全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试化学新课标Ⅰ卷Word格式.docx
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全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试化学新课标Ⅰ卷Word格式.docx
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10-10,Ksp(AgBr)=7.7×
10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9×
10-11。
某溶液中含有Cl-、Br-和CrO42-,浓度均为0.010mol/L,向该溶液中逐滴加入0.010mol/L的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为
A.Cl-、Br-、CrO42-B.CrO42-、Br-、Cl-
C.Br-、Cl-、CrO42-D.Br-、CrO42-、Cl-
6.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,这些酸和醇重新组合可形成的酯共有()
A.15种B.28种
C.32种D.40种
7.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
A.AB.BC.CD.D
二、实验题
8.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:
可能用到的有关数据如下:
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:
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时_____________(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%
三、工业流程题
9.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)。
(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)。
10.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:
(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__________和___________,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溶于水中,用0.0500mol·
L-1的酸性KMnO4溶液滴定,至粉红色不消褪,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________________。
四、原理综合题
11.二甲醚(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)△H1=-90.1kJ•mol-1
(ii)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H2=-49.0kJ•mol-1
水煤气变换反应:
(iii)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H3=-41.1kJ•mol-1
二甲醚合成反应:
(iV)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H4=-24.5kJ•mol-1
(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Cu—Zn—Al—O和Al2O3)、压强为5.0MPa的条件下,由H2和CO直接制备二甲醚,结果如下图所示。
其中CO转化率随温度升高而降低的原因是。
(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度等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,可以产生个电子的能量;
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=电池输出电能/燃料质量,1kW•h=3.6×
106J)。
五、填空题
12.[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。
请回答下列问题:
(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,SiO4-4四面体(如下图(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__________________。
13.[化学—选修5:
有机化学基础]
查尔酮类化合物G是黄酮类药物的主要合成中间体,其中一种合成路线如下:
已知以下信息:
①芳香烃A的相对分子质量在100~110之间,1molA充分燃烧可生成72g水。
②C不能发生银镜反应。
③D能发生银镜反应、可溶于饱和Na2CO3溶液、核磁共振氢谱显示有4种氢。
④
⑤RCOCH3+RˊCHO
RCOCH=CHRˊ
(1)A的化学名称为。
(2)由B生成C的化学方程式为。
(3)E的分子式为,由E生成F的反应类型为。
(4)G的结构简式为。
(5)D的芳香同分异构体H既能发生银镜反应,又能发生水解反应,H在酸催化下发生水解反应的化学方程式为。
(6)F的同分异构体中,既能发生银镜反应,又能与FeCl3溶液发生显色反应的共有种,其中核磁共振氢谱为5组峰,且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的为(写结构简式)。
参考答案
1.C
【解析】
【详解】
A.根据侯氏制碱法的原理可表示为NH3+H2O+CO2=NH4HCO3,NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓,2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2ONH4Cl在常温时的溶解度比NaCl大,而在低温下却比NaCl溶解度小的原理,在278K~283K(5℃~10℃)时,向母液中加入食盐细粉,而使NH4Cl单独结晶析出供做氮肥,故侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异,选项A正确。
B.氨气可以与浓盐酸反应生成白烟(氯化铵晶体颗粒),选项B正确;
C.碘是人类所必须的微量元素,所以要适当食用含碘元素的食物,但不是含高碘酸的食物,选项C错误;
D.黑火药由硫磺、硝石、木炭按一定比例组成,选项D正确。
故选C。
2.A
A项,1个香叶醇分子中含10个C、18个H和1个O,香叶醇的分子式为C10H18O,A正确;
B项,香叶醇中含有碳碳双键,能与溴发生加成反应,使溴的四氯化碳溶液褪色,B错误;
C项,香叶醇中含有碳碳双键和醇羟基,能被高锰酸钾溶液氧化,使酸性高锰酸钾溶液褪色,C错误;
D项,香叶醇中含有醇羟基,能发生取代反应,D错误;
答案选A。
3.C
短周期主族元素简单离子能破坏水的电离平衡的有H+、F-、Al3+及S2-,X不可能为H,选项C符合题意。
4.B
A.银器放在铝制容器中,由于铝的活泼性大于银,故铝为负极,失电子,银为正极,银表面的Ag2S得电子,析出单质银,所以银器质量减小,故A错误;
B.银作正极,正极上Ag2S得电子作氧化剂,在反应中被还原生成单质银,故B正确;
C.Al2S3在溶液中不能存在,会发生双水解反应生成H2S和Al(OH)3,故C错误;
D.黑色褪去是Ag2S转化为Ag而不是AgCl,故D错误;
故选B。
5.C
【解析】试题分析:
析出沉淀时,银离子浓度至少为:
AgCl溶液中c(Ag+)=
=
mol/L=1.56×
10-8mol/L,AgBr溶液中c(Ag+)=
mol/L=7.7×
10-11mol/L,Ag2CrO4溶液中c(Ag+)=
mol/L=3
×
10-5mol/L,c(Ag+)越小,则越先生成沉淀,所以种阴离子产生沉淀的先后顺序为:
Br-、Cl-、CrO42-,故选C。
【考点定位】考查难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【名师点晴】本题考查难溶电解质的溶解平衡的计算与判断,注意根据溶解度判断生成沉淀的先后顺序,需要明确组成不相似的物质,不能直接根据溶度积判断,为易错点。
6.D
【解析】根据酯的水解规律可知,C5H10O2发生水解生成的酸有甲酸1种、乙酸1种、丙酸1种、丁酸2种,共5种;
甲醇1种、乙醇1种、丙醇2种、丁醇4种,共8种,所以这些醇和酸重新组合可形成的酯共有40种,答案为D。
【考点定位】有机物的同分异构体
7.D
A、乙醇与水互溶,不能萃取水中的碘,A错误;
B、乙醇和乙酸乙酯互溶,不能直接分液,B错误;
C、氯化钠的溶解度受温度影响小,C错误;
D、丁醇与乙醇的沸点相差较大。
蒸馏即可实现分离,D正确,
答案选D。
8.直形冷凝管防止暴沸B
检漏上口倒出干燥(或除水除醇)CDC
(1)直形冷凝管主要是蒸出产物时使用(包括蒸馏和分馏),当蒸馏物沸点超过140度时,一般使用空气冷凝管,以免直形冷凝管通水冷却导致玻璃温差大而炸裂;
(2)加入碎瓷片的作用是防止暴沸;
如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该冷却后补加;
(3)2个环己醇在浓硫酸作用下发生分子间脱水,生成
;
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并检漏;
在本实验分离过程中,产物的密度较小,应该从分液漏斗的上口倒出;
(5)无水氯化钙具有吸湿作用,吸湿力特强,分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是干燥;
(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中,要用到的仪器有圆底烧瓶、温度计、接收器;
(7)加入20g环己醇的物质的量为0.2mol,则生成的环己烯的物质的量为0.2mol,环己烯的质量为16.4g,实际产量为10g,通过计算可得环己烯产率是61%。
9.+32Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑2LiCoO2+3H2SO4+H2O2
Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O、2H2O2
2H2O+O2↑有氯气生成,污染较大CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2OLi1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6CLi+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
(1)根据化合物中元素的正负化合价的代数和为0知,LiCoO2中,Li、O的化合价依次为+1价、-2价,则Co元素的化合价为+3价。
(2)正极材料中含有铝,铝易溶于强碱溶液生成AlO2-,反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。
(3)“酸浸”时反应物有硫酸、过氧化氢以及LiCoO2,生成物有Li2SO4和CoSO4,Co被还原,则H2O2被氧化成O2,反应方程式为:
2LiCoO2+3H2SO4+H2O2
Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O,同时H2O2受热易分解,过氧化氢分解反应的化学方程式为:
2H2O2
2H2O+O2↑;
盐酸具有还原性和酸性,可用盐酸代替硫酸和H2O2的混合液,LiCoO2能将盐酸氧化成Cl2,Cl2污染较大。
(4)“沉钴”过程中硫酸钴和碳酸氢铵反应生成碳酸钴沉淀、硫酸铵、二氧化碳和水,反应方程式为CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O。
(5)充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-
=LixC6,则该锂离子电池正极发生的反应为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+,充电时总反应为LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC6,放电时电池反应式为Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C。
(6)放电时,负极上生成锂离子,锂离子向正极移动并进入正极材料中,所以“放电处理”有利于锂在正极的回收;
根据流程图知,可回收到的金属化合物有Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4。
10.CO+NaOH
HCOONa2HCOONa
Na2C2O4+H2↑NaOH溶液CaC2O4H2C2O4溶液H2SO4溶液CaSO4分别循环利用氢氧化钠和硫酸(降低成本),减小污染Na2SO45C2O42-+2MnO4-+16H+=2Mn2++8H2O+10CO2↑
100%=94.5%
(1)根据工艺流程图可知:
CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠方程式为CO+NaOH
HCOONa,甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式为2HCOONa
Na2C2O4+H2↑。
(2)“钙化”发生的反应为Na2C2O4+Ca(OH)2=CaC2O4↓+2NaOH,过滤操作①的滤液是NaOH溶液,滤渣是CaC2O4;
CaC2O4中加入硫酸酸化,发生反应CaC2O4+H2SO4=CaSO4+H2C2O4,结合流程,过滤操作②的滤液是H2C2O4溶液和H2SO4溶液,滤渣是CaSO4。
(3)根据工艺过程可知,工艺③可以循环利用氢氧化钠,工艺④可以循环利用硫酸,既提高了原料的利用率,又降低了成本,减小污染。
(4)甲酸钠脱氢后的产物为草酸钠,直接用硫酸酸化,生成草酸和硫酸钠,其中含有的杂质主要是Na2SO4。
(5)在测定过程中,高锰酸钾为氧化剂,草酸为还原剂,反应的离子方程式5C2O42-+2MnO4-+16H+=2Mn2++8H2O+10CO2↑;
根据方程式可得关系式:
5H2C2O4·
2H2O~2KMnO4,n(H2C2O4·
2H2O)=
n(KMnO4)=
0.0500mol/L×
,则m(H2C2O4·
126g/mol,所以成品的纯度ω=
126g/mol÷
0.250g=
100%=94.5%。
11.
(1)Al2O3(铝土矿)+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4
NaAl(OH)4+CO2=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+H2O(g)△H=-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=2CO2+12H++12e-12
=8.39kW·
h·
kg-1
(1)从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程:
铝土矿用氢氧化钠溶液溶解,Al2O3+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4,铝元素在溶液中以NaAl(OH)4存在,在溶液中通入二氧化碳气体进行酸化,NaAl(OH)4+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3,过滤得到Al(OH)3沉淀,高温煅烧,2Al(OH)3
Al2O3+3H2O,得到较高纯度Al2O3。
(2)根据四个反应方程式可知:
二甲醚合成反应(iV)中消耗甲醇,促进甲醇合成反应(i)平衡右移,CO转化率增大;
(3)根据题目所给条件和盖斯定律,由H2和CO直接制备二甲醚的热化学方程式为2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3+H2O(g)△H=-204.7kJ•mol-1。
该反应为分子数减少的反应,增加压强使平衡右移,CO和H2转化率均增大,CH3OCH3产率增加。
增加压强使CO和H2浓度增加,反应速率增大。
(4)由H2和CO直接制备二甲醚,由于该反应是放热反应,随温度升高,平衡逆向移动,CO转化率随温度升高而降低。
(5)根据反应产物,二甲醚直接燃料电池的负极反应为CH3OCH3+3H2O-12e-=
2CO2+12H+,根据方程式可知:
一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生12个电子的能量;
根据能量密度的计算公式,E=
kg-1。
【考点定位】反应速率、化学平衡、电化学、化学计算
12.M94二氧化硅共价键3Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2C—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C—H键的键能大于C—O键,C—H键比C—O键稳定。
而Si—H键的键能却远小于Si—O键,所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键sp31∶3SiO32-
(1)硅原子核外有14个电子,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2
,对应能层分别别为K、L、M,其中能量最高的是最外层M层,该能层有s、p、d三个能级,s能级有1个轨道,p能级有3个轨道,d能级有5个轨道,所以共有9个原子轨道,硅原子的M能层有4个电子(3s23p2);
故答案为M;
9;
4;
(2)硅元素在自然界中主要以化合态(二氧化硅和硅
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