2021届高三上学期开学考试化学试题(答案解析)45

云南省建水县第二中学【精品】高三上学期开学考试化学试
题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是（）
A．0.1mol·L－1KI溶液：Na＋、K＋、ClO－、OH－
B．0.1mol·L－1Fe2(SO4)3溶液：Cu2＋、NH4+、NO3-、SO42-
C．0.1mol·L－1HCl溶液：Ba2＋、K＋、CH3COO－、NO3-
D．0.1mol·L－1NaOH溶液：Mg2＋、Na＋、SO42-、HCO3-
2．取a g某物质在足量氧气中完全燃烧，将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应，反应后固体的质量恰好也增加了a g。

下列物质中不能满足上述结果的是
A．H2B．CO C．C6H12O6D．C12H22O11 3．化学与生活密切相关。

下列说法错误的是
A．泡沫灭火器可用于一般的灭火，也适用于电器灭火
B．疫苗一般应冷藏存放，以避免蛋白质变性
C．家庭装修时用水性漆替代传统的油性漆，有利于健康及环境
D．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法
4．通过以下反应均可获取H2。

下列有关说法正确的是（）
①太阳光催化分解水制氢：2H2O（l）=2H2（g）＋O2（g）ΔH1＝＋571.6 kJ·mol－1
②焦炭与水反应制氢：C（s）＋H2O（g）=CO（g）＋H2（g）ΔH2＝＋131.3 kJ·mol －1
③甲烷与水反应制氢：CH4（g）＋H2O（g）=CO（g）＋3H2（g）ΔH3＝＋206.1 kJ·mol －1
A．反应①中电能转化为化学能
B．反应②为放热反应
C．反应③使用催化剂，ΔH3减小
D．反应CH4（g）=C（s）＋2H2（g）的ΔH＝＋74.8 kJ·mol－1
5．在密闭容器中将CO和水蒸气的混合物加热到800℃时，有下列平衡：CO(g)＋H2O(g) CO 2(g)＋H2(g)，且K＝1。

若用2molCO和2mol H2O相互混合并加热到800℃，则CO的转化率为
A．16.7% B．50% C．66.7% D．83.3%
6．常温下，()6
sp 4K CaSO 910-=⨯，常温下4CaSO 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。

下列说法正确的是( )
A ．在任何溶液中，()2c Ca +、()24
c SO -
均相等 B ．b 点将有沉淀生成，平衡后溶液中()24
c SO -一定等于3310mol /L -⨯
C ．a 点对应的sp K 等于c 点对应的sp K
D ．d 点溶液通过蒸发可以变到c 点 7．现给你提供以下试剂：①蒸馏水；②铁粉；③浓硫酸；④浓盐酸；⑤烧碱；⑥浓氨水；⑦Cl 2。

请你设计一个实验：从电子工业上用FeCl 3溶液腐蚀印刷电路板后的废液中回收并制取纯净的FeCl 3溶液。

在方案中需选用上述试剂中的（ ）
A ．①②④⑦
B ．①③④⑥
C ．②④⑥⑦
D ．①④⑥⑦
二、原理综合题
8．透明聚酯玻璃钢可用于制造导弹的雷达罩和宇航员使用的氧气瓶。

制备它的一种配方中含有下列四种物质：
填写下列空白：
（1）甲中不含氧原子的官能团是___；下列试剂能与甲反应而褪色的是___(填字母)。

a ．Br 2/CCl 4溶液 b ．石蕊溶液 c ．酸性KMnO 4溶液
（2）甲的同分异构体有多种，写出其中一种不含甲基的羧酸的结构简式：____。

（3）已知：C 2H 5Br ＋NaOH
CH 3CH 2OH ＋NaBr ，淀粉通过下列转化可以得到乙
(CH 2OHCH 2OH)：
淀粉A B(C 2H 5OH)C(C 2H 4)D(C 2H 4Br 2)乙 ①A 的分子式是____，试剂X 可以是_____。

②写出由D生成乙化学方程式：_______。

（4）已知：
+HCl（-R为羟基）
+H2
根据已有知识并结合相关信息，写出以苯、乙烯、氯化氢为原料制备丙的合成路线流程图(无机试剂任用)。

合成路线流程图示例如下：
CH3CH2Br CH3CH2OH CH3COOCH2CH3______。

（5）写出丙在引发剂的条件下生成高分子化合物的化学方程式：_____。

9．KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。

回答下列问题：
（1）KIO3的化学名称是_____。

（2）利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示：
“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。

“逐Cl2”采用的方法是_____。

“滤液”中的溶质主要是
_____。

“调pH”中发生反应的化学方程式为_____。

（3）KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。

①写出电解时阴极的电极反应式_____。

②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_____，其迁移方向是_____。

③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有_____（写出一点）。

10．月球含有H、He、N、Na、Mg、Si等元素，是人类未来的资源宝库。

（1）3He是高效核能原料，其原子核内中子数为_____________。

（2）Na的原子结构示意图为______，Na在氧气中完全燃烧所得产物的电子式为_______。

（3）MgCl2在工业上应用广泛，可由MgO制备。

①MgO的熔点比BaO的熔点________（填“高”或“低”）
②月球上某矿石经处理得到的MgO中含有少量SiO2，除去SiO2的离子方程式为______；SiO2的晶体类型为________。

③MgO与炭粉和氯气在一定条件下反应可制备MgCl2。

若尾气可用足量NaOH溶液完
全吸收，则生成的盐为______（写化学式）。

（4）月壤中含有丰富的3He，从月壤中提炼1 kg3He同时可得6000kgH2和700kgN2，
若以所得H2和N2为原料经一系列反应最多可制得碳酸氢铵___kg。

11．铁氮化合物(Fe x N y)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。

某Fe x N y的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。

（1）Fe3＋基态核外电子排布式为___。

（2）丙酮(CH3CCH3O)分子中碳原子轨道的杂化类型是__，1mol丙酮分子中含有σ键
的数目为___。

（3）C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为____。

（4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为______。

（5）某Fe x N y的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x－n)Cu n N y。

Fe x N y转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2
所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为____。

1--溴丙烷是一种重要的有机合成中间体，沸点为71℃，密度为1.36g·cm－3。

实验室制
备少量1-溴丙烷的主要步骤如下：步骤1：在仪器A中加入搅拌磁子、12g正丙醇及20 mL水，冰水冷却下缓慢加入28mL浓H2SO4；冷却至室温，搅拌下加入24gNaBr。

步骤2：如图所示搭建实验装置，缓慢加热，直到无油状物馏出为止。

步骤3：将馏出液转入分液漏斗，分出有机相。

步骤4：将分出的有机相转入分液漏斗，依次用12mLH2O、12mL 5% Na2CO3溶液和12 mL H2O洗涤，分液，得粗产品，进一步提纯得1-溴丙烷。

（1）仪器A的名称是___；加入搅拌磁子的目的是搅拌和___。

（2）反应时生成的主要有机副产物有2-溴丙烷和____。

（3）步骤2中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是_____。

（4）步骤2中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行，目的是___。

（5）步骤4中用5%Na2CO3溶液洗涤有机相的操作：向分液漏斗中小心加入12
mL5%Na2CO3溶液，振荡，___，静置，分液。

三、填空题
12．煤炭被人们誉为黑色的“金子”，它是人类使用的主要能源之一。

为了提高煤的利用率，减少有害气体的排放，人们采取了各式各样的方法。

（1）煤的气化和液化可能提高煤的利用率。

煤的气化技术的主要产物是___________。

煤的液化技术又分为直接液化和间接氧化．将煤隔绝空气加强热得到焦炉气、煤焦油及焦炭等产品的技术称为___________。

（2）煤在燃烧前、后及燃烧过程中均可采取措施减少有害气体的排放．
①在燃烧前，可以采用微生物脱硫技术．原理如下：
上述过程中Fe2+的作用为________________。

写出Fe2+Fe3+的离子方程式
________________。

②煤在燃烧时，进行脱硫处理，常采用________燃烧技术，在把煤和脱硫剂加入锅炉燃烧室，使煤与空气在流化过程中充分混合、燃烧，起到固硫作用．常用脱硫剂的主要化学成分为_______（填化学式）。

③煤在燃烧后，烟气净化常采用除尘技术和脱硫、脱硝技术．湿法脱硫、脱硝技术中将烟气通入_________设备，用石灰水淋洗。

参考答案
1．B
【解析】
【详解】
A. ClO－具有强氧化性，碘离子具有强还原性，二者会发生氧化还原反应，故不能大量共存，A错误；
B. 0.1mol·L－1Fe2(SO4)3溶液中，Cu2＋、NH4+、NO3-、SO42-可以大量共存，B正确；
C. CH3COO－为弱酸的酸根离子，与氢离子无法大量共存，C错误；
D. Mg2＋、HCO3-与氢氧根离子均无法大量共存，D错误；
故答案选B。

【点睛】
在判断离子能否共存时，要注意能否发生氧化还原反应、能否发生复分解反应，并且要注意题目所给的条件，如无色、酸碱性等。

2．D
【解析】
【详解】
氢气燃烧生成水，水和过氧化钠反应生成氢氧化钠和氧气，即氢原子结合的氧原子又重新生成了氧气，所以增加的质量就是氢气的质量，有关反应式为2H2＋O22H2O、2H2O＋2Na2O2=4NaOH＋O2↑。

同样分析可知，CO也符合，有关方程式为2CO＋O22CO2、2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2。

由此可知如果物质能满足(H2)n(CO)m形式，就能满足题中条件。

选项C中可以是(H2)6(CO)6，正确。

而选项D是(H2)11(CO)11C，所以选项D不符合。

答案选D。

3．A
【详解】
A．泡沫灭火器中加入的主要是碳酸氢钠和硫酸铝溶液，两者混合时发生盐的双水解反应，生成大量的二氧化碳气体泡沫，该泡沫喷出CO2进行灭火。

但是，喷出的二氧化碳气体泡沫中一定含水，形成电解质溶液，具有一定的导电能力，会导致触电或电器短路，因此泡沫灭火器不适用于电器灭火，A错误；
B．疫苗是指用各类病原微生物制作的用于预防接种的生物制品。

由于疫苗对温度比较敏感，
温度较高时，会因为蛋白质变性，而失去活性，所以疫苗一般应该冷藏保存，B 正确； C ．油性漆是指用有机物作为溶剂或分散剂的油漆；水性漆是指用水作为溶剂或分散剂的油漆，使用水性漆可以减少有机物的挥发对人体健康和室内环境造成的影响，C 正确； D ．电热水器内胆连接一个镁棒，就形成了原电池，因为镁棒比较活泼，Mg 棒作原电池的负极，从而对正极的热水器内胆（多为不锈钢或铜制）起到了保护作用，这种保护方法为：牺牲阳极的阴极保护法，D 正确；
故合理选项是A 。

4．D
【详解】
A. 反应①中，太阳光催化分解水制氢，由光能转化为化学能，A 不正确；
B. 反应②中，ΔH 2>0，为吸热反应，B 不正确；
C. 反应③中，使用催化剂，对ΔH 3不产生影响，C 不正确；
D. 应用盖斯定律，将反应③-反应②得，反应CH 4(g)=C (s )＋2H 2(g )的ΔH ＝＋74.8 kJ·mol －1，D 正确；
答案选D 。

5．B
【解析】
【详解】
设参加反应的CO 为xmol ，
则 CO + H 2O CO 2 + H 2
初始2mol 10mol 0 0
平衡2-x 10-x x x
根据800℃时K=1可列出等式21(2)(10)x x x =--，可解出53
x =，则CO 转化率为53100%83.3%2mol mol
⨯=故本题选D 。

6．C
【分析】
该图中的是平衡曲线，线上的任意点都是平衡状态，b 和d 不是平衡状态，
A ．CaSO 4饱和溶液中c （Ca 2+）=c （SO 42-），若加Na 2SO 4固体，c （SO 42-）增大，c （Ca 2+）
减小；
B．b点Qc＞Ksp，有沉淀生成；
C．Ksp与温度有关，a和c的Ksp相等；
D．蒸发使离子浓度增大，d点不可能到c点。

【详解】
A．CaSO4饱和溶液中c（Ca2+）=c（SO42-），若加Na2SO4固体，c（SO42-）增大，c（Ca2+）减小，c（SO42-）＞c（Ca2+），故A错误；
B．根据图示数据，可以看出b点Qc=2×l0-5＞Ksp，所以会生成沉淀，平衡向生成沉淀的方向进行，由于c（Ca2+）＞c（SO42-），则c（SO42-）小于3×l0-3mol/L，故B错误。

C．K sp是一常数，温度不变K sp不变，在曲线上的任意一点K sp都相等，故C正确；
D．d为不饱和溶液，蒸发时硫酸根的浓度会增大，所以d点溶液通过蒸发不能变到c点，故D错误。

故选C。

7．A
【详解】
电子工业上用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板后的废液中含有FeCl3、FeCl2、CuCl2，先用过量的铁粉将Cu2＋还原为Cu，过滤，得到FeCl2溶液，滤渣用盐酸溶解后过滤，将两次滤液合并，再向滤液中通入Cl2即制得纯净的FeCl3溶液。

故答案选A。

8．碳碳双键(或) ac CH2＝CHCH2CH2COOH C6H12O6Br2/CCl4 CH2BrCH2Br＋2NaOH CH2OHCH2OH＋2NaBr CH2=CH2HCl→CH3CH2Cl
【详解】
（1）甲中的官能团为碳碳双键和酯基，不含氧原子的官能团为碳碳双键；a项，甲中含有
碳碳双键，能与Br 2/CCl 4溶液发生加成反应使其褪色；b 项，石蕊试液不发生颜色变化；c 项，甲中含有碳碳双键，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，从而使溶液褪色，故答案选ac ； （2）甲的结构简式为，分子式为852C H O ，不饱和度为2，其中不含甲基
的羧酸的结构简式为222CH CHCH CH COOH 、
等； （3）淀粉在浓硫酸、加热的条件下发生水解反应，生成葡萄糖，A 为葡萄糖，分子式为6126C H O 。

A 在一定条件下生成B ，B →C 的反应条件为浓硫酸、170℃，为乙醇的消去反应，B 为CH 3CH 2OH ，C 为乙烯，乙的结构简式为，乙中含有两个醇羟基，则试剂X 为溴的四氯化碳溶液或者溴水，D 的结构简式为22BrCH CH Br ，D 在NaOH 溶液中加热发生水解反应生成乙。

①A 的分子式是C 6H 12O 6，试剂X 可以是Br 2/CCl 4或溴水；
②由D 生成乙化学方程式为CH 2BrCH 2Br ＋2NaOH CH 2OHCH 2OH ＋2NaBr ；
（4）合成过程为乙烯先与HCl 加成生成氯乙烷，然后氯乙烷与苯发生取代反应生成乙苯，乙苯发生消去反应得到丙，即CH 2=CH 2HCl→CH 3CH 2Cl
；
（5）类比乙烯的加聚反应，可写出丙在引发剂的条件下生成高分子化合物的化学方程式。

9．碘酸钾 加热 KCl KH(IO 3)2+KOH═2KIO 3+H 2O 2H 2O+2e -═2OH -+H 2↑ K + a 到b 产生Cl 2易污染环境
【分析】
本题考查的是化学工业以及电化学的相关知识。

应该从题目的化工流程入手，判断每步流程操作的目的，就可以顺利解决问题。

【详解】
（1）根据氯酸钾（KClO 3）可以推测KIO 3为碘酸钾；
（2）将溶解在溶液中的气体排出的一般方法是将溶液加热，原因是气体的溶解度是随温度上升而下减小。

第一步反应得到的产品中氯气在“逐Cl2”时除去，根据图示，碘酸钾在最后得到，所以过滤时KH(IO3)2应该在滤渣中，所以滤液中主要为KCl。

“调pH”的主要目的是将KH(IO3)2转化为KIO3，所以方程式为：KH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2O；
（3）①由图示，阴极为氢氧化钾溶液，所以反应为水电离的氢离子得电子，反应为2H2O + 2e- = 2OH- + H2↑；
②电解时，溶液中的阳离子应该向阴极迁移，明显是溶液中大量存在的钾离子迁移，方向为由左向右，即由a到b；
③KClO3氧化法的最大不足之处在于，生产中会产生污染环境的氯气。

【点睛】
题目的电解过程，可以理解为：阳极区的单质碘和氢氧化钾反应：3I2+6KOH=KIO3+5KI+3H2O，生成的碘离子在阳极失电子再转化为单质碘，单质碘再与氢氧化钾反应，以上反应反复循环最终将所有的碘都转化为碘酸钾。

阴极区得到的氢氧化钾可以循环使用。

10．1 高2OH－＋SiO2＝SiO32－＋H2O
原子晶体NaCl、NaClO、Na2CO33950
【详解】
（1）在表示原子组成时元素符号的左下角表示质子数，左上角表示质量数。

因为质子数和中子数之和是质量数，因此该核素的原子核内中子数＝3－2＝1。

（2）原子结构示意图是表示原子核电荷数和电子层排布的图示形式。

小圈和圈内的数字表示原子核和核内质子数，弧线表示电子层，弧线上的数字表示该层的电子数。

由于钠的原子
序数是11，位于元素周期表的第三周期第IA族，因此钠的原子结构示意图为；
钠在氧气中完全燃烧生成过氧化钠，过氧化钠是含有离子键和非极性键的离子化合物，电子式可表示为。

（3）①氧化镁和氧化钡形成的晶体均是离子晶体，离子晶体的熔点与晶格能有关系。

晶格能越大，熔点越高。

形成离子键的离子半径越小，离子的电荷数越多离子键越强，晶格能越大。

由于镁离子半径小于钡离子半径，因此氧化镁中晶格能大于氧化钡中晶格能，则氧化镁
的熔点高于氧化钡的熔点。

②氧化镁是碱性氧化物，二氧化硅是酸性氧化物，能与氢氧化钠溶液反应，而氧化镁与氢氧化钠溶液不反应，因此除去氧化镁中的二氧化硅可以用氢氧化钠溶液，反应的离子方程式为2OH －＋SiO 2＝SiO 32－＋H 2O ；二氧化硅是由硅原子和氧原子通过共价键形成的空间网状结构的晶体属于原子晶体。

③氧化镁、炭粉和氯气在一定条件下反应制备氯化镁，另一种生成物可以被氢氧化钠溶液完全吸收，则气体应该是二氧化碳，二氧化碳与足量的氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠。

另外过量的氯气有毒也需要尾气处理，氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠，则盐的化学式为NaCl 、NaClO 、Na 2CO 3。

（4）根据反应的方程式可知
3H 2 ＋ N 2 ＝ 2NH 3
6kg 28kg 34kg
6000kg 28000kg 34000kg
因此氮气不足，则实际生成的氨气的物质的量为70000028/g g mol
×2，根据氮原子守恒可知，最终生成碳酸氢铵的质量为
70000028/g g mol
×2×79g/mol ＝3950000g ＝3950kg 。

11．[Ar]3d 5或1s 22s 22p 63s 23p 63d 5 sp 2和sp 3 9N A H<C<O 乙醇分子间存在氢键 Fe 3CuN 蒸馏烧瓶 防止暴沸 丙烯、正丙醚 减少1-溴丙烷的挥发 减少HBr 挥发 将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体
【详解】
（1）铁的原子序数为26，位于第四周期Ⅷ族，3Fe +核外电子数为23，其基态核外电子排
布式为5[Ar]3d 或2262651s 2s 2p 3s 3p 3d 。

（2）丙酮的甲基中碳原子的杂化方式为杂化，羰基中碳原子的杂化方式为2sp 杂化；
1mol 丙酮中含有6molC-H 键，2molC-C 键，1molC=O 键，单键均为σ键，碳氧双键中含有1mol σ
键，所以1mol 丙酮中含有9mol σ键。

（3）电负性是原子在分子中吸引成键电子的能力。

同周期元素的电负性随原子序数的增大而增大，所以电负性O C <，又因为在甲烷中碳元素显负化合价，吸引电子能力更强，所
以电负性H C <，故电负性H C O <<。

（4）丙酮分子间只有范德华力，而乙醇存在分子间氢键，使其沸点升高。

（5）由晶胞示意图可知，一个Fe N x y 晶胞中，含有铁原子的数目为1168428
⨯+⨯=，氮原子的数目为1，所以x=4，y=1，由图-2可知，Cu 替代该晶体中a 位置Fe ，可使能量降低，Cu 替代该晶体中b 位置Fe ，可使能量升高，最稳定的Cu 替代型产物为Cu 完全替代该晶体中a 位置Fe ，即晶格中铜原子数目为1818
⨯=，所以铁原子数目为3，所以最稳定的Cu 替代型产物化学式为3Fe CuN 。

（1）仪器A 是蒸馏烧瓶；搅拌磁子在磁力搅拌器的作用下旋转达到搅拌的目的，也能够在蒸馏过程中充当沸石的作用，防止液体暴沸。

（2）加热过程中，正丙醇会发生分子内脱水生成丙烯或分子间脱水生成正丙醚。

（3）步骤2中的馏出物温度较高，若不使用冰水浴降温，生成的1-溴丙烷会挥发，使得产率降低。

（4）步骤1混合物中的主要物质为正丙醇和HBr ，若加热过急，会使得部分HBr 挥发，缓慢加热，能够避免这一问题。

（5）分出的有机相中会含有未反应的氢离子，加入23Na CO 和水洗涤后，会生成2CO 气体，震荡后，要将分液漏斗下口向上倾斜，打开活塞排出气体，然后静置分液。

12．CO 、H 2 煤的干馏 中间产物、 催化剂作用、加快S 元素的氧化
4Fe 2++O 2+4H +=4Fe 3++2H 2O 流化床 CaO （或者CaCO 3） 吸收塔
【解析】
【详解】
（1）煤的汽化是煤和水蒸气在高温条件下反应生成CO 和氢气的过程，故主要产物为CO 、H 2；将煤隔绝空气加强热使煤分解得到焦炉气、煤焦油及焦炭等产品的操作是煤的干馏； （2）①根据微生物脱硫技术的原理可知：Fe 2+先被氧化为Fe 3+，后Fe 3+又被还原为Fe 2+，即Fe 2+先被消耗后又生成，故在反应中做催化剂；Fe 2+做还原剂，被氧气氧化为Fe 3+，氧气在酸性条件下被还原为H 2O ，据此写出离子方程式：4Fe 2++O 2+4H +=4Fe 3++2H 2O ，故答案为中间产物，催化剂作用，加快S 元素的氧化；4Fe 2++O 2+4H +=4Fe 3++2H 2O ；②在煤燃烧的同
时进行的脱硫技术称为“流化床”燃烧技术；由于SO2是酸性氧化物，故可以加碱性氧化物CaO（或者CaCO3）来加以吸收；③吸收烟气的装置为吸收塔。