【精品解析】2019年高考理综化学真题试卷(全国Ⅰ卷)

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名称 【精品解析】2019年高考理综化学真题试卷(全国Ⅰ卷)
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资源类型 试卷
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科目 化学
更新时间 2019-06-09 13:31:31

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2019年高考理综化学真题试卷(全国Ⅰ卷)
一、选择题
1.(2019·全国Ⅰ卷)陶瓷是火与土的结晶,是中华文明的象征之一,其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是(  )
A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,来自氧化铁
B.闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成
C.陶瓷是应用较早的人造材料,主要化学成分是硅酸盐
D.陶瓷化学性质稳定,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
2.(2019·全国Ⅰ卷)关于化合物2 苯基丙烯( ),下列说法正确的是(  )
A.不能使稀高锰酸钾溶液褪色 B.可以发生加成聚合反应
C.分子中所有原子共平面 D.易溶于水及甲苯
3.(2019·全国Ⅰ卷)实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是(  )
A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C.装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯
4.(2019·全国Ⅰ卷)固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量HCl气体分子在253 K冰表面吸附和溶解过程的示意图。下列叙述错误的是(  )
A.冰表面第一层中,HCl以分子形式存在
B.冰表面第二层中,H+浓度为5×10 3 mol·L 1(设冰的密度为0.9 g·cm 3)
C.冰表面第三层中,冰的氢键网格结构保持不变
D.冰表面各层之间,均存在可逆反应HCl H++Cl
5.(2019·全国Ⅰ卷)NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸氢钾H2A的Ka1=1.1×10 3 ,Ka2=3.9×10 6)溶液,混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示,其中b点为反应终点。下列叙述错误的是(  )
A.混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关
B.Na+与A2 的导电能力之和大于HA 的
C.b点的混合溶液pH=7
D.c点的混合溶液中,c(Na+)>c(K+)>c(OH )
6.(2019·全国Ⅰ卷)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。下列说法错误的是(  )
A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能
B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+=2H++2MV+
C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3
D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
7.(2019·全国Ⅰ卷)科学家合成出了一种新化合物(如图所示),其中W、X、Y、Z为同一短周期元素,Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是(  )
A.WZ的水溶液呈碱性
B.元素非金属性的顺序为X>Y>Z
C.Y的最高价氧化物的水化物是中强酸
D.该新化合物中Y不满足8电子稳定结构
二、非选择题
8.(2019·全国Ⅰ卷)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)在95
℃“溶侵”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为   。
(2)“滤渣1”的主要成分有   。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子,可选用的化学试剂是   。
(3)根据H3BO3的解离反应:H3BO3+H2O H++B(OH) 4,Ka=5.81×10 10,可判断H3BO3是   酸;在“过滤2”前,将溶液pH调节至3.5,目的是   。
(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为   ,母液经加热后可返回   工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是   。
9.(2019·全国Ⅰ卷)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是   。
(2)步骤②需要加热的目的是   ,温度保持80~95 ℃,采用的合适加热方式是   。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为   (填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是   。分批加入H2O2,同时为了   ,溶液要保持pH小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有   ,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 ℃时,失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为   。
10.(2019·全国Ⅰ卷)水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题:
(1)Shibata曾做过下列实验:①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s),氧化钴部分被还原为金属钴(Co),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。
②在同一温度下用CO还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。
根据上述实验结果判断,还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO   H2(填“大于”或“小于”)。
(2)721 ℃时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合,采用适当的催化剂进行反应,则平衡时体系中H2的物质的量分数为_________(填标号)。
A.<0.25 B.0.25 C.0.25~0.50 D.0.50
E.>0.50
(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用 标注。
可知水煤气变换的ΔH   0(填“大于”“等于”或“小于”),该历程中最大能垒(活化能)E正=   eV,写出该步骤的化学方程式   。
(4)Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如下图所示),催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的PH2O和PCO相等、PCO2和PH2相等。
计算曲线a的反应在30~90 min内的平均速率 (a)=   kPa·min 1。467 ℃时PH2和PCO随时间变化关系的曲线分别是   、   。489 ℃时PH2和PCO随时间变化关系的曲线分别是   、   。
11.(2019·全国Ⅰ卷)【选修三:物质结构与性质】
在普通铝中加入少量Cu和Mg后,形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒,其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小,形成所谓“坚铝”,是制造飞机的主要村料。回答下列问题:
(1)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是 (填标号)。
A.[Ne] B.[Ne] C.[Ne] D.[Ne]
(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是   、   。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是   ,其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是   (填“Mg2+”或“Cu2+”)。
(3)一些氧化物的熔点如下表所示:
氧化物 Li2O MgO P4O6 SO2
熔点/℃ 1570 2800 23.8 75.5
解释表中氧化物之间熔点差异的原因   。
(4)图(a)是MgCu2的拉维斯结构,Mg以金刚石方式堆积,八面体空隙和半数的四面体空隙中,填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见,Cu原子之间最短距离x=   pm,Mg原子之间最短距离y=   pm。设阿伏加德罗常数的值为NA,则MgCu2的密度是   g·cm 3(列出计算表达式)。
12.(2019·全国Ⅰ卷)【选修五:有机化学基础】
化合物G是一种药物合成中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A中的官能团名称是   。
(2)碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳。写出B的结构简式,用星号(*)标出B中的手性碳   。
(3)写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式   。(不考虑立体异构,只需写出3个)
(4)反应④所需的试剂和条件是   。
(5)⑤的反应类型是   。
(6)写出F到G的反应方程式   。
(7)设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备 的合成路线   (无机试剂任选)。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系
【解析】【解答】A.氧化铁是红棕色。故A错误,符合题意。
B.陶制品主要成分是硅酸盐,黏土的成分是硅酸盐。故B不符合题意,
C.陶瓷的成分是硅酸盐,应用最早的硅酸盐无机非金属材料,不符合题意。
D.陶瓷性质稳定,不易被氧化,硅酸盐比较稳定,不符合题意。
故答案为:A
【分析】“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,一方面考查学生对中华化学史的了解,另一方面考查学生对常见化合物氧化铁颜色的掌握。
2.【答案】B
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.根据题目中的结构简式可以判断出含有碳碳双键,所以能使高锰酸钾褪色。故A错误,不符合题意。
B.含有碳碳双键所以能发生加聚反应。故B正确,符合题意。
C.由于结构简式中含有甲基,根据甲基中碳原子杂化为sp3判断所有原子不共面,故C错误,不符合题意。
D.由于分子中官能团是碳碳双键的烃,没有亲水基团,所以难溶于水,易溶于有机溶剂。
故正确答案:B。
【分析】此题根据有机物中的官能团来判断有机物的性质,根据碳碳双键进行判断其化学性质及物理性质。
3.【答案】D
【知识点】苯的结构与性质;实验装置综合
【解析】【解答】A.根据气压原理,滴加液体时要打开开关,故A正确,不符合题意。
B.由于反应中有溴,具有挥发性,溴蒸气被四氯化碳吸收,溶液呈浅红色。故B正确,不符合题意。
C.反应中生成溴化氢气体能与碳酸钠溶液反应,故C正确,不符合题意。
D.反应后混合液中含有溴苯,溴单质,溴化氢等,经过氢氧化钠溶液后必需经过分液才能得到,故D符合题意。
故正确答案:D。
【分析】 根据苯与溴反应反应产物及有机反应的特点,反应物和生成物同时存在进行判断。
4.【答案】D
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;电离方程式的书写;物质的量浓度
【解析】【解答】
A.根据题目信息HCl分子被冰表面吸附判断,A说法正确,不符合题意。
B.根据分子数之比等于物质的量之比,设水的物质的量为1mol,则为18g,HCl的物质的量为10-4mol,根据密度公式,V=m/p,得出体积,然后计算HCl的物质的量浓度,B正确,不符合题意。
C.HCl分子不能与水形成氢键,所以冰分子中氢键结构不变,故C正确,不符合题意。
D.HClH++Cl-此式子是电离,但盐酸水解不是可逆反应,应用等号故D错误,符合题意。
故正确答案为:D。
【分析】根据题目信息进行解题,其次注意氢键知识点的应用,对于HCl分子的性质不能因题目信息的变化而变化。
5.【答案】C
【知识点】电解质在水溶液中的电离;电解质溶液的导电性;溶液酸碱性的判断及相关计算
【解析】【解答】A.溶液的导电能力和离子浓度,还有离子所带电荷有关,所以和离子种类有关 ,故A正确,不符合题意。
B.由于导电能力和离子浓度有关,根据钠离子的离子浓度最大判断其导电能力,故B正确,不符合题意。
C.根据图像b点刚好是拐点,说明是碱和酸恰好完全反应,而恰好完全反应产物是强碱弱酸盐,溶液显碱性,故C错误,符合题意。
D.c点溶液时氢氧化钠过量,而根据氢离子和氢氧根离子1:1反应得出 NaOH与邻苯二甲酸氢钾 关系比是2:1是恰好完全反应,故当氢氧化钠过量时离子浓度最大,而氢氧根离子和氢离子发生反应所以离子浓度最小,故D答案正确,不符合题意。
故答案为:C
【分析】此题考查酸碱中和的应用,根据离子之间反应关系推出各物质的量之间关系,根据化学方程式及产物的性质进行判断溶液成分,酸碱性。
6.【答案】B
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.工业合成氨条件是高温高压催化剂,此反应条件是室温下反应,故A答案正确,不符合题意。
B.根据原电池的知识判断,由于该电池是生物燃料电池属于原电池,原电池中电极是负极区的反应,而不是阴极的反应,故B错误,符合题意。
C.根据图像N2变为NH3,N的化合价降低,而 MV+ 中元素的化合价升高了所以是正极区,故C答案正确,不符合题意。
D.质子即氢离子,根据带正电荷判断应该向正极移动,故D正确,不符合题意。
故正确答案:B。
【分析】 此题结合图像及原电池知识进行判断,注意原电池中两级名称,及离子移动方向不因题目信息变化而变化。
7.【答案】C
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】根据图示X接4个原子可以判断X原子最外层电子数是4,又是短周期,可以判断是碳或者硅原子,根据z接一个键可以判断z最外层电子是1或者是7,根据题目z核外最外层电子数是x核外电子数的一半,所以推出z的最外层是7,所以可能氟或者是氯,而7的两倍是14,故x应是硅,同周期,z是氯,w正1价应是钠,y是p。
A.WZ是氯化钠,故溶液显中性,A错误,不符合题意。
B.非金属性z是氯最大, Z>Y>X,故B 错误不符合题意。
C.Y 的最高价氧化物是磷酸,是中强酸,故C正确,符合题意。
D.该化合物中y形成两个键,又得一个电子,所以达到8电子稳定结构,故D错误,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】 此题主要是推出元素,根据原子形成化学键的特点,一般是达到8电子稳定结构,最外层电子数等于主族序数,又是短周期元素,所以在第二三周期
8.【答案】(1)NH4HCO3+NH3=(NH4)2CO3
(2)SiO2、Fe2O3、Al2O3;KSCN
(3)一元弱;转化为H3BO3,促进析出
(4)2Mg2++3 +2H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+2 (或2Mg2++2 +H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑);溶浸;高温焙烧
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;二价铁离子和三价铁离子的检验;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)根据加入物质是硫酸铵溶液判断,结合反应类型应是非氧化还原反应,故产生的气体是氨气。碱性气体能与
NH4HCO3 反应实质酸碱中和,故答案:
NH4HCO3+NH3=(NH4)2CO3
(2)滤渣1的判断根据最后产物是 H3BO3 和Mg(OH)2·MgCO3 故题目中提到的 SiO2、Fe2O3、Al2O3 即到了滤渣里。而三价铁离子的检验用常用试剂KSCN溶液,如有则变为血红色,如果没有则无现象。故答案: SiO2、Fe2O3、Al2O3 ;KSCN。
(3)根据电离平衡常数只有 Ka 说明是一元酸,用可逆号说明是弱酸。在过滤2中,根据图示显示得到 H3BO3 而后在滤液中继续调节PH进行沉镁,故答案 、一元弱 ; 转化为H3BO3,促进析出 。
(4)根据电荷守恒进行写离子方程式: 1、2Mg2++3 +2H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+2 (或2Mg2++2 ;
母液根据图像两个方向到母液中最后是硫酸铵,所有应该返回到第一步中, 由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法 :根据物质间的变化应该采用加热的方法。故答案为:溶浸;高温焙烧。
【分析】(1)根据题目图示进行判断,反应方程式中注意是离子还是化学,根据原子守恒进行书写。
(2)根据流程后的物质判断需要的物质,不需要的即是杂质。
(3)根据电离方程式,及平衡常数进行判断。
(4)判断反应根据反应物和生成物进行判断。根据物质间的变化判断反应条件。
9.【答案】(1)碱煮水洗
(2)加快反应;热水浴;C
(3)将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质;防止Fe3+水解
(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)
(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O
【知识点】氧化还原反应;蒸发和结晶、重结晶;复杂化学式的确定;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】(1)油污主要成分是油脂,油脂与碱反应生成高级脂肪防酸盐和丙三醇都能溶于水,所以可以除去 ,故答案为:
碱煮水洗 。
(2)温度对反应速率的影响,可以加快反应速率。根据温度范围,可以选择加热方式:水浴加热。产生硫化氢气体有毒显酸性所以用氢氧化钠吸收,但要防止倒吸现象,故答案为;1、加快反应2、热水浴3、C。
(3)根据最后溶液时硫酸铁铵得出铁是三价铁,而前面反应生成的是二价铁,所以需要氧化性物质,进行氧化,而双氧水是绿色氧化剂,故答案为: 将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质 。
由于三价铁离子的水解程度比较大,故要调节ph防止三价铁水解。故答案为: 防止Fe3+水解 。
(4)得到晶体的一系列过程操作是: 加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤) 。
(5)设硫酸铁铵和水分子的物质的量之比为1:x,根据18x/M+18x= 5.6% 。解出x=12.
【分析】(1)根据油脂的性质进行判断除杂试剂。
(2)根据图反应物和生成物之间的反应类型,关系进行判断条件,根据加热温度选择加热方式,根据气体性质选择吸收剂。
(3)根据反应产物和反应物之间元素化合价的变化进行判断反应类型,再判断试剂作用。
(4)根据产物选择实验操作方法。
(5)根据已知关系利用质量分数计算方法进行计算。
10.【答案】(1)大于
(2)C
(3)小于;2.02;COOH*+H*+H2O*=COOH*+2H*+OH*(或H2O*= H*+OH*)
(4)0.0047;b;c;a;d
【知识点】氧化性、还原性强弱的比较;反应热和焓变;化学反应速率;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)根据在相同条件下,CO和H 2在平衡时物质的量分数对比,CO的小,说明CO的转化掉的多,剩的少,所以倾向是CO>H2.
(2)根据反应特点 CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) 是等体反应,假设等物质的量的CO全部反应,最终H2的物质的分数是0.5,由于该反应是可逆反应,不可能完全转化,所以它的物质的量分数小于0.5,故选C。
(3)根据起始物质和最终物质的能量大小做比较,发现能量降低,说明是放热,所以 ΔH <0,故答案:小于。
根据图像找能量差距最大的,是-0.16到1.86的能量变化线,故答案为:2.02.
根据图像-0.16对应的物质和1.86对应的物质,从低到高反应变化,写方程式: COOH*+H*+H2O*=COOH*+2H*+OH*(或H2O*= H*+OH*) 。
(4)从图像的两点得出压强差是1.08-3.80=0.28KPa,然后除以时间60min得出答案: 0.0047
根据温度467和489比较,温度不同对反应平衡移动方向影响不同,由于水煤气转化是放热反应,所以 升高温度平衡是逆向移动,H2减少,CO增多,起始压强相同进行判断,467 ℃ 平衡正移,CO减少,H2增多。故答案为b、c;当489℃平衡逆移。答案为:a、d。
【分析】
(1)根据题目信息,看物质是生成物还是反应物,利用平衡解答。
(2)采用极限法,假设全部反应进行计算。因为题目缺少条件。
(3)此题主要是看图像信息进行解答。
(4)根据图像坐标进行计算速率,注意速率的单位。根据图像及速率影响因素进行判断平衡移动方向。
11.【答案】(1)A
(2)sp3;sp3;乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键;Cu2+
(3)Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO>Li2O。分子间力(分子量)P4O6>SO2
(4);;
【知识点】晶体熔沸点的比较;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)电离最外层一个电子所需能量也即是失去一个电子所需的能量,A是第二电离能,B是第一电离能。CD都是激发态容易失去一个电子所以能量最大的是A。
(2)根据N、C都接的单键可以判断杂化类型是 sp3 、 sp3 , 乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是:乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键 ; 其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是Cu2+ ,因为其半径大,空轨道易与N 原子形成配位键。
(3) 氧化物之间熔点差异的原因 :先判断晶体类型,由于晶体类型不同导致影响熔点的作用力不同, 离子晶体的熔点大于分子晶体。Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO>Li2O。分子间力(分子量)P4O6>SO2
(4)根据图像发现 Cu原子之间最短距离 是面对角线的1/4,故答案为:
,而 Mg原子之间最短距离 是体对角线的1/4,所以答案为:
根据密度计算公式p=
=
=
得出

【分析】(1)基态能量小于激发态,第一电离能小于第二电离能,根据此知识点可以解答。
(2)杂化类型判断根据杂化理论,利用化学键进行判断。对于配位键则需要看有无孤对电子和空轨道。
(3)熔沸点比较看晶体类型,根据化学键的不同进行判断。
(4)根据图像利用数学公式进行计算距离和体积,根据物质的量公式进行推到得出密度。
12.【答案】(1)羟基
(2)
(3)
(4)C2H5OH/浓H2SO4、加热
(5)取代反应
(6) ,
(7) ,
【知识点】有机物中的官能团;有机物的合成;有机物的结构和性质;取代反应
【解析】【解答】(1)根据A的结构简式进行判断官能团是:羟基。
(2)根据流程图B已经写出结构简式,故直接看对称,由于没有对称轴,所以接四个键的碳原子,4个 不同的原子或基团时 即是手性碳原子。。
(3) 六元环结构、并能发生银镜反应的B,说明还有醛基-CHO,然后写它的同分异构体的结构简式
(4) 根据图像发现反应④应该是酸变酯,所以条件是:C2H5OH/浓H2SO4、加热 。
(5)⑤的反应类型根据最终产物到F的结构简式:,根据E和F 之间的变化判断 ⑤的反应类型是取代反应
(6) 写出F到G的反应方程式 ,
(7) 甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备 的合成路线 : 、 ,
【分析】(1)看有机物的结构简式判断官能团。
(2)根据已知信息手性碳原子判断方法进行判断。
(3)根据官能团的性质,能发生银镜说明含有醛基。所以推出结构简式特点。
(4)根据反应物和生成物之间的官能团之间的变化判断反应条件。
(5)看反应物和产物之间的变化,找出特点取代反应是有上有下。
(6)根据图示进行书写反应方程式。
(7)根据图示流程利用反应物和生成物质间的变化进行梳理流程变化。
1 / 12019年高考理综化学真题试卷(全国Ⅰ卷)
一、选择题
1.(2019·全国Ⅰ卷)陶瓷是火与土的结晶,是中华文明的象征之一,其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是(  )
A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,来自氧化铁
B.闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成
C.陶瓷是应用较早的人造材料,主要化学成分是硅酸盐
D.陶瓷化学性质稳定,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
【答案】A
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系
【解析】【解答】A.氧化铁是红棕色。故A错误,符合题意。
B.陶制品主要成分是硅酸盐,黏土的成分是硅酸盐。故B不符合题意,
C.陶瓷的成分是硅酸盐,应用最早的硅酸盐无机非金属材料,不符合题意。
D.陶瓷性质稳定,不易被氧化,硅酸盐比较稳定,不符合题意。
故答案为:A
【分析】“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,一方面考查学生对中华化学史的了解,另一方面考查学生对常见化合物氧化铁颜色的掌握。
2.(2019·全国Ⅰ卷)关于化合物2 苯基丙烯( ),下列说法正确的是(  )
A.不能使稀高锰酸钾溶液褪色 B.可以发生加成聚合反应
C.分子中所有原子共平面 D.易溶于水及甲苯
【答案】B
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.根据题目中的结构简式可以判断出含有碳碳双键,所以能使高锰酸钾褪色。故A错误,不符合题意。
B.含有碳碳双键所以能发生加聚反应。故B正确,符合题意。
C.由于结构简式中含有甲基,根据甲基中碳原子杂化为sp3判断所有原子不共面,故C错误,不符合题意。
D.由于分子中官能团是碳碳双键的烃,没有亲水基团,所以难溶于水,易溶于有机溶剂。
故正确答案:B。
【分析】此题根据有机物中的官能团来判断有机物的性质,根据碳碳双键进行判断其化学性质及物理性质。
3.(2019·全国Ⅰ卷)实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是(  )
A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C.装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯
【答案】D
【知识点】苯的结构与性质;实验装置综合
【解析】【解答】A.根据气压原理,滴加液体时要打开开关,故A正确,不符合题意。
B.由于反应中有溴,具有挥发性,溴蒸气被四氯化碳吸收,溶液呈浅红色。故B正确,不符合题意。
C.反应中生成溴化氢气体能与碳酸钠溶液反应,故C正确,不符合题意。
D.反应后混合液中含有溴苯,溴单质,溴化氢等,经过氢氧化钠溶液后必需经过分液才能得到,故D符合题意。
故正确答案:D。
【分析】 根据苯与溴反应反应产物及有机反应的特点,反应物和生成物同时存在进行判断。
4.(2019·全国Ⅰ卷)固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量HCl气体分子在253 K冰表面吸附和溶解过程的示意图。下列叙述错误的是(  )
A.冰表面第一层中,HCl以分子形式存在
B.冰表面第二层中,H+浓度为5×10 3 mol·L 1(设冰的密度为0.9 g·cm 3)
C.冰表面第三层中,冰的氢键网格结构保持不变
D.冰表面各层之间,均存在可逆反应HCl H++Cl
【答案】D
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;电离方程式的书写;物质的量浓度
【解析】【解答】
A.根据题目信息HCl分子被冰表面吸附判断,A说法正确,不符合题意。
B.根据分子数之比等于物质的量之比,设水的物质的量为1mol,则为18g,HCl的物质的量为10-4mol,根据密度公式,V=m/p,得出体积,然后计算HCl的物质的量浓度,B正确,不符合题意。
C.HCl分子不能与水形成氢键,所以冰分子中氢键结构不变,故C正确,不符合题意。
D.HClH++Cl-此式子是电离,但盐酸水解不是可逆反应,应用等号故D错误,符合题意。
故正确答案为:D。
【分析】根据题目信息进行解题,其次注意氢键知识点的应用,对于HCl分子的性质不能因题目信息的变化而变化。
5.(2019·全国Ⅰ卷)NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸氢钾H2A的Ka1=1.1×10 3 ,Ka2=3.9×10 6)溶液,混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示,其中b点为反应终点。下列叙述错误的是(  )
A.混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关
B.Na+与A2 的导电能力之和大于HA 的
C.b点的混合溶液pH=7
D.c点的混合溶液中,c(Na+)>c(K+)>c(OH )
【答案】C
【知识点】电解质在水溶液中的电离;电解质溶液的导电性;溶液酸碱性的判断及相关计算
【解析】【解答】A.溶液的导电能力和离子浓度,还有离子所带电荷有关,所以和离子种类有关 ,故A正确,不符合题意。
B.由于导电能力和离子浓度有关,根据钠离子的离子浓度最大判断其导电能力,故B正确,不符合题意。
C.根据图像b点刚好是拐点,说明是碱和酸恰好完全反应,而恰好完全反应产物是强碱弱酸盐,溶液显碱性,故C错误,符合题意。
D.c点溶液时氢氧化钠过量,而根据氢离子和氢氧根离子1:1反应得出 NaOH与邻苯二甲酸氢钾 关系比是2:1是恰好完全反应,故当氢氧化钠过量时离子浓度最大,而氢氧根离子和氢离子发生反应所以离子浓度最小,故D答案正确,不符合题意。
故答案为:C
【分析】此题考查酸碱中和的应用,根据离子之间反应关系推出各物质的量之间关系,根据化学方程式及产物的性质进行判断溶液成分,酸碱性。
6.(2019·全国Ⅰ卷)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。下列说法错误的是(  )
A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能
B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+=2H++2MV+
C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3
D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
【答案】B
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.工业合成氨条件是高温高压催化剂,此反应条件是室温下反应,故A答案正确,不符合题意。
B.根据原电池的知识判断,由于该电池是生物燃料电池属于原电池,原电池中电极是负极区的反应,而不是阴极的反应,故B错误,符合题意。
C.根据图像N2变为NH3,N的化合价降低,而 MV+ 中元素的化合价升高了所以是正极区,故C答案正确,不符合题意。
D.质子即氢离子,根据带正电荷判断应该向正极移动,故D正确,不符合题意。
故正确答案:B。
【分析】 此题结合图像及原电池知识进行判断,注意原电池中两级名称,及离子移动方向不因题目信息变化而变化。
7.(2019·全国Ⅰ卷)科学家合成出了一种新化合物(如图所示),其中W、X、Y、Z为同一短周期元素,Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是(  )
A.WZ的水溶液呈碱性
B.元素非金属性的顺序为X>Y>Z
C.Y的最高价氧化物的水化物是中强酸
D.该新化合物中Y不满足8电子稳定结构
【答案】C
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】根据图示X接4个原子可以判断X原子最外层电子数是4,又是短周期,可以判断是碳或者硅原子,根据z接一个键可以判断z最外层电子是1或者是7,根据题目z核外最外层电子数是x核外电子数的一半,所以推出z的最外层是7,所以可能氟或者是氯,而7的两倍是14,故x应是硅,同周期,z是氯,w正1价应是钠,y是p。
A.WZ是氯化钠,故溶液显中性,A错误,不符合题意。
B.非金属性z是氯最大, Z>Y>X,故B 错误不符合题意。
C.Y 的最高价氧化物是磷酸,是中强酸,故C正确,符合题意。
D.该化合物中y形成两个键,又得一个电子,所以达到8电子稳定结构,故D错误,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】 此题主要是推出元素,根据原子形成化学键的特点,一般是达到8电子稳定结构,最外层电子数等于主族序数,又是短周期元素,所以在第二三周期
二、非选择题
8.(2019·全国Ⅰ卷)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)在95
℃“溶侵”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为   。
(2)“滤渣1”的主要成分有   。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子,可选用的化学试剂是   。
(3)根据H3BO3的解离反应:H3BO3+H2O H++B(OH) 4,Ka=5.81×10 10,可判断H3BO3是   酸;在“过滤2”前,将溶液pH调节至3.5,目的是   。
(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为   ,母液经加热后可返回   工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是   。
【答案】(1)NH4HCO3+NH3=(NH4)2CO3
(2)SiO2、Fe2O3、Al2O3;KSCN
(3)一元弱;转化为H3BO3,促进析出
(4)2Mg2++3 +2H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+2 (或2Mg2++2 +H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑);溶浸;高温焙烧
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;二价铁离子和三价铁离子的检验;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)根据加入物质是硫酸铵溶液判断,结合反应类型应是非氧化还原反应,故产生的气体是氨气。碱性气体能与
NH4HCO3 反应实质酸碱中和,故答案:
NH4HCO3+NH3=(NH4)2CO3
(2)滤渣1的判断根据最后产物是 H3BO3 和Mg(OH)2·MgCO3 故题目中提到的 SiO2、Fe2O3、Al2O3 即到了滤渣里。而三价铁离子的检验用常用试剂KSCN溶液,如有则变为血红色,如果没有则无现象。故答案: SiO2、Fe2O3、Al2O3 ;KSCN。
(3)根据电离平衡常数只有 Ka 说明是一元酸,用可逆号说明是弱酸。在过滤2中,根据图示显示得到 H3BO3 而后在滤液中继续调节PH进行沉镁,故答案 、一元弱 ; 转化为H3BO3,促进析出 。
(4)根据电荷守恒进行写离子方程式: 1、2Mg2++3 +2H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+2 (或2Mg2++2 ;
母液根据图像两个方向到母液中最后是硫酸铵,所有应该返回到第一步中, 由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法 :根据物质间的变化应该采用加热的方法。故答案为:溶浸;高温焙烧。
【分析】(1)根据题目图示进行判断,反应方程式中注意是离子还是化学,根据原子守恒进行书写。
(2)根据流程后的物质判断需要的物质,不需要的即是杂质。
(3)根据电离方程式,及平衡常数进行判断。
(4)判断反应根据反应物和生成物进行判断。根据物质间的变化判断反应条件。
9.(2019·全国Ⅰ卷)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是   。
(2)步骤②需要加热的目的是   ,温度保持80~95 ℃,采用的合适加热方式是   。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为   (填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是   。分批加入H2O2,同时为了   ,溶液要保持pH小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有   ,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 ℃时,失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为   。
【答案】(1)碱煮水洗
(2)加快反应;热水浴;C
(3)将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质;防止Fe3+水解
(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)
(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O
【知识点】氧化还原反应;蒸发和结晶、重结晶;复杂化学式的确定;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】(1)油污主要成分是油脂,油脂与碱反应生成高级脂肪防酸盐和丙三醇都能溶于水,所以可以除去 ,故答案为:
碱煮水洗 。
(2)温度对反应速率的影响,可以加快反应速率。根据温度范围,可以选择加热方式:水浴加热。产生硫化氢气体有毒显酸性所以用氢氧化钠吸收,但要防止倒吸现象,故答案为;1、加快反应2、热水浴3、C。
(3)根据最后溶液时硫酸铁铵得出铁是三价铁,而前面反应生成的是二价铁,所以需要氧化性物质,进行氧化,而双氧水是绿色氧化剂,故答案为: 将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质 。
由于三价铁离子的水解程度比较大,故要调节ph防止三价铁水解。故答案为: 防止Fe3+水解 。
(4)得到晶体的一系列过程操作是: 加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤) 。
(5)设硫酸铁铵和水分子的物质的量之比为1:x,根据18x/M+18x= 5.6% 。解出x=12.
【分析】(1)根据油脂的性质进行判断除杂试剂。
(2)根据图反应物和生成物之间的反应类型,关系进行判断条件,根据加热温度选择加热方式,根据气体性质选择吸收剂。
(3)根据反应产物和反应物之间元素化合价的变化进行判断反应类型,再判断试剂作用。
(4)根据产物选择实验操作方法。
(5)根据已知关系利用质量分数计算方法进行计算。
10.(2019·全国Ⅰ卷)水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题:
(1)Shibata曾做过下列实验:①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s),氧化钴部分被还原为金属钴(Co),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。
②在同一温度下用CO还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。
根据上述实验结果判断,还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO   H2(填“大于”或“小于”)。
(2)721 ℃时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合,采用适当的催化剂进行反应,则平衡时体系中H2的物质的量分数为_________(填标号)。
A.<0.25 B.0.25 C.0.25~0.50 D.0.50
E.>0.50
(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用 标注。
可知水煤气变换的ΔH   0(填“大于”“等于”或“小于”),该历程中最大能垒(活化能)E正=   eV,写出该步骤的化学方程式   。
(4)Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如下图所示),催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的PH2O和PCO相等、PCO2和PH2相等。
计算曲线a的反应在30~90 min内的平均速率 (a)=   kPa·min 1。467 ℃时PH2和PCO随时间变化关系的曲线分别是   、   。489 ℃时PH2和PCO随时间变化关系的曲线分别是   、   。
【答案】(1)大于
(2)C
(3)小于;2.02;COOH*+H*+H2O*=COOH*+2H*+OH*(或H2O*= H*+OH*)
(4)0.0047;b;c;a;d
【知识点】氧化性、还原性强弱的比较;反应热和焓变;化学反应速率;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)根据在相同条件下,CO和H 2在平衡时物质的量分数对比,CO的小,说明CO的转化掉的多,剩的少,所以倾向是CO>H2.
(2)根据反应特点 CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) 是等体反应,假设等物质的量的CO全部反应,最终H2的物质的分数是0.5,由于该反应是可逆反应,不可能完全转化,所以它的物质的量分数小于0.5,故选C。
(3)根据起始物质和最终物质的能量大小做比较,发现能量降低,说明是放热,所以 ΔH <0,故答案:小于。
根据图像找能量差距最大的,是-0.16到1.86的能量变化线,故答案为:2.02.
根据图像-0.16对应的物质和1.86对应的物质,从低到高反应变化,写方程式: COOH*+H*+H2O*=COOH*+2H*+OH*(或H2O*= H*+OH*) 。
(4)从图像的两点得出压强差是1.08-3.80=0.28KPa,然后除以时间60min得出答案: 0.0047
根据温度467和489比较,温度不同对反应平衡移动方向影响不同,由于水煤气转化是放热反应,所以 升高温度平衡是逆向移动,H2减少,CO增多,起始压强相同进行判断,467 ℃ 平衡正移,CO减少,H2增多。故答案为b、c;当489℃平衡逆移。答案为:a、d。
【分析】
(1)根据题目信息,看物质是生成物还是反应物,利用平衡解答。
(2)采用极限法,假设全部反应进行计算。因为题目缺少条件。
(3)此题主要是看图像信息进行解答。
(4)根据图像坐标进行计算速率,注意速率的单位。根据图像及速率影响因素进行判断平衡移动方向。
11.(2019·全国Ⅰ卷)【选修三:物质结构与性质】
在普通铝中加入少量Cu和Mg后,形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒,其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小,形成所谓“坚铝”,是制造飞机的主要村料。回答下列问题:
(1)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是 (填标号)。
A.[Ne] B.[Ne] C.[Ne] D.[Ne]
(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是   、   。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是   ,其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是   (填“Mg2+”或“Cu2+”)。
(3)一些氧化物的熔点如下表所示:
氧化物 Li2O MgO P4O6 SO2
熔点/℃ 1570 2800 23.8 75.5
解释表中氧化物之间熔点差异的原因   。
(4)图(a)是MgCu2的拉维斯结构,Mg以金刚石方式堆积,八面体空隙和半数的四面体空隙中,填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见,Cu原子之间最短距离x=   pm,Mg原子之间最短距离y=   pm。设阿伏加德罗常数的值为NA,则MgCu2的密度是   g·cm 3(列出计算表达式)。
【答案】(1)A
(2)sp3;sp3;乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键;Cu2+
(3)Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO>Li2O。分子间力(分子量)P4O6>SO2
(4);;
【知识点】晶体熔沸点的比较;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)电离最外层一个电子所需能量也即是失去一个电子所需的能量,A是第二电离能,B是第一电离能。CD都是激发态容易失去一个电子所以能量最大的是A。
(2)根据N、C都接的单键可以判断杂化类型是 sp3 、 sp3 , 乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是:乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键 ; 其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是Cu2+ ,因为其半径大,空轨道易与N 原子形成配位键。
(3) 氧化物之间熔点差异的原因 :先判断晶体类型,由于晶体类型不同导致影响熔点的作用力不同, 离子晶体的熔点大于分子晶体。Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO>Li2O。分子间力(分子量)P4O6>SO2
(4)根据图像发现 Cu原子之间最短距离 是面对角线的1/4,故答案为:
,而 Mg原子之间最短距离 是体对角线的1/4,所以答案为:
根据密度计算公式p=
=
=
得出

【分析】(1)基态能量小于激发态,第一电离能小于第二电离能,根据此知识点可以解答。
(2)杂化类型判断根据杂化理论,利用化学键进行判断。对于配位键则需要看有无孤对电子和空轨道。
(3)熔沸点比较看晶体类型,根据化学键的不同进行判断。
(4)根据图像利用数学公式进行计算距离和体积,根据物质的量公式进行推到得出密度。
12.(2019·全国Ⅰ卷)【选修五:有机化学基础】
化合物G是一种药物合成中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A中的官能团名称是   。
(2)碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳。写出B的结构简式,用星号(*)标出B中的手性碳   。
(3)写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式   。(不考虑立体异构,只需写出3个)
(4)反应④所需的试剂和条件是   。
(5)⑤的反应类型是   。
(6)写出F到G的反应方程式   。
(7)设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备 的合成路线   (无机试剂任选)。
【答案】(1)羟基
(2)
(3)
(4)C2H5OH/浓H2SO4、加热
(5)取代反应
(6) ,
(7) ,
【知识点】有机物中的官能团;有机物的合成;有机物的结构和性质;取代反应
【解析】【解答】(1)根据A的结构简式进行判断官能团是:羟基。
(2)根据流程图B已经写出结构简式,故直接看对称,由于没有对称轴,所以接四个键的碳原子,4个 不同的原子或基团时 即是手性碳原子。。
(3) 六元环结构、并能发生银镜反应的B,说明还有醛基-CHO,然后写它的同分异构体的结构简式
(4) 根据图像发现反应④应该是酸变酯,所以条件是:C2H5OH/浓H2SO4、加热 。
(5)⑤的反应类型根据最终产物到F的结构简式:,根据E和F 之间的变化判断 ⑤的反应类型是取代反应
(6) 写出F到G的反应方程式 ,
(7) 甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备 的合成路线 : 、 ,
【分析】(1)看有机物的结构简式判断官能团。
(2)根据已知信息手性碳原子判断方法进行判断。
(3)根据官能团的性质,能发生银镜说明含有醛基。所以推出结构简式特点。
(4)根据反应物和生成物之间的官能团之间的变化判断反应条件。
(5)看反应物和产物之间的变化,找出特点取代反应是有上有下。
(6)根据图示进行书写反应方程式。
(7)根据图示流程利用反应物和生成物质间的变化进行梳理流程变化。
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