全国三卷高考化学试题及答案解析.docx

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全国三卷高考化学试题及答案解析

绝密★启用前

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

注意事项：

1．答卷前，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，再选涂其他答案标号。

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。

可能用到的相对原子质量：

H1C12N14O16Mg24S32Fe56Cu64

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．宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿色来自孔雀石颜料（主要成分为Cu（OH）2·CuCO3），青色来自蓝铜矿颜料（主要成分为Cu（OH）2·2CuCO3）。

下列说法错误的是（）

A．保存《千里江山图》需控制温度和湿度

B．孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化

C．孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱

D．Cu（OH）2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu（OH）2·2CuCO3

8．金丝桃苷是从中药材中提取的一种具有抗病毒作用的黄酮类化合物，结构式如下：

下列关于金丝桃苷的叙述，错误的是（）

A．可与氢气发生加成反应B．分子含21个碳原子

C．能与乙酸发生酯化反应D．不能与金属钠反应

9．NA是阿伏加德罗常数的值。

下列说法正确的是（）

A．22.4L（标准状况）氮气中含有7NA个中子

B．1mol重水比1mol水多NA个质子

C．12g石墨烯和12g金刚石均含有NA个碳原子

D．1L1mol·L−1NaCl溶液含有28NA个电子

10．喷泉实验装置如图所示。

应用下列各组气体—溶液，能出现喷泉现象的是（）

气体

溶液

A．

H2S

稀盐酸

B．

HCl

稀氨水

C．

NO

稀H2SO4

D．

CO2

饱和NaHCO3溶液

11．对于下列实验，能正确描述其反应的离子方程式是（）

A．用Na2SO3溶液吸收少量Cl2：

3

+Cl2+H2O=2

+2

+

B．向CaCl2溶液中通入CO2：

Ca2++H2O+CO2=CaCO3↓+2H+

C．向H2O2溶液中滴加少量FeCl3：

2Fe3++H2O2=O2↑+2H++2Fe2+

D．同浓度同体积NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合：

+OH－=NH3·H2O

12．一种高性能的碱性硼化钒（VB2）—空气电池如下图所示，其中在VB2电极发生反应：

。

该电池工作时，下列说法错误的是（）

A．负载通过0.04mol电子时，有0.224L（标准状况）O2参与反应

B．正极区溶液的pH降低，负极区溶液的pH升高

C．电池总反应为

D．电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极

13．W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z；化合物XW3与WZ相遇会产生白烟。

下列叙述正确的是（）

A．非金属性：

W>X>Y>ZB．原子半径：

Z>Y>X>W

C．元素X的含氧酸均为强酸D．Y的氧化物水化物为强碱

三、非选择题：

共174分，第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。

第33~38题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：

共129分。

26．（14分）

氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。

实验室中利用下图装置（部分装置省略）制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质。

回答下列问题：

（1）盛放MnO2粉末的仪器名称是，a中的试剂为。

（2）b中采用的加热方式是，c中化学反应的离子方程式是，采用冰水浴冷却的目的是。

（3）d的作用是，可选用试剂（填标号）。

A．Na2SB．NaClC．Ca（OH）2D．H2SO4

（4）反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，，，干燥，得到KClO3晶体。

（5）取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。

1号试管溶液颜色不变，2号试管溶液变为棕色，加入CCl4振荡，静置后CCl4层显色。

可知该条件下KClO3的氧化能力NaClO（填“大于”或“小于"）。

27．（15分）

某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。

采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体（NiSO4·7H2O）：

溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：

金属离子

Ni2+

Al3+

Fe3+

Fe2+

开始沉淀时（c=0.01mol·L−1）的pH

沉淀完全时（c=1.0×10−5mol·L−1）的pH

7.2

8.7

3.7

4.7

2.2

3.2

7.5

9.0

回答下列问题：

（1）“碱浸”中NaOH的两个作用分别是。

为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。

写出该反应的离子方程式。

（2）“滤液②”中含有的金属离子是______________。

（3）“转化”中可替代H2O2的物质是______________。

若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即

，“滤液③”中可能含有的杂质离子为。

（4）利用上述表格数据，计算Ni（OH）2的Ksp=______________（列出计算式）。

如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0mol·L−1，则“调pH”应控制的pH范围是______________。

（5）硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。

写出该反应的离子方程式。

（6）将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是。

28．（14分）

二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。

回答下列问题：

（1）CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n（C2H4）∶n（H2O）=__________。

当反应达到平衡时，若增大压强，则n（C2H4）___________（填“变大”“变小”或“不变”）。

（2）理论计算表明，原料初始组成n（CO2）∶n（H2）=1∶3，在体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。

图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是______、______。

CO2催化加氢合成C2H4反应的ΔH______0（填“大于”或“小于”）。

（3）根据图中点A（440K，0.39），计算该温度时反应的平衡常数Kp=_________（MPa）−3（列出计算式。

以分压表示，分压=总压×物质的量分数）。

（4）二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。

一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当___________________。

（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）

氨硼烷（NH3BH3）含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢材料。

回答下列问题：

（1）H、B、N中，原子半径最大的是______。

根据对角线规则，B的一些化学性质与元素______的相似。

（2）NH3BH3分子中，N—B化学键称为键，其电子对由提供。

氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：

3NH3BH3+6H2O=3NH3+

+9H2

的结构为

。

在该反应中，B原子的杂化轨道类型由变为。

（3）NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性（Hδ+），与B原子相连的H呈负电性（Hδ-），电负性大小顺序是__________。

与NH3BH3原子总数相等的等电子体是_________（写分子式），其熔点比NH3BH3____________（填“高”或“低”），原因是在NH3BH3分子之间，存在____________________，也称“双氢键”。

（4）研究发现，氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构，晶胞参数分别为apm、bpm、cpm，α=β=γ=90°。

氨硼烷的2×2×2超晶胞结构如图所示。

氨硼烷晶体的密度ρ=___________g·cm−3（列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值）。

36．[化学——选修5：

有机化学基础]（15分）

苯基环丁烯酮（

，PCBO）是一种十分活泼的反应物，可利用它的开环反应合成一系列多官能团化合物。

近期我国科学家报道用PCBO与醛或酮发生[4+2]环加成反应，合成了具有生物活性的多官能团化合物（E），部分合成路线如下：

已知如下信息：

回答下列问题：

（1）A的化学名称是。

（2）B的结构简式为。

（3）由C生成D所用的试别和反应条件为；该步反应中，若反应温度过高，C易发生脱羧反应，生成分子式为C8H8O2的副产物，该副产物的结构简式为。

（4）写出化合物E中含氧官能团的名称；E中手性碳（注：

连有四个不同的原子或基团的碳）的个数为___________。

（5）M为C的一种同分异构体。

已知：

1molM与饱和碳酸氢钠溶液充分反应能放出2mol二氧化碳；M与酸性高锰酸钾溶液反应生成对苯二甲酸。

M的结构简式为_。

（6）对于

，选用不同的取代基R'，在催化剂作用下与PCBO发生的[4+2]反应进行深入研究，R'对产率的影响见下表：

R'

—CH3

—C2H5

—CH2CH2C6H5

产率/%

91

80

63

请找出规律，并解释原因。

2020年普通高等学校招生全国统一考试

理科综合能力测试

化学参考答案及解析

7.C

【解析】Cu（OH）2·CuCO3和Cu（OH）2·2CuCO3都受热易分解，所以保存的时候需控制温度和湿度，A正确。

孔雀石、蓝铜矿中铜的化合价为+2价，比较稳定，不容易被空气氧化，B正确。

孔雀石、蓝铜矿颜料为铜的碱式碳酸盐，不耐酸，容易和酸反应，C错误。

Cu（OH）2·CuCO3中Cu的质量分数为

=

，Cu（OH）2·2CuCO3中Cu的质量分数为

，故Cu（OH）2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu（OH）2·2CuCO3，D正确。

8.D

【解析】金丝桃苷中含有不饱和键，所以可以与氢气发生加成反应，A正确。

由金丝桃苷的分子结构式可知，金丝桃苷分子中含有21个碳原子，B正确。

金丝桃苷中含有醇羟基，所以可以和乙酸发生酯化反应，C正确。

金丝桃苷中含有酚羟基，可以和金属钠反应，所以D错误。

9.C

【解析】22.4L（标准状况）N2中含有1molN2分子，1个N2分子中含有14个中子，故22.4L（标准状况）氮气中含有14NA个中子，A错误。

1mol重水（D2O）比1mol水（H2O）多2NA个中子，质子数相同，故B错误。

12g石墨烯和12g金刚石均含有NA个碳原子，C正确。

1L1mol·L−1NaCl溶液中除了NaCl外还有大量的水，所以含有的电子数一定大于28NA，D错误。

10.B

【解析】实现喷泉实验的原理是烧瓶中的气体和滴管中的液体反应，且反应后烧瓶中的气体减少，压强减小，所以烧杯中的溶液在大气压的作用下上升进入烧瓶形成喷泉。

H2S气体和稀盐酸不反应，HCl和稀氨水反应且气体体积减少，NO和稀H2SO4不反应，CO2和饱和NaHCO3溶液不反应，所以应该选择B。

11.A

【解析】Cl2具有氧化性，Na2SO3具有还原性，Cl2会把Na2SO3氧化成Na2SO4，同时生成的H+会和

结合生成

，反应的离子方程式为3

+Cl2+H2O=2

+2

+

，A正确。

CO2和CaCl2溶液不反应，故B错误。

向H2O2溶液中滴加少量FeCl3，Fe3+作为催化剂促进H2O2分解，且O2的氧化性强于Fe2+，会氧化Fe2+，故C错误。

同浓度同体积NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合，电离出的H+会优先和

反应，故反应离子方程式为

═H2O，D错误。

12.B

【解析】VB2电极失去电子为负极，复合碳电极为正极，正极反应中O2得到电子被还原，正极反应为4H2O+O2+4

═4

，故负载通过0.04mol电子时，有0.01molO2参与反应，即有0.224L（标准状况）O2参与反应，故A正确。

正极区反应生成

，所以pH升高，负极区反应消耗

，所以pH降低，故B错误。

根据正、负极电极反应式可知电池的总反应为

，故C正确。

电流从正极经外电路回到负极，再经内电路回到正极，所以D正确。

13.D

【解析】由化合物XW3与WZ相遇会产生白烟，易知XW3为NH3，WZ为HCl，所以X为N，W为H，Z为Cl。

又四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z，所以Y的核外电子数为11，Y为Na元素。

非金属性Cl>N>H>Na，故A错误。

原子半径Na>Cl>N>H，故B错误。

N的含氧酸中HNO2为弱酸，所以C错误。

Na的氧化物水化物为NaOH，是强碱，故D正确。

26.

（1）圆底烧瓶饱和食盐水

（2）水浴加热Cl2+2

═

+

+H2O避免生成NaClO3（3）吸收尾气（Cl2）AC（4）过滤少量（冷）水洗涤（5）紫小于

【解析】

（1）盛放MnO2粉末的仪器是圆底烧瓶；用浓盐酸和MnO2粉末反应是为了制备Cl2，由于浓盐酸具有挥发性，所以制备的Cl2中含有HCl，为了除去HCl，将生产的气体通过饱和食盐水中，所以a中的试剂为饱和食盐水。

（2）b中将KOH溶液放在盛有水的烧杯中加热，为水浴加热。

Cl2和KOH溶液加热反应生成KClO3，剩下的Cl2通入到NaOH溶液中制备NaClO，c中化学反应的离子方程式为Cl2+2

═

+

+H2O,c中采用冰水冷却是为了避免生成NaClO3，提高NaClO的产量。

（3）d是吸收尾气的装置，为了吸收Cl2，防止没有发生反应的Cl2放入空气中污染空气。

能够与Cl2反应的试剂都可以选用，故AC正确。

（4）反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，过滤，用少量（冷）水洗涤，干燥，即可得到KClO3晶体。

（5）取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。

1号试管溶液颜色不变，说明KClO3不KI溶液反应，即KClO3的氧化能力小于I2；2号试管溶液变为棕色，说明NaClO溶液和KI反应，NaClO的氧化能力大于I2，故KClO3的氧化能力小于NaClO；I2在CCl4中呈紫色。

27．

（1）除去油脂，溶解铝及其氧化物Al（OH）4—+H+=Al（OH）3↓+H2O

（2）Ni2+、Fe2+、Fe3+

（3）O2或空气Fe3+

（4）0.01×（107.2−14）2[或10−5×（108.7−14）2]3.2~6.2

（5）2Ni2++ClO−+4OH−=2NiOOH↓+Cl−+H2O

（6）提高镍回收率

【解析】

（1）加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，其中Al及其氧化物可以用碱除去，剩下的用酸溶解，然后通过调节pH值依次沉淀过滤除去。

其中，“碱浸”中NaOH的两个作用就是除去油脂和溶解铝及其氧化物。

滤液①中为NaAlO2，调节pH为中性时，NaAlO2形成Al（OH）3沉淀，反应的离子方程式为

+H+═Al（OH）3↓+H2O。

（2）Ni、Fe及其氧化物都溶于稀硫酸，所以滤液②中的金属离子是Ni2+、Fe2+、Fe3+。

（3）由于Fe2+的开始沉淀pH值与Ni的开始沉淀pH值接近，沉淀时不容易区分，所以要把Fe2+全部转化为Fe3+。

H2O2的氧化性强于Fe3+，所以可以用H2O2氧化Fe2+，除此之外，既可以氧化Fe2+离子又不引入杂质的氧化剂还可以选择O2（或空气）。

若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，不能有效分离Ni2+和Fe2+，最后得到的滤液③中一定会含有Fe3+。

（4）由题表中数据可知，0.01mol·L-1Ni2+的初始沉淀pH值为7.2，此时c（

）=107.2-14mol·L−1，Ni（OH）2的Ksp=0.01×（107.2−14）2。

同理，可以根据沉淀完全时c（Ni2+）=1.0×10−5mol·L−1，c（

）=108.7-14mol·L−1，求出Ni（OH）2的Ksp=10−5×（108.7−14）2。

如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0mol·L−1，则要“调pH”使Fe3+沉淀完全且Ni2+不沉淀，应控制的pH范围是3.2~6.2。

（5）在强碱溶液中NaClO具有氧化性，可以氧化Ni（OH）2形成NiOOH，反应的离子方程式为2Ni2++ClO−+4OH−=2NiOOH↓+Cl−+H2O。

（6）分离出硫酸镍晶体后的母液中含有未沉淀的NiSO4，收集、循环使用可以提高镍回收率。

28．

（1）1∶4变大

（2）dc小于

（3）

或

等

（4）选择合适催化剂等

【解析】

（1）CO2催化加氢生成乙烯和水的反应方程式为

，所以产物的物质的量之比n（C2H4）∶n（H2O）=1∶4。

反应后气体的物质的量减小，增大压强，可以使平衡向正方向移动，则n（C2H4）变大。

（2）无论反应平衡向哪个方向进行，生成物的物质的量之比保持不变，为n（C2H4）∶n（H2O）=1∶4，根据题图可知b、d两条曲线的物质的量分数比保持4:

1基本不变，可以判断b代表H2O，d代表C2H4，则c代表CO2，a代表H2;随着温度的升高，生成物的物质的量分数降低，平衡向逆方向移动，所以可以判断CO2催化加氢合成C2H4反应为放热反应，ΔH<0。

（3）

平衡时0.13×0.1MPa0.39×0.1MPa0.25×0.39×0.1MPa0.39×0.1MPa

所以该温度时反应的平衡常数Kp=

（MPa）−3（或

（MPa）−3）。

（4）工业上通常通过选择合适催化剂以加快化学反应速率,同时还可以提高目标产品的选择性,减少副反应的发生。

因此，一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯的选择性,应当选择合适的催化剂。

35．

（1）BSi（硅）

（2）配位Nsp3sp2

（3）N＞H＞BCH3CH3低Hδ+与Hδ−的静电引力

（4）

【解析】

（1）H、B、N中，原子半径最大的是B。

根据对角线规则，B的一些化学性质与元素Si的相似。

（2）NH3BH3分子中，B是sp3杂化，B原子有三个未成对孤电子，所以有个杂化轨道上没有电子，同时，N也是B是sp3杂化，其中一个轨道上有成对电子，正好和B形成配位键，所以N—B化学键称为配位键，其电子对由N提供。

由

的结构可以看出B原子为sp2杂化，所以杂化轨道类型由sp3杂化变为sp2杂化。

（3）NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性（Hδ+），说明H—N键中的电子更偏向N原子，N原子的电负性强于H原子；与B原子相连的H呈负电性（Hδ-），说明H—B键中的电子更偏向H原子，H原子的电负性强于B原子，所以电负性顺序是N＞H＞B。

与NH3BH3原子总数相等的等电子体是C2H6（乙烷），其相对分子质量和NH3BH3相同，但是溶点比NH3BH3低，因为C2H6（乙烷）是非极性分子，NH3BH3是极性分子，Hδ+和Hδ-之间存在静电力，也称为“霜氢键”。

（4）氨硼烷的相对分子质量为31，氨硼烷的2×2×2超晶胞结构中含有16个氨硼烷分子，所以氨硼烷晶体的密度ρ=

g·cm−3。

36．

（1）2−羟基苯甲醛（水杨醛）

（2）

（3）乙醇、浓硫酸/加热

（4）羟基、酯基2

（5）

（6）随着R'体积增大，产率降低；原因是R'体积增大，位阻增大

【解析】

（1）根据有机物的命名规则可知A的化学名称是2−羟基苯甲醛（或水杨醛）。

（2）根据题给信息

可知，

，所以B的结构简式为

。

（3）由C生成D的反应为酯化反应，所以反应条件为乙醇、浓硫酸/加热。

该步反应中，若反应温度过高，C易发生脱羧反应，生成

。

化合物E中含氧官能团有羟基、酯基。

E中手性碳如图所示

，共2个。

（5）能与饱和碳酸氢钠溶液充分反应能放出二氧化碳的是羧基，1molM与饱和碳酸氢钠溶液充分反应能放出2mol二氧化碳，说明一个M分子中含有两个羧基；M与酸性高锰酸钾溶液反应生成对苯二甲酸，说明两个羧基位于对位，且苯环上只有两个取代基，则M的结构简式为

。

（6）由表中数据可以看出，R'的体积越大，产率越低，因为R'体积增大，位阻增大。