高考真题解析新课标全国卷Ⅰ理综化学.docx
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高考真题解析新课标全国卷Ⅰ理综化学
2013·新课标全国卷Ⅰ
7. 化学无处不在,下列与化学有关的说法不正确的是( )
A.侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
B.可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气
C.碘是人体必需的微量元素,所以要多吃富含高碘酸的食物
D.黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成
7.C [解析]侯氏制碱法的基本原理是先利用NH3将食盐水饱和,然后通入CO2,溶解度较小的NaHCO3析出,NH3+NaCl+H2O+CO2===NH4Cl+NaHCO3↓,煅烧NaHCO3得到Na2CO3,2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O,利用低温时NH4Cl比NaCl溶解度小的原理,向母液中加入NaCl粉末,则NH4Cl析出,得到化肥NH4Cl,A项正确;氨气可以与浓盐酸反应生成白烟状的NH4Cl固体颗粒,可检验输氨管道是否漏气,B项正确;微量元素不宜多吃,补充碘可在食盐中添加碘酸钾,C项错误;黑火药由C、S、KNO3三物质按一定比例混合而成,D项正确。
8.
香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料,其结构简式如图0。
下列有关香叶醇的叙述正确的是( )
图0
A.香叶醇的分子式为C10H18O
B.不能使溴的四氯化碳溶液褪色
C.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.能发生加成反应不能发生取代反应
8.A [解析]直接数出C、O原子数,由不饱和度计算出分子式,A项正确;化合物中有碳碳双键,能与溴发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色,B项错误;碳碳双键也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C项错误;化合物中有羟基及甲基,能发生取代反应,D项错误。
9. 短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其简单离子都能破坏水的电离平衡的是( )
A.W2-、X+ B.X+、Y3+
C.Y3+、Z2-D.X+、Z2-
9.C [解析]由离子电荷数判断出:
W为O,X为Na,Y为Al,Z为S。
S2-水解生成OH-,使水的电离平衡向右移动,Al3+水解生成H+,使水的电离平衡向右移动,C项正确;而O2-、Na+在水溶液中不水解,不影响水的电离平衡,故A、B、D项错误。
10. 银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故。
根据电化学原理可进行如下处理:
在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器浸入该溶液中,一段时间后发现黑色会褪去。
下列说法正确的是( )
A.处理过程中银器一直保持恒重
B.银器为正极,Ag2S被还原生成单质银
C.该过程中总反应为2Al+3Ag2S===6Ag+Al2S3
D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl
10.B [解析]负极反应为2Al-6e-===2Al3+;正极反应为3Ag2S+6e-===6Ag+3S2-。
溶液中的Al3+与S2-进一步发生反应2Al3++3S2-+6H2O===2Al(OH)3↓+3H2S↑,故总反应为3Ag2S+2Al+6H2O===6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑,C项错误;由总反应式可知Ag2S转化为Ag,银器质量减轻,A项错误;黑色褪去说明Ag2S转化为Ag,D项错误;银器为正极,Ag2S被还原为Ag,B项正确。
11.
已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。
某溶液中含有Cl-、Br-和CrO
,浓度均为0.010mol·L-1,向该溶液中逐滴加入0.010mol·L-1的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( )
A.Cl-、Br-、CrO
B.CrO
、Br-、Cl-
C.Br-、Cl-、CrO
D.Br-、CrO
、Cl-
11.C [解析]同类型难溶物的Ksp越小越容易沉淀,Br-比Cl-先沉淀。
已知Ksp(Ag2CrO4)=c(Ag+)2·c(CrO
),CrO
沉淀所需的c(Ag+)最大,CrO
最后沉淀。
故3种离子沉淀的先后顺序为Br-、Cl-、CrO
,C项正确。
12. 分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇,若不考虑立体异构,这些醇和酸重新组合可形成的酯共有( )
A.15种B.28种
C.32种D.40种
12.D [解析]C5H10O2可能生成的酸有甲酸、乙酸、丙酸、丁酸(2种异构体)共5种,可能生成的醇有甲醇、乙醇、丙醇(2种异构体)、丁醇(4种异构体)共有8种,故组合而成的酯一共有40种,D项正确,A、B、C项错误。
13. 下列实验中,所采取的分离方法与对应原理都正确的是( )
选项
目的
分离方法
原理
A
分离溶于水中的碘
乙醇萃取
碘在乙醇中的溶解度较大
B
分离乙酸乙酯和乙醇
分液
乙酸乙酯和乙醇的密度不同
C
除去KNO3固体中混杂的NaCl
重结晶
NaCl在水中的溶解度很大
D
除去丁醇中的乙醚
蒸馏
丁醇与乙醚的沸点相差较大
13.D [解析]乙醇与水互溶,不能萃取水中的碘,A项错误;乙酸乙酯与乙醇互溶,无分层现象,无法进行分液,B项错误;利用KNO3的溶解度随温度变化较大,用重结晶法分离出氯化钠,而非因氯化钠在水中的溶解度很大,C项错误;乙醚与丁醇的沸点相差较大,进行蒸馏分离,D项正确。
26.
醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成环己烯的反应和实验装置如下:
OH
+H2O
图0
可能用到的有关数据如下:
相对分子质量
密度/(g·cm-3)
沸点/℃
溶解性
环己醇
100
0.9618
161
微溶于水
环己烯
82
0.8102
83
难溶于水
合成反应:
在a中加入20g环己醇和2小片碎瓷片,冷却搅动下慢慢加入1mL浓硫酸。
b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度不超过90℃。
分离提纯:
将反应粗产物倒入分液漏斗中,分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。
最终通过蒸馏得到纯净的环己烯10g。
回答下列问题:
(1)装置b的名称是________。
(2)加入碎瓷片的作用是________;如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是________(填正确答案标号)。
A.立即补加B.冷却后补加
C.不需补加D.重新配料
(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为____________________。
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并________;在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的________(填“上口倒出”或“下口放出”)。
(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是________。
(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中,不可能用到的仪器有________(填正确答案标号)。
A.圆底烧瓶 B.温度计 C.吸滤瓶 D.球形冷凝管 E.接收器
(7)本实验所得到的环己烯产率是________(填正确答案标号)。
A.41%B.50%
C.61%D.70%
26.[答案]
(1)直形冷凝管
(2)防止暴沸 B
(3)O
(4)检漏 上口倒出
(5)干燥(或除水除醇)
(6)CD (7)C
[解析]
(1)冷凝管有直形冷凝管、空气冷凝管、球形冷凝管和蛇形冷凝管。
根据形状进行识别,可知装置b的名称为直形冷凝管。
(2)碎瓷片具有防止暴沸的作用;在加热开始后发现没加沸石,应停止加热,待稍冷却后再加入沸石,否则易发生爆炸。
(3)醇在浓硫酸、加热条件下可发生分子内消去生成烯或分子间脱水生成醚,另一副产物为分子间脱水生成的O。
(4)分液漏斗使用前有两处需检漏,分别为上口及旋塞处;环己烯密度小于水,分液后应从上口倒出。
(5)无水氯化钙具有干燥作用(或除水除醇)。
(6)观察蒸馏装置,可知不需要的仪器有吸滤瓶、球形冷凝管。
(7)环己烯的产率=10g÷
×100%=61%。
27.
锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。
某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。
充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-===LixC6。
现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。
图0
回答下列问题:
(1)LiCoO2中,Co元素的化合价为________。
(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)“酸浸”一般在80℃下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)充放电过程中,发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式________________________________________________________________________。
(6)上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是________________________________________________________________________。
在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有________(填化学式)。
27.[答案]
(1)+3
(2)2Al+2OH-+2H2O===2AlO
+3H2↑
(3)2LiCoO2+3H2SO4+H2O2
Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O;2H2O2
2H2O+O2↑ 有氯气生成,污染较大
(4)CoSO4+2NH4HCO3===CoCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑
(5)Li1-xCoO2+LixC6===LiCoO2+6C
(6)Li+从负极中脱出,经由电解质向正极移动并进入正极材料中 Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4
[解析]
(1)由Li、O元素价态判断出Co为+3价。
(2)将2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑改写为2Al+2OH-+2H2O===2AlO
+3H2↑。
(3)酸浸后Co由+3价变为+2价,LiCoO2中+3价的Co表现氧化性,H2O2表现还原性;H2O2不稳定,易分解。
用盐酸代替后,盐酸被氧化为氯气,污染较大。
(5)将电极反应LixC6-xe-===6C+xLi+和Li1-xCoO2+xe-+xLi+===LiCoO2进行合并得出答案。
28.
二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源。
由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:
甲醇合成反应:
(Ⅰ)CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH1=-90.1kJ·mol-1
(Ⅱ)CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH2=-49.0kJ·mol-1
水煤气变换反应:
(Ⅲ)CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)
ΔH3=-41.1kJ·mol-1
二甲醚合成反应:
(Ⅳ)2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH4=-24.5kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。
工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(以化学方程式表示)。
(2)分析二甲醚合成反应(Ⅳ)对于CO转化率的影响________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为________________________________________________________________________。
根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)有研究者在催化剂(含CuZnAlO和Al2O3)、压强为5.0MPa的条件下,由H2和CO直接制备二甲醚,结果如图0所示。
其中CO转化率随温度升高而降低的原因是________________________________________________________________________。
图0
(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93kW·h·kg-1)。
若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生________个电子的电量;该电池的理论输出电压为1.20V,能量密度E=________________________________________________________________________
(列式计算。
能量密度=
,1kW·h=3.6×106J)。
28.[答案]
(1)Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3 2Al(OH)3
Al2O3+3H2O
(2)消耗甲醇,促进甲醇合成反应(Ⅰ)平衡右移,CO转化率增大;生成的H2O,通过水煤气变换反应(Ⅲ)消耗部分CO
(3)2CO(g)+4H2(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.7kJ·mol-1 该反应分子数减少,压强升高使平衡右移,CO和H2转化率增大,CH3OCH3产率增加。
压强升高使CO和H2浓度增加,反应速率增大
(4)反应放热,温度升高,平衡左移
(5)CH3OCH3+3H2O-12e-===2CO2+12H+
12
÷(3.6×106J·kW-1·h-1)
=8.39kW·h·kg-1
[解析]
(2)反应(Ⅰ)、(Ⅲ)与CO有关。
反应(Ⅰ)中的CH3OH是反应(Ⅳ)的反应物,反应(Ⅳ)生成的H2O是反应(Ⅲ)的反应物,从影响平衡的因素分析知两者均使CO转化率变大。
(3)由盖斯定律(Ⅰ)×2+(Ⅳ)得:
4H2(g)+2CO(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.7kJ·mol-1。
(4)该反应为放热反应,其他条件不变的情况下,温度升高,平衡逆向移动,转化率降低。
(5)正极反应为O2+4e-+4H+===2H2O;负极反应必有H+生成,由电荷守恒、元素守恒得3H2O+CH3OCH3-12e-===2CO2+12H+;1个CH3OCH3分子失去12e-;假定燃料质量为1kg,由能量密度计算方法列式计算即可。
36. [化学——选修2:
化学与技术]草酸(乙二酸)可作还原剂和沉淀剂,用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。
一种制备草酸(含2个结晶水)的工艺流程如下:
图0
回答下列问题。
(1)CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(2)该制备工艺中有两次过滤操作,过滤操作①的滤液是________,滤渣是________;过滤操作②的滤液是___________________________________,滤渣是________。
(3)工艺过程中③和④的目的是____________________________________________。
(4)有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。
该方案的缺点是产品不纯,其中含有的杂质主要是________________________。
(5)结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。
称量草酸成品0.250g溶于水,用0.0500mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定,至浅粉红色不消褪,消耗KMnO4溶液15.00mL,反应的离子方程式为_____________________________________;列式计算该成品的纯度________________________________________________________________________。
36.[答案]
(1)CO+NaOH
HCOONa 2HCOONa
Na2C2O4+H2↑
(2)NaOH溶液 CaC2O4 H2C2O4溶液 H2SO4溶液 CaSO4
(3)分别循环利用氢氧化钠和硫酸(降低成本),减小污染
(4)Na2SO4
(5)5C2O
+2MnO
+16H+===2Mn2++8H2O+10CO2↑
×100%
=94.5%
[解析]
(2)钙化发生的反应为Na2C2O4+Ca(OH)2===2NaOH+CaC2O4↓。
过滤操作①的滤液为NaOH溶液,滤渣为草酸钙;酸化时的反应为CaC2O4+H2SO4===CaSO4+H2C2O4,过滤操作②的滤液为草酸溶液、H2SO4溶液,滤渣为CaSO4。
(3)工业生产为降低成本或减少污染常循环利用原料。
(4)Na2SO4易溶于水,故杂质主要是Na2SO4。
(5)按氧化还原反应的配平方法得方程式;由方程式求出H2C2O4物质的量、质量,纯度按
计算。
37. [化学——选修3:
物质结构与性质]硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。
回答下列问题。
(1)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号为________________________________________________________________________,
该能层具有的原子轨道数为________、电子数为________。
(2)硅主要以硅酸盐、________等化合物的形式存在于地壳中。
(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以________相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献________个原子。
(4)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。
工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4,该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(5)碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实:
化学键
C—C
C—H
C—O
Si—Si
Si—H
Si—O
键能/(kJ·mol-1)
356
413
336
226
318
452
①硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)在硅酸盐中,SiO
四面体[如图0(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。
图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为________,Si与O的原子数之比为________,化学式为________。
图0
37.[答案]
(1)M 9 4
(2)二氧化硅
(3)共价键 3
(4)Mg2Si+4NH4Cl===SiH4+4NH3+2MgCl2
(5)①C—C键和C—H键较强,所形成的烷烃稳定。
而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低,易断裂,导致长链硅烷难以生成 ②C—H键的键能大于C—O键,C
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