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文档简介
1、关于2013年高考全国新课标卷(I)理科综合化学试题的解析 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C错。8香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料,其结构简式如下:。下列有关香叶醇的叙述正确的是A香叶醇的分子式为C10H18O
2、 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A正确。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AW2、X+ BX+、Y3+ CY3+、Z2
3、160; DX+、Z2故C正确。10银制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
4、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AgClB正确。11已知Ksp(AgCl)=1.56×1010,Ksp(AgBr)=7.7×1013,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×1012。某溶液中含有Cl、Br和CrO42,浓度均为0.010mol L1,向该溶液中逐滴加入0.010 mol L1的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为ACl、Br、CrO42 BCrO42、Br、Cl
5、 CBr、Cl、CrO42 DBr、CrO42、Cl C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,这些酸和醇重新组合可形成的酯共有A15种 B28种 C 32种 D40种解析:C5H10O2的有机物【饱和一元脂肪酯】在酸性条件下可水解生成饱和一元脂肪酸和饱和一元脂肪醇
6、,若不考虑立体异构,这些酸和醇可能是:甲酸和C4的醇(4种结构,考查丁基的四种结构),乙酸和C3的醇(2种结构,考查丙基的两种结构),丙酸和乙醇,甲醇和C4的酸(2种结构),共5种酸、8种醇,所以这些酸和醇重新组合可形成的酯共有5×8=40种。【本题也可以直接分析C1C4的酸和醇的种类分别有多少种】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解析:本题
7、是对实验基础知识物质的分离和提纯的考查。乙醇因能与水互溶,故不能做碘水中提纯碘单质的萃取剂,故A错;乙酸乙酯和乙醇能互溶,所以不能用直接分液的操作进行分离【可先加入饱和Na2CO3溶液再分液】,故B错;除去KNO3固体中混杂的NaCl固体,采用重结晶的方法,原理是:KNO3的溶解度随温度变化较大而NaCl的溶解度随温度变化几乎不变,故C错。对于D项,丁醇和乙醚虽然式量相等【互为同分异构体】,但丁醇由于分子间存在氢键,使得丁醇的沸点高于乙醚【乙醚沸点34.6,丁醇沸点117.5】故二者可用蒸馏的方法提纯或分离,故D正确。 本套试题卷化学共7道选择题,分别考查了
8、化学与生成、生活,简单有机化合物的结构与性质,元素推断及盐类水解【水的电离平衡移动的影响因素】,原电池原理的应用,Ksp的表达式及计算,酯类水解产物的判断,物质的分离和提纯等方面,试题比较常规(除12题较新),学生只要细心,还是能得高分或满分的。第卷(58分)(一)必考题(共43分)26(13分)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1 mL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,
9、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
10、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 &
11、#160; 。(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
12、”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
13、160; (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)。A41% B50%
14、 C61% D70%参考答案(1)直形冷凝管 (2)防止暴沸;B (3)(4)检验漏液;上口倒出 (5)干燥(或除水除醇) (6)CD (7)C解析:(6)冷凝管是用作促成冷凝作用的实验室设备,通常由一里一外两条玻璃管组成,其中较小的玻璃管贯穿较大的玻璃管。冷凝管的内管两端有驳口,可连接实验装置的其他设备,让较热的气体或液体流经内管而冷凝。外管则通常在两旁有一上一下的开口,接驳运载冷却物质 (
15、如水) 的塑胶管。使用时,外管的下开口通常接驳到水龙头,因为水在冷凝管中会遇热而自动流往上方,达至较大的冷却功效。回流装置和蒸馏是两个经常用到冷凝管的实验装置。冷凝管根据内管的形状分为直形冷凝管、球形冷凝管、环形冷凝管。直形冷凝管一般是用于蒸馏,即在用蒸馏法分离物质时使用。球形冷凝管的内管为若干个玻璃球连接起来,一般用于反应装置,用于有机制备的回流,在反应时考虑到反应物的蒸发流失而用球形冷凝管冷凝回流,使反应更彻底!适用于各种沸点的液体。(7)环己醇(C6H12O) 环己烯(C6H10) 100g &
16、#160; 82g 20g20g环己醇理论上可生成环己烯 = 20×82/100 = 16.4g所以,本实验所得到的环己烯产率= 10/16.4 × 100% = 60.98%其他解析参见新课标卷()解析。 27(15分)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(LiCoO
17、2)、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)。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
18、0; 。(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
19、0; ;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 &
20、#160; 。(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
21、0; 。在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有 (填化学式)。参考答案:(1)+3 (2)2Al + 2OH+ 6H2O = 2Al(OH) 4+ 3H2(3)2LiCoO2 + 3H2SO4 + H2O2 Li2SO4 + 2CoSO4 + O2+ 4H2O2H2O2 2H2O + O2;有氯气生成,污染较大。(4)CoSO4 + 2NH4HCO3 = CoCO3 + (NH4)2SO4 +CO2+ H2O(5)
22、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:(2)正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等,从题意分析【Li元素在滤渣中】,只有铝箔溶于NaOH溶液,反应为:2Al + 2OH+ 2H2O = 2AlO2+ 3H2【人教版化学1(必修) P51】(3)“酸浸”是向滤渣【有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑】加入H2SO4和H2O2的混合液,且发生氧化还原反应,从流程图后面的步骤可知生成了Li2SO4和CoSO4 ,即Co元素从+
23、3价降低到+2价,可见钴酸锂(LiCoO2)在反应中做氧化剂,进而分析得出H2O2做还原剂,被氧化生成O2:2LiCoO2 + 3H2SO4 + H2O2 Li2SO4 + 2CoSO4 + O2+ 4H2O 。:另外,H2O2不稳定会分解:2H2O2 2H2O + O2【过渡金属的阳离子对H2O2的分解多有催化作用,所以,Co2+会催化H2O2的分解】。从上述分析知钴酸锂(LiCoO2)的氧化性很强,所以若用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,则HCl会被氧化生成Cl2,产生污染。(4)“沉钴”过程是向CoSO4溶液中加入过量NH4HCO3为保证沉淀完全,沉淀剂均为过量,发生的反应可以这样
24、理解:Co2+与HCO3反应生成CoCO3沉淀和H+,H+与过量的HCO3反应生成CO2和H2O,即总反应的方程式为:CoSO4 + 2NH4HCO3 = CoCO3 + (NH4)2SO4 +CO2+ H2O 这一步的分析类似2007年北京高考试题。(5)该锂离子电池的负极为LixC6,正极钴酸锂(LiCoO2),充电时该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi+xe= LixC6,可知放电时该锂离子电池负极发生的反应为LixC6xe=6C+xLi+,Li+在电池内部从负极向正极移动,在正极上Li1xCoO2+xLi+xe= LiCoO2 Co元素被还原,所以,放电时电池反应方程式为Li1xC
25、oO2 + LixC6 = LiCoO2 + 6C。 28(15分)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 = 90.1kJmol1(ii)CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)
26、160; H2 = 49.0kJmol1水煤气变换反应:(iii)CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2 (g) H3 = 41.1kJmol1二甲醚合成反应:(iV)2 CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g) H4 = 24.5kJmol1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
27、程是
28、60; (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
29、160; 。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,结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是
30、。 (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(5.93kWhkg1)。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 = &
31、#160; (列式计算。能量密度电池输
32、出电能/燃料质量,1 kWh = 3.6×106J)。解析:(1)某练习题:从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的通常有两种工艺因向铝土矿中加入NaOH时形成的赤泥(残渣)中常含有铝硅酸钠,故流程乙常处理SiO2含量小于8%的铝土矿,若SiO2含量较高则可采用流程甲来处理。可见。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是先加碱(NaOH)溶,过滤后【SiO2、Fe2O3、MgO等杂质形成的赤泥】向滤液【主要含NaAlO2和NaOH】中通入过量CO2,过滤得到Al(OH)3,再灼烧得到Al2O3。【个人认为:此步答案写成NaAlO
33、2,写与不写NaOH+CO= NaHCO3均不扣分】(2)反应iV既消耗了CH3OH(g) ,又生成H2O(g),从而使反应i、iii均向正反应方向移动,所以会使CO转化率增大。(3)根据盖斯定律,只需将四个热化学方程式直接加和或者将 i×2+ iV,即可得:2CO(g) + 4H2(g) = CH3OCH3 + H2O(g) H = 204.7kJmol1。(第二问见参考答案) (4)(见参考答案)(5)燃料电池的总反应,即燃料的燃烧反应,在酸性条件下,产物为CO2和H2O。所以负极反应为:CH3OCH3 + 3H2O12e= 2CO2 + 12H+ 【配平
34、:CH3OCH3中C元素为2价,CO2中C元素为+4价,故1个CH3OCH3生成2个CO2升高12价,即1个CH3OCH3生成2个CO2失去12个电子,生成12个正电荷(H+)】【正极反应为:3O2 +12H+ +12e=6H2O】根据电能E=UIt=UQ,可以算出1mol二甲醚分子经过电化学氧化时电池的输出电能=1.20V×12mol×6.02×1023mol-1×1.6×1019C=1387008J=0.38528 kWh所以,能量密度E =0.38528 kWh÷46g×1000g/kg=8.3756 kWh/kg参考
35、答案:(1)Al2O3(铝土矿) + 2NaOH + 3H2O = 2NaAl(OH)4NaAl(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(g) + H2O(g) H = 204.7kJmol1 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
36、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 (二)选考题(共15分)36化学选修2:化学与技术(15分)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: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
37、160; 、 。(2)该制备工艺中有两次过滤操作,过滤操作的滤液是 ,滤
38、渣是 ;过滤操作的滤液是 和 ,滤渣是 。 (3)工艺过程中和的目的是
39、160; 。(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&
40、#160; 。(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0.0500 molL1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 &
41、#160; ;列式计算该成品的纯度 。参考答案:(1)CO + NaOH HCOONa 2HCOONa Na2C2O4 + H2(2)NaOH溶液 CaC2O4 H2C2O4溶液
42、 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)5C2O42+ 2MnO4+ 16H+ = 2Mn2+ + 8H2O + 10CO2 37化学选修3:物质结构与性质(15分)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 &
43、#160; 、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
44、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
45、160; 。(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CCCHCOSiSiSiHSiO键能/(kJmol1)356413336226318452 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 。 SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是
46、; 。(6)在硅酸盐中,SiO44四面体【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
47、160; ,化学式为 。解析:(1)基态原子核外电子排布能层指K、L、M、N、O、P、Q(表示第一、二、三、四、五、六、七能层)等,Si原子结构示意图(略),所以电子占据的最高能层符号为M,该能层分为3s3p3d能级,共9个轨道,Si原子核外电子排布式为1s22s2sp63s23p2,所以,电子数为4。【警示:注意小概念,小细节:一直以来都叫电子层、能级,新
48、教材称为能层、能级,对“老”教师来说,要认真看教材了,第二个空容易一疏忽填成4,忽略了3d能级的轨道】 (2)书本知识(硅是一种亲氧元素,在氧化气氛包围的地球上,硅主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在)。(3)Si的晶胞结构为 六个面心各有1个Si原子被两个晶胞共用,所以在面心位置贡献6×1/2=3个原子【8个顶点贡献1个,还有4个在晶胞内(把晶胞分为8个小立方体,这4个在互不相邻的立方体的体心)】。(4)分析此反应,相当于NH4Cl分解为NH3和HCl,HCl和Mg2Si反应生成SiH4和MgCl2。(6)根据Si原子形成4个成键轨道,可以判断为sp3杂化。
49、60; SiO44四面体通过共用顶角氧离子形成一种无限长单链结构的多硅酸根,可知下图中虚线框内O原子为共用: ,由此可知Si、O原子个数比为1(2+2×1/2)=13;化学式为 SiO3n2n(或SiO32) 。 参考答案:(1)M 9 4 (2)二氧化硅 (3)共价键 3(4)Mg2Si + 4NH4Cl = SiH4 + 4NH3 + 2MgCl2(5)CC键和CH键较强,所形成的烷烃稳定。而硅
50、烷中SiSi键和SiH键的键能较低,易断裂,导致长链硅烷难以生成。CH键的键能大于CO键,CH键比CO键稳定。而SiH键的键能却远小于SiO键,所以SiH键不稳定而倾向于形成稳定性更强的SiO键。(6)sp3 13 SiO3 n 2n (或SiO32) 38化学选修5:有机化学基础(15分)査尔酮类化合物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: 芳香烃A的相对分子质量在100 110之间,1mol A充分燃烧可生成72g水。
51、C不能发生银镜反应。 D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。 RCOCH3 + RCHO RCOCH = CHR回答下列问题:(1)A的化学名称为 。(2)由B生成C的化学方程式为 &
52、#160; 。(3)E的分子式为 ,由E生成F的反应类型为 。(4)G的结
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