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2018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
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这是一份2018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，共12页。试卷主要包含了下列说法错误的是，NA是阿伏加德罗常数的值，1时,Ⅰ中为 溶液等内容，欢迎下载使用。
理综化学
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Ar 40 Fe 56 I 127
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共42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.磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:
下列叙述错误的是( )
A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
C.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+
D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
8.下列说法错误的是( )
A.蔗糖、果糖和麦芽糖均为双糖
B.酶是一类具有高选择催化性能的蛋白质
C.植物油含不饱和脂肪酸酯,能使Br2/CCl4褪色
D.淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖
9.在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中,下列操作未涉及的是( )
10.NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA
B.22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA
C.92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA
D.1.0 ml CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA
11.环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物,螺[2.2]戊烷()是最简单的一种。下列关于该化合物的说法错误的是( )
A.与环戊烯互为同分异构体B.二氯代物超过两种
C.所有碳原子均处同一平面D.生成1 ml C5H12至少需要2 ml H2
12.主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10;W与Y同族;W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是( )
A.常温常压下X的单质为气态 B.Z的氢化物为离子化合物
C.Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性D.W与Y具有相同的最高化合价
13.最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下图所示,其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为:
①EDTA-Fe2+-e- EDTA-Fe3+
②2EDTA-Fe3++H2S 2H++S+2EDTA-Fe2+
该装置工作时,下列叙述错误的是( )
A.阴极的电极反应:CO2+2H++2e- CO+H2O
B.协同转化总反应:CO2+H2S CO+H2O+S
C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低
D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性
三、非选择题:共58分。第26~28题为必考题,每个试题考生都必须作答。第35~36 题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共43分。
26.(14分)醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶于酸,在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂,将三价铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题:
(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是 。仪器a的名称是 。
(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置。打开K1、K2,关闭K3。
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为 。
②同时c中有气体产生,该气体的作用是 。
(3)打开K3,关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d,其原因是 ;d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是 、 、洗涤、干燥。
(4)指出装置d可能存在的缺点 。
27.(14分)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题:
(1)生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式 。
(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为:
①pH=4.1时,Ⅰ中为 溶液(写化学式)。
②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是 。
(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为 。电解后, 室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na2S2O5。
(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取50.00 mL葡萄酒样品,用0.010 00 ml·L-1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为 ,该样品中Na2S2O5的残留量为 g·L-1(以SO2计)。
28.(15分)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题:
(1)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体,其分子式为 。
(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应:
2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)
2N2O4(g)
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t=∞时,N2O5(g)完全分解]:
①已知:2N2O5(g) 2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=-4.4 kJ·ml-1
2NO2(g) N2O4(g) ΔH2=-55.3 kJ·ml-1
则反应N2O5(g) 2NO2(g)+12O2(g)的ΔH= kJ·ml-1。
②研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=2×10-3×pN2O5(kPa·min-1)。t=62 min时,测得体系中pO2=2.9 kPa,则此时的pN2O5= kPa,v= kPa·min-1。
③若提高反应温度至35 ℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35 ℃) 63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是 。
④25 ℃时N2O4(g) 2NO2(g)反应的平衡常数Kp= kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。
(3)对于反应2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g),提出如下反应历程:
第一步 N2O5 NO2+NO3 快速平衡
第二步 NO2+NO3 NO+NO2+O2慢反应
第三步 NO+NO3 2NO2快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是 (填标号)。
A.v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)
B.反应的中间产物只有NO3
C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
D.第三步反应活化能较高
(二)选考题:共15分。请考生从2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。
35.[化学——选修3:物质结构与性质](15分)
Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。回答下列问题:
(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为 、 (填标号)。
(2)Li+与H-具有相同的电子构型,r(Li+)小于r(H-),原因是 。
(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是 、中心原子的杂化形式为 。LiAlH4中,存在 (填标号)。
A.离子键B.σ键 C.π键 D.氢键
(4)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Brn-Haber循环计算得到。
图(a) 图(b)
可知,Li原子的第一电离能为 kJ·ml-1,O O键键能为 kJ·ml-1,Li2O晶格能为 kJ·ml-1。
(5)Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则Li2O的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
36.[化学——选修5:有机化学基础](15分)
化合物W可用作高分子膨胀剂,一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 。
(2)②的反应类型是 。
(3)反应④所需试剂、条件分别为 。
(4)G的分子式为 。
(5)W中含氧官能团的名称是 。
(6)写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为1∶1) 。
(7)苯乙酸苄酯()是花香型香料,设计由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线 (无机试剂任选)。
2018年普通高等学校招生全国统一考试(课标全国卷Ⅰ)
7.D 本题考查工艺流程分析,铝、铁、锂的化合物的性质等。合理处理废旧电池可回收有关金属,达到资源再利用的目的,同时有利于环境保护,A项正确;由流程图可知,“正极片”中含有的金属元素有Al、Fe、Li,B项正确;LiFePO4中铁元素的化合价为+2价,在H2SO4、HNO3作用下转化为Fe3+,经碱液处理形成Fe(OH)3沉淀,C项正确;Li2CO3难溶于水,而Li2SO4可溶于水,故不能用Na2SO4代替Na2CO3,D错误。
审题方法 以元素化合物的性质为依据,分析流程中各物质的转化。
8.A 本题考查基本营养物质。果糖是单糖,A项错误。
易错易混 ①常见的糖类中,葡萄糖和果糖是单糖,不能水解。
②淀粉、纤维素的化学式形式相同,但不互为同分异构体;淀粉、纤维素的结构单元相同,水解最终产物都是葡萄糖。
9.D 本题考查乙酸乙酯的制取与分离、提纯。冰醋酸、乙醇在浓硫酸作用下,加热反应生成乙酸乙酯,A涉及;导出乙酸乙酯的导气管在饱和碳酸钠溶液上方可以防止倒吸,B涉及;乙酸乙酯难溶于水,浮在溶液上方,可以用分液法分离出乙酸乙酯,C涉及;蒸发是使易溶固体从其溶液中析出,D不涉及。
知识拓展 饱和碳酸钠溶液的作用
制取乙酸乙酯实验中,饱和碳酸钠溶液的作用是溶解乙醇、吸收乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度,便于乙酸乙酯的分离、提纯。
解题技巧 见提分手册15
10.B 本题考查阿伏加德罗常数的有关计算。16.25 g FeCl3的物质的量是0.1 ml,Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子是若干Fe(OH)3的聚集体,故胶体粒子数目远小于0.1NA,A项错误;Ar是单原子分子,22.4 L(标准状况)氩气的物质的量是1 ml,含有的质子数为18NA,B项正确;甘油(丙三醇)的分子式为C3H8O3,其摩尔质量是92 g·ml-1,则92.0 g甘油含有羟基的数目为3.0NA,C项错误;甲烷与氯气反应的产物中CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4同时存在,1.0 ml CH4与足量氯气反应时上述四种有机物的总物质的量为1.0 ml,D项错误。
易错易混 胶体粒子的组成分类
胶体粒子的组成有两类:一类如Fe(OH)3胶体的粒子,是由若干Fe(OH)3聚集在一起形成的;另一类如淀粉、蛋白质等大分子,单个分子即胶体粒子。
解题技巧 见提分手册2
11.C 本题考查简单有机化合物的结构、性质及同分异构体数目的判断。由结构可知螺[2.2]戊烷的分子式为C5H8,环戊烯()的分子式也是C5H8,故二者互为同分异构体,A项正确;螺[2.2]戊烷的二氯代物有如下三种:、、,B项正确;螺[2.2]戊烷中所有碳原子均形成四条单键,故所有碳原子不在同一平面上,C项错误;由C5H8 C5H12可知,生成1 ml C5H12参加反应的氢气至少为2 ml,D项正确。
易错易混 容易受螺[2.2]戊烷键线式的影响,误以为该分子中碳原子构成一个平面。
解题技巧 见提分手册9(1)(2)(3)
12.B 本题考查元素推断、元素化合物的结构与性质、化合价规律和特例。氢氟酸可腐蚀玻璃,根据题意可知W是F,与其同主族的Y是Cl;实验室中用CaF2与浓H2SO4反应制取HF,故Z是Ca;W、X、Z最外层电子数之和为10,则X是Na。钠单质常温常压下是固体,A错误;CaH2是由Ca2+与H-构成的离子化合物,B正确;CaCl2溶液呈中性,C错误;F是非金属性最强的元素,没有正化合价,氯元素的最高化合价是+7价,D错误。
知识拓展 CaF2是一种难溶于水的固体,实验室利用CaF2与浓H2SO4反应制取HF:CaF2+H2SO4(浓) CaSO4+2HF↑,该反应不能在玻璃仪器中进行,应在铅皿中进行。
解题技巧 见提分手册6(1)(2)
13.C 本题考查电解原理的应用。由石墨烯电极区反应①可知该极发生氧化反应,为阳极,则ZnO@石墨烯为阴极。阴极的电极反应为:CO2+2H++2e- CO+H2O,A正确;装置工作时涉及三个反应,Fe2+与Fe3+的转化循环进行,总反应为CO2与H2S之间的反应,根据得失电子守恒可知总反应为:CO2+H2S CO+H2O+S,B正确;石墨烯与电源正极相连,ZnO@石墨烯与电源负极相连,故石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的高,C错误;Fe2+、Fe3+均在酸性环境中稳定存在,D正确。
审题技巧 解题的关键是电极名称的确定。如本题中CO2→CO为还原反应——阴极,Fe2+→Fe3+为氧化反应——阳极。
解题技巧 见提分手册10(2)
26.答案 (1)去除水中溶解氧 分液(或滴液)漏斗
(2)①Zn+2Cr3+ Zn2++2Cr2+
②排除c中空气
(3)c中产生H2使压强大于大气压 (冰浴)冷却 过滤
(4)敞开体系,可能使醋酸亚铬与空气接触
解析 本题考查物质制备。
(1)为防止水中溶解的氧气氧化Cr2+或(CH3COO)2Cr,需将蒸馏水煮沸并迅速冷却,以除去溶解氧。
(2)①由溶液颜色变化可知,Zn将Cr3+还原为Cr2+,反应的离子方程式为Zn+2Cr3+ Zn2++2Cr2+。
②c中产生的气体为氢气,可排除c中空气,防止Cr2+被氧化。
(3)打开K3,关闭K1、K2,c中产生的氢气聚集在溶液上方,气体压强增大,将c中液体经长导管压入d中;(CH3COO)2Cr难溶于冷水,可将d置于冰水浴中冷却,(CH3COO)2Cr充分结晶后,经过滤、洗涤、干燥得砖红色晶体。
(4)由于装置d为敞开体系,与大气直接接触,故空气中的氧气可能会氧化(CH3COO)2Cr。
审题方法 本题解题的关键是题干中指出醋酸亚铬在气体分析中用作氧气吸收剂,说明醋酸亚铬具有强还原性。
方法技巧 Cr2+、(CH3COO)2Cr的强还原性与Fe2+、Fe(OH)2相似。(CH3COO)2Cr的制取实验与Fe(OH)2制取的改进实验相似。
解题技巧 见提分手册16(1)(2)
27.答案 (1)2NaHSO3 Na2S2O5+H2O
(2)①NaHSO3 ②得到NaHSO3过饱和溶液
(3)2H2O-4e- O2↑+4H+ a
(4)S2O52-+2I2+3H2O 2SO42-+4I-+6H+ 0.128
解析 本题考查工艺流程、电解原理的应用、氧化还原滴定与计算。
(1)NaHSO3与Na2S2O5中硫元素化合价均为+4价,根据观察法配平反应方程式:2NaHSO3 Na2S2O5+H2O。
(2)①Ⅰ中所得溶液的pH=4.1,硫元素的存在形式应为HSO3-,故Ⅰ中为NaHSO3溶液。
②过程Ⅱ是利用Na2CO3与NaHSO3反应转化为Na2SO3,过程Ⅲ利用SO2与Na2SO3反应生成NaHSO3:Na2SO3+SO2+H2O 2NaHSO3,制得高浓度的NaHSO3,更有利于Na2S2O5的制备。
(3)根据装置图可知左侧为阳极,溶质为H2SO4,实际放电的是水电离出的OH-,电极反应式为2H2O-4e- O2↑+4H+。电解过程中,阳离子(H+)向右侧移动,则a室中SO32-+H+ HSO3-,NaHSO3浓度增大。
(4)Na2S2O5作食品的抗氧化剂,则具有强还原性,被氧化为SO42-;S2O52- 2SO42-,I2 2I-,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可配平反应的离子方程式:S2O52-+2I2+3H2O 2SO42-+4I-+6H+。
根据滴定反应的离子方程式及硫原子守恒可得如下关系式:
2SO2 ~ S2O52- ~ 2I2
64 g1 ml
m(SO2)0.010 00 ml·L-1×0.010 00 L
m(SO2)=6.4×10-3g
则样品中Na2S2O5的残留量为6.4×10-3g0.050 00 L=0.128 g·L-1。
方法技巧 守恒法在此题中应用较多。如第(4)问中S2O52-与I2反应的方程式要利用得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平。
28.答案 (1)O2 (2)①53.1 ②30.0 6.0×10-2 ③大于 温度提高,体积不变,总压强提高;NO2二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高 ④13.4
(3)AC
解析 本题考查氧化还原反应、反应热的计算、化学反应速率、化学平衡及化学平衡常数的计算。
(1)氯气具有强氧化性,氮元素化合价不变,Ag应以AgCl形式存在,则被氧化的是氧元素,对应的氧化产物为O2,反应的化学方程式为4AgNO3+2Cl2 4AgCl+2N2O5+O2。
(2)①2N2O5(g) 2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=-4.4 kJ·ml-1a
2NO2(g) N2O4(g) ΔH2=-55.3 kJ·ml-1b
根据盖斯定律,由a2-b可得:N2O5(g) 2NO2(g)+12O2(g) ΔH=53.1 kJ·ml-1。
②由2N2O5(g)~O2(g)可知,pO2=2.9 kPa时N2O5分压减小5.8 kPa,此时pN2O5=(35.8-5.8)kPa=30.0 kPa。v=2×10-3×pN2O5(kPa·min-1)=2×10-3×30(kPa·min-1)=6.0×10-2 kPa·min-1。
④t=∞时,N2O5完全分解。
2N2O5 2N2O4 + O2
2 2 1
35.8 kPapN2O4pO2
pN2O4=35.8 kPa pO2=17.9 kPa
设达平衡时,N2O4分压减小了x kPa。
N2O4 2NO2
开始分压(kPa)35.8 0
变化分压(kPa)x 2x
平衡分压(kPa)35.8-x 2x
(35.8-x)kPa+2x kPa+17.9 kPa=63.1 kPa,解得x=9.4,则平衡时pN2O4=26.4 kPa,pNO2=18.8 kPa,K=≈13.4 kPa。
(3)第一步反应为快反应,其逆反应的速率也比第二步反应的速率快,A正确;从反应方程式看,中间产物有NO3、NO,B错误;由于第二步反应是慢反应,说明NO2与NO3的碰撞仅部分有效,C正确;第三步是快反应,故其活化能应较低,D错误。
35.答案 (1)D C
(2)Li+核电荷数较大
(3)正四面体 sp3 AB
(4)520 498 2 908
(5)8×7+4×16NA(0.466 5×10-7)3
解析 本题考查原子结构与性质、分子结构与性质、晶体结构与性质。
(1)根据能量1s<2s<2p,可知能量最低的是D,能量最高的是C。
(3)AlH4-中Al的价层电子对数为4,故Al采取sp3杂化,该离子空间构型为正四面体。Li+与AlH4-以离子键结合,AlH4-中Al与H之间是σ键,A、B项正确。
(4)第一电离能是气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,故Li原子的第一电离能为1 040 kJ·ml-12=520 kJ·ml-1。OO(g)2O(g)所吸收的能量即为O O键的键能,故OO键的键能为249 kJ·ml-1×2=498 kJ·ml-1。离子晶体的晶格能是气态离子形成1 ml离子晶体所释放的能量,题图中:2Li+(g)+O2-(g)Li2O(晶体) ΔH=-2 908 kJ·ml-1,故Li2O晶格能为2 908 kJ·ml-1。
(5)1个Li2O晶胞中有8个Li+,O2-处于顶点和面心,O2-的个数为8×18+6×12=4,故Li2O的密度ρ=mV=8×7+4×16NA(0.466 5×10-7)3 g·cm-3。
方法技巧 晶胞的计算方法
①晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献(以立方体为例):顶点——18,棱上——14,体内——完全属于晶胞。
②晶体密度计算公式:ρ=NMNA·V,其中N为1个晶胞中所含“分子”数目,M为摩尔质量,NA为阿伏加德罗常数的值,V为1个晶胞的体积。
解题技巧 见提分手册19
36.答案 (1)氯乙酸
(2)取代反应
(3)乙醇/浓硫酸、加热
(4)C12H18O3
(5)羟基、醚键
(6)
(7)
解析 本题以有机合成为命题依据,考查有机物及官能团名称、反应类型的判断、反应试剂及条件选择、分子式的确定、限定条件同分异构体的书写、有机合成路线的设计等。
(2)ClCH2COONaNC—CH2COONa过程中—CN取代了—Cl,故②为取代反应。
(3)根据D、E的结构简式知,反应④为酯化反应,所需试剂是CH3CH2OH,反应条件为浓硫酸、加热。
(4)根据G的键线式结构可知G的分子式为C12H18O3。
(5)W中含有两种含氧官能团,分别为羟基和醚键。
(6)由核磁共振氢谱信息可知,12个氢原子分为两类,数目之比为1∶1,空间结构完全对称,符合条件的E的同分异构体为。
方法技巧 对比反应前后有机物结构差异可以判断反应类型,如本题中D→E为取代反应,进而可推知D→E所需试剂和反应的条件。
解题技巧 见提分手册20
t/min
0
40
80
160
260
1 300
1 700
∞
p/kPa
35.8
40.3
42.5
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1
理综化学
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Ar 40 Fe 56 I 127
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共42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.磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:
下列叙述错误的是( )
A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
C.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+
D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
8.下列说法错误的是( )
A.蔗糖、果糖和麦芽糖均为双糖
B.酶是一类具有高选择催化性能的蛋白质
C.植物油含不饱和脂肪酸酯,能使Br2/CCl4褪色
D.淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖
9.在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中,下列操作未涉及的是( )
10.NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA
B.22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA
C.92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA
D.1.0 ml CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA
11.环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物,螺[2.2]戊烷()是最简单的一种。下列关于该化合物的说法错误的是( )
A.与环戊烯互为同分异构体B.二氯代物超过两种
C.所有碳原子均处同一平面D.生成1 ml C5H12至少需要2 ml H2
12.主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10;W与Y同族;W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是( )
A.常温常压下X的单质为气态 B.Z的氢化物为离子化合物
C.Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性D.W与Y具有相同的最高化合价
13.最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下图所示,其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为:
①EDTA-Fe2+-e- EDTA-Fe3+
②2EDTA-Fe3++H2S 2H++S+2EDTA-Fe2+
该装置工作时,下列叙述错误的是( )
A.阴极的电极反应:CO2+2H++2e- CO+H2O
B.协同转化总反应:CO2+H2S CO+H2O+S
C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低
D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性
三、非选择题:共58分。第26~28题为必考题,每个试题考生都必须作答。第35~36 题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共43分。
26.(14分)醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶于酸,在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂,将三价铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题:
(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是 。仪器a的名称是 。
(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置。打开K1、K2,关闭K3。
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为 。
②同时c中有气体产生,该气体的作用是 。
(3)打开K3,关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d,其原因是 ;d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是 、 、洗涤、干燥。
(4)指出装置d可能存在的缺点 。
27.(14分)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题:
(1)生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式 。
(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为:
①pH=4.1时,Ⅰ中为 溶液(写化学式)。
②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是 。
(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为 。电解后, 室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na2S2O5。
(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取50.00 mL葡萄酒样品,用0.010 00 ml·L-1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为 ,该样品中Na2S2O5的残留量为 g·L-1(以SO2计)。
28.(15分)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题:
(1)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体,其分子式为 。
(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应:
2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)
2N2O4(g)
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t=∞时,N2O5(g)完全分解]:
①已知:2N2O5(g) 2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=-4.4 kJ·ml-1
2NO2(g) N2O4(g) ΔH2=-55.3 kJ·ml-1
则反应N2O5(g) 2NO2(g)+12O2(g)的ΔH= kJ·ml-1。
②研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=2×10-3×pN2O5(kPa·min-1)。t=62 min时,测得体系中pO2=2.9 kPa,则此时的pN2O5= kPa,v= kPa·min-1。
③若提高反应温度至35 ℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35 ℃) 63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是 。
④25 ℃时N2O4(g) 2NO2(g)反应的平衡常数Kp= kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。
(3)对于反应2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g),提出如下反应历程:
第一步 N2O5 NO2+NO3 快速平衡
第二步 NO2+NO3 NO+NO2+O2慢反应
第三步 NO+NO3 2NO2快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是 (填标号)。
A.v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)
B.反应的中间产物只有NO3
C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
D.第三步反应活化能较高
(二)选考题:共15分。请考生从2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。
35.[化学——选修3:物质结构与性质](15分)
Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。回答下列问题:
(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为 、 (填标号)。
(2)Li+与H-具有相同的电子构型,r(Li+)小于r(H-),原因是 。
(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是 、中心原子的杂化形式为 。LiAlH4中,存在 (填标号)。
A.离子键B.σ键 C.π键 D.氢键
(4)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Brn-Haber循环计算得到。
图(a) 图(b)
可知,Li原子的第一电离能为 kJ·ml-1,O O键键能为 kJ·ml-1,Li2O晶格能为 kJ·ml-1。
(5)Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则Li2O的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
36.[化学——选修5:有机化学基础](15分)
化合物W可用作高分子膨胀剂,一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 。
(2)②的反应类型是 。
(3)反应④所需试剂、条件分别为 。
(4)G的分子式为 。
(5)W中含氧官能团的名称是 。
(6)写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为1∶1) 。
(7)苯乙酸苄酯()是花香型香料,设计由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线 (无机试剂任选)。
2018年普通高等学校招生全国统一考试(课标全国卷Ⅰ)
7.D 本题考查工艺流程分析,铝、铁、锂的化合物的性质等。合理处理废旧电池可回收有关金属,达到资源再利用的目的,同时有利于环境保护,A项正确;由流程图可知,“正极片”中含有的金属元素有Al、Fe、Li,B项正确;LiFePO4中铁元素的化合价为+2价,在H2SO4、HNO3作用下转化为Fe3+,经碱液处理形成Fe(OH)3沉淀,C项正确;Li2CO3难溶于水,而Li2SO4可溶于水,故不能用Na2SO4代替Na2CO3,D错误。
审题方法 以元素化合物的性质为依据,分析流程中各物质的转化。
8.A 本题考查基本营养物质。果糖是单糖,A项错误。
易错易混 ①常见的糖类中,葡萄糖和果糖是单糖,不能水解。
②淀粉、纤维素的化学式形式相同,但不互为同分异构体;淀粉、纤维素的结构单元相同,水解最终产物都是葡萄糖。
9.D 本题考查乙酸乙酯的制取与分离、提纯。冰醋酸、乙醇在浓硫酸作用下,加热反应生成乙酸乙酯,A涉及;导出乙酸乙酯的导气管在饱和碳酸钠溶液上方可以防止倒吸,B涉及;乙酸乙酯难溶于水,浮在溶液上方,可以用分液法分离出乙酸乙酯,C涉及;蒸发是使易溶固体从其溶液中析出,D不涉及。
知识拓展 饱和碳酸钠溶液的作用
制取乙酸乙酯实验中,饱和碳酸钠溶液的作用是溶解乙醇、吸收乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度,便于乙酸乙酯的分离、提纯。
解题技巧 见提分手册15
10.B 本题考查阿伏加德罗常数的有关计算。16.25 g FeCl3的物质的量是0.1 ml,Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子是若干Fe(OH)3的聚集体,故胶体粒子数目远小于0.1NA,A项错误;Ar是单原子分子,22.4 L(标准状况)氩气的物质的量是1 ml,含有的质子数为18NA,B项正确;甘油(丙三醇)的分子式为C3H8O3,其摩尔质量是92 g·ml-1,则92.0 g甘油含有羟基的数目为3.0NA,C项错误;甲烷与氯气反应的产物中CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4同时存在,1.0 ml CH4与足量氯气反应时上述四种有机物的总物质的量为1.0 ml,D项错误。
易错易混 胶体粒子的组成分类
胶体粒子的组成有两类:一类如Fe(OH)3胶体的粒子,是由若干Fe(OH)3聚集在一起形成的;另一类如淀粉、蛋白质等大分子,单个分子即胶体粒子。
解题技巧 见提分手册2
11.C 本题考查简单有机化合物的结构、性质及同分异构体数目的判断。由结构可知螺[2.2]戊烷的分子式为C5H8,环戊烯()的分子式也是C5H8,故二者互为同分异构体,A项正确;螺[2.2]戊烷的二氯代物有如下三种:、、,B项正确;螺[2.2]戊烷中所有碳原子均形成四条单键,故所有碳原子不在同一平面上,C项错误;由C5H8 C5H12可知,生成1 ml C5H12参加反应的氢气至少为2 ml,D项正确。
易错易混 容易受螺[2.2]戊烷键线式的影响,误以为该分子中碳原子构成一个平面。
解题技巧 见提分手册9(1)(2)(3)
12.B 本题考查元素推断、元素化合物的结构与性质、化合价规律和特例。氢氟酸可腐蚀玻璃,根据题意可知W是F,与其同主族的Y是Cl;实验室中用CaF2与浓H2SO4反应制取HF,故Z是Ca;W、X、Z最外层电子数之和为10,则X是Na。钠单质常温常压下是固体,A错误;CaH2是由Ca2+与H-构成的离子化合物,B正确;CaCl2溶液呈中性,C错误;F是非金属性最强的元素,没有正化合价,氯元素的最高化合价是+7价,D错误。
知识拓展 CaF2是一种难溶于水的固体,实验室利用CaF2与浓H2SO4反应制取HF:CaF2+H2SO4(浓) CaSO4+2HF↑,该反应不能在玻璃仪器中进行,应在铅皿中进行。
解题技巧 见提分手册6(1)(2)
13.C 本题考查电解原理的应用。由石墨烯电极区反应①可知该极发生氧化反应,为阳极,则ZnO@石墨烯为阴极。阴极的电极反应为:CO2+2H++2e- CO+H2O,A正确;装置工作时涉及三个反应,Fe2+与Fe3+的转化循环进行,总反应为CO2与H2S之间的反应,根据得失电子守恒可知总反应为:CO2+H2S CO+H2O+S,B正确;石墨烯与电源正极相连,ZnO@石墨烯与电源负极相连,故石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的高,C错误;Fe2+、Fe3+均在酸性环境中稳定存在,D正确。
审题技巧 解题的关键是电极名称的确定。如本题中CO2→CO为还原反应——阴极,Fe2+→Fe3+为氧化反应——阳极。
解题技巧 见提分手册10(2)
26.答案 (1)去除水中溶解氧 分液(或滴液)漏斗
(2)①Zn+2Cr3+ Zn2++2Cr2+
②排除c中空气
(3)c中产生H2使压强大于大气压 (冰浴)冷却 过滤
(4)敞开体系,可能使醋酸亚铬与空气接触
解析 本题考查物质制备。
(1)为防止水中溶解的氧气氧化Cr2+或(CH3COO)2Cr,需将蒸馏水煮沸并迅速冷却,以除去溶解氧。
(2)①由溶液颜色变化可知,Zn将Cr3+还原为Cr2+,反应的离子方程式为Zn+2Cr3+ Zn2++2Cr2+。
②c中产生的气体为氢气,可排除c中空气,防止Cr2+被氧化。
(3)打开K3,关闭K1、K2,c中产生的氢气聚集在溶液上方,气体压强增大,将c中液体经长导管压入d中;(CH3COO)2Cr难溶于冷水,可将d置于冰水浴中冷却,(CH3COO)2Cr充分结晶后,经过滤、洗涤、干燥得砖红色晶体。
(4)由于装置d为敞开体系,与大气直接接触,故空气中的氧气可能会氧化(CH3COO)2Cr。
审题方法 本题解题的关键是题干中指出醋酸亚铬在气体分析中用作氧气吸收剂,说明醋酸亚铬具有强还原性。
方法技巧 Cr2+、(CH3COO)2Cr的强还原性与Fe2+、Fe(OH)2相似。(CH3COO)2Cr的制取实验与Fe(OH)2制取的改进实验相似。
解题技巧 见提分手册16(1)(2)
27.答案 (1)2NaHSO3 Na2S2O5+H2O
(2)①NaHSO3 ②得到NaHSO3过饱和溶液
(3)2H2O-4e- O2↑+4H+ a
(4)S2O52-+2I2+3H2O 2SO42-+4I-+6H+ 0.128
解析 本题考查工艺流程、电解原理的应用、氧化还原滴定与计算。
(1)NaHSO3与Na2S2O5中硫元素化合价均为+4价,根据观察法配平反应方程式:2NaHSO3 Na2S2O5+H2O。
(2)①Ⅰ中所得溶液的pH=4.1,硫元素的存在形式应为HSO3-,故Ⅰ中为NaHSO3溶液。
②过程Ⅱ是利用Na2CO3与NaHSO3反应转化为Na2SO3,过程Ⅲ利用SO2与Na2SO3反应生成NaHSO3:Na2SO3+SO2+H2O 2NaHSO3,制得高浓度的NaHSO3,更有利于Na2S2O5的制备。
(3)根据装置图可知左侧为阳极,溶质为H2SO4,实际放电的是水电离出的OH-,电极反应式为2H2O-4e- O2↑+4H+。电解过程中,阳离子(H+)向右侧移动,则a室中SO32-+H+ HSO3-,NaHSO3浓度增大。
(4)Na2S2O5作食品的抗氧化剂,则具有强还原性,被氧化为SO42-;S2O52- 2SO42-,I2 2I-,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可配平反应的离子方程式:S2O52-+2I2+3H2O 2SO42-+4I-+6H+。
根据滴定反应的离子方程式及硫原子守恒可得如下关系式:
2SO2 ~ S2O52- ~ 2I2
64 g1 ml
m(SO2)0.010 00 ml·L-1×0.010 00 L
m(SO2)=6.4×10-3g
则样品中Na2S2O5的残留量为6.4×10-3g0.050 00 L=0.128 g·L-1。
方法技巧 守恒法在此题中应用较多。如第(4)问中S2O52-与I2反应的方程式要利用得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平。
28.答案 (1)O2 (2)①53.1 ②30.0 6.0×10-2 ③大于 温度提高,体积不变,总压强提高;NO2二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高 ④13.4
(3)AC
解析 本题考查氧化还原反应、反应热的计算、化学反应速率、化学平衡及化学平衡常数的计算。
(1)氯气具有强氧化性,氮元素化合价不变,Ag应以AgCl形式存在,则被氧化的是氧元素,对应的氧化产物为O2,反应的化学方程式为4AgNO3+2Cl2 4AgCl+2N2O5+O2。
(2)①2N2O5(g) 2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=-4.4 kJ·ml-1a
2NO2(g) N2O4(g) ΔH2=-55.3 kJ·ml-1b
根据盖斯定律,由a2-b可得:N2O5(g) 2NO2(g)+12O2(g) ΔH=53.1 kJ·ml-1。
②由2N2O5(g)~O2(g)可知,pO2=2.9 kPa时N2O5分压减小5.8 kPa,此时pN2O5=(35.8-5.8)kPa=30.0 kPa。v=2×10-3×pN2O5(kPa·min-1)=2×10-3×30(kPa·min-1)=6.0×10-2 kPa·min-1。
④t=∞时,N2O5完全分解。
2N2O5 2N2O4 + O2
2 2 1
35.8 kPapN2O4pO2
pN2O4=35.8 kPa pO2=17.9 kPa
设达平衡时,N2O4分压减小了x kPa。
N2O4 2NO2
开始分压(kPa)35.8 0
变化分压(kPa)x 2x
平衡分压(kPa)35.8-x 2x
(35.8-x)kPa+2x kPa+17.9 kPa=63.1 kPa,解得x=9.4,则平衡时pN2O4=26.4 kPa,pNO2=18.8 kPa,K=≈13.4 kPa。
(3)第一步反应为快反应,其逆反应的速率也比第二步反应的速率快,A正确;从反应方程式看,中间产物有NO3、NO,B错误;由于第二步反应是慢反应,说明NO2与NO3的碰撞仅部分有效,C正确;第三步是快反应,故其活化能应较低,D错误。
35.答案 (1)D C
(2)Li+核电荷数较大
(3)正四面体 sp3 AB
(4)520 498 2 908
(5)8×7+4×16NA(0.466 5×10-7)3
解析 本题考查原子结构与性质、分子结构与性质、晶体结构与性质。
(1)根据能量1s<2s<2p,可知能量最低的是D,能量最高的是C。
(3)AlH4-中Al的价层电子对数为4,故Al采取sp3杂化,该离子空间构型为正四面体。Li+与AlH4-以离子键结合,AlH4-中Al与H之间是σ键,A、B项正确。
(4)第一电离能是气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,故Li原子的第一电离能为1 040 kJ·ml-12=520 kJ·ml-1。OO(g)2O(g)所吸收的能量即为O O键的键能,故OO键的键能为249 kJ·ml-1×2=498 kJ·ml-1。离子晶体的晶格能是气态离子形成1 ml离子晶体所释放的能量,题图中:2Li+(g)+O2-(g)Li2O(晶体) ΔH=-2 908 kJ·ml-1,故Li2O晶格能为2 908 kJ·ml-1。
(5)1个Li2O晶胞中有8个Li+,O2-处于顶点和面心,O2-的个数为8×18+6×12=4,故Li2O的密度ρ=mV=8×7+4×16NA(0.466 5×10-7)3 g·cm-3。
方法技巧 晶胞的计算方法
①晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献(以立方体为例):顶点——18,棱上——14,体内——完全属于晶胞。
②晶体密度计算公式:ρ=NMNA·V,其中N为1个晶胞中所含“分子”数目,M为摩尔质量,NA为阿伏加德罗常数的值,V为1个晶胞的体积。
解题技巧 见提分手册19
36.答案 (1)氯乙酸
(2)取代反应
(3)乙醇/浓硫酸、加热
(4)C12H18O3
(5)羟基、醚键
(6)
(7)
解析 本题以有机合成为命题依据,考查有机物及官能团名称、反应类型的判断、反应试剂及条件选择、分子式的确定、限定条件同分异构体的书写、有机合成路线的设计等。
(2)ClCH2COONaNC—CH2COONa过程中—CN取代了—Cl,故②为取代反应。
(3)根据D、E的结构简式知,反应④为酯化反应,所需试剂是CH3CH2OH,反应条件为浓硫酸、加热。
(4)根据G的键线式结构可知G的分子式为C12H18O3。
(5)W中含有两种含氧官能团,分别为羟基和醚键。
(6)由核磁共振氢谱信息可知,12个氢原子分为两类,数目之比为1∶1,空间结构完全对称,符合条件的E的同分异构体为。
方法技巧 对比反应前后有机物结构差异可以判断反应类型,如本题中D→E为取代反应,进而可推知D→E所需试剂和反应的条件。
解题技巧 见提分手册20
t/min
0
40
80
160
260
1 300
1 700
∞
p/kPa
35.8
40.3
42.5
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1
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