1、2014 年普通高等学校招生全国统一考试理科综 合能力测试 化学试题(全国卷) 说明:理科综合能力测试全国卷化学试题共 13 题,共 100 分。其中单项选择题包括第 713 题,共 7 题,42 分;综合题包括第 26 题、27 题、28 题,共 3 题,43 分。选做题包括第 36 题、37 题、38 题,从中 选一道作答,15 分。 可能用到的相对原子质量:H 1C 12N 14O 16Na 23 Mg 24Al 27S 32Cl 35.5Ca 40Fe 56Cu 64Zn 65Pb 207 第一部分(单项选择题,共 7 小题,每小题 6 分,共 42 分) 7.(2014 课标全国,7
2、)下列过程没有 发生化学反应的是() A.用活性炭去除冰箱中的异味 B.用热碱水清除炊具上残留的油污 C.用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果 D.用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装 答案:A 解析:A 项利用活性炭的吸附作用,为物理变化;B 项发生了油脂的水解反应,C 项用高锰酸钾氧化水果 产生的乙烯,D 项用硅胶吸水防潮、铁粉吸收氧气防止食品被氧化,B、C、D 项均发生化学反应。 8.(2014 课标全国,8)四联苯 的一氯代物有() A.3 种B.4 种C.5 种D.6 种 答案:C 解析:四联苯上下对称,左右对称,共有 5 种一氯代物,C 项正确。 9.(2014 课标全国,9
3、)下列反应中,反应后固体物质增重的是() A.氢气通过灼热的 CuO 粉末 B.二氧化碳通过 Na2O2粉末 C.铝与 Fe2O3发生铝热反应 D.将锌粒投入 Cu(NO3)2溶液 答案:B 解析:A 项,H2将 CuO还原为 Cu,固体质量减轻;B 项,固体由 Na2O2变为 Na2CO3,相当于固体质量增加 “CO”部分,正确;C 项,铝热反应固体质量不变;D项,Zn 置换出 Cu,固体质量减轻。 10.(2014 课标全国,10)下列图示实验正确的是() 答案:D 解析:A 项,漏斗尖嘴处应紧贴烧杯内壁;B 项,固体加热,试管口应向下倾斜;C 项,除杂应“长进短出”,否 则 NaOH 溶
4、液将被挤压出去;D项,反应发生装置、试剂及收集装置均正确。 11.(2014 课标全国,11)一定温度下,下列溶液的离子浓度关系式正确的是() A.pH=5 的 H2S 溶液中,c(H+)=c(HS-)=110-5molL-1 B.pH=a 的氨水溶液,稀释 10 倍后,其 pH=b,则 a=b+1 C.pH=2 的 H2C2O4溶液与 pH=12 的 NaOH 溶液任意比例混合:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4 -) D.pH相同的CH3COONaNaHCO3NaClO 三种溶液的 c(Na+): 答案:D 解析:A 项 H2S 溶液中的电离方程式有:H2SHS-+H+
5、,HS-S2-+H+,H2OOH-+H+,所以 c(H+)c(HS-),c(HS-)110-5molL-1,A 项错误;B 项氨水为弱电解质,稀释后氨水继续电离,pH 增大不到 1 个单位,bpH碳酸次氯酸,则对应三种钠盐水解程度依次增大,pH 相同,则三种溶液盐的浓度 依次减小,D项正确。 12.(2014 课标全国,12)2013 年 3 月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙 述错误 的是() A.a 为电池的正极 B.电池充电反应为 LiMn2O4Li1-xMn2O4+xLi C.放电时,a 极锂的化合价发生变化 D.放电时,溶液中 Li+从 b 向 a 迁移 答案:
6、C 解析:由题给图可知:该电池的 b 极电极式为:Li-e-Li+,所以 b 极为负极,a 为正极,A 项正确;B 项正 确;C项放电时,负极 Li 价态发生变化,a 为正极,Li+价态不变,C 项错误;D 项放电时阳离子移向正极,D 项正确。 13.(2014 课标全国,13)室温下,将 1 mol的 CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为H1, 将 1 mol的 CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为H2,CuSO45H2O 受热分解的化学方程式 为:CuSO45H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为H3。则下列判断正确的是() A.H2H3 B
7、.H1H3 答案:B 解析:CuSO45H2O(s)CuSO4(aq)+5H2O(l),H10 CuSO4(s)CuSO4(aq)H20。 则H3H2,A 项错误;H3H1,B 项正确;H2=H1-H3,C 项错误;H1+H20;v(N2O4)=?(N2O4) ? = 0.060molL-1 60 s =0.001 0 molL-1s-1;K1=? 2(NO2) ?(N2O4) = (0.12molL-1)2 0.04molL-1 =0.36 molL-1。(2)a:改变温度后,N2O4浓度减小,反应正向进行, 正向吸热,故温度升高。b:平衡时,c(NO2)=0.120 molL-1+0.00
8、2 molL-1s-110 s2=0.16 molL-1 c(N2O4)=0.040 molL-1-0.002 0 molL-1s-110 s=0.020 molL-1 K2=(0.16molL -1)2 0.020molL-1 =1.3 molL-1。 (3)增大压强,平衡向气体分子数减小的方向进行,将反应容器的体积减少一半,相当于增大压强, 故平衡向逆反应方向进行。 27.(2014 课标全国,27)(15 分)铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及 X 射线防护材料等。回答 下列问题: (1)铅是碳的同族元素,比碳多 4 个电子层,铅在元素周期表的位置为第周期,第族;PbO2 的酸性比 C
9、O2的酸性(填“强”或“弱”)。 (2)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为。 (3)PbO2可由 PbO 与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为;PbO2 也可以通过石墨为电极,Pb(NO2)2和 Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应 式为,阴极上观察到的现象是;若电解液中不 加入 Cu(NO3)2,阴极发生的电极反应式为,这样做的主要缺点 是。 (4)PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示,已知失重曲线上的 a 点为样品失重 4.0%(即 样品起始质量-a 点固体质量 样品起始质量 100%)的残留固体,若 a 点固体组成表示为 Pb
10、Ox或 mPbO2nPbO,列式计算 x 值和 mn 值。 答案:(15 分) (1)六A弱 (2)PbO2+4HCl(浓)PbCl2+Cl2+2H2O (3)PbO+ClO-PbO2+Cl- Pb2+2H2O-2e-PbO2+4H+ 石墨上包上铜镀层 Pb2+2e-Pb 不能有效利用 Pb2+ (4)根据 PbO2PbOx+2-? 2 O2,有2-? 2 32=2394.0%,x=2-2394.0% 16 =1.4 根据 mPbO2nPbO,2?+? ?+? =1.4,? ? = 0.4 0.6 = 2 3 解析:(1)Pb 是碳的同族元素,比碳多 4 个电子层,因此为第六周期,第A 族,酸
11、性比 CO2的弱。(2)类似 于 MnO2与浓盐酸反应:PbO2+4HCl(浓)PbCl2+Cl2+2H2O。 (3)根据电子得失守恒可得 PbO+ClO-PbO2+Cl-。由题意为用电解法制 PbO2,Pb 价态升 高,PbO2应为阳极产物,即可写出。阴极 Cu2+放电,现象为:石墨极上包上铜镀层。若不加 Cu(NO3)2,则 阴极为 Pb2+放电,缺点为:损失 Pb2+,不能有效利用 Pb2+。 28.(2014 课标全国,28)(15 分)某小组以 CoCl36H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化 下,合成了橙黄色晶体 X。为确定其组成,进行如下实验。 氨的测定:精确
12、称取 w g X,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量 10% NaOH 溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用 V1mL c1molL-1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后 取下接收瓶,用 c2molL-1NaOH 标准溶液滴定过剩的 HCl,到终点时消耗 V2mL NaOH 溶液。 氨的测定装置(已省略加热和夹持装置) 氯的测定:准确称取样品 X,配成溶液后用 AgNO3标准溶液滴定,K2CrO4溶液为指示剂,至出现淡红 色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。 回答下列问题: (1)装置中安全管的作用原理是。 (2)用 NaOH 标准溶液滴定过剩的 HCl 时
13、,应使用式滴定管,可使用的指示剂为。 (3)样品中氨的质量分数表达式为。 (4)测定氨前应该对装置进行气密性检验。若气密性不好测定结果将(填“偏高”或“偏低”)。 (5)测定氯的过程中,使用棕色滴定管的原因是,滴定终点时,若溶液中 c(Ag+)=2.010-5molL-1,c(CrO4 2-)为 molL-1。已知:Ksp(Ag2CrO4)=1.1210-12 (6)经测定,样品 X 中钴、氨和氯的物质的量之比为 163,钴的化合价为,制备 X 的化学方程式 为,X 的制备过程中温度不能过高的原因 是。 答案:(15 分) (1)当 A 中压力过大时,安全管中液面上升,使 A 瓶中压力稳定 (
14、2)碱酚酞(或甲基红) (3)(c1V1-c2V2)10 -317 ? 100% (4)偏低 (5)防止硝酸银见光分解2.810-3 (6)+32CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O22Co(NH3)6Cl3+2H2O温度过高过氧化氢分解、氨气 逸出 解析:(2)根据眼对色的敏感度,颜色变化应从浅色变为深色时更敏感,所以 NaOH 溶液滴定盐酸的指 示剂可以是酚酞或甲基红。 (3)根据化学方程式 NaOH+HClNaCl+H2O 和 NH3+HClNH4Cl 可知,NH3的物质的量为 n(NH3)=c1V110-3mol-c2V210-3mol,所以样品中氨的质量分数为(?1?1-?2
15、?2)10 -317 ? 100%。 (4)若装置气密性不好,会造成氨气逸出,从而导致测定结果偏低。 (5)硝酸银见光时容易发生分解反应,所以盛装硝酸银溶液应该用棕色滴定管; 根据 Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)c(CrO4 2-)得:c(CrO 4 2-)=?sp(Ag2CrO4) ?2(Ag+) = 1.1210-12 (210-4)2 =2.810-5molL-1。 (6)根据 X 的化学式Co(NH3)6Cl3可以确定 Co 的化合价为+3 价。 制备 X的化学方程式为 2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O22Co(NH3)6Cl3+2H2O。 温度过高时,H2O2
16、不稳定,会发生分解;同时温度过高会造成氨气在水中的溶解度减小而从溶液 中逸出。 36.(2014 课标全国,36)化学选修 2:化学与技术(15 分) 将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得 淡水,再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。 回答下列问题: (1)下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是(填序号)。 用混凝法获取淡水 提高部分产品的质量 优化提取产品的品种 改进钾、溴、镁等的提取工艺 (2)采用“空气吹出法”从浓海水吹出 Br2,并用纯碱吸收。碱吸收溴的主要反应是 Br2+Na2CO3+H2ONaBr+NaBrO3
17、+NaHCO3,吸收 1 mol Br2时,转移的电子数为mol。 (3)海水提镁的一段工艺流程如下图: 浓海水的主要成分如下: 离子Na+Mg2+Cl-SO4 2- 浓度/(gL-1)63.728.8144.646.4 该工艺过程中,脱硫阶段主要反应的离子方程式为,产品 2 的化学式 为,1 L 浓海水最多可得到产品 2 的质量为g。 (4)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁,发生反应的化学方程式 为;电解时,若有少量水存在会造成产品镁的消耗,写出有关反应的化学 方程式。 答案:化学选修 2:化学与技术(15 分) (1) (2)5 3 (3)Ca2+SO4 2- CaSO4Mg(OH
18、)269.6 (4)MgCl2Mg+Cl2 Mg+2H2OMg(OH)2+H2 解析:(1)混凝法无法除去水中的可溶性杂质,项错误;提高部分产品的质量,优化提取产品的品种,改 进钾、溴、镁的提取工艺的设想和做法是可行的,故项正确。 (2)根据碱吸收溴的主要反应 3Br2+6Na2CO3+3H2O5NaBr+NaBrO3+6NaHCO3可知该反应中 Br2既是氧化剂又是还原剂,根据得失电子守恒可知每有 3 mol Br2参加反应时,转移 5 mol 电子,故有 1 mol Br2参加反应时,转移5 3 mol 电子。 (3)根据题给表格中浓海水的成分可知浓海水中硫元素主要以 SO4 2-的形式存
19、在,故脱硫阶段主要 反应的离子方程式为 Ca2+SO4 2- CaSO4;浓海水脱硫后的成分主要是 Na+、Cl-、Mg2+,故加入石 灰乳后生成的物质经沉降、过滤、干燥得到的产品 2 是 Mg(OH)2; 1 L 浓海水中含有 Mg2+的质量为 1 L28.8 gL-1=28.8 g,故 Mg(OH)2的质量为 mMg(OH)2= 28.8 g 24 gmol-158 gmol -1=69.6 g。 (4)石墨电极是惰性电极,故用石墨电极电解熔融的氯化镁时,发生反应的化学方程式为 MgCl2Mg+Cl2;在高温下,镁和水可以发生化学反应,化学方程式为 Mg+2H2OMg(OH)2+H2。 3
20、7.(2014 课标全国,37)化学选修 3:物质结构与性质(15 分) 周期表前四周期的元素 a、b、c、d、e,原子序数依次增大。a 的核外电子总数与其周期数相同,b 的 价电子层中的未成对电子有 3 个,c 的最外层电子数为其内层电子数的 3 倍,d 与 c 同族;e 的最外层只 有 1 个电子,但次外层有 18 个电子。回答下列问题: (1)b、c、d 中第一电离能最大的是(填元素符号),e 的价层电子轨道示意图为。 (2)a和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形,该分子的中心原子的杂化方式 为;分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是(填化学式,写出两 种)。
21、(3)这些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的价层电子对数为 3 的酸是;酸根呈三角锥结 构的酸是。(填化学式) (4)e和 c 形成的一种离子化合物的晶体结构如图 1,则 e 离子的电荷为。 (5)这 5 种元素形成的一种 11 型离子化合物中,阴离子呈四面体结构;阳离子呈轴向狭长的八面体结 构(如图 2 所示)。 图 1 图 2 该化合物中,阴离子为,阳离子中存在的化学键类型有;该化合物加热时首先失去的 组分是,判断理由是 。 答案:化学选修 3:物质结构与性质(15 分) (1)N (2)sp3H2O2、N2H4 (3)HNO2、HNO3H2SO3 (4)+1 (5)SO4 2- 共价键
22、和配位键H2OH2O 与 Cu2+的配位键比 NH3与 Cu2+的弱 解析:根据“a 的核外电子总数与其周期数相同”可知 a 为 H 元素;根据“c 的最外层电子数为其内层电 子数的 3 倍”可知 c 为 O元素;根据“b 的价电子层中的未成对电子有 3 个”且原子序数:bS;由于 N 的 2p 轨道处于半充满的较稳定状态,故 其第一电离能大于 O,故 N、O、S 三种元素中,第一电离能最大的是 N 元素;Cu 的价层电子轨道示意 图为。 (2)H元素可以和 N元素形成三角锥形分子 NH3,在 NH3中,中心原子 N原子的杂化方式为 sp3杂 化;H元素与 N元素形成的 N2H4,H元素与 O
23、元素形成的 H2O2,都是既含有极性键又含有非极性键的 化合物。 (3)这些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子价层电子对数为 3 的是 HNO2、HNO3;酸根呈三角 锥结构的是 H2SO3。 (4)由图 1 可知该晶体结构中 Cu 的个数为 4,O 的个数为 81 8+1=2,化学式为 Cu2O 即 Cu 的化合 价为+1 价。 (5)根据阴离子呈四面体结构可知阴离子是 SO4 2-;阳离子中存在的化学键有共价键和配位键;该化 合物加热时首先失去的组分是 H2O;因为 H2O与 Cu2+形成的配位键比 NH3与 Cu2+形成的配位键弱。 38.(2014 课标全国,38)化学选修 5:有机化
24、学基础(15 分) 立方烷()具有高度对称性、高致密性、高张力能及高稳定性等特点,因此合成立方烷及其衍生物 成为化学界关注的热点。下面是立方烷衍生物 I的一种合成路线: 回答下列问题: (1)C 的结构简式为,E的结构简式为。 (2)的反应类型为,的反应类型为。 (3)化合物 A 可由环戊烷经三步反应合成: 反应 1 的试剂与条件为;反应 2 的化学方程式为;反应 3 可用的试剂 为。 (4)在 I 的合成路线中,互为同分异构体的化合物是(填化合物代号)。 (5)I与碱石灰共热可转化为立方烷。立方烷的核磁共振氢谱中有个峰。 (6)立方烷经硝化可得到六硝基立方烷,其可能的结构有种。 答案:化学选
25、修 5:有机化学基础(15 分) (1) (2)取代反应消去反应 (3)Cl2/光照 O2/Cu (4)G和 H (5)1 (6)3 解析:(1)根据反应的反应条件可知反应是消去反应,由流程图可知,反应是取代反应,由 D 的结 构简式逆推可以确定 C 的结构简式是;与 Br2发生加成反应生成 E的结构简式为 。 (2)反应和反应的反应条件相同,故反应也是取代反应; E 的结构简式为,F 的结构简式为,所以反应是消去反应。 (3)解决本小题可采用逆合成分析法,故反应 1 的试剂是 Cl2,条 件是光照;反应 2 的化学方程式是;反应 3 可用的试剂是 O2/Cu。 (4)由流程图中各物质的结构简式可知,G 和 H 的分子式相同,二者互为同分异构体。 (5)根据立方烷的结构简式可知,立方烷中的所有氢原子都是等效氢原子,故在核磁共振氢谱 图中只有 1 个峰。 (6)六硝基立方烷和二硝基立方烷的同分异构体的数目是相同的,本小题可以讨论二硝基立方烷 的同分异构体的数目。二硝基立方烷的同分异构体有 3 种:两个硝基在立方体的一条棱上,两个硝基 在面对角线上和两个硝基在体对角线上。
