2013年高考全国新课标一理综化学试题及解析版

2013年普通高等学校招生全国统一考试(新课标I)
理科综合(化学部分)
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12N 14O 16Mg 24S 32K 39Mn 55
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
答案：C解析：C选项，应多吃富含碘元素的食物，如KIO3。

高碘酸为强酸，对人体有很强的腐蚀性。

8．香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料，其结构简式如下：
下列有关香叶醇的叙述正确的是()
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
答案：A解析：根据碳原子的四价原则补齐氢原子，直接查出C、H的原子个数，A选项正确；该有机物分子中含有碳碳双键，B、C选项错误；含有甲基、醇羟基，所以可以发生取代反应，D选项错误。

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－
答案：C解析：A选项W在X的上一周期，所以X为第3周期，分别为O、Na；B选项X可能为Li或Na、Y可均为Al；D选项X可能为Li或Na、Z可能为O或S；上述选项中的Na＋均不影响水的电离平衡；C选项Y只能为Al、Z只能为S，Al3＋、S2－均影响水的电离平衡。

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
答案：B解析：由“电化学原理”可知正极反应式为Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－，负极反应式为Al－3e－===Al3＋；电解质溶液中发生反应Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋3H＋，S2－与H＋结合生成H 2S，使Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋3H＋的平衡右移，最终生成Al(OH)3沉淀，只有B选项正确。

11．已知K sp(AgCl)＝1.56×10－10，K sp(AgBr)＝7.7×10－13，K sp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12。

CrO-，浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L 某溶液中含有Cl－、Br－和2
4
－1的AgNO
溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为()
3
CrO-
A．Cl－、Br－、2
4
CrO-、Br－、Cl－
B．2
4
CrO-
C．Br－、Cl－、2
4
CrO-、Cl－
D．Br－、2
4
CrO-浓度相同，假设滴加AgNO3溶液的过程答案：C解析：因为溶液中Cl－、Br－、24
中混合液中Cl－、Br－、2
CrO-浓度不变，均为0.010 mol·L－1，则开始生成AgCl、AgBr、
4
Ag2CrO4沉淀时溶液中c(Ag＋)浓度分别为1.56×10－8 mol·L－1、7.7×10－11 mol·L－1、3.0×10－5 mol·L－1，所以首先沉淀的是AgBr，最后沉淀的是Ag2CrO4。

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
答案：D解析：属于C5H10O2的酯水解可生成的酸有甲酸、乙酸、丙酸、两种丁酸[CH3CH2CH2COOH、(CH3)2CHCOOH]，共5种；生成的醇有甲醇、乙醇、两种丙醇、4种丁醇，共8种，酸与醇酯化，共得5×8＝40种组合，即40种酯。

答案：D解析：乙醇与水、乙酸乙酯与乙醇互溶，A、B选项中的分离方法均错误；C 选项选用重结晶法是利用KNO3的溶解度受温度变化的影响大，而NaCl的溶解度受温度变化的影响小，错误；蒸馏是利用各组分的沸点不同而采取的分离混合物的方法，D正确。

26．(13分)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：
＋H2O
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：
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%
答案：(1)直形冷凝管
(2)防止暴沸 B
(3)
(4)检漏 上口倒出
(5)干燥(或除水除醇) (6)CD
(7)C 解析：(2)如果立即补加碎瓷片，可能使反应液暴沸，发生危险，A 选项错误；C 选项不能防止暴沸，错误；D 选项浪费药品，错误；(3)醇在浓硫酸作催化剂时，加热条件下可能发生分子内脱水生成烯烃，也可能发生分子间脱水生成醚；(4)环己烯的密度比水小，位于分液漏斗中液体的上层，分液时要先把下层液体从下口放出，再将上层液体从上口倒出，防止从下口放出时混有部分下层液体；(5)无水氯化钙能与水结合，也能与乙醇结合；(7)n (环己醇)＝120g 100g mol -⋅＝0.2 mol 、n (环己烯)＝110g 82g mol
-⋅＝0.122 mol ，产率＝0.122mol 0.2mol
×100%＝61%。

27． (15分)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(LiCoO 2)、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
＋x Li ＋＋x e －===Li x C 6。

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)。

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－x CoO2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)。

答案：(1)＋3
(2)2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋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－x CoO2＋Li x C6===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：(2)正极材料中含有与强碱溶液反应的Al；(3)LiCoO2经酸浸生成CoSO4，Co化合价由＋3降低为＋2，化合价升高的只能为H2O2，H2O2中的O化合价由－1升高为0，生成O2，据此配平即可；注意题干中有对温度的要求，可知H2O2会发生分解；抓住信息“用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液”，把还原剂H2O2去掉了，所以作为还原剂的只能为盐酸，盐酸被氧化生成Cl2，Cl2有毒，污染环境；(5)正极发生得电子的反应，Co的化合价降低，由Li1－x CoO2生成LiCoO2化合价由＋(3＋x)降低到＋3，降低了x，故正极反应式为Li1
－x CoO2＋x e－＋x Li＋===LiCoO2，由充电时电池负极反应式可知放电时负极反应式为Li x C6－x e－===6C＋x Li＋，两电极反应式相加可得电池反应式；(6)注意信息“有利于锂在正极的回收”结合原电池的工作原理，阳离子向正极移动即可分析；沉淀有Al(OH)3、CoCO3，水相为Li2SO4溶液，可知回收的金属化合物。

28．(15分)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)∆H1＝－90.1 kJ·mol－1
(ⅱ)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)∆H2＝－49.0 kJ·mol－1
水煤气变换反应：
(ⅲ)CO(g)＋H 2O(g)===CO 2(g)＋H 2(g) ∆H 3＝－41.1 kJ·mol －1
二甲醚合成反应：
(ⅳ)2CH 3OH(g)===CH 3OCH 3(g)＋H 2O(g) ∆H 4＝－24.5 kJ·mol －1
回答下列问题：
(1)Al 2O 3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Al 2O 3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H 2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Al 2O 3)、压强为5.0 MPa 的条件下，由H 2和CO 直接制备二甲醚，结果如图所示。

其中CO 转化率随温度升高而降低的原因是______________________。

(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＝电池输出电能/燃料质量，1 kW·h ＝3.6×106 J)。

答案：(1)Al 2O 3(铝土矿)＋2NaOH ＋3H 2O===2NaAl(OH)4，NaAl(OH)4＋CO 2===Al(OH)3↓＋NaHCO 3,2Al(OH)3Al 2O 3＋3H 2O
(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H 2O ，通过水煤气变换反应(ⅲ)消耗部分CO
(3)2CO(g)＋4H 2(g)===CH 3OCH 3(g)＋H 2O(g) ∆H ＝－204.7 kJ·mol －1 该反应分子数
减少，压强升高使平衡右移，CO 和H 2转化率增大，CH 3OCH 3产率增加。

压强升高使CO 和H 2浓度增加，反应速率增大
(4)反应放热，温度升高，平衡左移
(5)CH 3OCH 3＋3H 2O －12e －===2CO 2＋12H ＋ 12
11
1000g 1.20V 1296500C mol 46g mol 1kg
--⨯⨯⨯⋅⋅÷(3.6×106 J·kW －1·h －1)＝8.39 kW·h·kg －1 解析：(1)从铝土矿(主要成分Al 2O 3)中提取Al 2O 3，主要应用Al 2O 3能与强碱溶液反应，生成可溶性NaAlO 2或NaAl(OH)4溶液，过滤除去其他不溶性杂质，向滤液中通入酸性气体CO 2，生成Al(OH)3沉淀，过滤洗涤加热分解Al(OH)3得到Al 2O 3；
(3)由反应式ⅳ＋ⅰ×2可得所求热化学方程式，所以∆H ＝∆H 4＋2∆H 1＝(－24.5－90.1×2)kJ·mol －1＝－204.7 kJ·mol －1；化工生产中既要考虑产率(化学平衡移动原理)，也要考虑化学反应速率；(4)正反应放热，温度升高，平衡左移，CO 的转化率降低；(5)燃料电池
中，燃料在负极发生失电子的反应，二甲醚的分子式为C 2H 6O ，在酸性条件下生成CO 2，碳的化合价从－2价升至＋4价，一个二甲醚失去12个e －，书写过程：第一步CH 3OCH 3－12e －―→CO 2，第二步配平除“H 、O ”之外的其他原子CH 3OCH 3－12e －―→2CO 2，第三步用“H ＋”配平电荷CH 3OCH 3－12e －―→CO 2＋12H ＋，第四步补水配氢CH 3OCH 3－12e －＋3H 2O===2CO 2＋12H ＋，第五步用“O ”检查是否配平；1 kg 二甲醚可以产生11000g 46g mol -⋅×12电子，1 mol 电子可以提供96 500 C 的电量，电压×电量＝功，故可求出能量密度。

36． [化学——选修2：化学与技术](15分)
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：
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______和______，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KMnO 4溶液滴定，至浅粉红色不消褪，消耗KMnO 4溶液15.00 mL ，反应的离子方程式为________________________________；列式计算该成品的纯度__________________________。

答案：(1)CO ＋NaOH HCOONa 2HCOONa Na 2C 2O 4＋H 2↑
(2)NaOH 溶液 CaC 2O 4 H 2C 2O 4溶液 H 2SO 4溶液 CaSO 4
(3)分别循环利用氢氧化钠和硫酸(降低成本)，减小污染
(4)Na 2SO 4
(5)5224C O -＋24MnO -＋16H ＋===2Mn 2＋＋8H 2O ＋10CO 2↑ 11
1515.00mL 0.0500mol L 126g mol 21000mL L 0.250g
---⨯⋅⨯⨯⋅⋅⨯×100%＝94.5% 解析：(1)由“甲酸钠加热脱氢”生成Na 2C 2O 4，依据原子守恒可知有H 2生成；(2)Na 2C 2O 4中加入Ca(OH)2生成CaC 2O 4和NaOH ，过滤①后得CaC 2O 4沉淀和NaOH 溶液，NaOH 溶液
经③可循环利用；向CaC 2O 4沉淀中加入H 2SO 4，生成H 2C 2O 4和CaSO 4，过滤②后得CaSO 4沉淀和H 2C 2O 4溶液，溶液中还有过量的H 2SO 4；(3)NaOH 溶液和H 2SO 4可循环利用，是该流程的优点；(4)Na 2C 2O 4和H 2SO 4反应生成的H 2C 2O 4和Na 2SO 4均可溶，故会使草酸中混有Na 2SO 4；(5)草酸被氧化为CO 2，4MnO -被还原为Mn 2＋，依据化合价升降总数相等和电子
得失守恒配平即可；n (4MnO -)＝0.015 L ×0.050 0 mol·L －1，依据离子方程式n (224C O -)＝52n (4MnO -)＝0.015 L ×0.050 0 mol·L －1×52
，m (H 2C 2O 4·2H 2O)＝0.015 L ×0.050 0 mol·L －1×52
×126 g·mol －1。

37． [化学——选修3：物质结构与性质](15分)
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(SiH 4)分解反应来制备。

工业上采用Mg 2Si 和NH 4Cl 在液氨介质中反应制得SiH 4，该反应的化学方程式为__________________________。

____________________________________。

②SiH 4的稳定性小于CH 4，更易生成氧化物，原因是_______________________________ ________________________________________________________________________。

(6)在硅酸盐中，44SiO -
四面体(如下图(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(a)
图(b)
答案：(1)M 9 4
(2)二氧化硅
(3)共价键 3
(4)Mg 2Si ＋4NH 4Cl===SiH 4＋4NH 3＋2MgCl 2
(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)sp 3 1∶3 23[SiO ]n n -(或23SiO -)
解析：硅的核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 2，M 能层有s 、p 、d 三个能级，共9个原子轨道；(3)立方体共有6个面，面心位置上贡献3个原子；(4)此反应不属于氧化还原反应，产物除SiH 4外，还应有MgCl 2，另一生成物只能是NH 3；(5)由信息可知应从反应物、产物键能的差异角度进行分析；(6)一个硅原子与四个氧原子相连，形成4个σ键，硅原子最外层四个电子全部参与成键，无孤电子对，为sp 3杂化；①、②两个氧原子有两个结构单元共用，如图
，中间的结构单元均摊1，再加上其他2个氧原子，一个结构单元中含有一个硅原子、3个氧原子，依据化合价可知一个结构单元表现的化合价为－2，即化学式为23SiO -或23[SiO ]n n -。

38． [化学——选修5：有机化学基础](15分)
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：
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Na 2CO 3溶液、核磁共振氢谱显示其有4种氢。

④ ⑤RCOCH 3＋R′CHO RCOCH===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FeCl 3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)。

答案：(1)苯乙烯
(2)
＋2H 2O
(3)C 7H 5O 2Na 取代反应
(4)
(不要求立体异构)
(5)
(6)13
解析：一分子A 中含有1
72g 18g mol -⋅×2＝8个氢原子，100除以12可知A 分子中含有8个碳原子，分子式为C 8H 8，A 的结构为
，由反应条件可知B 到C 发生醇的催化氧化，结合C 不能发生银镜反应可知B 、C 分别为、
；D 中含有—CHO 和苯环，再由D 可溶于饱和碳酸钠溶液知D 中含有
酚羟基，D 还含有四种氢原子，苯环上的两个取代基应在对位，结构简式为
，则E 为，由信息④可知F 为
，由信息⑤可知G 的结构为；(5)
能发生水解可知H 中含有酯基，依据碳原子、氧原子个数可知H 只能为甲酸某酯，结构简式为；(6)F 的同分异构体分子中一定含有—CHO 、酚羟基，则苯环上的取代基可能为三个(—CHO 、—OH 、—CH 3)，也可能为两个(—CH 2—CHO 、—OH)，三个取代基采用固定一个取代基，移动另一取代基法，先固定—OH 、然后加—CH 3，有邻、间、对三种：①、②、③，然后再加上—CHO ，分别有4、4、2种，共10种；两个取代基的有邻、间、对三种，共13种；五组峰说明有五种氢
原子，且有三个峰面积比为2∶2∶2，所以为对位。