2014年天津高考-理综化学试题含答案解析WORD.doc

/ 2014年天津高考理综化学试题含答案 一、单项选择题 1．化学与生产、生活息息相关，下列叙述错误的是(　　) A．铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性 B．用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染 C．大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素 D．含重金属离子的电镀废液不能随意排放 【答案】B【解析】A、锌的化学性质活泼，铁表面镀锌，铁被保护，A项正确B、；聚乳酸塑料易降解，而聚乙烯塑料难降解，是产生白色污染的主要污染物，B项错误；C、化石燃料燃烧时生成大量的二氧化碳，同时生成一氧化碳、二氧化硫等有害气体，还能产生大量的粉尘等有害颗粒物，故大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素，C项正确；D、含重金属离子的电镀废液随意排放会造成水体污染，D项正确。 2．实验室制备下列气体时，所用方法正确的是(　　) A．制氧气时，用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置 B．制氯气时，用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体 C．制乙烯时，用排水法或向上排空气法收集气体 D．制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气 【答案】A【解析】A、用Na2O2和水反应制取氧气，与用在MnO2催化下分解H2O2制取氧气的发生装置相同，A项正确；B、饱和NaHCO3溶液显碱性，能与氯气反应，B项错误；C、相同条件下，乙烯的密度与空气的密度相差不大，故不能用排空气法收集乙烯，C项错误；D、NO2与水发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，产生的NO仍是有毒气体，故不能用水吸收含NO2的尾气，D项错误。 3．运用相关化学知识进行判断，下列结论错误的是(　　) A．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应 B．NH4F水溶液中含有HF，因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中 C．可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体，因此可存在于海底 D．增大反应物浓度可加快反应速率，因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率 【答案】D【解析】A、当ΔH－TΔS＜0时，反应能自发进行，吸热反应的ΔH＞0，吸热反应能自发，说明ΔS＞0，A项正确；B、NH4F溶液中F－水解生成HF，HF能与玻璃中的SiO2发生反应4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O，故NH4F溶液不能存放在玻璃试剂瓶中，B项正确；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)] 【答案】A【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：H2CO3H＋＋HCO、HCOH＋＋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(C2O)＋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＋S Li2S 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 【答案】B【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 离子化合物 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)SiCl4SiCl4(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1.12 kg纯硅需吸收a kJ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．HI c．SO2 d．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＝＋0.025a kJmol－1(5)b (6)4KClO3KCl＋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1.12 kg即40 mol纯硅吸收a kJ热量，则生成1 mol纯硅需吸收0.025a kJ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)。 【答案】（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) ＋2NaOHCH2===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：、 、 和共四种，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Na2S2O35H2O 反应原理：Na2SO3(aq)＋S(s)Na2S2O3(aq) 实验步骤： ①称取15 g Na2SO3加入圆底烧瓶中，再加入80 mL蒸馏水。另取5 g研细的硫粉，用3 mL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60 min。 ③趁热过滤，将滤液水浴加热浓缩，冷却析出Na2S2O35H2O，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W g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.100 0 molL－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Na2S2O35H2O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____________________________________________。 【答案】（18分）(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＋ 【解析】(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0.00 mL，终点读数为18.10 mL，所以消耗碘的标准溶液的体积为18.10 mL－0.00 mL＝18.10 mL；根据2Na2S2O35H2O～2S2O～I2，得n(Na2S2O35H2O) ＝2n(I2)＝20.100 0 molL－118.1010－3 L＝3.62010－3 mol，则产品的纯度100%＝100%。(7)S2O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＋4Cl2＋5H2O===2SO＋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＝－92.4 kJmol－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＝＋206.4 kJmol－1 ②CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41.2 kJmol－1 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1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO的转化率为____________。 (3)图(a)表示500 ℃、60.0 MPa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： ________________________________________________________________________。 【答案】(1)2NH4HS＋O22NH3H2O＋2S↓(2)a　90%(3)14.5% (4) (5)Ⅳ　对原料气加压；分离液氨后，未反应的N2、H2循环使用 【解析】(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1 molCO与H2的混合气体参加反应生成1.18 mol混合气，说明有0.18 mol 水蒸气参加反应，则根据方程式②可知参加反应的CO也为0.18 mol，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x mol，由三段式： 　　　　　N2＋3H22NH3 起始(mol): 1 3 0 转化(mol): x 3x 2x 平衡(mol): 1－x 3－ 3x 2x 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。