1、绝密 启用前 2018 年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试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 2) 注意事项: 1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域 内。 2.选择题必须使用 2B 铅笔填涂;非选择题必须使用 0.5 毫米黑色字迹的签字笔书写,字体 工整、笔迹清楚。 3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在 草稿纸、试卷上答题无效。 4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。 5.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
2、 可能用到的相对原子质量:H 1C 12N 14O 16Na 23P 31S 32Fe 56 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.化学与生活密切相关,下列说法错误的是() A.碳酸钠可用于去除餐具的油污B.漂白粉可用于生活用水的消毒 C.氢氧化铝可用于中和过多胃酸D.碳酸钡可用于胃肠 X 射线造影检查 8.研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氮有关(如下图所示)。下列叙述错 误的是() A.雾和霾的分散剂相同 B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂 D.雾霾的形成与过度施
3、用氮肥有关 9.实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。 光照下反应一段时间后,下列装置示意图中能正确反映实验现象的是() 10.W、X、Y 和 Z 为原子序数依次增大的四种短周期元素。W 与 X 可生成一种红棕色有刺 激性气味的气体;Y 的周期数是族序数的 3 倍;Z 原子最外层的电子数与 W 的电子总数相同。 下列叙述正确的是() A.X 与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物 B.Y 与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键 C.四种元素的简单离子具有相同的电子层结构 D.W 的氧化物对应的水化物均为强酸 11.NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
4、() A.常温常压下,124 g P4中所含 PP 键数目为 4NA B.100 mL 1 molL-1FeCl3溶液中所含 Fe3+的数目为 0.1NA C.标准状况下,11.2 L 甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为 2NA D.密闭容器中,2 mol SO2和 1 mol O2催化反应后分子总数为 2NA 12.我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的 Na-CO2二次电池。将 NaClO4溶于有机溶剂作 为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应 为:3CO2+4Na2Na2CO3+C,下列说法错误的是() A.放电时,ClO4 -向负极移动 B.充电时释放 CO2,放
5、电时吸收 CO2 C.放电时,正极反应为:3CO2+4e-2CO3 2-+C D.充电时,正极反应为:Na+e-Na 13.下列实验过程可以达到实验目的的是() 编 号 实验目的实验过程 A 配制 0.400 0 molL-1的NaOH 溶液 称取 4.0 g 固体 NaOH 于烧杯中,加入 少量蒸馏水溶解,转移至250 mL容量 瓶中定容 B 探究维生素C的 还原性 向盛有 2 mL 黄色氯化铁溶液的试管 中滴加浓的维生素 C 溶液,观察颜色 变化 C 制取并纯化氢 气 向稀盐酸中加入锌粒,将生成的气体 依次通过 NaOH 溶液、浓硫酸和 KMnO4溶液 D 探究浓度对反 应速率的影响 向
6、2 支盛有 5 mL 不同浓度 NaHSO3 溶液的试管中同时加入 2 mL 5% H2O2溶液,观察实验现象 三、非选择题:共 58 分。第 2628 题为必考题。每个试题考生都必须作答。第 3536 题为选 考题,考生根据要求作答。 (一)必考题:共 43 分。 26.(14 分) 我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家,一种以闪锌矿(ZnS,含有 SiO2和少量 FeS、 CdS、 PbS 杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示: 相关金属离子c0(Mn+)=0.1 molL-1形成氢氧化物沉淀的 pH 范围如下: 金 属 离 子 Fe3+Fe2+Zn2+Cd2+ 开 始 沉 淀 的 pH
7、 1.5 6.3 6.2 7.4 沉 淀 完 全 的 pH 2.8 8.3 8.2 9.4 回答下列问题: (1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为 。 (2)滤渣 1 的主要成分除 SiO2外还有;氧化除杂工序中 ZnO 的作用 是。若不通入氧气,其后果是。 (3)溶液中的 Cd2+可用锌粉除去,还原除杂工序中反应的离子方程式 为。 (4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为;沉积锌后的电解液 可返回工序继续使用。 27.(14 分) CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO 和 H2),还对温室气体的减排具有重要意义。 回答 下列问题: (1)CH4CO2催化重整反应为:CH
8、4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。 已知: C(s)+2H2(g)CH4(g)H=-75 kJmol-1 C(s)+O2(g)CO2(g)H=-394 kJmol-1 C(s)+1 2O2(g) CO(g)H=-111 kJmol-1 该催化重整反应的H=kJmol-1,有利于提高 CH4平衡转化率的条件是 (填标号)。 A.高温低压B.低温高压C.高温高压D.低温低压 某温度下,在体积为 2 L 的容器中加入 2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到 平衡时 CO2的转化率是 50%,其平衡常数为mol2L-2。 (2)反应中催化剂活性会因积碳反应而
9、降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少,相关数据 如下表: 积碳反应 CH4(g) C(s)+2H2(g) 消碳反应 CO2(g)+C(s) 2CO(g) H/(kJmol-1)75172 活化能/ (kJmol-1) 催 化 剂 X 3391 催 化 剂 Y 4372 由上表判断,催化剂 XY(填“优于”或“劣于”),理由是。 在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关 系如上图所示,升高温度时,下列关于积碳反应、 消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确 的是(填标号)。 A.K积、K消均增加B.v积减小、v消增加 C.K积减小、K消增加D.v消
10、增加的倍数比 v积增加的倍数大 在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为 v=kp(CH4)p(CO2)-0.5(k 为速率 常数),在 p(CH4)一定时,不同 p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如下图所示,则 pa(CO2)、 pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为。 28.(15 分) K3Fe(C2O4)33H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒制蓝图,回答下列问题: (1)晒制蓝图时,用 K3Fe(C2O4)33H2O 作感光剂,以 K3Fe(CN)6溶液为显色剂,其光解反应的 化学方程式为:2K3Fe(C2O4)32FeC2O4+3K2C2O4+2CO2
11、;显色反应的化学方程式 为。 (2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物,按下图所示装置进行实验。 通入氮气的目的是。 实验中观察到装置 B、F 中澄清石灰水均变浑浊,装置 E 中固体变为红色,由此判断热分解 产物中一定含有、。 为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是。 样品完全分解后,装置 A 中的残留物含有 FeO 和 Fe2O3,检验 Fe2O3存在的方法是:。 (3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。 称量 m g 样品于锥形瓶中,溶解后加稀硫酸酸化,用 c molL-1KMnO4溶液滴定至终点,滴定 终点的现象是。 向上述溶液中加入适量锌粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集
12、到锥形瓶 中,加稀硫酸酸化,用 c molL-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗 KMnO4溶液 V mL,该晶体中铁的 质量分数的表达式为。 (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.(15 分) 化学选修 3:物质结构与性质 硫及其化合物有许多用途,相关物质的物理常数如下表所示: H2S S8FeS2SO2SO3H2SO4 熔 点 / -85.5115.2 600 (分 解) -75.516.810.3 沸 点 / -60.3444.6-10.045.0337.0 回答下列问题: (1)基态 Fe 原子价层电子的电子排布图(轨
13、道表达式)为,基态 S 原子电子占据最 高能级的电子云轮廓图为形。 (2)根据价层电子对互斥理论,H2S、 SO2,SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他 分子的是。 (3)图(a)为 S8的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因 为。 图(a) 图(b) 图(c) (4)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为形,其中共价键的类型 有种;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类 型为。 (5)FeS2晶体的晶胞如图(c)所示,晶胞边长为 a nm、 FeS2相对式量为 M、 阿伏加德罗常数的值 为 NA,其晶体密度的计算表
14、达式为gcm-3;晶胞中 Fe2+位于S2 2-所形成的正八面 体的体心,该正八面体的边长为nm。 36.(15 分) 化学选修 5:有机化学基础 以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的生物质转化平台化合物,E 是一 种治疗心绞痛的药物,由葡萄糖为原料合成 E 的路线如右: 回答下列问题: (1)葡萄糖的分子式为。 (2)A 中含有的官能团的名称为。 (3)由 B 到 C 的反应类型为。 (4)C 的结构简式为。 (5)由 D 到 E 的反应方程式为 。 (6)F 是 B 的同分异构体,7.30 g 的 F 与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出 2.24 L 二氧化碳(标准 状况
15、),F 的可能结构共有种(不考虑立体异构);其中核磁共振氢谱为三组峰。峰面 积比为 311 的结构简式为。 答案与解析：答案与解析： 化学试题(全国卷 2) 7.D碳酸钠溶液呈碱性,可用于去除餐具上的油污,A 项正确;漂白粉中的次氯酸钙产生 的 HClO 具有强氧化性,可用于生活用水的消毒,B 项正确;氢氧化铝能与胃液中的盐酸反应, 可用于中和胃酸过多,C 项正确;碳酸钡能与胃液中的盐酸反应,生成的氯化钡易溶于水,电离 出的 Ba2+有毒,D 项错误。 8.C雾和霾的分散剂均为空气,A 项正确;根据题目信息,硝酸铵和硫酸铵均为无机颗粒 物,是形成雾霾的因素之一,B 项正确;氨气分别和硝酸、 硫
16、酸生成硝酸铵和硫酸铵,是形成无机 颗粒物的反应物,C 项错误;过度施用化肥会导致空气中氨气含量增加,促进了无机颗粒物中 硝酸铵、硫酸铵含量的增加,D 项正确。 9.DCH4和 Cl2反应生成 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和 HCl 的混合物,其中 CH3Cl 常温下是气体,难溶于水,CH2Cl2、CHCl3和 CCl4常温下是无色油状液体,难溶于水,HCl 极易 溶于水,故试管内气体体积减小,颜色变淡,液面上升,试管壁上有无色油状液滴出现,D 项正确。 10.A根据题给条件分析,W、X、Y、Z 分别是 N、O、Na、Cl 四种元素。O 与 N 可形 成 N2O、NO、N2O3
17、、NO2、N2O4、N2O5等多种氧化物,O 与 Na 可形成 Na2O、Na2O2两种化 合物,O 与 Cl 可形成 Cl2O、ClO2、Cl2O5、Cl2O7等多种氧化物,A 项正确;Na2O2中既有离子键 又有共价键,B 项错误;Cl-和 N3-、O2-、Na+电子层结构不同,C 项错误;W 的氧化物的水化物 HNO3是强酸、HNO2是弱酸,D 项错误。 11.C124 g P4的物质的量为1 mol,根据P4的结构可知1个P4分子中含有6个PP键,1 mol P4中含有 6NA个 PP 键,A 项错误;因为 Fe3+会发生水解生成 Fe(OH)3,100 mL 1 molL-1 FeC
18、l3溶液中N(Fe3+)小于0.1NA,B项错误;根据化学式可知,1 mol CH4和1 mol CH2CH2中均 含有 4 mol 氢原子,标准状况下,11.2 L 混合气体的物质的量为 0.5 mol,所含氢原子的物质的量 为 2 mol,即所含氢原子数目为 2NA,C 项正确;SO2和 O2的反应为可逆反应,2 mol SO2和 1 mol O2不能全部转化成 2 mol SO3,故分子总数大于 2NA,D 项错误。 12.D放电时装置为原电池,阴离子向负极移动,A 项正确;根据总反应可知,放电时二氧 化碳在正极得电子被吸收,充电时又被释放出来,B 项正确;放电时,负极上 Na 失电子,
19、正极上 CO2得电子,正极电极反应式为 3CO2+4e-2CO3 2-+C,C 项正确;充电时阴极反应式为 Na+e-Na,D 项错误。 13.B转移溶液后应用适量的蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒 23 次,并将洗涤液转入容 量瓶后再定容,A 项错误;维生素 C 具有还原性,与 Fe3+反应,溶液由棕黄色变为浅绿色,B 项正 确;用盐酸和 Zn 粒反应制取的氢气中混有氯化氢气体和水蒸气,先用氢氧化钠溶液除去氯化 氢,然后用 KMnO4溶液检验氯化氢是否除尽,最后用浓硫酸干燥,若先用浓硫酸干燥,最后用 KMnO4溶液检验氯化氢是否除尽,又会重新带入水蒸气,达不到干燥的目的,C 项错误;亚硫酸 氢钠和
20、过氧化氢反应生成硫酸氢钠和水,无明显现象,D 项错误。 26.答案 (1)ZnS+3 2O2 ZnO+SO2 (2)PbSO4调节溶液的 pH无法除去杂质 Fe2+ (3)Cd2+ZnCd+Zn2+ (4)Zn2+2e-Zn溶浸 解析 根据制备流程,焙烧过程中 ZnS 转化成 ZnO 和 SO2,相关化学方程式 为 ZnS+3 2O2 ZnO+SO2或 2ZnS+3O22ZnO+2SO2,同时杂质 FeS、CdS、PbS 转化成 SO2 和相应的金属氧化物。 加稀硫酸溶浸可将 PbO 转化成 PbSO4沉淀除去,同时除去不溶的 SiO2。 根据表格中相关金属离子形成氢氧化物沉淀的 pH 范围,
21、氧化除杂过程通入氧气的目的是将 Fe2+转化成 Fe3+,最终转化为Fe(OH)3除去,加入 ZnO的目的是调节溶液的pH,有利于沉淀Fe3+。 还原除杂是用 Zn 还原 Cd2+从而除去 Cd,相关的化学方程式为 Cd2+ZnCd+Zn2+。电解硫 酸锌溶液制备单质锌时,阴极 Zn2+得电子生成 Zn,电极反应式为 Zn2+2e-Zn;阳极水电离 出的 OH-失电子生成 O2,同时生成硫酸,所以沉积锌后的电解液可返回溶浸工序继续使用。 27.答案 (1)247A 1 3 (2)劣于相对于催化剂 X,催化剂 Y 积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳 反应活化能相对较小,消碳反应速率大A
22、D pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2) 解析 (1)将已知热化学方程式依次编号为,根据盖斯定律,2-,得到 CH4CO2催化重整反应的H=+247 kJmol-1。由于该反应是正反应气体体积增大的吸热反 应,所以有利于提高 CH4平衡转化率的条件是高温低压,A 项正确。某温度下,在体积为 2 L 的 容器中加入 2 mol CH4,1 mol CO2,达到平衡时 CO2的转化率是 50%,则平衡时各物质的物质的 量浓度分别为 c(CH4)=0.75 molL-1、 c(CO2)=0.25 molL-1、 c(CO)=0.5 molL-1、 c(H2)=0.5 molL-1, 根据
23、K=? 2(CO)?2(H2) ?(CH4)?(CO2),计算得出 K= 1 3或 0.33。 (2)根据表格中活化能数据分析,催化剂 X 劣于催化剂 Y。 因为相对于催化剂 X,催化剂 Y 积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小,而消碳反应活化能相对较小,消碳反应速率大。由 于积碳反应和消碳反应均为吸热反应,所以升高温度平衡正向移动,K积、K消均增加;温度高于 600 时,积碳量随温度的升高而下降,说明 v消增加的倍数比 v积增加的倍数大,A、D 两项正 确。 根据 v=kp(CH4)p(CO2)-0.5,当 p(CH4)一定时,积碳量随 p(CO2)的增大而减小,故 pc(CO2)pb(CO
24、2)pa(CO2)。 28.答案 (1)3FeC2O4+2K3Fe(CN)6 Fe3Fe(CN)62+3K2C2O4 (2)隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置 CO2、CO 先熄灭装置 A、E 处的酒精灯,冷却后停止通入氮气 取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入 12 滴 KSCN 溶液,溶液变红色,证明含 有 Fe2O3 (3)溶液出现粉红色且半分钟内粉红色不消失 5?56 ?1 000100% 解析 (1)根据题目信息,三草酸合铁酸钾感光后得到FeC2O4,故以K3Fe(CN)6溶液为显色 剂,发生反应的化学方程式为:3FeC2O4+2K3Fe(CN)6Fe3Fe(CN)62
25、+3K2C2O4。 (2)探究三草酸合铁酸钾热分解的产物,通入氮气可以起到隔绝空气,使反应产生的气 体全部进入后续装置的作用。 分析装置图各部分的作用,A 为热分解的反应装置,B 用于检验生成的气体中是否含有 CO2,C 吸收生成的 CO2,D 为干燥装置,E、F 检验生成的气体中是否含有 CO。若 B、F 中澄 清石灰水均变浑浊,E 中 CuO 变为红色,则热分解的产物中一定含有 CO2和 CO。 为防止倒吸,停止实验时应先熄灭 A、E 处酒精灯并继续通入氮气,待反应管冷却后停 止通入氮气。 检验装置A中的残留物中是否含有Fe2O3,可将残留物溶于稀硫酸,使Fe2O3转化为Fe3+, 然后用
26、 KSCN 溶液检验。 (3)用 KMnO4溶液滴定三草酸合铁酸钾,滴定终点的现象是溶液出现粉红色(极稀的酸 性 KMnO4溶液颜色)且半分钟内粉红色不消失。 该测定原理的离子方程式 为 2Fe3+Zn2Fe2+Zn2+,5Fe2+MnO4 -+8H+ 5Fe3+Mn2+4H2O。即 5Fe2+MnO4 -,故该晶体 中铁的质量分数的表达式:w(Fe)= ?molL-110-3?556 ?l-1 ?g 100%=5?56 1 000?100%。 35.答案 (1)哑铃(纺锤) (2)H2S (3)S8相对分子质量大,分子间范德华力强 (4)平面三角2sp3 (5) 4? ?A?310 21 2
27、 2 a 解析 (1)基态 Fe 原子价层电子的电子排布图为,基态 S 原子电 子占据的最高能级为 3p,其电子云轮廓图为哑铃形(或纺锤形)。 (2)H2S、SO2、SO3中心原子价层电子对数分别为 4、3、3,故 H2S 分子的中心原子价层 电子对数不同于 SO2、SO3。 (3)S8分子的相对分子质量比 SO2大,分子间范德华力强,故其熔、沸点比 SO2高很多。 (4)气态三氧化硫中心原子价层电子对数为 3,孤电子对数为 0,故其分子的立体构型为平 面三角形,共价键有键和键两种类型;根据图(b)所示,固态三氧化硫每个硫原子与四个氧原 子形成 4 个键,故 S 原子的杂化轨道类型为 sp3。
28、 (5)FeS2晶体中,每个晶胞平均占有 Fe2+数为 121 4+1=4,占有S2 2-数为 81 8+6 1 2=4,则有 (a10-7cm)3NA=4M,= 4? ?3?A10 21gcm-3。 立方体的两个面心和相应顶点构成一个正三角形, 故八面体的边长等于面对角线的1 2,已知立方体的边长为 a nm,则八面体的边长= ?2+?2 2 nm= 2 2 a nm。 36.答案 (1)C6H12O6(2)羟基 (3)取代反应 (4) (5)+NaOH+CH3COONa (6)9 解析 葡萄糖分子式为 C6H12O6,催化加氢得到 CH2OH(CHOH)4CH2OH,故 A 中含有官能 团
29、的名称为羟基。B 到 C 实质上是 CH3COOH 和 B 中的羟基发生酯化(取代)反应。根据 C 的分子式为 C8H12O5,B 中只有一个OH 与 CH3COOH 发生酯化反应,故 C 的结构简式为 。CD 是浓硝酸和 C 中的羟基发生酯化反应,故 D 的结构简式为 。根据 E 的结构简式分析,D 到 E 反应的方程式为 +NaOH+CH3COONa。F 是 B 的同分异构体,故 F 的相对分 子质量为 146,7.30 g F 为 0.05 mol,与足量饱和 NaHCO3反应释放出 2.24 L CO2(标准状况),则 一个 F 分子中含有 2 个COOH,结合 F 的分子式,其结构有、 、 、 共 9 种,其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为 311 的结构简式为 (或写成)。
