2020年普通高等学校招生统一考试化学模拟卷3

2020年普通高等学校招生统一考试
化学卷(三)
(分值：100分，建议用时：90分钟)
可能用到的相对原子质量：H 1　C 12　N 14　O 16　S 32　Na 23
一、选择题(本题共15个小题，每小题3分，共45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．汽车尾气的治理是减轻空气污染的有效途径。科学家研究发现TiO2的混凝土或沥青可以适度消除汽车尾气中的氮氧化物，其原理如下图。下列关于“消除”过程的叙述错误的是 (　　)

A．部分光能转变为化学能
B．消除总反应为4NOx＋(5－2x)O2＋2H2O4HNO3
C．使用纳米TiO2，产生的光生电子和空穴更多，NOx消除效率更高
D．1 mol O比1 mol羟基(·OH)多9NA个电子(NA为阿伏加德罗常数)
D　[由图可知，在TiO2的催化作用下，紫外线提供能量，发生反应为4NOx＋(5－2x)O2＋2H2O4HNO3，即有部分光能转化为化学能，A正确；根据流程分析可知，消除总反应为4NOx＋(5－2x)O2＋2H2O4HNO3，B正确； 纳米TiO2与紫外线接触面积更大，将产生更多的光生电子和空穴更多，从而消除更多的NOx，C正确；1 mol O含有17 mol电子，1 mol羟基(·OH)含有9 mol电子，即1 mol O比1 mol羟基(·OH)多8NA个电子，D错误。]
2．化学沉淀法可除去粗盐中的杂质离子(Ca2＋、SO、Mg2＋)，下列操作不合理的是(　　)
　　　　　
A．溶解　　　　B．沉淀反应
　　　
C．过滤　　　　　D．蒸发结晶
B　[粗盐加水溶解后，加NaOH除去镁离子，加入BaCl2溶液，再加碳酸钠除去钙离子、过量的钡离子，得到的沉渣为BaCO3、CaCO3、Mg(OH)2，过滤后再加盐酸，除去过量的氢氧根、碳酸根离子，B错误。]
3．厌氧氨化法(Anammox)是一种新型的氨氮去除技术，原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．1 mol NH所含的电子总数与1 mol —OH所含的电子总数相同
B．1 mol联氨(N2H4)中含有5 mol共价键
C．过程Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为还原反应
D．用该方法每处理1 mol NH需要的NO为0.5 mol
B　[1 mol NH和1 mol —OH中分别含有10 mol、9 mol电子，A错误；联氨的结构式为，1 mol联氨中含有4 mol N—H键和1 mol N—N键，B正确；过程Ⅱ，N2H4转化为N2H2，氮元素的化合价由－2变为－1，因此过程Ⅱ属于氧化反应；过程Ⅲ，N2H2转化为N2，氮元素的化合价由－1变为0，因此过程Ⅲ属于氧化反应；过程Ⅳ，NO转化为NH2OH，氮元素的化合价由＋3变为－1，因此过程Ⅳ属于还原反应，综上可知C错误；NH中氮元素为－3价，NH2OH中氮元素的化合价为－1，N2H4中氮元素的化合价为－2，根据得失电子守恒，参与反应的NH与NH2OH的物质的量之比为1∶1，即每处理1 mol NH，需要的NH2OH为1 mol，根据氮原子守恒可知所需n(NO)＝n(NH2OH)＝1 mol，D错误。]
4．过渡态理论认为化学反应不是通过反应物分子的简单碰撞完成的。在反应物分子生成产物分子的过程中，首先生成一种高能量的活化配合物，高能量的活化配合物再进一步转化为产物分子。按照过渡态理论，NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)的反应历程如下：

下列有关说法正确的是(　　)
A．第二步活化配合物之间的碰撞一定是有效碰撞
B．活化配合物的能量越高，第一步的反应速率越快
C．第一步反应需要吸收能量
D．该反应的反应速率主要取决于第二步反应
C　[活化配合物取向适当才是有效碰撞，A项错误；活化配合物能量越高，第一步反应速率越慢，B项错误；反应物需要吸收能量形成高能量的活化配合物，C项正确；该反应的反应速率主要取决于慢反应，即取决于第一步反应，D项错误。]
5．下列离子方程式书写正确的是(　　)
A．在NH4Al(SO4)2溶液中滴加少量烧碱溶液：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
B．在含等物质的量浓度的Na2CO3和NaOH溶液中滴加过量的盐酸：CO＋OH－＋2H＋===HCO＋H2O
C．在Mg(HCO3)2溶液中滴加过量的澄清石灰水：Mg2＋＋2HCO＋2Ca2＋＋4OH－===Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2O
D．在Fe(NO3)2稀溶液中滴加少量NaHSO4溶液：Fe2＋＋NO＋2H＋===Fe3＋＋NO2↑＋H2O
C　[氢氧化铝与氢氧化钠反应之前，铵根离子与碱反应，A错误；H＋与碳酸氢根离子不能大量共存，B错误；与稀硝酸反应时生成NO，D错误。]
6．已知通过乙醇制取氢气通常有如下两条途径：
a．CH3CH2OH(g)＋H2O(g)4H2(g)＋2CO(g)　ΔH1＝＋256.6 kJ·mol－1
b．2CH3CH2OH(g)＋O2(g)6H2(g)＋4CO(g)　ΔH2＝＋27.6 kJ·mol－1
则下列说法正确的是(　　)
A．升高a的反应温度，乙醇的转化率增大
B．由b可知：乙醇的燃烧热为13.8 kJ·mol－1
C．对反应b来说，增大O2浓度可使ΔH2的值增大
D．以上两种途径，制取等量的氢气，无论哪种途径，消耗的能量均相同
A　[A项，a为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，则乙醇的转化率增大，正确；B项，燃烧热对应生成稳定的氧化物，乙醇燃烧的生成物应该是液态H2O和CO2气体，错误；C项，焓变与氧气浓度没有关系，只与反应物总能量和生成物总能量有关，错误；D项，由热化学方程式可知生成1 mol氢气，a吸收 kJ能量、b吸收 kJ能量，错误。]
7．通过实验得出的结论正确的是 (　　)
A．将某固体试样完全溶于盐酸，再滴加BaCl2溶液，出现白色沉淀，则该固体试样中存在SO
B．将某固体试样完全溶于盐酸，再滴加KSCN溶液，没有出现血红色，则该固体试样中不存在Fe3＋
C．在某固体试样加水后的溶液中，滴加NaOH溶液，没有产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，该固体试样中仍可能存在NH
D．在某固体试样加水反应后的上层清液中，滴加盐酸出现白色沉淀，再加NaOH溶液沉淀溶解，则该固体试样中存在SiO
C　[A项，固体试样完全溶于盐酸，再滴加BaCl2溶液，出现白色沉淀，该固体试样中不一定含有SO，如NaHSO4固体中不含SO，但也能产生上述现象，错误；B项，固体试样完全溶于盐酸，再滴加KSCN溶液，没有出现血红色，该固体中可能含有Fe3＋，如铁粉与氧化铁的混合物，若铁过量时，溶于盐酸所得溶液中就没有Fe3＋，滴加KSCN溶液，则不会出现血红色，但固体中含有Fe3＋，错误；C项，由于氨气易溶于水，所以加入NaOH溶液，没有产生使湿润试纸变蓝的气体，可能是产生了氨气，但没有逸出，正确；D项，固体试样加水后的上层清液中，滴加盐酸出现白色沉淀，再加NaOH溶液沉淀溶解，该固体试样中不一定存在SiO，也可能存在AlO，加入盐酸出现Al(OH)3沉淀，再加NaOH溶液Al(OH)3又溶解，错误。]
8．化合物X是一种药物合成的中间体，其结构简式如图所示。下列有关化合物X的说法正确的是(　　)
A．化合物X的分子式为C16H16O6
B．能发生加成反应、取代反应、消去反应
C．1 mol化合物X最多可与5 mol NaOH、7 mol H2、4 mol Br2发生反应
D．可与FeCl3溶液发生显色反应，但不能发生氧化反应
C　[根据X的结构简式可得分子式为C16H14O6，A错误；X不能够发生消去反应，B错误；酚羟基、酚酯基均可与NaOH反应，1 mol X最多消耗5 mol NaOH，苯环、酮羰基均可发生加成反应，1 mol X最多消耗7 mol H2，酚羟基只能发生邻、对位的取代反应，1 mol X最多消耗4 mol Br2，C正确；酚羟基可与FeCl3溶液发生显色反应，X可燃烧即能够发生氧化反应，D错误。]
9．四元轴烯(a)、苯乙烯(b)、立方烷(c)的分子式均为C8H8，下列说法正确的是(　　)

A．a的同分异构体只有b和c两种
B．a、c的二氯代物均只有三种，b的一氯代物有五种
C．a、b分子中的所有原子一定处于同一平面
D．a、b、c均能使溴的四氯化碳溶液褪色
B　[通过多个碳碳双键和三健或环状满足分子C8H8的化合物很多，如：CH2===CHCH===CHCH===CHC≡CH等，A错误；a的二氯代物一种两个氯在碳碳双键末端、一种是同一边的末端两个碳上和一种是对角末端两个碳上的取代共3种；c的二氯代物一种分别是在立方体的同一边两个碳上取代，或在同一面的对角的碳上取代，或是在立体对角上两个碳上的取代，也有3种，b有五种化学环境下的氢，其一氯代物有5种，B正确；乙烯分子是平面结构，四元轴烯分子中的所有原子一定处于同一平面；苯乙烯中由于乙烯基与苯环是单键相连可以转动，苯乙烯分子中所有原子不一定在同一平面，C错误；三种分子中只有a和b中含碳碳双键，而立方烷不含碳碳双键，只有a和b能与溴发生加成反应而使溴的四氯化碳溶液褪色，D错误。]
10．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、Y同主族，W的简单氢化物与Z的单质混合在光照下反应，气体颜色不断变浅，瓶壁上有油状液滴，X的简单氢化物与Z的氢化物相遇会产生白烟。下列说法正确的是(　　)
A．X与Z可形XZ3分子，X采取sp2杂化
B．四种元素中，Y的原子半径最大
C．X的简单氢化物的热稳定性比Y的弱
D．W的含氧酸的酸性一定比Z的弱
B　[由W的简单氢化物与Z的单质混合在光照下反应，气体颜色不断变浅，瓶壁上有油状液滴可知，W为碳元素，Z为氯元素；X的简单氢化物与Z的氢化物相遇会产生白烟说明X为氮元素，短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、Y同主族说明Y是硅元素，则W、X、Y、Z四种元素依次为C、N、Si、Cl。]
11．在一恒温恒压的密闭容器中发生如下反应：M(g)＋N(g)2R(g)　ΔHKsp(AgI)，A正确。溴乙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热，逸出的气体中可能含有乙醇蒸气，它也能被酸性高锰酸钾溶液氧化，从而使高锰酸钾溶液褪色，B错误。向待测液中先滴加氯水再加入KSCN溶液，溶液变红色，是由于待测液中含有Fe2＋或Fe3＋或Fe2＋、Fe3＋均有，C错误。将水蒸气通过灼热的铁粉，粉末变黑，铁与水在高温下发生反应生成了四氧化三铁，D错误。]
13．在酸性高锰酸钾溶液中加入过氧化钠粉末，高锰酸钾溶液褪色。其中发生反应的离子方程式为2MnO＋16H＋＋5Na2O2===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O＋10Na＋。下列判断正确的是(　　)
A．高锰酸钾是氧化剂，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂
B．反应的氧化产物只有氧气
C．向高锰酸钾溶液中加浓盐酸可以得到酸性高锰酸钾溶液
D．当反应产生标准状况下22.4 L氧气时，反应转移的电子为4 mol
B　[分析各物质中元素的化合价可知，反应中高锰酸钾是氧化剂，过氧化钠是还原剂，反应的氧化产物只有氧气，A错误、B正确。高锰酸钾具有强氧化性，能将HCl氧化为氯气，C错误。分析反应可知，生成5 mol O2，转移10 mol 电子，则产生1 mol O2，转移2 mol电子，D错误。]
14．如图是利用一种微生物将废水中的有机物(如淀粉)和废气NO的化学能直接转化为电能，下列说法中一定正确的是(　　)

A．质子透过阳离子交换膜由右向左移动
B．电子流动方向为N→Y→X→M
C．M电极反应式：(C6H10O5)n＋7nH2O－24ne－===6nCO2↑＋24nH＋
D．当M电极微生物将废水中16.2 g淀粉转化掉时，N电极产生134.4 L N2(标准状况下)
C　[由题给信息可知，该装置为原电池，由图可得：电解质溶液为酸性溶液，NO发生还原反应生成N2，因为原电池中，正极上得电子发生还原反应，负极上失电子发生氧化反应，则N为正极，M为负极。]
15．常温下，将11.65 g BaSO4粉末置于盛有250 mL蒸馏水的烧杯中，然后向烧杯中加入Na2CO3固体(忽视溶液体积的变化)并充分搅拌，加入Na2CO3固体的过程中，溶液中几种离子的浓度变化曲线如图所示，下列说法中不正确的是(　　)

A．相同温度时，Ksp(BaSO4)9溶解)
(1)实验室用18.4 mol·L－1的浓硫酸配制480 mL 2 mol·L－1的硫酸，需量取浓硫酸________ mL；配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外，还需
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(2)H2O2的作用是_________________________。(用离子方程式表示)
(3)加入NaOH溶液使溶液呈碱性，既可以除去某些杂质离子，同时又可以将Cr2O转化为________(填微粒的化学式)。
(4)钠离子交换树脂的反应原理为：Mn＋＋nNaR===MRn＋nNa＋，则利用钠离子交换树脂可除去滤液Ⅱ中的金属阳离子有________。
(5)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的离子方程式：
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[解析]　(3)根据各金属阳离子形成沉淀的pH，加入NaOH溶液调pH＝8，将Fe3＋、Al3＋完全转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去；同时将Cr2O转化为CrO，反应可表示为Cr2O＋2OH－===2CrO＋H2O。
(4)加入NaOH溶液调pH＝8除去了浸取液中的Fe3＋和Al3＋，根据浸取液中含有的金属阳离子，利用钠离子交换树脂除去滤液Ⅱ中的金属阳离子为Mg2＋、Ca2＋。
(5)根据流程加入SO2将CrO还原为Cr(OH)(H2O)5SO4，SO2被氧化成SO，硫元素的化合价由＋4价升至＋6价，铬元素的化合价由＋6价降至＋3价，写出离子方程式为2CrO＋12H2O＋3SO2===2Cr(OH)(H2O)5SO4＋SO＋2OH－。
[答案]　(1)54.3 mL　胶头滴管、500 容量瓶　
(2)2Cr3＋＋H2O＋3H2O2===Cr2O＋8H＋　(3)CrO　
(4)Ca2＋和Mg2＋　(5)2CrO＋12H2O＋3SO2===2Cr(OH)(H2O)5SO4＋SO＋2OH－
18．(12分)目前处理烟气中的SO2有三种方法：液吸法、还原法、电化学法。
Ⅰ.液吸法
25 ℃，Kb(NH3·H2O)＝1.8×10－5；H2SO3：Ka1＝1.5×10－2，Ka2＝1.0×10－7；Ksp(CaSO4)＝7.1×10－5
第1步：用过量浓氨水吸收SO2，并在空气中氧化。
第2步：加入石灰水，发生反应Ca2＋＋2OH－＋2NH＋SOCaSO4↓＋2NH3·H2O。
(1)25 ℃，(NH4)2SO3溶液呈________(填“酸性”“碱性”“中性”)
(2)通过计算第2步反应的K判断第2步反应________(填“能”或“不能”)进行完全。(一般认为K>105时反应就进行完全了。)
Ⅱ.还原法
已知：①2CO(g)＋SO2(g)S(l)＋2CO2(g)　ΔH1＝－37.0 kJ·mol－1
②2H2(g)＋SO2(g)S(l)＋2H2O(g)　ΔH2＝＋45.0 kJ·mol－1
③2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3＝－566.0 kJ·mol－1
④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH4＝－484.0 kJ·mol－1
(1)写出液态硫(S)燃烧的热化学方程式
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)一定压强下，反应①SO2的平衡转化率[α(SO2)]与投料比的比值、温度(T)的关系如图所示。
则CO的平衡转化率：N________M(填“＞”“＜”“＝”，下同)；逆反应速率：N________P。

Ⅲ.电化学法
(1)原电池法：写出SO2、O2和稀H2SO4所构成的原电池的负极反应式________________________________________________________________。
(2)电解法：先用Na2SO4溶液吸收烟气中的SO2，再用离子膜电解法电解吸收液得到单质硫，同时在阳极得到副产物氧气，装置如下图所示。

①b为电源的________(填“正极”或“负极”)。
②用Na2SO4溶液代替水吸收烟气中的SO2，目的是
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
③若电解一段时间后通过质子交换膜的离子数为1.204×1024个，则通过处理烟气理论上能得到硫________g。
[解析]　Ⅰ.(1)Kb(NH3·H2O)＝1.8×10－5大于H2SO3的Ka2＝1.0×10－7，所以NH的水解程度小于SO，所以25 ℃，(NH4)2SO3溶液的显碱性；(2)K＝＝×＝×>1×105
所以第2步反应能完全进行。
Ⅱ.(1)②2H2(g)＋SO2(g)S(l)＋2H2O(g)　ΔH2＝＋45.0 kJ·mol－1
④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH4＝－484.0 kJ·mol－1
根据盖斯定律，④－②得液态硫(S)燃烧的热化学方程式S(l)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－529.0 kJ·mol－1；(2)相同温度下，越大，α(SO2)越大，根据图示可知y1>y2，M、N点α(SO2)相等，M点CO的投放大于N，所以CO的平衡转化率：N>M；温度越高反应速率越快，P点的温度大于N，所以逆反应速率：N