河南省名校联盟2020-2021学年高三下学期开学考试化学试题（ 含答案解析）

河南省名校联盟2020-2021学年高三下学期开学考试

化学

可能用到的相对原子质量：H 1   C 12   N 14   O 16   Na 23   Al 27   P 31   S 32   Cl 35.5    Ca 40

一、选择题：本题共7个小题，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。

1.化学与生活息息相关，下列对生活常识中化学原理的解读错误的是(   )

A.牵牛花有红色和蓝色是因牵牛花里的一种色素遇到土壤的酸碱性不同而引起的

B.蚊虫叮咬后可用稀氨水涂抹止痒是因为氨水能中和蚁酸(甲酸)

C.用碘伏涂抹伤口是因为其中含有具有氧化性的碘酸钾，能杀死细菌

D.长期盛放碱性物质的瓷碗会失去光泽是因为陶瓷中的二氧化硅能与碱反应

2.用代表阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是(   )

A.3.6 g晶体中阴离子的数目为0.1

B.将7.1 g通入水中，转移电子数为0.1

C.标准状况下，11.2 L混合气体含有的氧原子数为

D.室温下，1 L pH=13的NaOH溶液中，由水电离出的的数目为0.1

3.增塑剂DCHP可由环己醇制得。环己醇和DCHP的结构筒式如图所示，下列说法错误的是(   )

A.DCHP的分子式为                                    B.环己醇的一氯代物有3种

C.可以用金属钠来鉴别环己醇和DCHP                     D.DCHP能发生水解反应

4.下列操作能达到相应实验目的的是(    )

A.A  B.B  C.C  D.D

5.我国科学家成功合成了世界上首个含五氮阴离子的盐，局部结构如图，其中含有两种10电子离子、一种18电子离子。X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期元素，且均不在同一族。下列说法不正确的是(   )

A.常温下，X、Y、Z、M的单质均为气体

B.在该盐中，存在极性共价键和非极性共价键

C.X、Y形成的最常见化合物的水溶液显碱性

D.M的氧化物对应的水化物均为强酸

6.微生物燃料电池可用于有机废弃物的处理，某微生物燃料电池工作原理如图所示[废弃物用表示]。下列说法错误的是(   )

A.X是，膜为质子膜

B.负极上的电极反应式：

C.当电路中转移0.4 mol电子时，b极上消耗2.24 L

D.a极的电势低于b极

7.25℃时，向10.00 mL 0.1000溶液中滴加相同物质的量浓度的氨水，测得混合溶液中随滴加氨水体积的变化如图所示，下列说法错误的是(   )

A.水的电离程度：

B.的数量级为

C.点满足

D.点满足

二、非选择题：共58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：共43分。

8.（15分）一水硫酸四氨合铜晶体[]常用作杀虫剂，媒染剂，在碱性镀铜中也常用作电镀液的主要成分，在工业上用途广泛。常温下该物质可溶于水，难溶于乙醇，在空气中不稳定，受热时易发生分解某化学兴趣小组以Cu粉、3的硫酸、浓氨水、10%NaOH溶液、95%的乙醇溶液、0.500稀盐酸、0.500的NaOH溶液来制备一水硫酸四氨合钢晶体并测定其纯度。

Ⅰ.溶液的制取

①实验室用铜与浓硫酸制备硫酸铜溶液时，往往会产生有污染的气体，随着硫酸浓度变小，反应会停止，使得硫酸利用率比较低。

②实际生产中往往将铜片在空气中加热，使其氧化生成CuO，再溶解在稀硫酸中即可得到硫酸铜溶液；这一过程缺点是铜片表面加热易被氧化，而包裹在里面的铜得不到氧化。

③已知的沸点是150℃，溶液的浓度对铜片的溶解速率有影响。现通过如图装置将少量30%的溶液浓缩至40%，在B处应增加一个设备，所以工业上进行了改进，可以在浸入硫酸中的铜片表面不断通，并加热；也可以在硫酸和铜的混合溶液中滴加溶液。

④趁热过滤得蓝色溶液

(1)某同学在上述实验制备硫酸铜溶液时铜有剩余，该同学将制得的溶液倒入另一蒸发皿中加热浓缩至有晶膜出现，冷却析出的晶体中含有白色粉末，试解释其原因：___________________________。

(2)若按③进行制备，请写出Cu在作用下和稀硫酸反应的化学方程式：__________________。

(3)溶液的浓度对铜片的溶解速率有影响。现通过如图装置将少量30%的溶液浓缩至40%，在B处应增加一个设备，该设备的作用是______________________，馏出物是____________________________。

Ⅱ.晶体的制备

将上述制备的溶液按如图所示进行操作。

(1)硫酸铜溶液含有一定的硫酸，呈酸性，加入适量调节溶液pH，产生浅蓝色沉淀，已知其成分为，试写出生成此沉淀的离子反应方程式：____________________。

(2)继续滴加，会转化生成深蓝色溶液，请写出从深蓝色溶液中析出深蓝色晶体的方法：_______________________；并说明理由：_____________________。

Ⅲ.产品纯度的测定

精确称取晶体，加适量水溶解，注入图示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，并用蒸馏水冲洗导管内壁，用的盐酸标准溶液完全吸收。取下接收瓶，用0.500 NaOH标准溶液滴定过剩的HCl(选用甲基橙作指示剂)，到终点时消耗NaOH溶液。

(1)玻璃管2的作用为_______________________。

(2)样品中产品纯度的表达式：_________________(不用化简)。

下列实验操作可能使氨含量测定结果偏低的原因是_______________________。

A.滴定时未用NaOH标准溶液润洗滴定管

B.滴定过程中选用酚酞作指示剂

C.读数时，滴定前平视，滴定后俯视

D.取下接收瓶前，未用蒸馏水冲洗插入接收瓶中的导管外壁

E.由于操作不规范，滴定前无气泡，滴定后滴定管中产生气泡

9.（15分）铜电解精炼过程中产生黑铜泥(含Cu、As、Sb、Bi等单质)，由黑铜泥制备砷酸铜的工艺流程如下：

已知：①酸浸渣的主要成分为Sb和Bi。    ②酸浸液中含有(为弱酸)。

回答下列问题：

(1)酸浸过程中，应采用的加热方式为________________，通入空气的目的是_____________________________。

(2)如图为酸浸过程中反应温度对Cu、As浸出率的影响，生产时选择浸出温度为80℃的原因是___________________。

(3)若一次结晶得到的硫酸铜晶体杂质较多，要得到较纯的硫酸铜晶体，可采用的操作为__________________________。

(4)沉砷酸铜步骤中发生反应的离子方程式为______________________。

(5)黑铜泥中的As是在电解精炼铜的过程中，电解液中的在电极上发生反应得到的，得到As的电极为电解池的______极，该过程的电极反应式为_________                       _____________。

10.（13分）为了节能减排，提高资源的利用率，某探究实验采用CO和合成乙醇燃料。

（1）采用CO和与合成乙醇。已知：

写出由和反应合成和的热化学方程式：____________。

（2）采用CO和二甲醚催化合成乙醇。

反应①：

反应②：

压强为时，温度对二甲醚和乙酸甲酯平衡转化率的影响如图甲所示，则（填“>”或“<”）0。

温度对平衡体系中乙酸甲酯的含量和乙醇含量的影响如图乙所示。在300K~600K范围内，乙酸甲酯的百分含量逐渐增大，而乙醇的百分含量逐渐减小的原因是________________。

若压强为温度为800K时，向2L恒容密闭容器中充入和1molCO发生反应①，2min时达到平衡，则前2min内的均速率为，该条件下平衡常数=_________________。

（3）①经催化加氢可以生成低碳烃，主要有以下两个竞争反应：

反应Ⅰ：

反应Ⅱ：

为分析催化剂对反应的选择性，在1L密闭容器中充入和，测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示。该催化剂在较低温度时主要选择__________（填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”）。

②化学反应又称催化重整，该反应对温室气体的减排具有重要意义。科学家对上述反应提出如下反应历程（X代表一种或多种中间产物）：

第一步：慢反应 ；  第二步：快反应

则下列表述正确的是_______（填序号）。

A.第一步中与的碰撞仅部分有效

B.总反应的反应速率取决于第一步

C.第二步反应活化能较低

D.升高温度，第一步反应速率减慢，第二步反应速率加快

（二）选考题：共15分。请考生从2道化学题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。

11.（15分）最近我国某科研团队以磷化钴纳米片催化材料合成氧化偶氮、偶氮、胺类化学物，反应原理为。

回答下列问题：

(1)基态Co原子的价电子排布图为____________________________。

(2)已知C的原子半径小于P，P和C的第一电离能分别为1012、1000，C的第一电离能小于P的第一电离能的原因是_____________________。

(3) 分子中发生杂化的原子是_______________________。P与N属于同主族元素，但是不能稳定存在的原因是__________________________。

(4) 有多种同分异构体，如，其中比的沸点_______________，原因是_______________________。

(5)已知CoP的晶胞类型与ZnS相似，结构如图甲所示：

①晶胞中Co原子周围最近的Co原子数目为________________________。

②图乙为图甲的俯视图，点坐标为，点坐标为，则点坐标为_____________________________。

12.（15分）苯达松G()是一种触杀性除草剂，其一种合成路线如下：

已知：①；

②吡啶()是类似于苯的芳香化合物。

回答下列问题：

(1)B的化学名称为________________。

(2)E中所含官能团的名称为_______________。

(3)由D生成E的化学方程式为___________。

(4)由C生成D的反应类型为______________。

(5)F的结构简式为__________________。

(6)D的六元环芳香同分异构体中，能与碳酸氢钠反应，且六元环上只有两个取代基的同分异构体共有__________________种。其中核磁共振氢谱有四组峰，且峰面积之比为2:2:2:1的同分异构体的结构简式为_________________。

答案以及解析

1.答案：C

解析：牵牛花中含有一种色素，类似于酸碱指示剂，故牵牛花的红色和蓝色与土壤的酸碱性有关，A正确；蚊虫叮咬后留下的蚁酸(甲酸)等酸性物质让人产生痒痛，涂抹稀氨水可止痒是因为稀氨水呈碱性，能中和蚁酸，B正确；碘伏中具有氧化性的物质是碘单质，不是碘酸钾，C错误；与碱反应生成硅酸盐，长期盛放碱性物质的瓷碗失去光泽是因为陶瓷中的二氧化硅与碱发生了反应，D正确。

2.答案：C

解析：3.6 g晶体的物质的量为0.05 mol，所以其中含的数目为0.05，A项错误；是可逆反应，7.1 g的物质的量为0.1 mol，不能与水完全反应，因此转移电子数小于0.1，B项错误；标准状况下11.2 L气体的物质的量为0.5 mol，1个分子与1个分子均含2个氧原子，所以氧原子数为，C项正确；1 L pH=13的NaOH溶液中，根据可知，水电离出的的物质的量为，D项错误。

3.答案：B

解析：根据DCHP的结构简式可判断其分子式为，A正确；环己醇的一氯代物有4种，如图(*表示氯原子的位置)，B错误；环己醇可与金属钠反应放出氢气，DCHP不与钠反应，C正确；DCHP中含有酯基，能发生水解反应，D正确。

4.答案：D

解析：加过量的NaOH溶液可以将沉淀，加入过量的溶液可以将沉淀，及剩余的可以用溶液沉淀，加入的顺序为NaOH、或，A错误；Mg、Al与冷水均不反应，B错误；碳碳双键和均能被酸性溶液氧化，C错误；稀醋酸中存在电离平衡，加热，平衡正向移动，溶液pH减小，甲基橙出现颜色的变化，能证明适当升高温度促进醋酸的电离，D正确。

5.答案：D

解析：常温下均为气体，A正确；在该盐中，内都存在极性共价键，五氮阴离子中含有氮氮非极性共价键，B正确；的水溶液是氨水，溶液显碱性，C正确；的氧化物对应的水化物有HClO、等，HClO是弱酸，D错误。

6.答案：C

解析：由a电极区，被氧化后产物之一为知，a极是负极，电解质溶液呈酸性，由负极向正极迁移，故X是，相应的膜为允许通过的质子膜，A项正确；在负极失去电子转化为、，B项正确；当电路中有0.4 mol电子通过时会消耗0.1 mol，在标准状况下体积为2.24 L，C项错误；原电池中正极的电势高于负极的电势，D项正确。

7.答案：C

解析：点时酸碱恰好完全反应，为溶液，促进水电离，点溶液呈中性，盐对水电离的促进作用与氨水对水电离的抑制作用恰好抵消，此时不影响水电离，点溶液呈酸性，酸的电离为主，抑制水电离，所以水的电离程度：， A正确；点时， ，可知其的数量级为，B正确；根据电荷守恒，点满足，故，C错误；点溶液是和的物质的量之比为1:2的混合溶液，根据电荷守恒和物料守恒得，，整理得可得，D正确。

8.答案：Ⅰ.(1)反应中硫酸过量，在浓缩过程中，稀硫酸变浓，浓硫酸的吸水性使失去结晶水变为（2分）

(2)（2分）

(3)减压设备（1分）；水(或)（1分）

Ⅱ.(1) （2分）

(2)加入乙醇或醇析（1分）；晶体难溶于乙醇，能溶于水（1分）

Ⅲ.(1)平衡气压，防止堵塞和倒吸（1分）

(2)或[]（2分）

(3)AB（2分）

解析：Ⅰ.(1)该同学在上述制备实验中得到的为硫酸铜和硫酸的混合溶液，浓缩时，硫酸变浓，浓硫酸具有吸水性，使失去结晶水变为，使固体变为白色。

(2)Cu在作用下与稀硫酸反应生成硫酸铜，该反应的化学方程式为。

(3)B处应该增加减压设备，已知的沸点是150℃，水的沸点是100℃，蒸馏过程中低沸点物质先挥发出来，因此馏出物是水。

Ⅱ.(1)依题意可知反应物有、和氨水，生成物浅蓝色沉淀的成分为，则反应的离子方程式为。

(2)由于晶体难溶于乙醇，可溶于水，因此加入乙醇可从深蓝色溶液中析出深蓝色晶体。

Ⅲ.(1)玻璃管2为长导管，可起到平衡气压、防止堵塞和倒吸的作用。

(2)与氨气反应的，根据关系式可知，，则，样品中产品纯度的表达式为。

(3)滴定时未用NaOH标准溶液润洗滴定管，浓度偏低，则偏大，氨含量偏低，A正确；滴定过程中选用酚酞作指示剂，滴定终点时溶液呈碱性，消耗NaOH溶液体积偏大，测定的氨含量偏低， B正确；读数时，滴定前平视，滴定后俯视，导致偏小，则含量偏高，C错误；取下接收瓶前，未用蒸馏水冲洗插入接收瓶中的导管外壁，导致盐酸偏少，需要的氢氧化钠偏少，则偏小，含量偏高，D错误；由于操作不规范，滴定前无气泡，滴定后滴定管中产生气泡，导致消耗氢氧化钠溶液体积偏小，测定的氨含量偏高，E错误。

9.答案：(1)水浴加热（1分）；将铜与砷氧化，使铜元素与砷元素进入酸浸液与Sb和Bi分离（2分）

(2)温度低于80℃时，Cu、As浸出率不高，温度过高会增加能耗且浸出率变化不大（2分）

(3)重结晶（2分）

(4)（3分）

(5)阴（2分）；（3分）

解析：(1)酸浸需要的温度为80℃，应采用水浴加热的方式；通入空气的目的是将铜与砷氧化，使铜元素与砷元素进入酸浸液与Sb和Bi分离。

(2)温度低于80℃时，Cu、As浸出率不高，温度过高会增加能耗且浸出率变化不大，故选择浸出温度为80℃。

(3)若一次结晶得到的硫酸铜晶体杂质较多，要得到较纯的硫酸铜晶体，可采用的操作为重结晶。

(4)分析题给流程可知，沉砷酸铜步骤的反应物为、砷酸，生成物为砷酸铜，故发生反应的离子方程式为。

(5)电解过程中， As元素由+3价降为0价，得电子，在阴极反应，该反应的电极反应式为。

10.答案：（1）（2分）

（2）＜（1分）；300K~600K范围内，随着温度升高，反应①对应的平衡体系向逆反应方向移动的程度比反应②的小（2分）；（2分）；（2分）

（3）①反应Ⅰ（1分）；②ABC（3分）

解析：（1）与反应生成和的化学方程式为。将题给反应依次编号为①、②、③，根据盖斯定律可知，由①－②×2+③×3，可得。

（2）由图甲可知，压强相同，温度升高，二甲醚和乙酸甲酯的平衡转化率均减小，则。温度升高，反应①和反应②中平衡均逆向移动，但反应②受温度影响更大，逆向移动的程度大，导致乙酸甲酯的百分含量增大，乙醇的百分含量逐渐减小。由图甲可知，压强为、温度为800K时，的平衡转化率为0.9，根据已知条件，列出反应①的三段式：

，。

（3）①胰图像可知，该催化剂在较低温度时，产物甲烷含量高，因此选择反应Ⅰ。②升高温度，第一步反应和第二步反应速率均加快，D项错误。

11.答案：(1) （2分）

(2)磷原子的3p轨道半充满，能量低，更稳定（2分）

(3)C（1分）    苯环中N、P的原子半径大于N，原子之间p轨道通过肩并肩重叠形成键时，重叠程度很小，所以形成的键不稳定（2分）

(4)低（1分）；形成分子内氢键，形成分子间氢键（2分）

(5)①12 （2分）   ②（3分）

解析：(1) 基态Co原子的价电子排布图为。

(2)基态P原子的价层电子排式为，基态C原子的价层电子排布式为，P原子的3p轨道半充满，能量低，更稳定，P的第一电离能大于C的。

(3) 中，N原子和苯环上的C原子发生杂化；P的原子半径大于N，原子之间p轨道通过肩并肩重叠形成键时，重叠程度很小，所以形成的键不稳定，因此不能稳定存在。

(4) 均可以形成氢键，其中前者容易形成分子内氢键，后者形成分子间氢键，所以前者熔沸点比后者低。

(5)①由题给晶胞结构图可知Co原子形成的是面心立方最密堆积，所以晶胞中Co原子周围最近的Co原子数目为12个。

②由题知点坐标为，点坐标为，所以为原点，各坐标轴的方向为，根据题给俯视图可知点的坐标参数为，根据题给晶胞结构示意图可知坐标参数为，所以点坐标为。

12.答案：(1)邻硝基甲苯(或2-硝基甲苯)（1分）

(2)酯基、氨基（2分）

(3)（3分）

(4)还原反应（1分）

(5) （3分）

(6)12（3分）          （2分）

解析：(1) 由A和C的结构简式以及反应条件可知B为。

(2)由E的结构简式可知，E中所含官能团的名称为酯基、氨基。

(3)由D生成E的反应为酯化反应，化学方程式为。

(4)由C生成D的反应是C中官能团硝基参与反应转化为氨基，故由C生成D的反应类型为还原反应。

(5)由已知信息①及G的结构简式可推知F的结构简式为。

(6)D的结构简式为，同分异构体能与 反应，说明分子中含有COOH。若六元环为，则取代基有COOH、，有间位、对位两种同分异构体；若六元环为，则两个取代基为、COOH，在环上固定COOH位置，移动位置，有

10种结构，故共12种同分异构体。其中核磁共振氢谱有四组峰，且峰面积之比为2:2:2:1的同分异构体的结构简式为。