天津高考理综化学试题含答案wordWord格式.docx
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C、可燃冰需在低温高压下形成,所以可燃冰可存在于海底,C项正确;
D、常温下,浓硫酸使铁发生钝化,D项错误。
4.对下图两种化合物的结构或性质描述正确的是( )
A.不是同分异构体
B.分子中共平面的碳原子数相同
C.均能与溴水反应
D.可用红外光谱区分,但不能用核磁共振氢谱区分
【答案】C
【解析】A、两种有机物的分子式均为C10H14O,但结构不同,故二者互为同分异构体,A项错误;
B、第一种有机物分子中含有苯环,而第二种有机物分子中不含苯环,显然前者分子中共面的碳原子比后者分子中共面碳原子多,B项错误;
C、第一种有机物分子中含有酚羟基,能与浓溴水发生取代反应,第二种有机物分子中含有碳碳双键,能与溴水发生加成反应,C项正确;
D、两种有机物分子中的氢原子的化学环境不尽相同,故可用核磁共振氢谱区分,D项错误。
5.下列有关电解质溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A.pH=1的NaHSO4溶液:
c(H+)=c(SO
)+c(OH-)
B.含有AgCl和AgI固体的悬浊液:
c(Ag+)>
c(Cl-)=c(I-)
C.CO2的水溶液:
c(H+)>
c(HCO
)=2c(CO
)
D.含等物质的量的NaHC2O4和Na2C2O4的溶液:
3c(Na+)=2[c(HC2O
)+c(C2O
)+c(H2C2O4)]
【解析】A、由溶液中的电荷守恒得:
c(Na+)+c(H+)=2c(SO
)+c(OH-),又因NaHSO4溶液中c(Na+)=c(SO
),所以c(H+)=c(SO
)+c(OH-),A项正确;
B、因Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),所以含有AgCl和AgI固体的悬浊液中c(Cl-)>c(I-),B项错误;
C、CO2的水溶液中存在电离平衡:
H2CO3
H++HCO
、HCO
H++CO
,因第一步电离的程度远大于第二步电离的程度,故溶液中c(HCO
)远大于2c(CO
),C项错误;
D、根据物料守恒得:
2c(Na+)=3[c(HC2O
)+c(H2C2O4)],故D项错误。
6.已知:
锂离子电池的总反应为
LixC+Li1-xCoO2
C+LiCoO2
锂硫电池的总反应2Li+SLi2S
有关上述两种电池说法正确的是( )
A.锂离子电池放电时,Li+向负极迁移
B.锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应
C.理论上两种电池的比能量相同
D.下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电
【解析】A、电池工作时,阳离子(Li+)向正极迁移,A项错误;
B、锂硫电池充电时,锂电极上发生Li+得电子生成Li的还原反应,B项正确;
C、两种电池负极材料不同,故理论上两种电池的比能量不相同,C项错误;
D、根据电池总反应知,生成碳的反应是氧化反应,因此碳电极作电池的负极,而锂硫电池中单质锂作电池的负极,给电池充电时,电池负极应接电源负极,即锂硫电池的锂电极应与锂离子电池的碳电极相连,D项错误。
第II卷
7.(14分)元素单质及其化合物有广泛用途,请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题:
(1)按原子序数递增的顺序(稀有气体除外),以下说法正确的是________。
a.原子半径和离子半径均减小
b.金属性减弱,非金属性增强
c.氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强
d.单质的熔点降低
(2)原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为________,氧化性最弱的简单阳离子是________。
(3)已知:
化合物
MgO
Al2O3
MgCl2
AlCl3
类型
离子化合物
共价化合物
熔点/℃
2800
2050
714
191
工业制镁时,电解MgCl2而不电解MgO的原因是________________________________;
制铝时,电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是______________________________。
(4)晶体硅(熔点1410℃)是良好的半导体材料。
由粗硅制纯硅过程如下:
Si(粗)
SiCl4
SiCl4(纯)
Si(纯)
写出SiCl4的电子式:
________________;
在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量,写出该反应的热化学方程式:
_________________________
________________________________________________________________________。
(5)P2O5是非氧化性干燥剂,下列气体不能用浓硫酸干燥,可用P2O5干燥的是________。
a.NH3 b.HIc.SO2d.CO2
(6)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400℃时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为1∶1。
写出该反应的化学方程式:
【答案】
(14分)
(1)b
(2)氩 Na+(或钠离子)
(3)MgO的熔点高,熔融时耗费更多能源,增加生产成本AlCl3是共价化合物,熔融态难导电
(4)
SiCl4(g)+2H2(g)
Si(s)+4HCl(g)ΔH=+0.025akJ·
mol-1
(5)b
(6)4KClO3
KCl+3KClO4
【解析】
(1)除稀有气体外,第三周期元素随原子序数的递增原子半径逐渐减小,而离子半径不一定减小,如r(Na+)<r(Cl-),a错误;
同一周期的主族元素随原子序数的递增,金属性减弱,非金属性增强,b正确;
同周期主族元素从左至右,最高价氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强,c错误;
单质的熔点不一定降低,如Na的熔点低于Mg、Al等的熔点,d错误。
(2)第三周期元素的原子核外有三个电子层,次外层电子数为8,故该元素原子最外层的电子数也为8,该元素为氩;
简单离子的氧化性越弱,对应单质的还原性越强,元素的金属性越强,第三周期中金属性最强的元素是Na,因此Na+的氧化性最弱。
(3)由题给数据表知,MgO的熔点比MgCl2的熔点高,MgO熔融时耗费更多能源,增加成本;
AlCl3是共价化合物,熔融态时不电离,难导电,故冶炼铝不能用电解AlCl3的方法。
(4)SiCl4属于共价化合物,其电子式为
;
由SiCl4制纯硅的化学方程式为SiCl4(l)+2H2(g)
Si(s)+4HCl(g),生成1.12kg即40mol纯硅吸收akJ热量,则生成1mol纯硅需吸收0.025akJ热量。
(5)NH3是碱性气体,既不能用浓硫酸干燥,也不能用P2O5干燥;
HI是具有还原性的酸性气体,可用P2O5干燥,但不能用浓硫酸干燥;
SO2、CO2既能用浓硫酸干燥,又能用P2O5干燥,综上分析,正确答案为b。
(6)KClO3(Cl的化合价为+5价)受热分解生成的无氧酸盐是KCl,另一含氧酸盐中氯元素的化合价必须比+5价高,可能为+6价或+7价,若为+6价,形成的盐中阴阳离子个数比不可能为1∶1,只能是+7价,故该含氧酸盐为KClO4,据此可写出该反应的化学方程式。
8.(18分)从薄荷油中得到一种烃A(C10H16),叫α非兰烃,与A相关反应如下:
已知:
(1)H的分子式为____________。
(2)B所含官能团的名称为____________。
(3)含两个—COOCH3基团的C的同分异构体共有________种(不考虑手性异构),其中核磁共振氢谱呈现2个吸收峰的异构体的结构简式为______________。
(4)B→D,D→E的反应类型分别为______________、____________。
(5)G为含六元环的化合物,写出其结构简式:
______________。
(6)F在一定条件下发生聚合反应可得到一种高吸水性树脂,该树脂名称为___________。
(7)写出E→F的化学反应方程式:
_________________________。
(8)A的结构简式为____________,A与等物质的量的Br2进行加成反应的产物共有________种(不考虑立体异构)。
(18分)
(1)C10H20
(2)羰基、羧基
(3)4 CH3OOCCCH3COOCH3CH3
(4)加成反应(或还原反应) 取代反应
(5)
(6)聚丙烯酸钠
(7)
+2NaOH
CH2===CHCOONa+NaBr+2H2O
(8)
3
【解析】由A―→H的转化加氢,有机物分子的碳链骨架没有变化,可知A分子中含有一个六元环,结合A的分子式C10H16可知还应含有两个不饱和度,再根据题中信息以及C的结构简式、B的分子式可推出A的结构简式为
,则B的结构简式为
,B―→D加氢,属于加成反应,则D为乳酸
,由E―→F的条件“氢氧化钠的醇溶液加热”,应为卤代烃的消去,逆推可知D―→E发生取代反应,溴原子取代了乳酸分子中的羟基,则E、F的结构简式分别为
和
。
(3)两个—COOCH3基团在端点,故可写出其满足条件的同分异构体有:
、
、
共四种,其中
具有较强的对称性,只有两种化学环境的氢原子。
(8)A为共轭烯烃,与等物质的量的Br2发生加成反应,有两种1、2加成产物,一种1、4加成产物,共3种。
9.(18分)Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定。
Ⅰ.制备Na2S2O3·
5H2O
反应原理:
Na2SO3(aq)+S(s)
Na2S2O3(aq)
实验步骤:
①称取15gNa2SO3加入圆底烧瓶中,再加入80mL蒸馏水。
另取5g研细的硫粉,用3mL乙醇润湿,加入上述溶液中。
②安装实验装置(如图所示,部分夹持装置略去),水浴加热,微沸60min。
③趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出Na2S2O3·
5H2O,经过滤、洗涤、干燥,得到产品。
回答问题:
(1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是__________________________。
(2)仪器a的名称是________,其作用是____________________。
(3)产品中除了有未反应的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是______________。
检验是否存在该杂质的方法是____________________________。
(4)该实验一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,用离子反应方程式表示其原因:
________________________________________________________________________
Ⅱ.测定产品纯度
准确称取Wg产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.1000mol·
L-1碘的标准溶液滴定。
反应原理为2S2O
+I2===S4O
+2I-
(5)滴定至终点时,溶液颜色的变化:
________________________________。
(6)滴定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为__________mL。
产品的纯度为(设Na2S2O3·
5H2O相对分子质量为M)______________。
Ⅲ.Na2S2O3的应用
(7)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成SO
,常用作脱氯剂,该反应的离子方程式为____________________________________________。
(1)使硫粉易于分散到溶液中
(2)冷凝管 冷凝回流
(3)Na2SO4 取少量产品溶于过量盐酸,过滤,向滤液中加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产品中含有Na2SO4
(4)S2O
+2H+===S↓+SO2↑+H2O
(5)由无色变蓝色
(6)18.10
×
100%
(7)S2O
+4Cl2+5H2O===2SO
+8Cl-+10H+
(1)硫粉难溶于水,微溶于乙醇,故硫粉用乙醇润湿后易扩散到溶液中。
(2)装置中仪器a是冷凝管,起冷凝回流汽化的反应物的作用。
(3)因反应物Na2SO3易被空气中的氧气氧化成Na2SO4,故可能存在的无机杂质是Na2SO4;
检验产品中是否含有Na2SO4,即检验SO
是否存在,需要防止SO
的干扰,故不能用具有强氧化性的硝酸酸化,而应用盐酸酸化,过滤除去不溶物,再向滤液中滴加氯化钡溶液。
(4)产品发黄,说明产品中含有硫杂质,这是由于在酸性环境中Na2S2O3不稳定,发生歧化反应:
2H++S2O
===S↓+SO2↑+H2O所致。
(5)滴定终点时,过量的单质碘使无色的淀粉溶液变蓝,可指示滴定终点。
(6)起始读数为0.00mL,终点读数为18.10mL,所以消耗碘的标准溶液的体积为18.10mL-0.00mL=18.10mL;
根据2Na2S2O3·
5H2O~2S2O
~I2,得n(Na2S2O3·
5H2O)=2n(I2)=2×
0.1000mol·
L-1×
18.10×
10-3L=3.620×
10-3mol,则产品的纯度
100%=
100%。
被Cl2氧化成SO
,Cl2被还原为Cl-,首先根据化合价升降总数相等写出S2O
+4Cl2→2SO
+8Cl-,然后根据原子守恒和电荷守恒写出S2O
+8Cl-+10OH-。
10.合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·
mol-1。
一种工业合成氨的简式流程图如下:
(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。
一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:
(2)步骤Ⅱ中制氢气的原理如下:
①CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.4kJ·
②CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2kJ·
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2的百分含量,又能加快反应速率的措施是____________。
a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2的产量。
若1molCO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体,则CO的转化率为____________。
(3)图(a)表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。
根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:
____________。
(4)依据温度对合成氨反应的影响,在图(b)坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。
(a) (b)
(5)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)________。
简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:
(1)2NH4HS+O2
2NH3·
H2O+2S↓
(2)a 90%
(3)14.5%
(5)Ⅳ 对原料气加压;
分离液氨后,未反应的N2、H2循环使用
(1)由题意可知为空气中的O2将负二价硫氧化为硫单质,根据电子守恒将方程式配平即可。
(2)反应①为气体物质的量增大的吸热反应,降低压强使平衡右移,但反应速率减小,d错;
催化剂不能改变反应限度,即不能改变H2的百分含量,c错;
增大水蒸气浓度虽可使反应速率增大以及平衡右移,但产物H2的百分含量却减小,b错;
升高温度反应速率增大,且平衡正向移动,H2的百分含量增大,a对。
CO与H2的混合气体与水蒸气的反应中,反应体系中的气体的物质的量不变,而1molCO与H2的混合气体参加反应生成1.18mol混合气,说明有0.18mol水蒸气参加反应,则根据方程式②可知参加反应的CO也为0.18mol,则其转化率为
100%=90%。
(3)由图中看出当N2与H2物质的量比为1∶3时,NH3的平衡体积分数最大,为42%。
设平衡时转化的N2的物质的量为xmol,由三段式:
N2+3H2
2NH3
起始(mol):
130
转化(mol):
x3x2x
平衡(mol):
1-x3-3x2x
100%=42%,则x=0.59
则平衡时N2的体积分数为
100%=14.5%。
(4)作图时要注意开始时NH3物质的量不断增多,是因为反应正向进行(反应未达平衡),达到一定程度后反应达到平衡而此时温度继续升高,平衡逆向移动,NH3的物质的量减小。
(5)热交换器可以使需要加热的物质得到加热,还可以使需要冷却的物质得到冷却,能充分利用能量。
合成氨反应为气体物质的量减小的反应,加压利于反应正向进行;
此外,循环利用可反复利用原料,提高原料利用率。
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