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湖北省八校2015届高三第一次联考化学试题及答案


湖北省

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八校

2015 届高三第一次联考 理科综合试题
命题学校:鄂南高中 陈元阳 出题人:沈文炳 化学备课组 生物备课组 审题人:周胜江 鲍敏

考试时间:2014 年 12 月 12 日上午 9:00—11:30 150 分钟

试卷满分 300 分

考试用时

注意事项: 1.答题前,考生务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡上,并将准考证号条 形码粘贴在答题卡上的指定位置。用2B 铅笔将答题卡上试卷类型 A 方框涂黑。 2.选择题的作答:每小题选出答案后,用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑, 如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。答在试题卷、草稿纸上无效。 3.填空题和解答题作答:用黑色墨水签字笔将答案直接答在答题卡上对应的答题区域内。 答在试题卷、草稿纸上无效。 4.选考题的作答:先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用 2B 铅笔涂黑。考生应 根据自己选做的题目准确填涂题号,不得多选。答题答在答题卡上对应的答题区域内,答在 试题卷、草稿纸上无效。 可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 S 32 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64 【试卷综析】本试卷是理科综合化学试卷,在注重考查学科核心知识的同时,突出考查考纲 要求的基本能力,试题重点考查:氧化还原反应的基本概念和基本原理、阿伏加德罗定律、 化学计量的有关计算、元素化合物知识、元素周期表、离子反应、化学实验、电化学基本原 理、有机物的结构和性质、物质结构等主干知识,侧重当前阶段一轮复习内容。能够体现学 科基本要求,试题综合性较强难度较大.

第Ⅰ卷(选择题

共 126 分)

一、单项选择题:每小题 6 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。 【题文】7.化学与人类生产、生活密切相关,下列有关说法不正确 的是 ... A.医用酒精是用淀粉类植物发酵经蒸馏制成,浓度通常是 75% B.福尔马林可浸制标本,利用了其使蛋白质变性的性质 C. “海水淡化”可以解决“淡水供应危机” ,向海水中加入净水剂明矾可以使海水淡化 D.绚丽缤纷的烟花中添加了含钾、钠、钙、铜等金属元素的化合物 【知识点】化学与生活 O1 【答案解析】C 解析:A、医用酒精是 75%的酒精,故 A 正确;B、福尔马林是指甲醛的水溶

液,甲醛等有机物能使蛋白质变性,故 B 正确;C、加入明矾由于铝离子水解得氢氧化铝胶体,

胶体有吸附性使水中的悬浮物下沉,与海水淡化无关,故 C 错误;D、烟花利用了金属的焰色 反应,故 D 正确。 故答案选 C 【思路点拨】本题考查了化学在生活中的应用,注意盐析与变性的区别,胶体净水的原因是 利用胶体的吸附性除杂。 【题文】8.设 NA 表示阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是 A.在密闭容器中加入 0.5moLN2 和 1.5moLH2,充分反应后容器中的 N—H 键数为 3NA B.标准状况下,2.24 LHF 中含有的原子数为 0.2 NA C.71 g 氯气与足量铁反应得到的电子数一定为 2NA D.电解饱和食盐水时,当阴极产生 H2 22.4L 时,电路中转移的电子数为 2NA 【知识点】阿伏加德罗常数 气体摩尔体积 A1 A2 F4 【答案解析】C 解析:A、氮气与氢气合成氨气是可逆反应,无法进行到底,无法计算反应

后容器中的 N—H 键数,故 A 错误;B、标准状况下的 HF 不是气态,无法计算 2.24 LHF 的物 质的量,故 B 错误;C、71 g 氯气与足量铁反应,氯气完全反应,得到的电子数一定为 2NA, 故 C 正确;D、气体的体积不一定是在标准状况下,物质的量不一定是 1 摩尔,故 D 错误。 故答案选 C 【思路点拨】本题借助阿伏加德罗常数考查了气体摩尔体积、电子转移等知识,注意使用 22.4L/mol 时的条件要求。 【题文】9.下列离子方程式正确的是 2+ 3+ A.FeI2 溶液中滴入过量溴水 2Fe +2I +2Br2=2Fe +I2+4Br B.Na2O2 与 H2O 反应 2O2 +2H2O=4OH +O2↑ H +SO4
+ 22-

C.NaHSO4 溶液中滴入少量 Ba(OH)2 【知识点】离子方程式 B1 【答案解析】D

+Ba

2+

+OH = BaSO4↓ +H2O
- - +

-

D.成分为盐酸的洁厕灵与 84 消毒液混合使用易中毒:Cl + ClO +2H = Cl2↑+ H2O
2+ 3+ -

解析:A、溴水过量时,FeI2 完全反应,即 2Fe +4I +3Br2=2Fe +2I2+6Br ,
+ 22+ - -

故 A 错误;B、Na2O2 保留化学式,故 B 错误;C、Ba(OH)2 完全反应,即 2H +SO4 +Ba +2OH = BaSO4↓ +2H2O,故 C 错误;D、酸性条件下 Cl 与 ClO 发生氧化还原反应,故 D 正确。 故答案选 D

【思路点拨】本题考查了离子方程式的正误判断,注意与量有关的反应,应以少量的物质为 标准进行书写。 【题文】10.某芳香族有机物的分子式为 C8H6O2,它的分子(除苯环外不含其他环)中不可能 有 A.两个羟基 B.一个醛基 K3 C.两个醛基 D.一个羧基 【知识点】有机物的结构 K1

【答案解析】D 解析:A、根据分子式可知,如果有 2 个羟基,则另一个取代基含碳碳三键, 故 A 可能;B、如果是 1 个醛基,则取代基可以是-COCHO,故 B 可能;C、同样 2 个醛基也 可以,故 C 可能;D、如果含有 1 个羧基,则氢原子数一定大于 6 个,故 D 不可能。 故答案选 D

【思路点拨】本题考查了有机物同分异构体的分析,特别注意氢原子的个数。 【题文】11.一定条件下存在反应:H2(g) + I2(g) 2HI(g) Δ H<0,现有三个相同的 1 L 恒容绝热 (与外界没有热量交换) 密闭容器Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ, 在Ⅰ中充入 1 mol H2 和 1 mol I2(g), 在Ⅱ中充入 2 molHI(g) ,在Ⅲ中充入 2 mol H2 和 2 mol I2(g),700 ℃条件下开始反应。 达到平衡时,下列说法正确的是 A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同 B.容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同 C.容器Ⅰ中的气体颜色比容器Ⅱ中的气体颜色深 D.容器Ⅰ中 H2 的转化率与容器Ⅱ中 HI 的转化率之和等于 1 【知识点】化学平衡 G2 G5 【答案解析】C 解析:A、由于条件是恒容绝热,容器Ⅰ、Ⅱ中分别从正、逆方向达平衡,

Ⅰ中放热,Ⅱ中吸热,达平衡时温度不同,所以正反应速率不相同,故 A 错误;B、容器Ⅰ、 Ⅲ中平衡温度不同,反应的平衡常数不相同,故 B 错误;C、Ⅰ中放热,Ⅱ中吸热,达平衡时 容器Ⅰ中温度比Ⅱ中高,结合升温平衡逆向移动知Ⅰ中的气体颜色比容器Ⅱ中的气体颜色深, 故 C 正确;D、若恒温时容器Ⅰ、Ⅱ中形成等效平衡,容器Ⅰ中 H2 的转化率与容器Ⅱ中 HI 的 转化率之和等于 1,但本题条件是恒容绝热,平衡时温度不同,故 D 错误。 故答案选 C 【思路点拨】本题考查了化学平衡问题,由于条件是恒容绝热,要特别注意温度的影响。 【题文】12.W、X、Y、Z 是原子序数依次增大的四种短周期元素,已知:四种元素的电子层 数之和为 10,且它们分别属于连续的四个主族;四种元素的原子中半径最大的是 X 原子。 下列说法正确的 A.四种元素中有两种元素在第二周期 B.W 所在主族元素的原子次外层电子数可能为 2 或 8,不可能为 18 C.X、Y、Z 的最高价氧化物对应的水化物两两之间能反应 D.工业上获得 X、Y 单质的方法主要是电解其熔融的氯化物 【知识点】元素推断 E1 E2 【答案解析】B C2

解析:四种元素的电子层数之和等于 10,有两种可能:1+3+3+3;或 2

+2+3+3。后一种情况无法满足 X 的原子半径最大 的条件。因此只有第一种符合要求,四种 元素依次是 H、Mg、Al、Si,故 A 错误;B、W 是氢元素,第一主族元素的原子氢和锂次外层电 子数为 2,其它次外层电子数都为 8,不可能为 18,故 B 正确;C、X、Y、Z 的最高价氧化物 对应的水化物分别是 Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SiO3,Al(OH)3 不溶于弱酸和弱碱,故 C 错误;D、 工业上通过电解氧化铝获得铝单质,不能通过电解氯化铝的方法获得,故 D 错误。 故答案选 B 【思路点拨】本题考查了元素推断,利用讨论法分析,注意活泼金属用电解法冶炼,工业上 通过电解氧化铝获得铝单质,而钾、钙、钠、镁通过电解氯化物的方法获得。 - 【 题 文 】 13 . 电 化 学 降 解 NO 3 的 原 理 如 图 所 示 。 下 列 说 法 中 不 .正 .确 .的 是

A.铅蓄电池的 A 极为正极,电极材料为 PbO2 B.铅蓄电池工作过程中负极质量增加 C.该电解池的阴极反应为: 2NO3 + 6H2O + 10e = N2↑ + 12OH 10.4g 【知识点】电解原理 F4 【答案解析】D 解析:A、根据 Ag-Pt 电极上硝酸根离子发生还原反应,知该电极是阴极, 所以铅蓄电池的 A 极为正极,电极材料为 PbO2,故 A 正确;B、铅蓄电池工作过程中负极有硫 酸铅生成质量增加,故 B 正确;C、根据电解池的阴极发生还原反应得:2NO3 + 6H2O + 10e = N2↑ + 12OH ,故 C 正确;D、电解过程中转移 2moL 电子,阳极消耗 1 摩尔水,有 2 摩尔 H+ 移向阴极,阳极室质量减少 18 克,阴极室放出 0.2 摩尔氮气,质量减少(5.6+2)g=3.6g, 交换膜两侧电解液的质量变化差(Δ m 左—Δ m 右)=18-3.6=14.4g,故 D 错误。 故答案选 D 【思路点拨】本题考查了电解原理,利用 Ag-Pt 电极上硝酸根离子发生还原反应确定电解池 的阴阳极以及蓄电池的正负极是关键。
-

D.若电解过程中转移 2moL 电子,则交换膜两侧电解液的质量变化差(Δ m 左—Δ m 右)为

第Ⅱ卷
三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第 22 题~第 32 题为必考题,每个试题考生都 必须作答。 第 33 题~第 40 题为选考题,考生根据要求作答。 (一)必考题(11 题,共 129 分) 【题文】26. (14 分)高中化学教材介绍了钠、镁、铝、铁、氯、硫、氮、硅等元素及其化合 物的知识,是其它化学知识的载体。 (1)从以上元素中选择,在自然界中有游离态存在的有 分,如图所示。 元素(填元素符号) 。 (2)离子交换膜是一类具有离子交换功能的高分子材料。一容器被离子交换膜分成左右两部

若该交换膜为阳离子交换膜(只允许阳离子自由通过) ,左边充满盐酸酸化的 H2O2 溶液,右边 充满滴有 KSCN 溶液的 FeCl2 溶液(足量) ,一段时间后可观察到的现象:右边 下列选项中选择) A.无明显现象 B.溶液由浅绿色变红色 C. 溶液由无色变黄色 D. 溶液由浅绿色变无色 ;
2-

(从

左边发生反应的离子方程式:

若该交换膜为阴离子交换膜(只允许阴离子自由通过) ,左边充满含 2mol NH4Al(SO4)2 的溶 液,右边充满含 3mol Ba(OH)2 的溶液,当有 2mol SO4 通过交换膜时(若反应迅速完全),则左

右两室沉淀的物质的量之比为



(3)某初级石墨中含 SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和 MgO(0.5%)等杂质,利用相关 工艺可进行提纯与综合利用。通入一定量的 N2 后,在 1500℃下与 Cl2 充分反应得到纯化石墨 与气体混合物,然后降温至 80℃,分别得到不同状态的两类物质 a 和 b。 (注:石墨中氧化物 杂质均转变为相应的氯化物,SiCl4 的沸点为 57.6℃,金属氯化物的沸点均高于 150℃。 ) ①若 a 与过量的 NaOH 溶液反应,可得两种盐,其中一种盐的水溶液具有粘合性,化学反应 方程式为 。 ②若 b 与过量的 NaOH 溶液充分反应后,过滤,所得滤液中阴离子有____________; 然后向滤液中继续加适量乙酸乙酯并加热可得沉淀,写出生成沉淀的离子方程式______ 。 【知识点】金属及化合物的性质 C3 C5

【答案解析】(1) N、S 、Fe
(2)B; 2H +2Fe +H2O2=2H2O +2Fe
+ 2+ 3+



2:3。 ②Cl 、OH 、AlO2 ;
- - -

(3) ①SiCl4+6NaOH =Na2SiO3+4NaCl+3H2O; CH3COOCH2CH3+AlO2 + 2H2O
-

Al(OH)3↓+CH3COO + CH3 CH2OH。

解析:(1) N、S 、Fe 在自然界中有游离态存在,Na、Mg、Al、Cl、Si 在自然界中全部以化 合态存在。 (2)亚铁离子通过阳离子交换膜进入左边被盐酸酸化的 H2O2 氧化,铁离子通过 阳 离 子 交 换 膜 进 入 右 边 与 KSCN 溶 液 接 触 , 溶 液 变 成 血 红 色 , 离 子 方 程 式 为 : 2H +2Fe +H2O2=2H2O +2Fe
+ 2+ 3+

;当有 2mol SO4 通过交换膜时,根据电荷守恒则有 4molOH 进

2-



入左室,左室生成氢氧化铝 4/3mol,右室生成 2mol 硫酸钡,则左右两室沉淀的物质的量之 比为 2: 3。 (3)根据题意, 石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物, SiCl4 的沸点为 57.6℃, 金属氯化物的沸点均高于 150℃ ①a 应该是 SiCl4,结合 a 与过量的 NaOH 溶液反应,可得 两种盐, 其中一种盐的水溶液具有粘合性 (Na2SiO3) 得: SiCl4+6NaOH =Na2SiO3+4NaCl+3H2O; ②b 是 AlCl3、FeCl3、MgCl2 的混合物,与过量的 NaOH 溶液充分反应后,过滤,所得滤液中 阴离子有 Cl 、OH 、AlO2 ;向滤液中继续加适量乙酸乙酯并加热可得沉淀,离子方程式 为:CH3COOCH2CH3+AlO2 + 2H2O
- - -

Al(OH)3↓+CH3COO + CH3 CH2OH。

-

【思路点拨】本题考查了铝、铁、镁及化合物的性质,理解离子交换膜的作用是关键。 【题文】27. (15 分)查资料得知有些硫酸盐在 500 ℃以上开始按下式分解: 硫酸盐


金属氧化物+SO2↑+SO3↑+O2↑,有人猜测硫酸亚铁可能也是如此分解,并设

计一验证性实验。 (注:忽略气体吸收过程中的热效应)实验用到的仪器如下图所示:

使用精密实验仪器,加热一段时间后,测得数据及有关结果如下: Ⅰ、准确称取 6.08 g 无水 FeSO4; Ⅱ、装置 F 总质量在实验结束时增加了 0.16g,且其溶液中只有一种溶质; Ⅲ、测出量筒中水的体积后,折算成排水的气体,在标准状况下的体积为 112 mL。 试回答下列问题: (1)使用所有仪器,按装置从左至右的方向,各仪器接口连接顺序为①⑨⑩ ____③____ ②(填序号)。 (2)装置 F 的作用是_____________________________________________。 (3)装置 D 的作用是__________________________ (4)通过计算,推断出该条件下反应的化学方程式: _________________________________。 (5)本题测量气体体积时的注意事项是:① ③待气体冷却到室温时再读数。 (6) 若将上面连接中的 F 装置去掉, 则本实验是否还能进行?____________ (若能,请填写可能还需要测量什么数据;若不能,请说明理由) 【知识点】验证性实验的实验设计 J4 J5 【答案解析】 (1)⑥⑤ ④⑧⑦(2 分) (2)吸收 SO3 放出等物质的量的 SO2(2 分) (3)干燥 SO2 和 O2(2 分) (4) 8FeSO4 4Fe2O3+6SO2↑+2SO3↑+O2↑(3 分) 读数时 BE 两仪器内液面要相平(2 分) (答 _______。 ② ___________。

(5)视线要与凹液面最低处保持水平(2 分) 案无先后顺序)

(6)能,还需测量 D 装置反应前后的质量变化值(2 分) 解析: (1)根据 F 中的试剂知 F 装置是吸收 SO3 的,F 增加的质量是吸收的 SO3 的质量与放 出的等物质的量的 SO2 的质量差,E、B 相结合是量气体体积的装置,通过量筒中水的体积可以 知道反应放出的氧气体积,D 中浓硫酸可干燥气体,C 中碱石灰能吸收 SO2,综合知装置的顺 序是:A、F、D、C、E、B,接口顺序是①⑨⑩⑥⑤③④⑧⑦②; (2)根据分析装置 F 的作用是吸收 SO3 放出等物质的量的 SO2; (3)浓硫酸是常用的干燥剂,装置 D 的作用是干燥 SO2 和 O2; (4)1 摩尔 SO3 与 1 摩尔 SO2 的质量差为 16 克,装置 F 总质量在实验结束时增加了 0.16g,说 明反应生成的 SO3 物质的量是 0.01 摩尔; 在标准状况下的氧气体积为 112 mL, 即得到氧气 0.005 摩尔; 6.08 g 无水 FeSO4 的物质的量是 6.08/152=0.04(mol);利用铁元素守恒得生成 Fe2O3 的物质的量是 0.02 摩尔;通过质量守恒即可计算生成 SO2 的物质的量是 0.03 摩尔,反应方程 式为 8FeSO4 4Fe2O3+6SO2↑+2SO3↑+O2↑;

(5)本题测量气体体积时的注意事项是:视线要与凹液面最低处保持水平,读数时 BE 两仪 器内液面要相平; (6)若将上面连接中的 F 装置去掉,由于 D 中的浓硫酸也能吸收 SO3,仍然能完成实验,还 需测量 D 装置反应前后的质量变化值。 【思路点拨】本题考查了验证性实验的实验设计,理解各个装置的作用是关键,连接装置是 难点。 【题文】28. (14 分)碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。请回答下列问题: (1)用 CH4 催化还原 NOx 可以消除氮氧化物的污染。例如: CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g) + 2H2O(g) Δ H1=-574 kJ·mol CH4(g) + 4NO(g) = 2 N2(g)+CO2(g) + 2H2O(g) Δ H2 ;
-1

若 2 mol CH4 还原 NO2 至 N2,整个过程中放出的热量为 1734 kJ,则Δ H2= 如下: Fe2O3(s) + 3CH4(g) 2Fe(s) + 3CO(g) +6H2(g) ⊿H>0

(2)据报道,科学家在一定条件下利用 Fe2O3 与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。其反应 ①若反应在 5L 的密闭容器中进行,1min 后达到平衡,测得 Fe2O3 在反应中质量减少 3.2g。则 该段时间内 CO 的平均反应速率为 ________________ 。 ②若该反应在恒温恒压容器中进行,能表明该反应达到平衡状态的是_____(选填序号) a.CH4 的转化率等于 CO 的产率 b.混合气体的平均相对分子质量不变 c.v(CO)与 v(H2)的比值不变 d.固体的总质量不变 ③该反应达到平衡时某物理量随温度变化如右图所示,当温度由 T1 升高到 T2 时,平衡常数 KA

KB(填“>” 、 “ <”或“=” ) 。纵坐标可以表示的物理量有哪些
a.H2 的逆反应速率 b.CH4 的的体积分数 d.CO 的体积分数
+



c.混合气体的平均相对分子质量

(3)工业合成氨气需要的反应条件非常高且产量低, 而一些科学家采用 高质子导电性的 SCY 陶瓷(能传递 H )实现氨的电化学合成,从而大大 提高了氮气和氢气的转化率。电化学合成氨过程的总反应式为:N2+3H2 中还原反应的方程式为
-l

2NH3 ,该过程



(4)若往 20mL 0.0lmol·L 的弱酸 HNO2 溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱 溶液,测得混合溶液的温度变化如右图所示,下列有关说法正确的是 ①该烧碱溶液的浓度为 0.02mol·L ②该烧碱溶液的浓度为 0.01mol·L
-1 -1

③ HNO2 的电离平衡常数:b 点>a 点
? ④从 b 点到 c 点,混合溶液中一直存在:c(Na )>c(NO ? 2 )>c(OH )> c(H )
+ +

【知识点】化学反应与能量 化学反应速率和化学平衡 溶液中的离子浓度 F1 G1 G2 H6 【答案解析】(1) ①-1160kJ/mol(2 分) (2) ①0.012mol?L ?min (2 分,单位没写扣一分) ③<(2 分) b c(2 分)
-1 -1

②b d(2 分)

(3) N2+6H +6e- = 2NH3(2 分)

+

(4)

②③(2 分)
-1

解析:(1) ①若 2 mol CH4 还原 NO2 至 N2,整个过程中放出的热量为 1734 kJ,热化学方程式 为:2CH4(g) + 4NO2(g) =2 N2(g)+2CO2(g) + 4H2O(g) Δ H3=-1734 kJ·mol 利用盖斯定律Δ H2=Δ H3-Δ H1=-1160kJ/mol; (2) ①Fe2O3 在反应中质量减少 3.2g 即 0.02mol,根据反应方程式则 CO 增加 0.06mol, 浓度增大 0.06mol/L, 该段时间内 CO 的平均反应速率 v= (0.06mol/L)/5min=0.012mol?L ?min ; a.CH4 的转化率和 CO 的产率说的都是正方向反应,不能说明 V 正=V 平衡状态; b.若平衡正向移动混合气体的平均相对分子质量减小,混合气体的平均相对分子质量不变 能表明该反应达到平衡状态; c.v(CO)与 v(H2)的比值不变 ,不能说明 V 正=V 逆 ,不能表明该反应达到平衡状态; d.平衡移动时固体的总质量会发生变化,固体的总质量不变能表明该反应达到平衡状态; 所以选 b d; ③该反应的Δ H>0,说明升温平衡正向移动,平衡常数增大,KA <KB;CH4 的的体积分数和混合 气体的平均相对分子质量随温度的升高而减小,纵坐标可以表示的物理量有 b c; (3)氮元素的化合价降低被还原,N2+6H +6e- = 2NH3;
-1 + 逆 -1 -1



,不能表明该反应达到

(4)b 点放热最多,说明 b 点酸碱

恰好完全反应,烧碱溶液的浓度应为 0.01mol·L ,由于升温促进弱电解质的电离,HNO2 的电 离平衡常数:b 点>a 点正确;从 b 点到 c 点,混合溶液中还可能会出现存在:
+ c(Na+)>c(OH ? )>c(NO ? 2 )> c(H ),所以正确的说法是②③。

【思路点拨】本题考查了化学反应与能量、化学反应速率和化学平衡、溶液中的离子浓度关 系,综合性强,理解平衡状态是关键。 【题文】36. 【化学—选修 2:化学与技术】 (15 分) 化学是人类进步的关键,化学为人类的生产、生活提供了物质保证。氮的化合物是重要 的化工原料,在工农业生产中有很多重要应用。工业上合成氨的流程示意图如下:

回答下列问题: (1)25℃时合成氨反应热化学方程式为:N2(g)+3H2(g) 热量总是小于 92.4kJ。其原因是___________ 气的化学反应方程 式: (3) 设备 B 的名称 不宜从相反方向通水的原因 (4)设备 C 的作用是 。 , , 其中 m 和 n 是两个通水口, 入水口是 。 (填 “m” 或 “n” ) , 。 2NH3(g),Δ H=-92.4kJ/mol。 在 ___。 该温度时,取 1molN2 和 3molH2 放在密闭容器中,在催化剂存在下进行反应,测得反应放出的 (2)原料氢气的来源是水和碳氢化合物,写出工业生产中分别采用煤和天然气为原料制取氢

(5)为了提高其产量,降低能耗,近年有人将电磁场直接加在氮气与氢气反应的容器内,在 较低的温度和压强条件下合成氨,获得了较好的产率。从化学反应本质角度分析,电磁场对 合成氨反应的作用是 【知识点】化学与技术 O1 O5 【答案解析】 (1)该反应是可逆反应,反应不完全。 (1 分) (2)C+H2O CO+H2 CH4+H2O n(1 分) CO+3H2(4 分,各 2 分) ;与传统的合成氨的方法比较,该方法的优是 。

(3)冷却塔(或冷凝器) (1 分)

高温气体由冷却塔上端进入,冷却水从下端进入,逆向冷却效果好(2 分) (4)将液氨与未反应的原料气分离(2 分) (5)在电磁场的作用下氮氮三建更容易断裂,降低了合成反应所需的能量,反应更容易进行 (2 分) 节能减排,降低了设备要求(2 分)

解析: (1)取 1molN2 和 3molH2 放在密闭容器中,在催化剂存在下进行反应,由于该反应是 可逆反应,反应不完全,所以实际放出的热量总是小于 92.4kJ; (2)工业生产中分别采用煤 和天然气为原料在高温下与水蒸气反应制取氢气,化学反应方程为:C+H2O CH4+H2O CO+H2 ,

CO+3H2; (3)设备 B 的名称冷却塔(或冷凝器) ,其中 m 和 n 是两个通水口,

入水口是 n,高温气体由冷却塔上端进入,冷却水从下端进入,逆流冷却效果好。 (4)设备 C 的作用是将液氨与未反应的原料气分离; (5)在电磁场的作用下氮氮三键更容易 断裂,降低了合成反应所需的能量,反应更容易进行。该法的优点是节能减排,降低了设备 要求。 【思路点拨】本题考查了化学与技术,涉及可逆反应的反应热、操作和设备、化学反应方程 式书写等,比较基础。 【题文】37. 【化学—选修 3 物质结构与性质】 (15 分)在元素周期表前四周期中原子序数依 次增大的六种元素 A、B、C、D、E、F 中,A 与其余五种元素既不同周期也不同主族,B 的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代,C 的氧化物是导致酸雨的主要物质之 一,D 原子核外电子有 8 种不同的运动状态, E 的基态原子在前四周期元素的基态原子 中单电子数最多,F 元素的基态原子最外能层只有一个电子,其它能层均已充满电子。 (1)写出基态 E 原子的价电子排布式 形成 CA3 型分子,分子中 C 原子的杂化类型为 合物的电子式 ; A2D 由液态形成晶体时密度 。 ;A 与 C ; ,分子的立体结构为 (2)B、C、D 三元素第一电离能由小到大的顺序为(用元素符号表示) C 的单质与 BD 化合物是等电子体,据等电子体的原理,写出 BD 化 (填增大,不变或减小) , 。 分析主要原因(用文字叙述) (3)已知 D、F 能形成一种化合物,其晶胞的结构如右图所示,

代表D

代表F

则该化合物的化学式为 (用元素符号表示) 阿伏伽德罗常数为 NA,则该晶体的密度为 示)。

; 若相邻 D 原子和 F 原子间的距离为 a cm, g/cm (用含 a 、NA 的符号表
3

【知识点】晶体结构 原子核外电子排布、第一电离能 N4 E1 【答案解析】 (1)3d 4s (2 分) (2)C<O<N (1 分) SP 杂化(1 分)
3 5 1

三角锥形(2 分)

C O

(2 分) 减小 (1 分)

水形成晶体时,每个水分子与 4 个水分子形成氢键,构成空间正四面体网状结构,水分子空 间利用率低,密度反而减小(2 分) (3)Cu2O (2 分)

27 3 (2 分) 2a 3 N A

解析:根据 C-14 常用于考古,结合 B 的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代知 B 是 C 元素;D 原子核外电子有 8 种不同的运动状态,即 D 原子核外有 8 个电子,D 为 O 元素; C 的氧化物是导致酸雨的主要物质之一,结合原子序数关系知 C 为 N 元素; E 的基态原子在 前四周期元素的基态原子中单电子数最多(3d 4s ) ,知 E 为 Cr 元素;F 元素的基态原子最外 能层只有一个电子,其它能层均已充满电子(3d 4s ) ,知 F 为 Cu 元素。 (1)基态 Cr 原子的价电子排布式为:3d 4s ; (2)B、C、D 分别为 C、N、O ,同周期元素的第一电离能呈增大趋势,但由于氮原子的 2p 轨道上有 3 个电子,为半充满状态,所以氮原子的第一电离能最大,第一电离能由小到大的 顺序为 C<O<N ; A 与 C 形成 NH3,分子中 N 原子的杂化类型为 SP 杂化,分子的立体结构为三 角锥形;C 的单质是 N2,与 BD 化合物是等电子体,BD 是 CO,电子式为: ; 水由
3 5 1 10 1 5 1

液态形成晶体时密度减小,因为水形成晶体时,每个水分子与 4 个水分子形成氢键,构成空 间正四面体网状结构,水分子空间利用率低,密度反而减小。 (3)D、F 分别是 O、Cu;根据晶胞图,每个晶胞中铜原子个数为 4 个,氧原子个数为:8× 1/8+1=2,铜、氧原子个数比为 2:1,所以化学是为 Cu2O ; 晶胞的质量为: (144×2)/NA

? 4a ? 64 3 3 ,晶胞的体积为: ? ? ? 9 a ; ? 3?

3

根据密度公式ρ =m/v=

27 3 。 2a 3 N A

【思路点拨】本题考查了晶体结构,原子核外电子排布、第一电离能等知识,综合性强,根 据题意得到各元素是关键。 【题文】38. 【化学—选修 5 有机化学基础】 (15 分) 石油化工的重要原料 CxHy 可以合成很多有机化合物,以下是 CxHy 合成物质 E 和 J 的流程图:

已知:Ⅰ.下列反应中 R、R′代表烃基 Ⅱ.J 的分子式为 C4H4O4 ,是一种环状化合物。 (1)在 CxHy 的同系物中,所有碳原子一定共平面且碳原子数最多的分子的名称是____ (2)H 的分子式是 (3)下列说法正确的是 a.CxHy 和苯都能使溴水褪色,原理相同 c.C 能与 Na、NaOH、NaHCO3 反应 e.J 在酸性或碱性环境中均能水解 (4)K 是 J 的同分异构体,且 1 mol K 与足量的 NaHCO3 溶液反应可放出 2mol CO2 气体,请写 出一种符合条件 K 的结构简式__ (5)写出反应⑤的化学方程式______ (6)D 有多种同分异构体,与 D 具有相同官能团的还有 共振氢谱有 3 组吸收峰,且能发生银镜反应的结构简式是 【知识点】有机物的结构和性质 I4 L7 【答案解析】 (1) 2,3-二甲基-2-丁烯 (2) C2H3O2Br (2 分) (2 分) __。 ________。 种(含顺反异构体) ,其中核磁 。 。 。 b.反应②和反应④的反应类型均为加成反应 d.E 是一种水溶性很好的高分子化合物


(3)b e (2 分)(每对 1 个得 1 分,全对得 2 分,错 1 个不得分) (4)CH2=C(COOH)2 或 HOOCCH=CHCOOH (2 分)

(5)2CH2OHCOOH

+2H2O

(3 分)

(6)5 (2 分)

(2 分)

解析:根据流程图 C、D 分子有 4 个碳原子,逆推得 A 为乙醛,B 为乙酸,CxHy 是乙烯;结合信

息Ⅰ得 C 含酯基和羟基官能团,C 的羟基发生消去反应得到 D,D 加聚生成 E;乙烯与 HBrO 加 成得到 F:CH2Br-CH2OH;在氧化铜并加热氧化为醛 G:CH2Br-CHO;醛氧化的羧酸 H:CH2Br-COOH;

I 是 H 中的溴原子水解得到的,所以 I 是 CH2OH-COOH;结合 J 的分子式为 C4H4O4 ,是一种环状 化合物,知两分子 I 发生酯化反应得 。

(1)根据乙烯是平面分子,在乙烯的同系物中,所有碳原子一定共平面且碳原子数最多的分子 是甲基取代乙烯分子中的 4 个氢原子所得,根据系统命名法,名称是 2,3-二甲基-2-丁烯。 (2)H 的结构简式是 CH2Br-COOH,分子式是 C2H3O2Br。 (3)a.C2H4 能与溴水发生加成反应使溴水褪色,苯不都能使溴水褪色,只能萃取溴;b.反应② 和反应④的反应类型均为加成反应,正确; c.根据分析 C 含酯基和羟基官能团能与 Na、NaOH 反应、不能与 NaHCO3 反应; 故正确的选 b e; (4)J 的分子式为 C4H4O4 ,K 是 J 的同分异构体,且 1 mol K 与足量的 NaHCO3 溶液反应可放出 2mol CO2 气体,说明 K 分子中含 2 个羧基,所以符合条件 K 的结构简式为:CH2=C(COOH)2 或 HOOCCH=CHCOOH。 (5)⑤的化学方程式: 。 d.E 中含酯基,是难溶于水的高分子化合物;e.J 含酯基,在酸性或碱性环境中均能水解,正确,

(6)D 的结构简式是 CH2=CHOOCCH3,与 D 具有相同官能团的同分异构体还有:CH2=CHCOOCH3(1 种) ,CH3CH=CHOOCH(顺反 2 种) ,CH2=CHCH2OOCH(1 种) , CH2=C(CH3)OOCH(1 种) ;共 5 种,其中核磁共振氢谱有 3 组吸收峰,且能发生银镜反应的结 构简式是:CH2=C(CH3)OOCH。 【思路点拨】本题考查了有机框图推断,掌握官能团的性知识关键,理解信息中的加成反应 以及书写 D 的同分异构体是难点。


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