2020年天津市高考压轴卷之化学试题含解析

2020天津市高考压轴卷 化学

第Ⅰ卷

注意事项：

1．每题选出答案后，用铅笔将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。

2．本卷共6题，每题6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。

相对原子质量：H 1- C 12- O 16- Zn 65-

1．化学与生活、生产密切相关，下列说法正确的是

A ．用活性炭为糖浆脱色和用次氯酸盐漂白纸浆的原理相同

B ．“玉不琢不成器”、“百炼方能成钢”发生的均为化学变化

C ．小苏打是制作面包等糕点的膨松剂，也是治疗胃酸过多的常用药剂

D ．纤维素供给人体能量时，先在体内水解成葡萄糖再被氧化

2．下列指定反应的离子方程式正确的是（ ）

A ．饱和Na 2CO 3溶液与CaSO 4固体反应：CO 32?+CaSO 4

CaCO 3+SO 42?

B ．酸化NaIO 3和NaI 的混合溶液：I ? +IO 3?+6H +=I 2+3H 2O

C ．KClO 碱性溶液与Fe(OH)3反应：3ClO ?+2Fe(OH)3=2FeO 42?+3Cl ?+4H ++H 2O

D ．电解饱和食盐水：2Cl ?+2H +Cl 2↑+ H 2↑ 3．实验室处理含FeBr 3废催化剂的溶液，可得到溴的苯溶液和无水FeCl 3。下列做法能达到相应实验目的的是( )

A ．制取Cl 2

B ．使Br －转化为Br 2

C ．分液，先放出水层，再倒出溴的苯溶液

D ．将分液后的水层蒸干获得无水FeCl 3

4．下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( )

A ．浓硫酸具有吸水性，可用于干燥O 2

B ．SO 2具有氧化性，可用于漂白纸浆

C ．Fe 2O 3能与酸反应，可用于制作红色涂料

D ．Al(OH)3能与NaOH 溶液反应，可用于治疗胃酸过多

5．常温下，用0.1mol·L -1NaOH 溶液滴定0.10 mol·L -1HA 溶液，滴定曲线如图a 所示，混合溶液的pH 与离子浓度变化的关系如图b 所示。下列陈述错误的是

A ．K a （HA ）的数量级为10-5

B ．N 点，c （Na+）-c （A-）=8.72

110W K -? C ．P 到Q 过程中，水的电离程度逐渐增大

D ．当滴定至溶液呈中性是，c （A -）＞c （HA ）

6．2019年3月，我国科学家研发出一种新型的锌碘单液流电池，其原理如图所示。下列说法不正确的是

A．放电时B电极反应式为：I2+2e-=2I-

B．放电时电解质储罐中离子总浓度增大

C．M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜

D．充电时，A极增重65g时，C区增加离子数为4N A

第Ⅱ卷

注意事项：

1．用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。

2．本卷共4题，共64分。

7．（16分）门捷列夫在研究周期表时预言了包括“类铝”、“类硅”在内的11种元素。

(1)门捷列夫预言的“类硅”，多年后被德国化学家文克勒发现，命名为锗(Ge)。

①已知主族元素锗的最高化合价为+4价，其最高价氧化物的水化物为两性氢氧化物。试比较元素的非金属性Si___ Ge(用“>”或“<”表示)。

②若锗位于Si的下一周期，写出“锗”在周期表中的位置_____。根据锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近，预测锗单质的一种用途是_______.

H反应时，反应较难进行的是_______(填“硅”或“锗”)。

③硅和锗单质分别与2

(2)“类铝”在门捷列夫预言4年后，被布瓦博德朗在一种矿石中发现，命名为镓(Ga)。

①由镓的性质推知，镓与铝同主族，且位于铝的下一周期。试写出镓原子的结构示意图____。冶炼金属镓通常采用的方法是_____.

②已知Ga(OH)3难溶于水，为判断Ga(OH)3是否为两性氢氧化物，设计实验时，需要选用的试剂有GaCl3溶液、________和________.

(3)某同学阅读课外资料，看到了下列有关锗、锡、铅三种元素的性质描述：

①锗、锡在空气中不反应，铅在空气中表面形成一层氧化铅；

②锗与盐酸不反应，锡与盐酸反应，铅与盐酸反应但生成PbCl2微溶而使反应终止：该同学查找三种元素在周期表的位置如图所示：

根据以上信息推测，下列描述正确的是______(填标号)。

a.锗、锡、铅的+4价的氢氧化物的碱性强弱顺序是：Ge(OH)4＜Sn(OH)4＜Pb(OH)4

b.锗、锡、铅的金属性依次减弱；

c. 锗、锡、铅的原子半径依次增大。

8．（16分）某天然氨基酸M是人体必需的氨基酸之一，其合成路线如下：

已知：

①

②

→的反应条件和试剂是____________；化合物D的名称为____________；

(1)A B

(2)E F

→的反应类型是____________；A分子中最多有______个原子共平面；

→反应的反常方程式__________________________________________；

(3)写出D E

(4)I与乙二醇反应可生成能降解的高分子化合物N，写出该反应的化学方程式

________________________________________________________________________；

(5)符合下列条件的化合物M的同分异构体共有______种(不考虑立体异构)：

①含有苯甲酸结构②含有一个甲基③苯环上只有两个取代基

其中核磁共振氢谱峰面积比为1:1:2:2:2:3的分子的结构简式______(任写一种)；

(6)请结合以上合成路线，写出以丙酸和上述流程中出现的物质为原料经三步合成丙氨酸()的路线________________________________________________。

9．（16分）叠氮化钠(NaN3)是一种白色剧毒晶体，是汽车安全气囊的主要成分。NaN3易溶于水，微溶于乙醇，水溶液呈弱碱性，能与酸发生反应产生具有爆炸性的有毒气体叠氮化氢。实验室可利用亚硝酸叔丁酯(t－BuNO2，以t－Bu表示叔丁基)与N2H4、氢氧化钠溶液混合反应制备叠氮化钠。

(1)制备亚硝酸叔丁酯

取一定NaNO2溶液与50%硫酸混合，发生反应H2SO4＋2NaNO2===2HNO2＋Na2SO4。可利用亚硝酸与叔丁醇(t－BuOH)在40 ℃左右制备亚硝酸叔丁酯，试写出该反应的化学方程式：

________________。

(2)制备叠氮化钠(NaN3)

按如图所示组装仪器(加热装置略)进行反应，反应方程式为：t－BuNO2＋NaOH＋N2H4===NaN3＋2H2O＋t－BuOH。

①装置a的名称是________________；

②该反应需控制温度在65 ℃，采用的实验措施是____________________；

③反应后溶液在0 ℃下冷却至有大量晶体析出后过滤，所得晶体使用无水乙醇洗涤。试解释低温下过滤和使用无水乙醇洗涤晶体的原因是

______________________________________________。

(3)产率计算

①称取2.0 g叠氮化钠试样，配成100 mL溶液，并量取10.00 mL溶液于锥形瓶中。

②用滴定管加入0.10 mol·L－1六硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]溶液40.00 mL[发生的反应为

2(NH4)2Ce(NO3)6＋2NaN3===4NH4NO3＋2Ce(NO3)3＋2NaNO3＋3N2↑](假设杂质均不参与反应)。

③充分反应后将溶液稀释并酸化，滴入2滴邻菲罗啉指示液，并用0.10 mol·L－1硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]为标准液，滴定过量的Ce4＋，终点时消耗标准溶液20.00 mL(滴定原理：Ce4＋＋Fe2＋===Ce3＋＋Fe3＋)。计算可知叠氮化钠的质量分数为__________(保留2位有效数字)。若其他操作及读数均正确，滴定到终点后，下列操作会导致所测定样品中叠氮化钠质量分数偏大的是______(填字母代号)。

A．锥形瓶使用叠氮化钠溶液润洗

B．滴加六硝酸铈铵溶液时，滴加前仰视读数，滴加后俯视读数

C．滴加硫酸亚铁铵标准溶液时，开始时尖嘴处无气泡，结束时出现气泡

D．滴定过程中，将挂在锥形瓶壁上的硫酸亚铁铵标准液滴用蒸馏水冲进瓶内

(4)叠氮化钠有毒，可以使用次氯酸钠溶液对含有叠氮化钠的溶液进行销毁，反应后溶液碱性明显增强，且产生无色无味的无毒气体，试写出反应的离子方程式：

____________________________。

10．（16分）运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。

I.氨为重要的化工原料，有广泛用途。

(1)合成氨中的氢气可由下列反应制取：

a. CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g) ?H1=+216.4kJ/mol

b. CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g) ?H2=-41.2kJ/mol

则反应CH4(g)+2H2O(g)?CO2(g)+4H2(g) ?H= _____________。

(2)起始时投入氮气和氢气的物质的量分别为1mol、3mol，在不同温度和压强下合成氨。平衡时混合物中氨的体积分数与温度的关系如图。

①恒压时，反应一定达到平衡状态的标志是_____________(填序号)

A．2

N和

2

H的转化率相等B．反应体系密度保持不变

C．

()

()2

3

H

NH

c

c

保持不变D．

()

()3

2

NH

2

N

c

c

=

②P1_____P2 (填“>”“=”或“不确定”，下同)；反应的平衡常数：B点_______D点。

③C点2

H的转化率为________；在A、B两点条件下，该反应从开始到平衡时生成氮气的平均速率：υ(A)__________υ(B)。

Ⅱ.用间接电化学法去除烟气中NO的原理如下图所示。

已知阴极室溶液呈酸性，则阴极的电极反应式为_____________。反应过程中通过质子交换膜(ab)的+

H为2mol时，吸收柱中生成的气体在标准状况下的体积为_____________L。

参考和解析

1．【答案】C

【解析】A、用活性炭为糖浆脱色利用活性炭的吸附作用，用次氯酸盐漂白纸浆利用次氯酸盐产生的次氯酸的强氧化性，二者原理不同，A错误；

B、“玉不琢不成器”属于物理变化，B错误；

C、小苏打是碳酸氢纳，能和酸反应生成CO2气体，所以小苏打是制作面包等糕点的膨松剂，还是治疗胃酸过多的一种药剂，C正确；

D、人体内无纤维素酶，所以纤维素不能在人体内水解成葡萄糖，D错误；答案选C。2．【答案】A

【解析】A项，饱和Na2CO3溶液与CaSO4发生复分解反应生成更难溶于水的CaCO3，反应的离子方程式为CO 32-+CaSO4CaCO3+SO42-，A项正确；

B项，电荷不守恒，得失电子不守恒，正确的离子方程式为5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O，B项错误；

C项，在碱性溶液中不可能生成H+，正确的离子方程式为3ClO-+2Fe（OH）

+4OH-=3Cl-+2FeO42-+5H2O，C项错误；

3

D项，电解饱和食盐水生成NaOH、H2和Cl2，电解饱和食盐水的离子方程式为

2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-，D项错误；答案选A。

3．【答案】C

【解析】A. 实验室制备氯气是用浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应，稀盐酸与二氧化锰不反应，不能制备氯气，A项错误；

B. 用氯气氧化溴离子时，导气管应该采用“长进短出”原则，所以该装置错误，不能实现实验目的，B项错误；

C. 分液时先从下口放出水相，再从上口倒出有机相，C项正确；

D. 蒸发时应该，蒸发至有大量晶体析出时停止加热，用余热蒸干，另外FeCl3水解生成的盐酸易挥发，直接蒸发，得不到无水FeCl3，D项错误；

答案选C。

4．【答案】A

【解析】A. 浓硫酸因具有吸水性，则可用于干燥O2，故A项正确；

B. SO2可用于漂白纸浆，是因为其具有漂白性，与二氧化硫的氧化性无关，故B项错误；

C. 氧化铁本身是红棕色固体，俗称铁红，常用于制造红色油漆和涂料，与Fe2O3能与酸的

反应无关，故C 项错误；

D. 胃酸的主要成分为HCl ，Al(OH)3可用于治疗胃酸过多是因为Al(OH)3为不溶性的弱碱，可中和胃酸，而不是因为Al(OH)3能与NaOH 溶液反应，故D 项错误；

答案选A 。

5．【答案】B

【解析】A. 根据图a 可知，中和百分数为50%时溶液的pH=4.74，此时溶液的组成为等物质的量浓度的NaA 和HA ，由于A -的水解和HA 的电离都是微弱的，c （A -）≈c （HA ），K a (HA)=()()()() 4.74c 10c A H c H c HA -+

+-==，故K a (HA)的数量级为10-5，选项A 正确；

B. N 点，根据电荷守恒有()()()()c c Na H c A c OH ++

--+=+，即()()()()8.728.72c 110110

Kw c Na c A c OH H +--+---=-=-??，选项B 错误； C. P —Q 过程中，随着氢氧化钠溶液的滴入，酸不断消耗，溶液的酸性逐渐减弱，水的电离程度逐渐增大，选项C 正确；

D. 根据图b 可知当lg ()() 1.0c A c HA -

=（即()()

10c A c HA -=）时，溶液呈酸性，当滴定至溶液呈中性时，溶液中c(A -)>c(HA)，选项D 正确。答案选B 。

6．【答案】C

【解析】A.放电时，B 电极为正极，I 2得到电子生成I -，电极反应式为I 2+2e -=2I -，A 正确；

B.放电时，左侧即负极，电极反应式为Zn-2e -=Zn 2+，所以储罐中的离子总浓度增大，B 正确；

C.离子交换膜是防止正负极I 2、Zn 接触发生反应，负极区生成Zn 2+、正电荷增加，正极区生成I -、负电荷增加，所以Cl -通过M 膜进入负极区，K +通过N 膜进入正极区，所以M 为阴离子交换膜，N 为阳离子交换膜，C 错误；

D.充电时，A 极反应式Zn 2++2e -=Zn ，A 极增重65g 转移2mol 电子，所以C 区增加2molK +、2molCl -，离子总数为4N A ，D 正确；

故合理选项是C 。

7．【答案】＞（1分） 第四周期第ⅣA 族（1分） 用作半导体材料（2分）

锗 （2分） （2分） 电解法（2分） NaOH 溶液（2分） 稀硫酸或盐酸

（2分）ac（2分）

【解析】(1)①同主族自上而下元素的非金属性减弱，金属性在增强，故非金属性Si＞Ge，故答案为＞；②锗位于硅的下一周期，应处于第四周期第ⅣA族；处于金属和非金属分界线附近，表现一定的金属性、非金属性，可以用作半导体材料，故答案为第四周期第ⅣA族；用作半导体材料；③非金属性Si＞Ge，非金属性越强，与氢气反应越容易化合，故Ge与氢气反应较难，故答案为锗；

(2)①元素Ga位于Al的下一周期，位于第四周期第ⅢA族，原子结构示意图为Al

与Ga处于同主族，它们原子的最外层电子数都是3个，具有相似的化学性质，Ga的金属性

比Al强，应采取电解法冶炼，故答案为；电解法；

②GaCl3溶液与NaOH溶液反应生成Ga(OH)3，再利用Ga(OH)3是否溶于强酸、强碱判断其是否是两性氢氧化物，故需要的试剂还有：NaOH溶液、稀硫酸或盐酸，故答案为NaOH溶液；稀硫酸或盐酸；

(3)a.同主族元素，从上到下，金属性增强，所以锗、锡、铅的金属性依次增强，则其对应最高价氧化物的水化物的碱性依次增强，碱性：Ge(OH)4＜Sn(OH)4＜Pb(OH)4，故a正确；b.同主族从上到下金属性增强，所以锗、锡、铅的金属性依次增强，故b错误；c. 同主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大，所以锗、锡、铅的原子半径依次增大，故c正确；故选ac。

8．【答案】光照、Cl2（2分）3-苯基-1-丙醇（1分）氧化反应（1分）13 （2分）（2分）

（2分）（2分）9 （2分）

（2分）

【解析】(1)A→B是甲苯与氯气发生取代反应生成，反应条件和试剂是：光照、氯气；化合物D可看作在1-丙醇分子中3号碳原子上的一个H原子被苯基取代产生的物质，所以化合物D的名称为3-苯基-1-丙醇；

(2) 3-苯基-1-丙醇被催化氧化产生E是，该物质含有醛基，被催化氧化，产生F是，E→F的反应是氧化反应；A是甲苯，根据苯分子是平面分子，甲烷分子是正四面体结构可知，甲苯分子中最多有13个原子在同一平面上；

(3) 3-苯基-1-丙醇在Ag催化下，与氧气反应，产生3-苯基-1-丙醛和水，反应的化学方程式是：；

(4)I是，与乙二醇反应可生成能降解的高分子化合物N，该反应的化学方程式：

(5)化合物M的同分异构体满足条件：①含有苯甲酸结构，②含有一个甲基，③苯环上只有两个取代基，可知其中一个取代基为-COOH，另外一个取代基为-NHCH2CH3、或

-CH2NHCH3、或-CH(NH2)CH3，均有邻、间、对3种，所以符合条件的同分异构体共有9

种，其中核磁共振氢谱峰面积比为1：1：2：2：2：3的分子的结构简式：或或；

(6)由合成路线，可知丙酸先与PCl3反应，产生CH3CHClCOOH，产物再与反应，得到的在碱性条件水解、酸化就可得到得到，其合成路线流程图为：。

9．【答案】t－BuOH＋HNO240℃

→t－BuNO2＋H2O（2分）恒压滴液漏斗(滴液漏斗) （2分）水浴加热（2分）降低叠氮化钠的溶解度，防止产物损失（2分）65% （3分）AC（2分）ClO－＋2N＋H2O=Cl－＋2OH－＋3N2↑（3分）

【解析】(1)根据元素组成以及酯化反应特点，有水分子生成，无机酸与醇的酯化反应生成

亚硝酸酯与水，反应的化学方程式为t－BuOH＋HNO240℃

→t－BuNO2＋H2O；

(2)①根据仪器的构造可知，装置a的名称是恒压滴液漏斗(滴液漏斗)；

②加热温度低于100 ℃，所以用水浴加热；

③叠氮化钠易溶于水，微溶于乙醇，低温下溶解度降低，用乙醇洗涤溶质损失更少；

(3)Ce4＋总计为0.10 mol·L－1×0.04 L＝0.004 mol，分别与Fe2＋和N反应。其中与Fe2＋按1∶1反应消耗0.10 mol·L－1×0.02 L＝0.002 mol，则与N按1∶1反应也为0.002 mol，即10 mL

所取溶液中有0.002 mol N。原2.0 g叠氮化钠试样，配成100 mL溶液中有0.02 mol即1.3 g NaN3，所以样品质量分数为65%；

误差分析：A、使用叠氮化钠溶液润洗锥形瓶，使进入锥形瓶中溶质比所取溶液更多，滴定消耗的硫酸亚铁铵标准液体积减小，叠氮化钠溶液浓度偏大；

B、六硝酸铈铵溶液实际取量大于40.00 mL，滴定消耗的硫酸亚铁铵标准液体积增大，计算叠氮化钠溶液浓度偏小；

C、滴定前无气泡，终点时出现气泡，则读数体积为实际溶液体积减气泡体积，硫酸亚铁铵标准液读数体积减小，叠氮化钠溶液浓度偏大；

D、滴定过程中，将挂在锥形瓶壁上的硫酸亚铁铵标准液滴用蒸馏水冲进瓶内，无影响。

答案选AC；

（4）叠氮化钠有毒，可以使用次氯酸钠溶液对含有叠氮化钠的溶液进行销毁，反应后溶液碱性明显增强，且产生无色无味的无毒气体氮气，结合氧化还原反应配平，反应的离子方程式为：ClO－＋2N＋H2O=Cl－＋2OH－＋3N2↑。

10．【答案】+175.2kJ/mol（2分）BC （2分）< （2分）> （2分）66.7%（2分）<（2分）2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O（2分）11.2 （2分）

【解析】I.(1)已知a.CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H=+216.4kJ/mol

b.CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol

则将a+b，可得CH4(g)+2H2O(g)?CO2(g)+4H2(g) △H=（+216.4-41.2）kJ/mol=+175.2kJ/mol；

(2)①A.N2和H2的起始物料比为1：3，且按照1：3反应，则无论是否达到平衡状态，转化率都相等，N2和H2转化率相等不能用于判断是否达到平衡状态，A错误；

B.气体的总质量不变，由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，恒压条件下，当反应体系密度保持不变时，说明体积不变，则达到平衡状态，B正确；

C.

()

()2

3

H

NH

c

c

保持不变，说明氢气、氨气的浓度不变，反应达到平衡状态，C正确；

D.达平衡时各物质的浓度保持不变，但不一定等于化学计量数之比，

()

()3

2

NH

2

N

c

c

=不能确定

反应是否达到平衡状态，D错误；

故合理选项是BC；

②由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，平衡混合气体中氨气的百分含量增大，由图象可知P1

③起始时投入氮气和氢气分别为1mol、3mol，反应的方程式为N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)，C 点氨气的含量为50%，设转化N2物质的量为xmol，则

N 2(g) +3H 2(g) ? 2NH 3(g)

起始：1mol 3mol 0

转化：x mol 3xmol 2xmol

平衡：(1-x)mol (3-3x)mol 2xmol

则242x x -×100%=50%，解得x=23，则C 点H 2的转化率为233100%3

??=66.7%，B 点的压强、温度都比A 点高，压强越大、温度越高，反应速率越大，所以υ(A)<υ(B)； II.根据图示可知，阴极通入的SO 32-发生得电子的还原反应生成S 2O 42-，则阴极反应式为：2SO 32-+4H ++2e -=S 2O 42-+2H 2O ；电解池的阳极水电离出的氢氧根离子放电生成氧气，发生反应为：2H 2O-4e -=4H ++O 2↑，则电解池中总反应为：4SO 32-+4H +2S 2O 42-+2H 2O+O 2↑，即转移4mol 电子时有4mol 氢离子通过质子交换膜，则反应过程中通过质子交换膜（ab ）的H +为2mol 时，转移电子的物质的量为2mol ，生成1molS 2O 42-，图示NO 吸收柱中S 2O 42-失去电子被氧化成SO 32-，NO 得到电子被还原成N 2，根据得失电子守恒可知，吸收柱中生成N 2

的物质的量为：n(N 2)=()2202

mol -?=0.5mol ，标况下0.5mol 氮气的体积为：22.4L/mol×0.5mol=11.2L 。