2015年普通高等学校招生全国统一考试化学(北京卷)

1、2015年普通高等学校招生全国统一考试(北京卷)理科综合能力测试6.(2015北京理综,6)下列我国古代的技术应用中,其工作原理不涉及化学反应的是()A.火药使用B.粮食酿酒C.轮转排字D.铁的冶炼答案:C解析:有新物质生成的变化是化学变化,没有新物质生成的变化是物理变化。A项,火药使用时,火药发生爆炸,有新物质产生,有化学变化,A错误;B项,粮食酿酒涉及淀粉水解、葡萄糖分解转化为酒精和CO2,有化学变化,B错误;C项,转轮排字过程中没有产生新物质,发生物理变化,C正确;D项,铁的冶炼发生的是氧化还原反应,有化学变化,D错误,答案选C。7.(2015北京理综,7)下列有关性质的比较,不能用元素

2、周期律解释的是()A.酸性:H2SO4H3PO4B.非金属性:ClBrC.碱性:NaOHMg(OH)2D.热稳定性:Na2CO3NaHCO3答案:D解析:A项,同周期元素,自左向右非金属性逐渐增强,最高价氧化物的水化物的酸性逐渐增强,硫元素的非金属性强于磷元素的,则硫酸的酸性强于磷酸的;B项,同主族元素,自上而下非金属性逐渐减弱,则氯元素的非金属性强于溴元素的;C项,同周期元素,自左向右金属性逐渐减弱,最高价氧化物的水化物的碱性逐渐减弱,钠的金属性强于镁的,则氢氧化钠的碱性强于氢氧化镁,C错误;D项,碳酸钠的稳定性强于碳酸氢钠的,与元素周期律没有关系,D符合,答案选D。8.(2015北京理综,

3、8)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是()A.氮元素均被氧化B.工业合成氨属于人工固氮C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化D.碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环答案:A解析:A项,人工固氮过程中N2+3H22NH3中氮元素被还原,A错误;B项,游离态的氮元素转化为化合态的过程是氮的固定,工业合成氨是氮气与氢气转化为氨气,属于人工固氮,B正确;C项,利用铵盐合成尿素说明含氮的无机物和含氮的有机物之间可以相互转化,C正确;D项,由于动植物排泄物及遗体也参与在氮的循环中,因此C、H、O在不同阶段参与了氮的循环,D正确,答案选A。9.(2015北京理综,9)最新报道:科学家首次用X射线激光技

4、术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:下列说法正确的是()A.CO和O生成CO2是吸热反应B.在该过程中,CO断键形成C和OC.CO和O生成了具有极性共价键的CO2D.状态状态表示CO与O2反应的过程答案:C解析:A项,根据图像可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,因此正反应是放热反应,A错误;B项,根据状态、可以看出整个过程中的CO没有断裂成C和O,B错误;C项,CO2中的共价键是不同的非金属元素之间形成的,因此是极性键,C正确;D项,状态状态表示的是CO与O形成CO2的过程,D错误。10.(2015北京理综,10)合成导电高分子材料PPV的反应:2nH+(2

5、n-1)HI下列说法正确的是()A.合成PPV的反应为加聚反应B.PPV与聚苯乙烯具有相同的重复结构单元C.和苯乙烯互为同系物D.通过质谱法测定PPV的平均相对分子质量,可得其聚合度答案:D解析:A项,根据化学反应方程式可知,该反应中有小分子HI生成,因此属于缩聚反应,A错误;B项,聚苯乙烯()是苯乙烯通过加聚反应生成的,其链节为,因此结构重复单元是不同的,B错误;C项,结构相似,分子组成相差若干个CH2原子团的有机物互为同系物,含有2个碳碳双键,而苯乙烯只有一个碳碳双键,二者不能互为同系物,C错误;D项,利用质谱法可测定其相对分子质量,然后再通过链节的相对分子质量,即可得到其聚合度,D正确。

6、11.(2015北京理综,11)某消毒液的主要成分为NaClO,还含有一定量的NaOH。下列用来解释事实的方程式中,不合理的是(已知:饱和NaClO溶液的pH约为11)()A.该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备:Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2OB.该消毒液的pH约为12:ClO-+H2OHClO+OH-C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用,产生有毒Cl2:2H+Cl-+ClO-Cl2+H2OD.该消毒液加白醋生成HClO,可增强漂白作用:CH3COOH+ClO-HClO+CH3COO-答案:B解析:A项,氢氧化钠溶液吸收氯气生成次氯酸钠、氯化钠和水,即可制得消毒液,A正确;

7、B项,由于饱和次氯酸钠溶液的pH=11,如果消毒液的pH=12,这是由于氢氧化钠电离出氢氧根离子,导致氢氧根浓度增大,B错误;C项,次氯酸钠具有强氧化性,在酸性条件下,能把氯离子氧化为氯气,C正确;D项,次氯酸的漂白性强于次氯酸钠,因此消毒液中加白醋生成次氯酸后,可增强漂白作用,D正确。12.(2015北京理综,12)在通风橱中进行下列实验:步骤现象Fe表面产生大量无色气泡,液面上方变为红棕色Fe表面产生少量红棕色气泡后,迅速停止Fe、Cu接触后,其表面均产生红棕色气泡下列说法不正确的是()A.中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O22NO2B.中的现象说明Fe表面形成致密的氧化膜,阻止

8、Fe进一步反应C.对比、中现象,说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸D.针对中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化答案:C解析:A项,铁与稀硝酸反应生成无色气体NO,NO遇空气被氧化为红棕色气体NO2,A正确;B项,常温下铁在浓硝酸中发生钝化,在铁的表面形成一层致密的氧化膜,从而阻止铁继续与浓硝酸反应,B正确;C项,由于钝化后反应停止,因此不能利用钝化比较氧化性,事实上浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,C错误;D项,由于在原电池中可以通过电流方向判断正负极,所以在铁和铜之间加电流计,可以判断出电子的流向,从而判断出铁是否被氧化,D正确。25.(2015北京理综,25)(17分)“张-烯炔环异

9、构化反应”被Name Reactions收录。该反应可高效构筑五元环状化合物:(R、R、R表示氢、烷基或芳基)合成五元环有机化合物J的路线如下:已知:+(1)A属于炔烃,其结构简式是。(2)B由碳、氢、氧三种元素组成,相对分子质量是30。B的结构简式是。(3)C、D含有与B相同的官能团,C是芳香族化合物。E中含有的官能团是。(4)F与试剂a反应生成G的化学方程式是,试剂b是。(5)M和N均为不饱和醇,M的结构简式是。(6)N为顺式结构,写出N和H生成I(顺式结构)的化学方程式:。答案:(1)CH3CCH(2)HCHO(3)碳碳双键、醛基(4)氢氧化钠醇溶液(5)CH3CCCH2OH(6)+H2

10、O解析:(1)A的分子式为C3H4,属于炔烃,则A的结构简式为CH3CCH。(2)B是由C、H、O三种元素组成,其相对分子质量是30,则B应该是甲醛,结构简式为HCHO。(3)C、D含有相同的官能团,C是芳香族化合物,C的分子式是C7H6O,因此C中含有的官能团是醛基,即C是苯甲醛()。根据D的分子式为C2H4O,则D是乙醛,结构简式为CH3CHO。根据已知信息可知苯甲醛和乙醛发生反应生成E的结构简式为,因此E中含有的官能团是醛基和碳碳双键。(4)根据已知信息和J的结构简式可知I的结构简式为。H与N发生酯化反应生成I,则H的结构简式为,N的结构简式为CH3CHCHCH2OH。丙炔(A)与甲醛(

11、B)发生加成反应生成M,则M的结构简式为CH3CCCH2OH,M与氢气发生加成反应生成N。根据F的分子式可知F的结构简式为,F要转化为H,则首先要和溴水发生加成反应,然后再通过消去反应引入碳碳三键,则F与试剂a反应生成G的化学方程式为。卤代烃发生消去反应的试剂是氢氧化钠醇溶液。(5)根据以上分析可知M的结构简式为CH3CCCH2OH。(6)N和H生成I的化学方程式为+H2O。26.(2015北京理综,26)(12分)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示:(1)反应的化学方程式是。(2)反应得到的产物用I2进行分离

12、。该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层含低浓度I2的H2SO4层和含高浓度I2的HI层。根据上述事实,下列说法正确的是(选填序号)。a.两层溶液的密度存在差异b.加I2前,H2SO4溶液和HI溶液不互溶c.I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶辨别两层溶液的方法是。经检测,H2SO4层中c(H+)c(SO42-)=2.061,其比值大于2的原因是。(3)反应:2H2SO4(l)2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)H=+550 kJmol-1。它由两步反应组成:.H2SO4(l)SO3(g)+H2O(g)H=+177 kJmol-1;.SO3(g)分解。L(L1,L2),X可分别代表

13、压强或温度,下图表示L一定时,中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。X代表的物理量是。判断L1、L2的大小关系,并简述理由:。答案:(1)2H2O+SO2+I2H2SO4+2HI(2)ac观察颜色,颜色深的是HI层,颜色浅的是H2SO4层H2SO4层中含有少量HI(3)压强L2L1SO3(g)分解的热化学方程式:2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)H=+196 kJmol-1,压强一定时,温度升高,平衡转化率增大解析:(1)I2具有氧化性,能把SO2氧化为硫酸,而I2被还原为HI,反应的化学方程式为2H2O+SO2+I2H2SO4+2HI。(2)a.硫酸层的密度大于氢碘酸层的,因此两层

14、溶液的密度存在差异,a正确;b.硫酸和氢碘酸均是易溶于水的,二者互溶,b错误;c.由于碘分子能与碘离子结合形成I3-,所以I2在HI溶液中比在硫酸溶液中易溶,c正确,答案选ac。可以利用碘水有颜色,浓度大时,颜色深;浓度小时,颜色浅来辨别。由于硫酸层中含有少量HI,还会电离出少量H+,因此溶液中c(H+)c(SO42-)2。(3)根据盖斯定律,反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)H=+550 kJmol-1-2177 kJmol-1=+196 kJmol-1。三氧化硫分解是吸热的体积增大的可逆反应,升高温度平衡向正反应方向进行,三氧化硫的转化率升高。增大压强平衡向逆反应方向进行,三氧化

15、硫的转化率降低,因此X表示的是压强。反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)H0是吸热反应,在压强一定时,温度越高,平衡正向移动,三氧化硫的转化率增大,所以L2L1。27.(2015北京理综,27)(14分)研究CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。(1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在,其中HCO3-占95%,写出CO2溶于水产生HCO3-的方程式:。(2)在海洋碳循环中,通过下图所示的途径固碳。写出钙化作用的离子方程式:。同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O,用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下,将其补充完整:+(CH2O)x+x18O2

16、+xH2O(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上,其准确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳,可采用如下方法:气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3,再用x molL-1 HCl溶液滴定,消耗y mL HCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度= molL-1。(4)利用下图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。结合方程式简述提取CO2的原理:。用该装置产生的物质处理b室排出的海水,合格后排回大海。处理至合格的方法是。答案:(1)CO2+H2OH

17、2CO3、H2CO3H+HCO3-(2)2HCO3-+Ca2+CO2+CaCO3+H2OxCO22xH218O(3)xyz(4)a室发生反应:2H2O-4e-O2+4H+,H+通过阳离子交换膜进入b室,发生反应H+HCO3-H2O+CO2c室的反应:2H2O+2e-2OH-+H2,用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的pH解析:(1)CO2溶于水生成二元弱酸碳酸,碳酸电离出碳酸氢根和氢离子:CO2+H2OH2CO3、H2CO3H+HCO3-。(2)根据示意图可知碳酸氢根与钙离子结合生成碳酸钙和CO2,则根据原子守恒可知还有水生成,离子方程式为2HCO3-+Ca2+CO2+

18、CaCO3+H2O。在光合作用中产生的氧气来自于水,因此反应为xCO2+2xH218O(CH2O)x+x18O2+xH2O。(3)根据实验原理可知装置的作用之一是酸化,其次还需要将CO2吹出,在酸化过程中要选择难挥发性的酸,因此选择酸化的试剂为稀硫酸,因此装置图为。根据化学方程式可知,在滴定过程中存在守恒关系:HCO3-H+,则n(H+)=xy10-3 mol,溶液的体积V=0.001z L,所以根据c=nV可知c=xyz molL-1。(4)电解池中,a室中发生反应:2H2O-4e-O2+4H+,H+通过阳离子交换膜进入b室,发生反应H+HCO3-H2O+CO2,从而达到提取CO2的目的。c

19、室的反应:2H2O+2e-2OH-+H2,用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口的pH。28.(2015北京理综,28)(15分)为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某同学通过改变浓度研究“2Fe3+2I-2Fe2+I2”反应中Fe3+和Fe2+的相互转化。实验如下:(1)待实验溶液颜色不再改变时,再进行实验,目的是使实验的反应达到。(2)是的对比实验,目的是排除中造成的影响。(3)和的颜色变化表明平衡逆向移动,Fe2+向Fe3+转化。用化学平衡移动原理解释原因:。(4)根据氧化还原反应的规律,该同学推测中Fe2+向Fe3+转化的原因:外加Ag+使c(I-)降低,导致I-的还原性弱于Fe2+,用下图装置(a、b均为石墨电极)进行实验验证。K闭合时,指针向右偏转,b作极。当指针归零(反应达到平衡)后,向U形管左管中滴加0.01 molL-1 AgNO3溶液,产生的现象证实了其推测,该现象是。(5)按照(4)的原理,该同学用上图装置进行实验,证实了中Fe2+向Fe3+转化的原因。