天津市河北区2022-2023学年高三上学期期末考试化学试题

试卷更新日期：2023-02-17 类型：期末考试

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一、单选题

1. $C_{60}$ 属于富勒烯中的一种，其结构与足球结构相似，如下图所示。下列关于 $C_{60}$ 说法正确的是

A、属于烃类 B、晶体类型为共价晶体 C、与金刚石互为同素异形体 D、易溶于水

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2. 碱式碳酸氧钒铵晶体 $[{(N H_{4})}_{5} {(V O)}_{6} {(C O_{3})}_{4} {(O H)}_{9} \cdot 10 H_{2} O]$ 是制备多种含钒产品的原料。有关说法错误的是

A、的空间构型为正四面体形 B、基态 $V^{4 +}$ 的核外电子排布式为 $[A r] 3 d^{1}$ C、中C的轨道杂化类型为 $s p^{2}$ 杂化 D、 $H_{2} O$ 是非极性分子

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3. 黑火药是中国古代四大发明之一，其爆炸反应为 $2 K N O_{3} + S + 3 C = K_{2} S + N_{2} ↑ + 3 C O_{2}$ 下列说法正确的是

A、半径： $r (K^{+}) > r (S^{2 -})$ B、第一电离能： $I_{1} (N) > I_{1} (S)$ C、电负性： $χ (C) > χ (O)$ D、酸性： $H_{2} C O_{3} > H_{2} S O_{4}$

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4. 含硫矿物是多种化工生产的原料，主要有硫磺、黄铁矿( $F e S_{2}$ )、辉铜矿( $C u_{2} S$ )、明矾 $[K A l {(S O_{4})}_{2} \cdot 12 H_{2} O]$ 、绿矾( $F e S O_{4} \cdot 7 H_{2} O$ )、胆矾( $C u S O_{4} \cdot 5 H_{2} O$ )、重晶石( $B a S O_{4}$ )等。硫磺、黄铁矿可作为工业制硫酸的原料，辉铜矿煅烧时可发生反应： $C u_{2} S + O_{2} \begin{array}{l} \underline{\underline{煅烧}} \end{array} 2 C u + S O_{2}$ 。 $S O_{2}$ 直接排放会造成环境污染，可将其转化，或用石灰乳、 $H_{2} S$ 等物质进行回收再利用。下列硫酸盐性质与用途具有对应关系的是

A、 $K A l {(S O_{4})}_{2} \cdot 12 H_{2} O$ 能水解形成胶体，可用作净水剂 B、 $F e S O_{4}$ 具有还原性，可作治疗贫血药剂 C、 $C u S O_{4}$ 水溶液呈酸性，可用作杀菌剂 D、 $B a S O_{4}$ 难溶于水，可用于制取BaS

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5. 含硫矿物是多种化工生产的原料，主要有硫磺、黄铁矿( $F e S_{2}$ )、辉铜矿( $C u_{2} S$ )、明矾 $[K A l {(S O_{4})}_{2} \cdot 12 H_{2} O]$ 、绿矾( $F e S O_{4} \cdot 7 H_{2} O$ )、胆矾( $C u S O_{4} \cdot 5 H_{2} O$ )、重晶石( $B a S O_{4}$ )等。硫磺、黄铁矿可作为工业制硫酸的原料，辉铜矿煅烧时可发生反应： $C u_{2} S + O_{2} \begin{array}{l} \underline{\underline{煅烧}} \end{array} 2 C u + S O_{2}$ 。 $S O_{2}$ 直接排放会造成环境污染，可将其转化，或用石灰乳、 $H_{2} S$ 等物质进行回收再利用。硫及其化合物的转化具有重要作用，下列说法错误的是

A、石灰乳吸收 $S O_{2}$ 可生成 $C a S O_{3}$ B、硫磺在过量氧气中燃烧的产物是 $S O_{3}$ C、用 $S O_{2}$ 水溶液吸收海水中吹出来的溴蒸汽生成HBr和 $H_{2} S O_{4}$ D、辉铜矿煅烧时，每消耗1mol $O_{2}$ ，反应共转移6mol电子

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6. 含硫矿物是多种化工生产的原料，主要有硫磺、黄铁矿( $F e S_{2}$ )、辉铜矿( $C u_{2} S$ )、明矾 $[K A l {(S O_{4})}_{2} \cdot 12 H_{2} O]$ 、绿矾( $F e S O_{4} \cdot 7 H_{2} O$ )、胆矾( $C u S O_{4} \cdot 5 H_{2} O$ )、重晶石( $B a S O_{4}$ )等。硫磺、黄铁矿可作为工业制硫酸的原料，辉铜矿煅烧时可发生反应： $C u_{2} S + O_{2} \begin{array}{l} \underline{\underline{煅烧}} \end{array} 2 C u + S O_{2}$ 。 $S O_{2}$ 直接排放会造成环境污染，可将其转化，或用石灰乳、 $H_{2} S$ 等物质进行回收再利用。对于反应 $16 H_{2} S (g) + 8 S O_{2} (g) ⇌ 3 S_{8} (s) + 16 H_{2} O (g)$ $Δ H < 0$ ，下列说法正确的是

A、该反应 $Δ S > 0$ B、反应平衡常数 $K = \frac{c^{3} (S_{8}) \cdot c^{16} (H_{2} O)}{c^{16} (H_{2} S) \cdot c^{8} (S O_{2})}$ C、其他条件一定，增大体系的压强可以增大反应的平衡转化率 D、其他条件一定，升高温度可以增大反应的平衡常数

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7. 纳米ZnS具有独特的光电效应。以工业废渣锌灰(主要成分为Zn、ZnO，还含有 $F e_{2} O_{3}$ 、FeO、CuO等杂质)为原料制备纳米ZnS的工业流程如下：
下列说法正确的是

A、“酸浸”时FeO反应的离子方程式为 $F e O + 2 H^{+} = F e^{2 +} + H_{2} O$ B、“还原”的目的是将 $F e^{3 +}$ 转化为 $F e^{2 +}$ C、“沉淀”的离子方程式为 $Z n^{2 +} + S^{2 -} = Z n S ↓$ D、ZnS晶胞(如图所示)中每个 $S^{2 -}$ 周围距离最近的 $Z n^{2 +}$ 有4个

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8. 实验小组用如下图所示装置制取纯碱，其中能达到实验目的的是

A、制 $C O_{2}$ B、除HCl C、制NaHCO₃ D、制纯碱

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9. 用电化学方法可以去除循环冷却水(含有 $C a^{2 +}$ 、 $M g^{2 +}$ 、、苯酚等)中的有机污染物，同时经处理过的冷却水还能减少结垢，其工作原理如下图所示。
下列说法正确的是

A、b为电源的正极 B、钛基电极上的反应为 $H_{2} O + e^{-} = H^{+} + \cdot O H$ C、碳钢电极底部有 $M g {(O H)}_{2}$ 、 $C a C O_{3}$ 生成 D、每生成标准状况下2.24L $C O_{2}$ ，需要消耗0.5mol $\cdot O H$

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10. 下列实验探究方案能达到探究目的的是

选项	探究方案	探究目的
A	向淀粉和稀硫酸共热后的溶液中，加入NaOH溶液中和，再加入新制 $C u {(O H)}_{2}$ 悬浊液，加热后观察有无红色沉淀生成	淀粉是否发生水解
B	向 $A l {(O H)}_{3}$ 沉淀中分别滴加盐酸和氨水，观察沉淀变化	$A l {(O H)}_{3}$ 为两性氢氧化物
C	向久置氯水中滴加少量 $N a H C O_{3}$ 溶液，观察有无气体生成	氯水中HClO是否已经分解
D	向5mLNaCl和KI的混合溶液中，滴加1~2滴 $0.1 m o l \cdot L^{- 1} A g N O_{3}$ 溶液，观察沉淀颜色	$K_{s p} (A g I) < K_{s p} (A g C l)$

A、A B、B C、C D、D

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11. 化合物Z是一种治疗脂蛋白紊乱的药物，其合成路线如下。下列说法错误的是

A、X分子中所有碳原子可能在同一平面 B、Y与浓硫酸共热可以发生消去反应 C、可以用 $N a H C O_{3}$ 溶液鉴别物质Y和Z D、1分子Z中含10个 $s p^{2}$ 杂化的碳原子

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12. 某实验室回收废水中苯酚的过程如下图所示。已知：苯酚的电离常数 $K_{a} = 1.0 \times 1 0^{- 10}$ ， $H_{2} C O_{3}$ 的电离常数 $K_{a 1} = 4.4 \times 1 0^{- 7}$ ， $K_{a 2} = 5.6 \times 1 0^{- 11}$ 。
下列有关说法正确的是

A、 $0.1 m o l \cdot L^{- 1} N a_{2} C O_{3}$ 溶液中存在： $c (O H^{-}) + c (C O_{3}^{2 -}) = c (H^{+}) + c (H_{2} C O_{3})$ B、若反应1后溶液中存在 $c (N a^{+}) = 2 c (C_{6} H_{5} O^{-}) + 2 c (C_{6} H_{5} O H)$ ，此时溶液中 $c (C_{6} H_{5} O^{-}) > c (H C O_{3}^{-})$ C、反应2通入少量 $C O_{2}$ 时，离子方程式为 $C_{6} H_{5} O^{-} + C O_{2} + H_{2} O = C_{6} H_{5} O H + C O_{3}^{2 -}$ D、反应2中通入 $C O_{2}$ 至溶液 $p H = 10$ 时，此时溶液中存在 $c (C_{6} H_{5} O^{-}) = c (C_{6} H_{5} O H)$

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二、多选题

13. 烷烃与 $C O_{2}$ 耦合反应可以制取烯烃。丙烷与 $C O_{2}$ 耦合制丙烯时发生的反应如下：
主反应： $C_{3} H_{8} (g) ⇌ C_{3} H_{6} (g) + H_{2} (g)$     $Δ H = + 123.8 k J \cdot m o l^{- 1}$
$3 C O_{2} (g) + 9 H_{2} (g) ⇌ C_{3} H_{6} (g) + 6 H_{2} O (g)$     $Δ H = - 250.2 k J \cdot m o l^{- 1}$
副反应： $C O_{2} (g) + H_{2} (g) ⇌ C O (g) + H_{2} O (g)$     $Δ H = + 41.2 k J \cdot m o l^{- 1}$
$C_{3} H_{8} (g) ⇌ C_{2} H_{4} (g) + C H_{4} (g)$     $Δ H = + 81.3 k J \cdot m o l^{- 1}$
向装有催化剂的密闭容器中充入体积比为1∶4的 $C_{3} H_{8}$ 与 $C O_{2}$ 混合气体，其他条件一定，反应相同时间，测得 $C_{3} H_{8}$ 和 $C O_{2}$ 的转化率、 $C_{3} H_{6}$ 和CO的选择性与温度的关系如下图所示。
$C_{3} H_{6}$ 的选择性 $= \frac{3 n (C_{3} H_{6})}{3 n {(C_{3} H_{8})}_{反应} + n {(C O_{2})}_{反应}} \times 100 %$
CO的选择性 $= \frac{n (C O)}{3 n {(C_{3} H_{8})}_{反应} + n {(C O_{2})}_{反应}} \times 100 %$
下列说法正确的是

A、反应 $C_{2} H_{4} (g) + C H_{4} (g) + 6 H_{2} O (g) ⇌ 3 C O_{2} (g) + 10 H_{2} {(g)}_{}^{}$ 的 $Δ H = - 292.7 k J \cdot m o l^{- 1}$ B、430℃时，容器中气体体积分数最大的气体是 $C_{3} H_{6}$ C、490℃~580℃，温度越高，容器中 $C_{2} H_{4}$ 的体积分数越大 D、580℃时，使用对 $C_{3} H_{6}$ 的选择性高的催化剂，能提高平衡时 $C_{3} H_{6}$ 的产率

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三、综合题

14. 磷酸铁( $F e P O_{4}$ )主要用于制造磷酸铁锂电池材料。以硫铁矿烧渣(主要成分是 $F e_{2} O_{3}$ ，含少量 $A l_{2} O_{3}$ 、 $S i O_{2}$ 和 $F e_{3} O_{4}$ )为原料制备磷酸铁的工艺流程如下：

(1)、焙烧。将硫铁矿烧渣与蔗糖( $C_{12} H_{22} O_{11}$ )一起焙烧，可生成FeO与 $C O_{2}$ 。写出焙烧时 $F e_{2} O_{3}$ 所发生反应的化学方程式：。

(2)、还原。将焙烧后的固体用稀硫酸浸取，所得溶液主要含 $F e S O_{4}$ ，还含少量 $A l_{2} {(S O_{4})}_{3}$ 和 $F e_{2} {(S O_{4})}_{3}$ 。向酸浸后所得溶液中加入 $F e S_{2}$ 固体，充分搅拌至溶液中 $F e^{3 +}$ 全部被还原并生成 $S O_{4}^{2 -}$ 。理论上完全反应需要消耗的 $n (F e S_{2}) ： n (F e^{3 +}) =$ 。

(3)、制备 $F e P O_{4}$ 。向 $F e S O_{4}$ 溶液中加入足量的30% $H_{2} O_{2}$ 溶液与 $1 m o l \cdot L^{- 1} N a_{2} H P O_{4}$ 溶液，控制溶液的pH约为1.5，充分反应可得 $F e P O_{4}$ 沉淀。
①写出生成 $F e P O_{4}$ 反应的化学方程式：。
②反应 $F e^{3 +} + H P O_{4}^{2 -} = F e P O_{4} ↓ + H^{+}$ 的平衡常数 $K =$ 。［已知： $K_{s p} (F e P O_{4}) = 1.5 \times 1 0^{- 22}$ ， $K_{a 1} (H_{3} P O_{4}) = 7.1 \times 1 0^{- 3}$ ，
$K_{a 2} (H_{3} P O_{4}) = 6.2 \times 1 0^{- 8}$ ， $K_{a 3} (H_{3} P O_{4}) = 4.5 \times 1 0^{- 13}$ ］

(4)、其他条件一定，制备 $F e P O_{4}$ 时测得Fe的有效转化率 $[\frac{n (F e P O_{4})}{n {(F e)}_{总}} \times 100 %]$ 与溶液pH的关系如图所示。
①pH<1.5时，pH越大，Fe的有效转化率越大的原因是。
②pH>1.5时，pH越大，Fe的有效转化率越低的原因是。

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15. 硝酸铈铵 $[{(N H_{4})}_{2} C e {(N O_{3})}_{6}]$ 、二氧化铈( $C e O_{2}$ )均是常见的强氧化剂，可以以 $C e_{2} {(C O_{3})}_{3}$ 为原料进行制取。

(1)、“沉淀1”时，溶液中 $C e {(N O_{3})}_{3}$ 转化为 $C e {(O H)}_{3} (H O_{2})$ 沉淀。写出沉淀1反应的化学方程式：。

(2)、“酸溶2”时，控制反应温度为80℃，硝酸与 $C e {(O H)}_{3} (H O_{2})$ 分解产生的 $C e {(O H)}_{4}$ 反应生成 $H_{2} C e {(N O_{3})}_{6}$ ，反应过程中有少量红棕色气体逸出。“酸溶2”时需控制硝酸的温度为80℃，同时将 $C e {(O H)}_{4}$ 分批加入硝酸中，原因是。

(3)、“沉淀2”时，控制其他条件一定，改变加入 $N H_{4} N O_{3}$ 固体的量，测得 ${(N H_{4})}_{2} C e {(N O_{3})}_{6}$ 沉淀的收率如图所示。“沉淀2”时，不是采用反应计量数之比，而是控制加入 $n (N H_{4} N O_{3}) ： n (C e) = 4 ： 1$ 的目的是。

(4)、实验小组以 $C e_{2} {(C O_{3})}_{3}$ 为原料制取 $C e O_{2}$ ，请补充完整实验方案：将 $C e_{2} {(C O_{3})}_{3}$ 完全溶解于盐酸中，，得 $C e O_{2}$ 固体。［已知： $4 C e {(O H)}_{3}$ (白色沉淀) $+ O_{2} + 2 H_{2} O = 4 C e {(O H)}_{4}$ (黄色沉淀)， $C e {(O H)}_{4}$ 受热分解时失重百分比与温度的关系如图所示。可选用的仪器和试剂： $2 m o l \cdot L^{- 1}$ 氨水、 $O_{2}$ 、 $1 m o l \cdot L^{- 1} H N O_{3}$ 、 $1 m o l \cdot L^{- 1} A g N O_{3}$ 溶液、马弗炉(可用于固体的高温加热)］

(5)、实验制得的硝酸铈铵(摩尔质量为 $548 g \cdot m o l^{- 1}$ )含量可用如下方法测定：准确称取16.0g硝酸铈铵样品，加水充分溶解，并转移至100mL容量瓶中定容、摇匀，得硝酸铈铵溶液试样。准确量取5mL的硝酸铈铵溶液试样，移入250mL锥形瓶中，加入适量硫酸和磷酸，并加入2滴0.25%邻二氮杂菲指示剂，用 $0.05000 m o l \cdot L^{- 1}$ 硫酸亚铁铵 $[{(N H_{4})}_{2} F e {(S O_{4})}_{2}]$ 标准溶液滴定至终点(滴定过程中 $C e^{4 +}$ 被还原为 $C e^{3 +}$ )，消耗标准溶液24.00mL。计算该样品中硝酸铈铵的质量分数。

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16. 化合物G是一种抗肿瘤药的中间体，其合成路线如下：

(1)、B的结构简式为。

(2)、D→E的反应类型为反应。

(3)、D→E时可能生成一种与E互为同分异构体的副产物，该副产物的结构简式为。

(4)、B的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：。

(5)、I.含有苯环，能发生银镜反应；
II.能发生水解反应，水解后的有机产物有2种，一种具有酸性，一种具有碱性，每种产物均含有2种化学环境不同的氢原子。
已知：① $R - X \to_{}^{N a C N} R - C N$ (R表示烃基)；
② $\to_{Δ}^{N a O H}$
写出以、 $C H_{3} C H O$ 为原料制备的合成路线流程图 (无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。

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17. 铁系纳米复合材料可以去除水体中的硝酸盐污染物。

(1)、Fe-Ag金属复合材料去除某 $p H = 2$ 的废水中 $N O_{3}^{-}$ 的反应历程如图所示(吸附在金属复合材料表面的物种用*标注)
①如图中 $N O_{3}^{-}$ 的去除机理可描述为。
②其他条件一定，反应相同时间，溶液的pH越大， $N O_{3}^{-}$ 的去除率越低的原因是。

(2)、控制其他条件一定，反应相同时间，不同Ag负载比 $[\frac{m (A g)}{m (F e - A g)} \times 100 %]$ 的Fe-Ag金属复合材料对 $N O_{3}^{-}$ 的去除率影响如图所示。Ag负载比小于3%时， $N O_{3}^{-}$ 的去除率较低的原因是。

(3)、其他条件一定，反应相同时间，分别用含铁质量相等的纳米铁粉、Cu负载比为4%的Fe-Cu金属复合材料、Ag负载比为3%的Fe-Ag金属复合材料去除溶液中 $N O_{3}^{-}$ ，反应后残留的 $N O_{3}^{-}$ 、生成的和 $N_{2}$ 的物质的量如图所示。
①与其他材料相比，Fe-Ag金属复合材料去除 $N O_{3}^{-}$ 的优点是。
②用纳米铁粉去除 $N O_{3}^{-}$ 时，反应过程中的物种及能量变化如图所示，用纳米铁粉去除 $N O_{3}^{-}$ 时生成 $N_{2}$ 的量极少的原因是。

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