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2020年高考化学真题(新课标Ⅱ)(解析版).docx

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资源描述

1、2020年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试(全国卷)注意事项:1答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。3考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。可能用到的相对原子质量:H 1C 12N 14O 16Mg 24S 32Fe 56Cu 64一、选择题:本题共7个小题,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。7北宋沈括梦溪笔谈中记载:“信州铅山有苦泉,流以为涧。挹其水熬

2、之则成胆矾,烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。下列有关叙述错误的是()A胆矾的化学式为CuSO4B胆矾可作为湿法冶铜的原料C“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程D“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”是发生了置换反应答案A解析胆矾是晶体,化学式为CuSO45H2O,A错误;湿法冶铜,即“胆铜法”,利用金属的活动性强弱,铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式为FeCuSO4=CuFeSO4,B正确;“熬之则成胆矾”就是加热浓缩、溶质结晶析出的过程,C正确;“熬胆矾铁釡,久之亦化为铜”,即铁置换出铜:FeCuSO4=CuFeSO4,反应类型为置换反应,D正确。8某白色固体混合物由NaCl、KCl、MgSO4、Ca

3、CO3中的两种组成,进行如下实验:混合物溶于水,得到澄清透明溶液;做焰色反应,通过钴玻璃可观察到紫色;向溶液中加碱,产生白色沉淀。根据实验现象可判断其组成为()AKCl、NaCl BKCl、MgSO4CKCl、CaCO3 DMgSO4、NaCl答案B解析由信息得到澄清透明溶液,可排除碳酸钙;由信息焰色反应透过钴玻璃可观察到紫色,说明含有钾离子,可推测含有氯化钾。由信息向溶液中加入碱产生白色沉淀,可推测含有硫酸镁,所以B正确。9二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响,其原理如下图所示。下列叙述错误的是()A海水酸化能引起HCO3-浓度增大、CO32-浓度减小B海水酸化能促进CaCO

4、3的溶解,导致珊瑚礁减少CCO2能引起海水酸化,其原理为HCO3-HCO32-D使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境答案C解析二氧化碳能引起海水酸化,其原理为CO2H2OH2CO3HHCO3-,C错误。10吡啶()是类似于苯的芳香化合物,2乙烯基吡啶(VPy)是合成治疗矽肺病药物的原料,可由如下路线合成。下列叙述正确的是()AMPy只有两种芳香同分异构体BEPy中所有原子共平面CVPy是乙烯的同系物D反应的反应类型是消去反应答案D解析MPy的芳香同分异构体有、,共3种,A错误;EPy中含有两个“CH2”,均为饱和碳原子,所有原子不可能共平面,B错误;同系物是指结构相似,在组成上相差一个

5、或若干个“CH2”原子团的一系列有机物,VPy与乙烯结构不同,两者不互为同系物,C错误;由题图中醇羟基转化为碳碳双键可知,发生了消去反应,D正确。11据文献报道:Fe(CO)5催化某反应的一种反应机理如下图所示。下列叙述错误的是()AOH参与了该催化循环B该反应可产生清洁燃料H2C该反应可消耗温室气体CO2D该催化循环中Fe的成键数目发生变化答案C解析根据题图中信息可知,OH参与了该催化循环过程,A正确;由题图中箭头方向可知有H2生成,所以该反应可以产生清洁燃料H2,B正确;由题图中箭头方向可知,在催化反应过程中释放出CO2,CO2是生成物,C错误;根据题图中信息可知,转化为和H2的过程中,铁

6、的成键数目发生了变化,D正确。12电致变色器件可智能调控太阳光透过率,从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时,Ag注入到无色WO3薄膜中,生成AgxWO3,器件呈现蓝色,对于该变化过程,下列叙述错误的是()AAg为阳极BAg由银电极向变色层迁移CW元素的化合价升高D总反应为:WO3xAg=AgxWO3答案C解析根据题给信息,通电时Ag注入无色WO3薄膜中,生成AgxWO3,可得Ag为阳极,失去电子发生氧化反应,Age=Ag,Ag通过固体电解质向变色层迁移,总反应为WO3xAg=AgxWO3,A、B、D正确;WO3得xe生成WO3x-,W元素的化合价降低,C错误。13一种由短周期主

7、族元素组成的化合物(如图所示),具有良好的储氢性能,其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是()A该化合物中,W、X、Y之间均为共价键BZ的单质既能与水反应,也可与甲醇反应CY的最高化合价氧化物的水化物为强酸DX的氟化物XF3中原子均为8电子稳定结构答案D解析根据图中信息可得,Z为Na,W为H,结合题给信息“W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24”可推知,X为B,Y为N。H、B、N三种非金属元素之间形成的化学键均为共价键,A正确;Na既可以与水反应,也可以和甲醇反应,B正确;N的最高价氧化物对应的水化物为硝酸,C正确;三氟化硼中硼原子最外层有3个电子

8、,与氟原子之间形成3个共价键,即最外层共6个电子,不满足8电子稳定结构,D错误。三、非选择题:第2628题为必考题,每个试题考生都必须作答。第3536题为选考题,考生根据要求作答。(一)必考题:26(14分)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题:(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料,可采用如图(a)所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许_离子通过,氯气的逸出口是_(填标号)。(2)次氯酸为一元弱酸,具有漂白和杀菌作用,其电离平衡体系中各成分的组成分数(X)cXcHClO+cClO-,X为HClO或ClO与pH的关

9、系如图(b)所示。HClO的电离常数Ka值为_。(3)Cl2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl2反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为_。(4)ClO2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到ClO2溶液。上述过程中,生成ClO2的反应属于歧化反应,每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为_mol;产生“气泡”的化学方程式为_。(5)“84消毒液”的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂

10、混用的原因是_(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液,若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%,则生产1 000 kg该溶液需消耗氯气的质量为_ kg(保留整数)。答案(1)Naa(2)107.5(3)2Cl2HgO=HgCl2Cl2O(4)1.25NaHCO3NaHSO4=CO2Na2SO4H2O(5)ClOCl2H=Cl2 H2O203解析(1)电解精制盐水的电极反应为阳极:2Cl2e=Cl2,阴极:2H2O2e=H22OH,为了防止阴极产生的OH与阳极产生的Cl2反应,中间的离子交换膜应为阳离子交换膜,只允许Na通过,Cl2在a口逸出。(2

11、)由图像知,当pH7.5时,(ClO)cClO-cHClO+cClO-50%,可求得该点c(ClO)c(HClO),由HClO的电离方程式HClOClOH,KacH+cClO-cHClO10-7.5cClO-cHClO107.5。(3)由新制的HgO和Cl2反应制备Cl2O,由于该反应为歧化反应,所以只有氯元素的化合价发生变化,由0价变为1价和1价,所以反应的化学方程式为2Cl2HgO=HgCl2Cl2O。(4)由题意知,在NaClO2生成ClO2的过程中,发生歧化反应,NaClO2既是氧化剂,又是还原剂,每生成4 mol ClO2,需消耗5 mol NaClO2,所以每生成1 mol ClO

12、2,需消耗54 mol(即1.25 mol) NaClO2。产生的气泡的成分为CO2,反应的化学方程式为NaHCO3NaHSO4=CO2Na2SO4H2O。(5)“84消毒液”遇到酸性清洁剂能发生氧化还原反应:ClOCl2H=Cl2H2O,Cl2有毒,故“84消毒液”不能和酸性清洁剂混用。1 000 kg溶液中NaOH溶液的质量为m(NaOH)1 000 kg1%10 kg,设反应中消耗Cl2的质量为x kg,则:2NaOHCl2=NaClNaClOH2O80 718071x kg x kg需要NaOH溶液的质量为(10 kg8071x kg)30%103(108071x)kg。溶液的质量Na

13、OH溶液的质量Cl2的质量,1 000 kg103(108071x)kgx kg,解得x203。27(15分)苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸,其反应原理简示如下:KMnO4 MnO2HClKCl名称相对分子质量熔点/沸点/密度/(gmL1)溶解性甲苯9295110.60.867不溶于水,易溶于乙醇苯甲酸122122.4(100 左右开始升华)248微溶于冷水,易溶于乙醇、热水实验步骤:(1)在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g(约0.03 mol)高锰酸钾,慢慢开启搅拌器,并加热回流至回流液不再出现油珠。(2)停止加热,

14、继续搅拌,冷却片刻后,从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液,并将反应混合物趁热过滤,用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液,于冰水浴中冷却,然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤,用少量冷水洗涤,放在沸水浴上干燥。称量,粗产品为1.0 g。(3)纯度测定:称取0.122 g粗产品,配成乙醇溶液,于100 mL容量瓶中定容。每次移取25.00 mL溶液,用0.010 00 molL1的KOH标准溶液滴定,三次滴定平均消耗21.50 mL的KOH标准溶液。回答下列问题:(1)根据上述实验药品的用量,三颈烧瓶的最适宜规格为_(填标号)。A100 mL B250 mLC500 mL

15、D1 000 mL(2)在反应装置中应选用_冷凝管(填“直形”或“球形”),当回流液不再出现油珠即可判断反应已完成,其判断理由是_。(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是_;该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理,请用反应的离子方程式表达其原理_。(4)“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是_。(5)干燥苯甲酸晶体时,若温度过高,可能出现的结果是_。(6)本实验制备的苯甲酸的纯度为_;据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于_(填标号)。A70% B60%C50% D40%(7)若要得到纯度更高的苯甲酸,可通过在水中_的方法提纯。答案(1)B(2)球形无油珠说明不溶于水的甲苯已经被完全氧化(3)

16、除去过量的高锰酸钾,避免在用盐酸酸化时,产生氯气2MnO4-5H2C2O46H=2Mn210CO28H2O(4)MnO2(5)苯甲酸升华而损失(6)86.0%C(7)重结晶解析(1)该反应需要向三颈烧瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g高锰酸钾,所以三颈烧瓶的最适宜规格为250 mL。(2)反应中应选用球形冷凝管,球形冷凝管散热面积大,冷凝效果好;回流液中不再出现油珠,说明不溶于水的甲苯(油状液体)已经被KMnO4完全氧化。(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的:NaHSO3与KMnO4(H)发生氧化还原反应除去过量的KMnO4(H),防止用盐酸酸化时,KMnO4把盐酸中的Cl

17、氧化为Cl2;该过程也可用草酸在酸性条件下与KMnO4反应除去KMnO4,反应的离子方程式为2MnO4-5H2C2O46H=2Mn210CO28H2O。(4)用少量热水洗涤滤渣的目的是使生成的尽可能溶于水,故滤渣的主要成分是KMnO4在中性条件下的还原产物MnO2。(5)苯甲酸在100 左右开始升华,干燥苯甲酸晶体时,若温度过高,苯甲酸易升华而损失。(6)根据反应KOHH2O可知,n(KOH)0.010 00 molL121.50103 L4,m()0.010 00 molL121.50103 L4122 gmol10.104 92 g,制备的苯甲酸的纯度为0.10492 g0.122 g10

18、0%86.0%。在理论上,1 mol甲苯反应后生成1 mol苯甲酸,则:1.5 mL0.867 gmL1 m苯甲酸的理论产量m1.72 g苯甲酸的产率为1.0 g86.0%1.72 g100%50%。(7)根据苯甲酸的水溶性可知,若要得到纯度更高的苯甲酸,需要利用重结晶的方法进行提纯。28(14分)天然气的主要成分为CH4,一般还含有C2H6等烃类,是重要的燃料和化工原料。(1)乙烷在一定条件可发生如下反应:C2H6(g)=C2H4(g)H2(g)H1,相关物质的燃烧热数据如下表所示:物质C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃烧热H/( kJmol1)1 5601 411286H1_ kJm

19、ol1。提高该反应平衡转化率的方法有_、_。容器中通入等物质的量的乙烷和氢气,在等压下(p)发生上述反应,乙烷的平衡转化率为。反应的平衡常数Kp_(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数)。(2)高温下,甲烷生成乙烷的反应如下:2CH4高温C2H6H2。反应在初期阶段的速率方程为:rkcCH4,其中k为反应速率常数。设反应开始时的反应速率为r1,甲烷的转化率为时的反应速率为r2,则r2_ r1。对于处于初期阶段的该反应,下列说法正确的是_。A增加甲烷浓度,r增大B增加H2浓度,r增大C乙烷的生成速率逐渐增大D降低反应温度,k减小(3)CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学

20、装置实现两种分子的耦合转化,其原理如下图所示:阴极上的反应式为_。若生成的乙烯和乙烷的体积比为21,则消耗的CH4和CO2体积比为_。答案(1)137升高温度减小压强(增大体积)1+2+1-p(2)1AD(3)CO22e=COO265解析(1)选写出三种气体的燃烧热的热化学方程式,然后根据盖斯定律,H11 560 kJmol1(1 411 kJmol1)(286 kJmol1)137 kJmol1。C2H6(g)=C2H4(g)H2(g)H1137 kJmol1是一个气体分子数增大的吸热反应,要提高反应物的转化率,可以采取升高温度、减小压强(增大体积)等措施。设容器中通入的乙烷和氢气均为1 m

21、ol,则: C2H6(g)=C2H4(g)H2(g)n(总)初始量/mol 1 0 1转化量/mol 平衡量/mol 1 1 2Kp2+P1+2+P1-2+P1+ 2+1-p。(2)甲烷的转化率为时,cCH42(1) cCH41,则r2r1kcCH42kcCH41 1,即r2(1)r1。A对,由速率方程知,甲烷的浓度越大,反应越快;B错,H2的浓度大小不影响反应速率;C错,反应过程中cCH4逐渐减小,故C2H6的生成速率逐渐减小;D对,降低反应温度,反应速率减小,故k减小。(3)由图示可知,阴极上CO2CO,且固体电解质能传导O2,则阴极反应式为CO22e=COO2。假设生成的乙烯和乙烷的物质

22、的量分别为2 mol和1 mol,由4CH42C2H44H2、2CH4C2H6H2知,生成2 mol乙烯和1 mol乙烷时,共脱去5 mol H2,转移10 mol e,根据电子转移数目守恒可知,此时消耗的CO2为5 mol,消耗的CH4为6 mol,即消耗的CH4和CO2的体积比为65。(二)选考题:请考生从2道化学题中任选一题作答。如果多做,则每科按所做的第一题计分。35化学选修3:物质结构与性质(15分)钙钛矿(CaTiO3)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料,回答下列问题:(1)基态Ti原子的核外电子排布式为_。(2)Ti的四卤化物熔点如下表所示,TiF

23、4熔点高于其他三种卤化物,自TiCl4至TiI4熔点依次升高,原因是_。化合物TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔点/37724.1238.3155(3)CaTiO3的晶胞如图(a)所示,其组成元素的电负性大小顺序是_;金属离子与氧离子间的作用力为_,Ca2的配位数是_。(4)一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2、I和有机碱离子CH3NH3+,其晶胞如图(b)所示。其中Pb2与图(a)中_的空间位置相同,有机碱CH3NH3+中,N原子的杂化轨道类型是_;若晶胞参数为a nm,则晶体密度为_ gcm3(列出计算式)。(5)用上述金属卤化物光电材料制作的太阳能电池在使用过程中会产

24、生单质铅和碘,降低了器件效率和使用寿命。我国科学家巧妙地在此材料中引入稀土铕(Eu)盐,提升了太阳能电池的效率和使用寿命,其作用原理如图(c)所示,用离子方程式表示该原理_、_。答案(1)1s22s22p63s23p63d24s2(2)TiF4为离子化合物,熔点高,其他三种均为共价化合物,随相对分子质量的增大分子间作用力增大,熔点逐渐升高(3)OTiCa离子键12(4)Ti4sp3620a3NA1021(5)2Eu3Pb=2Eu2Pb22Eu2I2=2Eu32I解析(1)Ti的原子序数为22,因此基态Ti原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2。(2)TiF4的熔点明显

25、高于TiCl4,而TiCl4、TiBr4、TiI4的熔点依次升高,由此说明TiF4为离子化合物,而TiCl4、TiBr4、TiI4为共价化合物,共价化合物随相对分子质量的增大,分子间作用力增大,因此熔点依次升高。(3)三种元素中O的电负性最大,Ca的电负性最小,因此三种元素电负性的大小顺序为OTiCa。氧离子与金属离子之间形成的是离子键。由图(a)可知,每个Ca2周围与之等距离的O2的个数为12,即配位数为12。(4)由图(b)可知,该晶胞中I位于面心上,每个Pb2周围有6个I,图(a)中每个Ti4周围有6个O2,由此可知,Pb2与图(a)中的Ti4位置相同。N原子形成4个键,价电子层上无孤电

26、子对,因此杂化轨道类型是sp3。每个晶胞中含有1个Pb(CH3NH3)I3,晶胞的体积为(a107)3 cm3,Pb(CH3NH3)I3的相对分子质量为620,因此1个晶胞的质量为620NA g,晶体密度为620a3NA1021 gcm3。(5)由图(c)可知,Pb与Eu3反应生成Pb2和Eu2,即离子方程式为Pb2Eu3=Pb22Eu2;I2和Eu2反应生成I和Eu3,即离子方程式为I22Eu2=2I2Eu3。36化学选修5:有机化学基础(15分)维生素E是一种人体必需的脂溶性维生素,现已广泛应用于医药、营养品、化妆品等。天然的维生素E由多种生育酚组成,其中生育酚(化合物E)含量最高,生理活

27、性也最高。下面是化合物E的一种合成路线,其中部分反应略去。已知以下信息:回答下列问题:(1)A的化学名称为_。(2)B的结构简式为_。(3)反应物C含有三个甲基,其结构简式为_。(4)反应的反应类型为_。(5)反应的化学方程式为_。(6)化合物C的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有_个(不考虑立体异构体,填标号)。()含有两个甲基;()含有酮羰基(但不含C=C=O);()不含有环状结构。(a)4 (b)6 (c)8 (d)10其中,含有手性碳(注:连有四个不同的原子或基团的碳)的化合物的结构简式为_。答案(1)3甲基苯酚(或间甲基苯酚)(2)(3)(4)加成反应(5)(6)c解析(1)由A

28、的结构简式可知,A的名称为3甲基苯酚或间甲基苯酚。(2)由信息a及B的分子式可知,B的结构简式为。(3)由信息b可知,反应中,断键、成键位置为,据此结合题中反应中反应物和生成物的结构简式可推断C为。(4)由信息c可知,反应是HCCH中的H加到中羰基的氧原子上,而HCC加到羰基的碳原子上,则D的结构简式为,反应属于加成反应。(5)由反应中反应物和生成物的结构简式可知,D与H2发生加成反应,碳碳三键变为碳碳双键,化学方程式为。(6)化合物C符合条件的同分异构体中,必须含有酮羰基和碳碳双键,可采用插入法书写其同分异构体的结构简式。第1步先抽出“”,剩余部分碳骨架可能为(舍去,只含1个甲基)、(舍去,含3个甲基)和。第2步:在合适的位置插入“”,则合适的位置分别有、(其中,位置7和9插入羰基得到的是同种物质),故符合条件的同分异构体共有8种。其中,含有手性碳原子的化合物为位置7插入羰基的产物,其结构简式为。

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