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 1) 注意事项: 1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需 改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。 回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试 卷上无效。 3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量:H 1Li 7C 12N 14O 16Na 23S 32Cl 35.5Ar 40Fe 56I 127 一、选择题:本题共 7 小题,每
2、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.磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。 采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸 亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下: 下列叙述错误的是() A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用 B.从“正极片”中可回收的金属元素有 Al、Fe、Li C.“沉淀”反应的金属离子为 Fe3+ D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠 8.下列说法错误的是() A.蔗糖、果糖和麦芽糖均为双糖 B.酶是一类具有高选择催化性能的蛋白质 C.植物油含不饱和脂肪酸酯,能使 Br2/CCl4褪色 D.淀粉和纤维素水解的最
3、终产物均为葡萄糖 9.在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中,下列操作未涉及的是() 10.NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是() A.16.25 g FeCl3水解形成的 Fe(OH)3胶体粒子数为 0.1NA B.22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为 18NA C.92.0 g 甘油(丙三醇)中含有羟基数为 1.0NA D.1.0 mol CH4与 Cl2在光照下反应生成的 CH3Cl 分子数为 1.0NA 11.环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物,螺2,2戊烷()是最简单的一种。下 列关于该化合物的说法错误的是() A.与环戊烯互为同分异构体B.二氯代物超过两种 C.所有
4、碳原子均处同一平面D.生成 1 mol C5H12至少需要 2 mol H2 12.主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增加,且均不大于 20。W、X、Z 最外层电子数之 和为 10;W 与 Y 同族;W 与 Z 形成的化合物可与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃。 下列说法 正确的是() A.常温常压下 X 的单质为气态B.Z 的氢化物为离子化合物 C.Y 和 Z 形成的化合物的水溶液呈碱性D.W 与 Y 具有相同的最高化合价 13.最近我国科学家设计了一种 CO2+H2S 协同转化装置,实现对天然气中 CO2和 H2S 的高效 去除。示意图如下所示,其中电极分别为 ZnO石墨烯(石墨烯包裹
5、的 ZnO)和石墨烯,石墨烯 电极区发生反应为: EDTA-Fe2+-e-EDTA-Fe3+ 2EDTA-Fe3+H2S2H+S+2EDTA-Fe2+ 该装置工作时,下列叙述错误的是() A.阴极的电极反应:CO2+2H+2e-CO+H2O B.协同转化总反应:CO2+H2SCO+H2O+S C.石墨烯上的电势比 ZnO石墨烯上的低 D.若采用 Fe3+/Fe2+取代 EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性 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)
6、 醋酸亚铬(CH3COO)2Cr2H2O为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶于酸,在气体分析中用作氧气 吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂,将三价铬还原为二价铬;二价 铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示,回答下列问题: (1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是。仪器 a 的名称 是。 (2)将过量锌粒和氯化铬固体置于 c 中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置。打开 K1、K2,关闭 K3。 c 中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式 为。 同时 c 中有气体产生,该气体的作用是。 (3)打开 K3,关闭 K1 和 K2。 c 中亮蓝色溶液流入
7、d,其原因是;d 中析出砖红色 沉淀。为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是、洗涤、干燥。 (4)指出装置 d 可能存在的缺点。 27.(14 分) 焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题: (1)生产 Na2S2O5,通常是由 NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程 式。 (2)利用烟道气中的 SO2生产 Na2S2O5的工艺为: pH=4.1 时,中为溶液(写化学式)。 工艺中加入 Na2CO3固体,并再次充入 SO2的目的是。 (3)制备 Na2S2O5也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中 SO2碱吸收液中含有 NaHS
8、O3 和 Na2SO3。阳极的电极反应式为。电解后,室的 NaHSO3浓度增 加。将该室溶液进行结晶脱水,可得到 Na2S2O5。 (4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中 Na2S2O5残留量时,取 50.00 mL 葡萄 酒样品,用 0.010 00 molL-1的碘标准液滴定至终点,消耗 10.00 mL。滴定反应的离子方程式 为,该样品中 Na2S2O5的残留量为gL-1(以 SO2计)。 28.(15 分) 采用 N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。 回答下列问题: (1)1840 年 Devil 用干燥的氯气通过干燥的硝
9、酸银,得到 N2O5。 该反应的氧化产物是一种气体, 其分子式为。 (2)F.Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了 25 时 N2O5(g)分解反应: 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) 2N2O4(g) 其中 NO2二聚为 N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强 p 随时间 t 的变化如下表所 示t=时,N2O5(g)完全分解: t/min 04080160 260 1 300 1 700 p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1 已知:2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g) H1=-4.4 kJmol-1 2NO2(g)N
10、2O4(g)H2=-55.3 kJmol-1 则反应 N2O5(g)2NO2(g)+1 2O2(g)的H= kJmol-1。 研究表明,N2O5(g)分解的反应速率 v=210-3?N2O5(kPamin-1),t=62 min 时,测得体系中 ?O2=2.9 kPa,则此时的?N2O5=kPa,v=kPamin-1。 若提高反应温度至 35 ,则 N2O5(g)完全分解后体系压强 p(35 )63.1 kPa(填 “大于”“等于”或“小于”),原因是。 25 时 N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数 Kp=kPa(Kp为以分压表示的平衡 常数,计算结果保留 1 位小数)。 (3)对于反
11、应 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg 提出如下反应历程: 第一步 N2O5NO2+NO3快速平衡 第二步 NO2+NO3NO+NO2+O2慢反应 第三步 NO+NO32NO2快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是(填标号)。 A.v(第一步的逆反应)v(第二步反应) B.反应的中间产物只有 NO3 C.第二步中 NO2与 NO3的碰撞仅部分有效 D.第三步反应活化能较高 (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 Li 是最轻的固体
12、金属,采用 Li 作为负极材料的电池具有小而轻、 能量密度大等优良性能,得到 广泛应用。回答下列问题: (1)下列 Li 原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为、(填 标号)。 (2)Li+与 H-具有相同的电子构型,r(Li+)小于 r(H+),原因是。 (3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是、中心 原子的杂化形式为。LiAlH4中,存在(填标号)。 A.离子键B.键 C.键D.氢键 (4)Li2O 是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的 Born-Haber 循环计算得到。 图(a) 图(b) 可知,Li 原子的第一电离能为kJmol-1,O
13、O 键键能为kJmol-1,Li2O 晶格 能为kJmol-1。 (5)Li2O 具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。 已知晶胞参数为 0.466 5 nm,阿伏加德罗常数的值 为 NA,则 Li2O 的密度为gcm-3(列出计算式)。 36.(15 分) 化学选修 5:有机化学基础 化合物 W 可用作高分子膨胀剂,一种合成路线如下: 回答下列问题: (1)A 的化学名称为。 (2)的反应类型是。 (3)反应所需试剂、条件分别为。 (4)G 的分子式为。 (5)W 中含氧官能团的名称是。 (6)写出与 E 互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为 1 1)。 (7
14、)苯乙酸苄酯()是花香型香料,设计由苯甲醇为起始原料制 备苯乙酸苄酯的合成路线(无机试剂任选)。 答案与解析：答案与解析： 化学试题(全国卷 1) 7.D合理处理废旧电池符合绿色化学的要求,也符合可持续发展的理念,A 项正确;从流 程图中可以看出,金属元素 Li、Al、Fe 都得到了回收,B 项正确;含 Li、P、Fe 等的滤液中含有 Fe3+,因此向含有 Li、P、Fe 等的滤液中加碱液,可得到 Fe(OH)3沉淀,C 项正确;Li2CO3为微溶 物,而 Li2SO4为可溶物,所以流程中不能用硫酸钠代替碳酸钠,D 项错误。 8.A果糖属于单糖,A 项错误;酶是一种特殊的蛋白质,其催化作用具有
15、专一性、高效性 等特点,B 项正确;植物油某些分子中含有碳碳双键,可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应而 使之褪色,C 项正确;淀粉和纤维素都属于多糖,水解的最终产物都是葡萄糖,D 项正确。 9.D制备乙酸乙酯所用原料为乙醇和冰醋酸,使用浓硫酸作催化剂和吸水剂,在加热条 件下发生反应,A 项正确;为防止倒吸,导管末端应位于饱和碳酸钠溶液的液面上方,B 项正确; 所得的乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,而挥发出的乙醇和乙酸可被饱和碳酸钠溶液吸收,可 用分液法将乙酸乙酯与饱和碳酸钠溶液分离,C 项正确;整个过程不需要蒸发,D 项错误。 10.BFeCl3的摩尔质量为162.5 gmol-1,16.25 g
16、 FeCl3的物质的量为0.1 mol,FeCl3的水解 为可逆反应,且 Fe(OH)3胶粒是若干个 Fe(OH)3“分子”的集合体,所以形成的 Fe(OH)3胶体粒子 数远小于 0.1NA,A 项错误;氩气为单原子分子,标准状况下,22.4 L 氩气含有 1 mol 氩原子,而 1 个氩原子中含有 18 个质子,B 项正确;92.0 g 甘油的物质的量为 1 mol,而 1 个甘油分子中含有 3 个OH,则 92.0 g 甘油中含有羟基数为 3.0NA,C 项错误;甲烷与氯气反应时,会同时生成 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4及 HCl,所以 1 mol 甲烷反应生成的 CH3
17、Cl 分子数一定小于 1.0NA,D 项错误。 11.C螺2,2戊烷的分子式为 C5H8,而环戊烯的分子式也为 C5H8,则二者互为同分异构 体,A 项正确;先给螺2,2戊烷分子中碳原子编号(编号碳原子等效)为,则其二氯代物 有 4 种,分别为(编号表示两个氯原子的位置)、,B 项正确;由于分子内 碳原子都是饱和碳原子,所以所有碳原子不可能共平面,C项错误;由于螺2,2戊烷的分子式为 C5H8,要生成 1 mol C5H12至少需要 2 mol H2,D 项正确。 12.B根据“W 与 Z 形成的化合物可与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃”可知,该生成物 为 HF,则结合“W 与 Y 同族”及“
18、W、X、Z 最外层电子数之和为 10”可推知,W 为氟元素,X 为 Na 元素,Y 为氯元素,Z 为 Ca 元素。 常温常压下,金属钠为固态,A 项错误;CaH2为离子化合物,B 项正确;CaCl2为强酸强碱盐,其溶液呈中性,C 项错误;F 无正价,而 Cl 的最高价为+7 价,D 项错 误。 13.C根据图示可知,ZnO石墨烯电极上发生还原反应,则该电极为阴极,电极反应式为 CO2+2H+2e-CO+H2O,A 项正确;根据题干信息及图中两电极上的反应可知,该电化学装 置(电解池)中的总反应为 CO2+H2SCO+S+H2O,B 项正确;石墨烯作阳极,ZnO石墨烯作 阴极,阳极上的电势应高于
19、阴极上的电势,C 项错误;若采用 Fe3+/Fe2+取代 EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性,否则 Fe3+、 Fe2+可形成沉淀,且 H2S 和 S 不能稳定存在,D 项正确。 26.答案 (1)去除水中溶解氧分液(或滴液)漏斗 (2)Zn+2Cr3+Zn2+2Cr2+排除 c 中空气 (3)c 中产生氢气使压强大于大气压(冰浴)冷却过滤 (4)敞开体系,使醋酸亚铬与空气接触 解析 (1)由题给信息“醋酸亚铬在气体分析中用作氧气吸收剂”可知,为避免溶解在 水中的氧气影响实验,故所用蒸馏水应先煮沸除氧并迅速冷却,以减少氧气的再溶解。仪器 a 为分液(或滴液)漏斗。 (2)将盐
20、酸滴入 c 中时,CrCl3溶解,同时锌粒与盐酸反应放出的氢气可将 c 中的空气排出, 形成了隔绝空气的体系,进而发生反应:Zn+2Cr3+Zn2+2Cr2+,溶液颜色由绿色逐渐变为亮 蓝色。 (3)当打开 K3,关闭 K1 和 K2 时,c 中 Zn 与盐酸反应产生的氢气排不出去,产生较大的压 强,可将 c 中生成的亮蓝色溶液压入 d 中。进入 d 中的 Cr2+可与 CH3COO-反应生成 (CH3COO)2Cr2H2O 沉淀。 根据题意“醋酸亚铬难溶于冷水”,要使沉淀充分析出并分离,可采用 冰水浴冷却、过滤、洗涤、干燥的方法处理。 (4)由于(CH3COO)2Cr2H2O 沉淀易被氧气氧
21、化,所以装置 d 的缺点是:装置 d 为敞口体系, 会使醋酸亚铬与空气接触而被氧化。 27.答案 (1)2NaHSO3Na2S2O5+H2O (2)NaHSO3得到 NaHSO3过饱和溶液 (3)2H2O-4e-4H+O2a (4)S2O5 2-+2I2+3H2O 2SO4 2-+4I-+6H+ 0.128 解析 (1)NaHSO3和焦亚硫酸钠(Na2S2O5)中硫元素的化合价均为+4价,则NaHSO3经结晶 脱水生成焦亚硫酸钠(Na2S2O5)的化学方程式为 2NaHSO3Na2S2O5+H2O。 (2)根据亚硫酸的酸性强于碳酸,则 SO2通入 Na2CO3溶液中可反应生成 Na2SO3或
22、NaHSO3,再结合溶液 pH 为 4.1 可知,溶液中的溶质为 NaHSO3。工艺中加入碳酸钠固体、 并再次充入 SO2,可生成更多的 NaHSO3。 (3)根据电解目的得到更多的 NaHSO3,因此阳极是水电离出的 OH-放电,留下的氢离 子通过阳离子交换膜进入 a 室,使 a 室中的 NaHSO3浓度增大。 (4)葡萄酒中的 Na2S2O5被碘标准液中的 I2氧化的离子方程式 为 S2O5 2-+2I2+3H2O 2SO4 2-+4I-+6H+。根据离子方程式可计 算:10 mL0.010 00molL -164 gmol-1 50.00 mL =0.128 gL-1。 28.答案 (1
23、)O2(2)53.130.06.010-2大于温度提高,体积不变,总压强提 高;NO2二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高13.4(3)AC 解析 (1)干燥的氯气与干燥的AgNO3之间发生氧化还原反应时,氯气作氧化剂,而AgNO3 中 Ag、N 元素都处于最高价,所以被氧化的只能为氧元素,则得到的气体为氧气。 (2)由盖斯定律可知,(第一个已知反应2)-(第二个已知反应)可得反 应:N2O5(g)2NO2(g)+1 2O2(g),则该反应的H=-4.4 kJmol -12-(-55.3 kJmol-1)=+53.1 kJmol-1。依据反应:N2O5(g)2NO2
24、(g)+1 2O2(g)及气体的物质的量与其形成的压强成正比, 生成的 O2的压强 p(O2)=2.9 kPa,则剩余 N2O5形成的压强 p(N2O5)=35.8 kPa-2.9 kPa2=30.0 kPa。则 N2O5的分解速率 v=210-330.0 kPamin-1=6.010-2kPamin-1。若提高反应温度至 35 ,由于体积不变,但温度提高,总压强增大,且 2NO2(g)N2O4(g)H2=-55.3 kJmol-1为 放热反应,温度升高,平衡左移,气体的物质的量增大,总压强提高,所以N2O5完全分解后体系压 强 p大于 63.1 kPa。 当 t=时,体系的总压强为 63.1
25、 kPa 为平衡时的总压强,此时 N2O5完全 分解,生成的氧气的压强为:p(O2)=35.8 kPa 2 =17.9 kPa。若 NO2不生成 N2O4,则此时的总压应为 35.8 kPa5 2=89.5 kPa,而实际压强为 63.1 kPa,压强差为:89.5 kPa-63.1 kPa=26.4 kPa 2NO2N2O4压强差 211 26.4 kPa26.4 kPa 则平衡时 NO2的分压为:63.1 kPa-p(O2)-p(N2O4)=18.8 kPa 由此可求反应 N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数为(18.8 kPa) 2 26.4 kPa 13.4 kPa。 (3)根据第一
26、步能“快速平衡”及第二步“慢反应”可判断 A 项正确;反应的中间产物有 NO3 及 NO,B 项错误;根据第二步反应:NO2+NO3NO+NO2+O2可知,部分 NO2没有参加反应,C 项正确;第三步为“快反应”,则该步反应的活化能较低,D 项错误。 35.答案 (1)DC(2)Li+核电荷数较大(3)正四面体sp3AB(4)5204982 908 (5) 87+416 ?A(0.466 510-7)3 解析 (1)基态 Li 原子能量最低,而电子排布图中 D 图所示状态为基态。处于激发态的电 子数越多,原子能量越高,A 中只有 1 个 1s 电子跃迁到 2s 轨道;B 中 1s 轨道中的两个
27、电子 1 个 跃迁到 2s 轨道,另一个跃迁到 2p 轨道;C 中 1s 轨道的两个电子都跃迁到 2p 轨道,故 C 表示的 能量最高。 (2)Li+核电荷数较大,对核外电子的吸引力大,导致其半径小于 H-。 (3)根据价电子对互斥理论,LiAlH4中阴离子的空间构型是正四面体,中心原子采用 sp3杂 化,LiAlH4中存在离子键和键。 (4)根据循环图中数据可知,Li 原子的第一电离能是 520 kJmol-1,OO 键的键能是 2492 kJmol-1=498 kJmol-1,Li2O 的晶格能是 2 908 kJmol-1。 (5)根据分割法,一个晶胞中含有 Li:8 个,含有 O:81
28、 8+6 1 2=4 个,1 mol 晶胞中含有 4 mol Li2O,则 Li2O 的密度为(a 为晶胞参数): 4? ?A?3 = 87+416 ?A(0.466 510-7)3 gcm-3。 36.答案 (1)氯乙酸(2)取代反应(3)乙醇/浓硫酸、加热(4)C12H18O3(5)羟基、醚键 (6) (7) 解析 本题考查了有机物的命名、反应类型的判断、官能团的名称、分子式的书写、符 合一定条件的同分异构体结构简式的书写、合成路线的设计等。 (1)ClCH2COOH 的化学名称为氯乙酸。 (2)反应的化学方程式为:ClCH2COONa+NaCNNaOOCCH2CN+NaCl,反应类型为 取代反应。 (3)反应是 HOOCCH2COOH 与乙醇间的酯化反应,反应所需试剂为乙醇和浓硫酸,反应 条件为加热。 (4)根据 G 的结构简式可知 G 的分子式为 C12H18O3。 (5)W 中含氧官能团的名称为醚键和羟基。 (6)符合条件的 E 的同分异构体应是对称性较高的分子,且分子中的氢原子都应为甲基氢 原子,应为、。 (7)根据目标产物和苯甲醇的结构简式可知,合成的关键 是由苯甲醇合成苯乙酸,之后再由苯乙酸与苯甲醇发生酯化反应合成苯乙酸苄酯。因此由苯 甲醇合成苯乙酸苄酯的合成路线 为: 。
