北京市海淀区2021届上学期高三年级期末练习化学试卷

本试卷共100分。考试时长90分钟。

可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Na 23 Cl 35.5 Fe 56

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，选出最符合题目要求的一项。

1. 下列发电厂（站）的电能由化学能直接转化而成的是

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

3. 下列化学用语正确的是

A. 中子数为18的氯原子：Cl

B. CO₂分子的电子式：

C. 顺－2－丁烯的结构简式：

D. Al^3＋的结构示意图：

4. 下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^－＝CO＋5H₂O

5. 下列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＋O₂2CH₃COOH

B. 向AgNO₃溶液中加入过量氨水：Ag^＋＋NH₃·H₂O＝AgOH↓＋NH

C. 用Na₂S除去工业废水中的Hg^2＋：Hg^2＋＋S^2－＝HgS↓

D. 电镀铜的阴极反应：Cu^2＋＋2e^－＝Cu

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1 molNa₂S₄O₆，有4mol e^－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

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1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：

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

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^＋）＝10mol/L的溶液中：Na^＋、NH、Cl^－、K^＋

B. 无色溶液中：Na^＋、K^＋、Cr₂O、NO

C. 含有I^－的溶液中：H^＋、Na^＋、Cl^－、NO

D. pH＝14的溶液中：K^＋、ClO^－、CO、Cl^－

9. 下列实验能达成相应目的的是

10. PCT树脂是一种应用广泛的高聚物，其结构简式为它可由有机物与另一种有机物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. 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

11. 常温下，向20mL 0.1mol/L的某一元酸（HA）溶液中加入几滴酚酞溶液，再逐滴滴加0.1 mol/L NaOH溶液，测得滴定曲线如图。下列说法不正确的是

A. V（NaOH）=10mL时，c（HA）＞c（A^一）

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

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性合成，装置工作原理如图。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/In₂O_3－x电极上可能有副产物H₂生成

D. 在In/In₂O_3－x电极上发生的反应为CO₂＋H₂O－2e^－＝HCOO^－＋OH^－

13. 某种含二价铜微粒[Cu^II（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＜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的变化过程中有O—H键的形成

D. 总反应的化学方程式为8NH₃＋2NO＋5O₂＝12H₂O＋5N₂

14. 某小组同学探究金属Na、Mg与酸的反应速率，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

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：

CH₃CH₂CH₂CH₃g（g）CH₂＝CHCH₂CH₃（g）＋H₂（g）

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（1）

CH₃CH₂CH₂CH₃（g）＋O₂（g）＝4CO₂（g）＋5H₂O（1）

CH₂＝CHCH₂CH₃（g）＋6O₂（g）＝4CO₂（g）＋4H₂O（1）

（1）用、、表示丁烷催化脱氢反应的焓变＝____________。

（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CrO_x组合，催化效果相关数据如下表。

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. CrO_x的含量越高，反应的催化效果越好

c. CrO_x的含量对丁烷脱氢反应的焓变无影响

（3）其他条件相同，30 min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）×100％]

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，30 min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________________。

16. （10分）汽车尾气中的氮氧化物（NO_x）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NO_x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NO代替NO进行电化学反应，研究表明阴极反应的历程如下：

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：_________________。

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）。

已知：

（1）A→B的反应类型为________________反应。

（2）C→D的化学方程式为________________。

（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，其结构简式为________________。

（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用镇静剂，可用CH₃CH₂OH和CH₂（COOH）₂等为原料合成，将合成路线补充完整：

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[Fe₂（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V₁ mL c₁ mol/L HCl溶液中，用KF溶液掩蔽F^3＋（使Fe^3＋不能与OH^－反应），滴入酚酞溶液，再用c₂ mol/L NaOH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：

i. 常温下，Ca₃（AsO₄）₂、CaHAsO₄的K_sp均大于FeAsO₄的K_sp，Fe₂（HAsO₄）₃可溶；

ii. 常温下，溶液中含砷微粒的物质的量分数与pH的关系如图。

（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（H₂AsO）＋2c（HAsO）＋3c（AsO）＋c（OH^－）＝c（H^＋）

c. Na₃AsO₄溶液中，3c（Na^＋）＝c（AsO）＋c（HAsO）＋c（H₂AsO）＋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去除率的影响如图。若某酸性含砷废水中As含量为20 mg/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＝8.2 m（Fe）/m（As）＝5 b. pH＝8.2 m（Fe）/m（As）＝8

c. pH＝9.0 m（Fe）/m（As）＝5 d. pH＝9.0 m（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]

19. （12分）实验小组探究酸对Fe^3＋＋3SCN^－Fe（SCN）₃平衡的影响。将0. 005 mol/L FeCl₃溶液和0.01 mol/L KSCN溶液等体积混合，得到红色溶液。

（1）FeCl₃水解显酸性的原因是________________（用离子方程式表示）。

（2）甲同学认为加入酸后，会使Fe^3＋＋3SCN^－Fe（SCN）₃体系中__________增大，导致该平衡正向移动，溶液颜色加深。

【设计并实施实验】

取两等份红色溶液，进行实验并记录现象。

【查阅资料】

Fe^3＋与Cl^－、SO均能发生络合反应：

Fe^3＋＋4Cl^－[FeCl₄]^－（黄色）；Fe^3＋＋2SO[Fe（SO₄）₂]^－（无色）。

实验Ⅰ. 探究现象a中溶液颜色变化的原因

（3）实验①的目的是________________。

（4）根据实验①和实验②的结果，从平衡移动角度解释现象a：________________。

实验Ⅱ. 探究现象b中溶液呈浅黄色的原因

（5）结合实验③可推测现象b中使溶液呈浅黄色的微粒可能有两种，分别是________________。

（6）乙同学进一步补充了实验④，确证了现象b中使溶液呈浅黄色的微粒只是（5）中的一种，将实验④的操作及现象补充完整：________________。

【试题答案】

第一部分
选择题

（每小题只有1个选项符合题意，共14个小题，每小题3分，共42分）

第二部分
非选择题（共58分）

评阅非选择题时请注意：

·若无特别说明，每空2分。

·
文字表述题中其他答案合理也给分。

·
方程式中的产物漏写”↑”或”↓”不扣分；化学专用词汇若出现错别字为0分。

15. （11分）

（1）

（2）①H₂可以除去积炭，提高催化剂活性（1分）

②ac

（3）①图1中590℃时正丁烯收率最高，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

16. （10分）

（1）①还原

②4NH₃＋6NO5N₂＋6H₂O

（2）①CO₂＋2NO＋10H^＋＋10e^－＝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。

③2NO＋12H^＋＋10e^－＝2NH₂（pre）＋4H₂O

17. （12分）

（1）（1分）取代

（3）（1分）CH₃CH₂Br

（4）（1分）酯基

（5）

（6）5

（7）（3分）

18.（13分）

（1）（1分）Fe

（2）2Fe^2＋＋H₂O₂＋2H^＋＝2Fe^3＋＋2H₂O

（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SO₄和H₃AsO₄

（6）Fe（OH）₃＋HAsO＝FeAsO₄＋2OH^－＋H₂O

（7）c

19.（12分）

（1）Fe^3＋＋3H₂O Fe（OH）₃＋3H^＋

（2）c（Fe^3＋）

（3）排除稀释使溶液颜色变化的干扰（证明溶液颜色变化是否与稀释有关）

（4）在Fe^3＋＋3SCN^－Fe（SCN）₃平衡体系中加入盐酸，Fe^3＋和Cl^－发生络合反应使得c（Fe^3＋）减小，平衡逆向移动，c[Fe（SCN）₃]减小，使溶液颜色变浅呈橙色。（多答c[FeCl]变大，不扣分）

（5）FeCl和Fe（SCN）₃

（6）加入1mL蒸馏水，再加入5滴1.5mol/LH₂SO₄溶液；无明显现象