2021晋中高三下学期5月统一模拟考试（三模）化学含答案

这是一份2021晋中高三下学期5月统一模拟考试（三模）化学含答案，共15页。

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绝密★启用前
试卷类型：A
2021年普通高等学校招生统一模拟考试
理科综合 化学部分
(本试卷考试时间150分钟，满分300分)
★祝考试顺利★
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的学校、姓名、班级、准考证号填写在答题卡上相应的位置。
2.全部答案在答题卡上完成，答在本试卷上无效。
3.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。回答非选择题时，将答案用0.5毫米及以上黑色笔迹签字笔写在答题卡上。
4.考试结束后，将本试题和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：H 1 O 16 Cl 35.5 V 51 Ni 59 Ag 108
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.经过202天的飞行，2021年2月10日19时52分，“天问一号”成功“刹车”，成为我国第一颗人造火星卫星。下列关于“天问一号”的化工材料叙述正确的是
A.探测器的结构材料大多采用高强度的不锈钢
B.火星车温控涂层材料聚酰胺薄膜属于合成有机高分子材料
C.太阳能电池用于导电元件的主要成分为二氧化硅
D.制造大型抛物面天线的铝合金或玻璃钢均为金属材料
8.维生素C对人体健康有很重要的作用，能治疗或辅助治疗多种疾病，其结构简式如图所示。下列关于维生素C的说法错误的是

A.维生素C分子中五元环上的碳原子一定共平面
B.维生素C能使难以被人体吸收的Fe3＋还原为易于被人体吸收的Fe2＋
C.维生素C既能与金属钠反应，又能与氢氧化钠溶液反应
D.维生素C的同分异构体中可能存在芳香族化合物
9.废旧电池的回收利用对保护环境、节约资源意义重大。某化学兴趣小组利用废旧电池的铜帽(主要成分为Zn和Cu)回收Cu并制备ZnO，部分实验过程如图所示。下列叙述不正确的是

A.“溶解”过程中发生的反应有2Cu＋O2＋4H＋＝2Cu2＋＋2H2O
B.“溶解”操作中的空气可以用双氧水代替
C.“调节pH”过程中NaOH溶液的作用是使Cu2＋转化为Cu(OH)2
D.“过滤II”所得滤渣只需洗涤，无需干燥
10.合成氨的化学反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H＝－92.4 kJ·mol－1。最近，吉林大学与韩国、加拿大科研人员合作研究，提出基于机械化学(“暴力”干扰使铁活化)在温和条件下由氮气合成氨的新方案(过程如图所示)，利用这种方案所得氨的体积分数最终可高达82.5%。下列有关分析错误的是

A.铁是该合成氨反应的催化剂 B.采用该方案生产氨气，活化能不变
C.采用该方案生产氨气，△H不变 D.该方案氨的含量高，与反应温度较低有关
11.寿山石是中华瑰宝，传统“四大印章石”之一，品种达数＋种之多。某地采掘的寿山石主要由酸性火山凝灰岩经热液蚀变而成，化学式为X2Y4Z10(ZW)2。已知X、Y、Z、W均为短周期元素，X元素原子的最外层电子数等于其电子层数，且其单质能与强碱反应生成W2，YW4与W2Z2含有相同的电子数。下列说法错误的是
A.原子半径：X>Y>Z>W B.X的氧化物可用作冶炼单质X的原料
C.Y元素主要以游离态存在于自然界 D.常温、常压下，Z和W形成的常见化合物均为液体
12.利用原电池原理，各种化学电池应运而生。某单液二次电池(如图所示)，其反应原理为H2＋2AgCl2Ag＋2HCl。下列说法正确的是

A.放电时，正极的电极反应为Ag＋＋e－＝Ag
B.放电时，电子从左边电极经溶液移向右边电极
C.充电时，右边电极与电源的正极相连
D.充电时，每生成1 mol H2，溶液质量增加216 g
13.常温下，将0.01 mol·L－1的盐酸逐滴加入到10 mL 0.01 mol·L－1 NaA溶液中。滴加过程中，A－、HA浓度所占分数(δ)随pH变化的关系如图甲所示[其中a点的坐标为(9.5，0.5)]，pH变化曲线如图乙所示[其中b点的坐标为(5，10)]。下列溶液中的关系一定正确的是

A.当c(Cl－)＝c(HA)时，溶液的pH＝7
B.常温下NaA的水解平衡常数：Kh(NaA)＝10－9.5
C.b点溶液中阴离子浓度：c(A－)>c(Cl－)>c(OH－)
D.c点溶液中：c(A－)＋c(HA)＝0.0l mol·L－1
三、非选择题：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：共129分。
26.(14分)五氧化二钒常用于生产硫酸或石油精炼的催化剂。某化工厂从废钒催化剂中(含有K2SO4、V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、Al2O3等)回收五氧化二钒和硫酸钾，既能避免环境污染，又能节约资源。回收工艺流程如下：

已知：①“酸浸”时V2O5和V2O4先与稀硫酸反应分别生成VO2＋和VO2＋。
②有机萃取剂萃取VO2＋的能力比萃取VO2＋的能力强。
③溶液中VO2＋与VO3－可相互转化：VO2＋＋H2OVO3－＋2H＋。
(1)“酸浸”时，FeSO4的作用是 。
(2)滤渣2的成分主要有 (填化学式)。
(3)“萃取”和“反萃取”时，将发生R2(SO4)n(水层)＋2nHA(有机层)2RAn(有机层)＋nH2SO4(水层)(R表示VO2＋，HA表示有机萃取剂)，“反萃取”操作加入的试剂是
(填化学式)。
(4)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为 。
若该废钒催化剂中V2O5的含量为10%(原料中所有的钒已换算成V2O5)。该厂检验科实验室取100g待处理样品，按照上述流程进行实验。当加入150 mL 0.1 mol·L－1的KClO3溶液时，溶液中的钒元素恰好完全反应，则该工艺中钒的最大回收率是 %(假设与KClO3反应后的操作步骤中钒元素无损失)。

(5)沉钒率是回收钒的关键之一。
①“沉钒”时，钒元素主要以 形式存在(填相应的离子符号)。
②实验发现，温度超过80℃以后沉钒率下降(如图)，可能的原因是 。
27.(15分)作为广泛使用的抑菌类产品原料，有关氯气的研究越来越受到重视。某研究性学习小组用如图装置制备氯气并对氯气及其化合物的性质进行实验探究。

(1)Cl2有毒，实验前一定要检查装置的气密性。用文字表述检查这套装置气密性良好的方法及现象： 。
(2)装置B中所盛试剂是 。
(3)装置D用于吸收多余的氯气，其中所盛试剂能否换成氢氧化钙？并说明理由： 。
(4)同学们观察到装置D中红色褪去，并对褪色原因提出假设：
①ClO－破坏了酚酞的结构；
② 。
该小组同学设计实验，取少许装置D中褪色后的溶液于试管中， 请将后续操作和现象补充完整)，证实了假设②不能成立。
(5)取装置C中所得溶液，观察到溶液呈浅黄绿色，用pH计测量，读数为1.52。
①以上信息中可以证明氯气分子与水发生了化学反应的是 ，能说明反应是有一定限度的 。测量pH时不能用pH试纸代替pH计，原因是 。
②已知：Cl2(g)＋H2O(l)H＋(aq)＋Cl－(aq)＋HClO(aq) △H>0，该小组同学进一步探究氯气与水反应的可逆性：向20 mL饱和氯水中滴加1 mL浓硫酸，利用化学型传感器测量氯化物的含量随时间变化的关系(如图所示)，从而判断溶液中Cl－的含量。

200s前，氯化物的含量突然增大的原因可能是 ；用平衡移动原理分析在200s后，氯化物的含量随时间减小的原因 。
28.(14分)李克强总理在十三届全国人民代表大会第四次会议上作政府工作报告时指出：优化产业结构和能源结构，扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。碳中和是指一个组织在一年内的二氧化碳排放通过二氧化碳去除技术达到平衡。

(1)科研人员借助太阳能用二氧化碳制备甲醇等燃料的催化转化是迄今为止最接近光合作用的方法，并且实现了二氧化碳的循环(如图所示)，下列说法错误的是 (填字母)。
A.图中能量转化形式有两种
B.使用催化剂可以提高单位时间内反应物的转化率
C.利用太阳能开发甲醇等液态燃料有利于环境保护
D.该工艺中的H2目前只能由电解水获得
(2)CO2加氢还可制备甲酸(HCOOH)。
①工业上利用甲酸的能量关系转换图如图所示：

反应CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)的焓变△H＝ kJ·mol－1。
②温度为T1℃时，将等物质的量的CO2和H2充入体积为1L的密闭容器中发生反应：
CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)K＝2。
实验测得：v正＝k正c(CO2)·c(H2)，v逆＝k逆c(HCOOH)，k正、k逆为速率常数。T1℃时，k逆＝ k正。
③温度为T2℃时，k正＝1.9k逆，则T2℃时平衡压强 (填“>”“<”或“＝”)T1℃时平衡压强，理由是 。
(3)工业上常用氨水吸收含碳燃料燃烧时产生的温室气体CO2，其产物之一是NH4HCO3。已知常温下碳酸的电离常数Ka1＝4.4×10－7、Ka2＝4.7×10－11，NH3·H2O的电离常数Kb＝1.8×10－5，写出NH4HCO3水解反应的化学方程式： ，选用上述数据计算该反应的平衡常数Kh＝ (保留三位有效数字)。

(4)某光电催化反应器如图所示，A极是Pt/CNT电极，B极是TiO2电极。写出A极由CO2制异丙醇的电极反应式： 。
(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——选修3：物质结构与性质](15分)
云南师范大学杨智教授合成了一种以醚键桥联型双吡啶羧酸为配体的金属镍配合物(分子式为C12H10N2NiO7·2H2O)。本配合物具有一定的光催化效果，在光催化还原二氧化碳方面具有潜在的应用价值。

(1)基态Ni原子的电子排布式为 ，元素周期表中与镍位置相邻的某元素原子的最外层只有一个电子，则该元素位于元素周期表的 区，此区元素的价电子层结构特点是(n－1)d——ns——。
(2)该配合物的配位原子为 ，配位原子轨道杂化类型为 。
(3)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为 ，用物质结构理论加以解释： 。NH3、PH3、AsH3分子的键角分别为107.3°、93.3°、91.8°，其键角逐渐减小的原因是 。
(4)NiO晶体的结构与NaCl相同，已知NiO晶体的密度约为6.7 g·cm－3，则可计算出Ni2＋与最邻近的O2－的距离为 cm(写出计算式，无需化简)。
36.[化学——选修5：有机化学基础](15分)
化合物H是丁苯酞在体内代谢的一种产物，其保有丁苯酞的生物活性，具有增加缺血区的血流量、缩小脑梗塞面积以及修复神经功能性缺失症状的功能，其合成路线如下：

已知：①氯铬酸吡啶盐(Pyridinium Chlorochromate；PCC)是一种氧化剂。
②N－溴代丁二酰亚胺(NBS)是一种溴代试剂，有反应条件温和、操作方便、反应选择性高、副反应少的优点。
(1)A可由化合物(I)在高温条件下发生分子内脱水形成，化合物I的化学名称为 。
(2)G中官能团的名称是 。
(3)B→C的反应类型为 ，F→G的反应类型为 。
(4)用*号标出化合物H中的手性碳原子 ，写出H与NaOH溶液反应的化学方程式： 。
(5)化合物D的同分异构体中能同时满足以下条件的是 (写出其中一种的结构简式)。
I.能发生银镜反应；II.遇FeCl3溶液显紫色；III.在核磁共振氢谱中有6组峰，且峰面积相同。
(6)根据所学知识及题给信息，以丙酮为原料合成BrCH2CH＝CH2(无机试剂和有机溶剂任选，合成路线示例见本题题干)。


























理科综合化学参考答案、解析及评分细则
7.B 解析：飞行器采用的合金材料必须是密度小的轻质材料，玻璃钢是纤维强化塑料。
8.D 解析：由乙烯结构可知，双键碳原子和与碳碳双键直接相连的原子，6个原子共平面，故A项正确；维生素C具有强还原性，故B项正确；维生素C中含有羟基和酯基官能团，能与Na发生置换反应，能在氢氧化钠作用下发生水解反应，水解生成羧基官能团，能与氢氧化钠中和，故C项正确；若含苯环，不饱和度至少是4，维生素C的分子式为C6H8O6,，不饱和度为3，故D项错误。
9.C 解析：铜帽的主要成分为Zn和CuO，溶解过程中，Zn和H2SO4发生置换反应，Cu在H2SO4作用下，被空气中的O2氧化生成CuSO4。双氧水是“绿色氧化剂”，可以代替空气。加入NaOH溶液中和过量的H2SO4，而非使Cu2+转化为Cu(OH)2.加入Na2CO3，使Zn2+转化为ZnCO3,再经过高温煅烧，使其分解生成ZnO。综上分析，C项错误。
10.B 解析：铁是合成氨的催化剂，活化后的铁使反应变得更快，活化能更低，但△H不变。合成氨是放热反应，较低的反应温度有利于氮气转化率及氨气产率的提高。故B项错误。
11.C 解析：根据题给信息可推知X、Y、Z、W分别是Al、Si、O、H。Si元素在自然界主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，故C项错误。
12.C 解析：AgCl难溶于水，放电时正极反应为AgCl + e-= Ag + Cl-,充电时阳极（右侧Pt电极）反应为Ag + Cl- - e-= AgCl，阴极（左侧Pt电极）反应为2H+ + 2e-= H2 可知每生成1mol H2，溶液中有2mol Cl-转化为AgCl沉淀，即减少71g。溶液中导电的粒子是离子，故正确选项是C。
13.A 解析：依据电荷守恒和物料守恒，可以得出溶液中各粒子间存在着的关系有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-)+c(Cl-),c(Na+)=c(A-)+c(HA)。综合两者，又可得出c(HA)+ c(H+)=
c(Cl-)+ c(OH-)。若c(HA)= c(Cl-)，则c(H+)= c(OH-)，常温下pH=7，故A项正确。图像中横坐标是pH，c(OH-)=10-4.5mol/L，则Kh=10-4.5，故B项错误。b点对应的溶液中2c(Cl-)= c(A-)+c(HA)，pH=10,可知A-的水解程度大于HA的电离程度，则c(HA)＞c(Cl-)＞c(A-)，故C项错误。溶液等体积混合浓度减半，c点对应的溶液中c(A-)+c(HA)=0.005 mol/L，故D项错误。
26.（14分）
（1）在酸性条件下，将VO2+还原为VO2+（2分，无酸性条件不扣分）
（2）Fe（OH）3、Al（OH）3（2分，答出一个，得1分，有错则不得分）
（3）H2SO4（1分）
（4）3H2O+ClO3-+6VO2+=6VO2++Cl-+6H+（2分） 81.9（3分）
（5）①VO3-（2分）
②温度升高，一水合氨受热分解,氨气逸出，使OH-浓度下降，VO2+ +H2O VO3-+2H+，该平衡逆移，导致VO3-浓度下降，沉钒率下降（2分，其他合理解释均可得分）
解析：本题以硫酸工业的催化剂五氧化二钒为素材，考查化学工艺流程的理解和应用。题目涉及了试剂的选择，反应的分析，方程式的书写，平衡移动原理的运用等。
（1）依据信息①和②及加入KOH调节pH可知，Fe2+的作用是将VO2+还原为VO2+，且硫酸过量。
（2）结合废钒催化剂的成分可知其中除了SiO2（滤渣1）外，还有Fe2O3、Al2O3，酸浸时在足量酸的作用下以Fe3+、Al3+的形式存在，通过KOH调节pH后，以氢氧化物的形式沉淀。
（4）“氧化”过程中KClO3将VO2+氧化成VO2+，便于后续沉钒，进而实现钒的回收。
（5）依信息③VO2+与VO3-可相互转化：VO2+ +H2O VO3-+2H+，加入NH4Cl和NH3，促进平衡正移，钒元素主要以VO3-的形式存在。温度过高，温度升高，一水合氨受热分解,氨气逸出，使c(OH-)下降，平衡逆移，VO3-含量减少，导致沉钒率下降。
27.（15分）
（1）关闭分液漏斗活塞，D中加水至水面没过玻璃管下口。用酒精灯微热烧瓶，片刻后，D中玻璃管口有气泡产生。停止加热，一段时间后，D中玻璃管内形成一段水柱。（2分，只答加热产生气泡得1分；未关闭活塞或D中预先未加水，不得分）
（2）饱和食盐水（1分，没有饱和或者只答“水”也可给分）
（3）可，氢氧化钙价格便宜，可将其加少量水配成石灰乳，同样可以起到吸收氯气的作用。 [否，氢氧化钙微溶于水，石灰水中c（OH-）太小，吸收氯气的效果太差。]（2分，本题答案开放，但理由必须充分）
（4）Cl2消耗了OH-，碱性变弱（1分，表述合理均可得分） 向其中滴加氢氧化钠溶液，溶液未变红色（2分）
（5）①pH=1.52（1分） 溶液呈浅黄绿色（1分） 氯水有漂白性（1分）
②氯气与水的反应吸热，浓硫酸吸水放热，温度升高，平衡正移，且反应速率加快，故氯化物的含量突然增大（2分，答出“平衡正移”或“反应速率加快”其中的一项，即可得分）
加入硫酸导致c(H+)增大，使得氯气与水的反应平衡逆移，Cl-的含量减小（2分）
解析：本题以氯气的实验室制取及氯水、HClO的基本性质探究为切入点，考查学生实验探究与创新意识、证据推理与模型认识、变化观念与平衡思想等化学学科核心素养。同时通过装置气密性的检查考查学生的实验能力，通过酚酞褪色原因的猜想与方案考查学生的探究能力，通过氢氧化钙与氢氧化钠的对比考查学生化学反应的理解能力及开放性的思维。
（1）氯气有剧毒，一定要保证装置的气密性。因为装置较大，所以不能用手捂，可以用酒精灯微热（也可以用热毛巾捂），检查前先使装置形成“密闭体系”，所以必须先“关闭分液漏斗活塞，D中加水至水面没过玻璃管下口”。 加热时，气体温度上升快，即使有轻微漏气，璃管口有气泡产生。只有降温之后玻璃管内能形成一段水柱，才能证明气密性完好。
（2）因为B装置的的目的是除HCl，氯气略有溶解不影响实验现象，故答食盐水或水均可。
（3）参照工业制取漂白粉的反应可以推知，足量的石灰乳同样可以起到吸收氯气的作用。
（4）若是氯气中和了OH-的缘故，酚酞未变质，继续滴入NaOH则溶液会变红。
（5）从数据、溶液颜色及氯水的漂白性进行推理。从曲线的变化及反应的可逆性进行分析。
28.（14分）
（1）AD（2分，少选得1分，错选不得分）
（2）① －31.4（1分） ②0.5或1/2 (1分)
③＞（2分）由k正＝1.9k逆可以得出K=1.9＜2, 说明平衡逆向移动。而该反应为放热反应，可知T2＞T1，又逆反应气体分子变多，依据PV=nRT，V一定，n和T均变大，故P变大（2分，表述合理均可得分）
（3）NH4HCO3 + H2O NH3·H2O + H2CO3 (2分,离子方程式也可得分，写成等号扣1分)
1.26×10-3（2分）
（4）3CO2 + 18e- + 18H+ = CH3CH(OH)CH3 + 5H2O (2分)
解析：本题为化学反应原理综合，以“碳中和”切入，突出化学学科“科学精神与社会责任”的核心素养。通过阅读图例、盖斯定律的运用、速率常数和平衡常数的分析与计算、电极反应方程式的书写等，分别考查了信息获取与加工能力、证据识别与推理能力、模型构建与认识能力，以及规范的文字、化学用语的表达能力。
（1）图中显性的能量转化形式就有四种太阳能转化为化学能，化学能转化为热能（或热能转化为化学能），化学能转化为热能（或电能），热能（或化学能转化为）动能。故A项错误。
B.“单位时间内反应物的转化率”其实是描述化学反应速率。故B项正确。
C.利用太阳能开发甲醇等液态燃料，既有利于“碳中和”，又有利于替代化石能源，减少污染。故C项正确。
D.目前，工业获取H2更多采用水煤气法、烃裂解（或烃转化）法。故D项错误。
（2）①由盖斯定律可得△H＝－31.4 kJ·mol－1。
②反应达到平衡时，v正= v逆，即k正c（CO2）·c（H2）= k逆c（HCOOH），又K＝2，可得k正=2k逆。所以，k逆＝0.5k正。
③温度为T2℃时，k正＝1.9k逆，则K＝1.9＜2，说明平衡逆向移动，该反应正向放热，故可得出T2＞T1,且逆反应气体分子数变多，依PV=nRT，可得T2℃时平衡压强大于T1℃时平衡压强。
（3）常温下，碳酸的电离常数K1=4.4×10-7、K2=4.7×10-11，计算NH4HCO3.水解反应的平衡常数时用到碳酸的电离常数K1=4.4×10-7和NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-5。
（4）由图可知，A电极为正极，在A电极上CO2得电子，发生还原反应，生成CH3CH(OH)CH3。
35.（15分）
（1）［Ar］3d84s2（1分） ds（1分）　10（1分） 1或2（1～2也可）（1分）
（2）N和O（1分，答全给分）sp2、sp3（2分，答出一个给1分）
（3）NH3＞AsH3＞PH3（2分）结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高。NH3、PH3和AsH3相对分子质量依次增大，但NH3和NH3之间存在氢键，则其沸点最高（2分）
中心原子电负性越大，相应的键角就越大（2分）
（4）1/3(2分)
解析：本题围绕金属镍的配合物（分子式为C12H10N2NiO7·2H2O）考查了电子排布式、元素周期表的分区及原子结构特点、配合物的基本概念、中心原子的轨道杂化，从微观上考查了气态氢化物分子的键角比较，从宏观上考查了气态氢化物的沸点比较。另外，还借NiO考查了NaCl晶胞结构及计算。
（1）Ni位于4周期Ⅷ族，与之相邻且最外层只有1个电子的元素只有Cu，Cu位于4周期ⅠB族，故属ds区，此区特点次外层d轨道全充满，最外层s轨道1或2电子。
（2）N和O提供孤电子对，都是配位原子，价层电子对数分别是3和4，故N和O的轨道杂化类型分别是sp2和sp3。
（3）NH3、AsH3和PH3均为分子晶体，且结构相似，但NH3分子之间存在氢键，则其沸点最高。
NH3、PH3、AsH3分子均为三角锥形，结构相似，中心原子电负性越大，中心原子周围电子云密度越大，化学键之间的相互排斥作用越大，相应的键角就越大。
（4）Ni2+与最邻近的O2-的距离，即为晶胞的棱长。
36.（15分）
（1）邻苯二甲酸或1，2-苯二甲酸（2分）
（2）醛基、酯基（2分，各1分）
（3）取代反应（1分） 氧化反应（1分）

（4）





（2分） （2分）


（5）或或或 （2分，写出一种即可得分）




（6）
(3分,一步1分)

解析略。