江苏省南通市2021年高考化学二模试卷及答案

这是一份江苏省南通市2021年高考化学二模试卷及答案，共17页。试卷主要包含了单选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
高考化学二模试卷
一、单选题
1.2021年5月15日，“天问一号”探测器成功软着陆于火星。这是中国火星探测史上的历史性事件。新型铝基碳化硅复合材料被大量应用于火星车的车身。下列关于该复合材料可能的性质描述错误的是（   ）

A. 密度小                                B. 硬度大                                C. 熔点低                                D. 抗氧化
2.甲硫醇(CH3SH)是合成蛋氨酸的重要原料。反应CH3OH+H2S CH3SH+H2O可用于甲硫醇的制备。下列有关说法正确的是（   ）
A. Al3+的结构示意图为                               B. H2S的电子式为H+ H+
C. 1 mol CH3SH中含6molσ键                               D. CH3OH与CH3SH互为同系物
3.氯是海水中重要的元素。下列有关氯及其化合物的性质与用途具有对应关系的是（   ）
A. 氯气显黄绿色，可用于制盐酸                             B. 盐酸呈强酸性，可用于除水垢
C. 次氯酸具有弱酸性，可用作漂白剂                      D. 四氯化碳难溶于水，可用作灭火剂
4.镀锌铁皮可用于制备七水合硫酸锌(ZnSO4 7H2O)，其流程如图。

下列有关说法正确的是（   ）
A. 镀锌铁皮的镀层被破坏后铁的腐蚀比生铁快
B. “氧化”发生反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O
C. “调pH”后所得溶液中大量存在的离子有Zn2+、SO 、Fe3+、H+
D. 从“过滤2”所得滤液中获取晶体的操作为：蒸发滤液至有大量晶体出现时停止加热，利用余热将液体蒸干
5.X、Y、Z、W、R是周期表中的短周期主族元素，原子序数依次增大。Y原子的最外层有4个电子，且未成对电子数和W相等，R和X同主族，RX为离子化合物。下列说法正确的是（   ）
A. 简单离子半径：r(R)>r(Z)>r(W)                          B. 元素电负性：Z>W>Y
C. Y、Z最高价氧化物对应水化物的酸性：Y>Z       D. W与R形成的化合物中可能含有共价键
6.硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，具有强氧化性，浓硝酸见光易分解。下列有关硝酸的说法正确的是（   ）
A. NO 的空间构型为三角锥形
B. 浓硝酸保存在棕色带橡胶塞的试剂瓶中
C. 用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硝酸有白烟产生
D. 常温下用铁制容器运输浓硝酸是因为铁与浓硝酸不反应
7.工业常采用氨氧化法制硝酸，主要工艺流程如图所示；在氧化炉中发生反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)ΔH＜0，NH3和空气的混合气通入灼热的铂铑合金网，生成的NO与残余的O2继续反应生成NO2.将NO2通入水中可制得HNO3.吸收塔排放的尾气中含有少量的NO、NO2等氮氧化物。工业以石灰乳为试剂，采用气-液逆流接触法(尾气从处理设备的底部进入，石灰乳从设备顶部喷淋)处理尾气。下列有关硝酸工业制备说法错误的是（   ）

A. 合成塔中使用催化剂，可以提高单位时间内N2的转化率
B. 加压可以提高氧化炉中NH3的平衡转化率
C. 吸收塔中鼓入过量的空气可以提高硝酸的产率
D. 采用气-液逆流接触法是为了使尾气中的氮氧化物吸收更充分
8.利用石墨电极电解HNO3和HNO2的混合溶液可获得较浓的硝酸。其工作原理如图所示。下列说法正确的是（   ）

A. a为电源的正极
B. 电解池中的离子交换膜应为阴离子交换膜
C. 阳极的电极反应式为
D. 每2mol离子通过离子交换膜，左室产生的气体X的体积为22.4L(标准状况)
9.反应2N2H4(1)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(1)ΔH=-1135.7 kJ·mol可为火箭发射提供能量。下列有关该反应的说法正确的是（   ）
A. 反应消耗32gN2H4(1)放出1135.7kJ的能量
B. 反应物中所有化学键键能之和大于生成物中所有化学键键能之和
C. 每生成18g水，反应中转移电子物质的量为4mol
D. 常温下该反应可自发进行
10.氯化铁常用于污水处理等。该化合物是棕红色固体，易潮解，100℃时易升华。实验室可用氯气与金属铁反应制备无水氯化铁，实验装置如图所示。下列说法正确的是（   ）

A. 装置I中反应的离子方程式为MnO2+4HCl Mn2++Cl2↑+2Cl-+2H2O
B. 装置II洗气瓶中加入饱和NaHCO3以除去Cl2中的少量HCl
C. 装置III和装置IV洗气瓶中盛放的液体均为浓硫酸
D. 装置V的作用是为了防止倒吸
11.化合物X是合成某种药物的中间体，其结构如图所示。下列有关化合物X的说法正确的是（   ）

A. X分子中不存在手性碳原子                                  B. X分子中所有原子可能共平面
C. 1molX最多能与7molH2发生加成反应                D. 一定条件下，X可与HCHO发生缩聚反应
12.NH4HCO3是重要的氮肥。室温下，通过下列实验探究NH4HCO3的性质。
实验
实验操作和现象
1
用pH试纸测定0.1mol/LNH4HCO3溶液的pH，测得pH约为8
2
向0.1mol/LNH4HCO3溶液中加入等体积的0.1mol/L的盐酸，有气体放出
3
向0.1mol/LNH4HCO3溶液逐滴加入0.1mol/LNaOH溶液，有刺激性气味气体放出
4
向0.1mol/LNH4HCO3溶液中加入FeSO4溶液，得到白色沉淀
下列说法正确的是（   ）
A. 实验1溶液中：c(HCO )>c(NH )
B. 实验2混合后的溶液中：c(NH )+c(NH3·H2O)=c(Cl-)
C. 实验3产生的气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
D. 实验4发生反应的离子方程式为Fe2++CO =FeCO3↓
13.CO2催化加氢是碳中和的重要手段之一，以下是CO2加氢时发生的两个主要反应：
反应I：CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)   ΔH1=-165.0kJ·mol-1
反应II：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)   ΔH2
在体积为VL的两个恒容密闭容器中，分别按表所示充入一定量的CO2和H2.平衡体系中 和 随温度变化关系如图所示。
容器
起始物质的量/mol
CO2
H2
甲
0.1
0.3
乙
1
3

下列有关说法正确的是（   ）
A. ΔH2V逆
二、非选择题
14.铬铁矿主要成分为铬尖晶石(FeCr2O4)，以铬铁矿为原料可制备Cr2(SO4)3溶液。铬铁矿的尖晶石结构在通常条件下难以被破坏，其中的二价铁被氧化后，会促进尖晶石结构分解，有利于其参与化学反应。
（1）铬铁矿中的基态二价铁被氧化过程中，失去的电子所处的能级为________。
（2）120℃时，向铬铁矿矿粉中加入50%的H2SO4 ， 不断搅拌，铬铁矿溶解速率很慢。向溶液中加入一定量的CrO3 ， 矿粉溶解速率明显加快，得到含较多Cr3+和Fe3+的溶液。写出加入CrO3后促进尖晶石溶解的离子方程式：________。
（3）其它条件不变，测得不同温度下Cr3+的浸出率随酸浸时间的变化如图1所示。实际酸浸过程中选择120℃的原因是________。

（4）已知：室温下Ksp[Cr(OH)3]=8×10-31 ， Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39 ， 可通过调节溶液的pH，除去酸浸后混合液中的Fe3+。实验测得除铁率和铬损失率随混合液pH的变化如图2所示。pH=3时铬损失率高达38%的原因是________。

（5）在酸浸后的混合液中加入有机萃取剂，萃取后，Fe2(SO4)3进入有机层，Cr2(SO4)3进入水层。取10.00mL水层溶液于锥形瓶中，先加入氢氧化钠调节溶液至碱性，再加入足量过氧化氢溶液。充分反应后，加热煮沸除去过量过氧化氢。待溶液冷却至室温，加入硫酸和磷酸的混合酸酸化，此时溶液中Cr全部为+6价。在酸化后的溶液中加入足量KI溶液，以淀粉溶液作指示剂，用0.3000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定，发生反应：I2+2S2O =S4O +2I- ， 滴定至终点时消耗Na2S2O3溶液19.80mL，计算萃取所得水层溶液中Cr3+的物质的量浓度________。(写出计算过程)
15.化合物H具有抗菌、消炎、降血压等多种功效，其合成路线如图：

（1）A→B的反应类型为________。
（2）可用于鉴别B与C的常用化学试剂为________。
（3）F分子中碳原子的轨道杂化类型有________种。
（4）D的分子式为C10H11O2C1，写出D的结构简式：________。
（5）E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分子中含苯环和碳氮双键，能发生银镜反应；
②分子中有4种不同化学环境的氢原子。
（6）设计以 、乙烯为原料制备 的合成路线________(无机试剂和有机溶剂任选，合成路线示例见本题题干)。
16.三氯化六氨合钴(III){[Co(NH3)6]Cl3}是制备其它三价钴配合物的重要试剂。实验室以活性炭为催化剂，合成三氯化六氨合钴(III)晶体的流程如图

已知：①Co2+不易被氧化，Co3+具有强氧化性；[Co(NH3)6]2+具有较强还原性，[Co(NH3)6]3+性质稳定。
②[Co(NH3)6]Cl3·6H2O在水中的溶解度随温度的升高而增大，加入浓盐酸有利于晶体析出。
（1）“混合”时加入的NH4Cl溶液有利于后续Co2+与NH3的配合反应，其原理是________。
（2）在如图所示实验装置的三颈烧瓶中，发生“配合、氧化”。

①控制三颈烧瓶中溶液温度为60℃的原因是________。
②“配合”步骤安排在“氧化”步骤之前的目的是________。
③向三颈烧瓶中滴加氨水的实验操作为________。加入H2O2溶液时发生反应的离子方程式为________。
（3）设计由过滤后的滤渣获取［Co(NH3)6]Cl3·6H2O的实验方案：向滤渣中加入80℃左右的热水，________，低温干燥。(实验中须使用的试剂：浓盐酸、无水乙醇)
17.芯片是国家科技的心脏。在硅及其化合物上进行蚀刻是芯片制造中非常重要的环节。三氟化氮(NF3)、四氟化碳(CF4)是常见的蚀刻剂。
（1）高纯三氟化氮对二氧化硅具有优异的蚀刻速率和选择性。
①二氧化硅的晶胞结构如图所示，二氧化硅晶体中硅原子周围最近的硅原子有________个。

②工业上常采用F2直接氟化尿素［CO(NH2)2]的方法生产NF3。得到的NF3中常含有少量CF4。常温下，三种物质在水中的溶解性大小顺序为：CF40，A不符合题意；
B．由上述分析可知，曲线b表示甲容器中 随温度的变化，B不符合题意；
C．由上述分析可知，M点甲容器中 0.04mol， 0.04mol，消耗掉氢气总物质的量为0.04mol+0.16mol=0.2mol，对应H2的总转化率= =66.7%，C符合题意；
D．由上述分析得到，590℃甲容器平衡时容器中， 0.04mol， 0.3-0.2=0.1mol， 0.1-0.08=0.02mol， 0.12mol，590℃反应II的平衡常数 ，所以当容器中 =2.4=K，此时反应达到平衡状态，反应II的V正=V逆 ， D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】反应I为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动， 降低，曲线a、c表示容器中 随温度的变化，则曲线b、d表示容器中 随温度的变化，由图可知，随着温度升高， 增大，说明温度上升反应II平衡向正反应方向移动，反应II为吸热反应；体积为VL的两个恒容密闭容器中，乙容器的起始量是甲容器的10倍，相当于增大压强，平衡向气体分子总数减少的方向移动，反应I往正反应方向移动， 增大，容器中CO2和H2的浓度下降，反应II平衡向逆反应方向移动， 降低，综上分析可知：曲线a表示乙容器中 随温度的变化，曲线c表示甲容器中 随温度的变化，曲线b表示甲容器中 随温度的变化，曲线d表示乙容器中 随温度的变化；根据C原子守恒，甲容器中 始终为0.1mol，从M点可知5900C时平衡时甲容器中， × =0.4×0.1=0.04mol， × =0.4×0.1=0.04mol，根据 、 ，得到此时消耗掉氢气总物质的量为0.04mol+0.16mol=0.2mol，消耗掉二氧化碳总物质的量为0.04mol+0.04mol=0.08mol，生成水的总物质的量为0.04mol+0.08mol=0.12mol，据此解答。
二、非选择题
14.【答案】 （1）3d
（2）CrO3+3FeCr2O4+3OH+=3Fe3++7Cr3++15H2O
（3）120℃时，铬的浸出率较高，升高温度铬的浸出率提高不大，但消耗的能量越多
（4）Fe(OH)3吸附Cr3+造成铬损失大
（5）0.1980mol·L-1
【解析】【解答】(1)铁为26号元素，基态二价铁的价电子排布式为1s22s22p63s23p63d6 ， 则基态二价铁被氧化过程中，失去的电子所处的能级为3d能级。
 
(2)120℃时，向铬铁矿矿粉中加入50%的H2SO4 ， 不断搅拌，铬铁矿溶解速率很慢。向溶液中加入一定量的CrO3 ， 矿粉溶解速率明显加快，得到含较多Cr3+和Fe3+的溶液，故加入CrO3后促进尖晶石溶解的离子方程式为：CrO3+3FeCr2O4+30H+=3Fe3++7Cr3++15H2O。
(3)其它条件不变，测得不同温度下Cr3+的浸出率随酸浸时间的变化如图1所示。实际酸浸过程中选择120℃的原因是120℃时，铬的浸出率较高，升高温度铬的浸出率提高不大，但消耗的能量越多。
(4)pH=3时，若Cr3+沉淀，则Cr3+的最小浓度应为， ，显然是达不到的，故此时Cr3+未沉淀，则此时铬损失率高达38%的原因应是Fe(OH)3具有吸附性，Fe(OH)3吸附Cr3+造成铬损失大。
(5)由题意可知，+6价Cr氧化碘离子生成碘单质，则根据得失电子守恒可得2Cr(Ⅵ)+6I-→3I2+2Cr3+ ， 故可得关系式：2Cr3+~2Cr(Ⅵ)~3I2~6S2O ，可得Cr3+~3S2O ，则萃取所得水层溶液中Cr3+的物质的量浓度 。
【分析】（1）根据铁原子的质子数即可写出铁原子的基态能级排布，即可写出亚铁离子的基态电子能级排布，被氧化时失去电子失去的是3d能级电子
（2）加入的 CrO3 具有很高的氧化性，亚铁离子具有还原性，因此加入后促进了铁离子的产生，促进反应的进行
（3）根据图示，在120℃时浸出率已经很高，升高温度时，浸出率增加少，温度过高浪费能源
（4）主要考虑的是形成的氢氧化铁的吸附性
（5）六价的Cr被碘离子还原为三价的Cr,同时得到碘单质，碘单质被 Na2S2O3溶液滴定，即可找出消耗的Na2S2O3与Cr的关系，根据消耗的Na2S2O3即可计算出Cr的物质的量即可计算出物质的量浓度
 
15.【答案】 （1）取代反应
（2）FeCl3溶液
（3）3
（4）
（5）
（6）
【解析】【解答】(1)B可以看成是 取代了A结构中酚羟基上的H原子，故A→B的反应类型为取代反应。
 
(2)B的结构中有官能团酯基，C的结构中有酮羰基和酚羟基，可利用酚羟基的显色反应来区分B和C，故鉴别B与C的常用化学试剂为FeCl3溶液。
(3)F的结构简式为 ，苯环上的碳原子采取的是sp2杂化，甲基上的碳原子采取的是sp3杂化，碳碳双键上的碳原子采取的是sp2杂化，-CN上的碳原子采取的sp杂化，-CH2-中的碳原子采取的是sp3杂化，故F分子中碳原子的轨道杂化类型有3种。
(4)D的分子式为C10H11O2C1，D和NaCN反应得到E ，E的结构简式相对于C 来说，在苯环上多了一个取代基-CH2-CN，通过D→E反应的条件，取代基-CH2-CN可以看成是-CN取代了-CH2X上的一个原子，结合C→E的反应条件和D的分子式，可知X原子应是C1，则D的结构简式相对于C来说，在苯环上多了一个取代基-CH2Cl，所以D的结构简式为 。
(5)E的一种同分异构体满足分子中含苯环和碳氮双键，能发生银镜反应，说明有取代基-CHO，有 结构，结合E的结构简式 和分子式C11H11O2N，可知其不饱和度为7， 同分异构体的不饱和度是相同的，已知一个苯环中的不饱和度为4，一个醛基中的不饱和度为1，一个 的不饱和度也为1，从结构简式可以看出分子中只有一个N原子，也就是说其同分异构体中只能有一个 ，根据不饱和度数，其结构中必然含有2个醛基，另外分子中有4种不同化学环境的氢原子，醛基中有1种，若 连接的H原子是1种，苯环上有1种，还有1种根据剩余的碳氢原子个数，说明结构中还有2个甲基，这样苯环上就有2个醛基，2个甲基，和一个 ，故满足条件的同分异构体有 ，移动甲基又有 ，移动醛基又有 。
(6)由H的合成路线F→G可知，要合成出 ，就要利用原料合成出 ，要合成出 ，通过E→F可知，要利用原料合成出 和CH3CHO，通过路线B→C可知，要合成出 ，就需要 ，要合成出CH3CHO，可利用我们熟悉的乙烯制乙醇，乙醇制乙醛来合成。故合成路线如下： 。
【分析】对比A、B的结构简式，A→B发生了取代反应，C和B相比较，B结构上的酯基分成了两个取代基，一个是酚羟基，一个酮羰基，C→D→E过程中，可知在C的结构上引入了一个取代基，根据反应条件以及D的分子式，可推测D的结构简式是 ，E→F的过程中先发生了加成、后发生了消去，F→G，酚羟基和双键相连形成环状，G→H，结构中的氰基水解成了羧基，据此分析解答。
 
16.【答案】 （1）抑制NH3·H2O的电离和Co2+的水解
（2）保证较快的反应速率，同时减少氨的挥发；将不易被氧化的Co2+转化为具有较强还原性的[Co(NH3)6]2+；打开分液漏斗上口塞子(或将塞子上的凹槽与瓶口上的小孔对齐)，旋开分液漏斗的旋塞，逐滴滴加；2[Co(NH3)6]2++H2O2+2NH =2[Co(NH3)6]3++2NH3·H2O
（3）充分搅拌后，趁热过滤，冷却后向滤液中加入少量浓盐酸，边加边搅拌，充分静置后过滤，用无水乙醇洗涤晶体2~3次
【解析】【解答】(1)NH4Cl能抑制NH3·H2O的电离，防止氢氧化根离子与Co2+结合，同时NH4Cl溶液显酸性，能抑制Co2+的水解。
 
(2)①控制三颈烧瓶中溶液温度为60℃的原因是既能保证较快的反应速率，同时减少氨的挥发。
②根据已知①，“配合”步骤安排在“氧化”步骤之前的目的是将不易被氧化的Co2+转化为具有较强还原性的[Co(NH3)6]2+。
③向三颈烧瓶中滴加氨水的实验操作为打开分液漏斗上口塞子(或将塞子上的凹槽与瓶口上的小孔对齐)，旋开分液漏斗的旋塞，逐滴滴加。加入H2O2溶液时发生反应的离子方程式为2[Co(NH3)6]2++H2O2+2NH =2[Co(NH3)6]3++2NH3·H2O。
(3)[Co(NH3)6]Cl3·6H2O在水中的溶解度随温度的升高而增大，加入浓盐酸有利于晶体析出，故实验方案为：向滤渣中加入80℃左右的热水，充分搅拌后，趁热过滤，冷却后向滤液中加入少量浓盐酸，边加边搅拌，充分静置后过滤，用无水乙醇洗涤晶体2~3次，低温干燥。
【分析】将CoCl2∙6H2O、NH4Cl溶液、活性炭混合，加入氨水得到[Co(NH3)6]Cl2 ， 再加入H2O2的水溶液，在活性炭的催化作用下，溶液中Co(II)被氧化为Co(Ⅲ)，生成[Co(NH3)6]Cl3和活性炭的浊液，过滤，得到滤渣中含有[Co(NH3)6]Cl3和活性炭，向滤渣中加入80℃左右的热水，充分搅拌后，趁热过滤，冷却后向滤液中加入少量浓盐酸，边加边搅拌，充分静置后过滤，用无水乙醇洗涤晶体2~3次，低温干燥得到产品。
 
17.【答案】 （1）4；CF4是非极性分子，NF3 和NH3是极性分子，但NH3的极性比NF3大，且NH3更易与水形成分子间氢键
（2）a点产生活性自由基(·F)的浓度大；O2与CF4中的碳元素反应生成CO(或CO2)，O2的体积分数增大，有利于产生更高浓度的活性自由基(·F)；随着O2体积分数的继续增加，CF4的含量减小，产生活性自由基(·F)的浓度减小
（3）直接抽提反应活化能小，反应步骤少
【解析】【解答】(1)①二氧化硅晶体中硅原子采取sp3杂化，每个硅原子周围最近的硅原子有4个，故答案为4。
 
②三种物质都是分子，CF4是非极性分子，根据相似相溶原理，CF4在水中溶解度最小，NF3和NH3都是极性分子，且NH3能与水形成氢键，故溶解度最大，故答案为：CF4是非极性分子，NF3和NH3是极性分子，但NH3的极性比NF3大，且NH3更易与水形成分子间氢键；
(2)①蚀刻速率受活性自由基(▪F)的影响，活性自由基(▪F)的浓度越大，刻蚀速率越大，a点蚀刻速率比b点快的原因是a点产生活性自由基(·F)的浓度大，故答案为：a点产生活性自由基(·F)的浓度大；
②刻蚀过程O2与CF4中的碳元素反应生成CO(或CO2)，随着氧气体积的增大，活性自由基(▪F)浓度增大，随着氧气体积持续增加，CF4的含量减小，活性自由基(▪F)的体积分数减小，浓度减小，刻蚀速率下降，故答案为：O2与CF4中的碳元素反应生成CO(或CO2)，O2的体积分数增大，有利于产生更高浓度的活性自由基(·F)；随着O2体积分数的继续增加，CF4的含量减小，产生活性自由基(·F)的浓度减小；
(3)由图像可以看出，直接抽提反应的活化能小于加成消除反应，直接抽提反应的速率快，并且直接抽提反应只有一步反应，步骤少，所以直接抽提反应为主要反应，故答案为：直接抽提反应活化能小，反应步骤少。
【分析】（1）① 根据晶胞结构图即可找出硅原子的个数②水是极性分子，极易溶解极性分子，而 CF4 是非极性分子， NF3 NH3 均是极性分子，但是氨气易形成氢键
（2）①  CF4在等离子体的条件下产生活性自由基(▪F)，该自由基易与硅及其化合物中的硅原子结合生成SiF4气体从而达到蚀刻目的，其他条件相同时，腐蚀速率快主要是 CF4(g)进行蚀刻时常与氧气混合流速快， 产生的活性自由基(▪F) 多②主要是氧气具有氧化性可与CF4反应，使CF4含量降低，导致产生的活性自由基(▪F) 减少，因此速率下降
（3）根据图示，直接抽提过程比加成消去反应的活化能低，以及步骤少，便于降解