北京市石景山区2021届上学期高三年级期末考试化学试卷

本试卷分为选择题和非选择题两部分，满分100分。考试时间90分钟。

可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Ge-73

第I卷（选择题
共42分）

本部分共14个小题，每小题3分，每小题只有一个选项符合题意

1. 我国科技事业成果显著，下列成果所涉及的材料不属于金属材料的是

A. “C919”飞机的主体材料——铝合金

B. 航天员宇航服的材料——聚酯纤维

C. 我国第一艘航空母舰的主体材料——合金钢

D. “奋斗者“号深潜器载人舱的外壳——钛合金

2. 与下列物质反应时，HCl表现出还原性的是

A. MnO₂ B. Na₂CO₃ C. Zn D. AgNO₃

3. 下列工业生产中不涉及氧化还原反应的是

A. 合成氨 B. 制漂白粉 C. 冶炼Fe D. 煅烧石灰石

4. 下列化学用语书写正确的是

A. 中子数为7的碳原子是C B. N₂的电子式是NN

C. 钠离子的结构示意图是 D. 乙烯的结构简式是CH₂CH₂

5. 2020年有科学家通过观察金星的酸性云层，分析出金星存在磷化氢气体，从而推测金星可能存在生命的迹象。下列说法不正确的是

A. 非金属性P＜O B. 热稳定性：NH₃＞PH₃

C. 酸性：H₂SO₄＞H₃PO₄ D. 原子半径大小：P＜S

6. 下列解释实验事实的反应方程式正确的是

A. 硫酸铜溶液显酸性：Cu²⁺+2H₂O＝Cu（OH）₂↓+2H⁺

B. 用烧碱溶液吸收氯气：Cl₂+2OH^–＝Cl^–+ClO^–+H₂O

C. 氢氧化铁溶于氢碘酸：Fe（OH）₃+3H⁺=Fe³⁺+3H₂O

D. 溴化亚铁溶液中通入足量氯气：2Fe²⁺+2Br^–+2Cl₂＝2Fe³⁺+Br₂+4Cl^–

7. 化学知识无处不在，下列家务劳动不能用对应的化学知识解释的是

8. 下列各项比较中，相等的是

A. 相同物质的量的Na₂O和Na₂O₂所含阴离子数

B. 标准状况下，相同体积的乙炔和苯中所含的氢原子数

C. 相同物质的量浓度的NH₄Cl和NH₃·H₂O溶液中的c（NH₄⁺）

D. 相同质量的NO和NO₂所含氮原子数

9. 硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H₂S和空气的混合气体通入FeCl₃、FeCl₂和CuCl₂的混合溶液中回收S，其转化如图所示。下列说法正确的是

A. 过程①中，生成CuS的反应为S^2-+Cu²⁺＝CuS↓

B. 过程②中，Fe³⁺+Cus＝Cu²⁺+Fe²⁺+S

C. 过程③中，溶液的酸性增强

D. 回收S的总反应为2H₂S+O₂2H₂O+2S↓

10. 光刻胶是光刻机制造芯片必不可少的重要材料。一种光刻胶是由降冰片烯与马来酸酐共同加成聚合（共聚）而成。下列说法不正确的是

A. 降冰片烯分子式为C₇H₁₀，其分子本身可以发生加聚反应

B. 该光刻胶的结构简式可能为：

C. 1mol马来酸酐，最多消耗1 mol NaOH

D. 光刻胶合成过程中可能会出现链节：

11. 1，3-丁二烯和Br₂以物质的量之比为1：1发生加成反应分两步：第一步Br⁺进攻1，3-丁二烯生成中间体C（溴正离子）；第二步Br^–进攻中间体C完成1，2-加成或1，4-加成。反应过程中的能量变化如下图所示，下列说法正确的是

A. 1，2-加成产物A比1，4-加成产物B稳定

B. 第一步的反应速率比第二步慢

C. 该加成反应的反应热为E_b-E_a

D. 升高温度，1，3-丁二烯的平衡转化率增大

12. 验证氧化性强弱Cl₂＞Br₂＞I₂，设计如下实验（已知：稀溴水呈黄色；浓溴水呈红棕色；碘水呈棕黄色；忽略氧气的影响）

下列说法不正确的是

A. 实验①设计目的为：排除实验②③④水稀释的影响

B. 实验②发生反应为：2Br^–+Cl₂＝Br₂+2Cl^–

C. 实验③的现象可以证明氧化性；Cl₂＞I₂

D. 实验④能证明氧化性：Br₂＞I₂

13. 已知：H₂（g）+CO₂（g）H₂O（g）+CO（g）
△H＞0，T₁温度时的平衡常数K＝。T₁、T₂温度时，在①、②、③、④四个相同体积的恒容容器中投料，起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是

A. 容器①5 min达到平衡，用H₂表示的化学反应速率为：0.012 mol·L^-1·min^-1

B. H₂的平衡转化率：①＞②

C. 容器③中反应向逆反应方向进行

D. 容器④中反应向正反应方向进行，则T₂＞T₁

14. 有人建议用AG来表示溶液的酸度，AG的定义式为AG＝lg[c（H⁺）/c（OH^–）]，室温下实验室用0.01 mol/L的氢氧化钠溶液滴定20mL 0.01mol/L的醋酸溶液，滴定曲线如图所示，下列有关叙述不正确的是

A. 在一定温度下，溶液酸性越强，AG越大

B. 由图知：室温时0.01mol/L的醋酸溶液的pH＝4

C. ab段溶液中：c（CH₃COO^–）＞c（CH₃COOH）

D. c点溶液中：c（CH₃COO^–）+c（OH^–）＝c（H⁺）+c（Na⁺）

第II卷（非选择题
共58分）

本部分共5小题，共58分

15. （14分）某研究小组以甲苯为起始原料，按下列路线合成利尿药美托拉宗。

已知：i.

ii.

请回答下列问题：

（1）试剂a是_________。

（2）C→D的反应类型是_________。

（3）D→E的化学方程式是_________。

（4）属于芳香族化合物的B的同分异构体有_________个（提示：不包括B）。

（5）写出B+H→I的化学方程式_________。

（6）从D→H的流程看，D→E的主要目的是_________。

（7）有人认为由I合成美托拉宗的过程如下：

请写出J的结构简式________，K的结构简式________。

16. （10分）海水是巨大的化学资源宝库，利用海水可以直接或间接获取很多物质。

利用1：氯碱工业

（1）从海水中提取粗盐的方法是________。

（2）图16-1是氯碱工业中电解饱和氯化钠溶液的示意图，饱和氯化钠溶液从a口进入，NaOH溶液从________（填b或d）口导出。阳离子交换膜的作用是________。

（3）图16-2是电解氯化钠溶液的微观示意图。X为电源的________极，水合钠离子、水合氯离子吸引水分子的氢原子朝向不同的原因________。

利用2：提镁工业

（4）从海水中提取镁的流程图如下，按示例所示补全缺少的流程：

17. （10分）门捷列夫在研究周期表时预言了“类硅“元素锗和“类铝“元素镓等11种元素。锗及其化合物应用于航空航天测控、光纤通讯等领域。一种提纯二氧化锗粗品（主要含GeO₂、As₂O₃）的工艺如下：

已知：i. GeO₂与碱反应生成Na₂GeO₃。

ii. GeCl₄极易水解，GeCl₄沸点86.6℃。

iii. As位于同主族P的下一周期，As₂O₃+2NaOH＝2NaAsO₂+H₂O。

（1）Ge位于同主族Si的下一周期，则Ge在周期表中的位置是________。

（2）从原子结构角度解释Ge和Si金属性递变的原因________。

（3）“氧化“过程是将NaAsO₂氧化为Na₃AsO₄，其离子方程式为________。

（4）加盐酸蒸馏生成GeCl₄，反应的化学方程式为________。

（5）高纯二氧化锗的含量采用碘酸钾滴定法进行测定。称取ag高纯二氧化锗样品，加入氢氧化钠在电炉溶解，用次亚磷酸钠还原为Ge²⁺，以淀粉为指示剂，用b mol/L的碘酸钾标准溶液滴定，消耗碘酸钾的体积为VmL。（20℃以下，次亚磷酸钠不会被碘酸钾和碘氧化）

资料：3Ge²⁺+IO₃^–+6H⁺＝3Ge⁴⁺+I^–+3H₂O，IO₃^–+5I^–+6H⁺＝3I₂+3H₂O。

此样品中二氧化锗的质量分数是________（用表达式表示）。

18. （10分）氮肥厂的废水中氮元素以NH₃·H₂O、NH₃和NH₄⁺的形式存在，对氨氮废水无害化处理已成为全球科学研究热点，下面是两种电化学除氨氮的方法。

方法一：电化学氧化法

（1）有研究表明，当以碳材料为阴极，O₂可在阴极生成H₂O₂，并进一步生成氧化性更强的·OH，·OH可以将水中氨氮氧化为N₂。

①写出·OH的电子式________。

②写出·OH去除氨气的化学反应方程式________。

③阴极区加入Fe²⁺可进一步提高氨氮的去除率，结合图18-1解释Fe²⁺的作用________。

图18-1

方法二：电化学沉淀法

已知：常温下MgNH₄PO₄·6H₂O、Mg₃（PO₄）₂和Mg（OH）₂的溶度积如下

（2）用0. 01mol/L NH₄H₂PO₄溶液模拟氨氮废水，电解沉淀原理如图18-2，调节溶液初始pH＝7，氨氮的去除率和溶液pH随时间的变化情况如图18-3。

①用化学用语表示磷酸铵镁沉淀的原理：Mg-2e^–＝Mg²⁺，_____（补全反应）。

②反应1h以后，氨氮的去除率随时间的延长反而下降的原因_____。

19. （14分）实验小组探究FeCl₃溶液灼烧的变化。

已知：FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中加热，可被氧化成Fe₃O₄，隔绝空气加热会歧化为Fe和Fe₃O₄。

I. FeCl₃溶液的灼烧。

实验i：将一只白粉笔浸泡在FeCl₃溶液中，用坩埚钳夹持粉笔于酒精灯上灼烧，很快观察到粉笔表面颜色的变化：黄色→红褐色→铁锈色→黑色。

（1）配制FeCl₃溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度。结合化学用语解释将氯化铁晶体溶于盐酸的目的________。

（2）“黄色→红褐色→铁锈色→黑色“颜色变化中的“铁钱色“物质是________。（填化学式）

（3）针对“黑色“物质，小组成员提出猜想。

猜想1：酒精灼烧粉笔的产物：猜想2：酒精还原“铁锈色“物质得到的产物。通过实验排除了猜想①，实验操作和现象是________。

Ⅱ. 探究“黑色“物质的成分。

实验ii：先用酒精蒸气排尽装置中的空气，再在“铁锈色“物质处加热，充分反应至“铁锈色“物质完全变成“黑色“物质。取下装有新制Cu（OH）₂的试管，加热，有砖红色沉淀生成。

实验iii：在“黑色“物质中加入热的硫酸，“黑色“物质溶解，无气泡产生。

（4）甲同学根据实验ii和iii的现象，判断“黑色“物质中含有二价铁，其理由是________。

（5）乙同学用实验iii中所得溶液进行实验iv，证实了甲的判断，实验iv的离子反应方程式为________。

（6）丙同学发现“黑色“物质完全被磁铁吸引，推测“黑色“物质是Fe₃O₄，写出“红色“物质变成Fe₃O₄的化学方程式________。

（7）丁同学为证明“黑色“物质是Fe₃O₄，设计实验方案并预测：取实验iii中少量清液滴入足量的Na₂S溶液，认为得到物质的量之比为3：1的FeS和S沉淀，即可证明。你认为是否合理，并说明理由________。

参考答案

阅卷说明：

1. 化学方程式评分标准：

（1）化学（离子）方程式中，离子方程式写成化学方程式2分的给1分；化学方程式写成离子方程式的不扣分。

（2）反应物、生成物化学式均正确得1分，有机反应核心物质对可以给1分。

（3）不写条件或未配平，按要求看是否扣分；不写“↑“或“↓“不扣分。

2. 简答题中加点部分为给分点。简单题逻辑合理给分。

15. （14分）（除标明的外，其余均为2分）

（1）浓硝酸，浓硫酸

（2）还原反应（1分）

（3）

（4）4

（5）

（6）保护与苯环直接相连的氨基不被酸性高锰酸钾氧化

（7）CH₃CHO （1分，其它合理答案均可）

16. （10分）（除标明的外，其余均为2分）

（1）蒸发结晶或晒盐

（2）d（1分）。阻止OH^–移向阳极，提高NaOH的产量和纯度

（3）正（1分），钠离子带正电易吸引水中的氧原子，氯离子带负电易吸引水中的氢原子

（4）Mg(OH)₂（NaOH也可以）

17. （10分）（每空2分）

（1）第四周期，第IVA族

（2）Ge与Si属于同主族元素，Ge比Si多一层，原子半径增大，失去电子能力增强，金属性增强

（3）3AsO₂^–+ClO₃^–+6OH^–=3AsO₄^–+Cl^–+3H₂O

（4）Na₂GeO₃+6HC1=2NaCl+GeCl₄+3H₂O

（5）（化简与否均正确）

18.（10分）（每空2分）

（1）①

②6·OH+2NH₃=N₂+6H₂O

③催化作用。或具体描述：H₂O₂+Fe²⁺+H⁺＝ Fe³⁺·OH+OH^–，Fe³⁺向阴极移动，阴极Fe³⁺+e^–＝Fe²⁺，Fe²⁺再生，循环使用

（2）①2H₂O+2e^–＝2OH^–+H₂↑，Mg²⁺+2OH^–+NH₄⁺+H₂PO₄^–=MgNH₄PO₄↓+2H₂O

②反应1h后，随着溶液中c（Mg²⁺）和c（OH^–）的增大，会形成Mg₃（PO₄）₂或Mg（OH）₂沉淀，同时，碱性条件下生成的MgNH₄PO₄·6H₂O沉淀会部分转化为Mg₃（PO₄）₂或Mg（OH）₂沉淀，释放铵根离子，使溶液中氨氮的去除率下降。

19. （14分）（每空2分）

（1）FeCl₃+3H₂OFe（OH）₃+3HCl溶于较浓的盐酸中的目的是抑制其水解。

（2）Fe₂O₃

（3）把洁净的粉笔置于酒精灯上灼烧未呈现黑色

（4）实验ii中酒精被氧化成乙醛，红色物质Fe₂O₃中Fe元素即被还原成0价或+2价，实验iii中无气泡生成，可说明黑色物质中没有Fe单质，则一定含有+2价铁元素。（逻辑合理即可）

（5）5Fe²⁺+8H⁺+MnO₄^–=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O

或3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-=Fe₃[Fe（CN）₆]₂↓

（6）CH₃CH₂OH+3Fe₂O₃CH₃CHO+2Fe₃O₄+H₂O

（7）合理；根据产物FeS和S物质的量比为3：1，可知实验中发生了2Fe³⁺+3S^2-＝2FeS+S和Fe²⁺+S^2-＝FeS两个反应，进而可知实验iii所得清液中n（Fe³⁺）：n（Fe²⁺）＝2：1，由此可判断黑色物质是Fe₃O₄。（逻辑合理即可）

不合理；实验中Fe³⁺与Na₂S溶液还可能发生2Fe³⁺+3S^2-＝2Fe₂S₃↓和2Fe³⁺+3S^2-+6H₂O＝2Fe（OH）₃↓+3H₂S↑等反应。（逻辑合理即可）