1、2021 北京北京海淀海淀高三（上）高三（上）期末化学期末化学试卷试卷 2021.01 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：H 1 C 12 O 16 Na 23 Cl 35.5 Fe 56 第一部分 选择题（共 42 分） 在下列各题的四个选项中，只有一个选项符合题意。（每小题 3分，共 42 分） 1下列发电厂（站）的电能由化学能直接转化而成的是 A B C D 燃料电池发电站 地热发电厂 风力发电厂 水力发电站 2化学与生活息息相关，下列说法不正确的是 A淀粉属于
2、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：1817Cl BCO2分子的电子式： C顺-2-丁烯的结构简式：H3CCHCCH3H D铝离子的结构示意图： 4甲烷燃料电池的工作原理如右图，下列说法正确的是 A. A 极为正极 B. K+从 A 极经溶液流向 B极 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+6OH8e= CO2- 3+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：2CH
3、3CHO+O22CH3COOH B向 AgNO3溶液中加入过量氨水：Ag+NH3 H2O=AgOHNH+4 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 6. 2Na2S2O3+I2= 2NaI+ Na2S4O6是定量分析中的常用反应。下列关于说法不正确的是 A. 反应中，I2表现了氧化性 B. 反应中，每生成 1 mol Na2S4O6，有 4 mol 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
4、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：r(W) r(Z) r(Y) r(X) BZ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 DZ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+)10-12mol/L的溶液中：Na、NH4、Cl、K B.无色溶液中：Na+、K、Cr2O27、NO3 C.含有 I-的溶液中：H+、Na、Cl、NO3 D.pH=14的溶液中：K、ClO、CO23、Cl 9. 下列图示实验能达
5、成相应目的的是 催化剂 10. PCT 树脂是应用广泛的一种高聚物，其结构简式为，它可由有机物 X（）与另一种有机物 Y 反应制得。下列说法中不正确的是 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 20 mL 0.1 mol/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，测得滴定曲线如右图。下列说法不正确的是 A.V=10mL时，c(HA)c(A) B.pH=7时，V(NaOH)20mL C.滴定终点时
6、，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与辛胺为原料实现了甲酸和辛腈的高选择性合成，装置工作原理如右图。下列说法不正确的是 ANi2P 电极与电源负极相连 B辛胺转化为辛腈发生了还原反应 CIn/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+H2O2e = HCOO+OH NO2球浸泡在热水和冷水中 A. 除去苯中少量苯酚 B. 验证铁钉能发生析氢腐蚀 C. 检验乙醇消去反应产物中的乙烯 D.研究温度对化学平衡的影响 13. 某种含二价铜微粒CuII(OH)(NH3
7、)的催化剂可用于汽车尾气脱硝，催化机理如图 1，反应过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 图 1 图 2 A. 总反应焓变 H0 B. 由状态到状发生的是氧化还原反应 C. 状态到状态的变化过程中有 OH键的形成 D. 该脱硝过程的总反应方程式为 4NH3+2NO + 2O2 = 6H2O + 3N2 14.某小组同学欲通过实验探究影响金属与酸反应速率的因素，进行下列实验。 实验装置 序号 实验操作 实验现象 实验 1 取下胶塞，放入一小片金属钠，迅速塞上胶塞 钠浮在液面上并来回移动，表面出现有白色固体；白色固体逐渐沉到烧杯底部，液体不沸腾；气球迅速鼓起，15 s时测量气
8、球直径约为 3 cm 实验 2 取下胶塞，放入与钠表面积基本相同的镁条，迅速塞上胶塞 镁条开始时下沉，很快上浮至液面，片刻后液体呈沸腾状，同时产生大量白雾; 气球迅速鼓起，15 s时测量气球直径约为 5 cm 下列说法不正确的是 A. 实验 1 获得的白色小颗粒可用焰色反应检验其中的 Na元素 B. 对比实验 1 与实验 2，不能说明钠比镁的金属活动性强 C. 对比实验 1 与实验 2，能说明同温下 NaCl 的溶解度比 MgCl2的小 D. 金属钠、镁与盐酸反应的速率与生成物状态等因素有关 第二部分 非选择题（共 58分） 15.（11分）丁烯(C4H8)是重要的化工原料，可由丁烷(C4H1
9、0)催化脱氢制备，反应如下： CH3CH2CH2CH3(g)CH2=CHCH2CH3(g) + H2(g) H 已知： i. 该工艺过程的副产物有炭（C），生成的积炭会附着在催化剂表面，影响催化效果。 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) + 1/2O2(g) = H2O(l) H1 CH3CH2CH2CH3(g) + 13/2O2(g) = 4CO2(g) + 5H2O(l) H2 CH2=CHCH2CH3 (g) + 6O2(g) = 4CO2(g) + 4H2O(l) H3 （1）用 H1、H2、H3表示丁烷催化脱氢反应的反应热 H = _。 （2
10、）寻找高效的催化剂是脱氢反应重要的研究课题之一。 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_。 其他条件相同时，以 SiO2为载体与不同质量百分比的 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
11、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） 100% 图 1 图 2 实际生产温度选择 590，由图 1 说明其理由是_。 590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 030min 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
12、丁烯收率呈减小趋势，原因是_。 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。 CO在氮的转化过程中体现了_性。 NH3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。 阴极的电极反应式为_。 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为_。 用 NO 2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
13、(g) + 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 H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）AB的反应类型为_反应。 （2）CD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
14、考虑立体异构）。 属于芳香族化合物； 能发生水解反应； 能发生银镜反应； 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)3ab。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”发生反应的离子方程式为_。 （3）测定 PFS 样品中的 n(OH-)：取 a g样品，溶解于 V1 mL c1 mol/L HCl 溶液中，用 KF溶
15、液掩蔽 Fe3+（使Fe3+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 V2 mL。a g PFS 样品中的 n(OH-)=_mol。 II用石灰乳-PFS 法处理含砷废水 已知： i. 常温下，Ca3(AsO4)2、CaHAsO4的 Ksp均大于 FeAsO4 的 Ksp，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的关系如右图。 （4）下列说法不正确的是_（填序号）。 aNaH2AsO4溶液的 pH 7 bpH11.5时，c(H2AsO 4)2c(HAsO2- 4)3c(AsO3
16、- 4)c(OH)c(H) cNa3AsO4溶液中，3c(Na+) =c(AsO3- 4) + c(HAsO2- 4) + c (H2AsO 4)+ 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 810 之间，PFS形成的 Fe(OH)3胶体粒子可以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。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1 mg/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.
17、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 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 Fe3+3SCN- Fe(SCN)3 平衡的影响。将 0.005 mol/L FeCl3溶液（接近无色）和0.01 mol/L KSCN 溶液等体积混合，得到红色溶液。取两等份红色溶液，进行如下操作并记录现象。 （1）FeCl3水解显酸性的原因是_（用方程式表示）。 （2）甲同学认为加入酸后，
18、会使 Fe3+3SCN- Fe(SCN)3体系中_浓度改变，导致该平衡正向移动，溶液颜色加深。 【设计并实施实验】 【查阅资料】 Fe3+和 Cl、SO2- 4均能发生络合反应： Fe3+4Cl FeCl4（黄色）；Fe3+2SO2- 4 Fe(SO4)2（无色）。 实验 I. 探究现象 a 中溶液颜色变化的原因 编号 操作 现象 向 2 mL红色溶液中滴加 5滴水 溶液颜色无明显变化 向 2 mL红色溶液中滴加 5滴 3 mol/L KCl 溶液 溶液颜色变浅，呈橙色 （3）实验的目的是_。 （4）根据实验和实验的结果，从平衡移动角度解释现象 a：_。 实验. 探究现象 b中溶液呈浅黄色的原
19、因 编号 操作 现象 取 1 mL 0.0025 mol/L Fe2(SO4)3溶液（无色），加入 1mL 0.01 mol/L KSCN 溶液，再加入 5 滴 1.5 mol/L H2SO4溶液 溶液先变红，加硫酸后变为浅黄色 取 1 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液， （5）结合实验可推测现象 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，确证了现象 b中使溶液呈浅黄色的微粒只是（5）中的一种，请将实验的操作及现象补充完整：_。 2021 北京海淀高三（上）期末化学 参考答案 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，
20、每小题 3 分，共 42分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 A B C B B B C 题号 8 9 10 11 12 13 14 答案 D D A A C D B 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）H2H1H3 （2） H2可以除去积炭，提高催化剂活性（1分） ac （3）图 1中 590时正丁烯收率最高，副产物收率较低 0.02 （4）答案一：H2含量过高，导致主反应 CH3CH2CH2CH3(g)CH
21、2=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）还原 4NH36NO = 5N26H2O （2） CO22NO10H10e= CO(NH2)23H2O 阳极发生反应： H22e=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。 催化剂 2NO 212H10e= 2NH2(pre)4H2O 17. （12分） （1）（1分）取代 （2）CH2COOHCH3CH2OH+浓H2SO4CH2COOCH2CH3H2O+ （3）（1分
22、）CH3CH2Br （4）（1分）酯基 （5）CH3CH2CCOCNHONHCO （6）5 （7）（3分） 18.（13分） （1）（1分）Fe （2）2Fe2+H2O22H= 2Fe3+2H2O （3）(c1V1c2V2) 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 + HAsO2- 4= FeAsO4 +2OH+ H2O （7）c 19.（12分） （1）Fe3+3H2OFe(OH)33H （2）c(Fe3+) （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 Fe3+3SCN-Fe(SCN)3平衡体系中加入盐酸，Fe3+和 Cl发生络合反应使得 c(Fe3+)减小，平衡逆向移动，cFe(SCN)3减小，使溶液颜色变浅呈橙色。 （5）FeCl4和 Fe(SCN)3 （6）加入 1mL 蒸馏水，再加入 5滴 1.5 mol/L H2SO4溶液；得无色溶液。 KOC(CH3)3