2020届全国II卷高考化学模拟卷(一)
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2020届全国II卷高考化学模拟卷(一)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Be 9 B-11 N-14 F-19 Na-23 Mg-24 Al-27 Si-28 P-31 Cl-35.5 Mn- 55 Fe-56
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.明朝李时珍《本草纲目·谷四·烧酒》:“……惟以糯米或粳米或黍或林或大麦蒸熟,和麴酿瓮中七日,以甑蒸取”。
下列说法错误的是( )
A.糯米、粳米、大麦等谷物中均含有淀粉
B.古法酿酒工艺中有多种酶参与催化反应
C.酒化酶将葡萄糖转化为乙醇时,温度越高反应速率一定越快
D.该过程中涉及蒸馏操作
8.已知N A为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.0. 1 molCH4和NH3的混合气体中所含电子总数为N A
NH粒子数之和为0. 1N A
B.0. 1 mol NH3溶于水,NH3 . H2O和+
4
C.常温常压下,Na2O2与水反应生成2. 24 L O2,转移电子数为0. 2N A
D.常温下,P H = 1的H2SO4溶液中H +的数目为0. 2N A
9.下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的()
10.有机化合物环丙叉环丙烷,由于其特殊的电子结构一直受到理论化学家的关注,其结构如图所示。
下列关于环丙叉环丙烷的有关说法中错误的是()
A.环丙叉环丙烷的二氯取代物有4种
B.环丙又环丙烷不是环丙烷的同系物
C.环丙又环丙烷所有的原子均在同一平面内
D.环丙叉环丙烷与环己二烯互为同分异构体
11.X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,X、Y、Z原子的最外层电子数之和为8,其中部分元素对应的单质和组成的化合物之间的转化关系如图,已知化合物d灼烧时焰色为黄色,化合物f 的水溶液呈碱性,且具有漂白性。
下列说法不正确的是( )
A.可通过电解熔融状态的e制备a和g
B.原子半径由大到小的顺序是:W>Z>Y>X
C.化合物d和化合物f中均含有离子键和共价键
D.化合物b的稳定性和沸点均高于W的气态氢化物
12.一种双室微生物燃料电池,以苯酚(C 6H 6O)为燃料,同时消除酸性废水中的硝酸盐的装置示意图如图1所示; 研究人员发现的一种“水”电池,其总反应为:5MnO 2
+2Ag+2NaCl=N a2Mn 5O l0+2AgCl ,用该“水”电池为电 源电解NaCl 溶液的实验装置如图2所示,电解过程中X 电极上有无色气体逸出。
下列说法正确的是( )
A.图1装置中若右池产生0.672 L 气体(标准状况下),则电路中通过电子0. 15 mol
B.图1装置中左池消耗的苯酚与右池消耗的-3NO 的物质的量之比为28:5
C.图2装置的电路中每通过1 mol e -,U 形管中消耗0.5 mol H 2O
D.图2装置中“水”电池内每生成1 mol Na 2Mn 5O 10,X 电极上生成1 mol 气体
13.草酸(H 2C 2O 4)是一种二元弱酸,在菠菜、苋菜、甜菜等植物中含量较高。
25 ℃时,向H 2C 2O 4溶液
中滴加NaOH 溶液,混合溶液中lgX[X 表示24224(HC O )(H C O )c c -或22424(HC O )(HC O )
c c -
-]随溶液pH 的变化关系如图所示。
下列说法正确的是
( )
A.直线Ⅱ中X 表示的是24224(HC O )
(H C O )
c c -
B.当pH=3.22时,溶液中24224(HC O )
(H C O )
c c -
=100:1
C.0.1 mol •L -1 NaHC 2O 4溶液中:c(Na +)>c(24HC O -)>c(H 2C 2O 4)>c(224C O -
)
D.已知碳酸的电离常数1
74.310a K -=⨯,2
115.610a K -=⨯,则向Na 2CO 3溶液中加入等浓度、等体积草酸
溶液,反应的子方程式为23CO -+ H 2C 2O 4=24HC O -+3HCO -
二、非选择题:共58分,第26~28题为必考题,每个试题考生都必须作答。
第35~36题为选考
题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共43分。
26.硫酸锰是一种重要的化工中间体,是锰行业研究的热点。
一种以高硫锰矿(主要成分为含锰化合物及FeS)为原料制备硫酸锰的工艺流程如下:
已知:①“混合焙烧”后烧渣含423MnSO Fe O 、及少量23FeO Al O MgO 、、。
②金属离子在水溶液中的平衡浓度与pH 的关系如图所示(25℃):
③此实验条件下2+Mn 开始沉淀的pH 为7.54;离子浓度≤-5-110mol L 时,离子沉淀完全。
请回答: (1)传统工艺处理高硫锰矿时,不经“混合焙烧”,而是直接用24H SO 浸出,其缺点为。
(2)“氧化”时,发生反应的离子方程式为_________________________________。
若省略“氧化”步骤,造成的后果是_________________________________。
(3)“中和除杂”时,生成沉淀的主要成分为______________________(填化学式)。
(4)“氟化除杂”时,若使溶液中的2+Mg 和2+Ca 沉淀完全,需维持()-F c 不低于___________。
(已知:()10sp 2MgF 6.410K -=⨯;()12sp 2CaF 3.6)10K -=⨯
(5)“碳化结晶”时,发生反应的离子方程式为______________________。
(6)“系列操作”指
、过滤、洗涤、干燥
(7)用惰性电极电解4MnSO 溶液可制备2MnO ,电解过程中阳极的电极反应式为___________。
27.摩尔盐的成分为()()()-144222NH Fe SO 6H O 392g mol M ⋅⋅=,常作氧化还原滴定剂。
学校购买了一批摩尔盐样品(假设杂质不参与反应),某学习小组拟设计实验方案测定其纯度: 方案1:沉淀法。
甲同学准确称量一定质量的样品溶于适量的蒸馏水中,滴加适量2BaCl 溶液至24SO -
完全沉淀,经
过滤、洗涤、干燥,称得4BaSO 质量。
(1)检验24SO -是否完全沉淀的操作是 .
方案2:滴定法。
乙同学准确称取m g 摩尔盐样品溶于蒸馏水中配制成250 mL 溶液,量取25.00 mL 溶液于锥形瓶中,滴加适量的稀硫酸,用c -1mol L ⋅4MnO 溶液滴定至终点,消耗4KMnO 溶液的体积为V mL 。
(2)用4KMnO 溶液滴定时应选用 (填“酸式”或“碱式”)滴定管,写出滴定反应的离子方程式: .
(3)该样品的纯度为 .
(4)若用待测液润洗锥形瓶,测得结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
方案3:量气法。
丙同学准确称量4.0 g 样品按下图所示装置进行实验。
(5)①橡胶管L 的作用是 . ②B 中液体可以是 (填字母) a.饱和食盐水 b.四氯化碳 c.煤油
d.饱和氯化铵溶液
③A 中样品完全反应后,待装置冷却至室温,测得3NH 的体积为448 mL (已折合成标准状况)。
根据上述数据计算,该产品的纯度为 .
28.低碳经济成为人们一种新的生活理念,二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。
请你结合下列有关图示和所学知识回答: I.用2CO 催化加氢可以制取乙烯()()
()()224221
g 3g C H g 2O g 2
CO H H ++。
(1)若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图1所示,则该反应H △= (用含a 、b 的式子表示);又知相关化学键的键能如下表所示,实验测得上述反应的-1H=-152kJ mol ⋅△,则表中的x= 。
(2)以稀硫酸为电解质溶液,利用太阳能电池将2CO 转化为乙烯的工作原理如图2所示。
则M 极上的电极反应式为 .
Ⅱ.用2CO 催化加氢还可以制取二甲醚:
()()
()()-132232CO H H 2g 6g CH OCH g 3O g H 122.5kJ mol ++=-⋅△。
某压强下,生成二甲
醚的反应
在不同温度、不同投料比时,2CO 的平衡转化率如图3所示。
(3)图中12T T 、表示反应温度,判断12T T 、大小关系的依据是 ;图中A 、B 、C 三点对应的平衡常数分别为A B C K K K 、、,其三者的大小关系是
.
(4)1T 温度下,将6mol 2CO 和12mol 2H 充大2t 的密闭容器中,经过5min 反应达到平衡,则0~5min 内的平均反应速率()2v H =
,平衡常数K=
(列出计算式即可)。
(二)选考题:共15分。
请考生从2道化学题中任选一题作答。
如果多做,则按所做的第一题计
分。
35.钙及其化合物在工业、建筑工程和医药方面用途很大。
回答下列问题: (1)基态Ca 原子M 能层有
个运动状态不同的电子,Ca 的第一电离能
(填“大于”或“小于”)Ga 。
(2)Mn 和Ca 属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属Mn 的熔沸点等都比金属Ca 高,原因。
(3)氯气与熟石灰反应制漂白粉时会生成副产物Ca (ClO 3)2,Ca (ClO 3)2中的阴离子空间构型是
,中心原子的杂化方式为。
(4)碳酸盐的热分解示意图如图1所示
热分解温度:CaCO3(填“高于”或“低于”)Sr-CO3,原因是。
从成键轨
道看,CO2分子内的化学键类型有。
(5)萤石是唯一一种可以提炼大量氟元素的矿物,晶胞如图2所示。
Ca2+的配位数为,
萤石的一个晶胞中离子数为个,已知晶胞参数为0.545nm,阿伏加德罗常数的值为
N,
A
则萤石的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
36.安立生坦是一种治疗肺动脉高血压药物,由芳香化合物A合成其中间体G的一种合成路线如下:
已知:C的核磁共振氢谱只有4组峰,D只有3组峰。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是,G中含氧官能团的名称是。
(2)C的结构简式是,D的结构简式是。
(3)B与NaOH溶液反应的化学方程式是。
(4)含有两个苯环的芳香化合物X是E的同分异构体,X中不含其他环状结构,X在酸性条件下水解只生成一种有机物,则X有种,其中核磁振氢谱有3组峰,峰面积之比为3:2:2的结构简式为。
(5)写出用甲烷和苯为原料制备化合物2,4,6-三硝基苯甲酸的合成路线:(其他试剂任选)。
参考答案
7.答案:C
解析:淀粉存在于植物的种子和块茎中,A 项正确;由淀粉最终变为乙醇需经过水解、发酵等复杂过程,酶具有专一性,不同的酶催化不同的反应,B 项正确;酶催化需要适宜的温度范围,温度过高,会使酶的活性降低或失去活性,C 项错误;由题干信息“以甑蒸取”,即进行蒸馏操作,D 项正确。
8.答案:A
解析:1个甲烷分中含10个电子,1个氨气分子中也含有 10个电子,故0.1 mol CH 4和NH 3的混合气体中所含电子总数为N A , A 项正确;氨气溶于水后氮元素以NH 3、NH 3 • H 2O 和+4NH 三种形式存在,B 项错误;常温常压下,2. 24 L 氧气的物质的量不是 0.1 mol ,C 项错误;因未给pH = 1的H 2SO 4溶液的体积,故H +的数目无法计算,D 项错误。
9.答案:B
解析:溴水和苯不反应,但苯能萃取溴水中的溴,该现象为萃取,没有发生化学反应,故A 错误;酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能氧化还原性物质,向酸性4KMnO 溶液中滴加乙醇,溶液褪色,说明酸性高锰酸钾溶液被乙醇还原,则乙醇体现还原性故B 正确;炭粉和浓硝酸加热发生反应生成二氧化碳、二氧化氮和水,浓3HNO 表现强氧化性,故C 错误;氯化铁溶液和二氧化硫发生氧化
还原反应生成2-3SO 、2+Fe ,24SO 和2+Ba
反应生成硫酸钡沉淀,故D 错误。
10.答案:C
解析:,两个氯原子分别在1、1,1、2,1、3,1、4上,共有4种二氯取代物,
A 正确;结构相似,分子组成相差一个或若干个“2CH ”原子团的同一类有机物互称为同系物,环丙叉环丙烷和环丙烷的结构不相似,不是同一类有机物,不互为同系物,
B 正确;环丙又环丙烷中有饱和碳原子,则所有原子不可能都在同一平面内,
C 错误;环丙叉环丙烷与环己二烯分子式相同,结构不同,互为同分异构体,
D 正确。
11.答案:B
解析:可用电解熔融氯化钠的方法制备金属钠和氯气, A 正确;同周期主族元素从左到右,原子半径依次减小,钠的原子半径大于氯,B 错误;氢氧化钠和次氯酸钠均含有离子键和共价键,C 正确;氧元素的非金属性强于氯元素,水的稳定性强于氯化氢,由于水分子间形成氢键,水的沸点高于氯化氢,D 正确。
12.答案:D
解析:图1装置中右池产生的气体为氮气,n(N 2)=
1
0.672L
22.4L mol
-⋅=0.03 mol,由正极的电极反应式(2-3NO +l0 e - + 12H +=N 2↑ +6H 2O)知电路中通过电子0.3 mol,故A 项错误; 图1装置中负极的
电极反应式为C 6H 6O - 28e - + 11H 2O=6CO 2↑+28H +,根据得失电子守恒,结合电极反应式可
知图1装置中左池消耗的苯酚与右池消耗的-3NO 的物质的量之比为5: 28,故B 项错误;图2装置
的电路中每通过1 mol e - ,由2Cl - +2H 2O 2OH - +H 2 ↑+ Cl 2 ↑可知生成0. 5 mol 氢气,消耗
1 mol 水,故C 项错误;由题给总反应式可知每生成1 mol Na 2Mn 5O 10,转移
2 mol 电子,又图2装置中电解过程中X 电极上有无色气体逸出,即X 极的电极反应式为2H 2O + 2e - =2OH - +H 2 ↑ ,所以X 电极上生成1 mol 气体,故D 项正确。
13.答案:B
解析:H 2C 2O 4为二元弱酸,与NaOH 的反应分步进行,H 2C 2O 4+OH -=24HC O - +H 2O ,24HC O - +OH -=224C O - +H 2O ,随着加入NaOH 的量增多,溶液的pH 逐渐增大,所以,直线Ⅰ中X 表示的为
24224(HC O )(H C O )c c -,直线Ⅱ中X 表示的为22424(C O )(HC O )c c --
,A 错误;由图可知,lgX=0时,24224(HC O )
(H C O )c c -=1,22424(C O )(HC O )c c --=1,H 2C 2O 4的电离常数1 1.2224224(H )(HC O )10(H C O )a c c K c +--==,22 4.192424(H )(C O )10(HC O )
a c c K c +---
==,当pH=3.22时,c (H +)= 10-3.22,。
1 1.2224 3.22224(HC O )10(H C O )(H )10
a K c c c --+
-===100,B 正确;在溶液中24HC O -既存在电离又存在水解,其水解常数K h =11412.78W 1.22101010
a K K ---==,24HC O -的电离常数(2 4.19
10a K -=)大于水解常数,其电离程度大于水解程度,所以在NaHC 2O 4溶液中224(C O )c -
>224(H C O )c ,C 错误;根据H 2C 2O 4的两步电离常数和H 2CO 3的两步电离常数可知酸性强弱顺序为H 2C 2O 4>24HC O - >H 2CO 3>3HCO -,故D 项
中反应应该生成224C O -、CO 2和H 2O ,D 错误。
26.答案:(1)产生硫化氢等气体,污染环境; (2)2++3+2+22MnO +2Fe +4H =2Fe +Mn +2H O
2+Fe 与2+Mn 沉淀区有重叠,造成2+Mn 损失(或2+Fe 去除不完全,影响产品纯度)
(3)()()33Fe OH Al OH 、(4)3-1810mol L -⨯
(5)2+23322Mn +H O = Mn C +C H O O CO +-
↓↑
(6)蒸发浓缩、冷却结晶; (7)2+-+22Mn +2H O-2e = MnO +4H
解析:(1)高锰矿含有FeS,传统工艺处理高硫锰矿时,不经“混合焙烧”,而是直接用24H SO 浸出,产生硫化氢等气体,污染环境;故答案为:产生硫化氢等气体,污染环境;
(2)氧化时用二氧化锰氧化亚铁离子,离子方程式为: 2++3+2+22MnO +2Fe +4H =2Fe +Mn +2H O ;若省略“氧化”步骤,根据图表2+Fe 与2+Mn 沉淀区有重叠,造成2+Mn 损失(或2+Fe 去除不完全,影响产品纯度);故答案为: 2++3+2+22MnO +2Fe +4H =2Fe +Mn +2H O ;2+Fe 与2+Mn 沉淀区有重叠,造成2+Mn 损失(或2+Fe +去除不完全,影响产品纯度);
(3)“中和除杂”时,铁离子与铝离子与加入的碳酸根离子之间发生双水解反应得到()3Fe OH 沉淀,故答案为: ()()33Fe OH Al OH 、;
(4)已知:()10sp 2MgF 6.410K -=⨯,若使溶液中的2+Mg 沉淀完全,需维持()
-F c 不低于
-3-110mol L ⨯;故答案为:-3-1810mol L ⨯; (5)“碳化结晶”时,发生反应的离子方程式为: 2+23322Mn +H O = Mn C +C H O O CO +-
↓↑,故答案为: 2+23322Mn +H O = Mn C +C H O O CO +-
↓↑;
(6)硫酸锰溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸锰的水合物,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶;
(7)用惰性电极电解4MnSO 溶液可制备2MnO ,电解过程中阳极发生氧化反应,元素化合价升高,故为硫酸锰失去电子生成二氧化锰,电极反应式为2+-+22Mn +2H O-2e = MnO +4H ,故答案为:
2+-+22Mn +2H O-2e = MnO +4H 。
27.答案:(1)在上层清液中继续滴加氯化钡溶液,若不产生沉淀,则表明24SO -已完全沉淀,否
则未完全沉淀(他合理答案也可)
(2)酸式;232+425Fe MnO 8H 5Fe Mn 4H O +-++++++=
(3)
1960%cV m 或19.60100%cV
m
⨯ (4)偏高
(5)①平衡气压,使漏斗中液体顺利滴下并且防止滴液体排出烧瓶中空气导致收集气体体积变大; ②bc; ③98%
解析: (1)本实验是定量实验,最好不取清液于试管中进行实验,避免损失24SO -
,即在上层清
液中继续滴加氯化钡溶液,若不产生沉淀,则表明24SO -已完全沉淀,否则未完全沉淀。
(2)4KMnO 具有强氧化性,可腐蚀橡胶管,故4KMnO 溶液要盛放在酸式滴定管中;在酸性条件下,高锰酸钾氧化2+Fe ,本身被还原成2+Mn ,离子方程式为
232+425Fe MnO 8H 5Fe Mn 4H O +-++++++=。
(3)根据电子守恒知道,n(Fe 2+)=5n(4MnO -)。
ω=
-1
250
mol 5392g mol 19.61960100025.00100%100%%cV cV cV m g m m
⨯⨯⨯⨯=⨯=。
(4)用硫酸亚铁铵溶液润洗锥形瓶,消耗高锰酸钾溶液的体积偏大,测得结果偏高。
(5)①橡胶管L 使分液漏斗与烧瓶连通,使液体顺利滴下,防止滴入液体排出烧瓶中空气,导致收集气体体积变大;②氨气不溶于煤油、四氯化碳,易溶于含水的溶液;
③()3NH 0.02mol n =,产品的纯度为()1
0.01mol 392g mol /4.0g 10098%-⎡⎤⨯⋅⨯⎣⎦%=。
28.答案:(1)(a-b )-1kJ mol ⋅;764 (2)-+22222CO +12e +12H ==CH =CH +4H O
(3)该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,从图中可知在相同投料比时,1T 温度下2CO 平衡转化率大于2T 温度下2CO 平衡转化率,可知12T T <;A C B K =K K >
(4)1.08-1
1
mol L min -⋅⋅;3
26
0.9 2.71.20.6⨯⨯
解析:(1)a 为正反应活化能,b 为逆反应活化能,反应热等于正、逆反应活化能之差,则△H=(a-b )-1kJ mol ⋅。
反应热等于反应物化学键总键能与生成物化学键总键能之差,则803×2+436×3-414×2-2
x
-464×4=-152,解得x=764。
(2)M 极为阴极,电极反应式为-+22222CO +12e +12H ==CH =CH +4H O 。
(3)题给反应是放热反应,降低温度,平衡正向移动,2CO 的平衡转化率增大。
A 和C 点温度相等,K 相等;B 点温度高,K 减小。
(4)1T 下,投料比()()22H CO c /c ⎡⎤⎣⎦为2,2CO 平衡转化率为60%。
2
232326CH CO H OCH O H 3++
起始浓度/-1mol L ⋅ 3 6 0 0 转化浓度/-1mol L ⋅ 1.8
5.4
0.9
2.7
平衡浓度/-1mol L ⋅ 1.2 0.6 0.9 2.7
()()()()
3
333226222
6
c c H K=
c CO c CH OCH O 0.9 2.71.206H .⨯⨯⋅=⋅
35.答案:(1)8;大于
(2)Mn 原子半径较小且价电子数较多,金属键较强 (3)三角锥形;sp 3
(4)低于;r (Ca 2+)<r (Sr 2+),CaO 晶格能大于SrO 晶格能,CaCO 3更易分解为CaO;σ键、π键 (5)8;12;
()
32A 1478
0.54510N -⨯⨯⨯
解析:(1)基态Ca 原子的价层电子排布式为4s 2,基态Ga 原子的价层电子排布式为4s 24p 1,钙原子最外层4s 轨道达到全充满结构,镓的4p 轨道未达到半充满结构,故钙的第一电离能大于镓。
(2)钙、锰都是金属晶体,金属键强弱决定金属晶体的熔沸点高低。
锰原子半径小于钙,锰原子的价层电子数比钙多,锰的金属键比钙强。
(3)3ClO -
中氯原子价层电子对数为
7123
3=42
+-⨯+,氯原子采取sp 3杂化,VSEPR 模型为四面体形,含有一对孤电子对,空间构型为三角锥形。
(4)MCO 3的分解温度取决于生成MO 的难易,MO 的晶格能越大,越稳定,MCO 3分解温度越低。
由于钙离子半径小于锶离子半径,氧化钙的熔点较高,较稳定,故碳酸钙分解温度较低。
1个CO 2分子中存在2个σ键和2个π键。
(5)观察晶胞知,面心土钙离子与4个氟离子相连,而面心只分摊1/2,故Ca 2+的配位数为8,氟离子配位数为4。
1个晶胞含4个钙离子、8个氟离子,共12个离子。
1个晶胞中含有4个CaF 2,()33
7A
m 784ρ=
g cm V 0.54510N --⨯=⋅⨯⨯.
36.答案:(1)甲苯;醚键、羟基和羧基
(2)
(3)
(4)4;
(5)
解析:(1)由题干A 是芳香化合物,符合分子式78C H 的只有甲苯;G 中含氧官能团为一COOH 、一OH 、—O —三种。
(2)由A 生成B 的条件,可确定B 为;c 的核磁共振氢谱只有4组峰,D 为3组峰,故C
为。
(3)卤代烃在NaOH 水溶液中水解生成醇。
(4)由题给信息,X 中含有酯基,在酸性条件下必生成两分子的一元羧酸,由E 的分子式
16431C H O ,可能的结构有:
(5)先由4CH 制备3CH Cl 依据题干B →C 信息合成甲苯,用课本上反应合成三硝基甲苯,最后用酸性高锰酸钾溶液将甲基氧化为羧基。