2023年高考化学试卷（全国甲卷）（解析卷）

1/17 2023 年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试化学部分(全国甲卷) 可能用到的相对原子质量：F 19 Al 27 一、选择题：本题共13 小题，每小题6 分，共78 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。(化学部分为第7～13 题) 1. 化学与生活密切相关，下列说法正确的是 A. 苯甲酸钠可作为食品防腐剂是由于其具有酸性 B. 豆浆能产生丁达尔效应是由于胶体粒子对光线的散射 C. SO2可用于丝织品漂白是 由于其能氧化丝织品中有色成分 D. 维生素C 可用作水果罐头的抗氧化剂是由于其难以被氧化 【答案】B 【解析】 【详解】A．苯甲酸钠属于强碱弱酸盐，其水溶液呈碱性，因此，其可作为食品防腐剂不是由于其具有酸 性，A 说法不正确； B．胶体具有丁达尔效应，是因为胶体粒子对光线发生了散射；豆浆属于胶体，因此，其能产生丁达尔效 应是由于胶体粒子对光线的散射，B 说法正确； C． 可用于丝织品漂白是由于其能与丝织品中有色成分化合为不稳定的无色物质，C 说法不正确； D．维生素C 具有很强的还原性，因此，其可用作水果罐头的抗氧化剂是由于其容易被氧气氧化，从而防 止水果被氧化，D 说法不正确； 综上所述，本题选B。 2. 藿香蓟具有清热解毒功效，其有效成分结构如下。下列有关该物质的说法错误的是 A. 可以发生水解反应 B. 所有碳原子处于同一平面 1/17 C. 含有2 种含氧官能团 D. 能与溴水发生加成反应 【答案】B 【解析】【详解】A．藿香蓟的分子结构中含有酯基，因此其可以发生水解反应，A 说法正确； B．藿香蓟的分子结构中的右侧有一个饱和碳原子连接着两个甲基，类比甲烷分子的空间构型可知，藿香 蓟分子中所有碳原子不可能处于同一平面，B 说法错误； 2/17 C．藿香蓟的分子结构中含有酯基和醚键，因此其含有2 种含氧官能团，C 说法正确； D．藿香蓟的分子结构中含有碳碳双键，因此，其能与溴水发生加成反应，D 说法正确； 综上所述，本题选B。 3. 实验室将粗盐提纯并配制 的 溶液。下列仪器中，本实验必须用到的有 ①天平 ②温度计 ③坩埚 ④分液漏斗 ⑤容量瓶 ⑥烧杯 ⑦滴定管 ⑧酒精灯 A. ①②④⑥ B. ①④⑤⑥ C. ②③⑦⑧ D. ①⑤⑥⑧ 【答案】D 【解析】 【详解】实验室将粗盐提纯时，需要将其溶于一定量的水中，然后将其中的硫酸根离子、钙离子、镁离子 依次用稍过量的氯化钡溶液、碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液除去，该过程中有过滤操作，需要用到烧杯、漏 斗和玻璃棒；将所得滤液加适量盐酸酸化后蒸发结晶得到较纯的食盐，该过程要用到蒸发皿和酒精灯；用 提纯后得到的精盐配制溶液的基本步骤有称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀等操作，需要用到天平、 容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。综上所述，本实验必须用到的有①天平、⑤容量瓶、⑥烧杯、⑧酒 精灯，因此本题选D。 4. 为阿伏伽德罗常数的值。下列叙述正确的是 A. 异丁烷分子中共价键的数目为 B. 标准状况下， 中电子的数目为 C. 的 溶液中 的数目为 D. 的 溶液中 的数目为 【答案】A 【解析】 【详解】A．异丁烷的结构式为 ，1mol 异丁烷分子含有13NA共价键，所以0.50mol 异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA，A 正确；B．在标准状况下，SO3状态为固态，不能计算出2.24L SO3 物质的量，故无法求出其电子数目，B 错误； 2/17 C．pH=2 的硫酸溶液中氢离子浓度为c(H+)=0.01mol/L，则1.0L pH=2 的硫酸溶液中氢离子数目为0.01NA， C 错误； 3/17 D． 属于强碱弱酸盐，在水溶液中CO 会发生水解，所以1.0L 1.0 mol/L 的Na2CO3溶液中CO 的数目小于1.0NA，D 错误； 故选A。 5. W、X、Y、Z 为短周期主族元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为19。Y 的最外层电子数与其 K 层电子数相等，WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是 A. 原子半径： B. 简单氢化物的沸点： C. 与 可形成离子化合物 D. 的最高价含氧酸是弱酸 【答案】C 【解析】 【分析】W、X、Y、Z 为短周期主族元素，原子序数依次增大，WX2是形成酸雨的物质之一，根据原子序 数的规律，则W 为N，X 为O，Y 的最外层电子数与其K 层电子数相等，又因为Y 的原子序数大于氧的， 则Y 电子层为3 层，最外层电子数为2，所以Y 为Mg，四种元素最外层电子数之和为19，则Z 的最外层 电子数为6，Z 为S，据此解答。 【详解】A．X 为O，W 为N，同周期从左往右，原子半径依次减小，所以半径大小为W＞X，A 错误； B．X 为O，Z 为S，X 的简单氢化物为H2O，含有分子间氢键，Z 的简单氢化物为H2S，没有氢键，所以 简单氢化物的沸点为X＞Z，B 错误； C．Y 为Mg，X 为O，他们可形成MgO，为离子化合物，C 正确； D．Z 为S，硫的最高价含氧酸为硫酸，是强酸，D 错误； 故选C。 6. 用可再生能源电还原 时，采用高浓度的 抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙 醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是 3/17 A. 析氢反应发生在 电极上 4/17 B. 从 电极迁移到 电极 C. 阴极发生的反应有： D. 每转移 电子，阳极生成 气体(标准状况) 【答案】C 【解析】 【分析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的IrOx-Ti 电极为电解池的阳极，水在阳极失去 电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e—=O2↑+4H+，铜电极为阴极，酸性条件下二氧 化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式为2CO2+12H++12e−=C2H4+4H2O、 2CO2+12H++12e−=C2H5OH+3H2O，电解池工作时，氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。 【详解】A．析氢反应为还原反应，应在阴极发生，即在铜电极上发生，故A 错误； B．离子交换膜为质子交换膜，只允许氢离子通过，Cl-不能通过，故B 错误； C．由分析可知，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等， 电极反应式有2CO2+12H++12e−=C2H4+4H2O，故C 正确； D．水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为 2H2O-4e—=O2↑+4H+，每转移1mol 电子，生成0.25molO2，在标况下体积为5.6L，故D 错误； 答案选C。 7. 下图为 和 在水中达沉淀溶解平衡时的 关系图( ； 可认为 离子沉淀完全)。下列叙述正确的是 4/17 A. 由 点可求得 5/17 B. 时 的溶解度为 C. 浓度均为 的 和 可通过分步沉淀进行分离 D. 混合溶液中 时二者不会同时沉淀 【答案】C 【解析】 【详解】A．由点a(2，2.5)可知，此时pH=2，pOH=12，则 = = = ，故A 错误； B．由点(5，6)可知，此时pH=5，pOH=9，则 = = = ， 时 的溶解度为 =10-3 ，故B 错误； C．由图可知，当铁离子完全沉淀时，铝离子尚未开始沉淀，可通过调节溶液pH 的方法分步沉淀 和 ，故C 正确； D．由图可知， 沉淀完全时，pH 约为4.7， 刚要开始沉淀，此时 ，若 > ，则 会同时沉淀，故D 错误； 答案选C。 二、非选择题：本题共4 小题，共58 分。(必做题：26～28 题，选做题：35～36 题) 8. 是一种压电材料。以 为原料，采用下列路线可制备粉状 。 5/17 回答下列问题： （1）“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是_______。 （2）“焙烧”后固体产物有 、易溶于水的 和微溶于水的 。“浸取”时主要反应的离子方程式 为_______。 （3）“酸化”步骤应选用的酸是_______(填标号)。 6/17 a．稀硫酸 b．浓硫酸 c．盐酸 d．磷酸 （4）如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？_______，其原因是_______。 （5）“沉淀”步骤中生成 的化学方程式为_______。 （6）“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的 _______。 【答案】（1）做还原剂，将 还原 （2） （3）c （4） ①. 不可行 ②. 也会与盐酸反应生成可溶于水的 ，导致 溶液中混有 杂质无法除去、最终所得产品的纯度降低 （5） （6） 【解析】 【分析】由流程和题中信息可知， 与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到 、 、 易溶于水的 和微溶于水的 ；烧渣经水浸取后过滤，滤渣中碳粉和 ，滤液中有 和 滤液经酸化后浓缩结晶得到 晶体； 晶体溶于水后，加入 和 将钡离子充分 沉淀得到 ； 经热分解得到 。 【小问1 详解】 由流程和题中信息可知， 与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到 、 、易溶于水 的 和微溶于水的 ；烧渣经水浸取后过滤，滤渣中碳粉和 ，滤液中有 和 ；滤液经 酸化后浓缩结晶得到 晶体； 晶体溶于水后，加入 和 将钡离子充分沉淀得 6/17 到 ； 经热分解得到 。 【小问2 详解】 “焙烧”步骤中， 与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到 、 、 和 ， 被还原为 ，因此，碳粉的主要作用是做还原剂，将 还原。 【小问3 详解】 “酸化”步骤是为了将 转化为易溶液于的钡盐，由于硫酸钡和磷酸钡均不溶于水，而 7/17 可溶于水，因此，应选用的酸是盐酸，选c。 【小问4 详解】 如果焙烧后的产物直接用酸浸取是不可行的，其原因是 也会与盐酸反应生成可溶于水的 ，导致 溶液中混有 杂质无法除去、最终所得产品的纯度降低。 【小问5 详解】 “沉淀”步骤中生成 的化学方程式为： + + = 。 【小问6 详解】 “热分解”生成粉状钛酸钡，该反应的化学方程式为， ，因 此，产生的 = 。 9. 钴配合物 溶于热水，在 冷水中微溶，可通过如下反应制备： 。 具体步骤如下： Ⅰ．称取 ，用 水溶解。 Ⅱ．分批加入 后，将溶液温度降至 以下，加入 活性炭、 浓氨水，搅拌下逐 滴加入 的双氧水。Ⅲ．加热至 反应 。 冷却，过滤。 Ⅳ．将滤得的固体转入含有少量盐酸的 沸水中，趁热过滤。 Ⅴ．滤液转入烧杯，加入 浓盐酸，冷却、过滤、干燥，得到橙黄色晶体。 回答下列问题： （1）步骤Ⅰ中使用的部分仪器如下。 7/17 仪器a 的名称是 8/17 _______。加快NH4Cl 溶解的操作有_______。 （2）步骤Ⅱ中，将温度降至10℃以下以避免_______、_______；可选用_______降低溶液温度。 （3）指出下列过滤操作中不规范之处：_______。 （4）步骤Ⅳ中，趁热过滤，除掉的不溶物主要为_______。 （5）步骤Ⅴ中加入浓盐酸的目的是_______。 【答案】（1） ①. 锥形瓶 ②. 升温，搅拌等 （2） ①. 浓氨水分解和挥发 ②. 双氧水分解 ③. 冰水浴 （3）玻璃棒没有紧靠三层滤纸处，漏斗末端较长处（尖嘴部分）没有紧靠在“盛滤液”的烧杯内壁 （4）活性炭 （5）利用同离子效应，促进钴配合物[Co(NH3)6]Cl3尽可能完全析出，提高产率 【解析】 【分析】称取2.0g 氯化铵，用5mL 水溶解后，分批加入3.0g CoCl2·6H2O 后，降温，在加入1g 活性炭， 7mL 浓氨水，搅拌下逐滴加入10mL 6%的双氧水，加热反应20min，反应完成后，冷却，过滤，钴配合物 在冷水中会析出固体，过滤所得固体为钴配合物[Co(NH3)6]Cl3和活性炭的混合物，将所得固体转入有少量 盐酸的沸水中，趁热过滤，除去活性炭，将滤液转入烧杯中，加入浓盐酸，可促进钴配合物[Co(NH3)6]Cl3 析出，提高产率，据此解答。 【小问1 详解】 由图中仪器的结构特征可知，a 为锥形瓶；加快氯化铵溶解可采用升温，搅拌等，故答案为：锥形瓶；升 温，搅拌等； 【小问2 详解】 步骤Ⅱ中使用了浓氨水和双氧水，他们高温下易挥发，易分解，所以控制在10℃以下，避免浓氨水分解和 挥发，双氧水分解，要控制温度在10℃以下，通常采用冰水浴降温，故答案为：浓氨水分解和挥发；双氧 水分解；冰水浴； 【小问3 详解】 9/17 下图为过滤装置，图中玻璃棒没有紧靠三层滤纸处，可能戳破滤纸，造成过滤效果不佳。还有漏斗末端较 长处（尖嘴部分）没有紧靠在“盛滤液”的烧杯内壁，可能导致液滴飞溅，故答案为：玻璃棒没有紧靠三 层滤纸处，漏斗末端较长处（尖嘴部分）没有紧靠在“盛滤液”的烧杯内壁； 【小问4 详解】 步骤Ⅳ中，将所得固体转入有少量盐酸的沸水中，根据题目信息，钴配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于热水，活性 炭不溶于热水，所以趁热过滤可除去活性炭，故答案为：活性炭； 【小问5 详解】 步骤Ⅴ中，将滤液转入烧杯，由于钴配合物为[Co(NH3)6]Cl3中含有氯离子，加入4mL 浓盐酸，可利用同离 子效应，促进钴配合物[Co(NH3)6]Cl3尽可能完全析出，提高产率，钴答案为：利用同离子效应，促进钴配 合物[Co(NH3)6]Cl3尽可能完全析出，提高产率。 10. 甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题： （1）已知下列反应的热化学方程式： ① ② 反应③ 的 _______ ，平衡常数 _______(用 表示)。 （2）电喷雾电离等方法得到的 ( 等)与 反应可得 。 与 反应能高选 择性地生成甲醇。分别在 和 下(其他反应条件相同)进行反应 ， 结果如下图所示。图中 的曲线是_______(填“a”或“b”。 、 时 的转化率为_______(列 出算式)。 9/17 （3） 分别与 反应，体系的能量随反应 进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以 示例)。 10/17 ( ) ⅰ步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是__ _____(填“ ” Ⅰ或“ ” Ⅱ)。 ( ) ⅱ直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则 与 反应的能量变 化应为图中曲线_______(填“c”或“d”)。 ( ) ⅲ 与 反应，氘代甲醇的产量 _______ (填“＞”“＜”或“=”)。若 与 反应，生成的氘代甲醇有_______种。 【答案】（1） ①. . ② 或 （2） ①. b . ② （3） ①. Ⅰ . ②c . ③＜ ④. 2 【解析】 【小问1 详解】 根据盖斯定律可知，反应③= (反应②-①)，所以对应 ；根据平衡常数表达式与热化学方 程式之间的关系可知，对应化学平衡常数 或 ，故答案为： ； 或 ； 【小问2 详解】 10/17 根据图示信息可知，纵坐标表示-lg( )，即与MO+的微粒分布系数成反比，与M+的微粒 分布系数成正比。则同一时间内，b 曲线生成M+的物质的量浓度比a 曲线的小，证明化学反应速率慢，又 因同一条件下降低温度化学反应速率减慢，所以曲线b 表示的是300 K 条件下的反应； 根据上述分析结合图像可知， 、 时-lg( )=0.1，则 =10-0.1 11/17 ，利用数学关系式可求出 ，根据反应 可知，生 成的M+即为转化的 ，则 的转化率为 ；故答案为：b； ； 【小问3 详解】 ( ) ⅰ步骤Ⅰ涉及的是碳氢键的断裂和氢氧键的形成，步骤Ⅱ中涉及碳氧键形成，所以符合题意的是步骤Ⅰ； ( ) ⅱ直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则此时正反应活化能会增大， 根据图示可知， 与 反应的能量变化应为图中曲线c； ( ) ⅲ 与 反应时，因直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢， 则单位时间内产量会下降，则氘代甲醇的产量 ＜ ；根据反应机理可知，若 与 反应，生成的氘代甲醇可能为 或 共2 种，故答案为：＜；2。 [化学——选修3：物质结构与性质] 11. 将酞菁—钴钛—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的 催化剂。回答下 列问题： （1）图1 所示的几种碳单质，它们互为_______，其中属于原子晶体的是_______， 间的作用力是____ ___。 （2）酞菁和钴酞菁的分 子结构如图2 所示。 11/17 酞菁分子中所有原子共平面，其中 轨道能提 供一对电子的 原子是_______(填图2 酞菁中 原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为_______， 氮原子提供孤对电子与钴离子形成_______键。 12/17 （3）气态 通常以二聚体 的形式存在，其空间结构如图3a 所示，二聚体中 的轨道杂化类 型为_______。 的熔点为 ，远高于 的 ，由此可以判断铝氟之间的化学键为______ _键。 结构属立方晶系，晶胞如图3b 所示， 的配位数为_______。若晶胞参数为 ，晶体密度 _______ (列出计算式，阿伏加德罗常数的值为 )。 【答案】（1） ①. 同素异形体 ②. 金刚石 ③. 范德华力 （2） ①. ③ . ②+2 . ③配位 （3） ①. . ②离子 ③. 2 . ④ 【解析】 【小问1 详解】 同一元素形成的不同单质之间互为同素异形体。图1 所示的几种碳单质，它们的组成元素均为碳元素，因 此，它们互为同素异形体；其中金刚石属于原子晶体，石墨属于混合型晶体， 属于分子晶体，碳纳米 管不属于原子晶体； 间的作用力是范德华力； 【小问2 详解】 已知酞菁分子中所有原子共平面，则其分子中所有的C 原子和所有的N 原子均为 杂化，且分子中存在 大π 键，其中标号为①和②的N 原子均有一对电子占据了一个 杂化轨道，其p 轨道只能提供1 个电子 12/17 参与形成大π 键，标号为③的N 原子的 p 轨道能提供一对电子参与形成大π 键，因此标号为③的N 原子形 成的N—H 键易断裂从而电离出 ；钴酞菁分子中，失去了2 个 的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成 分子，因此，钴离子的化合价为+2，氮原子提供孤对电子与钴离子形成配位键。 【小问3 详解】 由 的空间结构结合相关元素的原子结构可知，Al 原子价层电子对数是4，其与其周围的4 13/17 个氯原子形成四面体结构，因此，二聚体中A1 的轨道杂化类型为 。AlF3的熔点为1090℃，远高于 AlCl3的192℃，由于F 的电负性最大，其吸引电子的能力最强，因此，可以判断铝氟之间的化学键为离子 键。由AlF3的晶胞结构可知，其中含灰色球的个数为 ，红色球的个数为 ，则灰色的球 为 ，距 最近且等距的 有2 个，则 的配