2018年高考理综化学真题试卷(全国Ⅰ卷)
一、选择题
1.(2018·全国Ⅰ卷)硫酸亚铁锂(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硫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
2.(2018·全国Ⅰ卷)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Br /CCl4色
D.淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖
3.(2018·全国Ⅰ卷)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( )
A. B.
C. D.
4.(2018·全国Ⅰ卷)NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.16.25gFeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA
B.22.4L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA
C.92.0g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA
D.1.0molCH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA
5.(2018·全国Ⅰ卷)环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物,螺[22]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.所有碳原子均处同一平面 D.生成1mol C5H12至少需要2molH2
6.(2018·全国Ⅰ卷)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
7.(2018·全国Ⅰ卷)最近我国科学家设计了一种,CO +H S协同转化装置,实现对天然气中CO 和H S的高效去除。示意图如右所示,其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为:
①EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+
②2EDTA-Fe3++H S=2H++S+2EDTA+Fe +
该装置工作时,下列叙述错误的是( )
A.阴极的电极反应:CO +2H++2e-=CO+H O
B.协同转化总反应:CO +H S=CO+H O+S
C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低
D.若采用Fe +/Fe3+取代EDTA-Fe +/EDTA-Fe3+,溶液需为酸性
二、非选择题
8.(2018·全国Ⅰ卷)醋酸亚铬[( CH3 COO) Cr·2H O]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。
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为 。
②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 。
9.(2018·全国Ⅰ卷)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Na2S2O3的工艺为:
①pH=4.1时,1中为 溶液(写化学式)。
②工艺中加入Na2CO3,固体,并再次充入SO2的目的是 。
(3)制备Na2S2O3,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NaHSO2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Na2S2O3。
(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50.00mL葡萄酒样品,用0.01000mol-L-1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00mL,滴定反应的离子方程式为 ,该样品中Na2S2O5的残留量为 g·L-1(以SO3计)。
10.(2018·全国Ⅰ卷)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:
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=x时,N2O4(g)完全分解):
t/min 0 40 80 160 260 1300 1700 ∞
P/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1
①已知:2N2O5(g)=2N2O4(g)+O2(g) △H1=-4.4kJ·mol-1
2NO2(g)=N2O4(g) △H2=-55.3kJ·mol-1
则反应N2O5(g)=2NO2(g)+ O2(g)的△H= kJ·mol-1
②研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=2×10-3× (KPa·min-1),t=62min时,测得体系中 =2.9kPa,则此时的 = kPa,V= kPa,min-1。
③若提高反应温度至35℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强pX(35℃) 63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是 。
④25℃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)对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g),R,A,Ogg提出如下反应历程:
第一步N2O5 NO3+NO2 快速平衡
第二步NO2+NO3 NO+NO2+O2 慢反应
第三步NO+NO3 2NO2 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.ν(第一步的逆反应P>ν(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。
三、选考题[化学—选修3:物质结构与性质]
11.(2018·全国Ⅰ卷)Li是最轻的固体金属,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)
A.
B.
C.
D.
(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.σ键
C.π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
可知,Li原子的第一电离能为 kJ·mol-1,O=O键键能为 kJ·mol-1,Li2O晶格能为 kJ·mol-1
(5)Li2O具有反莹石结构,晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665mm,阿
伏加德罗常数的值为NA,则Li2O的密度为 g/cm3(列出计算式)。
四、选考题[化学一选修5:有机化学基础]
12.(2018·全国Ⅰ卷)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)②的反应类型是 。
(3)反应④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)苯乙酸苄酯( )是花香类香料,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)。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A、电池中的金属可以回收利用,电池丢弃,会造成土壤、水污染,A项不符合题意。
B、由流程图知道,分别得到了偏铝酸钠溶液、氢氧化铁沉淀、碳酸锂沉淀,B项不符合题意。
C、沉淀反应是向含有Li、P、Fe等滤液中加入碱液,能够形成沉淀的只有铁,之前加入了硝酸,因此溶液中是Fe3+,C不符合题意。
D、碳酸锂不溶于水,硫酸锂能溶于水,D项符合题意。
故答案为:D
【分析】本题考查化学与生活、化学与生产、资源的回收利用。
2.【答案】A,B
【知识点】二糖的性质和用途;酶的结构和性质;蔗糖与淀粉的性质实验;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A.果糖是单糖,蔗糖和麦芽糖是双塘。A项符合题意。
B.部分酶为RNA,B项符合题意。
C.植物油含碳碳双键等不饱和结构,能与溴的四氯化碳发生加成反应,C项不符合题意。
D.淀粉和纤维素属于多糖,它们水解的最终产物是葡萄糖,D项不符合题意。
故答案为:A或B
【分析】本题考查糖类、油脂、蛋白质的性质。
3.【答案】D
【知识点】乙酸乙酯的制取
【解析】【解答】A是制备乙酸乙酯的发生装置,
B是收集乙酸乙酯的装置,
C是分离得到乙酸乙酯的装置,
D装置是蒸发装置,该实验中没有用到,
故答案为:D
【分析】本题考查实验室制备乙酸乙酯的方法
4.【答案】B
【知识点】甲烷的取代反应;胶体的性质和应用;阿伏加德罗常数;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A 16.25gFeCl3的物质的量为0.1mol,氢氧化铁胶体离子是多个氢氧化铁的聚合体,因此,0.1molFeCl3水解得到的胶体离子小于0.1NA,A项不符合题意。
B 标准状况下22.4L氩气(Ar)物质的量为1mol,每个氩气分子含有18个质子,因此其质子数为18NA,B项符合题意。
C 92g甘油物质的量为1mol,1mol甘油含3mol羟基,C项不符合题意。
D甲烷与氯气发生取代反应时,有机产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,因此CH3Cl分子数小于1mol,D项不符合题意。
故答案为:B
【分析】考查阿伏加德罗常数的计算、氢氧化铁胶体的制备及胶体的组成、甘油的结构、甲烷与氯气的取代反应。
5.【答案】C
【知识点】有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】A螺[2.2]戊烷和环戊烯的分子式均为C5H8且结构不同,故互为同分异构体,A项不符合题意;
B螺[2.2]戊烷的二氯代物有三种,B项不符合题意;
C螺[2.2]戊烷中的化学键均为单键,碳原子不处于同一平面,C符合题意;
D螺[2.2]戊烷分子式均为C5H8,生成1molC5H12至少需要2molH2,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】本题考查同分异构体的判断、有机物中原子共面
6.【答案】B
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】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W为F,Z为Ca,又因为W、X、Z最外层电子数之和为10,可知X为Na,W与Y同主族,所以Y为Cl。
A常温常压下X的单质Na为固态,A项不符合题意;
B中Z的氢化物为CaH2,为离子化合物,B项符合题意;
C中,Y与Z形成的化合物为CaCl2,水溶液呈中性,C项不符合题意;
D中F元素没有最高正化合价,D项不符合题意。
故答案为:B
【分析】本题考查元素周期表、元素周期律、元素化合物的性质
7.【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学电源新型电池
【解析】【解答】A.在ZnO@石墨烯上CO2转变为CO,发生还原反应,因此该电极是阴极,阴极电极反应式为:CO2 + 2H+ + 2e- = CO + H2O,A不符合题意。
B. 由图可知总反应市CO2+H2S=CO+H2O+S,B不符合题意。
C. 石墨烯是阳极,电势高于阴极,因此C符合题意。
D. 三价铁离子和亚铁离子再碱性环境中会形成沉淀,因此溶液需为酸性,因此D不符合题意。
故答案为:C
【分析】本题考查电解原理
8.【答案】(1)去除水中的溶解氧;分液漏斗
(2)Zn+2Cr3+= Zn2++2Cr2+;排除c中的空气
(3)c中产生H2使锥形瓶中压强增大;冰水冷却;过滤
(4)d为敞开体系,可能使醋酸亚铬与空气接触而被氧化
【知识点】金属的通性;过滤;实验装置综合;离子方程式的书写
【解析】【解答】防止二价铬被氧化,需除去水中溶解的氧气,加热煮沸的方法可以出去溶解O2。c中发生的反应主要是将三价铬还原为二价铬,同时锌与盐酸反应生成H2可起到排除装置中空气的目的,防止二价铬被氧化;利用锌与盐酸反应产生的H2使锥形瓶中压强增大,将c中溶液压入d中与醋酸钠反应生成难溶于冷水的醋酸亚铬;由于醋酸亚铬难溶于冷水,可采用冰水冷却后过滤,达到充分析出和分离的目的;d为敞开体系,醋酸亚铬能吸收空气中的氧气。
【分析】本题考查物质的制备、提纯、分离、实验装置设计的分析。
9.【答案】(1)2NaHSO3=Na2S2O5+H2O
(2)NaHSO3;得到NaHSO3过饱和溶液
(3)2H2O-4e- = 4H++O2↑;a
(4)S2O52- + 2I2+ 3H2O=2SO42-+4I-+6H+;0.128
【知识点】电极反应和电池反应方程式;物质的分离与提纯;中和滴定;离子方程式的书写;离子方程式的有关计算
【解析】【解答】⑴焦亚硫酸钠和亚硫酸钠中硫元素的化合价相同,故不是氧化还原反应,可写出方程式为2NaHSO3=Na2S2O5+H2O;⑵pH=4.1时,Ⅰ中发生的反应为Na2CO3+2SO2+H2O=2NaHSO3+CO2;⑶阳极室含有OH-和SO42-,水电离产生的OH-先放电,因此电极反应式为:2H2O-4e- = 4H++O2↑;a室中含有亚硫酸钠和亚硫酸氢钠,阳极产生的氢离子进入a室与亚硫酸钠反应生成亚硫酸氢钠,因此亚硫酸氢钠浓度增加。而b室的电极反应式为:2H2O+2e-= 2OH-+H2↑,氢氧根与亚硫酸氢钠反应,从而亚硫酸氢钠浓度降低。⑷S2O52- + 2I2+ 3H2O=2SO42-+4I-+6H+ ,0.128g/L
析:n(I2)=0.01mol/L×0.01L=1×10-4mol
∴n(SO2)=2 n(S2O52-)= n(I2)=1×10-4mol
m(SO2)= 1×10-4mol×64g/mol=6.4×10-3 g
SO2的浓度为6.4×10-3 g/0.05L=0.128g/L
【分析】本题考查化工生产的分析、电解原理及其运用、化学计算
10.【答案】(1)ClO2
(2)53.1;30.0;6.0×10-2;大于;温度升高,体积不变,总压强升高;NO2二聚是放热反应,温度升高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强升高;13.4
(3)A;C
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数;化学平衡的影响因素;质量守恒定律
【解析】【解答】⑴氯气与硝酸银发生氧化还原反应,其中化合价能升高的只有氯元素和氧元素,由于得到了N2O5,氮元素化合价没有变化,因此在该反应中氯气作氧化剂,被氧化的是氧元素,则生成O2。⑵①运用盖斯定律,△H= △H1-△H2= +53.1kJ/mol ②p(O2)=2.9kPa,根据反应2N2O5=4NO2+O2,则五氧化二氮减少的压强为2p(O2)=2×2.9kPa=5.8kPa,所以p(N2O5)=35.8-5.8=30.0kPa,v=2×10-3 ×p(N2O5) = 6.0×10-2
④N2O5完全分解发生的反应:2N2O5(g) →4NO2(g) + O2(g)
N2O5此时分解压强的变化 35.8 71.6 17.9
生成的NO2建立平衡 2NO2(g) N2O4(g)
此平衡压强的变化为 2y y
平衡时总压是63.1kPa,即63.1 = 71.6-2y + y + 17.9 求得y=26.4,所以NO2产生的压强为71.6-2×26.4 = 18.8kPa。反应N2O4(g) 2NO2(g)的Kp= = = 13.4;⑶第一步反应比第二步反应快,因此A符合题意;中间产物有NO、NO2,B不符合题意;第二步反应慢,说明反应难进行,则有效碰撞少,C符合题意;第三步反应很快,说明活化能较低,D不符合题意。
【分析】本题考查盖斯定律计算反应热、化学平衡常数的计算、反应速率的计算、有效碰撞
11.【答案】(1)D;C
(2)Li+核电荷数较大
(3)正四面体;sp3;AB
(4)520;498;2908
(5)
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;键能、键长、键角及其应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】⑴根据泡利原理和洪特规则,可知能量最低和最高的分别为D、C。
⑵Li+和H-的核外电子排布完全相同,半径大小取决于核电荷数,核电荷数越大,核对电子的吸引力越强,半径越小。
⑶AlH4—的中心原子的孤对电子数为 ×(3+1—4)=0,价层电子对数为0+4 = 4,故空间构型为正四面体,杂化形式为sp3。
⑷由2Li→2Li+ △H=1040kJ/mol可知Li原子的第一电离能为520kJ/mol,由 O2→O
△H=249kJ/mol,可知氧氧键的键能为498 kJ/mol。由2Li+(g)+O2—(g) →Li2O(晶体),可知Li2O晶格能为2908kJ/mol。
⑸根据Li2O的晶胞示意图,利用均摊法,可计算出一个晶胞中含Li离子8个,氧离子8× + 6× = 4个,因此晶胞质量为 ,晶胞体积为(0.4665×10-7)3cm3,故Li2O的密度为:ρ= =
【分析】本题考查核外电子排布规则、离子半径大小比较、微粒的空间构型判断、杂化方式、第一电离能、晶格能、晶胞密度的计算
12.【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)
【知识点】有机物中的官能团;有机化合物的命名;有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】⑵由B→C,NaCN中的—CN取代了B中的氯原子,为取代反应。
⑶反应④为羧酸与醇的的酯化反应,根据E的结构简式可知,试剂为乙醇,条件是浓硫酸/加热。
⑷根据G的结构简式可知含12个碳原子,3个氧原子,不饱和度为4,可写出分子式C12H18O3⑸根据W的结构简式可知,含氧官能团分别为羟基、醚键。
⑹根据E的结构简式,写出E的分子式为C7H12O4,不饱和度为2,属于酯类,故含两个酯基,又因为核磁共振氢谱为两组峰,且峰面积之比为1:1,说明结构很对称,可写出结构简式为
⑺合成苯乙酸苄酯的试剂为苯乙酸和苯甲醇,由苯甲醇合成苯乙酸增加一个碳原子,可通过苄氯与NaCN反应获得,再通过酸性条件下的水解制得苯乙酸。故合成路线表示为:
【分析】本题考查有机物的名称、反应类型的判断、给定条件同分异构体的书写、有机合成路线的设计。
1 / 12018年高考理综化学真题试卷(全国Ⅰ卷)
一、选择题
1.(2018·全国Ⅰ卷)硫酸亚铁锂(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硫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
【答案】D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A、电池中的金属可以回收利用,电池丢弃,会造成土壤、水污染,A项不符合题意。
B、由流程图知道,分别得到了偏铝酸钠溶液、氢氧化铁沉淀、碳酸锂沉淀,B项不符合题意。
C、沉淀反应是向含有Li、P、Fe等滤液中加入碱液,能够形成沉淀的只有铁,之前加入了硝酸,因此溶液中是Fe3+,C不符合题意。
D、碳酸锂不溶于水,硫酸锂能溶于水,D项符合题意。
故答案为:D
【分析】本题考查化学与生活、化学与生产、资源的回收利用。
2.(2018·全国Ⅰ卷)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Br /CCl4色
D.淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖
【答案】A,B
【知识点】二糖的性质和用途;酶的结构和性质;蔗糖与淀粉的性质实验;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A.果糖是单糖,蔗糖和麦芽糖是双塘。A项符合题意。
B.部分酶为RNA,B项符合题意。
C.植物油含碳碳双键等不饱和结构,能与溴的四氯化碳发生加成反应,C项不符合题意。
D.淀粉和纤维素属于多糖,它们水解的最终产物是葡萄糖,D项不符合题意。
故答案为:A或B
【分析】本题考查糖类、油脂、蛋白质的性质。
3.(2018·全国Ⅰ卷)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( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】乙酸乙酯的制取
【解析】【解答】A是制备乙酸乙酯的发生装置,
B是收集乙酸乙酯的装置,
C是分离得到乙酸乙酯的装置,
D装置是蒸发装置,该实验中没有用到,
故答案为:D
【分析】本题考查实验室制备乙酸乙酯的方法
4.(2018·全国Ⅰ卷)NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.16.25gFeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA
B.22.4L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA
C.92.0g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA
D.1.0molCH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA
【答案】B
【知识点】甲烷的取代反应;胶体的性质和应用;阿伏加德罗常数;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A 16.25gFeCl3的物质的量为0.1mol,氢氧化铁胶体离子是多个氢氧化铁的聚合体,因此,0.1molFeCl3水解得到的胶体离子小于0.1NA,A项不符合题意。
B 标准状况下22.4L氩气(Ar)物质的量为1mol,每个氩气分子含有18个质子,因此其质子数为18NA,B项符合题意。
C 92g甘油物质的量为1mol,1mol甘油含3mol羟基,C项不符合题意。
D甲烷与氯气发生取代反应时,有机产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,因此CH3Cl分子数小于1mol,D项不符合题意。
故答案为:B
【分析】考查阿伏加德罗常数的计算、氢氧化铁胶体的制备及胶体的组成、甘油的结构、甲烷与氯气的取代反应。
5.(2018·全国Ⅰ卷)环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物,螺[22]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.所有碳原子均处同一平面 D.生成1mol C5H12至少需要2molH2
【答案】C
【知识点】有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】A螺[2.2]戊烷和环戊烯的分子式均为C5H8且结构不同,故互为同分异构体,A项不符合题意;
B螺[2.2]戊烷的二氯代物有三种,B项不符合题意;
C螺[2.2]戊烷中的化学键均为单键,碳原子不处于同一平面,C符合题意;
D螺[2.2]戊烷分子式均为C5H8,生成1molC5H12至少需要2molH2,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】本题考查同分异构体的判断、有机物中原子共面
6.(2018·全国Ⅰ卷)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
【答案】B
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】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W为F,Z为Ca,又因为W、X、Z最外层电子数之和为10,可知X为Na,W与Y同主族,所以Y为Cl。
A常温常压下X的单质Na为固态,A项不符合题意;
B中Z的氢化物为CaH2,为离子化合物,B项符合题意;
C中,Y与Z形成的化合物为CaCl2,水溶液呈中性,C项不符合题意;
D中F元素没有最高正化合价,D项不符合题意。
故答案为:B
【分析】本题考查元素周期表、元素周期律、元素化合物的性质
7.(2018·全国Ⅰ卷)最近我国科学家设计了一种,CO +H S协同转化装置,实现对天然气中CO 和H S的高效去除。示意图如右所示,其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为:
①EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+
②2EDTA-Fe3++H S=2H++S+2EDTA+Fe +
该装置工作时,下列叙述错误的是( )
A.阴极的电极反应:CO +2H++2e-=CO+H O
B.协同转化总反应:CO +H S=CO+H O+S
C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低
D.若采用Fe +/Fe3+取代EDTA-Fe +/EDTA-Fe3+,溶液需为酸性
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学电源新型电池
【解析】【解答】A.在ZnO@石墨烯上CO2转变为CO,发生还原反应,因此该电极是阴极,阴极电极反应式为:CO2 + 2H+ + 2e- = CO + H2O,A不符合题意。
B. 由图可知总反应市CO2+H2S=CO+H2O+S,B不符合题意。
C. 石墨烯是阳极,电势高于阴极,因此C符合题意。
D. 三价铁离子和亚铁离子再碱性环境中会形成沉淀,因此溶液需为酸性,因此D不符合题意。
故答案为:C
【分析】本题考查电解原理
二、非选择题
8.(2018·全国Ⅰ卷)醋酸亚铬[( CH3 COO) Cr·2H O]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。
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为 。
②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 。
【答案】(1)去除水中的溶解氧;分液漏斗
(2)Zn+2Cr3+= Zn2++2Cr2+;排除c中的空气
(3)c中产生H2使锥形瓶中压强增大;冰水冷却;过滤
(4)d为敞开体系,可能使醋酸亚铬与空气接触而被氧化
【知识点】金属的通性;过滤;实验装置综合;离子方程式的书写
【解析】【解答】防止二价铬被氧化,需除去水中溶解的氧气,加热煮沸的方法可以出去溶解O2。c中发生的反应主要是将三价铬还原为二价铬,同时锌与盐酸反应生成H2可起到排除装置中空气的目的,防止二价铬被氧化;利用锌与盐酸反应产生的H2使锥形瓶中压强增大,将c中溶液压入d中与醋酸钠反应生成难溶于冷水的醋酸亚铬;由于醋酸亚铬难溶于冷水,可采用冰水冷却后过滤,达到充分析出和分离的目的;d为敞开体系,醋酸亚铬能吸收空气中的氧气。
【分析】本题考查物质的制备、提纯、分离、实验装置设计的分析。
9.(2018·全国Ⅰ卷)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Na2S2O3的工艺为:
①pH=4.1时,1中为 溶液(写化学式)。
②工艺中加入Na2CO3,固体,并再次充入SO2的目的是 。
(3)制备Na2S2O3,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NaHSO2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Na2S2O3。
(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50.00mL葡萄酒样品,用0.01000mol-L-1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00mL,滴定反应的离子方程式为 ,该样品中Na2S2O5的残留量为 g·L-1(以SO3计)。
【答案】(1)2NaHSO3=Na2S2O5+H2O
(2)NaHSO3;得到NaHSO3过饱和溶液
(3)2H2O-4e- = 4H++O2↑;a
(4)S2O52- + 2I2+ 3H2O=2SO42-+4I-+6H+;0.128
【知识点】电极反应和电池反应方程式;物质的分离与提纯;中和滴定;离子方程式的书写;离子方程式的有关计算
【解析】【解答】⑴焦亚硫酸钠和亚硫酸钠中硫元素的化合价相同,故不是氧化还原反应,可写出方程式为2NaHSO3=Na2S2O5+H2O;⑵pH=4.1时,Ⅰ中发生的反应为Na2CO3+2SO2+H2O=2NaHSO3+CO2;⑶阳极室含有OH-和SO42-,水电离产生的OH-先放电,因此电极反应式为:2H2O-4e- = 4H++O2↑;a室中含有亚硫酸钠和亚硫酸氢钠,阳极产生的氢离子进入a室与亚硫酸钠反应生成亚硫酸氢钠,因此亚硫酸氢钠浓度增加。而b室的电极反应式为:2H2O+2e-= 2OH-+H2↑,氢氧根与亚硫酸氢钠反应,从而亚硫酸氢钠浓度降低。⑷S2O52- + 2I2+ 3H2O=2SO42-+4I-+6H+ ,0.128g/L
析:n(I2)=0.01mol/L×0.01L=1×10-4mol
∴n(SO2)=2 n(S2O52-)= n(I2)=1×10-4mol
m(SO2)= 1×10-4mol×64g/mol=6.4×10-3 g
SO2的浓度为6.4×10-3 g/0.05L=0.128g/L
【分析】本题考查化工生产的分析、电解原理及其运用、化学计算
10.(2018·全国Ⅰ卷)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:
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=x时,N2O4(g)完全分解):
t/min 0 40 80 160 260 1300 1700 ∞
P/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1
①已知:2N2O5(g)=2N2O4(g)+O2(g) △H1=-4.4kJ·mol-1
2NO2(g)=N2O4(g) △H2=-55.3kJ·mol-1
则反应N2O5(g)=2NO2(g)+ O2(g)的△H= kJ·mol-1
②研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=2×10-3× (KPa·min-1),t=62min时,测得体系中 =2.9kPa,则此时的 = kPa,V= kPa,min-1。
③若提高反应温度至35℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强pX(35℃) 63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是 。
④25℃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)对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g),R,A,Ogg提出如下反应历程:
第一步N2O5 NO3+NO2 快速平衡
第二步NO2+NO3 NO+NO2+O2 慢反应
第三步NO+NO3 2NO2 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.ν(第一步的逆反应P>ν(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。
【答案】(1)ClO2
(2)53.1;30.0;6.0×10-2;大于;温度升高,体积不变,总压强升高;NO2二聚是放热反应,温度升高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强升高;13.4
(3)A;C
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数;化学平衡的影响因素;质量守恒定律
【解析】【解答】⑴氯气与硝酸银发生氧化还原反应,其中化合价能升高的只有氯元素和氧元素,由于得到了N2O5,氮元素化合价没有变化,因此在该反应中氯气作氧化剂,被氧化的是氧元素,则生成O2。⑵①运用盖斯定律,△H= △H1-△H2= +53.1kJ/mol ②p(O2)=2.9kPa,根据反应2N2O5=4NO2+O2,则五氧化二氮减少的压强为2p(O2)=2×2.9kPa=5.8kPa,所以p(N2O5)=35.8-5.8=30.0kPa,v=2×10-3 ×p(N2O5) = 6.0×10-2
④N2O5完全分解发生的反应:2N2O5(g) →4NO2(g) + O2(g)
N2O5此时分解压强的变化 35.8 71.6 17.9
生成的NO2建立平衡 2NO2(g) N2O4(g)
此平衡压强的变化为 2y y
平衡时总压是63.1kPa,即63.1 = 71.6-2y + y + 17.9 求得y=26.4,所以NO2产生的压强为71.6-2×26.4 = 18.8kPa。反应N2O4(g) 2NO2(g)的Kp= = = 13.4;⑶第一步反应比第二步反应快,因此A符合题意;中间产物有NO、NO2,B不符合题意;第二步反应慢,说明反应难进行,则有效碰撞少,C符合题意;第三步反应很快,说明活化能较低,D不符合题意。
【分析】本题考查盖斯定律计算反应热、化学平衡常数的计算、反应速率的计算、有效碰撞
三、选考题[化学—选修3:物质结构与性质]
11.(2018·全国Ⅰ卷)Li是最轻的固体金属,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)
A.
B.
C.
D.
(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.σ键
C.π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
可知,Li原子的第一电离能为 kJ·mol-1,O=O键键能为 kJ·mol-1,Li2O晶格能为 kJ·mol-1
(5)Li2O具有反莹石结构,晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665mm,阿
伏加德罗常数的值为NA,则Li2O的密度为 g/cm3(列出计算式)。
【答案】(1)D;C
(2)Li+核电荷数较大
(3)正四面体;sp3;AB
(4)520;498;2908
(5)
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;键能、键长、键角及其应用;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】⑴根据泡利原理和洪特规则,可知能量最低和最高的分别为D、C。
⑵Li+和H-的核外电子排布完全相同,半径大小取决于核电荷数,核电荷数越大,核对电子的吸引力越强,半径越小。
⑶AlH4—的中心原子的孤对电子数为 ×(3+1—4)=0,价层电子对数为0+4 = 4,故空间构型为正四面体,杂化形式为sp3。
⑷由2Li→2Li+ △H=1040kJ/mol可知Li原子的第一电离能为520kJ/mol,由 O2→O
△H=249kJ/mol,可知氧氧键的键能为498 kJ/mol。由2Li+(g)+O2—(g) →Li2O(晶体),可知Li2O晶格能为2908kJ/mol。
⑸根据Li2O的晶胞示意图,利用均摊法,可计算出一个晶胞中含Li离子8个,氧离子8× + 6× = 4个,因此晶胞质量为 ,晶胞体积为(0.4665×10-7)3cm3,故Li2O的密度为:ρ= =
【分析】本题考查核外电子排布规则、离子半径大小比较、微粒的空间构型判断、杂化方式、第一电离能、晶格能、晶胞密度的计算
四、选考题[化学一选修5:有机化学基础]
12.(2018·全国Ⅰ卷)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)②的反应类型是 。
(3)反应④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)苯乙酸苄酯( )是花香类香料,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】(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)
【知识点】有机物中的官能团;有机化合物的命名;有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】⑵由B→C,NaCN中的—CN取代了B中的氯原子,为取代反应。
⑶反应④为羧酸与醇的的酯化反应,根据E的结构简式可知,试剂为乙醇,条件是浓硫酸/加热。
⑷根据G的结构简式可知含12个碳原子,3个氧原子,不饱和度为4,可写出分子式C12H18O3⑸根据W的结构简式可知,含氧官能团分别为羟基、醚键。
⑹根据E的结构简式,写出E的分子式为C7H12O4,不饱和度为2,属于酯类,故含两个酯基,又因为核磁共振氢谱为两组峰,且峰面积之比为1:1,说明结构很对称,可写出结构简式为
⑺合成苯乙酸苄酯的试剂为苯乙酸和苯甲醇,由苯甲醇合成苯乙酸增加一个碳原子,可通过苄氯与NaCN反应获得,再通过酸性条件下的水解制得苯乙酸。故合成路线表示为:
【分析】本题考查有机物的名称、反应类型的判断、给定条件同分异构体的书写、有机合成路线的设计。
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