北京一零一中2020届高三下学期化学统考三 试卷

北京一零一中2019-2020学年高三下学期统考三
化学试题
1.下列设备工作时，将化学能转化为热能的是（   ）
A. 硅太阳能电池 B. 锂离子电池
C. 太阳能集热器 D. 燃气灶
【答案】D
【解析】
【详解】A. 硅太阳能电池是把太阳能转化为电能，A错误；
B. 锂离子电池将化学能转化为电能，B错误；
C. 太阳能集热器将太阳能转化为热能，C错误；
D. 燃气灶将化学能转化为热能，D正确，
答案选D。
2.化学与社会、生产、生活紧切相关。下列说法正确的是
A. 棉花和木材的主要成分都是纤维素，蚕丝和合成纤维的主要成分都是蛋白质
B. 石油干馏可得到石油气、汽油、煤油、柴油等
C. 从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现
D. 纯碱可用于生产普通玻璃，日常生活中也可用纯碱溶液来除去物品表面的油污
【答案】D
【解析】
【详解】A．棉花和木材的主要成分都是纤维素，蚕丝主要成分是蛋白质，合成纤维的主要成分不是蛋白质，故A错误；
B．石油分馏可得到石油气、汽油、煤油、柴油等，故B错误；
C．海水晒盐是物理变化，故C错误；
D．纯碱可用于生产普通玻璃，纯碱水解显碱性，故日常生活中也可用纯碱溶液来除去物品表面的油污，故D正确；
故选D。
3.下列化学用语对事实的解释不正确的是
A. NaHS水溶液显碱性：HS-+H2OS2-+H3O+
B. 苯酚能溶于Na2CO3溶液：C6H5OH+CO32-=C6H5O-+HCO3-
C. 三元催化剂净化汽车尾气中NO和CO：2NO+2CO2CO2+N2
D. 铜矿淋溶液（CuSO4）遇方铅矿（PbS）发生沉积：Cu2++SO42-+PbS=CuS+PbSO4
【答案】A
【解析】
【详解】A．NaHS水溶液显碱性：HS-+H2OH2S＋OH－，故A错误；
B．酸性：H2CO3>C6H5OH>HCO3－，苯酚能溶于Na2CO3溶液：C6H5OH+CO32-=C6H5O-+HCO3-，故B正确；
C．三元催化剂净化汽车尾气中的NO和CO：2NO+2CO2CO2+N2，故C正确；
D．铜矿淋溶液（CuSO4）遇方铅矿（PbS）发生沉积：Cu2++SO42-+PbS=CuS+PbSO4，CuS更难溶，故D正确；
故选A。
4. 最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：

下列说法中正确的是
A. CO和O生成CO2是吸热反应
B. 在该过程中，CO断键形成C和O
C. CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D. 状态Ⅰ →状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据能量--反应过程的图像知，状态I的能量高于状态III的能量，故该过程是放热反应，A错误；
B.根据状态I、II、III可以看出整个过程中CO中的C和O形成的化学键没有断裂，故B错误；
C.由图III可知，生成物是CO2，具有极性共价键，故C正确；
D.状态Ⅰ →状态Ⅲ表示CO与O反应的过程，故D错误。
故选C。

5.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Y+与X2-具有相同的电子层结构，Z与X同族。下列说法正确的是
A. 简单离子的半径：X0.1a
【答案】D
【解析】
【详解】A.①、②中反应温度相同，平衡常数K的数值相同，A项错误；B.①中反应放热0.1akJ，说明10min内X2反应了0.1mol，物质的量浓度改变量为0.1mol/L，所以其平均速率为υ(X2)=0.01mol/(L·min)，B项错误；C.据容器①中数据，可算出X2的平衡转化率为10%，容器②中是恒温恒压，容器①是恒温恒容，容器②相当于在容器①基础上加压，加压平衡右移，所以X2的转化率大于10%，C项错误；D.据C项分析，容器②相当于在容器①基础上右移，所以放出热量比容器①多，D项正确；答案选D项。
13.资料显示：FeF3溶液接近无色。某同学据此进行以下实验,依据上述实验无法获得的结论是

A. FeF3是弱电解质
B. ④中发生的离子反应为FeF3+3SCN-Fe(SCN)3+3F-
C. 相同条件下，结合Fe3+的能力：SCN->F->OH-
D. 向Fe(SCN)3溶液中加入NaF固体，溶液颜色会变浅
【答案】C
【解析】
【详解】A．反应③由黄色转成无色，存在平衡Fe3＋+3F－FeF3，FeF3是弱电解质，故A正确；
B．④中由无色转变为红色，发生的离子反应为FeF3+3SCN-Fe(SCN)3+3F-，故B正确；
C．相同条件下，结合Fe3+能力：OH->SCN->F-，故C错误；
D．对于平衡FeF3+3SCN-Fe(SCN)3+3F-，向Fe(SCN)3溶液中加入NaF固体，提高氟离子浓度，平衡逆向移动，溶液颜色会变浅，故D正确；
故选C
14.生产和实验中广泛采用甲醛法测定饱和食盐水样品中的NH4+含量。利用的反应原理为：4NH4++6HCHO＝(CH2)6N4H+（一元酸）+3H++6H2O。实验步骤如下：
①甲醛中常含有微量甲酸，应先除去。取甲醛amL于锥形瓶，加入1~2滴指示剂，用浓度为bmol/L的NaOH溶液滴定，滴定管的初始读数为V1mL，当锥形瓶内溶液呈微红色时，滴定管的读数为V2mL。
②向锥形瓶加入饱和食盐水试样cmL，静置1分钟。
③用上述滴定管中剩余的NaOH溶液继续滴定锥形瓶内溶液，至溶液呈微红色时，滴定管的读数为V3mL。
下列说法不正确的是
A. 步骤①中的指示剂可以选用酚酞试液
B. 步骤②中静置的目的是为了使NH4+和HCHO完全反应
C. 步骤②若不静置会导致测定结果偏高
D. 饱和食盐水中的c(NH4+)=mol/L
【答案】C
【解析】
【详解】A. 酸和碱反应生成甲酸钠，溶液呈碱性，步骤①中的指示剂可以选用酚酞试液，故A正确；
B. 通过延长反应时间，使反应进行得更充分，步骤②中静置的目的是为了使NH4+和HCHO完全反应，故B正确；
C. 步骤②若不静置，4NH4＋+6HCHO═（CH2）6N4H＋（一元酸）+3H＋+6H2O，反应不完全，生成的酸少，会导致测定结果偏低，故C错误；
D. 除去甲酸后的氢氧化钠溶液读数为V2 mL，加入饱和食盐水试样c mL，再加1～2滴酚酞，再用上述NaOH溶液滴定至微红色，滴定管的读数V3 mL，此时4NH4＋+6HCHO═（CH2）6N4H＋（一元酸）+3H＋+6H2O，滴入氢氧化钠反应，4NH4＋+～（（CH2）6N4H＋（一元酸）+3H＋）～4OH－；氢氧化钠物质的量和氮元素物质的量相同，所以饱和食盐水中的c(NH4+)= =mol·L－1，故D正确；
故选C。
15.（1）如图的氮循环是生态系统物质循环的重要部分，人类活动加剧了氮循环中的物质转化。

①下列说法正确的是_______（填字母序号）
A.固氮过程中，N2只做氧化剂
B.硝化过程需要有氧化剂参与
C.反硝化过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响
D.同化、氨化过程中，实现了氮元素在无机物和有机物之间的转化
②反硝化过程中，CH3OH可作为反应的还原剂，1mol还原剂失去6mol电子。请将该反应的离子方程式补充完整：5CH3OH+□NO3—□_______+□_______+□_______+□_______，_____________
（2）研究表明，氮氧化物（NOx）和二氧化硫都与大气中雾霾的形成有关。
①已知：SO2生成SO3总反应方程式是2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.6kJ/mol
此反应可通过如下两步完成：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH1＝－113kJ/mol
NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)ΔH2＝_______。
②一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入NO2和SO2各1mol，5min达到平衡，此时容器中NO2和NO的浓度之比为1∶3，则NO2的平衡转化率是_______。
（3）砷（As）是第四周期ⅤA族元素，其化合物，有着广泛的用途。
①AsH3的稳定性比NH3的稳定性_______（填“强’’或“弱’’）。用原子结构解释原因_______。
②常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式_______。
③298K时，将20mL3xmol•L-1Na3AsO3、20mL3xmol•L-1I2和20mLNaOH溶液混合，发生反应：AsO33-(aq)+I2(aq)+2OH-AsO43-(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO43﹣)与反应时间（t）的关系如图所示。若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为_______。

【答案】 (1). BCD (2). 5CH3OH+6NO3-N2↑+4HCO3-+CO32-+8H2O (3). —41.8kJ/mol (4). 75% (5). 弱 (6). N和As位于同一主族，As的电子层数比N的多，原子半径As比N的大，得电子能力As比N弱，非金属性As比N弱，氢化物AsH3的稳定性比NH3弱 (7). 2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S (8).
【解析】
【详解】（1）①A．氮气在大气中氧化为亚硝酸根离子、硝酸根离子，N的化合价升高，被氧化，所以N2作还原剂，故A错误；
B．NH3转化成HNO2，增加了O元素，则NH3被氧气氧化，所以在硝化细菌作用下发生的硝化过程需要有氧化剂参与，故B正确；
C．反硝化过程，生成氮气，向大气提供氮气，即反硝化过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成影响，故C正确；
D．氨化过程是动植物蛋白转化为氨气或铵根离子，即有机物转化为无机物，同化、氨化过程中，实现了氮元素在无机物和有机物之间的转化，故D正确；
故选BCD。
②反硝化过程中，CH3OH可作为反应的还原剂，1mol还原剂失去6mol电子。CH3OH与硝酸根离子反应生成氮气、碳酸根离子、碳酸氢根离子和水，反应的离子方程式为：5CH3OH+6NO3-N2↑+4HCO3-+CO32-+8H2O，故答案为：5CH3OH+6NO3-N2↑+4HCO3-+CO32-+8H2O；
（2）①Ⅰ.2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.6kJ·mol－1
Ⅱ.2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH1＝－113kJ·mol－1
盖斯定律计算（Ⅰ-Ⅱ）× 得到NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)ΔH2＝-41.8 kJ·mol－1，故答案为：-41.8 kJ·mol－1；
②一定温度下，向2 L恒容密闭容器中充入NO2和SO2各1 mol，5min达到平衡，此时容器中NO2和NO的浓度之比为1：3，结合三行计算列式得到，设消耗NO2的物质的量为x：

NO2和NO的浓度之比为1：3，物质的量之比=1：3，（1-x）：x=1：3，x=0.75mol，NO2的平衡转化率=×100%=75%，
故答案为：75%；
（3）①非金属性：N>As，AsH3的稳定性比NH3的稳定性弱，用原子结构解释原因：N和As位于同一主族，As的电子层数比N的多，原子半径As比N的大，得电子能力As比N弱，非金属性As比N弱，氢化物AsH3的稳定性比NH3弱；
②常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫，结合电子转移配平得方程式为：2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S；
故答案为：2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S；
③列三段式如下：

根据平衡常数表达式K= ==，故答案为：。
16.含铬（Ⅵ）废水能诱发致癌，对人类和自然环境有严重的破坏作用。利用Cu2O光催化可以处理含有Cr2O72－的废水。
Ⅰ．制取Cu2O
（1）电解法：利用铜和钛做电极，电解含有NaCl和NaOH的溶液时，反应只消耗了铜和水，体系pH及Cl－浓度维持不变（溶液体积变化忽略不计）。阳极电极反应式是_______。
（2）还原法：控制100℃、pH=5的条件时，利用亚硫酸钠与硫酸铜溶液反应可以制得Cu2O，同时产生SO2气体。反应过程中需要不断地加入烧碱，其原因是_______。
Ⅱ．利用Cu2O光催化处理含Cr2O72－的废水的研究。
（1）光照射到Cu2O光催化剂上产生光催化反应，Cr2O72－和H2O分别在光催化反应中形成的微电极上发生电极反应，反应原理如图所示。写出Cr2O72－转化Cr3+的电极反应：_______。

（2）研究中对Cu2O的作用提出两种假设：
a．Cu2O作光催化剂；b．Cu2O与Cr2O72－发生氧化还原反应。
已知：Cu2O的添加量是2×10-4mol/L，Cr2O72－的初始浓度是1×10-3mol/L；对比实验（pH=3.0且其他条件相同），反应1.5小时结果如图所示。结合试剂用量数据和实验结果可得到的结论是_______，依据是_______。

（3）溶液的pH对Cr2O72－降解率的影响如图所示。

已知：Cu2OCu+CuSO4；酸性越大，Cr2O72－被还原率越大。
①pH分别为2、3、4时，Cr2O72－的降解率最好的是___________，其原因是___________。
②已知pH=5时，会产生Cr(OH)3沉淀。pH=5时，Cr2O72－的降解率低的原因是___________。
【答案】 (1). 2Cu-2e－+2OH－=Cu2O+H2O (2). 2Cu2++SO32-+2H2O=Cu2O+4H++SO42-，反应过程中溶液的酸性不断地增强，为控制pH=5的反应条件，所以需要加入烧碱 (3). Cr2O72—+14H++6e－=2Cr3++7H2O (4). Cu2O作光催化剂 (5). 若发生氧化还原反应，则存在比例：3Cu2O—Cr2O72-，计算得：1×10-3×3×70%=2.1×10-3＞2×10-4mol/L；实验可以看到只有氧化亚铜和只有光照时，Cr2O72-的转化率很低，说明反应条件是光照条件下和Cu2O同时存在 (6). 3 (7). pH