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绝密★启用前
2020 年普通高等学校招生全国统一考试(模拟十三)
理科综合能力测试—化学
注意事项:
1.答题前,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 2B 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。
4.本试卷可能用到元素的相对原子质量:
一、选择题:本题共 7 个小题,每小题 6 分,共计 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.化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是( )
选项 现象或事实 解释
A Al(OH)3 用作塑料的阻燃剂 Al(OH)3 受热分解放出大量的热
B K2FeO4 用于自来水的消毒和净化
K2FeO4 具有强氧化性,被还原后生成的
Fe3+水解生成胶状物,可以软化硬水
C Na2O2 用于呼吸面具中作为 O2 的来源 Na2O2 是强氧化剂,能氧化 CO2 生成 O2
D
浸泡过 KMnO4 溶液的硅藻土可用于
水果保鲜
KMnO4 溶液可氧化水果释放的
CH2===CH2
8.白磷在过量氢氧化钾溶液中可以发生反应:P4+3KOH+3H2O =====△
PH3↑+3KH2PO2。若用 NA 表示阿
伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.3.1 g 白磷所含共价键的数目为 0.15NA
B.室温下,10 mL pH=11 的 KOH 溶液稀释 100 倍,水电离出的 OH-的数目约为 10-5NA
C.2.8 g KOH 参加反应转移的电子数为 0.05NA
D.KH2PO2 为正盐,且 10.4 g 该固体物质中含离子数目为 0.2NA
9.金刚烷是一种具有类似樟脑气味的无色晶体,其衍生物在医药方面有着重要的用途。以化合物 X 为起始
原料经过一系列反应制得金刚烷(Z)的过程如图所示,下列说法不正确的是( )2
A.X 的分子式为 C10H12 B.X 生成 Y 的反应为还原反应
C.Y 和 Z 互为同分异构体 D.Z 和环己烷属于同系物
10.粉煤灰(主要成分为氧化物)是燃煤电厂排出的主要固体废物,对环境污染较大。如图是对粉煤灰中主
要成分进行处理的流程:
下列叙述错误的是( )
A.对粉煤灰中的主要成分进行处理,有利于环境保护和资源再利用
B.“含 Fe3+的溶液”中一定含有 Al3+
C.溶液 X 中的阳离子有两种
D.用 NaOH 溶液代替氨水也可实现铝元素、铁元素的分离
11.短周期元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大。Z 在短周期主族元素中原子半径最大;m、n、p、q
为它们的单质;常温下,q 为黄绿色气体,a 为无色液体;各物质间转化关系如图所示。下列说法不正确
的是( )
A.元素非金属性:Y>W>X
B.d 中可能含有非极性共价键
C.Y、Z、W 分别与 X 形成的简单化合物沸点:Z<Y<W
D.m 在 q 中燃烧,产生大量白雾
12.垃圾假单胞菌株能够在分解有机物的同时分泌物质产生电能,其原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.电流由左侧电极经过负载后流向右侧电极3
B.放电过程中,正极附近 pH 变小
C.若 1 mol O2 参与电极反应,有 4 mol H+穿过质子交换膜进入右室
D.负极电极反应为 H2PCA+2e-===PCA+2H+
13.下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.向 0.1 mol·L-1 CH3COOH 溶液中加入少量水,溶液中 c(H+)
c(CH3COOH)减小
B.将 CH3COONa 溶液从 20 ℃升温至 30 ℃,溶液中 c(CH3COO-)
c(CH3COOH)·c(OH-)增大
C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中c(NH)
c(Cl-)>1
D.向 AgCl、AgBr 的饱和溶液中加入少量 AgNO3,溶液中c(Cl-)
c(Br-)不变
二、非选择题(本题包括必考题和选考题两部分,共 58 分。第 26 题~28 题为必考题,每个试题考生都必
须做答。第 35 题~第 36 题为选考题,考生任选一题做答。)
26.某化学兴趣小组设计实验制备苯甲酸异丙酯,其反应原理为
浓H2SO4
△ +H2O。用如图所示装置进行实验:
物质的部分物理性质如表所示:
物质 相对分子质量
密度/ g·cm-
3
沸点/℃ 水溶性
苯甲酸 122 1.27 249 微溶
异丙醇 60 0.79 82 易溶
苯甲酸
异丙酯
164 1.17 218 不溶
实验步骤:
步骤Ⅰ.在干燥的仪器 a 中加入 38.1 g 苯甲酸、30 mL 异丙醇和 15 mL 浓硫酸,再加入几粒沸石;
步骤Ⅱ.加热至 70 ℃左右,保持恒温半小时;
步骤Ⅲ.将仪器 a 中液体进行如下所示操作得到粗产品:4
步骤Ⅳ.将粗产品用图乙所示装置进行精制。
试回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中加入三种试剂的先后顺序一定错误的是________(填字母)。
A.异丙醇、苯甲酸、浓硫酸
B.浓硫酸、异丙醇、苯甲酸
C.异丙醇、浓硫酸、苯甲酸
(2)图甲中仪器 a 的名称为________________。加入的苯甲酸和异丙醇中,需过量的是________________,
目的是________________。
(3)本实验一般采用水浴加热,因为温度过高会使产率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)操作Ⅰ中第二次水洗的目的是_______________________________________________,
操作Ⅱ中加入无水硫酸镁的作用为________________________________________。
(5)步骤Ⅳ所用的装置中冷却水的进口为________(填字母),操作时应收集 218 ℃的馏分,如果温度计水银
球偏上,则收集的精制产品中可能混有的杂质为________(填物质名称)。
(6)如果得到的苯甲酸异丙酯的质量为 40.930 g,则该实验的产率为________%(结果保留 2 位有效数字)。
27. 金属钒熔点高、硬度大,具有良好的可塑性和低温抗腐蚀性。工业常用钒炉渣(主要含 FeO·V 2O3,还
有少量 Al2O3、CuO 等杂质)提取金属钒,流程如图:
已知:
Ⅰ.钒有多种价态,其中+5 价最稳定,钒在溶液中主要以 VO +2 和 VO -3 的形式存在,存在平衡:VO+2 +
H2OVO-3 +2H+。
Ⅱ.部分离子的沉淀 pH:
Cu2+ Fe2+ Fe3+
开始沉淀 pH 5.2 7.6 2.7
完全沉淀 pH 6.4 9.6 3.7
回答下列问题:
(1)碱浸步骤中最好选用______________(填字母)。
a.NaOH 溶液 B.氨水 c.纯碱溶液5
(2)焙烧的目的是将 FeO·V2O3 转化为可溶性 NaVO3,其中铁元素全部转化为+3 价的氧化物,写出该反应
的化学方程式:__________________________________。
(3) 溶 液 1 到 溶 液 2 的 过 程 中 , 调 节 pH 至 8 有 两 个 目 的 , 一 是 除 去 ________ 离 子 , 二 是 促 使
________________________________________________________________________。
(4)沉钒过程中得到 NH4VO3 沉淀需要洗涤,写出实验室洗涤的操作方法____________________。
(5)常用铝热反应法由 V2O5 冶炼金属钒,请写出反应的化学方程式:______________。
(6)钒的化合物也有广泛的用途,如一种新型铝离子可充电电池的结构如图所示。
已知放电时电池反应为 xAl+VO2===AlxVO2↓,则放电时正极的电极反应式为____________________。
28.金属钒(V)及其化合物有着广泛的用途。请回答以下问题:
(1)钒在溶液中的主要聚合状态与溶液的 pH 关系如图 1 所示。V2O 4-7 中 V 元素的化合价是________,请写
出溶液中 VO -3 转化为 V2O 4-7 的离子方程式:___________________________________。
(2)“弱碱性铵盐沉钒法”原理是在含有钒元素的溶液中加入铵盐后形成 NH4VO3 沉淀,图 2 是在工业生产中
不同 pH 环境下沉钒率的测定值。实际工业生产中常选择 pH=7.5 为沉钒的最佳条件,当 pH 超过 8.0 时沉
钒率降低,其原因是溶液中的 VO -3 转化为 V2O4-7 、________________________。(请另写出一点原因)
(3)NH4VO3 在高温下分解产生的 V2O5 可作为硫酸工业中 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=p 的催化剂,其
催化原理如图 3 所示。
①过程 a 和过程 b 的热化学方程式为 V2O5(s)+SO2(g)V2O4(s)+SO3(g) ΔH=q;
V2O4(s)+O2(g)+2SO2(g)2VOSO4(s) ΔH=r。
请写出过程 c 的热化学方程式:____________________________________________。
②T ℃下,反应:2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH>0 中 SO3 的转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图 4 所
示。T ℃下,将 2 mol SO3 置于 10 L 密闭容器中,反应达到平衡后,体系总压强为 0.10 MPa。B 点的化学
平衡常数的值是________。6
(4)全钒液流电池是一种可充电电池,装置如图 5 所示。若在放电过程中有 H+从 A 池移向 B 池,则:
①放电过程中,起负极作用的是________池。(填“A”或“B”)
②充电过程中,阳极反应式为____________________________________________。
35. [化学一选修 3:物质结构与性质](15 分)
钛被称为继铁、铝之后的第三金属,制备金属钛的一种流程如下:
回答下列问题:
(1)基态钛原子的价电子排布图为_______________________________________________,
其原子核外共有______种运动状态不相同的电子,金属钛晶胞如图 1 所示,为________堆积(填堆积方式)。
(2)已知 TiCl4 在通常情况下是无色液体,熔点为-37 ℃,沸点为 136 ℃,可知 TiCl4 为________晶体。
(3)纳米 TiO2 是一种应用广泛的催化剂,其催化的一个实例如图 2。化合物乙的沸点明显高于化合物甲,主
要原因是__________________________________________________________。化合物乙中采取 sp3 杂化的
原子的第一电离能由大到小的顺序为_____________________。
(4)硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子,结构如图 3 所示。该阳离子 Ti 与 O 的原子数之比为
______,其化学式为________________。
(5)钙钛矿晶体的结构如图 4 所示。钛离子位于立方晶胞的顶角,被________个氧离子包围成配位八面体;
钙离子位于立方晶胞的体心,被________个氧离子包围,钙钛矿晶体的化学式为____________________。7
36.[化学—选修 5:有机化学基础](15 分)
酮洛芬是一种芳基丙酸类非甾体抗炎药,具有抗炎作用强、毒副作用低的特点,可由苯的含氧衍生物 A 经
以下路线合成得到:
苯的含氧衍生物A ――――→
PCl5
①
―――――――――→Br2
PCl3,Cl2CH—CHCl2
②
――→H3O+
④ ―――――――→(CH3)2SO4,KOH
TEBA,PEG400
⑤
回答下列问题:
(1)已知 A 可与 NaHCO3 反应生成 CO2,则 A 的名称是________________。
(2)酮洛芬中含氧官能团的名称分别是羰基、______,反应⑤属于_______(填反应类型)。
(3)反应③的化学方程式为___________________________________________。反应③中会用到有机物
,下列关于该有机物的叙述中正确的是________(填字母)。
a.易被空气中氧气氧化,需隔绝空气,密封保存
b.与浓溴水发生加成反应,生成白色沉淀,遇 FeCl3 溶液显紫色
c.能与 NaOH 溶液反应,不能与 NaHCO3 溶液或 Na2CO3 溶液反应
d.1 mol 该有机物在一定条件下可与 3 mol H2 发生加成反应
(4)A 的同分异构体中,属于芳香族化合物、既能与银氨溶液反应产生光亮的银镜又能与 NaOH 溶液反应的
共有________种,其中核磁共振氢谱为四组峰的结构简式为__________。
(5)参照上述合成路线,以甲苯为原料设计制备 的合成路线。8
模拟十三(答案与解析)
7.【答案】D
【解析】Al(OH)3 受热分解吸收大量的热,A 项错误;K2FeO4 的还原产物 Fe3+水解生成胶状物,能使水中
的悬浮物沉降下来,但不能软化硬水,B 项错误;Na2O2 不能氧化 CO2,C 项错误;KMnO4 溶液具有强氧
化性,能与乙烯发生氧化还原反应,D 项正确。
8.【答案】B
【解析】1 个白磷分子含有 6 个 P—P 键,3.1 g 白磷为 0.025 mol,所含共价键的数目为 0.025×6×NA=0.15NA,
A 项正确;10 mL pH=11 的 KOH 溶液稀释 100 倍,溶液中 c(OH-)=10-5 mol·L-1,由水电离出的 c(OH
-)=10-9 mol·L-1,由水电离出的 OH-的数目约为 10-9 mol·L-1×1 L×NA mol-1=10-9NA,B 项错误;该
反应转移 3e-,2.8 g KOH 为 0.05 mol,则反应转移电子数为 0.05NA,C 项正确;白磷在过量氢氧化钾溶
液中反应生成 KH2PO2,说明 KH2PO2 不能再电离出 H+,故 KH2PO2 为正盐,由 K+、H2PO -2 组成,10.4 g
该固体为 0.1 mol,含离子数目为 0.2NA,D 项正确。
9.【答案】D
【解析】根据 X 的键线式可知,X 的分子式为 C10H12,A 项正确;X 生成 Y 是发生了和氢气的加成反应,也属
于还原反应,B 项正确;Y 和 Z 的分子式相同而结构不同,故两者互为同分异构体,C 项正确;结构相似、分子组
成上相差一个或若干个 CH2 原子团的化合物互为同系物,而环己烷和 Z 的不饱和度不同,两者相差的不是一
个或若干个 CH2,故不是同系物,D 项错误。
10.【答案】C
【解析】A 项,由流程图可知,该粉煤灰的主要成分为 SiO2、Fe2O3、Al2O3 等,对这些物质进行处理,可
减少对环境的危害,同时实现资源再利用,正确;B 项,分析流程图可知“含 Fe3+的溶液”中一定含有 Al3
+,正确;C 项,溶液 X 中的阳离子有 Fe2+、Al3+、H+等,错误;D 项,用 NaOH 溶液代替氨水,Al3+
可转化为可溶性的 AlO-2 ,Fe2+转化为 Fe(OH)2 沉淀,正确。
11.【答案】C
【解析】由“Z 在短周期主族元素中原子半径最大”,推出 Z 为 Na;由“常温下,q 为黄绿色气体”推出 W
为 Cl;由 X、Y、Z、W 是原子序数依次增大的短周期元素,常温下,“a 为无色液体”,再结合题图中转化
关系,推出 a 为 H2O,则 X 为 H,Y 为 O;进一步推出 b 为 NaCl,c 为 HCl,d 为 Na2O2 或 Na2O。元素非
金属性:Y(O)>W(Cl)>X(H),A 项正确;d 为 Na2O2 时,含有非极性共价键,B 项正确;沸点:HCl<H2O(H2O2)
<NaH,C 项错误;m(H2)在 q(Cl2)中燃烧,产生大量白雾,D 项正确。
12.【答案】C
【解析】A 项,右侧电极上 O2 被还原生成 H2O,为正极,故电流由右侧正极经过负载后流向左侧负极,
错误;B 项,放电过程中,正极 O2 得电子与质子结合产生水,c(H+)减小,pH 变大,错误;C 项,若 1 mol 9
O2 参与电极反应,有 4 mol H+穿过质子交换膜进入右室,生成 2 mol 水,正确;D 项,原电池负极发生
氧化反应失去电子,错误。
13.【答案】D
【解析】A 项,CH3COOHCH3COO-+H+,Ka=c(CH3COO-)·c(H+)
c(CH3COOH) ,则 c(H+)
c(CH3COOH)=
Ka
c(CH3COO-),加水稀释,Ka 不变,c(CH3COO-)减小,故比值变大,错误;B 项,CH3COONa 溶液中
存在水解平衡:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,Kh=c(CH3COOH)·c(OH-)
c(CH3COO-) ,升高温度,水解
平衡正向移动,Kh 增大,则 c(CH3COO-)
c(CH3COOH)·c(OH-)= 1
Kh减小,错误;C 项,溶液呈中性,则 c(H+)=c(OH
-),根据电荷守恒可知,c(Cl-)=c(NH+4 ),错误;D 项,向 AgCl、AgBr 的饱和溶液中加入少量 AgNO3,
c(Ag+)增大,AgCl 和 AgBr 的沉淀溶解平衡逆向移动,由于c(Cl-)
c(Br-)=c(Cl-)·c(Ag+)
c(Br-)·c(Ag+)=Ksp(AgCl)
Ksp(AgBr),
Ksp 仅与温度有关,故c(Cl-)
c(Br-)不变,正确。
26.【答案】(1)B (2)三颈烧瓶(或三口烧瓶) 异丙醇 有利于酯化反应向正反应方向进行,提高苯甲酸的
转化率 (3)减小 (4)除去残留的碳酸钠 除去残留的水 (5)g 苯甲酸 (6)80
解 析 (6)38.1 g 苯 甲 酸 的 物 质 的 量 为 38.1 g
122 g·mol-1≈0.312 mol,30 mL 异 丙 醇 的 物 质 的 量 为
30 mL × 0.79 g·cm-3
60 g·mol-1 =0.395 mol,异丙醇过量,所以苯甲酸异丙酯的理论产量为 0.312 mol×
164 g·mol-1=51.168 g,则产率为40.930 g
51.168 g×100%≈80%。
27.【答案】(1)a (2)4FeO·V2O3+4Na2CO3+5O2 =====焙烧
8NaVO3+2Fe2O3+4CO2
(3)Fe3+、Cu2+ VO +2 转化为 VO-3 (4)洗涤时应往漏斗中加水至浸没沉淀,让水自然流下,重复 2~3 次
(5)10Al+3V2O5 =====高温
5Al2O3+6V (6)VO2+xAl3++3xe-===AlxVO2
【解析】钒炉渣主要含有 FeO·V2O3、Al2O3、CuO,进行碱浸,氧化铝溶解形成偏铝酸盐,过滤后滤液 1
含有偏铝酸盐,通入二氧化碳得到氢氧化铝沉淀,经过加热分解可得到氧化铝,滤渣 1 经过空气中焙烧,
再用足量的硫酸溶解,溶液 1 中含有铜离子、铁离子,调节 pH 到 8,铜离子、铁离子沉淀完全,过滤得
滤渣 2 应为氢氧化铜和氢氧化铁,同时由于溶液中存在平衡 VO+2 +H2OVO-3 +2H+,酸过量会抑制生
成 NH4VO3,所以要调节溶液的 pH,过滤得溶液 2 中主要含钒元素以 VO +2 和 VO -3 的形式存在,再加入
硫酸铵转化为 NH4VO3, NH4VO3 加热得到 V2O5,V2O5 发生铝热反应得到 V。
(1)根据上面的分析可知,碱浸要使氧化铝溶解,所以只能用强碱,故选 a。
(2)焙烧的目的是将 FeO·V2O3 转化为可溶性 NaVO3,其中铁元素全部转化为+3 价的氧化物,根据此信息
可知方程式为 4FeO·V2O3+4Na2CO3+5O2 =====焙烧
8NaVO3+2Fe2O3+4CO2。
(3)溶液 1 到溶液 2 的过程中,调节 pH 至 8 一是能使铜离子、铁离子沉淀完全,二是由于溶液中存在平衡 VO10
+2 +H2OVO-3 +2H+,酸过量会抑制生成 NH4VO3。
(4)沉钒过程中得到 NH4VO3 沉淀需要洗涤,洗涤时应往漏斗中加水至浸没沉淀,让水自然流下,重复 2~3
次。
(5)铝热反应由 V2O5 冶炼金属钒的化学方程式为 10Al+3V2O5 =====高温
5Al2O3+6V。
(6)该电池的负极为铝,失电子发生氧化反应,电极反应式为 Al-3e -===Al3+。电池的总反应为 xAl+
VO2===AlxVO2↓,则正极反应为总反应减去负极反应,正极电极反应式为 VO2+xAl3++3xe-===AlxVO2。
28.【答案】(1)+5 2VO-3 +2OH-V2O4-7 +H2O
(2)pH 过大,溶液中的 NH +4 会转化为 NH3·H2O(合理即可)
(3)①2VOSO4(s)V2O5(s)+SO3(g)+SO2(g) ΔH=p-q-r
②0.001 25
(4)①A ②VO2+-e-+H2O===VO+2 +2H+
【解析】(1)设 V 2O 4-7 中 V 元素的化合价是 x,则 2x-2×7=-4,解得 x=+5。溶液中 VO -3 转化为
V2O4-7 ,V 的化合价不变,离子方程式为 2VO-3 +2OH-V2O4-7 +H2O。(2)沉钒原理为加入铵盐后形成
NH4VO3 沉淀,当 pH 超过 8.0 时,NH +4 容易转化为 NH3·H2O,沉钒率降低。(3)①根据盖斯定律,由总的
热化学方程式 2SO2(g)+O22SO3(g) ΔH=p 减去过程 a、过程 b 的热化学方程式,可得过程 c 的热化学
方程式为 2VOSO4(s)V2O5(s)+SO3(g)+SO2(g) ΔH=p-q-r。②反应达到平衡后,体系总压强为 0.10
MPa,则 A 点为平衡点,此时 SO3 的转化率为 20%,则达平衡时 SO3 为 1.6 mol,SO2 为 0.4 mol,O2 为 0.2
mol,A 点化学平衡常数 K=c2SO2·cO2
c2SO3 =0.042 × 0.02
0.162 =0.001 25。B 点与 A 点温度相同,化学平衡常
数相等。(4)①根据原电池工作时阳离子向正极移动及“放电过程中 H+从 A 池移向 B 池”知,A 池起负极作
用,B 池起正极作用。②充电过程的阳极反应与放电过程的正极反应互为逆反应,由图可知,放电时正极
上发生还原反应,VO +2 转化为 VO2+,则充电过程中,阳极上发生氧化反应,VO2+转化为 VO+2 ,阳极反
应式为
VO2+-e-+H2O===VO+2 +2H+。
35. 【答案】(1) 22 六方最密
(2)分子
(3)化合物乙分子间形成氢键 N>O>C
(4)1∶1 TiO2+(或[TiO]2n+n )
(5)6 12 CaTiO3
【解析】(1)Ti 原子价电子为 3d、4s 上的电子,3d 能级上有 2 个电子、4s 能级上有 2 个电子;原子核外有
几个电子其电子就有几种运动状态;该晶体为六方最密堆积。
(2)分子晶体熔、沸点较低。
(3)氢键的存在导致物质熔、沸点升高;同一周期元素,元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,
但第ⅡA 族、第ⅤA 族元素第一电离能大于其相邻元素。
(4)每个 O 原子被两个 Ti 原子共用、每个 Ti 原子被两个 O 原子共用,利用均摊法计算二者原子个数之比;
Ti 元素为+4 价、O 元素为-2 价,据此书写其化学式。
(5)钛离子位于立方晶胞的顶角,被 6 个氧离子包围成配位八面体;钙离子位于立方晶胞的体心,被 12 个11
氧离子包围;每个晶胞中钛离子和钙离子均为 1 个,晶胞的 12 个边长上各有一个氧原子,根据均摊原则
计算各原子个数,从而确定化学式。
36.【答案】(1)3甲基苯甲酸(或间甲基苯甲酸)
(2)羧基 取代反应
(3) +NaCN +NaBr ad
(4)17
(5) ―――――――――→Br2
PCl3,Cl2CH—CHCl2
―――――――→(CH3)2SO4,KOH
TEBA,PEG400