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(天津卷) 说明:理科综合能力测试卷化学试题共 13 题,共 85 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,10 分。 第卷 注意事项: 本卷共 6 题,每题 6 分,共 36 分。在每题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。 以下数据可供解题时参考:相对原子质量:H 1Li 7C 12 O 16Si 28S 32Co 59 1.(2014 天津理综,1)化学与生产、生活
2、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:铁上镀锌,形成一层保护膜,可以保护铁,A项正确;聚乙烯不易降解,易导致白色污染,B 项错误;C、 D项正确。 2.(2014 天津理综,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
3、NaOH 溶液吸收尾气 答案:A 解析:Na2O2与 H2O 或 H2O2在 MnO2作催化剂制氧气均选用“固+液”不加热装置,A 项正确;用 MnO2 和浓盐酸制 Cl2时,气体中混有 HCl,除 HCl 应该用饱和食盐水,NaHCO3与 HCl、Cl2均会发生反应生 成新杂质 CO2,B 项错误;乙烯与空气密度接近,不能用排空气法收集,C 项错误;NO2与 H2O反应产生 NO,污染空气,D 项错误。 3.(2014 天津理综,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
4、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:能自发进行的反应一定符合H-TS0 所以S 也一定大于 0,A 选项正确;氢氟酸能与玻 璃反应,B 正确;浓硫酸与 Fe 发生钝化,不能加快反应,D 选项错误。 4.(2014 天津理综,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 项,两物质结构不同,而分子式均为 C10H
5、14O,为同分异构体关系,错误;B项,含苯环的物质中至 少有 8 个碳原子共面,而后者不含苯环至多有 6 个碳原子共面,错误;C 项,前者含酚羟基,其邻对位能 与溴水发生取代反应,后者含双键能与溴水发生加成反应,正确;D 项,前后两种结构中 H 原子种类均 为 7,但个数比分别为 6111311 和 6112211,错误。 5.(2014 天津理综,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(SO4 2-)+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
6、(HCO3 -)=2c(CO 3 2-) D.含等物质的量的 NaHC2O4和 Na2C2O4的溶液:3c(Na+)=2c(HC2O4 -)+c(C2O 4 2-)+c(H2C2O4) 答案:A 解析:因为 NaHSO4溶液中存在 c(Na+)=c(SO4 2-),依据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(SO 4 2-)+c(OH-),可知 c(H+)=c(SO4 2-)+c(OH-),A 项正确;AgCl 的溶解度比 AgI 的大,所以 c(Ag+)c(Cl-)c(I- ),B 项错误;CO2水 溶液中存在:H2CO3H+HCO3 -,HCO 3 - H+CO3 2-和 H2O H+O
7、H-,H2CO3的第一步电离远大于 第二步电离,所以 c(H+)c(HCO3 -)c(CO 3 2-),C 项错误;假设 NaHC 2O4和 Na2C2O4均为 1 mol,则 n(Na+)=3 mol,依据物料守恒 n(HC2O4 -)+n(C2O 4 2-)+n(H2C2O4)=2 mol,同一溶液中存 在 2c(Na+)=3c(HC2O4 -)+c(C2O 4 2-)+c(H2C2O4),D项错误。 6.(2014 天津理综,6)已知:锂离子电池的总反应为:LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2 锂硫电池的总反应为:2Li+SLi2S 有关上述两种电池说法正确的是() A.锂离子电
8、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.右图表示用锂离子电池给锂硫电池充电 答案:B 解析:放电时为原电池,阳离子向正极迁移,A 项错误;充电时,锂电极作阴极,发生还原反应,B 正确;同质 量产生的电量不相同,C 项错误;锂离子电池为电解池,锂硫电池为原电池,D 项错误。 第卷 注意事项: 本卷共 4 题,共 64 分。 7.(2014 天津理综,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
9、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MgOAl2O3MgCl2AlCl3 类型离子化合物离子化合物离子化合物共价化合物 熔点/2 8002 050714191 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 1 410 )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
10、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.NH3b.HI c.SO2d.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 11。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) Cl Si Cl Cl Cl Si
11、Cl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g) H=+0.025a kJmol-1 (5)b (6)4KClO3KCl+3KClO4 解析:(1)第三周期元素从左到右原子半径依次减小,阳离子半径小于阴离子半径,a 错误;b 正确;应该是 最高价氧化物对应的水化物,c错误;其中 Si 晶体熔点最高,d 错误。 (2)第三周期中单质的还原性最强的为钠,其阳离子氧化性最弱。 (3)MgCl2、MgO 均为离子化合物,且 MgCl2熔点低,容易熔化;AlCl3是共价化合物,熔融状态下不 导电,只能用 Al2O3。 (4)1.12 kg 纯硅物质的量为 n(Si)= 1.12103g 28 gmo
12、l-1=40 mol,则生成 1 mol Si 吸收的热量为 ? 40 kJ,热化学 方程式为 SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)H=+ ? 40 kJmol-1。 (5)碱性气体 NH3不能用浓硫酸、P2O5干燥,非还原性酸性气体 CO2可用两种干燥剂干燥,还原性 气体 SO2可用浓硫酸干燥,还原性气体 HI 与浓硫酸反应。 (6)无氧酸盐为 KCl,则另一种盐中氯元素化合价升高,只能为 KClO4,根据得失电子守 恒,4KClO3KCl+3KClO4。 8.(2014 天津理综,8)(18 分)从薄荷油中得到一种烃 A(C10H16),叫 非兰烃,与 A 相关反应如下
13、: 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 个吸收峰的异构体结构简式为。 (4)BD,DE 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 EF 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 (4)加成反应(或还原反应)取代反应
14、(5) (6)聚丙烯酸钠 (7)+2NaOH CH2CHCOONa+NaBr+2H2O (8)3 解析:根据 AB(C3H4O3)和 C,结合 AH 及信息可知 A 中含有 2 个碳碳双键,逆推 A 的结构简 式为,B 为;由 BD,则 D为,G 为六元环状化合物,则 G为 ,由 DE,则 E 为,根据 EF 的反应条件可知为消去反应生成羧酸,羧 酸与 NaOH发生中和反应,故产物 F 为 CH2CHCOONa。 (3)对于 C 的同分异构体中含有 2 个COOCH3,则可看成 CH3OOCC3H6COOCH3,C3H6 共有 CH2CH2CH2,4 种。 (8)对于 A,可发生 3 种加成方
15、式,有 3 种产物。 9.(2014 天津理综,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。 .制备 Na2S2O35H2O 反应原理:Na2SO3(aq)+S(s)Na2S2O3(aq) 实验步骤: 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。 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 分钟。 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
16、 。 (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:。 .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:2S2O3 2-+I2 S4O6 2-+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)。 .Na2
17、S2O3的应用 (7)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被 Cl2氧化成 SO4 2-,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稀盐酸,过滤,向滤液中加 BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产品中含有 Na2SO4 (4)S2O3 2-+2H+ S+SO2+H2O (5)由无色变蓝色 (6)18.10 3.62010-3? ? 100% (7)S2O3 2-+4Cl2+5H2O 2SO4 2-+8Cl-+10H+ 解析:(2)球形冷凝管或冷凝管,作用是冷凝回流蒸馏水、乙醇等易挥发性物质。
18、 (3)Na2SO3易被氧气氧化为 Na2SO4,检验 SO4 2-即可。 (4)发黄说明有单质 S 生成,依据 S2O3 2-中 S 的化合价为+2 可知另一产物为 SO 2,配平即可。 (5)滴定终点时,I2不再发生反应,则溶液由无色变为蓝色且半分钟不变色。 (6)V(I2)=18.10 mL,消耗 n(I2)=1.8110-3mol, n(Na2S2O3)=3.6210-3mol。 w(Na2S2O35H2O)=3.6210 -3? ? 100% (7)S2O3 2-转化为 SO 4 2-,Cl2被还原为 Cl-,第 1 步 S 2O3 2-+Cl2 SO4 2-+Cl-,第 2 步化合
19、价守恒可得 S2O3 2-+4Cl2 SO4 2-+Cl-,第 3 步配平除 H、O 之外其他元素 S 2O3 2-+4Cl2 2SO4 2-+8Cl-,第 4 步用 H+配 平电荷 S2O3 2-+4Cl2 2SO4 2-+8Cl-+10H+,第 5 步补水配“H”可得 S 2O3 2-+4Cl2+5H2O 2SO4 2-+8Cl- +10H+。 10.(2014 天津理综,10)(14 分)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)H=-92.4 kJmol-1 一种工业合成氨的简易流程图如下: (1)天然气中的 H2S 杂质常用氨水吸收,
20、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)步骤中制氢气原理如下: CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H=+206.4 kJmol-1 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-41.2 kJmol-1 对于反应,一定可以提高平衡体系中 H2百分含量,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,将 CO进一步转化,可提高 H2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
21、 mol CO、CO2和 H2的混合气体,则 CO 转化率为。 (3)图 1 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 2 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。 图 1 图 2 (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:(14 分) (1)2NH4HS+O22NH3H2O+2S (2)a90% (3)14
22、.5% (4) (5)对原料气加压;分离液氨后,未反应的 N2、H2循环使用 解析:(1)NH4HS 中 S 被氧气氧化为 S 单质,NH4 +转化为 NH3H2O,化学方程式为 2NH4HS+O22NH3H2O+2S。 (2)反应是吸热反应,升高温度,平衡向正向移动,同时加快反应速率;增大 H2O(g)浓度,H2的含量 不一定增加;加入催化剂,不能改变平衡状态,H2含量不变;降低压强,反应速率减小;故选 a。 根据“三部曲”法: CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 始态/mol0.20.8 转化/molxxx 平衡态/mol0.2-xx0.8+x 根据 0.2-x+x+0.8+x=1.18 x=0.18 mol (CO)=0.18 2 100%=90%。 (3)根据 a 点:H2、N2的物质的量之比为 31,平衡时 NH3的体积分数为 42%,则 H2、N2的总体积 分数为 58%,又 H2、N2按 31 反应,平衡时体积分数之比仍为 31,(N2)=58%1 4=14.5%。 (4)N2和 H2需要在一定温度才能发生反应,所以温度升高,(NH3)不断升高,又因为该反应是放热 反应,达平衡后,温度升高,平衡逆向移动,(NH3)又降低。 (5)合成氨放出的热量通过热交换预热 N2和 H2进入合成塔合成氨气,故选。
