2020年全国2卷化学试题

2020 年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试化学可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Mg 24 S 32 Fe 56 Cu 64 一、选择题：本题共13 个小题，每小题6 分。共 78 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CuSO4 B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8某白色固体混合物由NaCl、KCl、MgSO4、CaCO3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、MgSO4 CKCl、CaCO3 DMgSO4、NaCl 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3HCO浓度增大、23CO浓度减小B海水酸化能促进CaCO3的溶解，导致珊瑚礁减少CCO2能引起海水酸化，共原理为3HCOH+23COD使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境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CO2 D该催化循环中Fe的成键数目发生变化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：WO3+xAg=AgxWO313一种由短周期主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 电子稳定结构三、非选择题：共174 分，第 2232 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第3338 题为选考题，考生根据要求作答。(一)必考题：共129 分。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)=XHClOClOccc（）（）+（），X为 HClO 或 ClO-与 pH 的关系如图(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1000 kg 该溶液需消耗氯气的质量为_kg（保留整数）。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+MnO2+HCl+KCl 名称相对分子质量熔点/沸点/密度/(g mL-1)溶解性甲苯92-95 110.6 0.867 不溶于水，易溶于乙醇苯甲酸122 122.4（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，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 0.01000 molL-1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 mL C500 mL D1000 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。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)H，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/(kJ mol-1)-1560-1411-286 H1=_ kJmol-1。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C2H6+H2。反应在初期阶段的速率方程为：r=k4CHc，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 _。(二)选考题：共45 分。请考生从2 道物理题、2 道化学题、2 道生物题中每科任选一题作答。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，TiF4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/377 24.12 38.3 155(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+33CH NH，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+33CH NH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_g cm3（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_、_。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_。参考答案7A 8B 9C 10 D 11C 12C 13D 26（14 分）（1）Na+a（2）10-7.5（3）2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O（4）1.25 NaHCO3+NaHSO4=CO2+Na2SO4+H2O（5）ClO-+Cl-+2H+=Cl2+H2O 203 27（15 分）（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）除去过量的高锰酸钾，避免在用盐酸酸化时，产生氯气24MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2+10CO2+8H2O（4）MnO2（5）苯甲酸升华而损失（6）86.0C（7）重结晶28（14 分）（1）137 升高温度减小压强（增大体积）(1)p(2)(1)（2）1AD（3）CO2+2e-=CO+O2-65 35（15 分）（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）OTi Ca 离子键12（4）Ti4+sp3213A62010aN（5）2Eu3+Pb=2Eu2+Pb2+、2Eu2+I2=2Eu3+2I-36（15 分）（1）3-甲基苯酚（或间甲基苯酚）（2）（3）（4）加成反应（5）（6）c