黑龙江省2020届高三下学期开学考试理综化学试卷

一、单选题

1. 难度：中等

电化学固氮可以在常温常压下实现氮气的还原合成氨，某课题组提出一种全新的电化学固氮机理——表面氢化机理示意图如下，则有关说法错误的是（   ）

A.在表面氢化机理中，第一步是H⁺的还原反应

B.在表面*H原子与催化剂的协同作用下，N₂与表面*H原子反应生成*N₂H₄中间体

C.电化学固氮法较传统工业合成氨将空气中的游离氮固定，具有能耗小、环境友好的优点

D.若竞争反应（析氢反应）的势垒显著低于固氮反应，则析氢反应的速率要远远高于固氮反应

2. 难度：中等

已知主族元素的最高正价不会超过其族序数，有短周期两种同主族元素X、Y，Y的原子序数是X的2倍，又知有反应：YX₃+X₃═YX₄+X₂，则有关说法正确的是（   ）

A.因简单氢化物的沸点：X>Y，故非金属性X>Y

B.化合物YX₄中X的化合价有2种

C.Y单质与Cu反应生成产物为CuY

D.X氢化物的稳定性都大于NH₃

3. 难度：困难

我们常用的生姜因含有姜辣素而呈现出刺激的味道，当生姜干燥后，姜辣素会转变成姜烯酚，辛辣增加两倍，若加热则产生较多的姜酮，刺激性较小，还有一点甜味。下列有关三种有机物的说法正确的是（      ）

A.一定条件下，姜辣素、姜烯酚、姜酮均可发生聚合反应

B.姜辣素分子在氢氧化钠醇溶液条件下发生消去反应，产物有两种（不考虑顺反异构）

C.1mol姜辣素分子与足量的溴水反应最多可消耗2 molBr₂

D.生姜加热后产生的姜酮分子最多有10个碳原子共平面

4. 难度：中等

下列实验操作、现象与实验结论均正确的是（   ）

选项	实验操作、现象	实验结论
A	用酸化的NaCl溶液、Zn电极、Fe电极组成原电池，向铁电极区滴入2滴铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀	Zn、Fe构成原电池，Fe做负极
B	向酸性KMnO4溶液中加入H2C2O4溶液，紫色溶液褪为无色	发生反应：2MnO4^-＋5C2O4^2-＋16H^+═2Mn^2+＋10CO2↑＋8H2O
C	向植物油和矿物油中分别加入烧碱溶液，加热，冷却后，观察到其一分层，另一不分层	分层的是矿物油，不分层的是植物油
D	一小粒金属钠投入装有无水乙醇的试管中，一段时间后，钠慢慢浮至乙醇表面	密度：乙醇大于钠

A.A B.B C.C D.D

5. 难度：中等

已知N_A是阿伏伽德罗常数的值，下列说法错误的是（   ）

A.将1 molNH₄NO₃溶于稀氨水中，所得溶液呈中性，则溶液中NH₄⁺的数目为N_A

B.室温下，1L pH=3的NaHSO₃水溶液中由水电离产生的OH^-的数目为0.001N_A

C.常温常压下，40 g SiC中含有Si—C键数目为4N_A

D.100 g 质量分数为3%的甲醛水溶液中含有的氢原子数目大于0.2N_A

6. 难度：简单

工业上可利用电解原理，间接氧化降解处理含有机污染物的废水，其原理如图所示：

下列有关说法不正确的是（   ）

A.电极A是阳极，发生氧化反应

B.强氧化剂可能为Cl₂、O₂

C.有机污染物在石墨电极上被还原为无污染物

D.若介质离子为OH^-，电极B上发生的反应为2H₂O＋2e^- ═ H₂↑＋2OH^-

7. 难度：中等

室温下，用0.1 mol/L 的盐酸滴定相同浓度的25 mL溴化肼（N₂H₅Br）溶液，已知肼（N₂H₄）是二元弱碱，N₂H₄+H₂O N₂H₅⁺ + OH^-  K_b1 = 1.0 × 10^-6，N₂H₅⁺ + H₂O N₂H₆²⁺ + OH^- K_b2 = 1.3 × 10^-15，滴定过程中混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示。下列叙述错误的是（   ）

A.N₂H₄与硫酸反应形成的酸式盐的化学式为N₂H₆（HSO₄）₂

B.b点表示盐酸与溴化肼恰好完全反应：c（Cl^-）=c（Br^-）>c（N₂H₆²⁺）

C.a点对应的溶液中：c（Br^-）＋c（OH^-） ═ c（N₂H₅⁺）＋2c（N₂H₆²⁺）＋c（H⁺）

D.c点的混合溶液中：c（Cl^-）>c（Br^-）>c（H⁺）>c（N₂H₆²⁺）>c（N₂H₅⁺）>c（OH^-）

二、实验题

8. 难度：中等

肉桂酸（）主要用于香精香料、食品添加剂、有机合成等方面，它的合成原理为+CH₃COOH

主要试剂及其物理性质：

名称	相对分 子质量	性状	密度/ （g·cm^-3）	熔点/℃	沸点/℃	溶解度/（g/100 mL溶剂）
水	醇	醚
苯甲醛	106	无色 液体	1.044	-26	178～179	微溶	溶	溶
乙酸酐	102	无色 液体	1.082	-73	138～140	反应	溶	难溶
肉桂酸	148	白色 粉末	1.248	133～134	300	微溶	溶	溶

试剂用量：

试剂名称	苯甲醛	乙酸酐	无水碳酸钾	10%氢氧化钠	浓盐酸	活性炭
试剂用量	3.0 mL	5.5 mL	4～5 g	40 mL	25 mL	1.0 g

实验仪器如下：

请回答下列问题：

（1）实验准备阶段：在组装实验仪器前要确保反应回流装置彻底干燥，其原因是：_______。

（2）将3.0 mL苯甲醛、5.5 mL乙酸酐和4.00 g无水碳酸钾依次加人250 mL三颈烧瓶中摇匀，烧瓶底部有白色颗粒状固体生成，上部液体无色透明，反应剧烈，有白烟冒出。搭建好回流装置后，开始加热回流。加热回流时控制反应呈微沸状态，加热温度不能太高的原因：_____。

（3）实验结束后，向三颈烧瓶中加人40 mL 10%的氢氧化钠溶液和20 mL的水，可观察到母液体系分为油相和水相。将装置改为水蒸气蒸馏装置，开始加热蒸馏，使油相中的苯甲醛随水蒸气离开母液，开始收集。加人NaOH的作用是：__________。B装置中的长玻璃导管的作用是：_______。水蒸气蒸馏装置中需要加热的仪器有____（填装置序号）。

（4）对蒸气发生器进行加热，待蒸气稳定后再通人烧瓶中的液面下，开始蒸气蒸馏，待检测馏出物中无油滴后停止蒸馏。加人1.0 g活性炭脱色，热过滤。活性炭脱色的原理是______。

（5）加入25 mL的浓盐酸，冰水浴，烧杯中有白色颗粒出现。抽滤（用冰水洗涤），烘箱干燥，称量。称重得m=0.35 g。则该反应的产率约为_____（结果精确至0.1% ）。

三、工业流程

9. 难度：简单

由含碘废水制取碘酸钾的一种工艺如下：

（1）H₂O₂的结构式为___。“制I₂”过程中加入的硫酸不能过多的原因是_____。

（2）制CuI（s）步骤反应的离子方程式为_________。

（3）工艺中五种物质的制备反应中，不涉及氧化还原反应的步骤是“制___”。

（4）“制KI（aq）”时，该温度下水的离子积为K_w＝1.0×10^－13，K_sp[Fe（OH）₂]＝9.0×10^－15。为避免0.9 mol·L^－1 FeI₂溶液中Fe²⁺水解生成胶状物吸附I^-，起始加入K₂CO₃必须保持溶液的pH不大于________。

（5）“制KIO₃溶液”反应的离子方程式为______。

（6）KCl、KIO₃的溶解度曲线如图所示。流程中由“KIO₃（aq）”得到KIO₃晶体的操作步骤为____。

四、综合题

10. 难度：困难

CO、H₂是煤的气化产物，在生产生活中用途广泛。

（1）CO还原法处理大气污染物SO₂

①2CO（g） + SO₂（g） S（s）+2CO₂（g）  ∆H = -270 kJ·mol^－1，该反应的平衡常数表达式为__。

②在绝热恒容的密闭容器中进行上述反应，下列说法正确的是_____。

a 若混合气体密度保持不变，则已达平衡状态       

b 达平衡后若再充人一定量CO₂，平衡常数保持不变

c 分离出部分S，正、逆反应速率均保持不变，平衡不移动

d 从反应开始到平衡，容器内气体的压强保持不变

③向2 L恒温恒容密闭容器中通人2 mol CO、1 mol SO₂，分别进行a、b、c三组实验。在不同催化剂件下发生反应：2CO（g） + SO₂（g） S（s）+2CO₂（g） ∆H = -270 kJ·mol^－1，反应体系总压随时间的变化如下表所示，则三组实验温度的大小关系是_____（用a、b、c表示），实验a从反应开始至45s达到平衡，则该过程反应速率v（SO₂）__________（结果保留2位有效数字）。

	0s	40s	45s	60s
a	175	142	140	140
b	160	120	120	120
c	160	130	125	120

（2）利用CO、H₂可制备天然气，主要反应为：

CO（g） + 3H₂（g） CH₄（g） + H₂O（g）  ∆H₁=-206.2 kJ·mol^－1；

CO（g） + H₂O（g） CO₂（g） + H₂（g）  ∆H₂ = -41.0 kJ·mol^－1；

H₂O（l） ═H₂O（g）  ∆H₃ =+44 kJ·mol^－1 。

回答下列问题：

①反应CO₂（g） + 4H₂（g） CH₄（g） + 2H₂O（l） 的∆H₄ = ________ kJ·mol^－1。某温度下，分别在起始容积相同的恒压容器A、恒容容器B中加人1molCO₂和4molH₂的混合气体，两容器反应达到平衡后放出或吸收的热量较多的是__（ 填“A”或“B"）。

②在恒压管道反应器中按n（H₂）:n（CO） = 3:1通入原料气，在催化剂作用下制备合成天然气，400 ℃ p_总为100 kPa时反应体系平衡组成如下表所示：

组分	CH4	H2O	H2	CO2	CO
体积分数/%	45.0	42.5	10.0	1.50	1.00

则该条件下CO的总转化率α=____。

③制备合成天然气采用在原料气中通入水蒸气来缓解催化剂积碳。

积碳反应为：反应I ：CH₄（g） C（s） + 2H₂（g）  ∆H = +75 kJ·mol^－1；

反应Ⅱ：2CO（g） C（s） + CO₂（g）  ∆H = -172 kJ·mol^－1，

平衡体系中水蒸气浓度对积碳量的影响如图所示，下列说法正确的是__。

A 曲线1在700 ~ 800℃积碳量减小的原因可能是反应Ⅱ逆向移动

B 曲线1在550 ~700℃积碳量增大的原因可能是反应I、Ⅱ的速率增大

C 曲线2、3在550 ~800℃积碳量较低的原因是水蒸气稀释作用使积碳反应速率减小

D 水蒸气能吸收反应放出的热量，降低体系温度至550℃以下，有利于减少积碳

11. 难度：困难

磷酸亚铁锂（LiFePO₄）电池是新能源汽车的动力电池之一。请回答下列问题：

（1）基态Fe原子的价电子轨道表示式（电子排布图）为____，O^2-核外电子有___种运动状态。

（2）锂的紫红色焰色是一种_______光谱，LiFePO₄中阴离子VSEPR模型名称为______，中心原子的杂化轨道类型为____。

（3）一般情况下，同种物质固态时密度比液态大，但普通冰的密度比水小，原因是____________；H₂O₂难溶于CS₂，简要说明理由：____________________。

（4）Li₂O是离子晶体，其晶体能可通过如图甲的Born - Haber循环计算得到。可知，Li₂O晶格能为____kJ/mol。

（5）磷化钛熔点高、硬度大，其晶胞如图乙所示。

①磷化钛晶体中Ti原子周围最邻近的Ti数目为____；设晶体中Ti原子与最邻近的P原子之间的距离为r，则Ti原子与跟它次邻近的P原子之间的距离为_______。

②设磷化钛晶体中Ti、P原子半径分别为a pm、b pm，它们在晶体中紧密接触，则该晶胞中原子的空间利用率为_____ （用a、b表示）。

五、推断题

12. 难度：中等

某研究小组试通过以下路径制取偶氮染料茜草黄R。

已知：①重氮盐与酚类（弱碱性环境下）或叔胺类（弱酸性条件下）发生偶合反应，偶合的位置优先发生在酚羟基或取代氨基的对位。

（1）G中的含氧官能团名称为____D的系统命名为___________。

（2）从整个合成路线看，设计A→E步骤的作用是_____________。

（3）D与乙酸酐反应可制得解热镇痛药阿司匹林。提纯时可将产品溶于饱和碳酸钠后除去其副产物中的少量高分子，试写出生成高分子化合物的化学方程式______。

（4）M是A的相对分子质量相差28的同系物，则含有苯环的M的同分异构体有__种。其中核    磁共振氢谱峰面积比为6：2：2：1的同分异构体的结构简式为______（任写一种）。

（5）写出茜草黄R的结构简式：_____。

（6）设计由甲苯和N，N-二甲基苯胺（）合成甲基红（）的合成路线：________。