2013年高考真题解析——新课标全国卷Ⅰ（理综化学）纯word版

2013·新课标全国卷Ⅰ
7．　 化学无处不在，下列与化学有关的说法不正确的是(　　)
A．侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
B．可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气
C．碘是人体必需的微量元素，所以要多吃富含高碘酸的食物
D．黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成
7．C　[解析] 侯氏制碱法的基本原理是先利用NH3将食盐水饱和，然后通入CO2，溶解度较小的NaHCO3析出，NH3＋NaCl＋H2O＋CO2===NH4Cl＋NaHCO3↓，煅烧NaHCO3得到Na2CO3，2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，利用低温时NH4Cl比NaCl溶解度小的原理，向母液中加入NaCl粉末，则NH4Cl析出，得到化肥NH4Cl，A项正确；氨气可以与浓盐酸反应生成白烟状的NH4Cl固体颗粒，可检验输氨管道是否漏气，B项正确；微量元素不宜多吃，补充碘可在食盐中添加碘酸钾，C项错误；黑火药由C、S、KNO3三物质按一定比例混合而成，D项正确。
8．　
香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料，其结构简式如图0。下列有关香叶醇的叙述正确的是(　　)
图0
A．香叶醇的分子式为C10H18O
B．不能使溴的四氯化碳溶液褪色
C．不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．能发生加成反应不能发生取代反应
8．A　[解析] 直接数出C、O原子数，由不饱和度计算出分子式，A项正确；化合物中有碳碳双键，能与溴发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色，B项错误；碳碳双键也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C项错误；化合物中有羟基及甲基，能发生取代反应，D项错误。
9．　 短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其简单离子都能破坏水的电离平衡的是(　　)
A．W2－、X＋　　　　　　　B．X＋、Y3＋
C．Y3＋、Z2－ D．X＋、Z2－
9．C　[解析] 由离子电荷数判断出：W为O，X为Na，Y为Al，Z为S。S2－水解生成OH－，使水的电离平衡向右移动，Al3＋水解生成H＋，使水的电离平衡向右移动，C项正确；而O2－、Na＋在水溶液中不水解，不影响水的电离平衡，故A、B、D项错误。
10．　 银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是(　　)
A．处理过程中银器一直保持恒重
B．银器为正极，Ag2S被还原生成单质银
C．该过程中总反应为2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3
D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl
10．B　[解析] 负极反应为2Al－6e－===2Al3＋；正极反应为3Ag2S＋6e－===6Ag＋3S2－。溶液中的Al3＋与S2－进一步发生反应2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，故总反应为3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑，C项错误；由总反应式可知Ag2S转化为Ag，银器质量减轻，A项错误；黑色褪去说明Ag2S转化为Ag，D项错误；银器为正极，Ag2S被还原为Ag，B项正确。
11．　
已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO，浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为(　　)
A．Cl－、Br－、CrO B．CrO、Br－、Cl－
C．Br－、Cl－、CrO D．Br－、CrO、Cl－
11．C　[解析] 同类型难溶物的Ksp越小越容易沉淀，Br－比Cl－先沉淀。已知Ksp(Ag2CrO4)＝c(Ag＋)2·c(CrO)，CrO沉淀所需的c(Ag＋)最大，CrO最后沉淀。故3种离子沉淀的先后顺序为Br－、Cl－、CrO，C项正确。
12．　 分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，若不考虑立体异构，这些醇和酸重新组合可形成的酯共有(　　)
A．15种 B．28种
C．32种 D．40种
12．D　[解析] C5H10O2可能生成的酸有甲酸、乙酸、丙酸、丁酸(2种异构体)共5种，可能生成的醇有甲醇、乙醇、丙醇(2种异构体)、丁醇(4种异构体)共有8种，故组合而成的酯一共有40种，D项正确，A、B、C项错误。
13．　 下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是(　　)
选项
目的
分离方法
原理
A
分离溶于水中的碘
乙醇萃取
碘在乙醇中的溶解度较大
B
分离乙酸乙酯和乙醇
分液
乙酸乙酯和乙醇的密度不同
C
除去KNO3固体中混杂的NaCl
重结晶
NaCl在水中的溶解度很大
D
除去丁醇中的乙醚
蒸馏
丁醇与乙醚的沸点相差较大
13.D　[解析] 乙醇与水互溶，不能萃取水中的碘，A项错误；乙酸乙酯与乙醇互溶，无分层现象，无法进行分液，B项错误；利用KNO3的溶解度随温度变化较大，用重结晶法分离出氯化钠，而非因氯化钠在水中的溶解度很大，C项错误；乙醚与丁醇的沸点相差较大，进行蒸馏分离，D项正确。
26．　
醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实验装置如下：
OH＋H2O
图0
可能用到的有关数据如下：
相对分子质量
密度/(g·cm－3)
沸点/℃
溶解性
环己醇
100
0.961 8
161
微溶于水
环己烯
82
0.810 2
83
难溶于水
合成反应：
在a中加入20 g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90 ℃。
分离提纯：
将反应粗产物倒入分液漏斗中，分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净的环己烯10 g。
回答下列问题：
(1)装置b的名称是________。
(2)加入碎瓷片的作用是________；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作是________(填正确答案标号)。
A．立即补加 B．冷却后补加
C．不需补加 D．重新配料
(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为____________________。
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并________；在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的________(填“上口倒出”或“下口放出”)。
(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是________。
(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有________(填正确答案标号)。
A．圆底烧瓶　B．温度计　C．吸滤瓶　D．球形冷凝管　E．接收器
(7)本实验所得到的环己烯产率是________(填正确答案标号)。
A．41% B．50%
C．61% D．70%
26．[答案] (1)直形冷凝管
(2)防止暴沸　B
(3)O
(4)检漏　上口倒出
(5)干燥(或除水除醇)
(6)C D　(7)C
[解析] (1)冷凝管有直形冷凝管、空气冷凝管、球形冷凝管和蛇形冷凝管。根据形状进行识别，可知装置b的名称为直形冷凝管。
(2)碎瓷片具有防止暴沸的作用；在加热开始后发现没加沸石，应停止加热，待稍冷却后再加入沸石，否则易发生爆炸。
(3)醇在浓硫酸、加热条件下可发生分子内消去生成烯或分子间脱水生成醚，另一副产物为分子间脱水生成的O。
(4)分液漏斗使用前有两处需检漏，分别为上口及旋塞处；环己烯密度小于水，分液后应从上口倒出。
(5)无水氯化钙具有干燥作用(或除水除醇)。
(6)观察蒸馏装置，可知不需要的仪器有吸滤瓶、球形冷凝管。
(7)环己烯的产率＝10 g÷×100%＝61%。
27．　
锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为 6C ＋xLi＋＋xe－===LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。
图0
回答下列问题：
(1)LiCoO2中，Co元素的化合价为________。
(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)“酸浸”一般在80 ℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)充放电过程中，发生LiCoO2与Li1－xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式________________________________________________________________________。
(6)上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是________________________________________________________________________。
在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有________(填化学式)。
27．[答案] (1)＋3
(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(3)2LiCoO2＋3H2SO4＋H2O2Li2SO4＋2CoSO4＋O2↑＋4H2O；2H2O22H2O＋O2↑　有氯气生成，污染较大
(4)CoSO4＋2NH4HCO3===CoCO3↓＋(NH4)2SO4＋H2O＋CO2↑
(5)Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C
(6)Li＋从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中　Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4
[解析] (1)由Li、O元素价态判断出Co为＋3价。
(2)将2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑改写为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。
(3)酸浸后Co由＋3价变为＋2价，LiCoO2中＋3价的Co表现氧化性，H2O2表现还原性；H2O2不稳定，易分解。用盐酸代替后，盐酸被氧化为氯气，污染较大。
(5)将电极反应LixC6－xe－===6C＋xLi＋和Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2进行合并得出答案。
28. 　
二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应：
(Ⅰ)CO(g)＋2H2(g)===CH3OH (g)　
ΔH1＝－90.1 kJ·mol－1
(Ⅱ)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　
ΔH2＝－49.0 kJ·mol－1
水煤气变换反应：
(Ⅲ)CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　
ΔH3＝－41.1 kJ·mol－1
二甲醚合成反应：
(Ⅳ)2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　
ΔH4＝－24.5 kJ·mol－1
回答下列问题：
(1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(以化学方程式表示)。
(2)分析二甲醚合成反应(Ⅳ)对于CO转化率的影响________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为________________________________________________________________________。
根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)有研究者在催化剂(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3)、压强为5.0 MPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如图0所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是________________________________________________________________________。
图0
(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kW·h·kg－1)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生________个电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20 V，能量密度E＝________________________________________________________________________
(列式计算。能量密度＝，1 kW·h＝3.6×106 J)。
28．[答案] (1)Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O　NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3　2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
(2)消耗甲醇，促进甲醇合成反应(Ⅰ)平衡右移，CO转化率增大；生成的H2O，通过水煤气变换反应(Ⅲ)消耗部分CO
(3)2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－204.7 kJ·mol－1　该反应分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2转化率增大，CH3OCH3产率增加。压强升高使CO和H2浓度增加，反应速率增大
(4)反应放热，温度升高，平衡左移
(5)CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋　
12　÷(3.6×106 J·kW－1·h－1)
＝8.39 kW·h·kg－1
[解析] (2)反应(Ⅰ)、(Ⅲ)与CO有关。反应(Ⅰ)中的CH3OH是反应(Ⅳ)的反应物，反应(Ⅳ)生成的H2O是反应(Ⅲ)的反应物，从影响平衡的因素分析知两者均使CO转化率变大。
(3)由盖斯定律(Ⅰ)×2＋(Ⅳ)得：4H2(g)＋2CO(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－204.7 kJ·mol－1。
(4)该反应为放热反应，其他条件不变的情况下，温度升高，平衡逆向移动，转化率降低。
(5)正极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O；负极反应必有H＋生成，由电荷守恒、元素守恒得3H2O＋CH3OCH3－12e－===2CO2＋12H＋；1个CH3OCH3分子失去12e－；假定燃料质量为1 kg，由能量密度计算方法列式计算即可。
36．　 [化学——选修2：化学与技术]草酸(乙二酸)可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸(含2个结晶水)的工艺流程如下：
图0
回答下列问题。
(1)CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(2)该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作①的滤液是________，滤渣是________；过滤操作②的滤液是___________________________________，滤渣是________。
(3)工艺过程中③和④的目的是____________________________________________。
(4)有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是________________________。
(5)结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。称量草酸成品0.250 g溶于水，用0.050 0 mol·L－1的酸性KMnO4溶液滴定，至浅粉红色不消褪，消耗KMnO4溶液15.00 mL，反应的离子方程式为_____________________________________；列式计算该成品的纯度________________________________________________________________________。
36．[答案] (1)CO＋NaOHHCOONa　2HCOONaNa2C2O4＋H2↑
(2)NaOH溶液　CaC2O4　H2C2O4溶液　H2SO4溶液　CaSO4
(3)分别循环利用氢氧化钠和硫酸(降低成本)，减小污染
(4)Na2SO4
(5)5C2O＋2MnO＋16H＋===2Mn2＋＋8H2O＋10CO2↑
×100%
＝94.5%
[解析] (2)钙化发生的反应为Na2C2O4＋Ca(OH)2===2NaOH＋CaC2O4↓。过滤操作①的滤液为NaOH溶液，滤渣为草酸钙；酸化时的反应为CaC2O4＋H2SO4===CaSO4＋H2C2O4，过滤操作②的滤液为草酸溶液、H2SO4溶液，滤渣为CaSO4。
(3)工业生产为降低成本或减少污染常循环利用原料。
(4)Na2SO4易溶于水，故杂质主要是Na2SO4。
(5)按氧化还原反应的配平方法得方程式；由方程式求出H2C2O4物质的量、质量，纯度按计算。
37．　 [化学——选修3：物质结构与性质]硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。回答下列问题。
(1)基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为________________________________________________________________________，
该能层具有的原子轨道数为________、电子数为________。
(2)硅主要以硅酸盐、________等化合物的形式存在于地壳中。
(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以________相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献________个原子。
(4)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(5)碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：
化学键
C—C
C—H
C—O
Si—Si
Si—H
Si—O
键能/(kJ·mol－1)
356
413
336
226
318
452
①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)在硅酸盐中，SiO四面体[如图0(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为________，Si与O的原子数之比为________，化学式为________。
图0
37．[答案] (1)M　9　4
(2)二氧化硅
(3)共价键　3
(4)Mg2Si＋4NH4Cl===SiH4＋4NH3＋2MgCl2
(5)①C—C键和C—H键较强，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成　②C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定。而Si—H键的键能却远小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键
(6)sp3　1∶3　[SiO3](或SiO)
[解析] (1)基态硅原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，最高能层为M层，M层有3s、3p、3d三个能级依次有1、3、5个轨道，共有9个轨道；M层电子排布为3s23p2，电子数为4。
(2)硅在地壳中主要以二氧化硅及硅酸盐形式存在。
(3)原子晶体仅存在共价键，面心原子数为6×。
(6)Si与O形成硅氧四面体结构，故Si原子为sp3杂化，观察(b)图，长链中的重复单元为硅氧四面体，其中氧原子数为2＋2×，硅原子数为1，硅、氧原子个数比1∶3，化学式为SiO。
38．　 [化学——选修5：有机化学基础]查尔酮类化合物G是黄酮类药物的主要合成中间体，其中一种合成路线如下：
图0
已知以下信息：
①芳香烃A的相对分子质量在100～110之间，1 mol A充分燃烧可生成72 g水；
②C不能发生银镜反应；
③D能发生银镜反应，可溶于饱和Na2CO3溶液；核磁共振氢谱显示其有4种氢；
④ONa＋RCH2IOCH2R；
⑤RCOCH3＋R′CHORCOCH＝CHR′。
回答下列问题。
(1)A的化学名称为________。
(2)由B生成C的化学方程式为__________________________________________。
(3)E的分子式为________，由E生成F的反应类型为________。
(4)G的结构简式为________。
(5)D的芳香同分异构体H既能发生银镜反应，又能发生水解反应，H在酸催化下发生水解反应的化学方程式为___________________________________________________。
(6)F的同分异构体中，既能发生银镜反应，又能与FeCl3溶液发生显色反应的共有________种，其中核磁共振氢谱为5组峰，且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的为________________(写结构简式)。
38．[答案] (1)苯乙烯
(2)2OH＋O22O＋H2O
(3)C7H5O2Na　取代反应
(4)OOCH3(不要求立体异构)
(5)OOCH＋H2O
OH＋HCOOH
(6)13　HOCH2CHO
[解析] (1)由生成的水可知，氢原子数为8，结合相对分子质量得分子式为C8H8，名称为苯乙烯。
(2)苯乙烯与水加成为OH，其被氧化为O。
(3)D中的官能团为醛基、酚羟基，由已知信息③得D的结构简式为HOCHO，则推得E的分子式为C7H5O2Na，由信息④可知，E转化为F时，E与CH3I发生取代反应。
(4)C(COCH3)与F(CH3OCHO)按信息⑤发生反应生成COCHCHOCH3。
(5)H能发生银镜反应和水解反应，则H必为甲酸酯。
(6)向苯酚侧链上引入—CH3、—CHO共有10种异构体；引入—CH2CHO共有3种异构体；F共有13种同分异构体。