1、2012 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 (北京卷北京卷) 理科综合 第一部分(选择题共 120分) 本部分共 20 小题,每小题 6 分,共 120 分。在每小题列出的四个选项中,选山最符合题目 要求的一项。 1.(2012北京理综,1)细胞中不能 合成 ATP 的部位是()。 A.线粒体的内膜 B.叶绿体中进行光反应的膜结构 C. 内质网的膜 D. 篮藻(蓝细菌)中进行光反应的膜结构 C光合作用和呼吸作用过程中都有 ATP 合成。线粒体的内膜是有氧呼吸第三阶段反应的场所,这 个阶段会产生大量的 ATP;叶绿体中进行光反应的膜结构即构成基粒的类囊体薄膜,能产生
2、ATP;内 质网是蛋白质加工和脂质合成的车间,只能消耗 ATP,不能合成 ATP。蓝藻的片层结构膜上进行光合 作用的光反应,能产生 ATP。 2.(2012北京理综,2)从生命活动的角度理解,人体的结构层次为()。 A. 原子、分子、细胞器、细胞 B. 细胞、组织、器官、系统 C.元素、无机物、有机物、细胞 D. 个体、种群、群落、生态系统 B生命系统的结构依次层次是细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统、生物圈, 人体的结构层次是细胞、组织、器官、系统、个体,B项正确。生命系统的最基本层次是从细胞开 始的,而不是原子和化合物,A、C两项错。一个人的结构层次最大是个体,不能构成种群
3、、群落,更不 可能构成生态系统,D项错。 3.(2012北京理综,3)金合欢蚁生活在金合欢树上,以金合欢树的花蜜等为食,同时也保护金合欢树免 受其他植食动物的伤害。如果去除金合欢蚁,则金合欢树的生长减缓且存活率降低。由此不能得出 的推论是()。 A. 金合欢蚁从金合欢树获得能量 B. 金合欢蚁为自己驱逐竞争者 C. 金合欢蚁为金合欢树驱逐竞争者 D.金合欢蚁和金合欢树共同(协同)进化 C从题干中信息“金合欢蚁生活在金合欢树上,以金合欢树的花蜜等为食”,可推知 A 项;“同时也保护 金合欢树免受其他植食动物的伤害”,可推知 B 项;再由整个题干信息得出金合欢蚁与金合欢树两者 为互利共生关系,这是
4、长期共同进化的结果,所以可推知 D 项。根据题中信息推不出“金合欢蚁为金 合欢树驱逐竞争者”的结论。 4.(2012北京理综,4)下图所示实验能够说明()。 A. 病毒抗原诱导 B 细胞分化的作用 B. 浆细胞产生抗体的作用 C.病毒刺激淋巴细胞增殖的作用 D. 效应 T 淋巴细胞的作用 D从实验结果上清液中有 51Cr,说明被 LCM 病毒感染的51Cr 标记的小鼠细胞破裂。其实质是小鼠 感染 LCM 病毒后,体内产生相应的效应 T 细胞,效应 T 细胞攻击靶细胞(被 LCM 病毒感染的 51Cr 标 记的同种小鼠细胞),导致靶细胞裂解,释放出抗原的同时,51Cr 标记物也会被释放出来,测定
5、上清液中 51Cr 释放量可推知靶细胞的裂解情况,由此可知 D 项正确。该实验不能看出病毒抗原对 B 细胞分化 的作用,也不能看出浆细胞产生抗体,更不能看出淋巴细胞增殖,所以 A、B、C 三项错误。 5.(2012北京理综,5)高中生物学实验中,在接种时不进行严格无菌操作对实验结果影响最大的一项是 ()。 A. 将少许干酵母加入到新鲜的葡萄汁中 B. 将毛霉菌液接种在切成小块的鲜豆腐上 C. 将转基因植物叶片接种到无菌培养基上 D. 将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上 C酿葡萄酒时的无氧环境以及酵母菌产生的酒精对酵母菌以外的杂菌有抑制作用;腐乳制作时,将 毛霉菌液接种在切成小块的鲜豆腐上,放
6、在 1518 下,此温度不适于细菌、酵母菌和曲霉的生长,而 适于毛霉慢慢生长。因此,不进行严格无菌操作对 A、B两项实验影响不大。选择培养基中需要加 入只有所需微生物生长繁殖能利用、而不需要的微生物生长繁殖不能利用的物质,杂菌在选择培养 基上很难生存,因此不进行严格无菌操作对 D项实验影响也不大。外植体的培养必须在严格的无菌 环境中进行,而且操作的各环节都要注意严格灭菌,否则,外植体就会因感染杂菌而腐烂,导致实验失 败,所以,不进行严格无菌操作对 C 项实验影响最大。 6.(2012北京理综,6)下列用品的有效成分及用途对应错误 的是()。 ABCD 用品 有效成分NaClNa2CO3Al(O
7、H)3Ca(ClO)2 用途做调味品做发酵粉做抗酸药做消毒剂 B小苏打的有效成分是 NaHCO3,不是 Na2CO3,B 错误。 7.(2012北京理综,7)下列解释实验现象的反应方程式正确的是()。 A.切开的金属 Na 暴露在空气中,光亮表面逐渐变暗 2Na+O2Na2O2 B.向 AgCl 悬浊液中滴加 Na2S 溶液,白色沉淀变成黑色 2AgCl+S2-Ag2S+2Cl- C.Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间,变成白色黏稠物 2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 D.向 NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水,出现白色沉淀 2HC 3 O+Ca2+2OH- CaCO3+C 2
8、 3 O +2H2O B切开的金属钠暴露在空气中,光亮面逐渐变暗是由于生成白色氧化钠的缘故,A 错误;AgCl 在水中 的溶解度大于 Ag2S 的溶解度,所以向 AgCl 的悬浊液中加入 Na2S 溶液可以转化为 Ag2S,B 正确;过氧 化钠在潮湿的空气中生成的白色黏稠物应该是氢氧化钠,C错误;向 NaHCO3溶液中加入过量的澄清 石灰水,不可能存在 C 2 3 O ,D错误。 8.(2012北京理综,8)下列实验中,所选装置不合理 的是()。 A.分离 Na2CO3溶液和 CH3COOC2H5,选 B.用 CCl4提取碘水中的碘,选 C.用 FeCl2,溶液吸收 Cl2,选 D.粗盐提纯,
9、选和 A乙酸乙酯不溶于 Na2CO3溶液,分离 Na2CO3溶液和乙酸乙酯,应该选用分液装置,即装置,A 错误。 9.(2012北京理综,9)已知33As、35Br 位于同一周期。下列关系正确的是()。 A.原子半径:AsC1P B.热稳定性:HClAsH3HBr C.还原性:As3-S2-Cl- D.酸性:H3AsO4H2SO4H3PO4 C同周期元素(稀有气体元素除外),从左向右原子半径依次减小,Cl 的原子半径小于 P 的原子半径,A 错误;同周期元素,从左向右,非金属性依次增强,氢化物的稳定性依次增强,AsH3的稳定性小于 HBr 的,B 错误;依据“易得者,不易失”,As、S、Cl
10、的非金属性逐渐增强,所以 As3-、S2-、Cl-的还原性逐渐 减弱,C项正确;同主族元素,自上而下,非金属性依次减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性依次减 弱,H3AsO4的酸性弱于 H3PO4,D 错误。 10.(2012北京理综,10)用下图所示装置进行下列实验,实验结果与预测的现象不一致 的是()。 中的物质中的物质预测的现象 A淀粉 KI 溶液浓硝酸无明显变化 B酚酞溶液浓盐酸无明显变化 CAlCl3溶液浓氨水有白色沉淀 D湿润红纸条饱和氯水红纸条褪色 A浓硝酸具有挥发性,挥发出的硝酸溶于淀粉 KI 溶液,会将 KI 氧化为 I2,I2能使淀粉溶液变蓝色,A 错误。 11.(2012北
11、京理综,11)下列说法正确的是()。 A.天然植物油常温下一般呈液态,难溶于水,有恒定的熔点、沸点 B.麦芽糖与蔗糖的水解产物均含葡萄糖,故二者均为还原型二糖 C.若两种二肽互为同分异构体,则二者的水解产物不一致 D.乙醛、氯乙烯和乙二醇均可作为合成聚合物的单体 D植物油是混合物,没有固定的熔、沸点,A 错误;蔗糖是非还原性糖,B 错误;甘氨酸和丙氨酸之间缩 水可以形成两种二肽,这两种二肽互为同分异构体,但水解产物相同,C错误。 12.(2012北京理综,12)人工光合作用能够借助太阳能,用 CO2和 H2O制备化学原料。下图是通过人 工光合作用制备 HCOOH 的原理示意图,下列说法不正确
12、的是()。 A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程 B.催化剂 a 表面发生氧化反应,有 O2产生 C.催化剂 a 附近酸性减弱,催化剂 b 附近酸性增强 D.催化剂 b 表面的反应是 CO2+2H+2e-HCOOH C首先标化合价,看价变化, 4 C O2H 2 C OOH,CO2中 C 的化合价降低,得电子,由图示装置中电子转 移的方向可知催化剂 a 表面发生失电子的反应,催化剂 b 表面发生得电子的反应,所以在催化剂 b 表 面发生的电极反应为 CO2+2H+2e-HCOOH;在 a 表面 H2O 失电子生成 O2,电极反应为 2H2O-4e- 4H+O2,由电极反应式可知 a 极附近酸
13、性增强,b 极附近酸性减弱,C 错误。 13.(2012北京理综,13)一个氢原子从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级,该氢原子()。 A.放出光子,能量增加 B.放出光子,能量减少 C.吸收光子,能量增加 D.吸收光子,能量减少 B由玻尔原子模型、跃迁的特点,由高能级向低能级跃迁过程中能量减少,减少的能量以光子形式 放出,选项 B 正确。 14.(2012北京理综,14)一束单色光经由空气射入玻璃,这束光的()。 A.速度变慢,波长变短 B.速度不变,波长变短 C.频率增高,波长变长 D.频率不变,波长变长 A根据光的折射特点,在折射过程中频率不变,由公式 v= c n ,玻璃的折射率比空气
14、的大。所以由空气 进入玻璃时,速度变慢,由= v f 可知光的波长变短,所以选项 A 正确。 15.(2012北京理综,15)一个小型电热器若接在输出电压为 10 V的直流电源上,消耗电功率为 P;若把 它接在某个正弦交流电源上,其消耗的电功率为 2 P 。如果电热器电阻不变,则此交流电源输出电压的 最大值为()。 A.5 VB.52V C.10 VD.102V C根据公式 P= 2 U R 可结合交流电的有效值定义 2 P = 2 U R 效 ,U效= 2 U 知其有效值 U效=52V,有效值和 最大值的关系即最大值为 522V=10 V,选项 C 正确。 16.(2012北京理综,16)处
15、于匀强磁场中的一个带电粒子,仅在磁场力作用下做匀速圆周运动。将该 粒子的运动等效为环形电流,那么此电流值()。 A.与粒子电荷量成正比 B.与粒子速率成正比 C.与粒子质量成正比 D.与磁感应强度成正比 D在磁场中做匀速圆周运动的粒子,有 qvB= 2 mv R ,且 v= 2R T ,则 T= 2m Bq 。由电流的定义式 I= q T ,得 表达式 I= 2 q B 2m ,可知选项 A、C错误,D 正确;电流值与速率无关,选项 B 错误。 17.(2012北京理综,17)一个弹簧振子沿 x 轴做简谐运动,取平衡位置 O 为 x 轴坐标原点。从某时刻开 始计时,经过四分之一周期,振子具有沿
16、 x 轴正方向的最大加速度。能正确反映振子位移 x 与时间 t 关系的图像是()。 A弹簧振子做简谐运动,由回复力公式 F=-kx,结合牛顿第二定律 F=ma 可知,经四分之一的周期有沿 x 轴正方向的最大加速度,则其位移为负的最大值。t=0 时刻振子应该自平衡位置向 x 轴负向运动,故 选项 A正确。 18.(2012北京理综,18)关于环绕地球运行的卫星,下列说法正确的是()。 A.分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星,不可能具有相同的周期 B.沿椭圆轨道运行的一颗卫星,在轨道不同位置可能具有相同的速率 C.在赤道上空运行的两颗地球同步卫星,它们的轨道半径有可能不同 D.沿不同轨道经过北京
17、上空的两颗卫星,它们的轨道平面一定会重合 B环绕地球运动的卫星,由开普勒第三定律 3 2 R T =常数,当椭圆轨道半长轴与圆形轨的半径相等时,两 颗卫星周期相同,选项 A 错误。沿椭圆轨道运行的卫星,只有引力做功,机械能守恒,在轨道上相互对 称的地方(到地心距离相等的位置)速率相同,选项 B 正确;所有地球同步卫星相对地面静止,运行周期 都等于地球自转周期,由 2 GMm R = 2 2 4 mR T ,R= 2 2 T 4 GM ,轨道半径都相同,选项 C 错误;同一轨道平面不同 轨道半径的卫星,相同轨道半径、不同轨道平面的卫星,都有可能(不同时刻)经过北京上空,选项 D 错 误。 19.
18、(2012北京理综,19)物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图,她把一个带铁芯的线圈 L、 开关 S 和电源用导线连接起来后.将一金属套环置于线圈 L 上,且使铁芯穿过套环。闭合开关 S 的瞬 间,套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路,经重复试验,线圈上的套环均未 动。对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是()。 A.线圈接在了直流电源上 B.电源电压过高 C.所选线圈的匝数过多 D.所用套环的材料与老师的不同 D当闭合 S 瞬间,线圈 L 内产生的磁场 B 及磁通量的变化率 t ,随电压及线圈匝数增加而增大,如 果套环是金属材料又闭合,由楞
19、次定律可知,环内会产生感应电流 I 及磁场 B,环会受到向上的安培力 F,当 Fmg 时,环跳起, t 越大,环电阻越小,F 越大。如果环越轻,跳起效果越好,所以选项 B、C 错误; 如果套环换用电阻大密度大的材料,I 减小 F 减小,mg 增大,套环可能无法跳起,选项 D 正确;如果使用 交流电,S 闭合后,套环受到的安培力大小及方向(上下)周期性变化,S 闭合瞬间,F 大小、方向都不确 定,直流电效果会更好,选项 A 错误。 20.(2012北京理综,20)“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成。若在结两端加恒定电压 U,则它会辐射 频率为的电磁波,且与 U 成正比,即=kU.已知比例系数 k
20、 仅与元电荷 e 的 2 倍和普朗克常量 h 有关。 你可能不了解此现象的机理,但仍可运用物理学中常用的方法,在下列选项中,推理判断比例系数 k 的 值可能为()。 A. 2 h e B. 2e h C.2heD. 1 2he B根据物理单位知识,表达式及变形式两侧单位是一致的,由本题中涉及的物理量:、U、e、h 及与 其有联系的能量表达式 E=h,E=Ue,由得 h 的单位与Ue 的单位相同,即 h 单位可用 VCs 表 示,题中=kU,即 k= U ,单位可用 1 Vs 表示,选项 B 中 2e h 单位等效于 C VCs = 1 Vs ,故选项 B 正确,A、C、 D错误。 第二部分(非
21、选择题共 180分) 本部分共 11 小题,共 180 分。 21.(2012北京理综,21)(18 分)在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准,待测金属丝接入 电路部分的长度约为 50 cm。 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图 1 所示,其读数应为mm(该值 接近多次测量的平均值)。 图 1 (2)用伏安法测金属丝的电阻 RX。实验所用器材为:电池组(电动势 3 V,内阻约 1 )、电流表(内阻约 0.1 )、电压表(内阻约 3 k)、滑动变阻器 R(020 ,额定电流 2 A)、开关、导线若干。 某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录
22、数据如下: 次数1234567 U/V0.100.300.701.001.501.702.30 I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520 由以上实验数据可知,他们测量 RX是采用图 2 中的图(选填“甲”或“乙”)。 图 2 (3)图 3 是测量 RX的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片 P 置于变阻器的一 端。请根据(2)所选的电路图,补充完成图 3 中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不 至于被烧坏。 图 3 图 4 (4)这个小组的同学在坐标纸上建立 U、I坐标系,如图 4 所示,图中已标出了与测量数据对应的 4 个
23、坐标点。请在图 4 中标出第 2、4、6 次测量数据的坐标点,并描绘出 U I 图线。由图线得到金属丝 的阻值 RX=(保留两位有效数字)。 (5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为(填选项前的符号)。 A.110-2mB.110-3m C.110-6mD.110-8m (6)任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是 (有多个正确选项)。 A.用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差 B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C.若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差 D.用 U I 图像处
24、理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 答案:(1)(0.3950.399) (2)甲 (3)如答图 3 答图 3 (4)如答图 4(4.34.7) 答图 4 (5)C(6)CD 解析:(1)千分尺读数:固定刻度值+旋转刻度格数0.01 mm=0+39.70.01 mm=0.397 mm。 (2)测的 U、I值 RX约 5 ,乙图提供的最小电压 U= X XA R RR E Rr =0.6 V,故选用甲图电路。 (3)略 (4)描点后可见,第 6 次测量误差很大,舍去,作过 O 点的直线将其余 6 个点拟合到直线上,如答图 4 所示。 RX= U I =4.8 。 (5)由 R= l S ,= R
25、S l 1.210-6 m,故选 C。 (6)由于观察角度及观察能力对测微器读数产生的偶然误差,选项 A 错误,电流表和电压表不可能 成为理想电表,对测量带来的误差是不可避免的,属于系统误差,选项 B 错误。电压表内阻的分流和电 流表内阻的分压,是产生系统误差的原因,如果将其电阻计算在电路内,如前面实验电路,R测 = V V R X X R R R RX= V V R R R R 测 测 ,即可消除系统误差,选项 C 正确。本题给出的第 6 组值误差很大,作 U I 图时 应舍去,减小了偶然误差,选项 D 正确。 22.(2012北京理综,22)(16 分)如图所示,质量为 m 的小物块在粗糙
26、水平桌面上做直线运动,经距离 l 后 以速度 v 飞离桌面,最终落在水平地面上。已知 l=1.4 m,v=3.0 m/s,m=0.10 kg,物块与桌面间的动摩擦 因数=0.25,桌面高 h=0.45 m。不计空气阻力,重力加速度 g 取 10 m/s2。求: (1)小物块落地点距飞出点的水平距离 s; (2)小物块落地时的动能 Ek; (3)小物块的初速度大小 v0。 答案:(1)0.9 m(2)0.90 J(3)4.0 m/s 解析:(1)由平抛运动规律,有 竖直方向h=1 2 gt2 水平方向s=vt 得水平距离s= 2h g v=0.90 m。 (2)由机械能守恒定律,动能 Ek= 1
27、 2 mv2+mgh=0.90 J。 (3)由动能定理,有-mgl= 1 2 mv2- 2 0 1 2 mv 得初速度大小 v0= 2 2 glv =4.0 m/s。 23.(2012北京理综,23)(18 分)摩天大楼中一部直通高层的客运电梯,行程超过百米。电梯的简化模型 如图 1 所示。考虑安全、舒适、省时等因素,电梯的加速度 a 是随时间 t 变化的。已知电梯在 t=0 时 由静止开始上升,a t 图像如图 2 所示。电梯总质量 m=2.0103kg。忽略一切阻力,重力加速度 g 取 10 m/s2。 (1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力 F1和最小拉力 F2; (2)类比是一种常用的
28、研究方法。对于直线运动,教科书中讲解了由 v t 图像求位移的方法。请你借 鉴此方法,对比加速度和速度的定义,根据图 2 所示 a t 图像,求电梯在第 1 s内的速度改变量v1和第 2 s 末的速率 v2; (3)求电梯以最大速率上升时,拉力做功的功率 P;再求在 011 s 时间内,拉力和重力对电梯所做的总功 W。 答案:(1)2.2104N1.8104N(2)0.5 m/s1.5 m/s(3)2.0105W1.0105J 解析:(1)由牛顿第二定律,有 F-mg=ma 由 a t 图像可知,F1和 F2对应的加速度分别是 a1=1.0 m/s2,a2=-1.0 m/s2 F1=m(g+a
29、1)=2.0103(10+1.0)N=2.2104N F2=m(g+a2)=2.0103(10-1.0)N=1.8104N (2)类比可得,所求速度变化量等于第 1 s 内 a t 图线下的面积 v1=0.50 m/s 同理可得v2=v2-v0=1.5 m/s v0=0,第 2s 末的速率 v2=1.5 m/s。 (3)由 a t 图像可知,11 30 s内速率最大,其值等于 011 s 内 a t 图线下的面积,有 vm=10 m/s,此时 电梯做匀速运动,拉力 F 等于重力 mg,所求功率 P=Fvm=mgvm=2.01031010 W=2.0105W 由动能定理,总功 W=Ek2-Ek1
30、= 2 m 1 2 mv -0=1 2 2.0103102J=1.0105J。 24.(2012北京理综,24)(20 分)匀强电场的方向沿 x 轴正向,电场强度 E 随 x的分布如图所示。图中 E0 和 d 均为已知量。将带正电的质点 A 在 O 点由静止释放。A 离开电场足够远后,再将另一带正电的 质点 B放在 O点也由静止释放。当 B 在电场中运动时,A、B 间的相互作用力及相互作用能均为零;B 离开电场后,A、B 间的相互作用视为静电作用。已知 A 的电荷量为 Q,A 和 B 的质量分别为 m 和 4 m 。 不计重力。 (1)求 A 在电场中的运动时间 t; (2)若 B 的电荷量
31、q= 4 9 Q,求两质点相互作用能的最大值 Epm; (3)为使 B 离开电场后不改变运动方向,求 B 所带电荷量的最大值 qm。 答案:(1) 0 2dm QE (2) 0d 45 QE (3)16 9 Q 解析:(1)由牛顿第二定律,A 在电场中运动的加速度 a= F m = 0 QE m A 在电场中做匀变速直线运动 d=1 2 at2 解得运动时间 t= 2d a = 0 2dm QE 。 (2)设 A、B 离开电场时的速度分别为 vA0、vB0,由动能定量,有 QE0d= 2 0 1 2 A mv ,qE0d= 2 0 1 2 4 B m v A、B 相互作用过程中,动量和能量守恒
32、。A、B 相互作用力为斥力,A 受的力与其运动方向相 同,B 受的力与其运动方向相反,相互作用力对 A 做正功,对 B 做负功。A、B 靠近的过程中,B 的路程 大于 A的路程,由于作用力大小相等,作用力对 B 做功的绝对值大于对 A 做功的绝对值,因此相互作用 力做功之和为负,相互作用能增加。所以,当 A、B 最接近时相互作用能最大,此时两者速度相同,设为 v,有 (m+ 4 m )v=mvA0+ 4 m vB0 Epm=( 2 0 1 mv 2 A + 2 0 1 v 2 4 B m )- 1 2 (m+ 4 m )v2 已知 q= 4 9 Q,由式解得 相互作用能的最大值 Epm= 1
33、45 QE0d。 (3)考虑 A、B 在 xd 区间的运动,由动量定恒、能量守恒,且在初态和末态均无相互作用,有 mvA+ 4 m vB=mvA0+ 4 m vB0 2 1 2 A mv + 2 1 2 4 B m v = 2 0 1 2 A mv + 2 0 1 2 4 B m v 由解得 vB=-3 5 vB0+8 5 vA0 因 B 不改变运动方向,故 vB=-3 5 vB0+8 5 vA00 由解得 q16 9 Q 即 B 所带电荷量的最大值 qm=16 9 Q 25.(2012北京理综,25)(13 分)直接排放含 SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。利用钠碱循环法可脱除 烟气中的 S
34、O2。 (1)用化学方程式表示 SO2形成硫酸型酸雨的反应:。 (2)在钠碱循环法中,Na2SO3溶液作为吸收液,可由 NaOH 溶液吸收 SO2制得,该反应的离子方程式 是。 (3)吸收液吸收 SO2的过程中,pH随 n(S 2 3 O ):n(HS 3 O)变化关系如下表: n(S 2 3 O )n(HS 3 O)91911991 pH8.27.26.2 由上表判断,NaHSO3溶液显性,用化学平衡原理解释:。 当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母)。 a.c(Na+)=2c(S 2 3 O )+c(HS 3 O) b.c(Na+)c(HS 3 O)c(S 2 3 O )
35、c(H+)=c(OH-) c.c(Na+)+c(H+)=c(S 2 3 O )+c(HS 3 O)+c(OH-) (4)当吸收液的 pH 降至约为 6 时,需送至电解槽再生。再生示意图如下: HS 3 O在阳极放电的电极反应式是。 当阴极室中溶液 pH升至 8 以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理: 。 答案:(1)SO2+H2OH2SO32H2SO3+O22H2SO4 (2)2OH-+SO2H2O+S 2 3 O (3)酸 HS 3 O存在:HS 3 OH+S 2 3 O 和 HS 3 O+H2OH2SO3+OH-,HS 3 O的电离程度强于水解程度 ab (4)HS 3 O+H2O-
36、2e-S 2 4 O +3H+ H+在阴极得电子生成 H2,溶液中 c(H+)降低,促使 HS 3 O电离生成 S 2 3 O ,且 Na+进入阴极室,吸收 液得以再生 解析:(1)酸雨形成的原因是二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸被空气中的氧气氧化为硫酸。(3)由 表给数据 n(S 2 3 O )n(HS 3 O)=991 时,溶液 pH=6.2,所以亚硫酸钠溶液显酸性。亚硫酸钠溶液中存 在两种趋势,电离趋势使溶液显酸性,水解趋势使溶液显碱性,溶液显酸性显而易见是电离趋势大于水 解趋势的结果;由表给数据 n(S 2 3 O )n(HS 3 O)=11 时,溶液 pH=7.2,可知吸收液显中性
37、时溶液中 c(S 2 3 O )c(HS 3 O),所以中 b 项正确;依电荷守恒:c(Na+)+ c(H+)= 2c(S 2 3 O )+c(HS 3 O)+c(OH-)及 c(H+)=c(OH-)可判断 a 正确。(4)阳极发生氧化反应,所以 HS 3 O在阳极失去电子生成 S 2 4 O 和 H+。应 抓住电解再生的目的把 HS 3 O变成 S 2 3 O 分析。 26.(2012北京理综,26)(13 分)用 Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物 HCl。利用反应 A,可实现 氯的循环利用。反应 A:4HCl+O22Cl2+2H2O (1)已知:i.反应 A 中, 4mol HCl
38、被氧化,放出 115.6 kJ 的热量。 ii. H2O 的电子式是。 反应 A 的热化学方程式是。 断开 1 mol HO 键与断开 1 mol HCl 键所需能量相差约为kJ,H2O 中 HO 键比 HCl 中 HCl 键(填“强”或“弱”)。 (2)对于反应 A,下图是在 4 种投料比n(HCl)n(O2),分别为 11、21、41、61下,反应温度对 HCl 平衡转化率影响的曲线。 曲线 b 对应的投料比是。 当曲线 b、c、d 对应的投料比达到相同的 HCl 平衡转化率时,对应的反应温度与投料比的关系 是。 投料比为 21、温度为 400 时,平衡混合气中 Cl2的物质的量分数是。
39、答案:(1)H OH 4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)H=-115.6 kJ/mol 32强 (2)41 投料比越高,对应的反应温度越低 30.8% 解析:(1)由题给条件可知,4 mol HCl 被氧化,放出热量为 115.6 kJ,可知H=-115.6 kJ/mol;由H=-(生成 物键能之和-反应物键能之和)可得,E(HO)-E(HCl)=115.6+(498-2243)/4 kJ/mol=31.9 kJ/mol,键能 越大,化学键越稳定、越强,所以水中的 HO 键比氯化氢中 HCl 键强。(2)在其他条件不变时,O2 的量越大,HCl 的转化率越大,由此可确定
40、a 为 61,b 为 41,c 为 21,d 为 11;由图可知,当 HCl 的 转化率相同时,温度由低到高对应的投料比为 41、21、11,由此可确定温度与投料比的关系是: 投料比越高达到相同转化率所需的温度越低;由图可读出投料比为 21、温度为 400 时,HCl 的转 化率为 80%,设投入的 HCl 为 2 mol,O2为 1 mol,由此可建立三段式: 4HCl+O22Cl2+2H2O n(起)/mol2100 n/mol1.60.40.80.8 n(平)/mol0.40.60.80.8 所以平衡混合气中 Cl2的物质的量分数= 0.8mol (0.4mol0.6mol0.8mol0
41、.8mol) 100%=30.8%。 27.(2012北京理综,27)(15 分)有文献记载:在强碱性条件下,加热银氨溶液可能析出银镜。某同学进行 如下验证和对比实验。 装置 实验序 号 试管中的药品现象 实验 2 mL 银氨溶液和数滴较浓 NaOH溶 液 有气泡产生; 一段时间后,溶液逐渐变黑;试管壁附着有银 镜 实验2 mL 银氨溶液和数滴浓氨水有气泡产生;一段时间后,溶液无明显变化 该同学欲分析实验和实验的差异,查阅资料: a.Ag(NH3 2 )+2H2OAg+2NH3H2O b.AgOH 不稳定,极易分解为黑色 Ag2O (1)配制银氨溶液所需的药品是。 (2)经检验,实验的气体中有
42、 NH3,黑色物质中有 Ag2O。 用湿润的红色石蕊试纸检验 NH3,产生的现象是。 产生 Ag2O的原因是。 (3)该同学对产生银镜的原因提出假设:可能是 NaOH 还原 Ag2O。实验及现象:向 AgNO3溶液中加 入,出现黑色沉淀;水浴加热,未出现银镜。 (4)重新假设:在 NaOH 存在下,可能是 NH3还原 Ag2O。用下图所示装置进行实验。现象:出现银镜。 在虚线框内画出用生石灰和浓氨水制取 NH3的装置简图(夹持仪器略)。 (5)该同学认为在(4)的实验中会有 Ag(NH3)2OH 生成。由此又提出假设:在 NaOH存在下,可能是 Ag(NH3)2OH 也参与了 NH3还原 Ag
43、2O 的反应。进行如下实验: 有部分 Ag2O溶解在氨水中,该反应的化学方程式是。 实验结果证实假设成立,依据的现象是。 (6)用 HNO3清洗试管壁上的 Ag,该反应的化学方程式是。 答案:(1)AgNO3溶液和氨水 (2)试纸变蓝 在 NaOH存在下,加热促进 NH3H2O 分解,逸出 NH3,促使 Ag(NH3 2 )+2H2OAg+2NH3H2O 平衡正向移动,c(Ag+)增大,Ag+与 OH-反应立即转化为 Ag2O:2OH-+2Ag+Ag2O+H2O (3)过量 NaOH 溶液 (4) (5)Ag2O+4NH3H2O2Ag(NH3)2OH+3H2O 与溶液接触的试管壁上析出银镜 (
44、6)Ag+2HNO3(浓)AgNO3+NO2+H2O 解析:(1)实验室是用 AgNO3溶液和氨水配制银氨溶液。(2)由信息 b 可知 Ag2O 是由 AgOH 分解得到 的,结合实验条件加热、NaOH溶液分析信息 a 中化学平衡移动。(3)既然假设 NaOH 还原 Ag2O,那么 溶液中必然要存在 NaOH,所以向 AgNO3溶液中应该加入过量的 NaOH 溶液,才可能验证假设是否成 立。(4)实验室用生石灰和浓氨水制取 NH3的装置应该是固液不加热的装置。(5)依据题意 Ag2O 溶 解在氨水中应该形成 3 2 Ag(NH )OH;假设成立必然会在试管上形成银镜。 28.(2012北京理综
45、,28)(17 分)优良的有机溶剂对孟烷、耐热型特种高分子功能材料 PMnMA 的合成 路线如下: 已知芳香化合物苯环上的氢原子可被卤代烷中的烷基取代。如: +RX(R 为烷基,X 为卤原子) (1)B 为芳香烃。 由 B生成对孟烷的反应类型是。 (CH3)2CHCl 与 A 生成 B 的化学方程式是。 A 的同系物中相对分子质量最小的物质是。 (2)1.08 g 的 C 与饱和溴水完全反应生成 3.45 g 白色沉淀。E不能使 Br2的 CCl4溶液褪色。 F 的官能团是。 C 的结构简式是。 反应的化学方程式是。 (3)下列说法正确的是(选填字母)。 a.B 可使酸性高锰酸钾溶液褪色 b.
46、C 不存在醛类同分异构体 c.D 的酸性比 E 弱 d.E 的沸点高于对孟烷 (4)G的核磁共振氢谱有 3 种峰,其峰面积之比为 321。G与 NaHCO3反应放出 CO2。反应的化 学方程式是。 答案:(1)加成(还原)反应 苯 (2)碳碳双键 (3)ad (4)n 解析:(1)由于 B 为芳香烃,而对孟烷分子中不存在苯环,说明 B分子中苯环与 H2发生加成反应;由 B 转化为对孟烷可确定 B 为,由信息芳香化合物苯环上的氢原子可被卤代烷中的 烷基取代,可知是(CH3)2CHCl 与发生取代反应的产物;苯的同系物中 相对分子质量最小的是苯。(2)由题意 F 可以与氢气加成生成,说明 F 分子
47、中 含有碳碳双键,由于 E 脱水生成 F,由此也可以推测出 E 应该是含有羟基的环醇,那么 D应该是酚类, 由取代基的关系可以确定化合物 C应该是间甲苯酚或邻甲苯酚,n(C7H8O)= 1 1.08g 108gmol =0.01 mol,被取 代的 n(H)=3.45 1.08 79 mol=0.03 mol,所以 1 mol C中有 3 mol H 被溴取代,可以确定 C 应该是间甲苯 酚。(3)属于苯的同系物,苯的同系物可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,a 正确; 存在的同分异构体可以是、属于环状不饱和醛,b 错误;D 属于 酚类,E属于醇类,c 错误;醇分子因含有羟基比对应烷烃的沸点高,d 正
48、确。(4)G 与 NaHCO3反应放出 CO2,说明分子中含有羧基,由 G 的分子式和核磁共振氢谱可以确定其结构简式为 ,与发生酯化反应,生成 ,发生加聚反应得到 PmnMA。 29.(2012北京理综,29)(18 分)为研究细胞分裂素的生理作用,研究者将菜豆幼苗制成的插条插入蒸馏 水中(图 1)。对插条的处理方法及结果见图 2。 图 1 图 2 (1)细胞分裂素是一种植物激素。它是由植物体的特定部位,再被运输到作用部位,对生长发 育起作用的有机物。 (2)制备插条时除去根系和幼芽的主要目的是,插条插在蒸馏水中而 不是营养液中培养的原因是。 (3)从图 2 中可知,对插条进行的实验处理包括。
49、 (4)在实验中,对 A 叶进行实验处理,导致 B 叶。该实验的对照处理是。 (5)实验、的结果表明,B 叶的生长与 A 叶的关系是:。 (6)研究者推测“细胞分裂素能够引起营养物质向细胞分裂素所在部位运输”。为证明此推测,用图 1 所示插条去除 B叶后进行实验,实验组应选择的操作最少包括(填选项前的符号)。 a.用细胞分裂素溶液涂抹 A1叶 b.用细胞分裂素溶液涂抹 A2叶 c.用 14C 淀粉溶液涂抹 A1叶 d.用 14C 淀粉溶液涂抹 A2叶 e.用 14C 氨基酸溶液涂抹 A2叶 f.用 14C 细胞分裂素溶液涂抹 A2叶 g.检测 A1叶的放射性强度 答案:(1)产生调节微量的 (
50、2)减少内源激素的干扰外来营养物质会对实验结果造成干扰 (3)用细胞分裂素分别处理 A、B叶片;不同插条上去除不同数目的 A叶 (4)生长受抑制用蒸馏水同样处理 A 叶 (5)A叶数量越少,B 叶生长越慢 (6)a、e、g 解析:(1)细胞分裂素是一种植物激素。它是由植物体的特定部位产生,并被运输到作用部位,对生长发 育有显著作用的微量有机物。 (2) 制备插条时除去根系和幼芽的主要目的是除去植物自身体内的细胞分裂素等激素;插条插在 蒸馏水中而不是营养液中培养的原因是防止外来营养物质对实验结果造成干扰,影响实验结果观察。 (3)实验、是用细胞分裂素分别处理 A、B叶片。实验、是用细胞分裂素溶液
