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。 第卷(选择题共 42分) 7.(2014 课标全国,7)下列化合物中同分异构体数目最少的是() A.戊烷B.戊醇C.戊烯D.乙酸乙酯 答案:A 解析:A 选项,戊烷有 CCCCC、三种同分异构体;B、C、D 选项同分 异构体均含多种官能团,可以先分析官能团种
2、类异构,再分析碳链异构,最后分析官能团位置异构。B 选项,属于醇的同分异构体在 A选项的基础上加上OH,分别有 3、4、1 种,共 8 种,还有属于醚的同 分异构体,戊醇的同分异构体大于 8 种;C选项,属于烯的同分异构体在 A 选项的基础上加上碳碳双键, 分别有 2、3、0 种,共 5 种,还有属于环烷烃的同分异构体,戊烯的同分异构体大于 5 种;D选 项,HCOOC3H7有 2 种、乙酸乙酯有 1 种,C2H5COOCH3有 1 种,C3H7COOH 有 2 种,还有其他种类,属 于乙酸乙酯的同分异构体大于 6 种。 8.(2014 课标全国,8)化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实
3、的解释正确的是() 选 项 现象或事实解释 A用热的烧碱溶液洗去油污Na2CO3可直接与油污反应 B漂白粉在空气中久置变质 漂白粉中的 CaCl2与空气中的 CO2反应生 成 CaCO3 C 施肥时,草木灰(有效成分为 K2CO3)不能与 NH4Cl 混合使用 K2CO3与 NH4Cl 反应生成氨气会降低肥效 DFeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作FeCl3能从含 Cu2+的溶液中置换出铜 答案:C 解析:A 选项,烧碱是 NaOH,错误;B 选项,漂白粉变质是因为 Ca(ClO)2与空气中的 CO2反应,生成 CaCO3、HClO,HClO 见光分解,错误;D 选项,原因是 Fe3+与 C
4、u 反应生成 Fe2+与 Cu2+,错误。 9.(2014 课标全国,9)已知分解 1 mol H2O2放出热量 98 kJ。在含少量 I-的溶液中,H2O2分解的机理 为: H2O2+I-H2O+IO-慢 H2O2+IO-H2O+O2+I-快 下列有关该反应的说法正确的是() A.反应速率与 I-浓度有关 B.IO-也是该反应的催化剂 C.反应活化能等于 98 kJmol-1 D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2) 答案:A 解析:由信息可知有 I-参加的反应速率慢,对整个反应起决定作用,A选项正确;IO-是中间产物,不属于 催化剂,B 选项错误;活化能与放出的热量无关,C 选项错误;
5、依据 2H2O22H2O+O2,故有 v(H2O2)=v(H2O)=2v(O2),可知 D选项错误。 10.(2014 课标全国,10)X、Y、Z 均为短周期元素,X、Y 处于同一周期,X、Z 的最低价离子分别为 X2-和 Z-,Y+和 Z-具有相同的电子层结构。下列说法正确的是() A.原子最外层电子数:XYZ B.单质沸点:XYZ C.离子半径:X2-Y+Z- D.原子序数:XYZ 答案:D 解析:Z-可能为 H-、F-,由 Y+、Z-具有相同的电子层结构可知 Y 可能为 Li、Na,X 可能为 O、S,只有 D 选项正确。 11.(2014 课标全国,11)溴酸银(AgBrO3)溶解度随
6、温度变化曲线如图所示,下列说法错误的是() A.溴酸银的溶解是放热过程 B.温度升高时溴酸银溶解速度加快 C.60 时溴酸银的 Ksp约等于 610-4 D.若硝酸钾中含有少量溴酸银,可用重结晶方法提纯 答案:A 解析:随着温度升高溶解度逐渐增大,所以溴酸银的溶解是吸热过程,A 选项错误;C 选项,60 时 1 L 水中约溶解 5.8 g AgBrO3,c(Ag+)=c(BrO3 -)=c(AgBrO3) 5.8 gL-1 236 gmol-1=0.025 molL - 1,Ksp=c(Ag+)c(BrO 3 -)610-4,正确。 12.(2014 课标全国,12)下列有关仪器使用方法或实验
7、操作正确的是() A.洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干 B.酸式滴定管装标准溶液前,必须先用该溶液润洗 C.酸碱滴定实验中,用待滴定溶液润洗锥形瓶以减小实验误差 D.用容量瓶配溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴管吸出多余液体 答案:B 解析:A 选项,容量瓶不能加热,错误;C 选项,锥形瓶不能用待测液润洗,如果润洗相当于多取了待测液, 错误;D 选项,应该重新配制,错误。 13.(2014 课标全国,13)利用下图所示装置进行下列实验,能得出相应实验结论的是() 选 项 实验结论 A 稀硫 酸 Na2S AgNO3 与 AgCl 的浊液 Ksp(AgCl) Ksp(Ag2S) B 浓硫
8、酸 蔗糖溴水浓硫酸具有脱水性、氧化性 C 稀盐 酸 Na2SO3 Ba(NO3)2 溶液 SO2与可溶性钡盐均可生成白色沉 淀 D 浓硝 酸 Na2CO3 Na2SiO3溶 液 酸性:硝酸碳酸硅酸 答案:B 解析:A 选项,H2S 与 AgNO3反应生成黑色沉淀 Ag2S,无法说明生成的 Ag2S 是由 AgCl 与 H2S 反应转 化得到的,错误;B 选项,蔗糖变黑说明浓硫酸具有脱水性,溴水褪色说明有 SO2生成,可以证明浓硫酸 具有氧化性,正确;由 SO2与 Ba(NO3)2溶液不反应可知 C 选项错误;D 选项,浓硝酸具有挥发性,中生 成的沉淀 H2SiO3可能是硅酸钠与硝酸反应生成的,
9、错误。 第卷(非选择题共 58分) 26.(2014 课标全国,26)(13 分)乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味。实验室 制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下: 相对分 子质量 密度 (gcm-3) 沸点/水中溶解性 异戊醇880.812 3131微溶 乙酸601.049 2118溶 乙酸异戊酯1300.867 0142难溶 实验步骤: 在 A 中加入 4.4 g 异戊醇、6.0 g 乙酸、数滴浓硫酸和 23 片碎瓷片。开始缓慢加热 A,回流 50 min。 反应液冷至室温后倒入分液漏斗中,分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤;分出的产物加入少 量无水 MgS
10、O4固体,静置片刻,过滤除去 MgSO4固体,进行蒸馏纯化,收集 140143 馏分,得乙酸异 戊酯 3.9 g。 回答下列问题: (1)仪器 B 的名称是。 (2)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是 , 第二次水洗的主要目的是。 (3)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后(填标号)。 a.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出 b.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出 c.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出 d.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口倒出 (4)本实验中加入过量乙酸的目的是。 (5)实验中加入少量无水 MgSO4的目的是。 (6)
11、在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是(填标号)。 (7)本实验的产率是(填标号)。 a.30%b.40% c.60%d.90% (8)在进行蒸馏操作时,若从 130 便开始收集馏分,会使实验的产率偏(填“高”或“低”),其原 因是 。 答案:(1)球形冷凝管 (2)洗掉大部分硫酸和醋酸洗掉碳酸氢钠 (3)d (4)提高醇的转化率 (5)干燥 (6)b (7)c (8)高会收集少量未反应的异戊醇 解析:(2)由反应物及产物的性质,易溶于水的有硫酸、乙酸,可知第一次水洗的目的;(3)分液时应该“下 流上倒”,由乙酸异戊酯的密度比水的小可知 d 选项正确;(4)结合化学平衡的移动进行分析;(6)a
12、、d 温 度计的位置错误,c 装置不能用球形冷凝管进行冷凝,只有 b 选项正确;(7)n(异戊醇)= 4.4 g 88 gmol-1=0.05 mol、n(乙酸异戊酯)= 3.9 g 130 gmol-1=0.03 mol,产率= 实际产量 理论产量100%= 0.03 0.05100%=60%。 27.(2014 课标全国,27)(15 分)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强还原性。回答下列问 题: (1)H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式 。 (2)H3PO2及 NaH2PO2均可将溶液中的 Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。 H3PO2中,P 元素的化合价为。 利
13、用 H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 41,则氧化产物为 (填化学式)。 NaH2PO2为(填“正盐”或“酸式盐”),其溶液显(填“弱酸性”“中性”或“弱碱性”)。 (3)H3PO2的工业制法是:将白磷(P4)与 Ba(OH)2溶液反应生成 PH3气体和 Ba(H2PO2)2,后者再与 H2SO4 反应,写出白磷与 Ba(OH)2溶液反应的化学方程式 。 (4)H3PO2也可用电渗析法制备,“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、 阴离子通过): 写出阳极的电极反应式。 分析产品室可得到 H3PO2的原因。 早期采用“三室电渗析法”制备 H3P
14、O2,将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用 H3PO2稀溶液代替。 并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有杂 质,该杂质产生的原因是。 答案:(1)H3PO2H2PO2 -+H+ (2)+1H3PO4正盐弱碱性 (3)2P4+3Ba(OH)2+6H2O3Ba(H2PO2)2+2PH3 (4)2H2O-4e-O2+4H+阳极室的 H+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的 H2PO2 -穿过阴膜 扩散至产品室,二者反应生成 H3PO2PO4 3- H2PO2 -或 H3PO2被氧化 解析:H3PO2是一元中强酸,所以其电离方程式只生成一个 H+,用可逆号连接。NaH
15、2PO2为次磷酸的正 盐,水解显碱性;(2)氧化剂为 Ag+,化合价降低 14,所以 P 的化合价升高 4,氧化产物为 H3PO4;(3)首 先依据信息写出反应物及产物 P4+Ba(OH)2Ba(H2PO2)2+PH3,选择产物配平化合价,Ba(H2PO2)2、 PH3中 P 的化合价分别为+1、-3,可知 P4+Ba(OH)23Ba(H2PO2)2+2PH3,配平 P、Ba 元 素:2P4+3Ba(OH)23Ba(H2PO2)2+2PH3,最后补水配氢;(4)中应该从闭合回路的角度,阴、阳离子 的流向分析;注意阳极反应生成 O2,O2具有氧化性,H3PO2和 H2PO2 -均具有还原性,二者
16、会被 O2氧化 生成 PO4 3-。 28.(2014 课标全国,28)(15 分)乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法 生产。回答下列问题: (1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇。写出相 应反应的化学方程式。 (2)已知: 甲醇脱水反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H1=-23.9 kJmol-1 甲醇制烯烃反应2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)H2=-29.1 kJmol-1 乙醇异构化反应C2H5OH(g)CH3OCH3(g)H3=+50.7 kJmol-1 则乙烯气相直接
17、水合反应 C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)的H=kJmol-1。与间接水合法相 比,气相直接水合法的优点是。 (3)下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中?H2O ?C2H4=11)。 列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中 A 点的平衡常数 Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算。分压=总压物质的量分数)。 图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为,理由是。 气相直接水合法常采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度 290 ,压强 6.9 MPa。 ?2O ?C2H4=0.61。乙烯的转化率为 5%。若要进一步提高乙烯转化率,除了可以适当改变反应温
18、度 和压强外,还可以采取的措施有、。 答案:(1)C2H4+H2SO4C2H5OSO3H、C2H5OSO3H+H2OC2H5OH+H2SO4 (2)-45.5污染小、腐蚀性小等 (3) ?(C2H5OH) ?(C2H4)?(H2O) = 20%? 2?-20%? ( 80%? 2?-20%?) 2 = 20180 8027.85 MPa=0.07(MPa) -1 p1p2p3p4反应分子数减少, 相同温度下,压强升高乙烯转化率提高 将产物乙醇液化移去增加?H2O ?C2H4比 解析:(2)由目标方程式中 C2H4(g)、C2H5OH(g)位置可知-式得 C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH
19、(g), 所以H=H1-H2-H3;间接法需要浓硫酸,浓硫酸具有腐蚀性,易造成污染;(3)依据“三部曲”法, C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g) 始态/mol:nn0 反应/mol:0.2n0.2n0.2n 终态/mol:0.8n0.8n0.2n p(C2H5OH)= 0.2? 0.8?+0.8?+0.2?7.85MPa、 p(C2H4)=p(H2O)= 0.8? 0.8?+0.8?+0.2?7.85MPa,代入 K即可;此反应正方向为气体分子数减小的反应,温 度恒定时,增大压强,平衡正向移动,C2H4的平衡转化率增大,所以 p4最大;温度和压强恒定,要使乙烯 的转化率提高,可增大
20、 H2O 的浓度,即?H2O ?C2H4的值,也可将产物及时分离。 36.(2014 课标全国,36)(15 分)化学选修 2:化学与技术 磷矿石主要以磷酸钙Ca3(PO4)2H2O和磷灰石Ca5F(PO4)3、Ca5(OH)(PO4)3等形式存在。图(a)为目 前国际上磷矿石利用的大致情况,其中湿法磷酸是指磷矿石用过量硫酸分解制备磷酸。图(b)是热法 磷酸生产过程中由磷灰石制单质磷的流程。 图(a) 图(b) 部分物质的相关性质如下: 熔点/沸点/备注 白磷44280.5 PH3-133.8-87.8 难溶于水, 有还原性 SiF4-90-86易水解 回答下列问题: (1)世界上磷矿石最主要
21、的用途是生产含磷肥料,约占磷矿石使用量的%。 (2)以磷灰石为原料,湿法磷酸过程中 Ca5F(PO4)3反应的化学方程式为。 现有 1 t 折合含有 P2O5约 30%的磷灰石,最多可制得 85%的商品磷酸t。 (3)如图(b)所示,热法磷酸生产过程的第一步是将 SiO2、过量焦炭与磷灰石混合,高温反应生成白磷。 炉渣的主要成分是(填化学式),冷凝塔 1 的主要沉积物是,冷凝塔 2 的主要沉积物 是。 (4)尾气中主要含有,还含有少量的 PH3、H2S 和 HF 等。将尾气先通入纯碱溶液。可除 去;再通入次氯酸钠溶液,可除去。(均填化学式) (5)相比于湿法磷酸,热法磷酸工艺复杂,能耗高,但优
22、点是。 答案:(1)69 (2)Ca5F(PO4)3+5H2SO43H3PO4+5CaSO4+HF0.49 (3)CaSiO3液态白磷固态白磷 (4)SiF4、COSiF4、HF、H2SPH3 (5)产品纯度高(浓度大) 解析:(1)4%+96%85%80%=69%;(2)依据信息及 HF 为弱酸,可知产物为 H3PO4、HF,还生成盐 CaSO4,配平即可;设得到商品磷酸 x t,依据 P 元素守恒可知 1 t30% 2 231+516=x t85% 1 3+31+416;(3)依据元素守恒分析炉渣的主要成分为 CaSiO3;(4)SiF4与水发生水解反应,HF、 H2S 均能与显碱性的纯碱
23、溶液反应,依据 NaClO 的强氧化性及 PH3的还原性可知通入次氯酸钠的作 用。 37.(2014 课标全国,37)(15 分)化学选修 3:物质结构与性质 早期发现的一种天然二十四面准晶颗粒由 Al、Cu、Fe 三种金属元素组成。回答下列问题: (1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过方法区分晶体、准 晶体和非晶体。 (2)基态 Fe 原子有个未成对电子,Fe3+的电子排布式为。可用硫氰化钾检验 Fe3+,形 成的配合物的颜色为。 (3)新制备的 Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身还原成 Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨 道类型为,1 mol
24、 乙醛分子中含有的键的数目为。乙酸的沸点明显高于乙醛,其主 要原因是。 Cu2O 为半导体材料,在其立方晶胞内部有 4 个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有 个铜原子。 (4)Al 单质为面心立方晶体,其晶胞参数 a=0.405 nm,晶胞中铝原子的配位数为。列式表示 Al 单质的密度gcm-3(不必计算出结果)。 答案:(1)X 射线衍射 (2)41s22s22p63s23p63d5血红色 (3)sp3、sp26NACH3COOH 存在分子间氢键 16 (4)12 427 6.0221023(0.40510-7)3 解析:(2)Fe 为 26 号元素,从第四周期第A 族的 K 开
25、始数,数到第 8 个即为 Fe,所以 Fe 的核外电子排 布式为Ar3d64s2,3d6轨道上有 4 个未成对电子;(3)乙醛的结构式为,号碳原子形成 4 个 键,为 sp3杂化,号碳原子形成 3 个键,无孤电子对,杂化类型为 sp2;利用均摊法得氧原子的个数 为:4+61 2+8 1 8=8,依据化学式 Cu2O 可知 Cu 原子为 16;(4)面心立方晶体结构如图 ,选择 顶点上一个 Al 原子为中心原子,在此晶胞中与其最近的 Al 原子为三个面心上的 Al 原子,中心原子周 围共有 8 个晶胞,且面心上的 Al 原子被 2 个晶胞共用,所以配位数=381 2=12;一个晶胞中含有 4 个
26、 Al 原子,所以一个晶胞的质量为427 ?A g,一个晶胞的体积为 a3,依据密度=一个晶胞的质量 一个晶胞的体积代入即可。 38.(2014 课标全国,38)(15 分)化学选修 5:有机化学基础 席夫碱类化合物 G 在催化、药物、新材料等方面有广泛应用。合成 G 的一种路线如下: 已知以下信息: R1CHO+ 1 mol B 经上述反应可生成 2 mol C,且 C 不能发生银镜反应 D 属于单取代芳烃,其相对分子质量为 106 核磁共振氢谱显示 F 苯环上有两种化学环境的氢 RNH2+ +H2O 回答下列问题: (1)由 A 生成 B 的化学方程式为, 反应类型为。 (2)D的化学名称
27、是,由 D 生成 E 的化学方程式为。 (3)G的结构简式为。 (4)F 的同分异构体中含有苯环的还有种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱为 4 组峰,且 面积比为 6221 的是(写出其中一种的结构简式)。 (5)由苯及化合物 C 经如下步骤可合成 N 异丙基苯胺: N 异丙基苯胺 反应条件 1 所选用的试剂为,反应条件 2 所选用的试剂为,的结构简式 为。 答案:(1)+NaOH+NaCl+H2O消去反应 (2)乙苯+HNO3 +H2O (3) (4)19或或 (5)浓硝酸、浓硫酸铁粉/稀盐酸 解析:(1)分析框图可知:AB为消去反应,生成己烯,而结合信息和可知 C 只能为丙酮(不 能为
28、丙醛),所以 B 的结构简式为(键线式为),所以 A 为(键线式为 )。 (2)根据信息可知,D 仅含一个苯环,且取代基的式量为 106-77=29,应为CH2CH3,故 D 的结构 简式为(或写为);与混酸发生取代反应时,NO2应取代苯环上与乙基相连 碳的邻、对位碳上的氢;结合信息可知 E 应为,所以 DE 的化学方程式为 +HNO3+H2O;F 的结构简式为。 (3)结合信息得 C 与 F 反应生成 G 的化学方程式为 +H2O,因此,G的结构简式为 (或写为)。 (4)F 的同分异构体写法要注意思维的有序性:苯环上有 3 个取代基(CH3、CH3、NH2)有 6 种;苯环上有 2 个取代基,可能为CH2CH3、NH2,除 F 本身外还有 2 种同分异构体;可能为NH CH3、CH3,有 3 种同分异构体;可能为CH2NH2、CH3,有 3 种同分异构体;苯环上只有一个取 代基的有 5 种(CH2CH2NH2,CH2NHCH3,NHCH2CH3, )共 19 种;根据题目要求 F 分子中的 11 个氢原子应为 4 种类型的氢原子,且分别有 6 个(2 个CH3对称在苯环上,或连在氮原子上)、2 个、2 个和 1 个氢原子,因此可表示为或 或。 (5)逆推法:J过程,应为 J与 H2加成生成 N 异丙基苯胺,所以结合信息可知:J 为,所以 I 为。
