2020年广东高考化学试题及答案.pdf

2020 年普通高等学校招生全国统一考试年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试理科综合能力测试 化学部分化学部分 可能用到的相对原子质量：可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 P 31 S 32 Cl 35.5 V 51 Fe 56 一、选择题：本题共一、选择题：本题共 13 个小题，每小题个小题，每小题 6 分。共分。共 78 分，在每小题给出的四个分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。选项中，只有一项是符合题目要求的。1.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.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 3.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 A.A B.B C.C D.D 4.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的成键数目保持不变 D.存在反应 CH3OH+HI=CH3I+H2O 5.1934 年约里奥居里夫妇在核反应中用 粒子(即氦核)轰击金属原子，得到核素42HeWZX，开创了人造放射性核素的先河：+。其中元素 X、Y 的最外层30Z+2YWZX42He30Z+2Y10n电子数之和为 8。下列叙述正确的是 A.的相对原子质量为 26 WZXB.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 6.科学家近年发明了一种新型 ZnCO2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 24Zn2e4OH Zn(OH)B.放电时，1 mol CO2转化为 HCOOH，转移的电子数为 2 mol C.充电时，电池总反应为 24222Zn OH)2ZnO4OHO(2H D.充电时，正极溶液中 OH浓度升高 7.以酚酞为指示剂，用 0.1000 molL1的 NaOH 溶液滴定 20.00 mL 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：2-2-2-2c(A)(A)=c(H A)+c(HA)+c(A)下列叙述正确的是 A.曲线代表，曲线代表 2(H A)-(HA)B.H2A 溶液的浓度为 0.2000 molL1 C.HA的电离常数 Ka=1.0102 D.滴定终点时，溶液中+2-(Na)2(A)+(HA)ccc三、非选择题：共三、非选择题：共 174 分，第分，第 2232 题为必考题，每个试题考生都必须作答。题为必考题，每个试题考生都必须作答。第第 3338 题为选考题，考生根据要求作答。题为选考题，考生根据要求作答。(一一)必考题：共必考题：共 129 分。分。8.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：(1)“酸浸氧化”需要加热，其原因是_。(2)“酸浸氧化”中，VO+和 VO2+被氧化成，同时还有_离子被氧化。写出2VOVO+转化为反应的离子方程式_。2VO(3)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为，随滤液可除去金属离子 K+、Mg2+、252V OxH ONa+、_，以及部分的_。(4)“沉淀转溶”中，转化为钒酸盐溶解。滤渣的主要成分是_。252V OxH O(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_。9.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：(1)由 FeSO47H2O 固体配制 0.10 molL1 FeSO4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 u108/(m2s1V1)阴离子 u108/(m2s1V1)Li+4.07 3HCO4.61 Na+5.19 3NO7.40 Ca2+6.59 Cl 7.91 K+7.62 24SO8.27 (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 0.02 molL1。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_。10.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)H=98 kJmol1。回答下列问题：12钒催化剂(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：_。(2)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 随温度的变化如图所示。反应在5.0MPa、550时的=_，判断的依据是_。影响 的因素有_。(3)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，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)。(4)研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：v=k(1)0.8(1n)。式中：k 为反应速率常数，随温度 t 升高而增大；为 SO2平衡转化率，为某时刻 SO2转化率，n 为常数。在=0.90 时，将一系列温度下的 k、值代入上述速率方程，得到 vt 曲线，如图所示。曲线上 v 最大值所对应温度称为该 下反应的最适宜温度 tm。ttm后，v 逐渐下降。原因是_。(二二)选考题：共选考题：共 45 分。请考生从分。请考生从 2 道物理题、道物理题、2 道化学题、道化学题、2 道生物题中每科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。任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。11.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 Li1xFePO4，结构示意图如(b)所示，则x=_，n(Fe2+)n(Fe3+)=_。12.有机碱，例如二甲基胺()、苯胺()，吡啶()等，在有机合成中应用很普遍，目前“有机超强碱”的研究越来越受到关注，以下为有机超强碱 F 的合成路线：已知如下信息：H2C=CH2 3C C l C O O N a乙二醇二甲醚/+RNH2 NaOH2HCl 苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体 回答下列问题：(1)A 的化学名称为_。(2)由 B 生成 C 的化学方程式为_。(3)C 中所含官能团的名称为_。(4)由 C 生成 D 的反应类型为_。(5)D的结构简式为_。(6)E 的六元环芳香同分异构体中，能与金属钠反应，且核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为 6221 的有_种，其中，芳香环上为二取代的结构简式为_。解析卷解析卷 一、选择题：本题共一、选择题：本题共 13 个小题，每小题个小题，每小题 6 分。共分。共 78 分，在每小题给出的四个分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。选项中，只有一项是符合题目要求的。1.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【答案】D 详解：A.乙醇分子中有羟基，其与水分子间可以形成氢键，因此乙醇能与水互溶，A 说法正确；B.次氯酸钠具有强氧化性，其能使蛋白质变性，故其能通过氧化灭活病毒，B 说法正确；C.过氧乙酸的分子式为 C2H4O3，故其相对分子质量为 76，C 说法正确；D.氯仿的化学名称为三氯甲烷，D 说法不正确。综上所述，故选 D。2.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【答案】B 详解：A.根据该有机物的分子结构可以确定其分子式为 C14H14O4，A 叙述正确；B.该有机物的分子在有羟基，且与羟基相连的碳原子上有氢原子，故其可以被酸性重铬酸钾溶液氧化，能使酸性重铬酸钾溶液变色，B 叙述不正确；C.该有机物的分子中有酯基，故其能够发生水解反应，C 叙述正确；D.该有机物分子中与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子，故其可以在一定的条件下发生消去反应生成碳碳双键，D 叙述正确。综上所述，故选 B。3.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 A.A B.B C.C D.D【答案】A 详解：ASO2和 H2S 都具有较强的还原性，都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化；因此在用酸性高锰酸钾溶液除杂质 H2S 时，SO2也会被吸收，故 A 项不能实现除杂目的；B氯气中混有少量的氯化氢气体，可以用饱和食盐水除去；饱和食盐水在吸收氯化氢气体的同时，也会抑制氯气在水中的溶解，故 B 项能实现除杂目的；C氮气中混有少量氧气，在通过灼热的铜丝网时，氧气可以与之发生反应：，而铜与氮气无法反应，因此可以采取这种方式除去杂质氧气，故22CuO=2CuOC 项能实现除杂目的；DNO2可以与 NaOH 发生反应：，NO 与23222NO2NaOH=NaNONaNOH ONaOH 溶液不能发生反应；尽管 NO 可以与 NO2一同跟 NaOH 发生反应：，但由于杂质的含量一般较少，所以也不会对 NO 的222NONO2NaOH=2NaNOH O量产生较大的影响，故 D 项能实现除杂的目的；答案选 A。4.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的成键数目保持不变 D.存在反应 CH3OH+HI=CH3I+H2O【答案】C 详解：A通过分析可知，CH3COI 属于甲醇羰基化反应的反应中间体；其可与水作用，生成最终产物乙酸的同时，也可以生成使甲醇转化为 CH3I 的 HI，A 项正确；B通过分析可知，甲醇羰基化反应，反应物为甲醇以及 CO，产物为乙酸，方程式可写成：，B 项正确；22Rh COI33CH OHCOCH COOH C通过分析可知，铑配合物在整个反应历程中，成键数目，配体种类等均发生了变化，C 项不正确；D通过分析可知，反应中间体 CH3COI 与水作用生成的 HI 可以使甲醇转化为 CH3I，方程式可写成：，D 项正确；332CH OH+HICH IH O 答案选 C。5.1934 年约里奥居里夫妇在核反应中用 粒子(即氦核)轰击金属原子，得到核素42HeWZX，开创了人造放射性核素的先河：+。其中元素 X、Y 的最外层30Z+2YWZX42He30Z+2Y10n电子数之和为 8。下列叙述正确的是 A.的相对原子质量为 26 WZXB.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【答案】B 详解：A的质量数为 27，则该原子相对原子质量为 27，故 A 错误；2713AlBAl 元素均可形成 AlCl3，P 元素均可形成 PCl3，故 B 正确；CAl 原子与 P 原子位于同一周期，且 Al 原子序数大于 P 原子序数，故原子半径 AlP，故 C 错误；DP 的含氧酸有 H3PO4、H3PO3、H3PO2等，故 D 错误；故答案为：B。6.科学家近年发明了一种新型 ZnCO2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 24Zn2e4OH Zn(OH)B.放电时，1 mol CO2转化为 HCOOH，转移的电子数为 2 mol C.充电时，电池总反应为 24222Zn OH)2ZnO4OHO(2H D.充电时，正极溶液中 OH浓度升高【答案】D 详解：A放电时，负极上 Zn 发生氧化反应，电极反应式为：-2-4Zn-2e+4OH=Zn(OH)，故 A 正确，不选；B放电时，CO2转化为 HCOOH，C 元素化合价降低 2，则 1molCO2转化为 HCOOH 时，转移电子数为 2mol，故 B 正确，不选；C充电时，阳极上 H2O 转化为 O2，负极上转化为 Zn，电池总反应为：2-4Zn(OH)，故 C 正确，不选；2-4222Zn(OH)=2Zn+O+4OH+2H OD充电时，正极即为阳极，电极反应式为：，溶液中 H+浓度增-+222H O-4e=4H+O 大，溶液中 c(H+)c(OH-)=KW，温度不变时，KW不变，因此溶液中 OH-浓度降低，故 D 错误，符合题意；答案选 D。7.以酚酞为指示剂，用 0.1000 molL1的 NaOH 溶液滴定 20.00 mL 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：2-2-2-2c(A)(A)=c(H A)+c(HA)+c(A)下列叙述正确的是 A.曲线代表，曲线代表 2(H A)-(HA)B.H2A 溶液的浓度为 0.2000 molL1 C.HA的电离常数 Ka=1.0102 D.滴定终点时，溶液中+2-(Na)2(A)+(HA)ccc【答案】C 详解：A根据分析，曲线代表(HA-)，曲线代表(A2-)，A 错误；B当加入 40.00mLNaOH 溶液时，溶液的 pH 发生突变，说明恰好完全反应，结合分析，根据反应 2NaOH+H2A=Na2A+2H2O，c(H2A)=0.1000mol/L，B 错0.1000mol/L 40mL2 20.00mL误；C由于 H2A 第一步完全电离，则 HA-的起始浓度为 0.1000mol/L，根据图像，当 VNaOH=0时，HA-的分布系数为 0.9，溶液的 pH=1，A2-的分布系数为 0.1，则 HA-的电离平衡常数Ka=110-2，C 正确；2-+-(A)(H)(HA)ccc0.1000mol/L 0.1 0.1000mol/L0.1000mol/L 0.9D用酚酞作指示剂，酚酞变色的pH 范围为 8.210，终点时溶液呈碱性，c(OH-)c(H+)，溶液中的电荷守恒为 c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)，则 c(Na+)2c(A2-)+c(HA-)，D错误；答案选 C。三、非选择题：共三、非选择题：共 174 分，第分，第 2232 题为必考题，每个试题考生都必须作答。题为必考题，每个试题考生都必须作答。第第 3338 题为选考题，考生根据要求作答。题为选考题，考生根据要求作答。(一一)必考题：共必考题：共 129 分。分。8.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：(1)“酸浸氧化”需要加热，其原因是_。(2)“酸浸氧化”中，VO+和 VO2+被氧化成，同时还有_离子被氧化。写出2VOVO+转化为反应的离子方程式_。2VO(3)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为，随滤液可除去金属离子 K+、Mg2+、252V OxH ONa+、_，以及部分的_。(4)“沉淀转溶”中，转化为钒酸盐溶解。滤渣的主要成分是_。252V OxH O(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_。【答案】(1).加快酸浸和氧化反应速率（促进氧化完全）(2).Fe2+(3).VO+MnO2+2H+=+Mn2+H2O (4).Mn2+(5).Fe3+、Al3+(6).Fe(OH)3 (7).+2VONaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3或 NaAl(OH)4+HCl=NaCl+Al(OH)3+H2O (8).利用同离子效应，促进 NH4VO3尽可能析出完全 详解：(1)“酸浸氧化”需要加热，其原因是：升高温度，加快酸浸和氧化反应速率（促进氧化完全），故答案为：加快酸浸和氧化反应速率（促进氧化完全）；(2)“酸浸氧化”中，钒矿粉中的 Fe3O4与硫酸反应生成 FeSO4、Fe2(SO4)3和水，MnO2具有氧化性，Fe2+具有还原性，则 VO+和 VO2+被氧化成的同时还有 Fe2+被氧化，反应的离+2VO子方程式为 MnO2+2Fe2+4H+=Mn2+2Fe3+2H2O；VO+转化为时，钒元素的化合价由+2VO+3 价升至+5 价，1molVO+失去 2mol 电子，MnO2被还原为 Mn2+，Mn 元素的化合价由+4价降至+2 价，1molMnO2得到 2mol 电子，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，VO+转化为反应的离子方程式为 VO+MnO2+2H+=+Mn2+H2O，故答案为：Fe2+，+2VO+2VOVO+MnO2+2H+=+Mn2+H2O；+2VO(3)根据分析，“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为 V2O5xH2O，随滤液可除去金属离子 K+、Mg2+、Na+、Mn2+，以及部分的 Fe3+、Al3+，故答案为：Mn2+，Fe3+、Al3+；(4)根据分析，滤渣的主要成分是 Fe(OH)3，故答案为：Fe(OH)3；(5)“调 pH”中有沉淀生成，是 NaAlO2与 HCl 反应生成 Al(OH)3沉淀，生成沉淀反应的化学方程式是 NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3或 NaAl(OH)4+HCl=NaCl+Al(OH)3+H2O，故答案为：NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3或 NaAl(OH)4+HCl=NaCl+Al(OH)3+H2O。(6)“沉钒”中析出 NH4VO3晶体时，需要加入过量 NH4Cl，其原因是：增大 NH4+离子浓度，利用同离子效应，促进 NH4VO3尽可能析出完全，故答案为：利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全。9.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：(1)由 FeSO47H2O 固体配制 0.10 molL1 FeSO4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 u108/(m2s1V1)阴离子 u108/(m2s1V1)Li+4.07 3HCO4.61 Na+5.19 3NO7.40 Ca2+6.59 Cl 7.91 K+7.62 24SO8.27 (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 0.02 molL1。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_。【答案】(1).烧杯、量筒、托盘天平 (2).KCl (3).石墨 (4).0.09mol/L (5).Fe3+e-=Fe2+(6).Fe-2e-=Fe2+(7).Fe3+(8).Fe (9).取活化后溶液少许于试管中，加入 KSCN 溶液，若溶液不出现血红色，说明活化反应完成 详解：(1)由 FeSO47H2O 固体配制 0.10molL-1FeSO4溶液的步骤为计算、称量、溶解并冷却至室温、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶、贴标签，由 FeSO47H2O 固体配制 0.10molL-1FeSO4溶液需要的仪器有药匙、托盘天平、合适的量筒、烧杯、玻璃棒、合适的容量瓶、胶头滴管，故答案为：烧杯、量筒、托盘天平。(2)Fe2+、Fe3+能与反应，Ca2+能与反应，FeSO4、Fe2(SO4)3都属于强酸弱碱-3HCO2-4SO盐，水溶液呈酸性，酸性条件下能与 Fe2+反应，根据题意“盐桥中阴、阳离子不与溶-3NO液中的物质发生化学反应”，盐桥中阴离子不可以选择、，阳离子不可以选择-3HCO-3NOCa2+，另盐桥中阴、阳离子的迁移率（u）应尽可能地相近，根据表中数据，盐桥中应选择 KCl 作为电解质，故答案为：KCl。(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极，则铁电极为负极，石墨电极为正极，盐桥中阳离子向正极移动，则盐桥中的阳离子进入石墨电极溶液中，故答案为：石墨。(4)根据(3)的分析，铁电极的电极反应式为 Fe-2e-=Fe2+，石墨电极上未见 Fe 析出，石墨电极的电极反应式为 Fe3+e-=Fe2+，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，根据得失电子守恒，石墨电极溶液中 c（Fe2+）增加 0.04mol/L，石墨电极溶液中 c（Fe2+）=0.05mol/L+0.04mol/L=0.09mol/L，故答案为：0.09mol/L。(5)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为 Fe3+e-=Fe2+，铁电极的电极反应式为 Fe-2e-=Fe2+；电池总反应为 Fe+2Fe3+=3Fe2+，根据同一反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物、还原剂的还原性强于还原产物，则验证了 Fe2+氧化性小于 Fe3+，还原性小于Fe，故答案为：Fe3+e-=Fe2+，Fe-2e-=Fe2+，Fe3+，Fe。(6)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，发生的反应为 Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4，要检验活化反应完成，只要检验溶液中不含Fe3+即可，检验活化反应完成的方法是：取活化后溶液少许于试管中，加入 KSCN 溶液，若溶液不出现血红色，说明活化反应完成，故答案为：取活化后溶液少许于试管中，加入KSCN 溶液，若溶液不变红，说明活化反应完成。10.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)H=98 kJmol1。回答下列问题：12钒催化剂(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：_。(2)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 随温度的变化如图所示。反应在5.0MPa、550时的=_，判断的依据是_。影响 的因素有_。(3)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，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)。(4)研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：v=k(1)0.8(1n)。式中：k 为反应速率常数，随温度 t 升高而增大；为 SO2平衡转化率，为某时刻 SO2转化率，n 为常数。在=0.90 时，将一系列温度下的 k、值代入上述速率方程，得到 vt 曲线，如图所示。曲线上 v 最大值所对应温度称为该 下反应的最适宜温度 tm。ttm后，v 逐渐下降。原因是_。【答案】(1).2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)H=-351 kJmol-1 (2).0.975 (3).该反应气体分子数减少，增大压强，提高。所以，该反应在 550、压强为 5.0MPa2.5MPap的，所以 p1=5.0MPa (4).反应物（N2和 O2）的起始浓度（组成）、温度、压强 (5).(6).(7).升高温度，k 增大2m100mp0.51.51100mpm使 v 逐渐提高，但 降低使 v 逐渐下降。当 ttm，k 增大对 v 的提高大于 引起的降低；当 ttm，k 增大对 v 的提高小于 引起的降低 详解：(1)由题中信息可知：SO2(g)+O2(g)SO3(g)H=-98kJmol-1 12V2O4(s)+SO3(g)V2O5(s)+SO2(g)H2=-24kJmol-1 V2O4(s)+2SO3(g)2VOSO4(s)H1=-399kJmol-1 根据盖斯定律可知，-2 得 2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)，则H=H1-2H2=(-399kJmol-1)-(-24kJmol-1)2=-351kJmol-1，所以该反应的热化学方程式为：2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)H=-351 kJmol-1；(2)SO2(g)+O2(g)SO3(g)，该反应是一个气体分子数减少的放热反应，故增大压强可以12使化学平衡向正反应方向移动。因此，在相同温度下，压强越大，SO2的平衡转化率越大，所以，该反应在 550、压强为 5.0MPa 条件下，SO2的平衡转化率一定高于相同温度下、压强为 2.5MPa 的，因此，p1=5.0MPa，由图中数据可知，=0.975。影响 的因素就是影响化学平衡移动的因素，主要有反应物（N2和 O2）的浓度、温度、压强等。(3)假设原气体的物质的量为 100mol，则 SO2、O2和 N2的物质的量分别为 2m mol、m mol和 q mol，2m+m+q=3m+q=100，SO2的平衡转化率为，则有下列关系：2231SO+O SO20()2mm2()22()2m(1-)m(1)molmmolmmmmol 矾催化剂起始量变化量平衡量平衡时气体的总物质的量为 n(总)=2m(1-)+m(1-)+2mmol+q mol，则 SO3的物质的量分数为3n SO2m mol2m100%100%100%n2m 1m 12m molq mol100m总。该反应在恒压容器中进行，因此，SO3的分压 p(SO3)=，p(SO2)=2m100mp，p(O2)=，在该条件下，SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的 Kp=2m 1100mpm 1100mp12。30.50.50.51.5222mSO100mSO2m 1m 11100100m100mppppOmpppm(4)由于该反应是放热反应，温度升高后 降低。由题中信息可知，v=，升高温度，k 增大使 v 逐渐提高，但 降低使 v 逐渐下降。当 t0.8k11 ntm，k 增大对 v的提高大于 引起的降低；当 ttm，k (二二)选考题：共选考题：共 45 分。请考生从分。请考生从 2 道物理题、道物理题、2 道化学题、道化学题、2 道生物题中每科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。任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。11.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 Li1xFePO4，结构示意图如(b)所示，则x=_，n(Fe2+)n(Fe3+)=_。【答案】(1).4:5 (2).Na 与 Li 同主族，Na 的电子层数更多，原子半径更大，故第一电离能更小 (3).Li，Be 和 B 为同周期元素，同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大的趋势；但由于基态 Be 原子的 s 能级轨道处于全充满状态，能量更低更稳定，故其第一电离能大于 B 的 (4).正四面体形 (5).4 (6).sp3 (7).4 (8).或3160.1875 (9).13:3 详解：(1)基态铁原子的价电子排布式为，失去外层电子转化为 Fe2+和 Fe3+，这两种623d 4s基态离子的价电子排布式分别为和，根据 Hund 规则可知，基态 Fe2+有 4 个未成对63d53d电子，基态 Fe3+有 5 个未成对电子，所以未成对电子个数比为 4:5；(2)同主族元素，从上至下，原子半径增大，第一电离能逐渐减小，所以11LiNaII；同周期元素，从左至右，第一电离能呈现增大的趋势，但由于A 元素基态原子 s 能级轨道处于全充满的状态，能量更低更稳定，所以其第一电离能大于同一周期的A 元素，因此；111BeBLiIII(3)经过计算，中不含孤电子对，成键电子对数目为 4，价层电子对数为 4，因此其构34PO型为正四面体形，P 原子是采用 sp3杂化方式形成的 4 个 sp3杂化轨道；(4)由题干可知，LiFePO4的晶胞中，Fe 存在于由 O 构成的正八面体内部，P 存在由 O 构成的正四面体内部；再分析题干中给出的(a),(b)和(c)三个不同物质的晶胞结构示意图，对比(a)和(c)的差异可知，(a)图所示的 LiFePO4的晶胞中，小球表示的即为 Li+，其位于晶胞的8 个顶点，4 个侧面面心以及上下底面各自的相对的两条棱心处，经计算一个晶胞中 Li+的个数为个；进一步分析(a)图所示的 LiFePO4的晶胞中，八面体结构111844=4824 和四面体结构的数目均为 4，即晶胞中含 Fe 和 P 的数目均为 4；考虑到化学式为LiFePO4，并且一个晶胞中含有的 Li+，Fe 和 P 的数目均为 4，所以一个晶胞中含有 4 个LiFePO4单元。对比(a)和(b)两个晶胞结构示意图可知，Li1-xFePO4相比于 LiFePO4缺失一个面心的 Li+以及一个棱心的 Li+；结合上一个空的分析可知，LiFePO4晶胞的化学式为Li4Fe4P4O16，那么 Li1-xFePO4晶胞的化学式为 Li3.25Fe4P4O16，所以有即3.251-x=4x=0.1875。结合上一个空计算的结果可知，Li1-xFePO4即 Li0.8125FePO4；假设 Fe2+和 Fe3+数目分别为 x 和 y，则列方程组：，解得 x=0.8125，x+y=10.81252x3y+5=4 2y=0.1875，则 Li1-xFePO4中。23(Fe):(Fe)=0.8125:0.1875=13:3nn12.有机碱，例如二甲基胺()、苯胺()，吡啶()等，在有机合成中应用很普遍，目前“有机超强碱”的研究越来越受到关注，以下为有机超强碱 F 的合成路线：已知如下信息：H2C=CH2 3C C l C O O N a乙二醇二甲醚/+RNH2 NaOH2HCl 苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体 回答下列问题：(1)A 的化学名称为_。(2)由 B 生成 C 的化学方程式为_。(3)C 中所含官能团的名称为_。(4)由 C 生成 D 的反应类型为_。(5)D的结构简式为_。(6)E 的六元环芳香同分异构体中，能与金属钠反应，且核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为 6221 的有_种，其中，芳香环上为二取代的结构简式为_。【答案】(1).三氯乙烯 (2).+KOH+KCl+H2O (3).醇碳碳双键、氯原子 (4).取代反应 (5).(6).6 (7).详解：(1)由题中信息可知，A 的分子式为 C2HCl3，其结构简式为 ClHC=CCl2，其化学名称为三氯乙烯。(2)B 与氢氧化钾的醇溶液共热发生消去反应生成 C（），该反应的化学方程式为+KOH+KCl+H2O。醇(3)由 C 的分子结构可知其所含官能团有碳碳双键和氯原子。(4)C（）与过量的二环己基胺发生生成 D，D 与 E 发生信息的反应生成F，由 F 的分子结构可知，C 的分子中的两个氯原子被二环己基胺基所取代，则由 C 生成D 的反应类型为取代反应。(5)由 D 的分子式及 F 的结构可知 D 的结构简式为。(6)已知苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体。E（）的六元环芳香同分异构体中，能与金属钠反应，则其分子中也有羟基；核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为6221 的有、，共 6 种，其中，