-+OH-
【答案】C
【解析】通过装置原理图可知在In/In2O3-x电极上发生CO2转化为HCOO-的反应，根据化合价变化可知为还原反应，则该电极为阴极，与电源负极相连，电极方程式为：
CO2+2e-+H2O==HCOO-+OH-，故A，D错误；Ni2P电极为阳极，与电源正极相连，发生氧化反应，故B错误；水可能在阴极放电产生H2，故C正确。
13．某种含二价铜微粒[CuⅡ（OH）（NH3）]+的催化剂可用于汽车尾气脱硝，催化机理如图1，反应历程中不同态物质体系所含的能量如图2。
下列说法不正确的是
A．总反应的焓变△H<0
B．状态②到状态③发生的是氧化还原反应
C．状态③到状态④变化过程中有O-H键的生成
D．总反应的化学方程式为8NH3+2NO+5O2==12H2O+5N2
【答案】D
【解析】A项，根据图2反应物能量＞生成物能量，故反应放热，反应热小于0，A正确；B项，根据图1状态②到状态③可知，Cu的价态出现变化故反应为氧化还原反应，B正确；C项，状态③到状态④，反应物中无O-H键，产物有H2O生成，故状态③到状态④有O-H键形成，C正确；D项，由图1可知，NH3与NO为1:
1参与反应，正确反应为4NH3+4NO+O2=6H2O+4N2故D错误。
14．某小组同学探究金属Na、Mg与酸反应的速率，进行下列实验。
下列说法不正确的是
A．上述实验不能说明Na比Mg的金属性强
B．上述实验能说明相同温度下，金属Na与酸的反应速率比金属Mg与酸的反应
速率慢
C．金属Na、Mg与盐酸的反应速率与反应物的接触面积等因素有关
D．向实验１所得溶液中通入HCl气体，会继续析出白色沉淀
【答案】B
【解析】A项，相同时间内，实验1的气球直径小于实验2，故无法说明金属性Na＞Mg，A正确；B项，由于实验1沸腾而实验2不沸腾，所以两个实验温度不同，B错误；C项，由于实验1中钠表面产生白色固体，覆盖表面，故两实验中金属表面接触面积不同，反应速率不同，C正确；D项，根据实验1的实验现象可知目前溶液中NaCl为过饱和状态，故再通入HCl气体，会使c（Cl-）增大，使NaCl继续析出，D正确。
第二部分
本部分共5题，共58分。
15．（11分）丁烯（C4H8）是重要的化工原料，可由丁烷（C4H10）催化脱氢制备，反应如下：
CH3CH2CH2CH3（g）⇌CH2=CHCH2CH3（g）+H2（g）ΔH
已知：
ⅰ.该工艺过程的副产物有炭（C），生成的积碳会附着在催化剂表面，影响催化剂活性。
ⅱ.温度过高会引发正丁烷裂解生成低碳烃类的副反应。
ⅲ.H2（g）+
O2（g）==H2O（l）ΔH1
CH3CH2CH2CH3（g）+
O2（g）==4CO2（g）+5H2O（l）ΔH2
CH2=CHCH2CH3（g）+6O2（g）==4CO2（g）+4H2O（l）ΔH3
（1）用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示丁烷催化脱氢反应的焓变ΔH=。
（2）寻找高效催化剂是脱氢反应重要的研究课题之一。
①催化剂使用一段时间后活性会下降，通入适量氢气可使其改善，氢气的作用是。
②其他条件相同时，以SiO2为载体与不同质量分数的CrOx组合，催化效果相关数据如下表。
实验组
催化剂组成
正丁烷转化率/%
正丁烯收率/%
1
无催化剂
5
0.35
2
SiO2
5
0.35
3
SiO2+9%CrOx
25.5
18.3
4
SiO2+15%CrOx
27.5
20.65
5
SiO2+21%CrOx
24
17.87
下列说法正确的是（填序号）。
a．脱氢反应中SiO2不起催化作用
b．CrOx的含量越高，反应的催化效果越好
c．CrOx的含量对丁烷脱氢反应的焓变无影响
（3）其他条件相同，30min时测得正丁烷转化率、正丁烯收率随温度的变化如图1。
[收率=（生成某产物的原料量/投入的原料量）x100％]
①实际生产的温度选择590℃，由图1说明其依据是。
②590℃时，向体积为1L的密闭容器中充入3mol正丁烷气体，据图1计算
0~30min内生成正丁烯的平均反应速率为mol/（L·min）。
（4）其他条件相同，30min时测得正丁烷转化率、正丁烯收率随进料气中n（H2）/n（C4H10）
的变化如图2。
图2中，n（H2）/n（C4H10）＞2.5后，正丁烷转化率和正丁烯收率呈减小
趋势，可能的原因是。
【答案】
（1）ΔH2-ΔH3-ΔH1
（2）①H2可以除去积碳，提高催化剂活性②ac
（3）①图一中590℃时正丁烯的收率最高，副产物收率较低。
②0.02
（4）答案一：
H2含量过高，导致主反应CH3CH2CH2CH3（g）⇌CH2=CHCH2CH3（g）+H2（g）的化学平衡逆向移动
答案二：
H2含量过高，不利于反应物与催化剂充分接触，导致反应速率下降
【解析】
（1）盖斯定律
（2）①根据已知i，该工艺过程的副产物有碳，生成的积碳会附着在催化剂表面，影
响催化剂活性。
故加入H2的目的是减少附着在催化剂表面的C
②a.由实验1、2可知，加入SiO2对正丁烷的转化率和正丁烯的收率无影响。
故a正确；b.由实验4、5可知，CrOX含量增加，正丁烷的转化率和正丁烯的收率降低。
故b错误；c.焓变只与反应体系的起始状态和终了状态有关，与催化剂无关。
故c正确
（3）①高于590℃，正丁烷发生副反应，裂解生成低碳烃类，使正丁烯的收率降低。
低于590℃，正丁烷的转化率和正丁烯的收率均较低。
②根据已知的收率公式可得出0-30min正丁烯变化的物质的量浓度为0.6mol/L
（4）n（H2）/n（C4H10）>2.5时，H2含量过高，使CH3CH2CH2CH3（g）⇌CH2=CHCH2CH3（g）+H2（g）逆向移动，故正丁烷的转化率和正丁烯的收率呈减小趋势
16.（10分）汽车尾气中的氮氧化物（NOX）对环境有危害，可利用化学方法实现氮的转化，从而降低氮氧化物排放。
（1）CO、HC（碳氢化合物）和NH3等均可在催化剂作用下，将NOX转化为N2。
①CO在氮的转化过程中体现了___________性。
②NH3和NO反应的化学方程式为__________________。
（2）利用电解装置可以将尾气中的NO转化为尿素[CO（NH2）2，其中碳的化合价为+4价，属于非电解质]，工作原理如右图。
①阴极的电极反应式为___________。
②反应一段时间后，阳极区的pH基本不变，结合化学用语解释原因：
____________。
③用NO2-代替NO进行电化学反应，研究表明阴阳反应的历程如下：
Ⅰ.CO2+2H++2e-==CO（pre）+H2O
Ⅱ.………
Ⅲ.CO（pre）+2NH2（pre）==CO（NH2）2
其中，CO（pre）表示CO前体，NH2（pre）表示NH2前体。
用化学用语表示步骤Ⅱ的反应
___________。
【答案】
（1）①还原②4NH3+6NO
5N2+6H2O
（2）①CO2+2NO+10e-+10H+==CO（NH2）2+3H2O
②阳极发生反应：
H2－2e－==2H＋，根据闭合回路中电量守恒，同时会有等量的
H＋通过质子交换膜从阳极区进入阴极区，因此，阳极区的pH基本不变。
③2NO2-+10e-+12H+==2NH2（pre）+4H2O
【解析】
（1）①由题可知CO可在催化剂作用下将NOX转化为N2因此CO体现还原性
②NH3在催化剂作用下将NOX转化为N2，故方程式为
4NH3+6NO
5N2+6H2O
（2）①由图可知阳极反应物为CO2+N2生成物为CO（NH2）2,溶液为酸性，已知尿素中
C为+4价故方程式为
CO2+2NO+10e-+10H+==CO（NH2）2+3H2O
②pH基本不变，即H+的产生与消耗的物质的量相同，由题可知阳极反应
H2-2e-==2H+，根据电荷守恒得出结论
③由题可知NO2-代替NO,故反应物为NO2-，生成物为NH2（pre），配平可得
2NO2-+10e-+12H+==2NH2（pre）+10H2O
17．（12分）苯巴比妥是一种巴比妥类的镇静剂及安眠药，其合成路线如下图（部分
试剂和产物略）。
（1）A→B的反应类型为反应。
（2）C→D的化学方程为。
（3）试剂X为（写结构简式）。
（4）E中所含官能团的名称为。
（5）已知苯巴比妥的分子结构中含有2个六元环，其结构简为。
（6）符合下列条件的D的同分异构体共有种（不考虑立体异构）。
①属于芳香族化合物；②能发生水解反应；
③能发生银镜反应；④苯环上只有一个取代基。
（7）乙基巴比妥也是一种常见的镇静剂，可用CH3CH2OH和CH2（COOH）2等为原料合成，将合成路线补充完整：
【答案】
（1）取代反应
（2）
（3）CH3CH2Br
（4）酯基
（5）
（6）5种
（7）
【解析】
（1）A到B从分子式上可以看出A少了1个氢原子B多了1个氯原子，则为取代反应，所以A到B的反应类型为取代反应。
（2）根据反应条件和C的结构可以确定C到D为酯化反应。
所以反应方程是为
（3）根据反应方程式机理
，从F可以逆推出试剂X的化学式为C2H5Br。
（4）同时可以推出E的结构简式为
，所以E中的官能团名称为酯基。
（5）根据反应机理
可知F和反应物
发生取代反应，所以苯巴比妥的结构简式为
（6）由题目已知信息可知D的同分异构体既可以发生银镜反应又可以发生水解反应，则为甲酸某酯，且只有一个侧链，所以只需要移动碳链上碳原子即可，因此共有以下5种结构
（7）
和CH3CH2OH在浓硫酸加热条件下生成
，由反应原理i和目标产物还需CH3CH2Br，则由CH3CH2OH与HBr在加热条件下发生取代反应生成CH3CH2Br，由
和CH3CH2Br在KOC（CH3）3条件下生成
，结合机理ii,在CO（NH2）2和CH3CH2ONa条件下生成最终的目标产物。
18．（13分）聚合硫酸铁（PFS）是一种性能优异的无机高分子絮凝剂，其化学式通常表示为[Fe（OH）2a（SO4）3-a]b。
某化工厂制备PFS并用其处理废水。
I.用硫酸铜废液制备PFS
（1）试剂A为＿＿。
（2）“控温氧化”时发生反应的离子方程式为＿＿。
（3）测定PFS样品中的n（OH-）:
取ag样品，溶解于V1mLc1mol/LHCl溶液中，用KF溶液掩蔽Fe3+（使Fe3+不能与OH-反应），滴入酚酞溶液，再用c2mol/LNaOH溶液滴定，到达滴定终点时消耗NaOH溶液体积为V2mL。
agPFS样品中的n（OH-）=＿＿mol。
II．用石灰乳-PFS法处理酸性含砷废水
已知：
.常温下，Ca3（AsO4）2、CaHAsO4的KSP均大于FeAsO4的的KSP，Fe2（HAsO4）3可溶；
.常温下，溶液中含砷微粒的物质的量分数与pH的关系如右图。
（4）下列说法不正确的是___________（填序号）。
a.NaH2AsO4溶液的pH<7
b.pH=11.5时，c（H2AsO4-）+2c（HAsO42-）+3c（AsO43-）+c（OH-）=c（H+）
c.Na3AsO4溶液中，3c（Na+）=c（AsO43-）+c（HAsO42-）+c（H2AsO4-）+c（H3AsO4）
（5）“一级沉降”中，石灰乳的作用是____________________________。
（6）“二级沉降”中，溶液的pH在8～10之间，PFS形成的Fe（OH）3胶体粒子可通过沉淀反应进一步减少溶液中的As含量，反应的离子方程式为___________________。
（7）溶液的pH和m（Fe）/m（As）对As去除率的影响如右图。
若某酸性含砷废水中As含量为20mg/L，为达到排放标准（As含量≤1mg/L），从节约成本的角度考虑，工业上选择的最佳条件是__________（填序号）。
a.pH=8.2m（Fe）/m（As）=5b.pH=8.2m（Fe）/m（As）=8
c.pH=9.0m（Fe）/m（As）=5d.pH=9.0m（Fe）/m（As）=8
[注：
m（Fe）/m（As）]指PFS中Fe元素质量与对应废水中As元素质量之比]
【答案】
（1）Fe
（2）2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O
（3）（c1.V1–c2.V2）×10-3
（4）bc
（5）中和酸性溶液，调节溶液pH；形成CaSO4、Ca3（AsO4）2沉淀，去除部分SO42-和H3AsO4
（6）Fe（OH）3+HAsO42-==FeAsO4+2OH－+H2O
（7）c
【解析】
（1）依据题意需除铜引铁，故A为铁粉。
（2）搅拌过滤后，滤液中含有Fe2+，而PFS固体中铁为+3价，故控温氧化过程中H2O2将Fe2+氧化为Fe3+溶液，为酸性环境，故离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O
（3）加入HCl溶液中n（HCl）=c1.V1.10-3mol，与过量HCl反应的NaOH的物质的量为c2.V2.10-3。
故与PFS中OH-反应的HCl的物质的量为c1.V1.10-3-c2.V2.10-3，所以n（OH-）=
（c1.V1–c2.V2）×10-3
（4）a.依据已知
图，H2AsO4-大量存在时，pH<7，所以NaH2AsO4溶液的pH<7，故a选项正确。
b.选项考察电荷守恒，在pH=11.5时，溶液中除H+还存在其他阳离子，故b选项错误。
c.选项考察物料守恒，应为c（Na+）=3[c（AsO43-）+c（HAsO42-）+c（H2AsO4-）+c（H3AsO4）]，故c选项错误。
（5）加入石灰乳，提供Ca2+和OH-，Ca2+可根据一级沉降分析出为除去部分砷元素，OH-可调节pH值，改变砷元素的存在形式，方便二级沉降，所以作用为除去部分砷元素以及调节pH值。
（6）由题目可知，Fe（OH）3转化为FeAsO4除去，体系pH在8-10，砷元素主要以HAsO42-形式存在，砷元素最后含量为1mg/L，说明PFS量要稍大一些，所以
Fe（OH）3+HAsO42-==FeAsO4+2OH－+H2O
（7）由图可知pH=9.0的条件下，As去除率更高，m（Fe）/m（As）为5或8时，As去除率相差不大，但m（Fe）/m（As）为8时，所需PFS用量更大，故从节约成本的角度考虑，工业上选择的最佳条件为pH=9.0，m（Fe）/m（As）为5，故c选项正确。
19.（12分）实验小组探究酸对
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