高考全国卷化学试题分类汇编.docx
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高考全国卷化学试题分类汇编
化学与STSE
1.【2020年全国I卷】国家卫健委公布的新型冠状病毒肺炎诊疗方案指出,乙醚、75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸(CH3COOOH)、氯仿等均可有效灭活病毒。
对于上述化学药品,下列说法错误的是()
A.CH3CH2OH能与水互溶
B.NaClO通过氧化灭活病毒
C.过氧乙酸相对分子质量为76
D.氯仿的化学名称是四氯化碳
2.【2020年全国II卷】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
3.【2020年全国III卷】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
有机化学
1.【2020年全国I卷】紫花前胡醇
可从中药材当归和白芷中提取得到,能提高人体免疫力。
有关该化合物,下列叙述错误的是()
A.分子式为C14H14O4
B.不能使酸性重铬酸钾溶液变色
C.能够发生水解反应
D.能够发生消去反应生成双键
2.【2020年全国II卷】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()
A.Mpy只有两种芳香同分异构体
B.Epy中所有原子共平面
C.Vpy是乙烯的同系物
D.反应②的反应类型是消去反应
3.【2020年全国III卷】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
化学实验
1.【2020年全国I卷】下列气体去除杂质的方法中,不能实现目的的是()
气体(杂质)
方法
A
SO2(H2S)
通过酸性高锰酸钾溶液
B
Cl2(HCl)
通过饱和的食盐水
C
N2(O2)
通过灼热的铜丝网
D
NO(NO2)
通过氢氧化钠溶液
2.【2020年全国II卷】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:
①混合物溶于水,得到澄清透明溶液;②做焰色反应,通过钴玻璃可观察到紫色;③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
A.KCl、NaClB.KCl、MgSO4C.KCl、CaCO3D.MgSO4、NaCl
3.【2020年全国III卷】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
电化学
【2020年全国I卷】科学家近年发明了一种新型Zn−CO2水介质电池。
电池示意图如图,
电极为金属锌和选择性催化材料,放电时,温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等,为解决环境和能源问题提供了一种新途径。
()
下列说法错误的是
A.放电时,负极反应为
B.放电时,1molCO2转化为HCOOH,转移的电子数为2mol
C.充电时,电池总反应为
D.充电时,正极溶液中OH−浓度升高
2.【2020年全国II卷】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
A.Ag为阳极B.Ag+由银电极向变色层迁移
C.W元素的化合价升高D.总反应为:
WO3+xAg=AgxWO3
3.【2020年全国III卷】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
元素周期律
1.【2020年全国I卷】1934年约里奥–居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦核
)轰击金属原子
,得到核素
,开创了人造放射性核素的先河:
+
→
+
。
其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。
下列叙述正确的是()
A.
的相对原子质量为26B.X、Y均可形成三氯化物
C.X的原子半径小于Y的D.Y仅有一种含氧酸
2.【2020年全国II卷】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
B.Z的单质既能与水反应,也可与甲醇反应
C.Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸
D.X的氟化物XF3中原子均为8电子稳定结构
3.【2020年全国III卷】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>Z
B.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
化学(离子)平衡
【2020年全国I卷】以酚酞为指示剂,用0.1000mol·L−1的NaOH溶液滴定20.00mL未知浓
度的二元酸H2A溶液。
溶液中,pH、分布系数
随滴加NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如图所示。
[比如A2−的分布系数:
]
下列叙述正确的是()
曲线①代表
,曲线②代表
B.H2A溶液的浓度为0.2000mol·L−1
C.HA−的电离常数Ka=1.0×10−2
D.滴定终点时,溶液中
2.【2020年全国II卷】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
浓度增大、
浓度减小
B.海水酸化能促进CaCO3的溶解,导致珊瑚礁减少
C.CO2能引起海水酸化,共原理为
H++
D.使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境
3.【2020年全国I卷】铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]-可催化甲醇羰基化,反应过程如图所示。
下列叙述错误的是()
A.CH3COI是反应中间体B.甲醇羰基化反应为CH3OH+CO=CH3CO2H
C.反应过程中Rh
成键数目保持不变D.存在反应CH3OH+HI=CH3I+H2O
4.【2020年全国II卷】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
A.OH-参与了该催化循环
B.该反应可产生清洁燃料H2
C.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
阿伏伽德罗常数
1.【2020年全国III卷】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溶液有28NA个电子
九、离子方程式
1.【2020年全国III卷】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
工艺流程
1.【2020年全国I卷】钒具有广泛用途。
黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O4。
采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
该工艺条件下,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
Fe3+
Fe2+
Al3+
Mn2+
开始沉淀pH
1.9
7.0
3.0
8.1
完全沉淀pH
3.2
9.0
4.7
10.1
回答下列问题:
“酸浸氧化”需要加热,其原因是___________。
“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成
,同时还有___________离子被氧化。
写出VO+转化为
反应的离子方程式___________。
“中和沉淀”中,钒水解并沉淀为
,随滤液②可除去金属离子K+、Mg2+、Na+、
___________,以及部分的___________。
(4)“沉淀转溶”中,
转化为钒酸盐溶解。
滤渣③的主要成分是___________。
(5)“调pH”中有沉淀生产,生成沉淀反应的化学方程式是___________。
(6)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时,需要加入过量NH4Cl,其原因是___________。
2.【2020年全国III卷】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______________。
实验大题
1.【2020年全国I卷】为验证不同化合价铁的氧化还原能力,利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题:
由FeSO4·7H2O固体配制0.10mol·L−1FeSO4溶液,需要的仪器有药匙、玻璃棒、_________
(从下列图中选择,写出名称)。
(2)电池装置中,盐桥连接两电极电解质溶液。
盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应,并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。
根据下表数据,盐桥中应选择_________作为电解质。
阳离子
u∞×108/(m2·s−1·V−1)
阴离子
u∞×108/(m2·s−1·V−1)
Li+
4.07
4.61
Na+
5.19
7.40
Ca2+
6.59
Cl−
7.91
K+
7.62
8.27
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。
可知,盐桥中的阳离子进入________电极溶液中。
(4)电池反应一段时间后,测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol·L−1。
石墨电极上未见Fe析出。
可知,石墨电极溶液中c(Fe2+)=________。
(5)根据(3)、(4)实验结果,可知石墨电极的电极反应式为_______,铁电极的电极反应式为_______。
因此,验证了Fe2+氧化性小于________,还原性小于________。
(6)实验前需要对铁电极表面活化。
在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液,将铁电极浸泡一段时间,铁电极表面被刻蚀活化。
检验活化反应完成的方法是_______。
【2020年全国II卷】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,
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:
在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5mL甲苯、100mL水和
4.8g(约0.03mol)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1.0g。
(3)纯度测定:
称取0.122g粗产品,配成乙醇溶液,于100mL容量瓶中定容。
每次移取
25.00mL溶液,用0.01000mol·L−1的KOH标准溶液滴定,三次滴定平均消耗21.50mL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)。
A.100mLB.250mLC.500mLD.1000mL
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)。
A.70%B.60%C.50%D.40%
(7)若要得到纯度更高的苯甲酸,可通过在水中__________的方法提纯。
3.【2020年全国III卷】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")。
化学反应原理
1.【2020年全国I卷】硫酸是一种重要的基本化工产品,接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化:
SO2(g)+
O2(g)
SO3(g)ΔH=−98kJ·mol−1。
回答下列问题:
(1)钒催化剂参与反应的能量变化如图所示,V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为:
_________。
当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在0.5MPa、
2.5MPa和5.0MPa压强下,SO2平衡转化率α随温度的变化如图所示。
反应在5.0MPa、550℃时的α=__________,判断的依据是__________。
影响α的因素有__________。
将组成(物质的量分数)为2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的气体通入反应器,在温度t、
压强p条件下进行反应。
平衡时,若SO2转化率为α,则SO3压强为___________,
平衡常数Kp=___________(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
研究表明,SO2催化氧化的反应速率方程为:
v=k(
−1)0.8(1−nα')。
式中:
k为反应速率常
数,随温度t升高而增大;α为SO2平衡转化率,α'为某时刻SO2转化率,n为常数。
在α'=0.90时,将一系列温度下的k、α值代入上述速率方程,得到v~t曲线,如图所示。
曲线上v最大值所对应温度称为该α'下反应的最适宜温度tm。
ttm后,
v逐渐下降。
原因是__________________________。
2.【2020年全国II卷】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)。
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
δ[δ(X)=
,X为HClO或ClO−]与pH的关系如图(b)所示。
HClO的电离常数Ka值为______。
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1molClO2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1000kg该溶液需消耗氯气的质量为____kg(保留整数)。
3.【2020年全国II卷】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)ΔH,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ΔH/(kJ·mol−1)
-1560
-1411
-286
①ΔH1=_________kJ·mol−1。
②提高该反应平衡转化率的方法有_________、_________。
③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α。
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
C2H6+H2。
反应在初期阶段的速率方程为:
r=k×
,其中k为反应速率常数。
①设反应开始时的反应速率为r1,甲烷的转化率为α时的反应速率为r2,则r2=_____r1。
②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:
①阴极上的反应式为_________。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1,则消耗的CH4和CO2体积比为_________。
4.【2020年全国III卷】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)。
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___________________。
物质结构
1.【2020年全国I卷】Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。
回答下列问题:
(1)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为_________。
(2)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。
I1(Li)>I1(Na),原因是_________。
I1(Be)>I1(B)>I1(Li),原因是________。
(3)磷酸根离子的空间构型为_______,其中P的价层电子对数为_______、
杂化轨道类型为_______。
(4)LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。
其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。
每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有____个。
电池充电时,LiFeO4脱出部分Li+,形成Li1−xFePO4,结构示意图如(b)所示,则x=______