理综化学试题模拟测试原卷+答案解析.docx
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理综化学试题模拟测试原卷+答案解析
2020全国卷1理科综合化学能力测试
可能用到的相对原子质量:
H1C12O16Zn65Mg24S23
第Ⅰ卷
一、选择题:
本大题共7小题,每小题6分,共42分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.北宋杨亿、黄鉴《杨文公谈苑》中记载:
“嘉州峨媚山有菩萨石,多人采之,色莹白,若泰山狼牙石、上饶水晶之类,日光射之有五色。
”下列“石”与“菩萨石”具有相同的化学成分的是
A.硅石B.冰晶石C.石灰石D.重晶石
2.完成下列实验所需选择的装置或仪器都正确的是
A
B
C
D
实验
分离CCl4中的I2
除去水中的氯化钠
制取NO
称取NaOH固体
装置或仪器
A.AB.BC.CD.D
3.傅克反应是合成芳香族化合物的一种重要方法。
有机物a(-R为烃基)和苯通过傳克反应合成b的过程如下(无机小分子产物略去)
下列说法错误的是
A.一定条件下苯与氢气反应的产物之一环己烯与螺[2.3]己烷
互为同分异构体
B.b的二氯代物超过三种
C.R为C5H11时,a的结构有3种
D.R为C4H9时,1molb加成生成C10H20至少需要3molH2
4.实验室利用SO2和Cl2在活性炭作用下制取SO2C12,原理为SO2(g)+Cl2(g)⇌SO2Cl2(l)∆H=-97.3kJ/mol。
装置如图所示(部分装置已省略)。
已知SO2C12的熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,遇水能发生剧烈反应并产生白雾。
下列说法正确的是
A.乙中盛放的试剂为无水氯化钙
B.制备过程中需要将装置甲置于冰水浴中
C.用来冷却的水应该从a口入,b口出
D.可用硝酸与亚硫酸钠反应制备二氧化硫
5.在乏燃料后处理流程中,四价铀作为铀钚分离的还原剂己广泛使用。
在UO2(NO3)-2HNO3-N2H4。
HNO3体系下采用电解法制备四价铀,电解总反应为2UO22++N2H5++3H+
2U4++N2↑+4H2O,电解装置如图所示。
下列说法正确的是
A.若转移4mole-,将有4molH+透过质子交换膜
B.b极的电极反应式为UO22++2H2O+2e-=U4++4OH-
C.电解液中NO3-的移动方向:
a→质子交换膜→b
D.当产生11.2mLN2时,同时生成U4+的质量为0.2389
6.短周期主族元素R、W、X、Y、Z的原子序数依次增大,R、Y同主族。
m、n、q是由这些元素组成的三元化合物,0.1mol∙L-lq溶液常温下的pH=1;r、s、t、u是由这些元素组成的二元化合物,r常用作调味剂,t通常为液态;v是元素X的一种常见单质。
上述物质的转化关系如图所示。
下列说法正确的是
A.原子半径:
R C.u、v、q中均含有X元素D.m、s均属于碱 7.配离子的稳定性可用K不稳衡量,例如Ag(NH3)2]+的K不稳= 。 在一定温度下,向0.1mol/L硝酸银溶液中滴入稀氨水,发生反应Ag++2NH3⇌[Ag(NH3)2]+]。 溶液中pNH3与δ(X)的关系如图。 其中pNH3=-lg[c(NH3)]、δ(X)= (X代表Ag+或Ag(NH3)2]+。 下列说法不正确的是 A.图中δ2代表的是δ([Ag(NH3)2]+])B.向溶液中滴入稀硝酸,δ(Ag+)减小 C.该溶液中c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)D.该温度时,K不稳([Ag(NH3)2]+)=10-7.3 8.无色透明的锆石(主要成分为ZrSiO4)酷似钻石,是很好的钻石代用品。 锆石又称锆英石,常含有铁、铝、铜的氧化物杂质。 工业上一种以锆英石为原料制备ZrO2的工艺流程如图所示: 己知: i.Zr在化合物中通常显+4价,“氯化”过程中除C、O元素外,其他元素均转化为高价氯化物; ii.SiC14极易水解生成硅酸;ZrC14易溶于水,390℃升华; iii.Fe(SCN)3难溶于有机溶剂MIBK,Zr(SCN)4在水中的溶解度小于在有机溶剂MIBK中的溶解度。 请回答下列问题: (1)“粉碎”锆英石的目的为___。 (2)①“氯化”过程中,锆英石发生的主要反应的化学方程式为___。 ②“氯化”过程中ZrC14的产率与温度、压强的关系如图所示: 由图可知,“氯化”过程选择的最佳条件为____,“氯化”温度超过390℃时,ZrC14产率降低的原因为___。 (3)“滤液1”中含有的阴离子除OH-、Cl-外,还有_______。 (4)①常用的铜抑制剂有NaCN(氰化钠),NaCN可与铜离子反应生成Cu(CN)2{Ksp[Cu(CN)2]=4×10-10}沉淀。 己知盐酸溶解后的溶液中Cu2+的浓度为1mol∙L-1,当溶液中Cu2+浓度不大于1×10-6mol∙L-1时即达到后续生产的要求,则欲处理1L该溶液至少需要2mol∙L-1的NaCN溶液的体积为____L(溶液混合时的体积变化忽略不计,计算结果保留两位小数)。 ②由于氰化钠有剧毒,所以需要对“废液”中的氰化钠进行处理,通常选用漂白粉或漂白液在碱性条件下将氰化钠氧化,其中一种产物为空气的主要成分。 请写出在碱性条件下漂白液与氰化钠反应的离子方程式____。 (5)通过“萃取”“反萃取”可以分离铁,富集锆,原理为____。 9.硼酸三丁酯的结构简式为B(OCH2CH2CH2CH3)3,常温常压下为略带香味的油状液体,是一种重要的含硼有机物,主要用作有机溶剂、脱水剂和催化剂,其一种实验室制备的原理为H3BO3+3CH3CH2CH2CH2OH B(OCH2CH2CH2CH3)+3H2O,装置如图所示(夹持装置及微波加热装置已略去): 实验步骤如下: Ⅰ.向微波专用圆底烧瓶中加入磁力搅拌子,并加入6.2g硼酸(H3BO3)和47.4mL正丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)以及1.0gNaHSO4∙H2O; Ⅱ.微波加热: 60℃下2min,80℃下2min,90℃下5min,100℃下2min,118℃下2min;回流分水; Ⅲ.待反应结束后,蒸馏得产品20.2g。 已知: 正丁醇的密度为0.81g.cm-3。 请回答下列问题: (1)分水器使用前需检查___,分水器的作用是___(任写一条)。 (2)图中仪器X的名称为___,其进水口应为____(填“a”或“b”)口。 (3)为了提高转化率,常用带水剂把生成的水从反应体系中分离出。 分别以下列四种物质作为制备硼酸三丁酯的带水剂,结果如表所示,该实验选择正丁醇作带水剂,优点是____。 带水剂种类 甲苯 苯 环己烷 正丁醇 产率/% 78.2 83.4 80.4 80.5 (4)步骤II中需要在不同温度下进行加热,并控制好时间,加热方式采用微波加热的优点是___;实验过程中发现,随着微波加热时间延长,硼酸三丁酯的产率增加,但当加热时间超过13min后,产率增加幅度明显减小,造成此现象可能的原因是___。 (5)蒸馏装置中仪器的选择和安装均正确的是____(填选项字母)。 A. B. C. D. (6)本实验中硼酸三丁酯的产率为____(保留三位有效数字)。 10.减弱温室效应的方法之一是将CO2回收利用,科学家研究利用回收的CO2制取甲醛,反应的热化学方程式为CO2(g)+2H2(g)⇌CH2O(g)+H2O(g)∆H。 请回答下列问题: (1)己知: ①CH2O(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(g)∆H1=-480kJ/mol ②相关化学键的键能数据如表所示: 化学键 O=O H-H O-H 键能/kJ∙mol-1 498 436 464 则CO2(g)+2H2(g)⇌CH2O(g)+H2O(g)∆H=____________ (2)一定条件下,将n(CO2): n(H2)=1: 2的混合气体充入恒温恒容的密闭容器中,发生反应CO2(g)+2H2(g)⇌CH2O(g)+H2O(g)。 ①下列说明反应已经达到平衡状态的是____(填选项字母)。 a.容器内气体密度保持不变b.H2O的体积分数保持不变 c.该反应的平衡常数保持不变d.混合气体的平均相对分子质量不变 ②下列措施既能提高H2 转化率又能加快反应速率的是_____填选项字母) a.升高温度b.使用高效催化剂c.缩小容器体积d.扩大容器体积 (3)实验室在2L密闭容器中进行模拟上述合成CH2O的实验。 T1℃时,将体积比为1: 4的CO2和H2混合气体充入容器中,每隔一定时间测得容器内气体压强如表所示: 时间/min 0 10 20 30 40 50 60 压强/kPa 1.08 0.96 0.88 0.82 0.80 0.80 0.80 ①已知: vp(B)= 则反应开始10min内,用H2的压强变化表示该反应的平均反应速率为___kPa∙min-1。 ②T1℃时,反应的平衡常数Kp的代数式为Kp=_______kPa-1(Kp为用各气体分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。 (4)T2℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO2的混合气体,容器内气体压强为1.2kPa,反应达到平衡时,CH2O的分压与起始的 关系如图所示: ①当 =2时,反应达到平衡后,若再向容器中加入CO2(g)和H2O(g),使二者分压均增大0.05kPa,则达到新平衡时,H2的转化率将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 ②当 =2.5时,达到平衡状态后,CH2O 分压可能是图象中的点____(填“D”“E”或“F”),原因为_______ 11.著名化学家徐光宪在稀土化学等领域取得了卓越成就,被誉为“稀土界 袁隆平”。 稀土元素包括钪、钇和镧系元素。 请回答下列问题: (1)写出基态二价钪离子(Sc2+) 核外电子排布式____,其中电子占据的轨道数为____。 (2)在用重量法测定镧系元素和使镧系元素分离时,总是使之先转换成草酸盐,然后经过灼烧而得其氧化物,如2LnCl3+3H2C2O4+nH2O=Ln2(C2O4)3∙nH2O+6HCl。 ①H2C2O4中碳原子的杂化轨道类型为____;1molH2C2O4分子中含σ键和π键的数目之比为___。 ②H2O的VSEPR模型为___;写出与H2O互为等电子体的一种阴离子的化学式_______。 ③HCI和H2O可以形成相对稳定的水合氢离子盐晶体,如HCl∙2H2O,HCl∙2H2O中含有H5O2+,结构为 ,在该离子中,存在的作用力有___________ a.配位键b.极性键c.非极性键d.离子键e.金属键f氢键g.范德华力h.π键i.σ键 (3)表中列出了核电荷数为21~25的元素的最高正化合价: 元素名称 钪 钛 钒 铬 锰 元素符号 Sc Ti V Cr Mn 核电荷数 21 22 23 24 25 最高正价 +3 +4 +5 +6 +7 对比上述五种元素原子的核外电子排布与元素的最高正化合价,你发现的规律是___________ (4)PrO2(二氧化镨)的晶胞结构与CaF2相似,晶胞中Pr(镨)原子位于面心和顶点。 假设相距最近的Pr原子与O原子之间的距离为apm,则该晶体的密度为_____g∙cm-3(用NA表示阿伏加德罗常数的值,不必计算出结果)。 12.环丁基甲酸是重要的有机合成中间体,如图是用烯烃A和羧酸D合成环丁基甲酸的路线。 请回答下列问题: (1)A的结构简式为____。 (2)B中官能团的名称为____、____。 (3)B→C的反应类型为____。 D→E的反应类型为__________ (4)C+E→F的化学方程式为________ (5)满足下列条件 H的所有同分异构体(不考虑立体异构)共有____种,其中核磁共振氢谱有3组峰的结构简式为____。 ①能使溴的四氯化碳溶液褪色 ②能与NaOH溶液反应 ③能与银氨溶液发生银镜反应 ④不含环状结构 (6)以 和 为原料,选用必要的无机试剂,写出合成 的路线________(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件) 答案解析 一、选择题: 本大题共7小题,每小题6分,共42分。 在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。 1.北宋杨亿、黄鉴《杨文公谈苑》中记载: “嘉州峨媚山有菩萨石,多人采之,色莹白,若泰山狼牙石、上饶水晶之类,日光射之有五色。 ”下列“石”与“菩萨石”具有相同的化学成分的是 A.硅石B.冰晶石C.石灰石D.重晶石 【答案】A 【解析】 【详解】色莹白,水晶之类,日光射之有五色,说明是水晶石,水晶在矿物学中属于石英,化学成分为二氧化硅(SiO2),是一种无色透明、洁净明亮 宝石。 “菩萨石”色莹白指的就是这一点,硅石的主要成分是SiO2,冰晶石的成分是Na3AlF6,石灰石的主要成分是CaCO3,重晶石的主要成分是BaSO4,故答案选A。 2.完成下列实验所需选择的装置或仪器都正确的是 A B C D 实验 分离CCl4中的I2 除去水中的氯化钠 制取NO 称取NaOH固体 装置或仪器 A.AB.BC.CD.D 【答案】B 【解析】 【详解】A.I2溶于CCl4,不能用分液 方法分离,由于I2和CCl4的沸点不同,可用蒸馏的方法进行分离,A选项错误; B.加热时,水易挥发,但NaCl不挥发,所以可以采用蒸馏的方法出去水中的NaCl,B选项正确; C.制取NO时,长颈漏斗的下端应伸入锥形瓶的液面以下,防止生成的NO气体从长颈漏斗逸出,C选项错误; D.NaOH具有强腐蚀性且易潮解,为防止NaOH腐蚀托盘和纸张,应放置在烧杯中称量,D选项错误; 答案选B。 【点睛】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,涉及基本操作、物质的分离提纯等知识点,明确实验原理、实验基本操作等知识点是解答本题的关键,易错选项是B。 3.傅克反应是合成芳香族化合物的一种重要方法。 有机物a(-R为烃基)和苯通过傳克反应合成b的过程如下(无机小分子产物略去) 下列说法错误的是 A.一定条件下苯与氢气反应的产物之一环己烯与螺[2.3]己烷 互为同分异构体 B.b的二氯代物超过三种 C.R为C5H11时,a的结构有3种 D.R为C4H9时,1molb加成生成C10H20至少需要3molH2 【答案】C 【解析】 【详解】A.环己烯 分子式为C6H10,螺[2.3]己烷 分子式为C6H10,所以互为同分异构体,故A正确; B.若全部取代苯环上的2个H原子,若其中1个Cl原子与甲基相邻,另一个Cl原子有如图 所示4种取代位置,有4种结构,若其中1个Cl原子处于甲基间位,另一个Cl原子有如图 所示2种取代位置,有2种结构,若考虑烃基上的取代将会更多,故B正确; C.若主链有5个碳原子,则氯原子有3种位置,即1-氯戊烷、2-氯戊烷和3-氯戊烷;若主链有4个碳原子,此时甲基只能在2号碳原子上,而氯原子有4种位置,分别为2-甲基-1-氯丁烷、2-甲基-2-氯丁烷、3-甲基-2-氯丁烷和3-甲基-1-氯丁烷;若主链有3个碳原子,此时该烷烃有4个相同的甲基,因此氯原子只能有一种位置,即2,3-二甲基-1-氯丙烷。 综上所叙分子式为C5H11Cl的同分异构体共有8种,故C错误; D.-C4H9已经达到饱和,1mol苯环消耗3mol氢气,则lmolb最多可以与3molH2加成,故D正确。 答案: C 【点睛】本题考查有机物的结构与性质,为高频考点,常考查同分异构体数目、氢气加成的物质的量、消耗氢氧化钠的物质的量、官能团性质等,熟悉官能团及性质是关键。 4.实验室利用SO2和Cl2在活性炭作用下制取SO2C12,原理为SO2(g)+Cl2(g)⇌SO2Cl2(l)∆H=-97.3kJ/mol。 装置如图所示(部分装置已省略)。 已知SO2C12的熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,遇水能发生剧烈反应并产生白雾。 下列说法正确的是 A.乙中盛放的试剂为无水氯化钙 B.制备过程中需要将装置甲置于冰水浴中 C.用来冷却的水应该从a口入,b口出 D.可用硝酸与亚硫酸钠反应制备二氧化硫 【答案】B 【解析】 【分析】 SO2C12的熔沸点低、易挥发,根据装置图可知,三颈烧瓶上方的冷凝管的作用是使挥发的产物冷凝回流,由于会有一部分SO2和Cl2通过冷凝管逸出,SO2和Cl2都会污染空气,故乙装置应使用碱性试剂,SO2C12遇水能发生剧烈反应并产生白雾,乙中盛放碱石灰,吸收未反应完的二氧化硫、氯气,防止污染空气,并吸收空气中的水蒸气,防止水蒸气进入甲中导致SO2Cl2水解。 【详解】A.乙的作用是吸收未反应完的二氧化硫、氯气,防止污染空气,并吸收空气中的水蒸气,防止水蒸气进入甲中导致SO2Cl2水解,故乙中盛放的试剂应该是碱石灰,无水氯化钙只能吸收水,A选项错误; B.根据题目中热化学方程式可知,∆H<0,则该反应为放热反应,降低温度使平衡正向移动,有利于提高SO2Cl2产率,B选项正确; C.冷凝水应从冷凝管的下口进,上口出,故用来冷却的水应该从b口入,a口出,C选项错误; D.硝酸具有氧化性,能把二氧化硫氧化成硫酸,故不可用硝酸与亚硫酸钠反应制备二氧化硫,D选项错误; 答案选B。 【点睛】解答此类问题时需仔细分析题干,利用题干信息分析出装置的作用以及相关试剂,综合度较高,要求对知识点能够综合运用和灵活迁移。 5.在乏燃料后处理流程中,四价铀作为铀钚分离的还原剂己广泛使用。 在UO2(NO3)-2HNO3-N2H4。 HNO3体系下采用电解法制备四价铀,电解总反应为2UO22++N2H5++3H+ 2U4++N2↑+4H2O,电解装置如图所示。 下列说法正确的是 A.若转移4mole-,将有4molH+透过质子交换膜 B.b极的电极反应式为UO22++2H2O+2e-=U4++4OH- C.电解液中NO3-的移动方向: a→质子交换膜→b D.当产生11.2mLN2时,同时生成U4+的质量为0.2389 【答案】A 【解析】 【分析】 此装置为电解池模型,结合图像可知,a极接电源负极,为电解池阴极,UO22+在阴极得到电子,发生的电极反应为: UO22++2H2O+2e-===U4++4OH-,b接电源正极,为电解池阳极,N2H5在阳极得到电子,发生的电极反应为: N2H5+-4e-===N2↑+5H+,H+经质子交换膜向阴极(a极)移动,据此可分析选项。 【详解】A.根据上述分析,电极a是阴极,电极b是阳极,电解池中阳离子向阴极移动,根据电荷守恒可知,导线中转移4mole-,溶液中消耗4molH+,H+透过质子交换膜向阴极(a极)移动,A选项正确; B.酸性环境下,b电极发生的反应为: N2H5+-4e-===N2↑+5H+,B选项错误; C.NO3-不能透过质子交换膜,C选项错误; D.未注明标准状况,不能够准确计算,D选项错误; 答案选A。 6.短周期主族元素R、W、X、Y、Z的原子序数依次增大,R、Y同主族。 m、n、q是由这些元素组成的三元化合物,0.1mol∙L-lq溶液常温下的pH=1;r、s、t、u是由这些元素组成的二元化合物,r常用作调味剂,t通常为液态;v是元素X的一种常见单质。 上述物质的转化关系如图所示。 下列说法正确的是 A.原子半径: R C.u、v、q中均含有X元素D.m、s均属于碱 【答案】C 【解析】 【分析】 由题,r、s、t、u是由这些元素组成的二元化合物,r常用作调味剂,则r为NaCl,t通常为液态,t可能为H2O,m、n、q是由这些元素组成的三元化合物,0.1mol∙L-lq溶液常温下的pH=1,q为一种一元强酸,则q为HNO3,根据转化关系可知,m为NaOH,n为NH4Cl,在加热的条件下可生成r(NaCl)、s(NH3)、t(H2O),NH3在催化剂加热的条件下与X的单质(O2)反应生成NO和H2O,再与O2反应可生成HNO3,综上,m为NaOH,n为NH4Cl,q为HNO3,r为NaCl,s为NH3,t为H2O,u为NO,v为O2,又R、W、X、Y、Z为短周期元素,且原子序数依次增大,R、Y同主族,则R为H元素,W为N元素,X为O元素,Y为Na元素,Z为Cl元素,据此可解答问题。 【详解】A.根据上述分析,R为H元素,W为N元素,X为O元素,Y为Na元素,Z为Cl元素,H为第一周期元素,N、O为第二周期元素,Na、Cl为第三周期元素,又原子序数: O>N,Cl>Na,故原子半径大小: Na>Cl>N>O>H,即Y>Z>W>X>R,A选项错误; B.n为NH4Cl,含有离子键和共价键,r为NaCl,含离子键,t为H2O,含共价键,化学键类型不同,B选项错误; C.u为NO,v为O2,q为HNO3,均含有X(O)元素,C选项正确; D.m为NaOH,属于碱,s为NH3,属于非金属氢化物,不属于碱,D选项错误; 答案选C。 7.配离子的稳定性可用K不稳衡量,例如Ag(NH3)2]+的K不稳= 。 在一定温度下,向0.1mol/L硝酸银溶液中滴入稀氨水,发生反应Ag++2NH3⇌[Ag(NH3)2]+]。 溶液中pNH3与δ(X)的关系如图。 其中pNH3=-lg[c(NH3)]、δ(X)= (X代表Ag+或Ag(NH3)2]+。 下列说法不正确的是 A.图中δ2代表的是δ([Ag(NH3)2]+])B.向溶液中滴入稀硝酸,δ(Ag+)减小 C.该溶液中c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)D.该温度时,K不稳([Ag(NH3)2]+)=10-7.3 【答案】B 【解析】 【详解】A.向0.1mol/L硝酸银溶液中滴入稀氨水,随着氨水的加入,n(Ag+)逐渐减少,δ([Ag(NH3)2]+)逐渐增大,即δ(Ag+)减少,δ([Ag(NH3)2]+)增加,结合图像变化趋势,δ(Ag+)随着pNH3的增大而增大,所以δ1代表的是δ(Ag+),δ2代表的是δ([Ag(NH3)2]+),A选项正确; B.NH3与H+反应生成NH4+,使反应Ag++2NH3 [Ag(NH3)2]+逆向移动,c(Ag+)增大,则δ(Ag+)增大,B选项错误; C.溶液中电荷守恒: c(Ag+)+c([Ag(NH3)2]+)+c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(NO3-),物料守恒: c(Ag+)+c([Ag(NH3)2]+)=c(NO3-),两式整理得c(NH4+)+c(H+)=c(OH-),C选项正确; D.a点时,c(Ag+)=c([Ag(NH3)2]+),pNH3=3.65,则c(NH3)=10-3.65mol/L,K不稳([Ag(NH3)2]+)=c2(NH3)=(10-3.65)2=10-7.3,D选项正确; 答案选B。 8.无色透明的锆石(主要成分为ZrSiO4)酷似钻石,是很好的钻石代用品。 锆石又称锆英石,常含有铁、铝、铜的氧化物杂质。 工业上一种以锆英
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