2019年高考化学真题解析卷（全国卷III）

2019年高考化学真题（全国卷Ⅲ）
一、选择题（本题共7个小题，每小题6分，共42分）
1．化学与生活密切相关。下列叙述错误的是（　　）
A．高纯硅可用于制作光感电池
B．铝合金大量用于高铁建设
C．活性炭具有除异味和杀菌作用
D．碘酒可用于皮肤外用消毒
2．下列化合物的分子中，所有原子可能共平面的是（　　）
A．甲苯 B．乙烷 C．丙炔 D．1，3-丁二烯
3．X、Y、Z均为短周期主族元素，它们原子的最外层电子数之和是10。X与Z同族，Y最外层电子数等于X次外层电子数，且Y原子半径大于Z。下列叙述正确的是（　　）
A．熔点：X的氧化物比Y的氧化物高
B．热稳定性：X的氢化物大于Z的氢化物
C．X与Z可形成离子化合物ZX
D．Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸
4．离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中错误的是（　　）
A．经过阳离子交换树脂后，水中阳离子的总数不变
B．水中的、、Cl-通过阴离子树脂后被除去
C．通过净化处理后，水的导电性降低
D．阴离子树脂填充段存在反应H++OH-═H2O
5．设NA为阿伏加德罗常数值。关于常温下pH=2的H3PO4溶液，下列说法正确的是（　　）
A．每升溶液中的H+数目为0.02NA
B．c（H+）=c（）+2c（）+3c（）+c（OH-）
C．加水稀释使电离度增大，溶液pH减小
D．加入NaH2PO4固体，溶液酸性增强
6．下列实验不能达到目的是（　　）
选项 目的 实验
A 制取较高浓度的次氯酸溶液 将Cl2通入碳酸钠溶液中
B 加快氧气的生成速率 在过氧化氢溶液中加入少量MnO2
C 除去乙酸乙酯中的少量乙酸 加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液
D 制备少量二氧化硫气体 向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸
7．为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3D-Zn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D-Zn-NiOOH二次电池，结构如图所示。电池反应为。下列说法错误的是（　　）
A．三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高
B．充电时阳极反应为Ni(OH)2（s）+OH-（aq）-e-═NiOOH（s）+H2O（l）
C．放电时负极反应为Zn（s）+2OH-（aq）-2e-═
ZnO（s）+H2O（l）
D．放电过程中OH-通过隔膜从负极区移向正极区
二、非选择题（共43分，第8～10题为必考题，每个试题考生都必须作答，第11～12为选考题，考生根据要求作答）
（一）必考题
8．高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如图所示。回答下列问题：
相关金属离子[c0（Mn+）=0.1 mol L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子 Mn2+ Fe2+ Fe3+ Al3+ Mg2+ Zn2+ Ni2+
开始沉淀的pH 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9
沉淀完全的pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2
（1）“滤渣1”含有S和 ；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式 。
（2）“氧化”中添加适量的MnO2的作用是 。
（3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为 ～6之间。
（4）“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是 。
（5）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是 。
（6）写出“沉锰”的离子方程式 。
（7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时，z= 。
9．乙酰水杨酸（阿司匹林）是目前常用药物之一。实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如图：
水杨酸 醋酸酐 乙酰水杨酸
熔点/℃ 157～159 -72～-74 135～138
相对密度/（g cm-3） 1.44 1.10 1.35
相对分子质量 138 102 180
实验过程：在100 mL锥形瓶中加入水杨酸6.9 g及醋酸酐10 mL，充分摇动使固体完全溶解。缓慢滴加0.5 mL浓硫酸后加热，维持瓶内温度在70 ℃，充分反应。稍冷后进行如下操作：
①在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100 mL冷水中，析出固体，过滤；②所得结晶粗品加入50 mL饱和碳酸氢钠溶液，溶解、过滤；③滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体；④固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4 g。
回答下列问题：
（1）该合成反应中应采用 加热。（填标号）
A．热水浴 B．酒精灯 C．煤气灯 D．电炉
（2）下列玻璃仪器中，①中需使用的有 （填标号），不需使用的有 （填名称）。
（3）①中需使用冷水，目的是 。
（4）②中饱和碳酸氢钠的作用是 ，以便过滤除去难溶杂质。
（5）④采用的纯化方法为 。
（6）本实验的产率是 %。
10．近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：
（1）Deacon发明的直接氧化法为：4HCl（g）+O2（g）═2Cl2（g）+2H2O（g）。如图为刚性容器中，进料浓度比c（HCl）∶c（O2）分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：
可知反应平衡常数K（300 ℃） K（400 ℃）（填“大于”或“小于”）。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c（HCl）∶c（O2）=1∶1的数据计算K（400 ℃）= （列出计算式）。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c（HCl）∶c（O2）过低、过高的不利影响分别是 。
（2）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl2（s）═CuCl（s）+Cl2（g）△H1=83 kJ mol-1
CuCl（s）+O2（g）═CuO（s）+Cl2（g）△H2=-20 kJ mol-1
CuO（s）+2HCl（g）═CuCl2（s）+H2O（g）△H3=-121 kJ mol-1
则4HCl（g）+O2（g）═2Cl2（g）+2H2O（g）的△H= kJ mol-1。
（3）在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是 （写出2种）。
（4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示：
负极区发生的反应有 （写反应方程式）。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气 L（标准状况）。
（二）选考题（共15分，请考生从2道化学题中任选一题作答，如果多做，则按所做的第一题计分）
[化学—选修3：物质结构与性质]
11．磷酸亚铁锂（LiFePO4）可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题：
（1）在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是 ，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态 （填“相同”或“相反”）。
（2）FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为 ，其中Fe的配位数为 。
（3）苯胺（）的晶体类型是 。苯胺与甲苯（）的相对分子质量相近，但苯胺的熔点（-5.9 ℃）、沸点（184.4 ℃）分别高于甲苯的熔点（-95.0 ℃）、沸点（110.6 ℃），原因是 。
（4）NH4H2PO4中，电负性最高的元素是 ；P的 杂化轨道与O的2p轨道形成 键。
（5）NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示：
这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为 （用n代表P原子数）。
[化学—选修5：有机化学基础]
12．氧化白藜芦醇W具有抗病毒等作用。下面是利用Heck反应合成W的一种方法：
回答下列问题：
（1）A的化学名称为 。
（2）中的官能团名称是 。
（3）反应③的类型为 ，W的分子式为 。
（4）不同条件对反应④产率的影响如下表：
实验 碱 溶剂 催化剂 产率/%
1 KOH DMF Pd(OAc)2 22.3
2 K2CO3 DMF Pd(OAc)2 10.5
3 Et3N DMF Pd(OAc)2 12.4
4 六氢吡啶 DMF Pd(OAc)2 31.2
5 六氢吡啶 DMA Pd(OAc)2 38.6
6 六氢吡啶 NMP Pd(OAc)2 24.5
上述实验探究了 和 对反应产率的影响。此外，还可以进一步探究 等对反应产率的影响。
（5）X为D的同分异构体，写出满足如下条件的X的结构简式 。
①含有苯环；②有三种不同化学环境的氢，个数比为6∶2∶1；③1 mol的X与足量金属Na反应可生成2 g H2。
（6）利用Heck反应，由苯和溴乙烷为原料制备，写出合成路线
（无机试剂任选）。
化学试题答案
一、选择题
1.C。【解析】A选项，Si为半导体材料，可以作光感电池，故A正确；B选项，铝合金在生活中用途最广泛，大量用于高铁建设，故B正确；C选项，活性炭具有吸附性，可以去除异味，但是活性炭没有强氧化性，不能杀菌消毒，故C错误；D选项，碘酒能使蛋白质变性从而起到杀菌消毒的作用，所以碘酒可用于皮肤外用消毒，故D正确。故选C。
2.D。【解析】A选项，甲苯中甲基上的C原子采用sp3杂化，则该分子中所有原子一定不共平面，故A错误；B选项，乙烷中两个C原子都采用sp3杂化，所以该分子中所有原子一定不共平面，故B错误；C选项，丙炔中甲基上的C原子采用sp3杂化，则该分子中所有原子一定不共平面，故C错误；D选项，1,3-丁二烯的结构简式为CH2=CHCH=CH2，所有原子都采用sp2杂化，CH2=CH-具有乙烯的结构特点且共价单键可以旋转，所以该分子中所有原子可能共平面，故D正确。故选D。
3.B。【解析】通过以上分析知，X、Y、Z分别是C、Mg、Si元素，A选项，X的氧化物是碳的氧化物，为分子晶体；Y的氧化物为MgO，为离子晶体，熔沸点：离子晶体＞分子晶体，所以熔点：MgO＞CO和CO2，即X的氧化物的熔点低于Y的氧化物，故A错误；B选项，元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金属性X＞Z，则X氢化物的热稳定性大于Z的氢化物，故B正确；C选项，X、Z为非金属元素，二者通过共用电子对形成共价化合物SiC，故C错误；D选项，Z的单质为Si，Si和浓硝酸不反应，但是能溶于强碱溶液，故D错误。故选B。
4.A。【解析】A选项，经过阳离子交换树脂后，溶液中阳离子所带总电荷数不变，但是水中部分阳离子由带2个单位正电荷变为带1个单位正电荷，导致阳离子总数增加，故A错误；B选项，阴离子交换树脂吸收阴离子，所以经过阴离子交换树脂后，溶液中的、、Cl-被树脂吸收而除去，故B正确；C选项，溶液的导电性与离子浓度成正比，通过净化处理后溶液中的阴阳离子被除去，导致溶液中的离子浓度减小，溶液导电性降低，故C正确；
D选项，通过阳离子交换膜后得到的溶液中含有氢离子，经过阴离子交换膜后生成水，说明经过阴离子交换膜时发生中和反应，所以阴离子树脂填充段存在反应H++OH-═H2O，故D正确。故选A。
5.B。【解析】A选项，常温下pH=2的H3PO4溶液中c（H+）=0.01 mol/L，1 L该溶液中含有的n（H+）=0.01 mol/L×1 L=0.01 mol，含有H+的数目为0.01 NA，故A错误；B选项，根据H3PO4溶液的电荷守恒可知：c（H+）=c（）+2c（）+3c（）+c（OH-），故B正确；C选项，加水稀释使得H3PO4的浓度减小，则H3PO4电离度增大，但溶液中氢离子浓度减小，溶液pH增大，故C错误；D选项，加入NaH2PO4固体后，抑制了H3PO4的电离，使得溶液中氢离子浓度减小，溶液酸性减弱，故D错误。故选B。
6.A。【解析】A选项，由于HClO的酸性大于碳酸氢根离子，则Cl2与碳酸钠溶液反应生成的是次氯酸钠，无法获得较高浓度的次氯酸溶液，应该用碳酸钙，故A错误；B选项，在过氧化氢溶液中加入少量MnO2，MnO2为催化剂，可加快氧气的生成速率，故B正确；C选项，饱和碳酸钠溶液中可以降低乙酸乙酯的溶解度，且能够吸收乙酸，因此可用饱和碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中的少量乙酸，故C正确；D选项，向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸可生成SO2，且浓硫酸溶于水放热，降低了SO2的溶解度，能够达到实验目的，故D正确。故选A。
7.D。【解析】A选项，表面积越大，反应物接触面积越大，则沉积的ZnO越分散，所以沉积的ZnO分散度高，故A正确；B选项，充电时阳极上失电子发生氧化反应，电极反应式为Ni(OH)2（s）+OH-（aq）-e-═NiOOH（s）+H2O（l），故B正确；C选项，放电时Zn作负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为Zn（s）+2OH-（aq）-2e-═ZnO（s）+H2O（l），故C正确；D选项，放电时，负极上失电子，电子通过导线到达正极，根据异性相吸原理知，溶液中OH-通过隔膜从正极区移向负极区，故D错误。故选D。
二、非选择题
（一）必考题
8.（1）SiO2（或难溶性硅酸盐）；MnO2+MnS+2H2SO4═2MnSO4+S+2H2O；（2）将Fe2+氧化为Fe3+；（3）4.7；（4）NiS和ZnS；（5）F-与H+结合形成弱电解质HF，使得MgF2 Mg2++2F-平衡向右移动；（6）Mn2++2═MnCO3↓+CO2↑+H2O；（7）
【解析】硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）中，MnS和MnO2粉加入稀硫酸，MnO2具有氧化性，二者发生氧化还原反应生成MnSO4、S，同时溶液中还有难溶性的SiO2及难溶性的硅酸盐，所以得到的滤渣1为SiO2、S和难溶性的硅酸盐；然后向滤液中加入MnO2，MnO2与Fe2+发生氧化还原反应，生成Fe3+，再向溶液中通入氨气调节溶液的pH除铁和铝，所以滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3，“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，加入的Na2S和Zn2+、Ni2+反应生成硫化物沉淀，所以滤渣3为NiS和ZnS，“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀从而除去Mg2+，所以滤渣4为MgF2，最后向滤液中加入碳酸氢铵得到MnCO3沉淀，用稀硫酸溶解沉淀得到硫酸锰MnSO4；
（1）“滤渣1”含有S和难溶性的二氧化硅或硅酸盐；“溶浸”中二氧化锰与硫化锰发生氧化还原反应生成Mn2+、S和水，离子方程式为MnO2+MnS+2H2SO4═2MnSO4+S+2H2O；
（2）MnO2具有氧化性，能与Fe2+发生氧化还原反应生成Fe3+，从而在调节pH时除去这两种离子；
（3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH应该大于这两种离子完全沉淀所需pH且小于其它离子生成沉淀的pH值，在pH=4.7时Fe3+和Al3+沉淀完全，在pH=6.2时Zn2+开始产生沉淀，为了只得到氢氧化铝和氢氧化镁沉淀，需要溶液的pH范围为4.7～6之间；
（4）“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，这两种离子和硫离子反应生成硫化物沉淀，所以滤渣3为NiS和ZnS；
（5）溶液中存在MgF2的溶解平衡，如果溶液酸性较强，生成弱电解质HF而促进氟化镁溶解，即F-与H+结合形成弱电解质HF，MgF2 Mg2++2F-平衡向右移动，所以镁离子沉淀不完全；
（6）“沉锰”时锰离子和碳酸氢根离子反应生成碳酸锰沉淀，同时还生成水、二氧化碳，离子方程式为Mn2++2═MnCO3↓+CO2↑+H2O；
（7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时，该化合物中各元素的化合价代数和为0，+1+（+2）×+（+3）×+（+4）×z+（-2）×2=0，z=。
9.（1）A；（2）BD；分液漏斗、容量瓶；（3）充分析出乙酰水杨酸固体（结晶）；
（4）生成可溶的乙酰水杨酸钠；（5）重结晶；（6）60
【解析】（1）低于100 ℃的加热需要水浴加热，该合成温度为70 ℃左右，所以该合成反应中应采用热水浴，BCD加热温度都高于100 ℃；
（2）①中操作为过滤，需要的玻璃仪器有玻璃棒、普通漏斗、烧杯，所以选取BD仪器；不需要的仪器是分液漏斗和容量瓶；
（3）乙酰水杨酸在常温下是固体，且在冷水中溶解度较小，为了降低其溶解度并充分析出乙酰水杨酸固体（结晶），所以①中需使用冷水；
（4）碳酸氢钠能和难溶性的乙酰水杨酸反应生成可溶性的乙酰水杨酸钠，从而分离难溶性杂质，达到分离提纯目的；
（5）固体纯化的方法通常为重结晶，所以④采用的纯化方法为重结晶；
（6）醋酸酐质量=10 mL×1.10 g/mL=11 g，6.9 g水杨酸完全反应消耗醋酸酐质量=×102=5.1 g＜11 g，所以乙酸酐有剩余，则理论上生成乙酰水杨酸质量=×180=9 g，产率=×100%=×100%=60%。
10.（1）大于；；Cl2和O2分离能耗较高、HCl转化率较低；（2）-116；（3）增加反应体系的压强、及时分离出产物；（4）Fe3++e-═Fe2+、4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O；5.6
【解析】（1）根据图象可知，进料浓度比相同时，温度越高HCl平衡转化率越低，说明该反应为放热反应，升高温度平衡向着逆向移动，则温度越高平衡常数越小，所以反应平衡常数K（300 ℃）大于K（400 ℃）；
进料浓度比c（HCl）∶c（O2）的比值越大，HCl的平衡转化率越低，根据图象可知，相同温度时HCl转化率最高的为进料浓度比c（HCl）∶c（O2）=1∶1，该曲线中400 ℃ HCl的平衡转化率为84%，
4HCl（g）+O2（g）═2Cl2（g）+2H2O（g）
初始 c0 c0 0 0
平衡 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0
转化c0-0.84c0 c0-0.21c0 0.42c0 0.42c0
K（400 ℃）=；
进料浓度比c（HCl）∶c（O2）过低时，O2浓度较大，HCl的转化率较高，但Cl2和O2分离能耗较高，生成成本提高；进料浓度比c（HCl）∶c（O2）过高时，O2浓度较低，导致HCl的转化率减小；
（2）①CuCl2（s）═CuCl（s）+Cl2（g）△H1=83 kJ mol-1
②CuCl（s）+O2（g）═CuO（s）+Cl2（g）△H2=-20 kJ mol-1
③CuO（s）+2HCl（g）═CuCl2（s）+H2O（g）△H3=-121 kJ mol-1
根据盖斯定律，（①+②+③）×2可得：4HCl（g）+O2（g）=2Cl2（g）+2H2O（g） △H=[（83 kJ mol-1）+（-20 kJ mol-1）+（-121 kJ mol-1）]×2=-116 kJ mol-1；
（3）4HCl（g）+O2（g）═2Cl2（g）+2H2O（g）为气体体积缩小的放热反应，若要提高HCl的转化率，需要使平衡向着正向移动，可增加反应体系的压强或及时分离出产物，提高HCl的转化率；
（4）根据图示，电解池左侧发生反应Fe3++e-═Fe2+，该反应为还原反应，属于电解池的阴极，负极通入氧气后Fe2+被O2氧化而再生成Fe3+，该反应为4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O；
根据电子守恒及4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O可知，电路中转移1 mol电子，消耗氧气的物质的量为：1mol×=0.25 mol，标况下0.25 mol氧气的体积为：22.4 L/mol×0.25 mol=5.6 L。
（二）选考题
11.（1）Mg；相反；（2）；4；（3）分子晶体；苯胺分子之间存在氢键；（4）O；sp3；σ；（5）（PnO3n+1）(n+2)-
【解析】（1）在元素周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是Mg，该元素基态原子核外M层有2个电子，这两个电子的自旋状态相反；
（2）FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为，Fe原子周围有4个Cl，则其中Fe的配位数为4；
（3）苯胺）的晶体类型是分子晶体，构成微粒为分子，苯胺与甲苯（）的相对分子质量相近，但苯胺的熔点（-5.9 ℃）、沸点（184.4 ℃）分别高于甲苯的熔点（-95.0 ℃）、沸点（110.6 ℃），是因为苯胺分子之间存在氢键；
（4）NH4H2PO4中，电负性最高的元素是O；磷酸根离子中P形成4个σ键，则P的sp3杂化轨道与O的2p轨道形成σ键；
（5）由图可知，2个P原子时存在7个O，3个P原子时存在10个O，则存在n个P时存在（3n+1）个O，则这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为（PnO3n+1）(n+2)-。
12.（1）间苯二酚（或1，3-苯二酚）；（2）碳碳双键、羧基；（3）取代反应；C14H12O4；
（4）不同碱；不同溶剂；不同催化剂（或温度等）；（5）；
（6）
【解析】（1）A的化学名称为间苯二酚或1，3-苯二酚；
（2）中的官能团名称是碳碳双键、羧基；
（3）反应③中甲基被H原子取代，所以该反应的类型为取代反应，W的分子式为C14H12O4；
（4）表中影响因素有碱、溶剂、催化剂，当溶剂、催化剂相同时，可以探究不同碱对反应影响；当催化剂、碱相同时，探究溶剂对反应影响；所以上述实验探究了不同碱、不同溶剂对化学产率的影响，如果其他因素都相同只有温度不同时，还可以探究温度对反应产率的影响；如果其他因素都相同只有催化剂不同时，可以探究催化剂对产率影响；
（5）X为D的同分异构体，①X中含有苯环；②有三种不同化学环境的氢，个数比为6∶2∶1，该分子中一共9个H原子，则应该有2个甲基；③1 mol的X与足量金属Na反应可生成2 g H2，生成的氢气物质的量为1 mol，说明含有2个-OH，因为含有2个甲基，所以只能有2个酚羟基，则符合条件的结构简式为；
（6）可由苯乙烯和发生取代反应得到，可由苯发生取代反应生成；苯乙烯可由发生消去反应得到，可由乙苯发生发生取代反应得到，乙苯可由苯和溴乙烷发生傅克烷基化反应得到，则合成路线为。