2020届高考理综化学模拟试卷（全国卷Ⅰ）十三（解析版）

1 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 【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．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 【答案】B 2 【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．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(  ) 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 【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．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 【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。 3 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 【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．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 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＋ 【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 4 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．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 【答案】D 【解析】A 项，CH3COOHCH3COO－＋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－＋H2OCH3COOH＋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。 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－ 沸点/℃ 水溶性 5 3 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： 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)。 【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%。 6 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 ＋ H2OVO－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 (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____________________。 【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 7 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 ＋H2OVO－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 VO ＋2 ＋H2OVO－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．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________。 8 (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____________________________________________。 【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)＋O22SO3(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＝c2SO2·cO2 c2SO3 ＝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. [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 9 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____________________。 【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 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.[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 10 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。 【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