2021-2022学年北京市门头沟区高三（上）期末化学试卷（ 含答案解析）

这是一份2021-2022学年北京市门头沟区高三（上）期末化学试卷（ 含答案解析），共24页。试卷主要包含了24L甲烷中含有0，【答案】A，【答案】D，【答案】C，【答案】B等内容，欢迎下载使用。
“天问一号”火星探测器成功实施近火制动，顺利抵达火星轨道。下列“天问一号”所涉及的材料为金属材料的是( )
A. 大型抛物面天线骨架材料——铝合金
B. 运动部件的润滑材料——二硫化钼
C. 舱室的密封材料——硅橡胶
D. 探测器热防护材料——石墨纤维增强的新型复合材料
下列过程不涉及氧化还原反应的是( )
A. 电解熔融氯化钠制备金属钠B. 用氯气制消毒液
C. 过氧化钠做供氧剂D. 用NaHCO3治疗胃酸过多
下列化学用语书写正确的是( )
A. 2，2−二甲基丙烷的结构简式：
B. 羟基的电子式
C. Cl−的结构示意图：
D. 中子数为143的铀原子：
短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大，X是地壳中含量最高的元素，Z在X中燃烧火焰呈黄色，R基态原子p能级有一对成对电子。下列说法正确的是( )
A. 原子半径：Z>R>X>Y
B. 气态氢化物的稳定性：X>Y>R
C. X与Z组成的化合物肯定含有共价键
D. X与R组成的化合物VSEPR模型一定和CH4的一样
用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是( )
A. 标准状况下，2.24L甲烷中含有0.4NA个氢原子
B. 7.8gNa2O2中含有的离子数为0.3NA
C. 12gC60和12g石墨均含有NA个碳原子
D. 1L0.1ml⋅L−1CH3COOH溶液中，CH3COO−的数目为0.1NA
下列解释事实的方程式不正确的是( )
A. FeCl3溶液呈酸性：Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+
B. 用FeCl3溶液腐蚀覆铜板：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
C. 钢铁发生吸氧腐蚀，负极反应：Fe−3e−=Fe3+
D. 向AgCl悬浊液中滴加0.1ml⋅L−1KI溶液，白色沉淀变成黄色AgCl(s)+I−(aq)=AgI(s)+Cl−(aq)
下列实验操作能达到实验目的是( )
A. 检验溴乙烷消去反应的产物
B. 证明Fe(OH)3比Mg(OH)2更难溶
C. 检验蔗糖的水解产物
D. 探究铁的析氢腐蚀
下列元素或化合物的性质变化顺序不正确的是( )
A. 共价键的极性：HF>HCl>HBr>HI
B. 元素的第一电离能：Cl>S>P>Si
C. 卤素单质的熔点：I2>Br2>Cl2>F2
D. 羧酸的pKa：CH3CH2COOH>CH3COOH>HCOOH
由同一反应物发生反应Ⅰ、Ⅱ时的能量变化如图所示，下列说法不正确的是( )
A. 反应Ⅰ为吸热反应
B. 反应Ⅱ无需加热即可发生
C. 加催化剂后，反应结束时反应Ⅱ曲线不可能位于反应Ⅰ上方
D. 反应Ⅱ过程中断开化学键吸收的能量小于形成化学键所放出的能量
以邻苯二酚为原料的某合成路线如图，下列说法不正确的是( )
A. Ⅰ→Ⅱ是取代反应
B. Ⅱ与Ⅲ互为同分异构体
C. 1mlⅢ最多能与2mlNaOH反应
D. 预测可以发生反应
下列有关说法正确的是( )
A. 水溶液中c(OH−)>c(H+)，溶液一定显碱性
B. pH均为3的盐酸和醋酸溶液与足量锌反应，后者产生的氢气多
C. NH4HSO4溶液呈酸性说明NH3⋅H2O是弱电解质
D. 室温下，将0.2ml/L的醋酸溶液与0.1ml/L的NaOH溶液等体积混合，所得溶液pHc(CH3COO−)
室温下进行下列实验，根据实验操作和现象所得到的结论正确的是( )
A. AB. BC. CD. D
采用Pd−Fe3O4双催化剂，可实现用H2消除酸性废水中的NO3−、NO2−。Fe3O4中Fe的价态有+2、+3价，用Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)表示，其反应历程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 用该法处理后水体的pH降低
B. 过程③中NO2−被Fe(Ⅱ)还原为NH4+
C. 过程④每生成1mlN2，转移3ml电子
D. Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)的相互转化起到了传递电子的作用
热电厂尾气经处理得到较纯的SO2，可用于原电池法生产硫酸。下列说法不正确的是( )
A. 电极b周围溶液pH变大
B. 溶液中H+由a极区向b极区迁移
C. 电极a的电极反应式是SO2−2e−+2H2O=4H++SO42−
D. 一段时间后，a极消耗的SO2与b极消耗的O2物质的量相等
甲醇是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇，反应为CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H。
(1)在体积可变的密闭容器中投入0.5mlCO和0.75mlH2，不同条件下发生上述反应。实验测得平衡时CH3OH的物质的量随温度、压强的变化如图所示。
①根据图象判断△H______0(填“”)；M点H2的转化率为 ______。
②M点对应的平衡混合气体的体积为1L，则506K时，该反应平衡常数K=______。
③下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的 ______(填字母序号)。
a.v(H2)=2v(CH3OH)
b.CH3OH的体积分数不再改变
c.混合气体的密度不再改变
④平衡后再加入0.5mlCO和0.75mlH2后重新到达平衡，则CO的转化率 ______(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)石墨烯基锂离子电池可以提升锂离子电池的性能。某实验小组用以石墨烯(C)和LiCO2为电极材料的锂离子电池电解氧化甲醇废水。如图为电解装置示意图。
①b极的电极反应式是 ______。
②下列说法正确是(填字母序号)______。
a.阳极的电极反应是：CH3OH+H2O−6e−=CO2+6H+
b.电解过程中，H+从A室经质子交换膜进入B室
c.该锂离子电池充电时，石墨烯应连接电源正极
铁的多种化合物均为磁性材料，氮化铁(FexNy)是其中一种，某FexNy的制备需铁、
氮气、丙酮和乙醇参与。
(1)Fe在元素周期表中的位置 ______。
(2)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是 ______，1ml丙酮分子中含有σ键的数目为 ______ml。
(3)乙醇的晶体类型为 ______，乙醇分子中C、O、H三种元素中电负性最大的元素是 ______。
(4)乙醇的沸点(78.3℃)高于丙酮的沸点(56.5℃)，原因是 ______。
(5)某FexNy的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x−n)CunNy。由FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为 ______。基态Cu原子的价电子轨道表示式为 ______。
化合物J()是一种重要的医药中间体，其合成路线如图：
已知：i.
ii.
回答下列问题：
(1)A分子中含有的官能团是 ______。
(2)B生成C的化学方程式为 ______。
(3)F→G所需的试剂a是 ______。
(4)G→H的化学方程式为 ______。
(5)I的结构简式为 ______。
(6)G有多种同分异构体，写出符合下列要求的M的结构简式 ______。
①含有硝基(−NO2)的芳香族化合物
②遇三氯化铁溶液显紫色
③核磁共振氢谱为四组峰，峰面积之比为1：2：2：2
(7)请设计以对硝基甲苯和丙酮为原料合成的合成路线(其它试剂任选)______。
已知：①
②氨基易被氧化。
KMnO4和MnO2都是实验室常见药品，某小组同学对这两种物质做了如下探究。
I.从粗品(含有较多的MnO、MnCO3和Fe2O3)中获得MnO2，其工艺流程如图。
请回答下列问题：
(1)第①步操作中，加快酸溶速率的措施 ______。
(2)第②步操作中，NaClO3将Mn2+转化为MnO2，利用电解法也可实现这步转化，生成MnO2的电极反应式为 ______。
(3)第③步操作中，Cl2生成NaClO3的反应化学方程式为 ______。
(4)为得到纯净的MnO2，需将过滤后的MnO2合并后进行洗涤。设计检验MnO2是否洗涤干净的实验方案：______。
(5)NaClO3和MnO2在一定条件下都可以氧化浓盐酸制取Cl2，制取相同物质的量的Cl2消耗NaClO3与MnO2的物质的量之比为 ______。
II.探究酸性KMnO4和Na2C2O4的反应
(6)该小组同学做了如下实验：将酸性KMnO4溶液逐滴滴入一定体积的Na2C2O4溶液中(温度相同，并不断振荡)，记录现象如下：
①请将MnO4−氧化C2O42−的离子方程式补充完整：______MnO4−+______C2O42−+____________=______Mn2++______CO2↑+____________。
②请分析KMnO4溶液褪色时间变化的最可能原因 ______。
某小组探究Cu与HNO3反应，发现有趣的现象。室温下，溶液A遇铜片立即产生气泡，而相同条件下3ml⋅L−1稀硝酸(溶液B)遇铜片短时间内无明显变化，一段时间后才有少量气泡产生。
(1)铜与稀硝酸反应的化学方程式：______。
(2)分析溶液A的成分后，同学们探究溶液A与铜片能够立即发生反应的原因。
①假设1：______对该反应有催化作用。
实验验证：向B中加入少量硝酸铜，溶液呈浅蓝色，放入铜片，没有明显变化。
结论：假设1不成立。
②假设2：NO2对该反应有催化作用。
方案1：向放有铜片的B中通入少量NO2，铜片表面立即产生气泡，反应持续进行。有同学认为应补充对比实验：向放有铜片的B中加入数滴5ml⋅L−1硝酸，无明显变化。补充该实验的目的是 ______。
方案2：向A中鼓入N2数分钟得溶液C。相同条件下，铜片与A、B、C溶液的反应速率：ν(A)>ν(C)>ν(B)。该实验能够证明假设2成立的理由是 ______。
③经检验，A溶液中还含有少量HNO2。实验证明HNO2也对该反应有催化作用，操作和现象是：向含有铜片的B溶液中 ______。
结论：NO2和HNO2对铜与硝酸的反应都有催化作用。
(3)请推测Cu与稀硝酸反应中NO2和HNO2参与的可能催化过程：
①Cu+2NO2+2H+=Cu2++2HNO2
②______。
③______。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：A.铝合金是合金材料，由两种或两种以上的金属密切混合和结合所构成的物质，合金属于金属材料，故A正确；
B.二硫化钼是无机非金属材料，故B错误；
C.硅橡胶是有机高分子材料，故C错误；
D.石墨纤维增强的新型复合材料，不是金属材料，故D错误；
故选：A。
金属材料是指具有光泽、延展性、容易导电、传热等性质的材料，包括金属单质及其合金，据此进行分析。
本题考查物质的分类，主要考查金属材料，解题的关键是了解金属材料的定义，难度较小。
2.【答案】D
【解析】解：A.电解熔融氯化钠制金属钠，存在元素化合价变化，涉及氧化还原反应，故A错误；
B.用氯气制消毒液，Cl元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，故B错误；
C.过氧化钠做供氧剂，氧元素发生歧化反应，属于氧化还原反应，故C错误；
D.用NaHCO3治疗胃酸过多，不存在元素化合价变化，不涉及氧化还原反应，故D正确；
故选：D。
化合价升降为氧化还原反应的特征，则存在元素化合价变化的反应属于氧化还原反应，以此结合反应实质判断。
本题考查氧化还原反应，为高频考点，明确发生反应实质为解答关键，注意掌握氧化还原反应概念及特征，试题侧重考查学生的分析与应用能力，题目难度不大。
3.【答案】A
【解析】解：A.2，2−二甲基丙烷的主链上有3个碳原子，在2号碳原子上有两个甲基，故结构简式为，故A正确；
B.羟基中氧原子的外围电子数为7，有一个单电子，其电子式为，故B错误；
C.Cl−的质子数为17，核外电子数为18，核外电子分层排布，则Cl−的结构示意图为，故C错误；
D.中子数为143的铀原子的质量数为92+143=235，则中子数为143的铀原子为 92235U，故D错误；
故选：A。
A.2，2−二甲基丙烷的主链上有3个碳原子，在2号碳原子上有两个甲基；
B.羟基中O原子的外围电子数为7；
C.是氯原子的结构示意图；
D.质量数=质子数+中子数，质量数标注于元素符号的左上角，质子数标注于左下角。
本题考查了常见化学用语的表示方法，涉及离子结构示意图、电子式、核素符号及结构简式等知识，明确常见化学用语的概念及书写原则为解答关键，试题侧重考查学生的规范答题能力，题目难度不大。
4.【答案】A
【解析】解：结合分析可知，X为O，Y为F，Z为Na，R为S元素，
A.主族元素同一周期从左向右原子半径逐渐减小，同一主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径：Z>R>X>Y，故A正确；
B.非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，非金属性：F>O>S，则气态氢化物的稳定性：Y>X>R，故B错误；
C.O、Na形成的氧化钠中只含有离子键，不存在共价键，故C错误；
D.X与R组成的化合物有SO2、SO3，SO3的中心S原子的价层电子对数为3+6−2×32=3，其VSEPR模型为平面三角形，SO2中S的价层电子对数为2+6−2×22=3，其VSEPR模型为平面三角形，CH4的VSEPR模型为正四面体结构，所以X与R组成的化合物VSEPR模型与CH4的不同，故D错误；
故选：A。
短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大，X是地壳中含量最高的元素，则X为O；Z在X中燃烧火焰呈黄色，则Z为Na；Y介于O、Na之间，且为主族元素，则Y为F；R基态原子p能级有一对成对电子，其原子序数大于Na，R原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，则R为S元素，以此分析解答。
本题考查原子结构与元素周期律，为高频考点，把握原子序数、原子结构、物质性质来推断元素为解答关键，侧重分析与应用能力的考查，注意规律性知识的应用，题目难度不大。
5.【答案】D
【解析】解：A.标准状况下，2.24L甲烷中含有：×4×NAml−1=0.4NA个氢原子，故A正确；
中含有的离子数为：7.8g78g/ml×3×NAml−1=0.3NA，故B正确；
C.12gC60和12g石墨均含有碳原子个数为：12g12g/ml×NAml−1=NA个，故C正确；
D.醋酸为弱酸，水溶液中部分电离，所以1L0.1ml⋅L−1CH3COOH溶液中，CH3COO−的数目小于0.1NA，故D错误；
故选：D。
A.1个甲烷含有4个H；
B.1个过氧化钠含有2个钠离子、1个过氧根离子；
C.C60和石墨都是由碳原子构成；
D.醋酸为弱酸，水溶液中部分电离。
本题考查了物质的量和阿伏加德罗常数的有关计算，难度不大，熟悉以物质的量为核心计算公式，明确物质的结构组成是解题关键。
6.【答案】C
【解析】解：A.FeCl3溶液呈酸性，离子方程式为：Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+，故A正确；
B.用FeCl3溶液腐蚀覆铜板，离子方程式为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，故B正确；
C.铁发生吸氧腐蚀，负极反应为：Fe−2e−=Fe2+，故C错误；
D.向AgCl悬浊液中滴加0.1ml⋅L−1KI溶液，白色沉淀变成黄色，离子方程式为：AgCl(s)+I−(aq)=AgI(s)+Cl−(aq)，故D正确；
故选：C。
A.铁离子为弱碱阳离子，水溶液中部分水解；
B.铜与铁离子反应生成亚铁离子和铜离子；
C.钢铁发生吸氧腐蚀，负极铁失去电子生成亚铁离子；
D.发生沉淀转化，氯化银与碘离子反应生成碘化银沉淀和氯离子。
本题考查了离子方程式的判断，题目难度中等，注意明确离子方程式正误判断常用方法：检查反应物、生成物是否正确，检查各物质拆分是否正确，如难溶物、弱电解质等需要保留化学式，检查是否符合守恒关系(如：质量守恒和电荷守恒等)、检查是否符合原化学方程式等，本题还需注意量对产物的影响、氧化还原反应原理的应用。
7.【答案】C
【解析】解：A.乙醇易挥发，乙醇及生成的乙烯均使高锰酸钾褪色，高锰酸钾褪色不能检验乙烯，故A错误；
B.NaOH过量，均为沉淀生成，不能说明氢氧化铁更难溶，故B错误；
C.酸性条件下水解，水解后在碱性条件下检验葡萄糖，生成砖红色沉淀可检验，故C正确；
D.食盐水为中性，发生吸氧腐蚀，导管中红墨水高度上升，故D错误；
故选：C。
A.乙醇易挥发，乙醇及生成的乙烯均使高锰酸钾褪色；
B.NaOH过量，均为沉淀生成；
C.酸性条件下水解，水解后在碱性条件下检验葡萄糖；
D.食盐水为中性，发生吸氧腐蚀。
本题考查化学实验方案的评价，为高频考点，把握物质的性质、反应与现象、沉淀生成、电化学腐蚀、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意实验的评价性分析，题目难度不大。
8.【答案】B
【解析】解：A.非金属性F>Cl>Br>I，共价键的极性：HF>HCl>HBr>HI，故A正确；
B.元素的第一电离能：Cl>P>S>Si，故B错误；
C.卤素单质的熔点与相对分子质量有关，相对分子质量越大，熔点越高，则从F2到I2逐渐升高，即：I2>Br2>Cl2>F2，故C正确；
D.连羧基上的烃基链越短，越利于羧酸的电离，羧酸的pKa：CH3CH2COOH>CH3COOH>HCOOH，故D正确；
故选：B。
A.共价键的极性随共用电子对偏移程度的增大而增强，非金属性越强，气态氢化物中，共价键的极性越强；
B.同周期从左到右，元素的第一电离能增大的趋势，其中第ⅡA、ⅤA元素的第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能大；
C.卤素单质形成的为分子晶体，熔点与相对分子质量有关，相对分子质量越大，熔点越高；
D.连羧基上的烃基链越短，越利于羧酸的电离。
本题考查原子结构与元素周期律的应用，题目难度不大，明确元素周期律内容为解答关键，注意掌握第一电离能、分子在晶体的熔点判断、共价键的影响因素，试题侧重考查学生的分析能力及灵活运用能力。
9.【答案】B
【解析】解：A.结合分析可知，反应I为吸热反应，故A正确；
B.反应II为放热反应，但是与反应发生条件无关，故B错误；
C.加催化剂后，反应结束时反应Ⅱ活化能降低，但是焓变不发生变化，故曲线反应Ⅱ曲线不可能位于反应Ⅰ上方，故C正确；
D.反应Ⅱ为放热反应，故过程中断开化学键吸收的能量小于形成化学键所放出的能量，故D正确；
故选：B。
分析可知，反应I为吸热反应，反应II为放热反应，反应I的正反应活化能较小，反应II的正反应活化能较大，据此分析回答问题。
本题考查热化学方程式，为高频考点，把握反应中能量变化、热化学方程式的书写方法为解答关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大。
10.【答案】C
【解析】解：A.对比有机物结构，可知Ⅰ→Ⅱ过程中酚羟基上氢原子被−COCH2Cl替代，反应类型为取代反应，故A正确；
B.Ⅱ与Ⅲ分子式相同、结构不相同，二者互为同分异构体，故B正确；
C.酚羟基与NaOH发生中和反应，氯原子水解生成的HCl与NaOH发生中和反应，1mlⅢ最多能与3mlNaOH反应，故C错误；
D.类比Ⅱ→Ⅲ的转化，预测可以发生反应，故D正确；
故选：C。
A.Ⅰ→Ⅱ过程中酚羟基上氢原子被−COCH2Cl替代；
B.Ⅱ与Ⅲ分子式相同，二者结构不相同；
C.酚羟基与NaOH发生中和反应，氯原子水解生成的HCl与NaOH发生中和反应；
D.类比Ⅱ→Ⅲ的转化。
本题考查有机物合成，涉及有机反应类型、同分异构体、官能团的性质等，题目侧重考查学生分析能力、自学能力、知识迁移运用能力等。
11.【答案】A
【解析】解：A.碱性溶液中c(OH−)>c(H+)，酸性溶液中c(OH−)c(H+)，溶液一定显碱性，故A正确；
B.醋酸和盐酸分别于足量Zn反应时，生成氢气的多少与酸的物质的量成正比，两种酸溶液的体积相对大小未知，无法判断哪种酸生成的氢气多，故B错误；
C.NH4+水解生成H+、NaHSO4电离生成H+都导致溶液呈酸性，所以根据该溶液呈酸性不能判断NH3⋅H2O是弱电解质，故C错误；
D.室温下，混合溶液中溶质为等物质的量浓度的CH3COOH、CH3COONa，混合溶液的pH