2021“超级全能生”高三全国卷地区3月联考试题（甲卷）化学含解析

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“超级全能生”2021高考全国卷地区3月联考甲卷

理科综合 化学部分

注意事项：

1.本试题卷共8页，满分300分，考试时间150分钟。

2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡的相应位置。

3.全部答案在答题卡上完成，答在本试题卷上无效。

4.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。

5.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。

可能用到的相对原子质量：H 1  C 12  N 14  O 16  Na 23  Al 27  K 39  Fe 56  Cu 64

一、选择题(本题共13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)

7.古诗词是中华五千年文化史中的璀璨明珠。下列对有关古诗词蕴含的科学知识的说法中错误的是

A.“东篱把酒黄昏后，有暗香盈袖”说明微观粒子在不停地运动

B.“爝火燃回春浩浩，洪炉照破夜沉沉”中体现了两种能量转化形式

C.“大漠孤烟直”与“烟笼寒水月笼沙”两句中的“烟”均指固体小颗粒

D.“凿开混沌得乌金”与“野火烧不尽”分别涉及物理变化和化学变化

8.中草药紫苏的成分之一紫苏醛的结构简式如图所示，下列有关紫苏醛的叙述正确的是

A.其完全加氢产物的分子式为C10H18O

B.除－CH3上原子外所有原子可能共平面

C.含有三种官能团且能发生氧化、加成、取代反应

D.其芳香族同分异构体不可能含有醛基或酯基

9.燃煤烟气脱硝常用在富O2条件下，氨气选择性的与NO发生反应，某文献报道的一种在V2O5－WO3/TiO2催化剂上脱硝的反应机理如图所示，则下列说法正确的是

A.H－O－V4＋为该循环反应的催化剂，反应前后质量和化学性质均不变

B.该反应消除了NO和NH3的污染，生成了无毒无害的H2O和N2

C.反应1要在强碱性环境中进行

D.总反应一定为4NH3＋4NO＋O2＝4N2＋6H2O

10.我国科研人员研制出以钠箔和多壁碳纳米管为电极的可充电“Na－CO2”电池，工作过程中，Na2CO3与C均沉积在多壁碳纳米管电极上。其工作原理如图所示，下列叙述错误的是

A.充电时，电源电极a为正极，Na＋向钠箔电极方向移动

B.充电时，阳极反应式为2Na2CO3＋C－4e－＝3CO2＋4Na＋

C.采用多壁碳纳米管作电极可以增强吸附CO2的能力

D.放电时，电路中转移0.4 mol e－，多壁碳纳米管电极增重4.4 g

11.X、Y、Z、M、W为原子序数依次增大的前20号主族元素，X与Y原子最外层电子数之比为4：5，Z为金属，可与W最高价氧化物对应水化物的水溶液反应放出氢气，M的多种化合物常用于饮用水和环境杀菌消毒。下列有关说法正确的是

A.简单离子的半径：W>M>Z>Y

B.M、氧元素分别与Z形成的二元化合物所含化学键类型相同

C.X和Y形成的简单氢化物分子空间构型均为正四面体

D.简单氢化物的稳定性：M>Y

12.下列实验装置能达到相应目的的是

13.常温下用0.10 mol·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL同浓度的一元酸HX溶液，所得滴定曲线如图。下列说法正确的是

A.HX电离常数的数量级为10－3

B.B点溶液中：Kb>Ka

C.C点时：c(X－)>c(Na＋)>c(OH－)>c(H＋)

D.溶液呈中性时，加入NaOH物质的量与剩余HX的物质的量之比为103.2

三、非选择题(包括必考题和选考题两部分，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(本题共11题，共129分)

26.(14分)蓝色针状二草酸合铜酸钾晶体[K2Cu(C2O4)2·4H2O，M＝390 g/mol]是一种重要的化工原料，微溶于冷水，易溶于热水。其一种制备方法如下：

原理：2KHC2O4＋CuO＝K2Cu(C2O4)2＋H2O

步骤：

①制备CuO：取8 mmol CuSO4·5H2O置于100 mL烧杯中，加水溶解，在搅拌下加入含20 mmol NaOH溶质的溶液，加热至沉淀颜色不再变化，冷却后抽滤、洗涤；

②制备KHC2O4：取24 mmol H2C2O4·2H2O置于250 mL烧杯中，加水，微热溶解，稍冷后加入16 mmol K2CO3，溶解后生成KHC2O4和K2C2O4的混合溶液；

③制备K2Cu(C2O4)2：将KHC2O4和K2C2O4的混合溶液在80～85℃水浴中加热，再将CuO加入该溶液中，充分反应至沉淀溶解，趁热抽滤，用4～5 mL沸水洗涤不溶物2～3次，弃去不溶物；

④K2Cu(C2O4)2·4H2O晶体的生长：将步骤③所得滤液在热水浴中蒸发浓缩至40 mL，冷却至室温得蓝紫色针状晶体，过滤，用滤纸吸干，称其质量为2.30 g。

回答下列问题：

(1)步骤①中，加热至沉淀颜色变化为           时，可认为CuO已制备完成，在洗涤过程中，检验CuO沉淀是否洗涤干净的方法为                                       。

(2)步骤②中，生成KHC2O4，和K2C2O4的物质的量之比为           。

(3)抽滤装置中装置A的作用是                                                   。

(4)步骤③用沸水洗涤不溶物的目的是                                             。

(5)该实验中CuSO4的利用率为           %(保留1位小数)。

(6)对产品进行热重分析，其失重率曲线如图所示：

①A点到B点分解的化学方程式为                                            ；

②C点固体的成分为           。

27.(14分)还原铁粉为灰色或黑色粉末，其微观结构疏松，表面积极大，常用作食品保鲜及化工生产中的优质还原剂，用某赤铁矿石(含Fe2O3、FeO、CuO及少量Al2O3、MnO2等)制备还原铁粉及胆矾的实验流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式开始和完全沉淀时溶液的pH：

(1)酸浸过程中要不断用小火煮沸，除此以外，还可以采用什么方法能达到与煮沸相同的目的：                    (至少填两种)，加入氨水调pH应控制的pH范围是          。

(2)溶液I中加H2O2的目的是                                 (用离子方程式表示)，滤液III中含金属元素的离子除Na＋外，还有             。

(3)操作I步骤包括加适量稀H2SO4溶解、           、过滤、洗涤、干燥得产品。

(4)写出灼烧产物与X单质发生还原反应得到还原铁粉的化学方程式：                  。

(5)若滤液II中c(Al3＋)＝0.025 mol/L，加入氢氧化钠溶液，调节pH至Cu2＋沉淀完全(一般认为离子浓度小于10－5 mol/L)，溶液体积增加为原来的2.5倍，通过计算说明此时Cu(OH)2沉淀中是否混有Al(OH)3：           (填“是”或“否”)。(常温下Ksp[Cu(OH)2]＝2.0×10－20、Ksp[Al(OH)3]＝3×10－34)

(6)已知赤铁矿中铁元素含量为64%，若取赤铁矿原料10 g，制得的还原铁粉与足量稀硫酸反应，生成了标准状况下2.24 L的氢气，则该流程制取还原铁粉的产率为           。

28.(15分)氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料，氨的合成一直都是科研工作研究的重点。

(1)Haber－Bosch合成氨：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，该反应过程中的能量变化和化学键键能如图甲，通过计算可得x＝           。

(2)某温度下，向容积固定为2L的密闭容器中充入物质的量之和为4 mol的N2和H2，发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)  △H＝－92 kJ·mol－1，平衡时NH3(g)的体积分数(φ)与起始的关系如图乙所示。

①起始＝3时，反应经过5 min达到平衡状态，则0～5 min内平均反应速率v(NH3)＝           ，反应物的转化率α(N2)           (填“>”“<”或“＝”)α(H2)。图中C点起始压强为p0，用平衡分压代替平衡浓度计算该反应的平衡常数Kp＝         (列出表达式，用含p0的表达式表示，分压＝总压×物质的量分数)。

②起始＝4时，平衡体系中NH3(g)的体积分数可能是图像中的           点。

(3)电催化合成氨反应2N2(g)＋6H2O(g)4NH3(g)＋3O2(g)  △H，其原理如图丙所示。已知H2(g)的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，H2O(l)＝H2O(g)  △H＝＋44 kJ·mol－1。

①结合题(1)数据计算电催化合成氨反应△H＝           。

②电极a为           (填“阳极”或“阴极”)，电极b的电极反应式为              。

(4)锂催化非水相氮还原合成氨的反应机理及各步△G如图所示：

已知吉布斯自由能变化△G＝△H－T△S。

①从反应机理图可知，反应中第           步完成后，能自发完成后续反应。

②第II步反应的离子方程式为                                            。

(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－物质结构与性质](15分)

C、N、O、Al、Fe是五种重要的元素，其单质及化合物在诸多领域中都有广泛的应用，请完成下列问题：

(1)已知氰酸根(OCN－)与CO2互为等电子体，常以两种共振杂化体结构存在()，则有关OCN－相关元素的说法正确的是           。

A.电负性大小顺序：O>N>C>Al

B.第一电离能大小顺序：O>N>C>Al

C.氰酸根中C原子是sp杂化

D.含氧酸HOCN的水溶液中只存在酸与水分子间的氢键

(2)Fe与Al均能与氯气反应生成三氯化物，已知FeCl3沸点315℃，400℃时也能形成类似Al2Cl6这样的双聚物，则FeCl3属于      晶体，气态氯化铁(Fe2Cl6)分子中具有      个配位键。

(3)羰基铁[Fe(CO)5]与二茂铁[Fe(C5H5)2]是两种重要的配合物，测定表明二茂铁中配体环戊二烯离子的结构简式为，且所有氢原子的化学环境都相同，则下列说法中正确的是           。

A.二茂铁的中心粒子与配体间存在离子键，且配体中存在一个键

B.在两种配体中碳原子均为sp2杂化

C.羰基铁中，配体中配位原子为C原子，且配体与CN－是等电子体

D.两种配合物的中心粒子价电子排布图均为

E.1 mol羰基铁中有10 NA个σ键和10 NA个π键

(4)NH3和NF3是氮的两种重要化合物，它们的价层电子对互斥模型均为           ，NF3的沸点(－129℃)比NH3的沸点(－33℃)低很多，原因是                              ，NF3键角(102.5°)比NH3键角(107°)也小，原因是                                   。

(5)氮化铝陶瓷是一种类似金刚石氮化物的新型无机非金属材料，晶体结构及相关信息如图所示，设NA表示阿伏加德罗常数的值，则氮化铝化学式为              ，此晶体的密度为           g·cm－3(列算式并化简)。

36.[化学－有机化学基础](15分)

聚苯醚(PPO)是一种性能优异的热塑性工程塑料，其一种合成路线如下：

已知：R＝NO2R－NH2

回答下列问题：

(1)苯的同系物A中碳的质量分数为90.6%，A的名称为           。

(2)条件1为           ，C中官能团名称为           。

(3)反应⑤的反应类型为           。

(4)写出反应⑥的化学方程式：                                            。

(5)对合成产物PPO进行核磁共振氢谱分析，如图。在PPO结构简式上用*标出谱图上吸收峰c所表示的氢原子：                                            。

(6)F有多种同分异构体，其中能使FeCl3溶液发生显色反应的有           种(不包括F本身)。写出苯环上一氯代物只有两种结构的结构简式：                      (任写一种)。