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2021届高考化学三模适应性训练二

2021届高考化学三模适应性训练二

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2020-2021学年度高考三模适应性训练二（新课标1）
一、单选题
1．下列有关物质制备的说法正确的是
A．电解饱和食盐水可以得到金属钠、氢气和氯气
B．工业上将氯气通入澄清石灰水中制取漂白粉
C．用焦炭在高温下还原二氧化硅可得到粗硅
D．高炉炼铁中利用焦炭直接将铁矿石还原为铁单质
2．NH4Al(SO4)2在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。下列有关说法不正确的是
A．NH4Al(SO4)2属于强电解质，向其溶液中加入NaOH溶液不能马上看到沉淀
B．NH4Al(SO4)2溶液中NH水解产生的NH3•H2O抑制Al3+水解
C．0.1mol•L-1NH4Al(SO4)2中离子浓度大小为c(SO)>c(NH)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-)
D．常温下，0.1mol•L-1NH4Al(SO4)2中滴加氨水至中性时，c(NH)=2c(SO)
3．A、B两种元素为某周期第ⅡA族和第ⅢA族元素，若A元素的原子序数为x，则B元素的原子序数可能为（ ）
①x＋1 ②x＋8 ③x＋11 ④x＋18 ⑤x＋25 ⑥x＋32
A．①③
B．②④
C．①③⑤
D．②④⑥
4．下列有关实验说法不正确的是（ ）
A．用硫代硫酸钠和稀硫酸反应来研究不同温度对化学反应速率的影响时，通过观察气体放出的快慢来判断化学反应速率的快慢
B．用稀硫酸和锌粒制取H2时，加几滴CuSO4溶液以加快反应速率
C．用标准盐酸溶液滴定NaOH溶液来测定其浓度，读标准液时开始平视结束俯视，致使测定结果偏小
D．做中和热实验时要氢氧化钠稍过量
5．“鲁米诺”又名发光氨，是一种化学发光试剂，它在一定条件下被氧化后能发出蓝光，可用于鉴定血液，在刑侦中扮演了重要的角色，如图所示为鲁米诺的一种合成原理，下列叙述正确的是

A．一定条件，X可以和乙醇发生缩聚反应
B．鲁米诺的分子式为
C．①、②两步的反应类型分别为加成反应和取代反应
D．若使用“84消毒液”对环境消毒，可能会干扰用鲁米渃在该环境下鉴定血液
6．化学与科学、技术、社会和环境密切相关。下列有关说法中错误的是（ ）
A．对废旧电池进行回收处理，主要是为了环境保护和变废为宝
B．氢能源推广使用难在较高的制氢成本、贮氢难与氢氧燃料电池催化剂贵
C．大力开发和应用氢能源有利于实现“低碳经济”
D．工业上采用电解MgCl2溶液的方法制取金属镁
7．下列关于SO2的说法正确的是（ ）
A．无色无味 B．难溶于水
C．能使品红溶液褪色 D．密度比空气的小

二、实验题
8．下列为实验室常用的实验装置，回答有关问题：

(1)写出标号仪器名称：①________；②__________。
(2)用高锰酸钾固体制氧气，应选用发生装置________(填“A”或“B”)，装入药品前应先________，反应的化学方程式是________________________________________。若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，二氧化锰起________作用。
(3)用块状石灰石制取二氧化碳时，②中应加入________，反应的化学方程式为________________________，改用C装置(多孔隔板用来放块状固体)代替B装置的优点是________________(答出一点即可)。检验产生的气体是二氧化碳的方法是________________。
(4)实验室收集氢气可用________装置。

三、结构与性质
9．碳和硅均为元素周期表中第ⅣA族的元素，其单质和化合物有着重要应用。
(1)石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，最早是由科学家用机械剥离的方法从石墨中分离出来，其部分性能优于传统的硅材料，具有广泛的应用前景。
①写出基态碳原子的电子排布式：___________。石墨烯中C的杂化类型为___________。
②如图为单层石墨烯的结构示意图。12g的石墨烯中由C原子连接成的六元环的物质的量约为_____mol。

③石墨烯加氢制得的石墨烷可用表示。下列有关叙述正确的是___________。
a．石墨烷属于烷烃
b．石墨烷难溶于水
c．石墨烷中所有碳原子共平面
d石墨烷可以发生加成反应
④石墨烯可由加热SiC晶体脱除Si的方法制得。该过程属于___________。
a．物理变化b．分解反应c．氧化还原反应
(2) SiC的晶体结构与晶体硅类似。SiC的晶体类型为___________，晶体中Si原子与键的数目之比为___________。

四、原理综合题
10．工业上以CO2和NH3为原料合成尿素。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：
反应Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g)NH2CO2NH4(s)　ΔH1＝－159.47 kJ·mol－1
反应Ⅱ：NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH2＝＋72.49 kJ·mol－1
总反应Ⅲ：2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH3
回答下列问题：
(1)在相同条件下，反应Ⅰ分别在恒温恒容容器中和绝热恒容容器中进行，二者均达到平衡后，c(CO2)恒温________c(CO2)绝热(填“大于”“小于”或“等于”)；反应Ⅲ可在____________)填“高温”、“低温”)下有利于自发进行。
(2)某研究小组为探究反应Ⅰ中影响c(CO2)的因素，在恒温下将0.4 mol NH3和0.2 mol CO2放入容积为2 L的密闭容器中，t1时达到化学平衡，c(CO2)随时间t变化曲线如图甲所示，在0～t1时间内该化学反应速率υ(NH3)＝____________；若其他条件不变，t1时将容器体积压缩到1 L，t2时达到新的平衡。请在图甲中画出t1～t2时间内c(CO2)随时间t变化的曲线。___________________________________

(3)在150 ℃时，将2 mol NH3和1 mol CO2置于a L 密闭容器中，发生反应Ⅲ，在t时刻，测得容器中CO2转化率约为73%，然后分别在温度为160 ℃、170 ℃、180 ℃、190 ℃时，保持其他初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO2转化率并绘制变化曲线(见图乙)。在150～170 ℃之间，CO2转化率呈现逐渐增大的变化趋势，其原因是__________180 ℃时反应Ⅲ的平衡常数K＝____________(用含a的式子表示)。

五、工业流程题
11．氮元素形成的化合物种类十分丰富。请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题：

(1)写出氨合成塔中发生的化学反应方程式___________。写出氧化炉中发生的化学反应方程式：___________。
(2)易溶于水，标准状况下，用充满的烧瓶做喷泉实验，水充满整个烧瓶后所形成溶液的物质的量浓度为___________。
(3)用化学方程式解释溶于水显碱性的原因：___________。
(4)“吸收塔”尾部会有含等氮氧化物的尾气排出，为消除它们对环境的破坏作用，通常用以下两种方法处理：
①纯碱溶液吸收法。纯碱溶液与的反应原理为：
___________ (请完成化学方程式)。
②氨转化法。已知氨恰好能将含和共的混合气体完全转化为，则混合气体中和的物质的量之比为___________。

六、有机推断题
12．化合物X是一种环境激素，存在如下转化关系：

化合物A能与FeCl3溶液发生显色反应，分子中含有两个化学环境完全相同的甲基，其苯环上的一硝基取代物只有两种。1H-NMR谱显示化合物G的所有氢原子化学环境相同。F是一种可用于制备隐形眼镜的高聚物。根据以上信息回答下列问题。
(1)下列叙述正确的是________(填字母)。
a．化合物A分子中含有联苯结构单元
b．化合物A可以和NaHCO3溶液反应，放出CO2气体
c．X与NaOH溶液反应，理论上1 mol X最多消耗6 mol NaOH
d．化合物D能与Br2发生加成反应
(2)化合物C的结构简式为_______________________，A→C的反应类型是________________。
(3)写出同时满足下列条件的D的所有同分异构体的结构简式(含顺反异构)____________。
a．属于酯类　b．能发生银镜反应
(4)写出B→G反应的化学方程式：______________________________。
(5)写出E→F反应的化学方程式：__________________________。
(6)以乙烯为原料制备环乙二酸乙二酯()，请设计合成路线__________________________ (其他无机试剂任选)。
请用以下方式表示：AB目标产物。

参考答案
1．C
【解析】
【详解】
A、Na+在溶液中是不能放电的，电解饱和食盐水可以得到NaOH、氢气和氯气，故A错误；
B、Ca(OH)2的溶解度小，澄清石灰水中溶质量小，不利于工业生产，工业上是将氯气通入石灰乳中制取漂白粉的，即B错误；
C、用焦炭在高温下还原二氧化硅是工业制粗硅的原理，所以C正确；
D、高炉炼铁中用焦炭燃烧产生的CO作为还原剂，将铁矿石还原为铁单质，故D错误；
本题正确答案为C。
2．A
【详解】
A．NH4Al(SO4)2属于盐，为强电解质，向其溶液中加入NaOH溶液，Al3+先反应，产生沉淀，A说法错误；
B．NH、Al3+水解使溶液呈酸性，且二者会相互抑制水解，B说法正确；
C．0.1mol•L-1NH4Al(SO4)2中，少量的NH、Al3+水解，且铝离子水解程度大于铵根离子，导致溶液呈酸性，则c(NH)＞c(Al3+)，溶液中离子浓度大小为c(SO)＞c(NH)＞c(Al3+)＞c(H+)＞c(OH−)，C说法正确；
D．常温下，0.1mol•L-1NH4Al(SO4)2中滴加氨水至中性时，铝离子完全沉淀，溶质为硫酸铵和一水合氨，根据电荷守恒可知：c(H+)+ c(NH)=2 c(SO)+ c(OH−)，溶液呈中性c(H+)= c(OH−)，所以c(NH)=2c(SO)，D说法正确；
答案为A。
3．C
【分析】
元素周期表中，从第四周期开始出现过渡元素，第ⅠA、ⅡA之后是第ⅢB，在第六、七周期中的过渡元素又出现镧系和锕系，根据周期表的结构来回答。
【详解】
IIA族为第二列，IIIA族为第十三列。
同一周期的元素在第二、三周期时，IIA族、IIIA族相邻，原子序数相差1，所以，B元素的原子序数为x+1，故①可能；
同一周期的元素在第四、五周期时，IIA族、IIIA族不相邻，中间相差10列，每格有1种元素，所以，B元素的原子序数为x+11，故③可能；
同一周期的元素在第六、七周期时，IIA族、IIIA族不相邻，中间相差10列，第三列每格15种元素，其余每格有1种元素，所以，B元素的原子序数为x+25，故⑤可能，
正确的①③⑤。
答案选C。
【点睛】
只有熟悉元素周期表的结构，才可以答对此题。
4．A
【详解】
A．硫代硫酸钠和稀硫酸发生反应：H2SO4+Na2S2O3=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O，通过观察产生浑浊现象的快慢来判断化学反应速率的快慢，A错误；
B．用稀硫酸和锌粒制取H2时，加几滴CuSO4溶液，会发生反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，产生的Cu与Zn及H2SO4会构成原电池，从而加快制取氢气的反应速率，B正确；
C．用标准盐酸溶液滴定NaOH溶液来测定其浓度，若读标准液时开始平视结束俯视，则消耗标准溶液的体积偏小，使待测NaOH的物质的量偏少，根据c=分析可知：最终会使测定溶液浓度偏小，C正确；
D．做中和热实验时，为保证HCl完全反应，氢氧化钠溶液要稍过量，D正确；
故合理选项是A。
5．D
【详解】
A．X含有羧基，能够与乙醇在一定条件下发生酯化反应形成酯，但不能发生缩聚反应，A错误；
B．根据鲁米诺分子结构简式，结合C原子价电子数目是4个，可知其分子式为C8H7N3O2，B错误；
C．根据X、Y及鲁米诺分子结构简式可知反应①为取代反应，反应②为还原反应，C错误；
D．“84消毒液”具有强氧化性，鲁米诺分子中含有氨基，具有还原性，二者会发生氧化还原反应，因此可能会干扰用鲁米渃在该环境下鉴定血液，D正确；
故合理选项是D。
6．D
【详解】
A．废旧电池中含有重金属等，进行回收处理，主要是为了环境保护和变废为宝，故A正确；
B．现在氢能主要的制备方法有：水解法，催化法等，制取成本比较高；氢气是气体，储存比较困难，故B正确；
C．大力开发和应用氢能源，可减少化石燃料的使用，有利于实现“低碳经济”，故C正确；
D．电解氯化镁溶液生成氯气、氢气与氢氧化镁，得不到镁；工业上用电解熔融氯化镁的方法制取镁，故D错误。
答案选D。
7．C
【详解】
A．SO2是无色有刺激性气味的气体，A错误；
B．SO2易溶于水，B错误；
C．SO2有漂白性，能使品红溶液褪色，C正确；
D．SO2相对分子质量是64，比空气的平均相对分子质量大，因此其密度比相同条件下的空气的密度大，D错误；
故答案为C。
8． 锥形瓶 长颈漏斗 A 检查装置的气密性 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 催化 稀盐酸 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ 可以控制反应的发生和停止或节约药品 将产生的气体通入澄清的石灰水，若石灰水变浑浊，则是二氧化碳 E或F
【解析】试题分析：本题给出了3种气体发生装置，A为固、固加热型；B为固、液不加热型；C也是固、液不加热型，且能随开随用、随关随停。还给出了3种集气方法，D为向中排空气法、E为向下排空气法、F为排水集气法。G为洗气瓶，用于气体的除杂。
(1)仪器名称：①锥形瓶；②长颈漏斗。
(2)用高锰酸钾固体制氧气，需要加热，故应选用发生装置A，装入药品前应先检查装置的气密性，反应的化学方程式是2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑。若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，二氧化锰是催化剂，起催化作用。
(3)用块状石灰石制取二氧化碳时，②中应加入稀盐酸，反应的化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，改用C装置(多孔隔板用来放块状固体)代替B装置的优点是可以控制反应的发生和停止或节约药品。检验产生的气体是二氧化碳的方法是将产生的气体通入澄清的石灰水，若石灰水变浑浊，则是二氧化碳。
(4)实验室收集氢气可用向下排空气法或排水集气法，故选用E或F装置。
点睛：本题为实验题，主要考查了气体发生装置的选择、气体集气方法的选择、常见仪器的识别以及实验基本操作等等，试题较为简单。气体的发生装置是根据反应物的状态和反应条件选择的，气体的收集方法是根据气体的密度、溶解性以及其化学性质选择的。
9． 0.5 b bc 共价晶体 1：4
【详解】
(1)①碳原子的核电荷数为6其原子结构示意图为，，则基态碳原子的电子排布式为；石墨烯中1个形成3个键，没有孤电子对，杂化方式均为。
②每个碳原子为3个六元环共用，1个六元环含有2个碳原子，碳的物质的量为，则六元环的物质的量为，
③a．石墨烷的分子通式为，不满足烷烃的分子通式，则不属于烷烃，a错误；b．石墨烷属于烃类，均难溶于水，b正确；c．石墨烷中所有碳原子均为杂化，则所有碳原子不可能共平面，c错误；d．石墨烷中不存在碳碳双键，不可以发生加成反应，d错误。
④a．加热晶体脱除制得石墨烯，有新物质生成，是化学变化，a错误；b．加热晶体脱除制得石墨烯发生反应的化学方程式为，属于分解反应，b正确；c．反应中碳、硅元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，c正确。
(2)晶体硅为共价晶体，的晶体结构与晶体硅类似，则的晶体类型为共价晶体；晶体中每个原子形成4个键，则晶体中原子与键的数目之比为1：4。
10．小于 低温 mol∙L-1∙min-1 反应未达到平衡状态，温度越高反应速率越快，CO2转化率越向平衡靠拢 12a2
【分析】
（1）反应Ⅰ分别在恒温恒容容器中和绝热恒容容器中进行，二者均达到平衡后，绝热容器中温度升高平衡逆向进行，二氧化碳浓度增大，结合热化学方程式和盖斯定律计算ΔH3，然后结合ΔG=ΔH3-TΔS<0判断有利条件；
（2）0-t1时间内该化学反应速率v(CO2)=，化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比计算氨气的反应速率；图象分析二氧化碳的平衡浓度为0.025mol/L，体积缩小一半浓度增大一倍应为0.05mol/L，随反应进行达到平衡状态，因为生成物为固体，最后达到相同平衡状态，二氧化碳浓度不变，据此画出变化曲线；
（3）图象变换分析可知，开始二氧化碳转化率增大，到170°C最大，随温度升高，二氧化碳转化率减小，反应是放热反应，说明平衡逆向进行的结果，说明170°C前反应为达到平衡状态，180°C二氧化碳转化率为75%，结合化学平衡三行计算列式计算得到平衡浓度，平衡常数K=。
【详解】
（1）反应Ⅰ分别在恒温恒容和绝热恒容中进行，二者均达到平衡，由于反应I是放热反应，绝热容器中温度升高平衡逆向进行，二氧化碳浓度增大，c(CO2)恒温小于c(CO2)绝缘；利用盖斯定律可知I+II得总反应，2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH3=-86.98 kJ·mol－1；又该反应的ΔS＜0，故反应Ⅲ低温下有利于自发进行；
（2）由图甲知在0～t1时间内，二氧化碳浓度的变化量为0.1mol/L-0.025mol/L=0.075mol/L，则∆c(NH3)=0.15mol/L，υ(NH3)==mol∙L-1∙min-1；体积压缩为原来的一半，浓度瞬时增大为原来的一倍，变为0.05mol/L，增大压强平衡正向移动，因生成物为固体，由平衡常数可知，最终达到的平衡状态时CO2的浓度仍为0.025mol/L，据此曲线为：；
（3）由图乙可知二氧化碳的转化率随温度的升高而增大，温度达到170℃时达到最大值，反应达到平衡状态，温度继续升高，二氧化碳的转化率逐渐减小，说明平衡逆向进行，所以在150～170 ℃之间，CO2转化率呈现逐渐增大的变化趋势，其原因是反应未达到平衡状态，温度越高反应速率越快，CO2转化率越向平衡靠拢；设CO2转化了x mol/L，则：

180 ℃时二氧化碳的转化率为75%，则有×100%=75%，解得x=，平衡常数K＝==12a2。
【点睛】
本题中对于图象绘制属于易错点，图象绘制过程中需注意起点、平衡点、曲线斜率、前后变化比例等，压缩体积后，达到新平衡时，CO2的浓度不变，其原因在于增大压强，平衡正向移动，但起始反应物之比等于化学计量数之比，温度未发生变化，平衡常数不变，因此平衡时CO2的浓度不变。
11．
【分析】
从流程分析知，氨合成塔中氮气和氢气反应生成氨气，化学方程式为：，氧化炉中氨气和空气中氧气反应生成一氧化氮和水，化学方程式为：，吸收塔中一氧化氮和空气、水反应生成稀硝酸，化学方程式为：。
【详解】
(1)从流程分析知，氨合成塔中氮气和氢气反应生成氨气，化学方程式为：，氧化炉中氨气和空气中氧气反应生成一氧化氮和水，化学方程式为：，故答案为：；；
(2)假设氨气的体积为1L，则氨气的物质的量为mol，氨气极易溶于水，所以最后得到的溶液的体积为1L，则溶液的物质的量浓度为=，故答案为：；
(3)溶于水显碱性的原因：，故答案为：；
(4)①通过质量守恒分析，还缺少一个钠原子和一个氮原子和两个氧原子，所以产物为，故答案为：；
②假设NO的物质的量为x ，的物质的量为y ，根据转移电子数相等分析有2x+4y=7×3，x+y=6，解x=1.5，y=4.5，则NO和的物质的量比为1.5∶4.5=1∶3，故答案为：。
12．cd 取代反应 2+2H2O CH2=CH2Br—CH2—CH2—Br
【分析】
A能与FeCl3溶液发生显色反应，说明A中含有酚羟基；其苯环上的一硝基取代物只有两种，说明苯环上有两个处于对位的不同取代基；A的不饱和度Ω＝＝8；由A(C15H16O2)C(C15H12O2Br4)可推知A分子中苯环上与—OH互为邻、对位的H原子共有4个，结合A分子中含有两个化学环境完全相同的甲基，可最终确定A的结构简式为由B(C4H8O3)环状化合物G(C8H12O4)，结合G中所有氢原子化学环境相同，可推知B为则X的结构简式为由A、B的结构简式可进一步推出题中其他相关物质的结构简式，据此解答。
【详解】
(1)a．化合物A为，分子中无联苯结构单元，故a错误；
b．化合物A为，只含有酚羟基，不和NaHCO3溶液反应，故b错误；
c．X为与NaOH溶液反应，理论上1 mol X最多消耗6 mol NaOH，故c正确；
d．化合物D为，含有碳碳双键，能与Br2发生加成反应，故d正确；
故答案为：cd；
(2)化合物C为与溴水发生取代得到，结构简式为，A→C为酯基水解的反应，反应类型是取代反应，故答案为：；取代反应；
(3)D的结构简式为则满足条件的D的同分异构体有5种：
(4)B为G为，B→G为分子间脱水形成环状化合物，反应的化学方程式：2+2H2O；
(5)已知E为，F为，E→F为聚合反应，反应的化学方程式： ；
(6)以乙烯为原料，和溴水发生加成后水解，乙二醇，继续氧化生成乙二酸，乙二酸和乙二醇发生酯化可得环乙二酸乙二酯()合成路线为CH2=CH2Br—CH2—CH2—Br。