江苏省常州市2022届高三上学期期末考试化学含答案

2021～2022学年高三年级期末试卷

化　　学

(满分：100分　考试时间：75分钟)

2022．1

　　　可能用到的相对原子质量：H—1　C—12　N—14　O—16　Na—23　S—32

Mn—55　Fe—56　Co—59

一、 单项选择题：共14题，每题3分，共42分。每题只有一个选项最符合题意。

1. 最近我国科学家在实验室首次实现了从CO2到淀粉[C6n(H2O)5n]分子的全合成，该技术合成淀粉的效率是植物光合作用生产淀粉的8.5倍。下列有关说法正确的是(　　)

A. CO2为酸性氧化物　    B. 淀粉结构中含有H2O分子

C. 光合作用属于化合反应　    D. 全合成过程中CO2作还原剂

2. 工业上利用反应S8(s)4S2(g)、CH4(g)＋2S2(g)===CS2(g)＋2H2S(g)制备CS2。下列说法正确的是(　　)

A. S8()为极性分子　    B. S8与S2互为同位素

C. CS2的电子式为　    D. CH4和H2S的键角相等

3. 下列有关氧化物的性质与用途具有对应关系的是(　　)

A. MgO熔点高，可用于制造耐火材料　    B. SO2具有氧化性，可用于漂白草编织物

C. SiO2硬度大，可用于制作光导纤维 　    D. Al2O3具有两性，可用于电解冶炼金属铝

4. 实验室制取乙酸乙酯时，下列装置不能达到相应实验目的的是(　　)

5. 由短周期主族元素组成的一种新型漂白剂的结构如图所示。其中W、X、Y、Z原子序数依次增大，W的族序数是周期序数的两倍，基态时Z原子K、L层上的电子总数是3p原子轨道上电子数的两倍，Y与Z位于不同周期。下列说法正确的是(　　)

A. 简单离子半径：Y<X<Z

B. 第一电离能：W<X<Y

C. X的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强

D. W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强

阅读下列材料，完成6～9题。

铁元素的常见价态有＋2、＋3价，实验室可用赤血盐(K3[Fe(CN)6])溶液检验Fe2＋，黄血盐(K4[Fe(CN)6])溶液检验Fe3＋。Fe2O3是重要的化工原料，Au/Fe2O3可用作反应CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)的催化剂。硫铁矿烧渣中含有大量Fe2O3，工业上常用于制取绿矾(FeSO4·7H2O)。

6. 下列有关铁及其化合物的说法正确的是(　　)

A. Fe元素位于周期表的第ⅥB族

B. 绿矾中Fe2＋核外有6个未成对电子

C. 赤血盐是含有配位键的离子化合物

D. 若黄血盐受热分解产物之一的晶胞结构如右图所示，则其化学式为Fe4C3

7. 在指定条件下，下列有关铁单质的转化不能实现的是(　　)

A. Fe(s)FeCl3(s)　    B. Fe(s)Fe2O3(s)

C. Fe(s)Fe(NO3)3(aq)　    D. Fe(s)FeSO4(aq)

8. 对于反应CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)，下列有关说法不正确的是(　　)

A. 加入催化剂Au/Fe2O3，反应的焓变ΔH不变

B. 升高温度，反应体系的活化分子百分数增多

C. 向固定容积的反应体系中充入氦气，反应速率加快

D. 其他条件相同，增大，反应的平衡常数K不变

9. 由硫铁矿烧渣(主要含Fe2O3、Al2O3、SiO2)制取绿矾的流程如下：

下列有关说法不正确的是(　　)

A. “酸溶”时先将烧渣粉碎并不断搅拌，可提高铁元素的浸出率

B. “反应”时发生的主要反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋

C. “检验”时可用K4[Fe(CN)6]溶液检验上一步“反应”是否进行完全

D.  将第二次“过滤”所得滤液加热，经蒸发结晶可以制得绿矾

10. 近期我国科研人员从连翘果实中分离出一种新的苯乙醇苷衍生物，其结构如图所示，它对肝细胞损伤表现出较强的抑制作用。下列有关该物质说法正确的是(　　)

A. 分子中所有碳原子均在同一平面上

B. 可与乙醇分子间形成氢键，易溶于乙醇

C. 1 mol该物质可发生催化氧化得到5 mol醛基

D. 1 mol该物质最多能与6 mol H2发生加成反应

11. 室温下，通过下列实验探究Ca(ClO)2溶液的性质。

实验1：向0.1 mol/L Ca(ClO)2溶液中滴加酚酞试剂，溶液先变红后褪色。

实验2：向0.1 mol/L Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2气体，出现白色沉淀。

实验3：向0.1 mol/L Ca(ClO)2溶液中通入少量SO2气体，出现白色沉淀。

实验4：将0.1 mol/L Ca(ClO)2溶液与0.1 mol/L NaHCO3溶液等体积混合，出现白色沉淀。

下列说法不正确的是(　　)

A. 实验1说明Ca(ClO)2溶液中存在反应ClO－＋H2O⇌HClO＋OH－

B. 实验2反应静置后的上层清液中有c(Ca2＋)·c(CO)＝Ksp(CaCO3)

C. 实验3中生成的白色沉淀主要成分是CaSO4

D. 由实验4可得出：Ka2(H2CO3)>Ka(HClO)

12. 目前锌铁液流电池是电化学储能的热点技术之一。某酸碱混合锌铁液流电池的两极电解质分别呈酸性和碱性，其工作原理如右图所示。下列有关说法不正确的是(　　)

A. 正极电解质呈酸性

B. 放电时，锌板上发生的电极反应为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)　

C. 放电时，每转移1 mol电子，中间腔室内的溶液中将减少1 mol NaCl

D. 储能时，应将该电池的碳纸电极连接外接电源的正极

13. 诺贝尔奖得主George A．Olah提出的“甲醇经济”是指利用工业废气或大气捕获的CO2制备甲醇，以减轻人类对化石燃料的依赖。该过程发生的主要反应如下：

反应①：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)；ΔH1＝－49.4 kJ·mol－1

反应②：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)；ΔH2

反应③：CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)；ΔH3＝－90.5 kJ·mol－1

在4.0MPa条件下，将n(H2)∶n(CO2)为3∶1的混合气体以一定流速通过装有Cu基催化剂的反应管，在出口处测得CO2转化率、CH3OH收率[×100%]与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A. 反应②的ΔH2>0、ΔS>0

B. 曲线a表示CO2转化率随温度的变化

C. 测得图中A点数据时，上述反应恰好处于平衡状态

D. 不同温度时，出口处各气体物质的量均满足关系：

n(H2) ＋n(H2O)＝3n(CO2) ＋3n(CO)＋n(CH3OH)

14. 据文献报道，我国学者提出O2氧化HBr生成Br2的反应历程如图所示。下列有关该历程的说法不正确的是(　　)

A. O2氧化HBr生成Br2的总反应为O2＋4HBr===2Br2＋2H2O

B. 中间体HOOBr和HOBr中Br的化合价相同

C. 发生步骤②时，断裂的化学键既有极性键又有非极性键

D. 步骤③中，每生成1 mol Br2转移2 mol电子

二、 非选择题：共4题，共58分。

15. (14分)以废干电池[主要含MnO2、MnOOH、Zn、Zn(OH)2、Fe、KOH]和钛白厂废酸(主要含H2SO4，还有少量Ti3＋、Fe2＋、Ca2＋、Mg2＋等)为原料制备锰锌铁氧体[MnxZn1－xFe2O4]的流程如下：

已知：

① 25 ℃时，Ksp(MgF2)＝7.5×10－11，Ksp(CaF2)＝1.5×10－10；酸性较弱时，MgF2、CaF2均易形成[MFn]2－n配离子(M代表金属元素)；

② 在Ag＋催化下可发生反应2Mn2＋＋5S2O＋8H2O===2MnO＋10SO＋16H＋；

③ (NH4)2S2O8在煮沸时易分解。

(1) 酸浸过程中含锰物质被溶液中的FeSO4还原为Mn2＋，其中MnO2参与反应的离子方程式为________________________________________。

(2) 氧化时加入H2O2将Ti3＋、Fe2＋氧化，再加入Na2CO3调节溶液pH为1～2，生成偏钛酸(H2TiO3)和黄钾铁矾[K2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀，使得钛、钾得以脱除。

① 加入Na2CO3生成黄钾铁矾的离子方程式为________。

② 若加入Na2CO3过多，将导致生成的黄钾铁矾沉淀转化为________(填化学式)。

(3) 氟化过程中溶液pH与钙镁去除率关系如图所示。当2.5<pH<4.0时，溶液pH过高或过低，Ca2＋、Mg2＋去除率都会下降，其原因是________。

(4) 共沉淀前，需测定溶液中锰元素含量。准确量取1.00 mL氟化后溶液于锥形瓶中，加入少量硫酸、磷酸和硝酸银溶液振荡；将溶液加热至80 ℃，加入3 g (NH4)2S2O8充分反应后，再将溶液煮沸；冷却后，用0.070 0 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2标准液滴定至终点，平行滴定3次，平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液32.60 mL。计算氟化后溶液中Mn2＋物质的量浓度(写出计算过程)。

16. (15分)吉非替尼可用于治疗转移性非小细胞肺癌，其合成路线如下：

(1) A→B的反应形成了酰胺基和碳氮双键，其中生成碳氮双键经历的过程为：先发生加成反应，后发生________(填反应类型)。

(2)  B→C的转化过程中生成了极少量分子式为C8H6N2O3的副产物，该副产物的结构简式为________。

(3) 在上述合成路线中设计C→D的目的是________。

(4) A的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：________。

① 分子中有一个手性碳原子；

② 碱性水解后酸化，含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶1。

(5) 已知：①(苯胺易被氧化)；

②

4氯喹唑啉()是合成杀虫剂喹螨醚的中间体。写出以甲苯和甲酰胺(HCONH2)为原料制备4氯喹唑啉的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。

17. (15分)氢氧化钴[Co(OH)2]是锂电池正极材料钴酸锂(LiCoO2)的前驱体。以CoSO4溶液、NaOH溶液、氨水和水合肼为原料可制得微米级Co(OH)2。已知：

① Co2＋、Co3＋易与NH3形成络合物，[Co(NH3)6]2＋的还原性强于Co(OH)2和CO2＋；

② 水合肼(N2H4·H2O)为无色油状液体，具有强还原性，氧化产物为N2；

③ 沉淀的生成速率越快，颗粒越小，呈凝乳状或胶体，不易过滤。

(1) 60 ℃时在搅拌下向CoSO4溶液中加入氨水，调节pH至6后，再加入NaOH溶液，调节pH至9.5左右，一段时间后，过滤、洗涤，真空烘干得微米级Co(OH)2。

① 制备时，在加入NaOH溶液前必须先加氨水的原因是________。

② 洗涤时，使用热水除去产品表面杂质。检验产品是否洗净的实验操作是________。

(2) 经仪器分析，测得按题(1)步骤制得的Co(OH)2晶体结构中含有Co(Ⅲ)，进一步用碘量法测得Co(Ⅱ)的氧化程度为8%。因此制备时必须加入一定量的还原剂。

① 将500 mL 1 mol/L的CoSO4溶液与氨水配成pH为6的溶液，加入三颈烧瓶中(装置见右图)，滴液漏斗a装有NaOH溶液、b中装有水合肼。60  ℃时依次将两种溶液加入三颈烧瓶，充分反应后，过滤。实验时应先打开滴液漏斗________(填“a”或“b”)。

② 为确保制得的Co(OH)2产品中不含Co(Ⅲ)，制备时至少需加入水合肼的质量为________g。

(3) 以废旧锂电池正极材料(含LiCoO2，以及少量Al、Fe等)为原料制备微米级氢氧化钴。

已知：酸性条件下的氧化性强弱顺序为Co3＋>H2O2>Cl2>Fe3＋；LiOH可溶于水；下表是部分金属离子生成氢氧化物沉淀的pH。

请补充完整实验方案：取一定量废旧锂电池正极材料，粉碎后与Na2SO3溶液配成悬浊液，在搅拌下________，调节pH至9.5，过滤、洗涤，真空烘干得到微米级Co(OH)2。　

实验中可选用的试剂：1 mol/L H2SO4溶液、2 mol/L HCl溶液、5 mol/L NaOH溶液、5 mol/L氨水、30% H2O2溶液。

18. (14分)炼钢厂排放的烧结烟气中主要含SO2、NO、N2、O2和水蒸气。臭氧(O3)预氧化协同喷氨(NH3)技术可将烟气中的污染物转化为铵盐和N2，实现脱硫脱硝。

说明：进行下列研究时均控制反应器内温度为100 ℃、模拟烟气流速为2 L/min。研究表明，100 ℃时，O3很难氧化SO2、NH3，NH3和NO基本不发生氧化还原反应。

图1

(1) 臭氧预氧化：向反应器中通入仅含0.3‰NO的模拟烟气和O3。实验测得出口处NO、NO2浓度随n(O3)/n(NO)的变化曲线如图1所示。

① 当n(O3)/n(NO)<1时，反应器中发生的主要反应的化学方程式为________。

② 当n(O3)/n(NO)>1时，出口处NO2浓度急剧下降的原因是________。

(2) 喷氨：向反应器中通入仅含0.5‰SO2的模拟烟气，同时按n(NH3)/n(SO2)＝0.6通入NH3。在出口处测得NH3浓度降低65%、脱硫率为24%。随后再按n(O3)/n(SO2)＝1通入O3，此时出口处NH3浓度几乎为0，脱硫率提高至41%，反应器中检测到(NH4)2SO4和NH4HSO4固体。NH4HSO4的生成过程可描述为________。

图2

(3) O3NH3协同脱硫脱硝：向反应器中通入含0.5‰SO2、0.3‰NO的模拟烟气。

① 按n(O3)/n(NO)＝1通入O3，硫、氮脱除率随n(NH3)/n(SO2)的变化曲线如图2所示。随着NH3量的增多，硫、氮脱除率几乎同等程度地升高，但也存在明显不足，主要缺点是________。

② 按n(NH3)/n(SO2)＝1通入NH3、n(O3)/n(NO)>1通入O3，随着O3投入量的增多，脱硝效率增大；而脱硫效率却减小，其原因是____________________________________________。

2021～2022学年高三年级期末试卷(常州)

化学参考答案及评分标准

1. A　2. C　3. A　4. A　5. A　6. C　7. B　8. C　9. D　10. B　11. D　12. C　13. C　14. D

15. (14分)(1)  2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O(3分)

(2) ① 2K＋＋6Fe3＋＋4SO＋6CO＋6H2O===K2Fe6(SO4)4(OH)12↓＋6CO2↑(3分)

② Fe(OH)3(2分)

(3) pH过低，溶液酸性较强，F－转化为弱酸HF，溶液中F－浓度减小，Ca2＋、Mg2＋去除率减小(2分)；pH过高，MgF2、CaF2沉淀转化为[MFn]2－n配离子，沉淀重新溶解，Ca2＋、Mg2＋的去除率降低(1分)

(4) 依据反应原理得关系式：

Mn2＋　～　MnO　～　5Fe2＋

 1　　　     5

n(Mn2＋)　　　0.070 0 mol/L×32.60 mL×10－3 L/mL(1分)

解得n(Mn2＋)＝4.564×10－4 mol(1分)

c(Mn2＋)＝4.564×10－4 mol÷(1.00 mL×10－3 L/mL) ＝0.456 4 mol/L(1分)

16. (15分)

(1) 消去反应(2分)

(2) (3分)

(3) 保护酚羟基，防止其与SOCl2(或)中的氯原子发生取代反应(答到“保护酚羟基”暂给全分)(2分)

17. (15分)

(1) ① Co2＋与NH3形成络合物，溶液中Co2＋浓度减小，可减缓Co2＋与OH反应生成Co(OH)2沉淀的速率(2分)，有利于沉淀颗粒的生成，防止形成凝乳状沉淀或胶体(1分)

② 取最后一次洗涤的滤出液于试管中，加入BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则产品已经洗涤干净(2分)　

(2) ① b(2分)

② 0.5(3分)

(3) 向其中加入1 mol/L H2SO4至固体完全溶解(或不再产生气泡)(1分)，再加入30%H2O2溶液直至溶液的颜色不再加深(或开始产生大量气泡)(1分)，然后向溶液中加入5 mol/L氨水，调节pH至6(1分)(写“向溶液中加入5 mol/L氨水，调节pH至5.2，继续加入5 mol/L氨水，调节pH至6”也给分)，过滤(1分)，向滤液中加入5 mol/L NaOH溶液(1分)

18. (14分)

(1) ① O3＋NONO2＋O2(3分)

② O3将NO2氧化为更高价态的N2O5(2分)

(2) 模拟烟气中的SO2、水蒸气先与NH3反应生成NH4HSO3 (NH4HSO3热稳定性差，易分解，使得脱硫率不高)(1分)；通入O3后，NH4HSO3被O3氧化成较稳定的NH4HSO4(促进上一步NH4HSO3的生成，从而提高脱硫率)(2分)

(3) ① 过量太多的氨气对提高硫、氮脱除率的影响不大，同时产生大量氨气尾气，既浪费原料(1分)，也带来新的污染(1分)

②n(O3)/n(NO)>1时，O3将NO氧化为N2O5，此时NH3对N2O5的脱硝反应优先于O3NH3协同脱硫反应(脱硝速率大于脱硫速率)，因此通入的O3量越多，生成的N2O5越多，脱硝效率越大(2分)；同时由于通入的NH3量一定，N2O5对NH3的消耗进一步限制了NH3与SO2反应的进行，使得脱硫效率减小(2分)