1、2015 年普通高等学校招生全国统一考试年普通高等学校招生全国统一考试(北京北京 卷卷) 理科综合能力测试理科综合能力测试 6.(2015北京理综,6)下列我国古代的技术应用中,其工作原理不涉及化学反应的是() A.火药使用B.粮食酿酒 C.轮转排 字 D.铁的冶炼 答案:C 解析:有新物质生成的变化是化学变化,没有新物质生成的变化是物理变化。A项,火药使用时,火药发生爆炸,有 新物质产生,有化学变化,A 错误;B项,粮食酿酒涉及淀粉水解、葡萄糖分解转化为酒精和 CO2,有化学变化,B错 误;C 项,转轮排字过程中没有产生新物质,发生物理变化,C正确;D项,铁的冶炼发生的是氧化还原反应,有化学
2、变 化,D 错误,答案选 C。 7.(2015北京理综,7)下列有关性质的比较,不能用元素周期律解释的是() A.酸性:H2SO4H3PO4 B.非金属性:ClBr C.碱性:NaOHMg(OH)2 D.热稳定性:Na2CO3NaHCO3 答案:D 解析:A 项,同周期元素,自左向右非金属性逐渐增强,最高价氧化物的水化物的酸性逐渐增强,硫元素的非金属性 强于磷元素的,则硫酸的酸性强于磷酸的;B 项,同主族元素,自上而下非金属性逐渐减弱,则氯元素的非金属性强 于溴元素的;C 项,同周期元素,自左向右金属性逐渐减弱,最高价氧化物的水化物的碱性逐渐减弱,钠的金属性强 于镁的,则氢氧化钠的碱性强于氢氧
3、化镁,C 错误;D 项,碳酸钠的稳定性强于碳酸氢钠的,与元素周期律没有关 系,D 符合,答案选 D。 8.(2015北京理综,8)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是() A.氮元素均被氧化 B.工业合成氨属于人工固氮 C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D.碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环 答案:A 解析:A 项,人工固氮过程中 N2+3H22NH3中氮元素被还原,A错误;B 项,游离态的氮元素转化为化合 态的过程是氮的固定,工业合成氨是氮气与氢气转化为氨气,属于人工固氮,B 正确;C 项,利用铵盐合成尿素说明 含氮的无机物和含氮的有机物之间可以相互转化,C 正确;D 项,由于动
4、植物排泄物及遗体也参与在氮的循环中, 因此 C、H、O 在不同阶段参与了氮的循环,D 正确,答案选 A。 9.(2015北京理综,9)最新报道:科学家首次用 X 射线激光技术观察到 CO 与 O 在催化剂表面形成化学键的过程。 反应过程的示意图如下: 下列说法正确的是() A.CO和 O 生成 CO2是吸热反应 B.在该过程中,CO 断键形成 C 和 O C.CO 和 O 生成了具有极性共价键的 CO2 D.状态状态表示 CO 与 O2反应的过程 答案:C 解析:A 项,根据图像可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,因此正反应是放热反应,A错误;B 项,根据状态 、可以看出整个过程中的 CO
5、 没有断裂成 C和 O,B 错误;C 项,CO2中的共价键是不同的非金属元素之 间形成的,因此是极性键,C 正确;D项,状态状态表示的是 CO 与 O 形成 CO2的过程,D 错误。 10.(2015北京理综,10)合成导电高分子材料 PPV 的反应: 2nH+(2n-1)HI 下列说法正确的是() A.合成 PPV 的反应为加聚反应 B.PPV 与聚苯乙烯具有相同的重复结构单元 C.和苯乙烯互为同系物 D.通过质谱法测定 PPV 的平均相对分子质量,可得其聚合度 答案:D 解析:A 项,根据化学反应方程式可知,该反应中有小分子 HI生成,因此属于缩聚反应,A 错误;B 项,聚苯乙烯 ()是苯
6、乙烯通过加聚反应生成的,其链节为,因此结构重复单元是不同的,B错 误;C 项,结构相似,分子组成相差若干个 CH2原子团的有机物互为同系物,含有 2个碳碳双键,而苯乙烯只有一个碳碳双键,二者不能互为同系物,C 错误;D 项,利用质谱法可测定其相对分子质 量,然后再通过链节的相对分子质量,即可得到其聚合度,D正确。 11.(2015北京理综,11)某消毒液的主要成分为 NaClO,还含有一定量的 NaOH。下列用来解释事实的方程式中, 不合理的是(已知:饱和 NaClO 溶液的 pH约为 11)() A.该消毒液可用 NaOH 溶液吸收 Cl2制备:Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O B.
7、该消毒液的 pH 约为 12:ClO-+H2OHClO+OH- C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为 HCl)混用,产生有毒 Cl2:2H+Cl-+ClO-Cl2+H2O D.该消毒液加白醋生成 HClO,可增强漂白作用:CH3COOH+ClO-HClO+CH3COO- 答案:B 解析:A 项,氢氧化钠溶液吸收氯气生成次氯酸钠、氯化钠和水,即可制得消毒液,A 正确;B 项,由于饱和次氯酸钠 溶液的 pH=11,如果消毒液的 pH=12,这是由于氢氧化钠电离出氢氧根离子,导致氢氧根浓度增大,B 错误;C 项,次 氯酸钠具有强氧化性,在酸性条件下,能把氯离子氧化为氯气,C 正确;D 项,次氯酸的漂白性
8、强于次氯酸钠,因此消 毒液中加白醋生成次氯酸后,可增强漂白作用,D 正确。 12.(2015北京理综,12)在通风橱中进行下列实验: 步 骤 现 象 Fe表面产生大量无色气泡,液面上方变 为红棕色 Fe表面产生少量红棕色气泡后,迅 速停止 Fe、Cu 接触后,其表面均产生红棕 色气泡 下列说法不正确的是() A.中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O22NO2 B.中的现象说明 Fe 表面形成致密的氧化膜,阻止 Fe 进一步反应 C.对比、中现象,说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸 D.针对中现象,在 Fe、Cu之间连接电流计,可判断 Fe 是否被氧化 答案:C 解析:A 项,铁与稀硝酸反应生
9、成无色气体 NO,NO 遇空气被氧化为红棕色气体 NO2,A正确;B 项,常温下铁在浓 硝酸中发生钝化,在铁的表面形成一层致密的氧化膜,从而阻止铁继续与浓硝酸反应,B 正确;C项,由于钝化后反 应停止,因此不能利用钝化比较氧化性,事实上浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,C 错误;D 项,由于在原电池中可以通 过电流方向判断正负极,所以在铁和铜之间加电流计,可以判断出电子的流向,从而判断出铁是否被氧化,D 正确。 25.(2015北京理综,25)(17分)“张-烯炔环异构化反应”被Name Reactions收录。该反应可高效构筑五元环状 化合物: (R、R、R表示氢、烷基或芳基) 合成五元环有机化合物
10、 J 的路线如下: 已知:+ (1)A 属于炔烃,其结构简式是。 (2)B 由碳、氢、氧三种元素组成,相对分子质量是 30。B 的结构简式是。 (3)C、D 含有与 B相同的官能团,C 是芳香族化合物。E中含有的官能团 是。 (4)F 与试剂 a 反应生成 G 的化学方程式是,试 剂 b是。 (5)M和 N 均为不饱和醇,M的结构简式是。 (6)N 为顺式结构,写出 N 和 H 生成 I(顺式结构)的化学方程式: 。 答案:(1)CH3CCH(2)HCHO(3)碳碳双键、醛基 (4) 氢氧化钠醇溶液 (5)CH3CCCH2OH (6)+ +H2O 解析:(1)A 的分子式为 C3H4,属于炔烃
11、,则 A 的结构简式为 CH3CCH。 (2)B 是由 C、H、O 三种元素组成,其相对分子质量是 30,则 B应该是甲醛,结构简式为 HCHO。 (3)C、D 含有相同的官能团,C是芳香族化合物,C 的分子式是 C7H6O,因此 C中含有的官能团是醛基,即 C 是苯甲醛()。根据 D 的分子式为 C2H4O,则 D是乙醛,结构简式为 CH3CHO。根据已知信息可知 苯甲醛和乙醛发生反应生成 E的结构简式为 ,因此 E 中含有的官能团是醛基和碳碳双键。 (4)根据已知信息和 J的结构简式可知 I的结构简式为。H 与 N 发 生酯化反应生成 I,则 H 的结构简式为,N 的结构简式为 CH3CH
12、CHCH2OH。丙炔(A) 与甲醛(B)发生加成反应生成 M,则 M的结构简式为 CH3CCCH2OH,M与氢气发生加成反应生成 N。根据 F 的分子式可知 F 的结构简式为 ,F 要转化为 H,则首先要和溴水发生加成反应,然后再通过消去反应引入碳碳三键,则 F 与试剂 a 反应生成 G的化学方程式为 。卤代烃发生消去反应的试剂是氢氧化钠醇溶液。 (5)根据以上分析可知 M的结构简式为 CH3CCCH2OH。 (6)N 和 H 生成 I的化学方程式为 + +H2O。 26.(2015北京理综,26)(12分)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是 一种高效、无
13、污染的制氢方法。其反应过程如图所示: (1)反应的化学方程式是。 (2)反应得到的产物用 I2进行分离。该产物的溶液在过量 I2的存在下会分成两层含低浓度 I2的 H2SO4层 和含高浓度 I2的 HI层。 根据上述事实,下列说法正确的是(选填序号)。 a.两层溶液的密度存在差异 b.加 I2前,H2SO4溶液和 HI溶液不互溶 c.I2在 HI溶液中比在 H2SO4溶液中易溶 辨别两层溶液的方法是 。 经检测,H2SO4层中 c(H+)c(SO4 2)=2.061,其比值大于 2的原因是 。 (3)反应:2H2SO4(l)2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)H=+550 kJmol-1
14、。 它由两步反应组成:.H2SO4(l)SO3(g)+H2O(g)H=+177 kJmol-1; .SO3(g)分解。 L(L1,L2),X 可分别代表压强或温度,下图表示 L 一定时,中 SO3(g)的平衡转化率随 X的变化关系。 X代表的物理量是。 判断 L1、L2的大小关系,并简述理由: 。 答案:(1)2H2O+SO2+I2H2SO4+2HI (2)ac 观察颜色,颜色深的是 HI层,颜色浅的是 H2SO4层 H2SO4层中含有少量 HI (3)压强L2L1SO3(g)分解的热化学方程式:2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)H=+196 kJmol-1,压强一 定时,温度升高,平衡
15、转化率增大 解析:(1)I2具有氧化性,能把 SO2氧化为硫酸,而 I2被还原为 HI,反应的化学方程式为 2H2O+SO2+I2H2SO4+2HI。 (2)a.硫酸层的密度大于氢碘酸层的,因此两层溶液的密度存在差异,a 正确;b.硫酸和氢碘酸均是易溶于水 的,二者互溶,b 错误;c.由于碘分子能与碘离子结合形成I3 ,所以 I2在 HI 溶液中比在硫酸溶液中易溶,c 正确,答案 选 ac。 可以利用碘水有颜色,浓度大时,颜色深;浓度小时,颜色浅来辨别。 由于硫酸层中含有少量 HI,还会电离出少量 H+,因此溶液中 c(H+)c(SO4 2)2。 (3)根据盖斯定律,反应 2SO3(g)2SO
16、2(g)+O2(g)H=+550 kJmol-1-2177 kJmol-1=+196 kJmol-1。三 氧化硫分解是吸热的体积增大的可逆反应,升高温度平衡向正反应方向进行,三氧化硫的转化率升高。增大压强 平衡向逆反应方向进行,三氧化硫的转化率降低,因此 X表示的是压强。 反应 2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)H0是吸热反应,在压强一定时,温度越高,平衡正向移动,三氧化硫的 转化率增大,所以 L2L1。 27.(2015北京理综,27)(14分)研究 CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。 (1)溶于海水的 CO2主要以 4种无机碳形式存在,其中 HCO3 占 95
17、%,写出 CO2溶于水产生 HCO 3 的方程 式:。 (2)在海洋碳循环中,通过下图所示的途径固碳。 写出钙化作用的离子方程式:。 同位素示踪法证实光合作用释放出的 O2只来自于 H2O,用 18O标记物质的光合作用的化学方程式如下,将其 补充完整: +(CH2O)x+x18O2+xH2O (3)海水中溶解无机碳占海水总碳的 95%以上,其准确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳,可采用 如下方法: 气提、吸收 CO2。用 N2从酸化后的海水中吹出 CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补 充完整并标出所用试剂。 滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为 NaHCO3,再用 x
18、 molL-1HCl 溶液滴定,消耗 y mL HCl 溶液。海水中溶 解无机碳的浓度=molL-1。 (4)利用下图所示装置从海水中提取 CO2,有利于减少环境温室气体含量。 结合方程式简述提取 CO2的原理: 。 用该装置产生的物质处理 b室排出的海水,合格后排回大海。处理至合格的方法是 。 答案:(1)CO2+H2OH2CO3、H2CO3H+HCO3 (2)2HCO3 +Ca2+ CO2+CaCO3+H2O xCO22xH218O (3)?r ? (4)a室发生反应:2H2O-4e-O2+4H+,H+通过阳离子交换膜进入 b室,发生反 应 H+HCO3 H2O+CO2 c 室的反应:2H
19、2O+2e-2OH-+H2,用 c 室排出的碱液将从 b 室排出的酸性海水调至接近装置入口海水 的 pH 解析:(1)CO2溶于水生成二元弱酸碳酸,碳酸电离出碳酸氢根和氢离子:CO2+H2OH2CO3、 H2CO3H+HCO3 。 (2)根据示意图可知碳酸氢根与钙离子结合生成碳酸钙和 CO2,则根据原子守恒可知还有水生成,离子方 程式为 2HCO3 +Ca2+ CO2+CaCO3+H2O。 在光合作用中产生的氧气来自于水,因此反应为 xCO2+2xH218O(CH2O)x+x18O2+xH2O。 (3)根据实验原理可知装置的作用之一是酸化,其次还需要将 CO2吹出,在酸化过程中要选择难挥发性的
20、 酸,因此选择酸化的试剂为稀硫酸,因此装置图为。 根据化学方程式可知,在滴定过程中存在守恒关系:HCO3 H+,则 n(H+)=xy10-3 mol,溶液的体积 V=0.001z L,所以根据 c=? ?可知 c= ?r ? molL-1。 (4)电解池中,a 室中发生反应:2H2O-4e-O2+4H+,H+通过阳离子交换膜进入 b 室,发生反 应 H+HCO3 H2O+CO2,从而达到提取 CO2的目的。 c 室的反应:2H2O+2e-2OH-+H2,用 c 室排出的碱液将从 b 室排出的酸性海水调至接近装置入口的 pH。 28.(2015北京理综,28)(15分)为探讨化学平衡移动原理与氧
21、化还原反应规律的联系,某同学通过改变浓度研究 “2Fe3+2I-2Fe2+I2”反应中 Fe3+和 Fe2+的相互转化。实验如下: (1)待实验溶液颜色不再改变时,再进行实验,目的是使实验的反应达到。 (2)是的对比实验,目的是排除中造成的影响。 (3)和的颜色变化表明平衡逆向移动,Fe2+向 Fe3+转化。用化学平衡移动原理解释原 因:。 (4)根据氧化还原反应的规律,该同学推测中 Fe2+向 Fe3+转化的原因:外加 Ag+使 c(I-)降低,导致 I-的还原性弱于 Fe2+,用下图装置(a、b均为石墨电极)进行实验验证。 K 闭合时,指针向右偏转,b 作极。 当指针归零(反应达到平衡)后
22、,向 U 形管左管中滴加 0.01 molL-1AgNO3溶液,产生的现象证实了其推测,该现 象是。 (5)按照(4)的原理,该同学用上图装置进行实验,证实了中 Fe2+向 Fe3+转化的原因。 转化原因是。 与(4)实验对比,不同的操作是。 (6)实验中,还原性:I-Fe2+;而实验中,还原性:Fe2+I-。将(3)和(4)、(5)作对比,得出的结论是 。 答案:(1)化学平衡状态 (2)溶液稀释对颜色变化 (3)加入 Ag+发生反应:Ag+I-AgI,c(I-)降低;或增大 c(Fe2+),平衡均逆向移动 (4)正左管产生黄色沉淀,指针向左偏转 (5)Fe2+随浓度增大,还原性增强,使 F
23、e2+还原性强于 I- 向右管中加入 1 molL-1FeSO4溶液 (6)该反应为可逆氧化还原反应,在平衡时,通过改变物质的浓度,可以改变物质的氧化、还原能力,并影响平 衡移动方向 解析:(1)只有达到化学平衡状态,各种离子浓度不再发生变化,才能在实验进行有效对比,因此待实验溶液颜 色不再改变时,再进行实验的目的是使实验的反应达到平衡状态。 (2)由于加入硫酸亚铁溶液的同时,相当于溶液稀释,所以的目的是排除中溶液稀释造成的影响。 (3)根据勒夏特列原理可知减小 I-浓度或增大 Fe2+浓度,平衡逆向移动。 (4)铁离子的氧化性强于碘单质,在反应中铁离子得到电子,发生还原反应,因此 b是正极。 加入银离子后,与碘离子结合生成碘化银沉淀,导致碘离子浓度降低,反应逆向进行,此时 a 作正极,所以指 针向左偏转。 (5)由于增加 Fe2+浓度,Fe2+还原性增强,从而被 I2氧化为 Fe3+。 根据控制变量法,中加入 1 mL 1 molL-1硫酸亚铁,因此在该实验中也需要加入 1 mL 1 molL-1FeSO4溶 液,并观察指针是否偏转,从而进行对比。
