北京市西城区2021届下学期高三年级统一测试化学试卷（一模）

本试卷共100分。考试时长90分钟。

可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O16

第一部分

本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。

1. 下列材料的主要成分属于有机物的是

A. 国家速滑馆用于蒸发制冷的材料——二氧化碳

B. 长征五号的整流罩前锥段材料——聚甲基丙烯酰亚胺

C. 港珠澳大桥锚具材料——特殊工艺的低碳钢

D. 我国自主研发的5G芯片的材料——硅

2. 下列反应中，酸体现还原性的是

A. MnO₂与浓盐酸共热制Cl₂

B. Na₂SO₃与浓硫酸共热制SO₂

C. Zn与稀硫酸反应制H₂

D. Cu与稀硝酸反应制备NO

3. 工业上利用反应3Cl₂+8NH₃＝N₂+6NH₄Cl检查氯气管道是否漏气。下列说法不正确的是

A. 将浓氨水接近管道，若产生白烟说明管道漏气

B. N₂的电子式为：

C. NH₄Cl中只含有离子键

D. 该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：2

4. 元素周期律的发现是近代化学史上的一座里程碑。下列事实不能用元素周期律解释的是

A. Na₂CO₃溶液中加盐酸，产生气泡

B. 常温下，形状和大小相同的Mg、Al与同浓度盐酸反应，Mg条更剧烈

C. 气态氢化物的稳定性：H₂O＞H₂S

D. Cl₂从NaBr溶液中置换出Br₂

5. 下列关于室温下1 L 0.1 mol·L^-1 NH₃·H₂O溶液的说法正确的是

A. NH₃·H₂O的电离方程式：NH₃·H₂O＝NH₄⁺+OH^–

B. 加入少量NH₄Cl固体后，溶液的pH增大

C. 滴加稀盐酸的过程中，n（NH₄⁺）增大

D. 与FeCl₃溶液反应的离子方程式：Fe³⁺+3OH^–＝Fe（OH）₃↓

6. 某小组用如下装置探究SO₂的性质。下列离子方程式书写不正确的是

A. 甲中紫色褪去：5SO₂+2MnO₄^–+2H₂O＝2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺

B. 乙中蓝色逐渐变浅：I₂+SO₂+2H₂O＝2I^–+SO₄^2-+4H⁺

C. 丙中产生少量白色沉淀：Ba²⁺+SO₂+H₂O＝BaSO₃↓+2H⁺

D. 丁中可能的反应：SO₂+2OH^–＝SO₃^2-+H₂O

7. 下列说法正确的是

A. 标准状况下，22.4 L CCl₄含有的分子数约为6.02×10²³

B. 1 mol ¹⁸O含有的中子数约为8×6.02×10²³

C. 1 mol NO₂和N₂O₄的混合物中含有的氮原子数共约为3×6.02×10²³

D. 0. 1 mol Cl₂与足量的Fe反应转移的电子数约为0.2×6.02×10²³

8. 新鲜水果和蔬菜中富含维生素C，在I₂作用下可转化为脱氢维生素C，原理如下：

下列关于维生素C的说法正确的是

A. 分子式为C₆H₇O₆

B. 难溶于水，易溶于有机溶剂

C. 与脱氢维生素C都可使酸性KMnO₄溶液褪色

D. 与脱氢维生素C互为同分异构体

9. 下列实验方案能达到相应目的的是

10. Claisen重排反应是有机合成中常用的重要反应。以CH₂=CHOCH₂CH＝CH₂为例，其反应过程对应的机理有两种，如下图（“-“可表示单、双键）。下列说法不正确的是

A. 机理1：反应物→产物的过程中，有极性共价键断裂

B. 机理2：反应物→中间体的过程中，没有化学键断裂，只有空间结构变化

C. 该反应的化学方程式：CH₂＝CHOCH₂CH＝CH₂→CH₂＝CHCH₂CH₂CHO

D. 相比于机理1，机理2所需活化能降低，活化分子百分比下降，反应速率减慢

11. 一种新型高分子M的合成方法如下：

下列说法不正确的是

A. 酪氨酸能与酸、碱反应生成盐

B. 1 mol环二肽最多能与2 mol NaOH反应

C. 高分子M中含有结构片断

D. 高分子M在环境中可降解为小分子

12. 利用废铝箔（主要成分为Al，含少量Mg、Fe等）制明矾［KAl（SO₄）₂·12H₂O］的一种工艺流程如下：

下列说法不正确的是

A. ①中生成了H₂：2Al+2NaOH+2H₂O＝2NaA1O₂+3H₂↑

B. 操作a是过滤，以除去难溶于NaOH溶液的杂质

C. ②③中加入稀硫酸的作用均是除去杂质

D. 由④可知，室温下明矾的溶解度小于Al₂（SO₄）₃和K₂SO₄的溶解度

13. 一定温度下，容积为2L的密闭容器中发生反应：A（g）+B（g）C（g）+D（g）
△H＞0，容器中部分物质的含量见下表（t₂＞t₁）：

下列说法正确的是

A. t₁ min内，D的平均化学反应速率为v（D）＝0.4/ t₁ mol·（L·min）^-1

B. 该温度下，反应的化学平衡常数K＝1.0

C. 达到化学平衡状态时，A的转化率为66.7％

D. 若升高温度，平衡逆向移动

14. 相同温度和压强下，研究Cl₂在不同溶液中的溶解度（用溶解Cl₂的物质的量浓度表示）随溶液浓度的变化。在NaCl溶液和盐酸中Cl₂的溶解度以及各种含氯微粒的浓度变化如下图。

图1 NaCl溶液浓度与溶解Cl₂及含氯微粒的浓度变化
图2 盐酸浓度与溶解Cl₂的浓度变化

下列说法不正确的是

A. 由图1可知，Cl₂溶于NaCl溶液时还发生了反应Cl₂+Cl^–Cl₃^–

B. 随NaCl溶液浓度增大，Cl₂+H₂OH⁺+Cl^–+HClO平衡逆移，Cl₂溶解度减小

C. 随盐酸浓度增加Cl₂与H₂O的反应被抑制，生成Cl₃^–为主要反应从而促进Cl₂溶解

D. 由上述实验可知，H⁺浓度增大促进Cl₂溶解，由此推知在稀硫酸中，随硫酸浓度增大Cl₂的溶解度会增大

第二部分

本部分共5题，共58分。

15. （10分）NSR（NO₂）的储存和还原在不同时段交替进行）技术可有效降低稀燃柴油和汽油发动机尾气中NO₂的排放，其工作原理如下图。

（1）已知：N₂（g）+O₂（g）＝2NO（g）
△H₁＝+180.5 kJ·mol^-1

2CO（g）+O₂（g）＝2CO₂（g）
△H₂＝-566 kJ·mol^-1

则NSR技术工作原理的热化学方程式：

2CO（g）+2NO（g）＝N₂（g）+2CO₂（g）
△H₃＝_________。

（2）①存储阶段：

Ba存储NO₂后转化为Ba（NO₃）₂的化学方程式是_______。

②还原阶段：NO₂从Ba（NO₃）₂中释放，然后在Pt的表面被CO、H₂还原为N₂。

若参加反应的n（CO）＝n（H₂），则反应的n（CO）：n（H₂）：n（NO₂）＝________。

（3）某实验小组模拟NSR系统中的一个存储、还原过程。让尾气通过NSR反应器，测得过程中出口NO₂浓度变化如图。

①t₁时刻前，NO₂的浓度接近0，原因是________。

②t₂时刻，切换至贫氧条件。NO₂的浓度急剧上升又快速下降的原因是________。

16. （12分）羟胺（NH₂OH）为无色固体，结构可视为—OH替代NH₃中1个—H。羟胺具有和NH₃类似的弱碱性，可以与盐酸反应生成盐酸羟胺（NH₂OH·HCl）。盐酸羟胺是一种盐，易溶于水，溶解后完全电离为NH₃OH⁺和Cl^–。

（1）NH₂OH·HCl中N元素的化合价是________。

（2）过氧化氢催化氧化氨水法制备盐酸羟胺的原理如下：

步骤1：

步骤2：

资料：丙酮（）是一种易溶于水的无色液体，沸点为57℃。

①X的分子式为C₃H₇NO，其核磁共振氢谱只有两个吸收峰，红外光谱显示其分子结构中存在羟基和碳氮双键。X的结构简式是________。

②步骤1中，相同反应时间氨的转化率随温度变化如图1。温度高于65℃时，随温度上升氨的转化率变化的原因是________。

图1 图2

③步骤2中，在密闭容器中反应时，X的平衡转化率随温度变化如图2。该反应为________（填“吸热“或“放热“）反应。

④步骤2中蒸馏出丙酮的目的是________（1点即可）。

（3）电化学法制备盐酸羟胺：

向两侧电极分别通入NO和H₂，以盐酸为电解质，组装原电池以制备盐酸羟胺。装置（图3）和正极反应机理图（图4）如下。

图3 图4

①将图4方框中缺失的物质补充完整。

②一段时间后，正极区的pH与反应前相比_______（填“增大“、“减小“或“不变“）（不考虑溶液体积的变化）。

17.（12分）米格列奈可用于治疗糖尿病，其合成路线如下：

已知：i.

ii.

iii.

（1）1 molA能与2 mol NaHCO₃溶液反应生成气体，A中含有的官能团是_______。

（2）B→C的化学方程式是_______。

（3）E的结构简式是_______。

（4）试剂a为CH₂＝CH-CH＝CH₂，其名称是_______。

（5）I→J的反应类型是_______。

（6）F+J→米格列奈的过程中，会生成M，M与米格列奈互为碳链异构的同分异构体，则M的结构简式是_______。

（7）酸性溶液中，可采用电解法由A制B，电解时的阴极反应式是_______。

18.（12分）海水中的化学资源具有巨大的开发潜力。

（1）溴及其化合物广泛用于医药、塑料阻燃剂等。苦卤（含Br^–）提溴的工业流程如下：

①向吹出塔中通空气的目的是_______。

②吸收塔中盛有Na₂CO₃溶液，通入足量Br₂蒸气时，有BrO₃^–和无色气体生成，反应的离子方程式是_______。

（2）用下图所示装置（表示斜发沸石）分离海水中的K⁺和Na⁺，料液（含K⁺、Na⁺、Cl^–和I^–）先流过斜发沸石吸附K⁺和I^–。然后通电，双极膜产生的H⁺将K⁺交换下来，OH^–将I^–交换下来，得到A溶液。

①简述A溶液中含K⁺不含Na⁺的原因：_______。

②海水中c（K⁺）＞c（I^–），则A溶液中的溶质是_______。

为了提高产率并防止原料浪费，通电一段时间后，将阴、阳极的斜发沸石对调，继续通电，此时斜发沸石内主要反应的离子方程式是_______。

（3）KI广泛用于皮肤科、眼科等疾病的治疗。利用海水中获得的I₂和（2）中获得的A溶液及Fe粉，可获得纯度较高的KI晶体，流程如下：

已知：i. KI的溶解度

ii. 3I₂+6KOH=5KI+KIO₃+3H₂O

①用化学方程式说明加入Fe粉的作用：________。

②操作1是______，过滤，洗涤，干燥。

19.（12分）某小组同学根据Fe³⁺、Fe²⁺和Zn²⁺的氧化性推断溶液中Zn与Fe³⁺可能先后发生两个反应：2Fe³⁺+Zn＝2Fe²⁺+Zn²⁺，Fe²⁺+Zn＝Zn²⁺+Fe，进行如下实验。

（1）取实验I反应后的少量溶液，滴加几滴K₃［Fe（CN）₆］溶液，生成_____，证明有Fe²⁺。

（2）结合化学用语解释实验Ⅱ中产生红褐色浑浊的原因：_____。

（3）实验Ⅲ：用Fe₂（SO₄）₃溶液和Fe（NO₃）₃溶液替代实验Ⅱ中的FeCl₃溶液：

资料：Fe²⁺+NO［Fe（NO）］²⁺，［Fe（NO）］²⁺在溶液中呈棕色。

①a＝________。

②有人认为i中深棕色溶液中存在［Fe（NO）］²⁺，设计实验证明。实验的操作和现象是_______。

③对照实验Ⅱ和Ⅲ，Fe（NO₃）₃溶液与过量锌粉反应没有生成铁的原因是_______。

（4）实验Ⅳ：将实验Ⅱ中FeCl₃水溶液换成FeCl₃无水乙醇溶液，加入足量锌粉，片刻后，反应放热，有大量铁产生。

由实验I～Ⅳ可知：锌能否与Fe³⁺反应得到单质铁，与Zn和Fe³⁺的物质的量、Fe³⁺的浓度、_______、_______等有关。

参考答案

第一部分共14小题，每小题3分，共42分。

1. B 2. A 3. C 4. A 5. C

6. C 7. D 8. C 9. C 10. D

11. B 12. C 13. B 14. D

第二部分共5小题，共58分。

说明：其他合理答案均可参照本参考答案给分。

15. （10分）

（1）-746.5 kJ·mol^-1（2分）

（2）①Ba+O₂+2NO₂=Ba（NO₃）₂（2分）

②1：1：1（2分）

（3）①t₁时刻前几乎所有的NO₂都被存储在催化剂上（2分）

②存储在催化剂上的NO₂被迅速释放，后又与还原性气体快速反应转化为N₂（2分）

16. （12分）

（1）-1（2分）

（2）①（CH₃）₂C=N—OH（1分）

②65℃以上，温度升高促进过氧化氢分解，且氨和丙酮易挥发，浓度均降低，化学反应速率减慢，氨的转化率降低（2分）

③吸热（2分）

④降低丙酮的浓度，促进该平衡正向移动，提高X的平衡转化率；得到的丙酮可循环使用（2分）

（3）①H⁺（1分） NH₃OH⁺（1分）（或HCl NH₂OH·HCl）

②增大（1分）

17. （12分）

（1）羧基、碳碳双键（各1分）

（2）HOOC—CH₂—CH₂—COOH+2CH₃OHCH₃OOC—CH₂—CH₂—COOCH₃+2H₂O（2分）

（3）（2分）

（4）1，3-丁二烯（1分）

（5）还原反应（1分）

（6）（2分）

（7）HOOC—CH=CH—COOH+2e^–+2H⁺→HOOC—CH₂—CH₂—COOH（2分）

18. （12分）

（1）①将Br₂蒸气吹出（2分）
②3Br₂+3CO₃^2-＝5Br^–+BrO₃^–+3CO₂（2分）

（2）①料液（含K⁺、Na⁺、Cl^–和I^–）先流过斜方沸石，K⁺被吸附，与Na⁺分离，Na⁺随溶液流出，然后通电，双极膜产生的H⁺将K⁺交换下来，K⁺通过阳离子交换膜进入H₂O中（2分）

②KI、KOH（1分） H⁺+OH^–＝H₂O（1分）

（3）①KIO₃+3Fe+3H₂O＝KI+3Fe（OH）₂（2分）

②加热浓缩，降温结晶（2分）

19.（12分）

（1）蓝色沉淀（2分）

（2）Fe³⁺+3H₂OFe（OH）₃+3H⁺，H⁺被消耗，促进Fe³⁺的水解，产生氢氧化铁沉淀（2分）

（3）①0.5（2分）

②过滤，取少量深棕色溶液，加热，溶液棕色变浅，液面上方产生红棕色气体（2分）

③Fe²⁺与NO结合生成［Fe（NO）］²⁺，溶液中Fe²⁺的浓度下降，使得Fe²⁺与Zn反应的化学反应速率变慢（2分）

（4）阴离子种类（1分）溶剂（1分）