长沙市2020年高中毕业班教学质量监测卷理科综合化学部分（解析版）

长沙市2020年高中毕业班教学质量监测卷 理科综合化学部分 说明: 1.全卷满分300分,考试时间150分钟。 2.全卷分为试题卷和答题卡,答案要求写在答题卡上,不得在试题 卷上作答,否则不给分。 第Ⅰ卷(选择题共126分) 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 K 39 Ti 48 Fe 56 I 127 Ag-108 一、选择题:本大题包括13小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,只有 一项符合题目要求。 7.化学与生活密切相关。下列说法错误的是 A．PM2.5 是指粒径不大于 2.5μm 的可吸入悬浮颗粒物 B．绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染 C．燃煤中加入 CaO 可以减少酸雨的形成及温室气体的排放 D．天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料 【答案】C 8.下列有关化学用语表示正确的是 A．质量数为 31 的磷原子： B．氟原子的结构示意图： C．CaCl2 的电子式： D．明矾的化学式：Al2(SO4)3 【答案】A 【解析】A．P 的质子数是 15，A 正确；B．F 原子的电子数为 9，B 错误；C．离子化合物中阴、阳离子 间隔排列，其电子式中离子分开写、不能合并，C 错误；D．明矾是十二水合硫酸铝钾， D 错误。 9.下列指定反应的离子方程式正确的是 A．钠与水反应：Na +2H2O Na++2OH– + H2↑ B．电解饱和食盐水获取烧碱和氯气：2Cl–+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH– C．向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸：Ba2++OH– + H+ + BaSO4↓+H2O D．向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水：Ca2++ +OH– CaCO3↓+H2O 【答案】B 10.支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅 铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是 31 15 P 2 4SO − 3HCO−A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 【答案】C 11.常温下将 NaOH 溶液滴加到己二酸（H2X）溶液中，混合溶液的 pH 与离子浓度变化的关系如图所示。 下列叙述错误的是 A．Ka2（H2X）的数量级为 10–6 B．曲线 N 表示 pH 与 的变化关系 C．NaHX 溶液中 D．当混合溶液呈中性时， 【答案】D 2 (HX )lg (H X) c c − (H ) (OH )c c+ −> 2(Na ) (HX ) (X ) (OH ) (H )c c c c c+ − − − +> > > =【解析】A、己二酸是二元弱酸，第二步电离小于第一步，即 Ka1= ＞Ka2= ， 所以当 pH 相等即氢离子浓度相等时 ＞ ，因此曲线 N 表示 pH 与 的变 化关系，则曲线 M 是己二酸的第二步电离，根据图像取－0.6 和 4.8 点， =10－0.6 mol·L－ 1，c(H＋)=10－4.8 mol·L－1，代入 Ka2 得到 Ka2=10－5.4，因此 Ka2（H2X）的数量级为 10–6，A 正确；B. 根据以上分析可知曲线 N 表示 pH 与 的关系，B 正确；C. 曲线 N 是己二酸的第一步电离， 根据图像取 0.6 和 5.0 点， =100.6 mol·L－1，c(H＋)=10－5.0 mol·L－1，代入 Ka1 得到 Ka1=10 －4.4，因此 HX－的水解常数是 =10－14/10－4.4＜Ka2，所以 NaHX 溶液显酸性，即 c(H＋)＞c(OH－)，C 正确；D.根据图像可知当 ＝0 时溶液显酸性，因此当混合溶液呈中性时， ＞0， 即 c(X2–)＞c(HX–)，D 错误；答案选 D。 12.已知 （b）、 （d）、 （p）的分子式均为 C6H6，下列说法正确的是 A．b 的同分异构体只有 d 和 p 两种 B．b、d、p 的二氯代物均只有三种 C．b、d、p 均可与酸性高锰酸钾溶液反应 D．b、d、p 中只有 b 的所有原子处于同一平面 【答案】D 【解析】A．b 是苯，其同分异构体有多种，不止 d 和 p 两种，A 错误；B．d 分子中氢原子分为 2 类， 根据定一移一可知 d 的二氯代物是 6 种，B 错误；C．b、p 分子中不存在碳碳双键，不与酸性高锰 酸钾溶液发生反应，C 错误；D．苯是平面形结构，所有原子共平面，d、p 中均含有饱和碳原子， 所有原子不可能共平面，D 正确。答案选 D。 13.下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是 2 (HX ) (H ) (H X) c c c − +⋅ 2(X ) (H ) (HX ) c c c − + − 2 (HX )lg (H X) c c − 2(X )lg (HX ) c c − − 2 (HX )lg (H X) c c − 2(X ) (HX ) c c − − 2 (HX )lg (H X) c c − 2 (HX ) (H X) c c − w 1a K K 2(X )lg (HX ) c c − − 2(X )lg (HX ) c c − −① ② ③ A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体 B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应 C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 D．③的气体产物中检测出 CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 【答案】D 三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第 22 题-第 32 题为必考题每个试 题考生都必须作答,第 33 题-第 38 题为选考题,考生根据要求作答。 (一)必考题:11 题,共 129 分。 26.（14 分）绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣 小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题： （1）在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加 KSCN 溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中 通入空气，溶液逐渐变红。由此可知：______________、_______________。 （2）为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管（带两端开关 K1 和 K2）（设为装置 A）称重，记为 m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置 A 称重，记为 m2 g。按下图连接好装置进行实验。①仪器 B 的名称是____________________。 ②将下列实验操作步骤正确排序___________________（填标号）；重复上述操作步骤，直至 A 恒重，记为 m3 g。 a．点燃酒精灯，加热 b．熄灭酒精灯 c．关闭 K1 和 K2 d．打开 K1 和 K2，缓缓通入 N2 e．称量 A f．冷却到室温 ③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目 x=________________（列式表示）。若实验时 按 a、d 次序操作，则使 x__________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。 （3）为探究硫酸亚铁的分解产物，将（2）中已恒重的装置 A 接入下图所示的装置中，打开 K1 和 K2，缓缓通入 N2，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。 ①C、D 中的溶液依次为______（填标号）。C、D 中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为 ______。 a．品红 b．NaOH c．BaCl2 d．Ba(NO3)2 e．浓 H2SO4 ②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式_____________________。 【答案】（1）样品中没有 Fe3+ Fe2+易被氧气氧化为 Fe3+ （2）①干燥管 ② dabfce ③ 偏小 （3）①c、a 生成白色沉淀、褪色 ②2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑ 2 3 3 1 76( ) 9( ) m m m m − −③样品的质量是（m2－m1）g，加热后剩余固体是硫酸亚铁，质量为（m3－m1）g，生成水的质量为 （m2－m3）g， FeSO4·xH2O FeSO4 + xH2O 152 18x （m3－m1）g （m2－m3）g 则： ，解得： ； 若实验时按 a、d 次序操作，在加热过程中部分硫酸亚铁被空气氧化为硫酸铁，导致 m3 增加，使测 得生成的水偏小，生成的硫酸亚铁偏大，因此 x 偏小。 （3）①最终得到红色粉末，说明有氧化铁生成，即分解过程发生了氧化还原反应，根据化合价变 化可知一定有 SO2 生成，这说明硫酸亚铁分解生成氧化铁、SO2 和三氧化硫。三氧化硫溶于水生成硫 酸，硫酸和钡离子结合生成白色沉淀硫酸钡，由于硝酸钡在酸性溶液中有氧化性，能氧化 SO2，所 以应该用氯化钡，检验 SO2 用品红溶液，所以 C、D 的溶液依次为氯化钡溶液和品红溶液，实验现象 是 C 中溶液变浑浊，产生白色沉淀，D 中品红溶液褪色。 ②根据以上分析可知硫酸亚铁高温分解生成氧化铁、SO2 和 SO3，根据电子守恒和原子守恒得此反应 的方程式为 2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑。 27.（15 分）Li4Ti5O12 和 LiFePO4 都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为 FeTiO3， 还含有少量 MgO、SiO2 等杂质）来制备，工艺流程如下： △ 3 1 2 3 152 18 ( )g ( )g x m m m m =− − 2 3 3 1 76( ) 9( ) m mx m m −= −回答下列问题： （1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为 70%时，所采用的 实验条件为___________________。 （2）“酸浸”后，钛主要以 形式存在，写出相应反应的离子方程式__________________。 （3）TiO2·xH2O 沉淀与双氧水、氨水反应 40 min 所得实验结果如下表所示： 温度/℃ 30 35 40 45 50 TiO2·xH2O 转化率% 92 95 97 93 88 分析 40 ℃时 TiO2·xH2O 转化率最高的原因__________________。 （4）Li2Ti5O15 中 Ti 的化合价为+4，其中过氧键的数目为__________________。 （5）若“滤液②”中 ，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加 1 倍），使 恰好沉淀完全即溶液中 ，此时是否有 Mg3(PO4)2 沉淀生成？ （列 2 4TiOCl − 2 1(Mg ) 0.02mol Lc + −= ⋅ 3Fe + 3 5 1(Fe ) 1.0 10 mol Lc + − −= × ⋅式计算）。FePO4、Mg3(PO4)2 的 Ksp 分别为 。 （6）写出“高温煅烧②”中由 FePO4 制备 LiFePO4 的化学方程式 。 【答案】（1）100℃、2h，90℃，5h （2）FeTiO3+ 4H++4Cl− = Fe2++ + 2H2O （3）低于 40℃，TiO2·xH2O 转化反应速率随温度升高而增加；超过 40℃，双氧水分解与氨气逸出 导致 TiO2·xH2O 转化反应速率下降 （4）4 （5）Fe3+恰好沉淀完全时，c( )= mol·L−1=1.3×10–17 mol·L−1，c3(Mg2+)×c2( )＝ (0.01)3×(1.3×10–17)2=1.7×10–40＜Ksp ，因此不会生成 Mg3(PO4)2 沉淀。 （6）2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O4 2LiFePO4+ H2O↑+ 3CO2↑ （4）Li2Ti5O15 中 Li 为+1 价，O 为–2 价，Ti 为+4 价，过氧根( )中氧元素显–1 价，设过氧键的 数目为 x，根据正负化合价代数和为 0，可知(+1)×2+(+4)×5+(–2)×(15–2x)+(–1)×2x=0，解得：x=4； （ 5 ） Ksp=c(Fe3+)×c( )=1.3×10–2 ， 则 c( ) ＝ ＝ 1.3×10–17 mol/L ， Qc ＝ c3(Mg2+)×c2( )＝(0.01)3×(1.3×10–17)2=1.69×10–40＜1.0×10–24，则无沉淀。 （6）高温下 FePO4 与 Li2CO3 和 H2C2O4 混合加热可得 LiFePO4，根据电子守恒和原子守恒可得此反 应的化学方程式为 2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O4 2LiFePO4+ H2O↑+ 3CO2↑。 28.（14 分）近期发现，H2S 是继 NO、CO 之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神 经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题： （2）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。 22 241.3 10 1.0 10− −× ×、 2 4TiOCl − 3 4PO − 22 5 1.3 10 1.0 10 − − × × 3 4PO − 高温 2 2O − 3 4PO − 3 4PO − ( )sp 3Fe K c + 3 4PO − 高温通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式分别为________________、______________， 制得等量 H2 所需能量较少的是_____________。 （3）H2S 与 CO2 在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g) COS(g) +H2O(g)。在 610 K 时，将 0.10 mol CO2 与 0.40 mol H2S 充入 2.5 L 的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为 0.02。 ①H2S 的平衡转化率 =_______%，反应平衡常数 K=________。 ②在 620 K 重复试验，平衡后水的物质的量分数为 0.03，H2S 的转化率 _____ ，该反应的 H_____0。（填“>”“ > ③B 【解析】（2）①H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+ O2(g) △H1=＋327 kJ/mol ②SO2(g)+I2(s)+ 2H2O(l)=2HI(aq)+ H2SO4(aq) △H2=－151 kJ/mol ③2HI(aq)= H2 (g)+ I2(s) △H3=＋110 kJ/mol ④H2S(g)+ H2SO4(aq)=S(s)+SO2(g)+ 2H2O(l) △H4=＋61 kJ/mol 1 α 2 α 1 α ∆ 2 1 2 1①+②+③，整理可得系统（I）的热化学方程式 H2O(l)=H2(g)+ O2(g) △H=+286 kJ/mol； ②+③+④，整理可得系统（II）的热化学方程式 H2S (g)=H2(g)+S(s) △H=+20 kJ/mol。 根据系统 I、系统 II 的热化学方程式可知：每反应产生 1mol 氢气，后者吸收的热量比前者少，所 以制取等量的 H2 所需能量较少的是系统 II。 由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，所以在该条件下反应达到平衡时化学平衡常数 ； ②根据题目提供的数据可知温度由 610K 升高到 620K 时，化学反应达到平衡，水的物质的量分数由 0.02 变为 0.03，所以 H2S 的转化率增大。α2>α1；根据题意可知：升高温度，化学平衡向正反应 方向移动，根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，所以该反应的正反应为 吸热反应，故△H>0；③A．增大 H2S 的浓度，平衡正向移动，但加入量远远大于平衡移动转化消耗 量，所以 H2S 转化率降低，A 错误；B．增大 CO2 的浓度，平衡正向移动，使更多的 H2S 反应，所以 H2S 转化率增大，B 正确；C．COS 是生成物，增大生成物的浓度，平衡逆向移动，H2S 转化率降低，C 错 误；D．N2 是与反应体系无关的气体，充入 N2，不能使化学平衡发生移动，所以对 H2S 转化率无影响， D 错误。答案选 B。 (二)选考题:共 45 分。请考生从给出的 2 道物理题、2 道化学题、2 道生物题 2 1 32 2 2 2 2 2 (COS) (H O) (COS) (H O) 0.01 0.01 2.8 10(H S) c(CO ) (H S) (CO ) (0.40 0.01)(0.10 0.01) c c n nK c n n −⋅ ⋅ ×= = = = ×⋅ ⋅ − −中每科任选一题作答,并用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所 做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题。 如果多做,则每学科按所做的第一小题计分。 35．【化学—选修 3：物质结构与性质】（15 分） 钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题： （1）元素 K 的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为_______nm（填标号）。 A．404.4 B．553.5 C．589.2 D．670.8 E．766.5 （2）基态 K 原子中，核外电子占据最高能层的符号是_________，占据该能层电子的电子云轮廓图 形状为___________。K 和 Cr 属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属 K 的熔点、 沸点等都比金属 Cr 低，原因是___________________________。 （3）X 射线衍射测定等发现，I3AsF6 中存在 离子。 离子的几何构型为_____________，中心原 子的杂化形式为________________。 （4）KIO3 晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为 a=0.446 nm， 晶胞中 K、I、O 分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K 与 O 间的最短距离为______nm， 与 K 紧邻的 O 个数为__________。 （5）在 KIO3 晶胞结构的另一种表示中，I 处于各顶角位置，则 K 处于______位置，O 处于______位 置。 【参考答案】（1）A （2）N 球形 K 的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱 （3）V 形 sp3 （4）0.315 12 （5）体心 棱心 + 3I + 3IOF2 属于 V 形，因此 几何构型为 V 形，其中心原子的杂化类型为 sp3；（4）根据晶胞结构，K 与 O 间的最短距离是面对角线的一半，即为 nm＝0.315nm，根据晶胞的结构，距离 K 最近的 O 的个数为 12 个；（5）根据 KIO3 的化学式，以及晶胞结构，可知 K 处于体心，O 处于棱心。 36．【化学—选修 5：有机化学基础】（15 分） 化合物 H 是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物 A 制备 H 的一种合成路线如下： 已知： 回答下列问题： （1）A 的化学名称是__________。 （2）由 C 生成 D 和 E 生成 F 的反应类型分别是__________、_________。 （3）E 的结构简式为____________。 （4）G 为甲苯的同分异构体，由 F 生成 H 的化学方程式为___________。 （5）芳香化合物 X 是 F 的同分异构体，X 能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出 CO2，其核磁共振氢谱显 示有 4 种不同化学环境的氢，峰面积比为 6∶2∶1∶1，写出 2 种符合要求的 X 的结构简式 + 3I 2 0.4462 ×____________。 （6）写出用环戊烷和 2–丁炔为原料制备化合物 的合成路线________（其他试剂任选）。 【答案】（1）苯甲醛 （2）加成反应 取代反应 （3） （4） （5） 、 、 、 （任写两种） （6） （ 2 ） C→D 为 C=C 与 Br2 的 加 成 反 应 ， E→F 是 酯 化 反 应 ； （ 3 ） E 的 结 构 简 式 为。 （4）F生成H的化学方程式为 。 （5）F 为 ，根据题意，其同分异构体中含有苯环、—COOH，先考虑对 称结构，一种情况是其余部分写成两个—CH=CH2，则连接在苯环上不符合要求，其次是写成两个—CH3 和一个—C≡CH，则其核磁共振氢谱显示有 4 种不同化学环境的氢，峰面积比为 6∶2∶1∶1 的有机 物结构简式为 、 、 、 。 （6）根据已知②，环己烷需要先转变成环己烯，再与 2-丁炔进行加成就可以连接两个碳链，再用 Br2 与碳链上双键加成即可，即路线图为： 。