2020年普通高中学业水平等级考试化学(天津卷)含解析

这是一份2020年普通高中学业水平等级考试化学(天津卷)含解析，共11页。试卷主要包含了晋朝葛洪的《肘后备急方》中记载，下列说法错误的是，下列离子方程式书写正确的是，关于的说法正确的是等内容，欢迎下载使用。

天津市2020年普通高中学业水平等级考试
化学
(本试卷共4页,16题,满分100分,考试用时60分钟)
可能用到的相对原子质量:H 1 O 16 S 32 C 59 Cu 64 Zn 65 Ba 137
第Ⅰ卷(选择题)
本卷共12题,每题3分,共36分。在每题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1.在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间,使用的“84消毒液”的主要有效成分是( )
A.NaOHB.NaClC.NaClOD.Na2CO3
2.晋朝葛洪的《肘后备急方》中记载:“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之……”,受此启发为人类做出巨大贡献的科学家是( )
A.屠呦呦B.钟南山C.侯德榜D.张青莲
3.下列说法错误的是( )
A.淀粉和纤维素均可水解产生葡萄糖 B.油脂的水解反应可用于生产甘油
C.氨基酸是组成蛋白质的基本结构单元D.淀粉、纤维素和油脂均是天然高分子
4.下列离子方程式书写正确的是( )
A.CaCO3与稀硝酸反应:CO32-+2H+H2O+CO2↑
B.FeSO4溶液与溴水反应:2Fe2++Br22Fe3++2Br-
C.NaOH溶液与过量H2C2O4溶液反应:H2C2O4+2OH-C2O42-+2H2O
D.C6H5ONa溶液中通入少量CO2:2C6H5O-+CO2+H2O2C6H5OH+CO32-
5.下列实验仪器或装置的选择正确的是( )
6.检验下列物质所选用的试剂正确的是( )
7.常温下,下列有关电解质溶液的说法错误的是( )
A.相同浓度的HCOONa和NaF两溶液,前者的pH较大,则Ka(HCOOH)>Ka(HF)
B.相同浓度的CH3COOH和CH3COONa两溶液等体积混合后pH约为4.7,则溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
C.FeS溶于稀硫酸,而CuS不溶于稀硫酸,则Ksp(FeS)>Ksp(CuS)
D.在1 ml·L-1 Na2S溶液中,c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=1 ml·L-1
8.短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是( )
A.元素电负性:ZC.元素第一电离能:Z9.关于的说法正确的是( )
A.分子中有3种杂化轨道类型的碳原子B.分子中共平面的原子数目最多为14
C.分子中的苯环由单双键交替组成 D.与Cl2发生取代反应生成两种产物
10.理论研究表明,在101 kPa和298 K下,HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.HCN比HNC稳定
B.该异构化反应的ΔH=+59.3 kJ·ml-1
C.正反应的活化能大于逆反应的活化能
D.使用催化剂,可以改变反应的反应热
11.熔融钠-硫电池性能优良,是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为2Na+xSNa2Sx(x=5~3,难溶于熔融硫)。下列说法错误的是( )
A.Na2S4的电子式为Na+[··S······S······S······S······]2-Na+
B.放电时正极反应为xS+2Na++2e-Na2Sx
C.Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极
D.该电池是以Na-β-Al2O3为隔膜的二次电池
12.已知[C(H2O)6]2+呈粉红色,[CCl4]2-呈蓝色,[ZnCl4]2-为无色。现将CCl2溶于水,加入浓盐酸后,溶液由粉红色变为蓝色,存在以下平衡:
[C(H2O)6]2++4Cl-[CCl4]2-+6H2O ΔH
用该溶液做实验,溶液的颜色变化如右:
以下结论和解释正确的是( )
A.等物质的量的[C(H2O)6]2+和[CCl4]2-中σ键数之比为3∶2
B.由实验①可推知ΔH<0
C.实验②是由于c(H2O)增大,导致平衡逆向移动
D.由实验③可知配离子的稳定性:[ZnCl4]2->[CCl4]2-
第Ⅱ卷(非选择题)
本卷共4题,64分。
13.(15分)Fe、C、Ni是三种重要的金属元素。回答下列问题:
(1)Fe、C、Ni在周期表中的位置为 ,基态Fe原子的电子排布式为 。
(2)CO的面心立方晶胞如图1所示。设阿伏加德罗常数的值为NA,则CO晶体的密度为 g·cm-3;三种元素二价氧化物的晶胞类型相同,其熔点由高到低的顺序为 。
(3)Fe、C、Ni能与Cl2反应,其中C和Ni均生成二氯化物,由此推断FeCl3、CCl3和Cl2的氧化性由强到弱的顺序为 ,C(OH)3与盐酸反应有黄绿色气体生成,写出反应的离子方程式: 。
图1
图2
(4)95 ℃时,将Ni片浸在不同质量分数的硫酸中,经4小时腐蚀后的质量损失情况如图2所示,当ω(H2SO4)大于63%时,Ni被腐蚀的速率逐渐降低的可能原因为 。由于Ni与H2SO4反应很慢,而与稀硝酸反应很快,工业上选用H2SO4和HNO3的混酸与Ni反应制备NiSO4。为了提高产物的纯度,在硫酸中添加HNO3的方式为 (填“一次过量”或“少量多次”),此法制备NiSO4的化学方程式为 。
14.(18分)天然产物H具有抗肿瘤、镇痉等生物活性,可通过以下路线合成。
已知:+(Z=—COOR,—COOH等)
回答下列问题:
(1)A的链状同分异构体可发生银镜反应,写出这些同分异构体所有可能的结构: 。
(2)在核磁共振氢谱中,化合物B有 组吸收峰。
(3)化合物X的结构简式为 。
(4)D→E的反应类型为 。
(5)F的分子式为 ,G所含官能团的名称为 。
(6)化合物H含有手性碳原子的数目为 ,下列物质不能与H发生反应的是 (填序号)。
a.CHCl3b.NaOH溶液c.酸性KMnO4溶液d.金属Na
(7)以和为原料,合成,在方框中写出路线流程图(无机试剂和不超过2个碳的有机试剂任选)。
15.(17分)为测定CuSO4溶液的浓度,甲、乙两同学设计了两个方案。回答下列问题:
Ⅰ.甲方案
实验原理:CuSO4+BaCl2BaSO4↓+CuCl2
实验步骤:
足量BaCl2溶液
↓
CuSO4溶液
(25.00 mL)固体固体(w g)
(1)判断SO42-沉淀完全的操作为 。
(2)步骤②判断沉淀是否洗净所选用的试剂为 。
(3)步骤③灼烧时盛装样品的仪器名称为 。
(4)固体质量为w g,则c(CuSO4)= ml·L-1。
(5)若步骤①从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯,则测得c(CuSO4) (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
Ⅱ.乙方案
实验原理:Zn+CuSO4ZnSO4+Cu
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
实验步骤:
①按右图安装装置(夹持仪器略去)
②……
③在仪器A、B、C、D、E中加入图示的试剂
④调整D、E中两液面相平,使D中液面保持在0或略低于0刻度位置,读数并记录
⑤将CuSO4溶液滴入A中并搅拌,反应完成后,再滴加稀硫酸至体系不再有气体产生
⑥待体系恢复到室温,移动E管,保持D、E中两液面相平,读数并记录
⑦处理数据
(6)步骤②为 。
(7)步骤⑥需保证体系恢复到室温的原因是 (填序号)。
a.反应热受温度影响
b.气体密度受温度影响
c.反应速率受温度影响
(8)Zn粉质量为a g,若测得H2体积为b mL,已知实验条件下ρ(H2)=d g·L-1,则c(CuSO4)= ml·L-1(列出计算表达式)。
(9)若步骤⑥E管液面高于D管,未调液面即读数,则测得c(CuSO4) (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(10)是否能用同样的装置和方法测定MgSO4溶液的浓度: (填“是”或“否”)。
16.(14分)利用太阳能光解水,制备的H2用于还原CO2合成有机物,可实现资源的再利用。回答下列问题:
Ⅰ.半导体光催化剂浸入水或电解质溶液中,光照时可在其表面得到产物
(1)图1为该催化剂在水中发生光催化反应的原理示意图。光解水能量转化形式为 。
(2)若将该催化剂置于Na2SO3溶液中,产物之一为SO42-,另一产物为 。若将该催化剂置于AgNO3溶液中,产物之一为O2,写出生成另一产物的离子反应式: 。
图1
图2
Ⅱ.用H2还原CO2可以在一定条件下合成CH3OH(不考虑副反应)
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0
(3)某温度下,恒容密闭容器中,CO2和H2的起始浓度分别为a ml·L-1和3a ml·L-1,反应平衡时,CH3OH的产率为b,该温度下反应平衡常数的值为 。
(4)恒压下,CO2和H2的起始物质的量比为1∶3时,该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图2所示,其中分子筛膜能选择性分离出H2O。
①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为 。
②P点甲醇产率高于T点的原因为 。
③根据图2,在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为 ℃。
Ⅲ.调节溶液pH可实现工业废气CO2的捕获和释放
(5)CO32-的空间构型为 。已知25 ℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2,当溶液pH=12时,c(H2CO3)∶c(HCO3-)∶c(CO32-)=1∶ ∶ 。
2020年化学(天津卷)
1.C 本题是对化学与生活的相关考查。“84消毒液”的主要有效成分是NaClO,属于常识性知识。
2.A 屠呦呦发现并提取了青蒿素,获得了诺贝尔奖。
3.D 本题考查常见的营养物质,难度较小。高分子化合物是相对分子质量为几万到几千万的化合物,油脂是高级脂肪酸甘油酯,不属于高分子化合物。
4.B 本题是传统热点题型,但区分度较好。离子方程式正误判断的关键是“三看”:一看产物是否正确。C项中H2C2O4过量,产物应为HC2O4-,C项错误;D项中CO2与反应不能生成CO32-,而应生成HCO3-,D项错误。二看拆分是否合理。A项中CaCO3不能拆分。三看是否符合元素守恒和电荷守恒。
5.B 本题考查常见仪器的使用。A项,量筒精确度较低,利用图中仪器无法配制50.00 mL 0.100 0 ml·L-1的Na2CO3溶液;B项,HCl极易溶于水,Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小,所以可用饱和食盐水除去Cl2中的HCl;C项,图中蒸馏操作应用直形冷凝管;D项,Na2SiO3溶液能黏合玻璃,所以盛装Na2SiO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞。
6.C A项,淀粉遇单质碘变蓝色,海水中的碘元素不是以单质的形式存在,故不能使淀粉变蓝;B项,SO2、CO2都能使澄清石灰水变浑浊,所以不能用澄清石灰水检验SO2,可用品红溶液检验SO2;C项,向含Cu2+的溶液中滴加氨水,产生蓝色沉淀,继续滴加,沉淀溶解,可以用氨水检验Cu2+;D项,检验NH3用湿润的红色石蕊试纸。
7.A 根据“越弱越水解”,相同浓度的HCOONa和NaF的溶液,pH大的水解程度大,对应的酸的Ka小,A项错误;相同浓度的CH3COOH和CH3COONa两溶液等体积混合后,pH约为4.7,溶液中主要存在两个平衡:CH3COOHCH3COO-+H+、CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,因为溶液显酸性,所以以CH3COOH的电离为主,故离子浓度:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),B项正确;FeS加入稀硫酸中,H+使FeS沉淀溶解平衡右移,FeS逐渐溶解,而CuS不能发生此现象,说明Ksp(FeS)>Ksp(CuS),C项正确;1 ml·L-1 Na2S溶液中存在S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH-,根据物料守恒可得c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=1 ml·L-1,D项正确。
8.A 本题考查元素推断及元素周期律。由Z的最高价含氧酸为H3ZO4,且0.1 ml·L-1 H3ZO4溶液对应pH=1.57知,Z为P;由0.1 ml·L-1 Y的最高价氧化物的水化物的溶液的pH=13知,Y为Na;由X、Y、Z、W的原子序数依次增大,且0.1 ml·L-1 X的最高价氧化物的水化物的溶液的pH=1可知,X为N,由0.1 ml·L-1 W最高价氧化物的水化物pH<1可知,W为S。所以,电负性:S>P;离子半径:S2->Na+;因为P原子价层电子排布为3s23p3,3p能级为半充满状态,较稳定,故第一电离能:P>S;因为NH3分子间存在氢键,故氢化物的沸点:NH3>PH3。
9.A 在分子中,—CH3中碳原子采取sp3杂化,苯环中碳原子采取sp2杂化,中碳原子采取sp杂化,A项正确;分子中共平面的原子数最多为15,因为单键可以旋转,—CH3中碳原子和一个氢原子可与苯环共平面,B项错误;苯环中碳碳键是介于单双键之间的独特的键,存在大π键,C项错误;与Cl2发生取代反应时,氯原子能取代苯环和—CH3中的氢原子,产物不止两种,故D项错误。
10.D 根据图示,HCN的相对能量低于HNC的相对能量,故HCN较稳定,A项正确;HCN(g)HNC(g)为吸热反应,ΔH=+59.3 kJ·ml-1,B项正确;根据图示可知,正反应的活化能明显大于逆反应的活化能,C项正确;使用催化剂,可以改变反应的活化能,但不能改变反应热,D项错误。
11.C 根据化学键形成条件,Na+与S42-之间形成离子键,S原子之间形成共价键,所以Na2S4的电子式为Na+[··S······S······S······S······]2-Na+,A项正确;该电池放电时,正极发生还原反应,其电极反应为xS+2Na++2e-Na2Sx,B项正确;该电池的正极反应物是S,C项错误;该电池能充电,所以为二次电池,D项正确。
12.D 1 ml[C(H2O)6]2+中σ键数为18NA,1 ml[CCl4]2-中σ键数为4NA,二者之比为9∶2,A项错误;将蓝色溶液放入冰水中,颜色变粉红色,说明平衡[C(H2O)6]2++4Cl-[CCl4]2-+6H2O左移,根据勒夏特列原理可知,ΔH>0,B项错误;H2O是纯液体,其浓度不变,但加入H2O会引起其他离子浓度的变化,使平衡移动,C项错误;实验③中加入ZnCl2,溶液变粉红色,[CCl4]2-变为[C(H2O)6]2+,说明Zn2+与Cl-络合生成[ZnCl4]2-的能力比C2+与Cl-络合生成[CCl4]2-的能力强,即[CCl4]2-不如[ZnCl4]2-稳定,D项正确。
13.答案 (1)第四周期第Ⅷ族
1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
(2)3×1023NA·a3 NiO>CO>FeO
(3)CCl3>Cl2>FeCl3 2C(OH)3+6H++2Cl-2C2++Cl2↑+6H2O
(4)随H2SO4质量分数的增加,Ni的表面逐渐形成致密氧化膜 少量多次 3Ni+3H2SO4+2HNO33NiSO4+2NO↑+4H2O或Ni+H2SO4+2HNO3NiSO4+2NO2↑+2H2O
解析 本题直入主题,考查了结构化学中的主干知识:原子结构、分子结构和晶体结构。
(1)Fe、C、Ni均为第四周期第Ⅷ族元素,基态Fe原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2。
(2)在一个CO晶胞中,O2-的数目为18×8+12×6=4,C2+的数目为12×14+1=4,因此,该晶体的密度ρ=mV=(59+16)×4NA·a3×10-21 g·cm-3=3×1023NA·a3 g·cm-3。NiO、CO、FeO晶体均为离子晶体,且离子半径:r(Ni2+)CO>FeO,所以熔点:NiO>CO>FeO。
(3)由反应2Fe+Cl22FeCl3知,氧化性:Cl2>FeCl3;由反应C+Cl2CCl2产物不为CCl3可知,氧化性:CCl3>Cl2。C(OH)3与盐酸反应生成的黄绿色气体为Cl2,根据氧化还原反应基本原理可知,应还有C2+生成,据此写出其离子方程式。
(4)类比浓硫酸在常温下可使Fe、Al钝化可推知,随着H2SO4质量分数的增加,Ni被腐蚀的速率降低的可能原因是表面逐渐形成致密氧化膜。因HNO3具有强氧化性,故应采取少量多次的方式加入。
14.答案 (1)H2CCHCH2CHO、
、、
(2)4
(3)
(4)加成反应
(5)C13H12O3 羰基、酯基
(6)1 a
(7)
解析 本题主要考查了有机合成和有机物的推断。A的分子式为C4H6O,其链状同分异构体能发生银镜反应,故存在—CHO,剩余部分可表示为C3H5,由此判断链状同分异构体中存在,故为CH2CHCH2CHO、,同时存在顺反异构、。
(2)B中存在4种等效氢原子,在核磁共振氢谱中有4组峰。
(3)由,不难推出X为。
(4)由D→E,不饱和键变为单键,发生加成反应。
(6)H中含有酯基和羟基,因此能与NaOH溶液、Na、酸性KMnO4溶液反应。
(7)设计本合成路线可采用逆推法:。
15.答案 Ⅰ.(1)向上层清液中继续滴加BaCl2溶液,无白色沉淀生成,则沉淀完全
(2)AgNO3溶液
(3)坩埚
(4)40w233
(5)偏低
Ⅱ.(6)检查装置气密性
(7)b
(8)a65-bd×10-3225×10-3
(9)偏高
(10)否
解析 本题考查实验基本仪器和基本操作,涉及的基础知识较多,如仪器名称、气密性的检验、沉淀的洗涤等,解答中注意答题规范即可。
Ⅰ.(4)由题意知:
CuSO4 ~ BaSO4
1 1
w233 mlw233 ml
c(CuSO4)=w233ml25×10-3L=40w233 ml·L-1。
(5)未洗涤烧杯,会使测得的w偏小,最终导致c(CuSO4)偏低。
Ⅱ.(6)安装实验装置完毕后,要检验装置气密性。
(7)通过排水法测气体的体积,必须考虑气体密度受温度的影响。
(8)Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
11
bd×10-32 ml bd×10-32 ml
Zn + CuSO4ZnSO4+Cu
1 1
(a65−bd×10-32) ml(a65−bd×10-32) ml
c=a65-bd×10-3225×10-3 ml·L-1。
16.答案 Ⅰ.(1)光能转化为化学能
(2)H2 Ag++e-Ag
Ⅱ.(3)b227a2(1-b)4
(4)①该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动(或平衡常数减小)
②分子筛膜从反应体系中不断分离出H2O,有利于反应正向进行,甲醇产率升高
③210
Ⅲ.(5)平面(正)三角形 1012·Ka1 1024·Ka1·Ka2
解析 Ⅰ.(1)从图示可知,水在催化剂、光照条件下分解生成H2和O2,所以光能转化为化学能。
(2)若将该催化剂置于Na2SO3溶液中,生成SO42-,说明Na2SO3发生了氧化反应,则同时应发生还原反应,产物为H2;若将该催化剂置于AgNO3溶液中,产物之一是O2,O2是氧化反应的产物,则同时发生还原反应生成的还原产物为Ag,反应为Ag++e-Ag。
Ⅱ.(3)列“三段式”如下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始浓度(ml·L-1)a3a 0 0
转化浓度(ml·L-1)x3x x x
平衡浓度(ml·L-1)a-x3a-3x x x
则xa×100%=b,解得x=ab;
K=(ab)2(a-ab)·(3a-3ab)3=b227a2(1-b)4
。
(4)①该反应放热,升高温度,平衡逆向移动,甲醇平衡产率降低。②分子筛膜能从体系中不断分离出H2O,有利于反应正向进行,使甲醇产率升高。
Ⅲ.(5)CO32-中心碳原子的价电子对数为3,无孤电子对,其与BF3互为等电子体,故空间构型为平面(正)三角形。根据H2CO3H++HCO3-,Ka1=c(H+)·c(HCO3-)c(H2CO3),当pH=12时,c(H+)=10-12 ml·L-1,则c(H2CO3)c(HCO3-)=c(H+)Ka1=10-12Ka1;根据HCO3-H++CO32-,Ka2=c(H+)·c(CO32-)c(HCO3-),pH=12时,c(HCO3-)c(CO32-)=c(H+)Ka2=10-12Ka2;所以,c(H2CO3)∶c(HCO3-)∶c(CO32-)=1∶1012·Ka1∶1024 ·Ka1·Ka2。配制50.00 mL 0.100 0 ml·L-1 Na2CO3溶液
除去Cl2中的HCl
蒸馏用冷凝管
盛装Na2SiO3溶液的试剂瓶
A
B
C
D
待检验物质
所用试剂
A
海水中的碘元素
淀粉溶液
B
SO2气体
澄清石灰水
C
溶液中的Cu2+
氨水
D
溶液中的NH4+
NaOH溶液,湿润的蓝色石蕊试纸
元素
最高价氧化物的水化物
X
Y
Z
W
分子式
H3ZO4
0.1 ml·L-1溶液对应的pH(25 ℃)
1.00
13.00
1.57
0.70