2016年普通高等学校招生全国统一考试 (课标全国卷Ⅲ) 理综化学

2016年普通高等学校招生全国统一考试

(课标全国卷Ⅲ)

理综化学

可能用到的相对原子质量:H 1　C 12　N 14　O 16　S 32　Cl 35.5　V 51　Fe 56

第Ⅰ卷

一、选择题:本题共7小题,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。

7.化学在生活中有着广泛的应用,下列对应关系错误的是(　　)

8.下列说法错误的是(　　)

A.乙烷室温下能与浓盐酸发生取代反应

B.乙烯可以用作生产食品包装材料的原料

C.乙醇室温下在水中的溶解度大于溴乙烷

D.乙酸与甲酸甲酯互为同分异构体

9.下列有关实验的操作正确的是(　　)

10.已知异丙苯的结构简式如下,下列说法错误的是(　　)

A.异丙苯的分子式为C9H12

B.异丙苯的沸点比苯高

C.异丙苯中碳原子可能都处于同一平面

D.异丙苯和苯为同系物

11.锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O 2Zn(OH。下列说法正确的是(　　)

A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动

B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小

C.放电时,负极反应为:Zn+4OH--2e- Zn(OH

D.放电时,电路中通过2 mol电子,消耗氧气22.4 L(标准状况)

12.四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X的简单离子具有相同电子层结构,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W与Y同族,Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是(　　)

A.简单离子半径:W<X<Z

B.W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性

C.气态氢化物的热稳定性:W<Y

D.最高价氧化物的水化物的酸性:Y>Z

13.下列有关电解质溶液的说法正确的是(　　)

A.向0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中减小

B.将CH3COONa溶液从20 ℃升温至30 ℃,溶液中增大

C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中>1

D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不变

第Ⅱ卷

三、非选择题:本卷包括必考题和选考题两部分。第26~28题为必考题,每个试题考生都必须作答。第36~38 题为选考题,考生根据要求作答。

(一)必考题(共43分)

26.(14分)过氧化钙微溶于水,溶于酸,可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题:

(一)碳酸钙的制备

　　　石灰石(含少量铁的氧化物)

(1)步骤①加入氨水的目的是　　　　　　　　　　　　　　。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于　　　　　。 

(2)右图是某学生的过滤操作示意图,其操作不规范的是　　　　　(填标号)。 

a.漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁

b.玻璃棒用作引流

c.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁

d.滤纸边缘高出漏斗

e.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度

(二)过氧化钙的制备

CaCO3滤液 白色结晶

(3)步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈　　　　　性(填“酸”“碱”或“中”)。将溶液煮沸,趁热过滤。将溶液煮沸的作用是　　　　　　　　　　　。 

(4)步骤③中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,该反应需要在冰浴下进行,原因是　　　　　　　　　　。 

(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是　                    。 

(6)制备过氧化钙的另一种方法是:将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是　　　　　　　　　　,产品的缺点是　　　　　。 

27.(15分)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题:

(1)NaClO2的化学名称为　　　　　。 

(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度323 K,NaClO2溶液浓度为5×10-3 mol·L-1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。

①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。增加压强,NO的转化率　　　　(填“提高”“不变”或“降低”)。 

②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐　　　　　(填“增大”“不变”或“减小”)。 

③由实验结果可知,脱硫反应速率　　　　　脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是　　　　　　　　　　　。 

(3)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc如图所示。

①由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均　　　　(填“增大”“不变”或“减小”)。 

②反应Cl+2S 2S+Cl-的平衡常数K表达式为　　　　　　　　　　。 

(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。

①从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是 　　　　　　。 

②已知下列反应:

SO2(g)+2OH-(aq) S(aq)+H2O(l)　ΔH1

ClO-(aq)+S(aq) S(aq)+Cl-(aq)　ΔH2

CaSO4(s) Ca2+(aq)+S(aq)　ΔH3

则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq) CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的ΔH=　　　　　。 

28.(14分)以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为:

以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:

回答下列问题:

(1)“酸浸”时V2O5转化为V,反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　,同时V2O4转化成VO2+。“废渣1”的主要成分是　　　　　。 

(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为V,则需要氧化剂KClO3至少为　　　　　mol。 

(3)“中和”作用之一是使钒以V4形式存在于溶液中。“废渣2”中含有　　　　　　　　　。 

(4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:4ROH+V4 R4V4O12+4OH-(ROH为强碱性阴离子交换树脂)。为了提高洗脱效率,淋洗液应该呈　　　　　性(填“酸”“碱”或“中”)。 

(5)“流出液”中阳离子最多的是　　　　　　　　　。 

(6)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,写出“煅烧”中发生反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　。 

(二)选考题:共15分。请考生从3道化学题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。

36.[化学——选修2:化学与技术](15分)聚合硫酸铁(PFS)是水处理中重要的絮凝剂。下图是以回收的废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。

回答下列问题:

(1)废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁,铁锈的主要成分是　　　　　。粉碎过筛的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)酸浸时最合适的酸是　　　　　,写出铁锈与酸反应的离子方程式　                         。 

(3)反应釜中加入氧化剂的作用是　　　　　　　　　　　　　,下列氧化剂中最合适的是　　　　　(填标号)。 

a.KMnO4　　　　　　b.Cl2　　　　　　c.H2O2　　　　　　d.HNO3

(4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围。pH偏小时Fe3+水解程度弱,pH偏大时则　　　　　　　　　　　。 

(5)相对于常压蒸发,减压蒸发的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(6)盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标,定义式为B=(n为物质的量)。为测量样品的B值,取样品m g,准确加入过量盐酸,充分反应,再加入煮沸后冷却的蒸馏水,以酚酞为指示剂,用c mol·L-1的标准NaOH溶液进行中和滴定(部分操作略去,已排除铁离子干扰)。到终点时消耗NaOH溶液 V mL。按上述步骤做空白对照试验,消耗NaOH溶液V0 mL。已知该样品中Fe质量分数ω,则B的表达式为　　　　　　　。 

37.[化学——选修3:物质结构与性质](15分)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题:

(1)写出基态As原子的核外电子排布式　　　　　　　。 

(2)根据元素周期律,原子半径Ga　　　　　As,第一电离能Ga　　　　　As。(填“大于”或“小于”) 

(3)AsCl3分子的立体构型为　　　　　,其中As的杂化轨道类型为　　　　　。 

(4)GaF3的熔点高于1 000 ℃,GaCl3的熔点为77.9 ℃,其原因是　                                。 

(5)GaAs的熔点为1 238 ℃,密度为ρ g·cm-3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为　　　　　,Ga与As以　　　　键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol-1和MAs g·mol-1,原子半径分别为rGa pm和rAs pm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为　　　　　　　　　　　　　　　。 

38.[化学——选修5:有机化学基础](15分)端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应,称为Glaser反应。

2R——HR———R+H2

该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值。下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线:

A

回答下列问题:

(1)B的结构简式为　　　　　　　　,D的化学名称为　　　　　。 

(2)①和③的反应类型分别为　　　　　、　　　　　。 

(3)E的结构简式为　　　　　　　　　　　　　。用1 mol E合成1,4-二苯基丁烷,理论上需要消耗氢气

　　　　mol。 

(4)化合物()也可发生Glaser偶联反应生成聚合物,该聚合反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)芳香化合物F是C的同分异构体,其分子中只有两种不同化学环境的氢,数目比为3∶1,写出其中3种的结构简式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(6)写出用2-苯基乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备化合物D的合成路线           

                                                                         　。 

2016年普通高等学校招生全国统一考试(课标全国卷Ⅲ)

7.B　FeCl3与Cu的反应2FeCl3+Cu 2FeCl2+CuCl2不能用来比较铁与铜的金属性强弱,故错误。

思路梳理　比较金属性强弱可以采用金属间的置换反应,比较铁、铜金属性强弱时可以用“Fe+CuCl2 FeCl2+Cu”。

8.A　乙烷在室温下不能与浓盐酸发生取代反应,故错误。

思路梳理　烷烃在光照条件下能与Cl2、溴蒸气发生取代反应,烯烃与HCl在一定条件下能发生加成反应,二者与浓盐酸在室温下均不反应。

9.D　A项,稀释浓硫酸时应将浓硫酸慢慢加入水中(“酸入水”),并不断搅拌使产生的热量迅速扩散,以防液体溅出,故错误;B项,制O2结束时应先移出导管后熄灭酒精灯,以防倒吸引起试管炸裂,故错误;C项,应先通过饱和食盐水除HCl,再通过浓硫酸除水蒸气,否则制得的Cl2中会含有水蒸气,故错误。

规律方法　稀释浓硫酸时要牢记“酸入水”;加热条件下制取并用排水法收集气体的实验结束时,应先撤导管后撤酒精灯;实验室制备气体除杂时,应最后除水蒸气。

10.C　与苯环直接相连的碳原子所连的原子呈四面体形,因此异丙苯中所有碳原子不可能共平面,错误。

规律方法　有机物空间构型的基础知识:CH4、C2H4、C2H2、C6H6的空间构型、键角等一定要牢记并会灵活应用。

11.C　充电时为电解池,溶液中的阳离子向阴极移动,发生的反应为2Zn(OH 2Zn+O2↑+4OH-+2H2O,电解质溶液中c(OH-)增大,故A项、B项均错误;放电时负极反应为Zn+4OH--2e- Zn(OH,故C项正确;每消耗1 mol O2电路中通过4 mol电子,故D项错误。

12.B　由题意可知X为Na,Z为Cl,W为O,Y为S。A项,简单离子半径O2->Na+,Na+<Cl-,故错误;B项,W(O)与X(Na)形成的化合物Na2O、Na2O2溶于水后均形成NaOH溶液,溶液呈碱性,故正确;C项,气态氢化物的热稳定性:H2O>H2S,故错误;D项,最高价氧化物的水化物的酸性:H2SO4<HClO4,故错误。

13.D　A项,温度不变时,CH3COOH的电离平衡常数Ka=是不变的,加水时c(CH3COO-)变小,应变大,故错误;B项,CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-的平衡常数K=,升温,K增大,=减小,故错误;C项,根据电荷守恒得c(N)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),溶液呈中性时c(H+)=c(OH-),则c(N)=c(Cl-),=1,故错误;D项,向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,==,温度不变,Ksp(AgCl)、Ksp(AgBr)均不变,则不变,故正确。

26.答案　(1)调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀(1分)　过滤分离(1分)

(2)ade(3分)

(3)酸(1分)　除去溶液中的CO2(1分)

(4)CaCl2+2NH3·H2O+H2O2+6H2O CaO2·8H2O↓+2NH4Cl或CaCl2+2NH3·H2O+H2O2 CaO2↓+2NH4Cl+2H2O(2分)　温度过高时双氧水易分解(1分)

(5)去除结晶表面水分(2分)

(6)工艺简单、操作方便(1分)　纯度较低(1分)

解析　(1)从制备碳酸钙的流程可以看出,加入双氧水的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,加入氨水的目的是调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀;小火煮沸使沉淀颗粒长大,有利于过滤分离。

(2)过滤操作要求“一贴、二低、三靠”,漏斗末端颈尖应紧靠烧杯壁;滤纸边缘应低于漏斗边缘;玻璃棒仅起到引流的作用,不能搅动,否则易使滤纸破损。

(3)根据题干信息,若使CaO2·8H2O顺利析出,须保证溶液呈中性或碱性,所以要煮沸除去酸性氧化物CO2。

(4)H2O2受热易分解,故制备过氧化钙的反应应在冰浴下进行。

(5)醇洗可防止产品溶于水而损失,且可除去晶体表面的水。

(6)比较两个工艺流程可知,该工艺简单、操作方便,但产品纯度较低。

规律方法　工艺流程题中包含丰富的化学信息,一般需要从进料和出料的转变关系中寻找命题人要考查的化学知识,再运用题干信息、基础知识和基本技能处理各个环节的实际问题。

27.答案　(1)亚氯酸钠(2分)

(2)①4NO+3Cl+4OH- 4N+2H2O+3Cl-(2分)　提高(1分)

②减小(1分)

③大于(1分)　NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高(1分)

(3)①减小(1分)

②(2分)

(4)①形成CaSO4沉淀,反应平衡向产物方向移动,SO2转化率提高(2分)

②ΔH1+ΔH2-ΔH3(2分)

解析　(1)NaClO2的化学名称为亚氯酸钠。(2)①脱硝过程就是烟气中的NO被NaClO2溶液吸收的过程,由表中数据可知NO与Cl在溶液中反应后主要生成N和Cl-,离子方程式为4NO+3Cl+4OH- 4N+2H2O+3Cl-;增加压强,NO在溶液中的溶解度增大,NO的转化率提高。②随着吸收反应的进行,c(OH-)减小,pH逐渐减小。③由表中数据可知,反应一段时间后溶液中S的浓度大于N的浓度,说明脱硫反应速率大于脱硝反应速率。(3)①由图像可知,升高温度,气体的平衡分压增大,说明平衡逆向移动,平衡常数减小。(4)①采用Ca(ClO)2替代NaClO脱硫,反应生成CaSO4沉淀,平衡向产物方向移动,SO2转化率提高。②SO2(g)+2OH-(aq) S(aq)+H2O(l)　ΔH1(Ⅰ),ClO-(aq)+S(aq) S(aq)+Cl-(aq)　ΔH2(Ⅱ),CaSO4(s) Ca2+(aq)+S(aq)　ΔH3(Ⅲ),运用盖斯定律,由(Ⅰ)+(Ⅱ)-(Ⅲ)可得反应:SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq) CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq),故ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3。

审题方法　认真分析表格中数据以及图像中隐含的信息,结合化学反应速率和化学平衡知识进行解答。

28.答案　(1)V2O5+2H+ 2V+H2O(2分)　SiO2(2分)

(2)0.5(2分)

(3)Fe(OH)3和Al(OH)3(2分)

(4)碱(2分)

(5)K+(2分)

(6)2NH4VO3 V2O5+2NH3↑+H2O↑(2分)

解析　(1)V2O5及V中的V均为+5价,“酸浸”时,发生非氧化还原反应,根据原子守恒及电荷守恒不难写出离子方程式;“酸浸”时,V2O5转化成V,V2O4转化成VO2+,K2SO4可溶于水,Fe2O3及Al2O3分别转化成Fe3+和Al3+,所以“废渣1”的主要成分是SiO2。

(2)欲使3 mol VO2+变为V需转移3 mol e-,1 mol KClO3作氧化剂生成Cl-转移6 mol e-,所以需KClO3至少0.5 mol。

(3)“中和”时加入KOH溶液,钒以V4形式存在于溶液中,K2SO4可溶,Fe3+和Al3+分别转化成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀进入“废渣2”。

(4)该反应的逆反应为洗脱过程,增大c(OH-),有利于平衡向左移动,所以淋洗液应呈碱性。

(5)由流程图可以看出,H+在酸浸时损耗,钒转化为V4(阴离子),Fe3+及Al3+转化为沉淀,所以“流出液”中阳离子最多的是K+。

(6)“煅烧”时肯定得到V2O5,其他物质自然写出。

36.答案　(1)Fe2O3·xH2O(1分)　选取细小颗粒,增大反应物接触面积,提高“酸浸”反应速率(2分)

(2)H2SO4(1分)　Fe2O3·xH2O+6H+ 2Fe3++(x+3)H2O(2分)

(3)使Fe从+2价变成+3价(1分)　c(1分)

(4)形成氢氧化铁沉淀(2分)

(5)降低蒸发温度防止产物分解(2分)

(6)(3分)

解析　(2)由PFS的化学式可知,所制产品为硫酸盐,因此酸浸时最合适的酸是H2SO4。

(3)酸浸后,Fe元素以Fe2+、Fe3+形式存在,而产品中的Fe元素为+3价,则反应釜中加入氧化剂的作用是使Fe从+2价变为+3价;KMnO4、Cl2、H2O2、HNO3均可将Fe2+氧化,但KMnO4、Cl2、HNO3均会引入新的杂质离子从而造成产品不纯,因此最合适的氧化剂是H2O2。

(4)Fe3+存在水解平衡:Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,pH增大时,平衡右移会形成Fe(OH)3沉淀。

(6)与样品反应的HCl的物质的量为n(H+)=c(V0-V)×10-3 mol,则n(OH)=n(H+)=c(V0-V)×10-3mol,n(Fe)=mol,所以B===。

37.答案　(1)[Ar]3d104s24p3(1分)

(2)大于(2分)　小于(2分)

(3)三角锥形(1分)　sp3(1分)

(4)GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体(2分)

(5)原子晶体(2分)　共价(2分)　×100%(2分)

解析　(1)As为33号元素,位于元素周期表第四周期第ⅤA族,故其基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3。

(2)Ga和As同属第四周期元素,且Ga原子序数小于As,则原子半径Ga大于As,第一电离能Ga小于As。

(3)AsCl3中As元素价电子对数为4,As的杂化方式为sp3杂化,AsCl3分子的立体构型为三角锥形。

(5)GaAs为原子晶体,Ga和As之间以共价键键合。该晶胞中原子个数:Ga为4个,As为8×+6×=4个,晶胞中原子所占体积为π(+)×4 pm3;则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为×100%=×100%。

38.答案　(1)(1分)　苯乙炔(1分)

(2)取代反应(1分)　消去反应(1分)

(3)(2分)　4(1分)

(4)

(2分)

(5)、、、

、(任意三种)(3分)

(6)(3分)

解析　依据化合物E的合成路线及反应条件,可以推断出A为,A在AlCl3加热条件下与CH3CH2Cl发生取代反应生成B(),B与Cl2在光照条件下发生取代反应生成C(),C在NaNH2和H2O作用下发生消去反应生成D(),结合已知Glaser反应原理可判断出E的结构简式为。(3)由E的结构简式可以看出E中含有两个,则1 mol E合成1,4-二苯基丁烷,理论上需消耗氢气4 mol。(4)根据Glaser反应原理,可推知发生聚合反应的化学方程式为。(5)芳香化合物F是C的同分异构体,说明F中含有苯环,F分子中只有两种不同化学环境的氢,数目比为3∶1,说明苯环上的两个—Cl或两个—CH3在邻位或对位,则F的结构简式为、、、、。(6)2-苯基乙醇()在浓H2SO4、加热条件下发生消去反应生成,与Br2的CCl4溶液发生加成反应生成,再结合合成路线中反应③知,在NaNH2和H2O作用下发生消去反应生成化合物D()。

审题方法　①结合反应条件及已知物质分子式,判断出结构简式;②分析合成路线,确定反应类型;③利用已知合成路线,迁移应用设计合成路线。