2015年普通高等学校招生全国统一考试(课标全国卷Ⅰ) 理综化学

2015年普通高等学校招生全国统一考试(课标全国卷Ⅰ)

理综化学

可能用到的相对原子质量:H1　C12　N14　O16　Cl35.5　K39　Cr52　Fe56　Cu64　Br80

Ag108　I127

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.我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种,其中“强水”条目下写道:“性最烈,能蚀五金……其水甚强,五金八石皆能穿滴,惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指(　　)

A.氨水 B.硝酸 C.醋 D.卤水

8.NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)

A.18gD2O和18gH2O中含有的质子数均为10NA

B.2L0.5mol·L-1亚硫酸溶液中含有的H+离子数为2NA

C.过氧化钠与水反应时,生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA

D.密闭容器中2molNO与1molO2充分反应,产物的分子数为2NA

9.乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途,其结构式如图所示。将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。若原料完全反应生成乌洛托品,则甲醛与氨的物质的量之比应为(　　)

A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.2∶1

10.下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是(　　)

11.微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法的是(　　)

A.正极反应中有CO2生成

B.微生物促进了反应中电子的转移

C.质子通过交换膜从负极区移向正极区

D.电池总反应为C6H12O6+6O26CO2+6H2O

12.W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是(　　)

A.单质的沸点:W>X

B.阴离子的还原性:W>Z

C.氧化物的水化物的酸性:Y<Z

D.X与Y不能存在于同一离子化合物中

13.浓度均为0.10mol·L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化如图所示。下列叙述错误的是(　　)

A.MOH的碱性强于ROH的碱性

B.ROH的电离程度:b点大于a点

C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等

D.当lg=2时,若两溶液同时升高温度,则增大

第Ⅱ卷

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

(一)必考题(共43分)

26.(14分)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色,熔点为101℃,易溶于水,受热脱水、升华,170℃以上分解。

回答下列问题:

(1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　,由此可知草酸晶体分解的产物中有　　　　。装置B的主要作用是　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。

①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B、　　　　　　　　。装置H反应管中盛有的物质是　　　　　　。 

②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是　                                   。 

(3)设计实验证明:

①草酸的酸性比碳酸的强　                                                    。 

②草酸为二元酸　                                                      。 

27.(14分)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:

回答下列问题:

(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　。为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有　　　　　　　　　　　　　　(写出两条)。 

(2)利用　　　　的磁性,可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是　　　　　  　。(写化学式) 

(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是　　　　　　　　。然后再调节溶液的pH约为5,目的是　　　　　　　　　　。 

(4)“粗硼酸”中的主要杂质是　　　　(填名称)。 

(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为　　　　。 

(6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼,用化学方程式表示制备过程　                                      。 

28.(15分)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题:

(1)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2。该反应的还原产物为　　　　。 

(2)上述浓缩液中主要含有I-、Cl-等离子。取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中为　　　　。已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17。 

(3)已知反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的ΔH=+11kJ·mol-1,1molH2(g)、1molI2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量,则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为　　　kJ。 

(4)Bodensteins研究了下列反应:

2HI(g)H2(g)+I2(g)

在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:

①根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为　　　　　　　。 

②上述反应中,正反应速率为v正=k正x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、

k逆为速率常数,则k逆为　　　　(以K和k正表示)。若k正=0.0027min-1,在t=40min时,v正=　　　　min-1。 

③由上述实验数据计算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为　　　　(填字母)。 

(二)选考题(共15分)

36.[化学——选修2:化学与技术](15分)

氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系,在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下:

回答下列问题:

(1)步骤①中得到的氧化产物是　　　　。溶解温度应控制在60~70℃,原因是　　　　　　　　。 

(2)写出步骤③中主要反应的离子方程式　                                    。 

(3)步骤⑤包括用pH=2的酸洗、水洗两步操作,酸洗采用的酸是　　　　(写名称)。 

(4)上述工艺中,步骤⑥不能省略,理由是　　　　　　　　。 

(5)步骤②、④、⑤、⑧都要进行固液分离。工业上常用的固液分离设备有　　　　(填字母)。 

A.分馏塔 B.离心机 C.反应釜 D.框式压滤机

(6)准确称取所制备的氯化亚铜样品mg,将其置于过量的FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸,用amol·L-1的K2Cr2O7溶液滴定到终点,消耗K2Cr2O7溶液bmL,反应中Cr2被还原为Cr3+。样品中CuCl的质量分数为　　　　。 

37.[化学——选修3:物质结构与性质](15分)

碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题:

(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用　　　　形象化描述。在基态14C原子中,核外存在　　　　对自旋相反的电子。 

(2)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是　　　　　          　　　　　　。 

(3)CS2分子中,共价键的类型有　　　　、C原子的杂化轨道类型是　　　　,写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子　　　　。 

(4)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5,该化合物的熔点为253K,沸点为376K,其固体属于　　晶体。 

(5)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:

①在石墨烯晶体中,每个C原子连接　　　　个六元环,每个六元环占有　　　　个C原子。 

②在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接　　　　个六元环,六元环中最多有　　　　个C原子在同一平面。 

38.[化学——选修5:有机化学基础](15分)

A(C2H2)是基本有机化工原料。由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式聚异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如下所示:

回答下列问题:

(1)A的名称是　　　　,B含有的官能团是　　　　　　　　。 

(2)①的反应类型是　　　　　　,⑦的反应类型是　　　　　　。 

(3)C和D的结构简式分别为　　　　　　　　、　　　　　　　　。 

(4)异戊二烯分子中最多有　　　　个原子共平面,顺式聚异戊二烯的结构简式为　　　　　　　　　。 

(5)写出与A具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(填结构简式)。 

(6)参照异戊二烯的上述合成路线,设计一条由A和乙醛为起始原料制备1,3-丁二烯的合成路线　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

2015年普通高等学校招生全国统一考试(课标全国卷Ⅰ)

7.B　硝酸具有强氧化性,能与许多金属、矿物质等反应,但不与玻璃反应。

8.C　A项,D2O和H2O的摩尔质量不同,18gD2O和18gH2O的物质的量不同,含有的质子数不同;B项,亚硫酸是弱酸,不能完全电离,故2L0.5mol·L-1亚硫酸溶液中含有的H+离子数小于2NA;C项,Na2O2与水反应生成O2,氧元素的化合价由-1升高到0,故生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA;D项,2NO+O22NO2,2NO2N2O4,故2molNO与1molO2充分反应,产物的分子数小于2NA。

9.C　由乌洛托品的结构式可知,乌洛托品的分子式为C6H12N4,根据原子守恒可知,甲醛与氨的物质的量之比为3∶2。

10.D　A项,稀硝酸中加入过量铁粉,产物是Fe2+,滴加KSCN溶液,不会出现血红色;B项,将铜粉加入1.0mol·L-1Fe2(SO4)3溶液中,溶液变蓝,发生了反应:2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,说明氧化性Fe3+>Cu2+,没有黑色固体出现;C项,用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热,铝箔表面的铝和空气中的氧气反应生成Al2O3,Al2O3熔点高,包裹着熔化的铝,熔化后的液态铝不会滴落下来;D项,将0.1mol·L-1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,说明NaOH已反应完全,再滴加0.1mol·L-1CuSO4溶液,白色沉淀变为浅蓝色沉淀,说明Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小。

11.A　根据微生物电池工作原理示意图可知:C6H12O6在负极上发生氧化反应,电极反应式为C6H12O6-24e-+6H2O6CO2↑+24H+;O2在正极上发生还原反应,电极反应式为6O2+24e-+24H+12H2O。负极有CO2生成,A项错误;B项,微生物促进了反应中电子的转移,正确;C项,质子通过交换膜从负极区移向正极区,正确;D项,电池总反应为C6H12O6+6O26CO2+6H2O,正确。

12.B　W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,可判断出W为氢元素,X为氮元素;它们的最外层电子数之和为18,则Y、Z两元素原子最外层电子数之和为18-1-5=12,则Y为磷元素,Z为氯元素。A项,单质的沸点:N2>H2;B项,非金属性:Cl>H,阴离子的还原性:H->Cl-,正确;C项,Cl的最高价氧化物的水化物的酸性强于P的;D项,P和N可以存在于同一离子化合物中,如NH4H2PO4。

13.D　根据题图信息可判断MOH是强碱,而ROH为弱碱,A项正确;B项,ROH是弱碱,加水稀释时,电离程度增大,正确;C项,若两溶液无限稀释,pH最终无限接近于7,它们的c(OH-)相等,正确;D项,当lg=2时,两溶液同时升温,由于ROH是弱碱,c(R+)增大,c(M+)不变,则减小,错误。

26.答案　(14分)(1)有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊　CO2　冷凝(水蒸气、草酸等),防止草酸进入装置C反应生成沉淀,干扰CO2的检验(1分,1分,2分,共4分)

(2)①F、D、G、H、D、I　CuO(3分,1分,共4分)

②H中黑色粉末变为红色,其后的D中澄清石灰水变浑浊(2分)

(3)①向盛有少量NaHCO3的试管里滴加草酸溶液,有气泡产生(2分)

②用NaOH标准溶液滴定草酸溶液,消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍(2分)

解析　(1)草酸分解产生CO2和H2O,则装置C中观察到的现象是有气泡逸出,澄清石灰水变浑浊;装置B的主要作用是冷凝(水蒸气、草酸等),防止草酸进入装置C反应生成沉淀,干扰CO2的检验。(2)①为验证产物中有CO,需除去CO2并干燥后通过灼热的CuO,通过检验还原CuO后的产物中有CO2即可。CO有毒,要注意尾气处理,故装置的连接顺序为A、B、F、D、G、H、D、I。装置H反应管中盛有的物质为CuO。②CO能还原CuO,故H中的现象应为黑色的固体粉末变红,H后的D中的现象为澄清石灰水变浑浊。(3)①依据强酸制弱酸的原理,可将草酸加入到碳酸氢钠溶液中,若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则证明草酸的酸性强于碳酸。②欲证明草酸是二元酸,需证明草酸中有两个羧基,用NaOH溶液滴定即可。

评析　此题从草酸的性质出发,考查相关的实验操作,试题难度较小。

27.答案　(14分)(1)Mg2B2O5·H2O+2H2SO42H3BO3+2MgSO4(2分)　提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径(2分)

(2)Fe3O4　SiO2和CaSO4(1分,2分,共3分)

(3)将Fe2+氧化成Fe3+　使Fe3+与Al3+形成氢氧化物沉淀而除去(每空1分,共2分)

(4)(七水)硫酸镁(1分)

(5)Na+[H····H]-(2分)

(6)2H3BO3B2O3+3H2O、B2O3+3Mg2B+3MgO(2分)

解析　(1)硫酸可与硼酸盐反应制取酸性较弱的硼酸,所以Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式为:Mg2B2O5·H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3。为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径等措施。

(2)Fe3O4有磁性,可利用其磁性将其从“浸渣”中分离;“浸渣”中还剩余的物质是SiO2和CaSO4。

(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液,其作用是把Fe2+氧化为Fe3+,然后调节溶液的pH约为5,使Al3+和Fe3+以Al(OH)3、Fe(OH)3形式沉降而除去。

(4)“粗硼酸”中所含杂质主要是没有除去的易溶性镁盐,故为(七水)硫酸镁。

(5)硼氢化钠的电子式为Na+[H····H]-。

(6)利用Mg的还原性制取硼的化学方程式为2H3BO3B2O3+3H2O、B2O3+3Mg2B+3MgO。

评析　本题以制备粗硼酸的工艺流程为背景,突出考查了影响化学反应速率的因素,物质结构和物质的提纯,弱化了计算,拓宽了知识面。

28.答案　(15分)(1)MnSO4(或Mn2+)(1分)

(2)4.7×10-7(2分)

(3)299(2分)

(4)①(2分)

②k正/K　1.95×10-3(每空2分,共4分)

③A、E(4分)

解析　(1)MnO2在酸性条件下可把I-氧化为I2,自身被还原为Mn2+,即还原产物为MnSO4。

(2)当AgCl开始沉淀时,AgI已经沉淀完全,此时溶液中====4.7×10-7。

(3)设1molHI(g)分子中化学键断裂吸收的能量为xkJ,由反应热与键能的关系可知,2x=436+151+11,解得x=299,故1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为299kJ。

(4)①观察表中数据知,120min时反应达到平衡,此时x(HI)=0.784,x(H2)=x(I2)=(1-0.784)×=0.108,故反应的平衡常数K的计算式为=。

②由于v正=k正x2(HI),v逆=k逆x(H2)x(I2),K=,当达到平衡状态时,v正=v逆,即k逆=;在t=40min时,x(HI)=0.85,v正=k正·x2(HI)=0.0027min-1×0.852=1.95×10-3min-1。

③反应2HI(g)H2(g)+I2(g)是吸热反应,升高温度,反应速率加快,平衡正向移动,x(HI)减小,x(H2)增大,观察图像知,对应的点分别为A和E。

评析　本题主要考查氧化还原反应,反应热的计算,沉淀溶解平衡的相关知识,以信息给予的形式综合考查化学平衡理论。

36.答案　(15分)(1)CuSO4或Cu2+　温度低溶解速度慢、温度过高铵盐分解(每空2分,共4分)

(2)2Cu2++S+2Cl-+H2O2CuCl↓+S+2H+(3分)

(3)硫酸(2分)

(4)醇洗有利于加快去除CuCl表面水分,防止其水解氧化(2分)

(5)B、D(2分)

(6)×100%(2分)

解析　(1)酸性条件下N可氧化Cu,生成Cu2+。

(2)由流程图可知,步骤③中的主要反应的离子方程式为2Cu2++S+2Cl-+H2O2CuCl↓+S+2H+。

(3)CuCl有还原性,同时能溶于氯离子浓度较大的体系,故酸洗时不能使用HNO3和盐酸。

(4)CuCl在潮湿空气中易水解氧化,故步骤⑥不可省略。

(6)6CuCl　~　K2Cr2O7

6mol    1mol

xmol b×10-3L×amol·L-1

6mol∶xmol=1mol∶(ab×10-3)mol

解得x=6ab×10-3

m(CuCl)=597ab×10-3g,样品中CuCl的质量分数为×100%。

37.答案　(15分)(1)电子云　2(每空1分,共2分)

(2)C有4个价电子且半径小,难以通过得或失电子达到稳定电子结构(2分)

(3)σ键和π键　sp　CO2、SCN-(或COS等)(2分,1分,2分,共5分)

(4)分子(2分)

(5)①3　2(每空1分,共2分)

②12　4(每空1分,共2分)

解析　(1)电子在原子核外出现的概率密度分布通常用电子云来形象化描述C的电子排布图为,所以其基态原子中核外存在2对自旋相反的电子。

(2)碳的原子结构示意图为,有4个价电子,难以通过得或失电子达到稳定结构,所以其键型以共价键为主。

(3)CS2分子的结构式为SCS,其共价键的类型有σ键和π键,C原子的杂化轨道类型为sp;CS2分子为三原子分子,最外层电子总数为16,与其具有相同空间构型和键合形式的分子有CO2或COS、离子为SCN-等。

(4)Fe(CO)5的熔点为253K,较低,沸点也不高,所以其固体属于分子晶体。

(5)①由题中石墨烯和金刚石的晶体结构图示可得,在石墨烯晶体中,每个C原子应连接3个六元环,每个六元环由6个C原子构成,每个六元环所占有的C原子数为6×=2;②在金刚石晶体中,每个C原子与其他4个C原子相连,每个C原子连接的六元环个数应为12个,而每一个碳原子与其他4个C原子形成的4个共价键的键角均为109°28',形成正四面体,由此可得在金刚石晶体的六元环中最多有4个C原子共面。

评析　本题考查物质结构与性质,主要考查原子结构、晶体结构的基础知识,难度适中,学生得分点较多。

38.答案　(15分)(1)乙炔　碳碳双键和酯基(1分,2分,共3分)

(2)加成反应　消去反应(每空1分,共2分)

(3)　CH3CH2CH2CHO(每空1分,共2分)

(4)11　(每空1分,共2分)

(5)、、(3分)

(6)(3分)

解析　(1)依题意可知A是乙炔,B是与CH3COOH发生加成反应的产物即,含有的官能团有碳碳双键()和酯基(。(2)反应①是与CH3COOH的加成反应;反应⑦是醇分子内脱水的消去反应。(3)依题意,C是发生水解反应生成的聚乙烯醇即,由C及聚乙烯醇缩丁醛的结构简式可确定D为丁醛(CH3CH2CH2CHO)。(4)在异戊二烯()分子中,只有甲基上的2个氢原子与其他原子不可能共平面,其余11个原子均可以在同一平面内。(5)分子式为C5H8的炔烃有3种:、和。

(6)模仿题给异戊二烯的合成路线,不难确定用和CH3CHO为原料制备1,3-丁二烯的合成路线,详见答案。

评析　本题以聚乙烯醇缩丁醛和顺式聚异戊二烯两种高分子化合物的合成为命题素材,重点考查了有机物的结构与性质、同分异构体的书写、有机反应类型及有机合成等知识,能力考查层级为应用,试题难度不大。