北京101中学2020届下学期高三年级第三次统考化学试卷

本试卷分为I卷、Ⅱ卷两部分，共19个小题，满分100分；答题时间为90分钟

可能用到的相对原子质量：H 1 O 16 Cl 35.5 Mn 55

I卷
选择题（共42分）

1. 下列设备工作时，将化学能转化为热能的是

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

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^–+H₂OS^2-+H₃O⁺

B. 苯酚能溶于Na₂CO₃溶液：C₆H₅OH+CO₃^2-=C₆H₅O^–+HCO₃^–

C. 三元催化剂净化汽车尾气中的NO和CO：2NO+2CO2CO₂+N₂

D. 铜矿淋溶液（CuSO₄）遇方铅矿（PbS）发生沉积：Cu²⁺+SO₄^2-+PbS=CuS+PbSO₄

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

5. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Y⁺与X^2-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：X<Y B. 非金属性：Z<W

C. 氢化物的沸点：X<Z D. 氧化物对应水化物的酸性：Z<W

6. 某工厂用CaSO₄、NH₃、H₂O、CO₂制备（NH₄）₂SO₄，其工艺流程如下：

下列推断合理的是

A. 向甲中通入CO₂可增大c（NH₄⁺）和c（SO₄^2-）

B. 为提高生产效率，通入的NH₃和CO₂越多越好

C. 颠倒NH₃与CO₂的加入顺序不影响生产效率

D. 最后一步得到（NH₄）₂SO₄固体的操作为蒸干滤液

7. 下列根据实验操作和现象得出的结论正确的是

8. 如图装置（I）为一种可充电电池的示意图，其中的离子交换膜只允许K⁺通过。该电池放电时的化学方程式为：2K₂S₂+KI₃===K₂S₄+3KI。装置（II）为电解池的示意图。当闭合开关K时，电极X附近溶液先变红。则闭合K时，下列说法正确的是

A. K⁺从右到左通过离子交换膜

B. 电极A上发生的反应为：3I^–-2e^–===I₃^–

C. 电极X上发生的反应为：2Cl^–-2e^–===Cl₂↑

D. 当有0.1 molK⁺通过离子交换膜时，X电极上产生1.12L气体（标准状况）

9. 2019年12月以来，我国部分地区突发的新冠肺炎疫情严重威胁着人们的身体健康。研究发现洛匹那韦对新冠病毒有较好抑制作用，洛匹那韦能溶于水，其结构如图所示，下列说法不正确的是

A. 洛匹那韦的分子式为C₃₇H₄₈N₄O₅

B. 洛匹那韦能发生取代、加成、消去、氧化、还原反应

C. 洛匹那韦的水解产物之一遇Fe³⁺可显紫色

D. 洛匹那韦能溶于水与氢键作用有关

10. 25℃时，浓度均为0.1 mol·L^-1的溶液，其pH如表所示。有关说法正确的是

A. 酸性强弱：H₂CO₃>HF B. ①和②中水的电离程度相同

C. 离子的总浓度：①>③ D. ④中：c（HCO₃^–）+2c（CO₃^2-）+c（H₂CO₃）=0.1 mol·L^-1

11. 某同学研究K₂Cr₂O₇溶液中的化学平衡，设计如图所示实验。

已知：Cr₂O₇^2-+H₂O2CrO₄^2-+2H⁺
△H=+13.8kJ/mol。

实验现象如下：i. 试管a中溶液为橙色；ii. 试管b中溶液为黄色；

iii. 试管c中滴加浓硫酸后温度略有升高，溶液变为深橙色。

下列说法正确的是

A. 该反应是一个氧化还原反应

B. b试管中不存在Cr₂O₇^2-

C. 该实验不能证明减小生成物浓度平衡正向移动

D. 试管c中影响平衡的主要因素是温度

12. 相同温度下，分别在起始体积均为1 L的两个密闭容器中发生反应：

X₂（g）+3Y₂（g）2XY₃（g）
△H=-a kJ/mol。实验测得反应的有关数据如下表。

下列叙述正确的是

A. 对于上述反应，①、②中反应的平衡常数K的值不同

B. ①中：从开始至10 min内的平均反应速率
v（X₂）=0.1 mol／（L·min）

C. ②中：X₂的平衡转化率小于10％

D. b>0.1 a

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+3SCNFe（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

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b mol/L的NaOH溶液滴定，滴定管的初始读数为V₁ mL，当锥形瓶内溶液呈微红色时，滴定管的读数为V₂ mL。

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V₃ mL。

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⁺）=b（V₃-V₂）/c mol/L

II卷
非选择题（共58分）

15. （12分）

（1）下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，1 mol还原剂失去6 mol电子。请将该反应的离子方程式补充完整：

（2）研究表明，氮氧化物（NO_x）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）
△H=-196.6 kJ/mol

此反应可通过如下两步完成：2NO（g）+O₂（g）2NO₂（g）
△H₁=-113 kJ/mol

NO₂（g）+SO₂（g）SO₃（g）+NO（g）
△H₂=_________。

②一定温度下，向2 L恒容密闭容器中充入NO₂和SO₂各1 mol，5 min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20mL 3x mol·L^-1 Na₃AsO₃、20 mL 3x mol·L^-1 I₂和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO₃^3-（aq）+I₂（aq）+2OH^–AsO₄^3-（aq）+2I^–（aq）+H₂O（1）。溶液中c（AsO₄^3-）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___________。

16. （11分）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Cr₂O₇^2-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Cr₂O₇^2-的废水的研究。

（1）光照射到Cu₂O光催化剂上产生光催化反应，Cr₂O₇^2-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Cr₂O₇^2-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Cr₂O₇^2-发生氧化还原反应。

已知：Cu₂O的添加量是2×10^-4 mol／L，Cr₂O₇^2-的初始浓度是1×10^-3 mol/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Cr₂O₇^2-降解率的影响如下图所示。

Cr₂O₇^2-
降解率随pH值的变化图

已知：Cu₂OCu+CuSO₄；酸性越大，Cr₂O₇^2-被还原率越大。

①pH分别为2、3、4时，Cr₂O₇^2-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，Cr₂O₇^2-的降解率低的原因是_________。

17. （13分）合成药物盐酸普罗帕酮的中间体E和双酚A型聚碳酸酯H的路线如下：

已知：i. RCOOR’+R”OHRCOOR”+ROH（R、R’、R” 代表烃基）

ii. RCHO+R’CH₂CHORCH=

（R、R’ 弋表氢原子或烃基）

（1）A的结构简式是___________________。

（2）试剂a是______________________。

（3）C只含有一种官能团，反应②的化学方程式是________________________。

（4）反应⑤的反应类型是______________________。

（5）E中官能团是_________________________________。

（6）下列说法正确的是：___________（填字母序号）。

a. 反应③中C发生氧化反应 b. 可用FeCl₃溶液检验反应⑤中A是否反应完全

c. 反应⑥的反应物与生成物互为同分异构体

d. 反应⑩中试剂b的结构简式是

e. 反应④是缩合聚合反应，生成了聚酯

（7）I→J转化的一种路线如下图，已知中间产物2转化为J是消去反应，写出中间产物1和中间产物2的结构简式。

中间产物1：_____________；
中间产物2:_____________。

（8）G的分子式为C₃H₆O₃，只含一种官能团，且核磁共振氢谱只有一种化学环境的氢，反应⑨的化学方程式是__________________________。

18. （10分）以废旧锌锰电池初步处理分选出的含锰废料（MnO₂、MnOOH、MnO及少量Fe、Pb等）为原料制备高纯MnCl₂·xH₂O，实现锰的再生利用。其工作流程如下：

资料a. Mn的金属活动性强于Fe

Mn²⁺在酸性条件下比较稳定，pH高于5.5时易被O₂氧化。

资料b. 生成氢氧化物沉淀的pH

注：金属离子的起始浓度为0.1 mol·L^-1

（1）过程I的目的是浸出锰。经检验滤液1中含有的阳离子为Mn²⁺、Fe³⁺、pb²⁺和H⁺。

①MnO₂与浓盐酸反应的离子方程式是_____________。

②检验滤液1中只含Fe³⁺不含Fe²⁺的操作和现象是：取少量滤液1于试管中，滴入铁氰化钾溶液，无蓝色沉淀生成；另取少量滤液1于试管中，_____________。

③Fe³⁺由Fe²⁺转化而成，可能发生的反应有；

a. 2Fe²⁺+Cl₂===2Fe³⁺+2Cl^–

b. 4Fe²⁺+O₂+4H⁺===2Fe³⁺+2H₂O

C. ……

写出c的离子方程式：____________。

（2）过程II的目的是除铁。有如下两种方法：

i. 氨水法：将滤液1先稀释，再加适量10％的氨水，过滤。

ii. 焙烧法：将滤液1浓缩得到的固体于290℃焙烧，冷却，取焙烧物……

已知：焙烧中发生的主要反应为2FeCl₃+3O₂===2Fe₂O₃+3Cl₂，MnCl₂和PbCl₂不发生变化。

①氨水法除铁时，溶液pH应控制在________之间。

②补全ii中的操作：________。

③两种方法比较，氨水法除铁的缺点是________。

（3）过程III的目的是除铅。加入的试剂是________。

（4）过程Ⅳ所得固体中的x的测定如下：取m₁ g样品，置于氮气氛围中加热至失去全部结晶水时，质量变为m₂g。则x=________。

19. （12分）

实验小组探究KI与Cu（NO₃）₂的反应，进行实验一：

注：本实验忽略Cu²⁺在此条件下的水解。

（1）取棕黄色清液，加入少量________溶液（试剂a），清液变为________色，说明生成了I₂。

（2）探究生成I₂的原因。

①甲同学进行如下实验：向2 mL 1 mol·L^-1 KI溶液中加入1 mL_________溶液（硝酸酸化，pH=1.5），再加入少量试剂a，观察到与（1）相同的现象。甲同学由此得出结论：实验一中生成I₂的原因是酸性条件下，NO₃^–氧化了I^–。

②乙同学认为仅由甲的实验还不能得出相应结论。他的理由是该实验没有排除_________氧化I^–的可能性。

③若要确证实验一中是NO₃^–氧化了I^–，应在实验一的基础上进行检验_________的实验。

（3）探究棕黑色沉淀的组成。

①查阅资料得知：CuI为难溶于水的白色固体。于是对棕黑色沉淀的组成提出两种假设：

a. CuI吸附I₂

b. _________吸附I₂。

为证明上述假设是否成立，取棕黑色沉淀进行实验二：

已知：CuI难溶于CCl₄；I₂+2S₂O₃^2-===2I^–+S₄O₆^2-（无色）；

Cu⁺+S₂O₃^2-===Cu（S₂O₃）₂^3-（无色）。

由实验二得出结论：棕黑色沉淀是CuI吸附I₂形成的。

②现象iii为_________。

③用化学平衡移动原理解释产生现象ii的原因：_________。

参考答案

15. （12分）（除标注外，均为2分）

（1）①BCD ②5CH₃OH + 6NO₃^– 3N₂↑ + 4HCO₃^– + CO₃^2- + 8H₂O

（2）①-41.8 kJ/mol （1分）
②75% （1分）

（3）①弱
（1分） 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，氰化物AsH₃的稳定性比NH₃ 弱。

②2As₂S₃+5O₂+6H₂O=4H₃AsO₄+6S ③4y³/（x-y）²
（1分）

16. （11分）（除标注外，均为2分）

Ⅰ、（1）2Cu-2e^－+ 2OH^－= Cu₂O + H₂O （1分）

（2）2Cu²⁺+ SO₃^2-
+ 2H₂O = Cu₂O + 4H⁺ + SO₄^2-，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。

Ⅱ. （1）Cr₂O₇^2－+14H⁺+6e^－=2Cr³⁺+ 7H₂O （1分）

（2）Cu₂O作光催化剂
（1分）
若发生氧化还原反应，则存在比例：3Cu₂O—Cr₂O₇^2-，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，Cr₂O₇^2-的转化率很低，说明反应条件是光照条件下和Cu₂O同时存在。

（3）① 3 （1分） pH<2.5时Cu₂O会歧化（转化）为Cu 和Cu²⁺，所以不选pH=2；酸性越大，Cr₂O₇^2-被还原率越大，pH=3酸性强于pH=4的溶液，所以选择pH=3。

②pH=5时，会产生Cr（OH）₃沉淀，沉淀覆盖在催化剂Cu₂O表面，影响反应继续进行。（1分）

17. （13分）（除标注外，均为2分）

（1）
（1分）
（2）H₂
（1分）

（3）

（4）取代反应
（1分）
（5）羟基、羰基
（6）abcd

（7）中间产物1：
（1分）中间产物2：
（1分）

（8）

18. （10分）（除标注外，均为1分）

（1）①MnO₂ + 4H⁺ + 2Cl^－ Mn²⁺ + Cl₂↑+ 2H₂O

②滴加KSCN溶液，变红

③MnO₂ + 4H⁺ + 2Fe²⁺ = Mn²⁺ + 2Fe³⁺ + 2H₂O或MnOOH + 3H⁺ + Fe²⁺ =
Mn²⁺ + Fe³⁺ + 2H₂O（2分）

（2）① 3.2~5.5

②
加水溶解，快速过滤，再加盐酸酸化至pH小于5.5 （2分）

③
引入杂质NH₄⁺

（3）锰

（4）7（m₁–m₂）/m₂

19. （12分）（除标注外，均为2分）

（1）淀粉
（1分）
蓝
（1分）

（2）①2 mol·L⁻¹ NaNO₃（或KNO₃）

②溶液中的Cu²⁺，空气中的O₂

③NO₃^–的还原产物（NO、NO₂等）
（1分）

（3）①Cu （1分）
②棕黑色固体颜色变浅，溶液变为紫红色

③CuI在溶液中存在沉淀溶解平衡：CuI（s）
Cu⁺（aq） + I^–（aq），加入足量Na₂S₂O₃溶液后，S₂O₃^2-与Cu⁺反应生成Cu（S₂O₃）₂^3-使c（_Cu⁺）减小，平衡右移从而使白色沉淀溶解