湖北省武汉市2020届高三上学期教学质量联合测评理科综合化学试卷

碳元素是自然界中与人类关系最密切的元素之一，金刚石、石墨和石墨烯是碳元素常见的同素异形体。下列与碳元素相关的说法错误的是 

A.金刚石是自然界中硬度最大的天然材料

B.石墨在一定条件下转化成金刚石是化学变化

C.石墨烯属于烯烃，能够发生加成反应

D.碳纤维质轻、强度大，可作为航空器材的结构材料

难度: 简单查看答案及解析

扭曲烷( Twistane)是一种具有挥发性的环烷烃，其结构和球棍模型如图所示。下列说法正确的是（　　 ）

A.分子式为C10H18

B.与邻二乙苯互为同分异构体

C.分子结构中含有4个六元环

D.二氯代物多于3种（不含立体异构）

难度: 困难查看答案及解析

下列实验方案能达到实验目的的是（　　 ）

A.A B.B C.C D.D

难度: 中等查看答案及解析

W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，X与Y位于同一主族，X与W能够形成多种化合物，其中一种为红棕色气体，Y与Z形成的一种化合物Y2Z2的分子结构模型为。下列叙述正确的是(　　 )

A.X与W、Y及Z均能组合成多种化合物 B.简单离子半径：Y＞Z＞X＞W

C.W的氧化物的水化物一定为强酸 D.化合物Y2Z2中Y不满足8电子稳定结构

难度: 简单查看答案及解析

已知pC＝-lgc(B)，室温下，某二元酸(H2A)中部分微粒的pC值随溶液pH值变化关系如图所示。下列说法错误的是(　　 )

A.曲线a表示的微粒是H＋

B.溶液中水的电离程度：m＞n

C.pH＝8时，溶液中，c(HA-)＞c(H2A)

D.pH＝1与pH＝3时，H2A的浓度几乎相同

难度: 中等查看答案及解析

美国科学家JohnB．Goodenough荣获2019年诺贝尔化学奖，他指出固态体系锂电池是锂电池未来发展方向。Kumar等人首次研究了固态可充电、安全性能优异的锂空气电池，其结构如图所示。已知单位质量的电极材料放出电能的大小称为电池的比能量。下列说法错误的是（　　 ）

A.a极反应为“Li－e-=Li+，b极发生还原反应

B.充电时，Li＋由a极通过固体电解液向b极移动

C.电路中转移4mol电子，大约需要标准状况下112L空气

D.与铅蓄电池相比，该电池的比能量大

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《环境科学》刊发了我国科研部门采用零价铁活化过硫酸钠（Na2S2O8，其中S为＋6价）去除废水中的正五价砷[As(V)]的研究成果，其反应机制模型如图所示。设阿伏加德罗常数的值为NA，Ksp[Fe(OH)3]=2.7×10－39。下列叙述正确的是（　　 ）

A.1mol过硫酸钠(Na2S2O8)含2NA个过氧键

B.若56gFe参加反应，共有NA个S2O82-被还原

C.室温下，中间产物Fe(OH)3溶于水所得饱和溶液中c(Fe3+)为2.7×10－18mol·L－1

D.pH越小，越有利于去除废水中的正五价砷

难度: 困难查看答案及解析

叠氮化钠(NaN3)是制备医药、炸药的一种重要原料，采用“亚硝酸甲酯——水合肼法”制备叠氮化钠的生产流程如下：

回答下列问题：

（1）亚硝酸甲酯合成釜中生成的亚硝酸甲酯(CH3ONO)易转化为气态进入叠氮环合塔，写出生成CH3ONO的化学反应方程式：___。

（2）叠氮环合塔中生成叠氮化钠的反应方程式为___。

（3）水合肼(N2H4·H2O)的性质类似一水合氨，与硫酸反应可以生成酸式盐，该盐的化学式为___；叠氮环合塔中滴加的烧碱溶液要适当过量，目的是__ ；生产流程中操作x为加热、浓缩，此时所得浓缩液的溶质中含钠的化合物有Na2SO4和___。

（4）该生产过程中可循环使用的物质是___。

（5）生产中有HN3生成，请设计实验证明HN3为弱酸：___。

（6）化工生产中，多余的NaN3常使用次氯酸钠溶液处理，在酸性条件下，二者反应可生成无毒的气体。若处理6.5gNaN3，理论上需加入0.5mol·L－1的NaClO溶液___mL。

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硫酸四氨合铜晶体([Cu(NH3)4]SO4·H2O)常用作杀虫剂、媒染剂。实验室拟用废旧印刷电路板(含有Cu、Fe、Al、Zn)制备该晶体，具体流程如下：

已知：硫酸四氨合铜易溶于水，不溶于乙醇、四氯化碳等有机溶剂；常温下，硫酸四氨合铜在空气中易与水和二氧化碳反应，受热时易失氨。

（1）某科研小组选取一定量的稀硝酸和稀硫酸的混合酸溶解废旧印刷电路板时，得出温度与铜的浸出率关系如图所示。步骤①中采用合适的加热方式是___；温度越高，铜的浸出率反而下降，原因可能是___。

（2）步骤②、③需要的玻璃仪器有___；检验“水相Ⅱ”中是否含有Fe3+所需试剂为___。

（3）步骤④中氨水必须适当过量的原因是___。

（4）步骤⑥的具体操作为___。

（5）样品中NH3含量测定：实验装置如图所示，称取0.3400g样品放入圆底烧瓶中，加入80mL水溶解，再加入10%NaOH溶液10.00mL。在锥形瓶中，准确加入0.5000mol·L－lHC1标准溶液36.00mL，放入冰水浴中冷却。先大火后小火加热烧瓶，并保持微沸1h左右。取出插入HC1溶液中的导管，从冰水浴中取出锥形瓶，滴加2滴0.1%甲基红溶液，用0.5000mol·L－1NaOH标准溶液滴定剩余溶液，消耗NaOH标准溶液28.00mL。

样品中NH3的质量分数为___（保留两位有效数字），实验检测结果比理论值偏小的原因可能是___（写一种可能原因）。

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甲醇与水蒸气重整制氢可直接用于燃料电池。回答下列问题：

（1）已知甲醇分解反应：CH3OH(g) CO(g)+2H2(g)　　　　　 △H1=+90.64 kJ/mol

水蒸气变换反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　　　　　 △H2=-41.20 kJ/mol

则CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g)　　　　　 △H3=____________kJ/mol

（2）科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时，得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示，其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。此历程中活化能最小的反应方程式为________________________________________________。

（3）在0.1MPa下，将总进料量1mol且n(CH3OH)：n(H2O)=1：1.3的混合气体充入一刚性密闭容器中反应。

①实验测得水煤气变换反应的速率随温度的升高明显下降，原因是_____________。

②平衡时，测得CH3OH的含量在给定温度范围内极小，H2、H2O(g)、CO、CO2四种组分含量与反应温度关系如图所示，a、c曲线对应物质的化学式分别为_______________、______________。

（4）573.2K时，向一刚性密闭容器中充入5.00 MPa CH3OH使其分解，t h后达平衡时H2的物质的量分数为60%，则t h内v(CH3OH)=_____________MPa/h，其平衡常数分压Kp=_________。

难度: 中等查看答案及解析

磷化硼是一种典型的超硬无机材料，常以BCl3、PH3为原料制备。回答下列问题：

（1）基态P原子与B原子中未成对电子数之比为___。

（2）与BC13分子互为等电子体的一种离子为___（填化学式）。

（3）PH3分子的立体结构为___；PH3的沸点___（填“高于”或“低于”）NH3，理由是___。

（4）BCl3、PCl3和PF3三种分子中键角由大到小的顺序为___。

（5）BCl3可转化为硼酸，硼酸为一元强酸的原因是___（用离子方程式表示）。

（6）磷化硼晶胞的示意图如图甲所示，其中实心球表示P原子，空心球表示B原子，晶胞中P原子空间堆积方式为___。已知磷化硼晶体的密度为ρg·cm－3，设阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞中B原子与P原子间最短距离为___pm。若磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影如图乙所示（虚线圆圈表示P原子的投影），请在图乙中用实线圆圈画出B原子的投影位置___（注意原子体积的相对大小）。

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化合物G是一种药物合成中间体，其合成路线如下：

回答下列问题：

（1）①的反应类型为___。

（2）有机物D所含官能团的名称是___。

（3）反应④所需的试剂和条件分别是___和___。

（4）反应⑥生成G和X两种有机物，X的一种主要用途是___。

（5）反应⑤的化学反应方程式为___（反应物C6H7BrS用结构简式表示）。

（6）写出满足下列条件的D的同分异构体的结构简式：___（不考虑立体异构，写出一种即可）。

①苯环上含有三个不同取代基；②含酯基且能发生银镜反应；③含氨基但与苯环不直接相连。

（7）设计由对甲基苯甲醇制备的合成路线（无机试剂任选）___。

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