2015年高考理综化学试题及答案解析(全国卷1)

2015年理综试卷全国卷1
化学及其答案
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 K 39
Cr 52 Fe 56 Cu 64 Br 80 Ag 108 I 127
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、选择题：本题共7小题，每小题6分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

7．我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：“性最烈，能蚀五金……
其水甚强，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛。

”这里的“强水”是指 A ．氨水 B ．硝酸 C ．醋 D ．卤水 8．N A 为阿伏加德罗常数的值。

下列说法正确的是
A ．18 g D 2O 和18 g H 2O 中含有的质子数均为10 N A
B ．2 L0.5 mol·L －1亚硫酸溶液中含有的H ＋
离子数为2 N A
C ．过氧化钠与水反应时，生成0.1 mol 氧气转移的电子数为0.2 N A
D ．密闭容器中2 mol NO 与1 mol O 2充分反应，产物的分子数为2 N A
9．乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途，其结构式如图所示。

将甲醛水溶液与氨水混合蒸发
可制得乌洛托品。

若原料完全反应生成乌洛托品，则甲醛与氨的物质的量之比应为 A ．1：1
B ．2：3
C ．3：2
D ．2：1
10．下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是
11．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。

下列有关微生
物电池的说法错误的是 A ．正极反应中有CO 2生成
B ．微生物促进了反应中电子的转移
C ．质子通过交换膜从负极区移向正极区
D ．电池总反应为C 6H 12O 6＋6O
2
6CO 2+6H 2O
12．W 、X 、Y 、Z 均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外L 电子层的电子数分别为0、5、
8、8，它们的最外层电子数之和为l8。

下列说法正确的是 A ．单质的沸点：W > X
B ．阴离子的还原性：W > Z
C ．氧化物的水化物的酸性：Y < Z
D ．X 与Y 不能存在于同一离子化合物中
13．浓度均为0.10 mol·L －
1、体积均为V 0的MOH 和ROH 溶液，分别加水稀释至体积V ，pH 随lg
V V
的
变化如图所示。

下列叙述错误的是 A ．MOH 的碱性强于ROH 的碱性 B ．ROH 的电离程度：b 点大于a 点
C ．若两溶液无限稀释，则它们的c(OH －
)相等
D ．当lg 0V V =2时，若两溶液同时升高温度，则)
()
(++R c M c 增大
第Ⅱ卷(非选择题共58分)
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。

第26题～第28题为化学必考题。

每个试题考生都必须做答。

第36题～第38题为选考题。

考生根据要求做答。

（一）必做题（共计33分） 26．(14分)
草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K 1=5.4×10－2，K 2=5.4x10－
5。

草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。

草酸晶体(H 2C 2O 4·2H 2O)
无色，熔点为l01℃，易溶于水，受热脱水、升华，l70℃以上分解。

回答下列问题：
(1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。

装置C 中可观察到的现象是______，由此可知草酸晶体分解的产物
中有______。

装置B 的主要作用是______。

(2)乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有CO ，为进行验证，选用甲组实验中的装置A 、B 和下图所示
的部分装置(可以重复选用)进行实验。

①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A 、B 、______。

装置H 反应管中盛有的物质是______。

②能证明草酸晶体分解产物中有CO 的现象是__________。

(3)设计实验证明：
①草酸的酸性比碳酸的强________。

②草酸为二元酸________。

27．(14分)
硼及其化合物在工业上有许多用途。

以铁硼矿(主要成分为Mg 2B 2O 5·H 2O 和Fe 3O 4，还有少量Fe 2O 3、
FeO 、CaO 、Al 2O 3和SiO 2等)为原料制备硼酸(H 3BO 3)的工艺流程如图所示：
回答下列问题： (1)写出Mg 2B 2O 5·H 2O 与硫酸反应的化学方程式________。

为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，
还可采取的措施有______、______(写出两条)。

(2)利用______的磁性，可将其从“浸渣”中分离。

“浸渣”中还剩余的物质是______。

(写化学式) (3)“净化除杂”需先加H 2O 2溶液，作用是______。

然后再调节溶液的pH 约为5，目的是______。

(4)“粗硼酸”中的主要杂质是______(填名称)。

(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH 4)，它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为______。

(6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。

以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程
式表示制备过程______。

28．(15分)
碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。

回答下列问题：
(1)大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO 2和H 2SO 4，即可得到I 2。

该反应的
还原产物为______。

(2)上述浓缩液中主要含有I －、Cl －
等离子。

取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO 3溶液，当AgCl 开始
沉淀时，溶液中)
()(-
-Cl c I c 为______。

已知K SP (AgCl)=1.8×10－10，K sp (AgI)=8.5×10－17。

(3)已知反应2HI(g)
H 2(g)+I 2(g)的△H = +11 kJ·mol －
1，l molH 2(g)、1 mol I 2(g)分子中化学键断裂时分
别需要吸收436 kJ 、151 kJ 的能量，则1 mol HI(s)分子中化学键断裂时需吸收的能量为______kJ 。

(4)Bodensteins 研究了下列反应：2HI(g)H 2(g)+I 2(g)
在
①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K 的计算式为——。

②上述反应中，正反应速率为υ正=k 正x 2(HI)，逆反应速率为
υ逆=k 逆 x(H 2)x(I 2)，其中k 正、k 逆为速率常数，则k 逆为
——(以K 和k 正表示)。

若k 正=0.0027 min －
1，在t = 40
min 时， = ——min －
1。

③由上述实验数据计算得到υ正～x(HI)和υ逆～x(H 2)的关系可用下图
表示。

当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别 为——(填字母)。

(二)选考题：共15分。

请考生3道化学题任选一题做答，并用2B 铅笔在答题卡上把所选题目题号后的方
框涂黑。

注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致。

在答题卡选答区域指定位置答题。

如果多做，则每学科按所做的第一题计分。

36．[化学——选修2：化学与技术](15分)
氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。

CuCl 难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的
体系，在潮湿空气中易水解氧化。

以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：
回答下列问题：
(1)步骤①中得到的氧化产物是——。

溶解温度应控制在60～70℃，原因是——。

(2)写出步骤③中主要反应的离子方程式——。

(3)步骤⑤包括用pH = 2的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是______(写名称)。

(4)上述工艺中，步骤⑥不能省略，理由是——。

(5)步骤②、④、⑤、⑧都要进行固液分离。

工业上常用的固液分离设备有——(填字母)。

A．分馏塔8．离心机C．反应釜D．框式压滤机
(6)准确称取所制备的氯化亚铜样品m g，将其置于过量的FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加入适量
稀硫酸，用a mol·L－1的K2Cr2O7溶液滴定到终点，消耗K2Cr2O7溶液b mL，反应中Cr2O72－被还原为Cr3＋。

样品中CuCl的质量分数为——。

37．[化学——选修3：物质结构与性质](15分)
碳及其化合物广泛存在于自然界中。

回答下列问题：
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用——形象化描述。

在基态14C原子
中，核外存在______对自旋相反的电子；
(2)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是——。

(3)CS2分子中，共价键的类型有——、C原子的杂化轨道类型是——，写出两个与CS2具有相同空间构
型和键合形式的分子或离子——。

(4)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于——晶体。

(5)碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：
①在石墨烯晶体中，每个C原子连接——个六元环，每个六元环占有——个C原子。

②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接——个六元环，六元环中
最多有——个C原子在同一平面。

38．[化学——选修5：有机化学基础](15分)
A(C2H2)是基本有机化工原料。

由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式聚异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如下所示：
回答。

下列问题i
(1)A的名称是——，B含有的官能团是——。

(2)①的反应类型是——，⑦的反应类型是——。

，
(3)C和D的结构简式分别为——、——。

(4)异戊二烯分子中最多有——个原子共平面，顺式聚异戊二烯的结构简式为——。

(5)写出与A具有相同宫能团的异戊二烯的所有同分异构体——(填结构简式)。

(6)参照异戊二烯的上述合成路线，设计一条由A和乙醛为起始原料制备1，3一丁二烯的合成路线____。

理科综合能力测试试题参考答案
第1卷
一、选择题
7．B [解析] 氨水为弱碱，不能与金属反应，A项错误；硝酸具有强酸性和强氧化性，能与除金、铂之外的所有金属反应，也能与碳单质、CaCO3等盐反应，故此“强水”应为硝酸，B项正确；醋酸酸性较弱，与金属活动性顺序表中氢后面的金属不反应，C项错误；卤水为MgCl2溶液，MgCl2与大多数金属及盐溶液不反应，D项错误。

8．C [解析] D2O的摩尔质量为20 g/mol，18 g D2O的物质的量小于1 mol，1个D2O分子含有10个质子，则18 g D2O的质子数小于10N A，A项错误；2 L 0.5 mol·L－1亚硫酸溶液中含1 mol H2SO3，亚硫酸为弱酸，未完全电离，故溶液中含有的H＋数目小于2N A，B项错误；Na2O2与水反应生成O2：2Na2O2＋2H2O===4NaO得到2e－H＋O失去2e－2↑，当生成0.1 mol O2时，转移的电子数为0.2N A，C项正确；2 mol NO
与1 mol O2反应生成2 mol NO2，但由于在密闭容器中存在化学平衡2NO2N2O4，故产物的分子数小于2N A，D项错误。

9．C [解析] 由乌洛托品的结构简式C6H12N4可知，反应中HCHO提供C原子，氨提供N原子，分子中C、N 原子个数比即为甲醛与氨的物质的量之比，为3∶2, C项正确。

10.D [解析] 将稀硝酸加入过量铁粉中，生成Fe(NO3)2、NO和水，无Fe3＋，因此加入KSCN后溶液不会变红，A项错误；铜粉加入到Fe2(SO4)3溶液生成CuSO4和FeSO4，无黑色固体生成，B项错误；打磨后的铝箔在酒精灯上灼烧表面生成Al2O3，高熔点的Al2O3兜住了熔融的液态铝，不会滴落，C项错误；将MgSO4溶液滴入NaOH溶液中生成白色Mg(OH)2沉淀，再加入CuSO4溶液，白色沉淀变为蓝色沉淀Cu(OH)2，说明K sp[Cu(OH)2]＜K sp[Mg(OH)2]，D项正确。

11．A [解析] C6H12O6反应生成CO2时，C元素的化合价升高为＋4，发生氧化反应，因此是原电池的负极反应，A项错误；在微生物的作用下，该装置为原电池装置，反应速率加快，促进了反应中电子的转移，B项正确；原电池工作时，阳离子(H＋)移向电池的正极，C项正确；根据电池装置图知电池总反应为葡萄糖的氧化反应C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，D项正确。

12．B [解析] W的L层无电子，则W是H元素，X的L层有5个电子，X的L层为最外层，则X为N元素，Y与Z的L层都有8个电子，则Y和Z为第三周期元素，四种元素的最外层电子数之和为18，Y与Z的最外层电子数之和为12，Z的原子序数大于Y，则Y为P，Z为Cl。

H2、N2都是分子晶体，且相对分子质量N2＞H2，因此H2的沸点低于N2，A项错误；H的非金属性比Cl弱，则其阴离子的还原性H－＞Cl－，B项正确；
只能根据元素非金属性的强弱比较其最高价氧化物的水化物酸性强弱，其他氧化物的水化物的酸性无法比较，C 项错误；N 、P 可以
同时存在于同一离子化合物中，如磷酸的各种铵盐等，D 项错误。

13．D [解析] 由题中信息知，0.1 mol·L －1的MOH 溶液pH ＝13, MOH 为强碱，0.1 mol·L －1
的ROH 溶液11<pH<12, ROH 为弱碱，A 项正确；ROH 为弱碱，加水稀释过程中，电离程度增大，电离程度b 点大于a 点，B 项正确；两溶液无限稀释，pH 均接近7，C 项正确；当lg V
V
＝2时，MOH 溶液的pH ＝11，ROH 溶液的pH ＝10，ROH 溶液中存在着电离平衡，升高温度，ROH 继续电离，c (R ＋
)浓度增大，c (M ＋
)浓度不变，因
此c （M ＋）c （R ＋）
减小，D 项错误。

三、非选择题
26．(14分)
(1)有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊 CO 2 冷凝(水蒸气、草酸等)，防止草酸进入装置C 反应生成 沉淀，干扰CO 2的检验
(2)①F 、D 、G 、H 、D 、I CuO
②H 中黑色粉末变为红色，其后的D 中澄清石灰水变浑浊 (3)①向盛有少量NaHCO 3的试管里滴加草酸溶液，有气泡产生
②用NaOH 标准溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH 的物质的量为草酸的2倍 [解析] (1)草酸分解的化学方程式为H 2C 2O 4=====△
H 2O ＋CO↑＋CO 2↑。

澄清石灰水通常用来检验CO 2，溶液变浑浊，同时有气泡(逸出CO)产生；草酸钙难溶于水，草酸蒸气进入澄清石灰水，会使石灰水变浑浊而干扰CO 2的检验；根据草酸晶体的熔点为101 ℃可用冰水浴冷却吸收。

(2)检验CO 通常是让气体和CuO 固体粉末反应，并将生成的CO 2气体通入澄清石灰水，根据固体颜色变化和石灰水是否变浑浊来确定是否有CO ；(1)中已经确定分解产物中有CO 2，应使分解产物先通过盛有浓NaOH 溶液的装置F 除去CO 2，再通过盛有澄清石灰水的装置D 检验CO 2是否除尽，再通过盛有无水氯化钙的干燥装置G ，后通过盛有灼热的CuO 的装置H ，使CO 转化为CO 2，再经盛有澄清石灰水的D 装置检验，即可达到实验目的。

(3)①根据强酸制弱酸的原理使草酸溶液和NaHCO 3溶液反应，若有气体生成，说明草酸酸性强于碳酸。

27．(14分)
(1)Mg 2B 2O 5·H 2O+2H 2SO 4
2H 3BO 3+2MgSO 4
提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径 (2)Fe 3O 4 SiO 2和CaSO 4
(3)将Fe 2＋氧化成Fe 3＋ 使Fe 3＋与Al 3＋
形成氢氧化物沉淀而除去 (4)(七水)硫酸镁 (5)
(6)2H 3BO 3
B 2O 3+3H 2O B 2O 3+3Mg
2B+3MgO
[解析] (1)根据题干表述及流程图知硫酸酸浸铁硼矿过程中，与Mg 2B 2O 5·H 2O 反应的产物应有H 3BO 3、MgSO 4；铁硼矿与硫酸的反应为固液反应，为提高反应速率可通过升高温度、增大溶液浓度、增大固体表面积(粉碎矿 石)、搅拌等措施。

(2)Fe 3O 4俗名磁性氧化铁，可利用其磁性从滤渣中分离，剩余固体为SiO 2和CaSO 4。

(3)Fe 2＋沉淀所需溶液pH 较大，Fe 3＋沉淀所需溶液pH 较小，可加入H 2O 2将Fe 2＋转化为Fe 3＋
后调节pH ，使之沉淀除去。

(4)从流程图看，铁硼矿中的Fe 3O 4、Fe 2O 3、FeO 、Al 2O 3和SiO 2等杂质经过前几次操作均已被除去，剩余含MgSO 4和硼酸的溶液，会有MgSO 4·7H 2O 晶体混杂在硼酸中。

(5)NaBH 4中Na ＋和BH －4之间为离子键，BH －
4中H 和B 之间为共价键，根据8电子(或2电子)稳定结构，NaBH 4
电子式为Na ＋[H·,·)BH,··),··,H)·,·)H,]－。

28．(15分)
(1)MnSO 4(或Mn 2＋
)
(2)4.7×10－
7 (3)299 (4)①
2
784
.0108
.0108.0 ②k 正／K 1.95×10－
3 ③A 、E
[解析] (1)海藻中的碘应为I －，与 MnO 2和H 2SO 4反应的离子方程式为 2I －＋MnO 2＋4H ＋===Mn 2＋
＋I 2＋2H 2O ，还原产物为MnSO 4。

(2)K sp (AgCl)＝1.8×10－10>K sp (AgI)＝8.5×10－17
，当AgCl 开始沉淀时，AgI 已经沉淀，即AgCl 、AgI 均达
沉淀溶解平衡状态，此时溶液中c （I －）c （Cl －）＝K sp （AgI ）K sp （AgCl ）＝8.5×10－171.8×10
－10＝4.7×10－7。

(3)设HI 的键能为x ，则有2x －436 kJ·mol －1
－151 kJ·mol －1
＝＋11 kJ·mol －1
，解得x ＝299 kJ·mol －1。

(4)①根据表格中数据分析知HI 的起始物质的量为1 mol, 120 min 分解反应达平衡状态，HI 的平衡物质的量为0.784 mol ，三行式计算表示如下：
2HI(g) H 2 (g)＋ I 2(g)
n 0： 1 mol 0 0
Δn ： 0.216 mol 0.108 mol 0.108 mol n 平： 0.784 mol 0.108mol 0.108mol
2HI(g)
H 2(g)＋I 2(g)为气体分子数不变的反应，K 值计算如下：K ＝0.108×0.108
0.784×0.784。

②平衡时v 正＝v 逆，k 正x 2
(HI)＝k 逆x (H 2)x (I 2)，则
k 正k 逆＝x （H 2）x （I 2）x 2（HI ）＝K ，则k 逆＝k 正
K。

若k 正＝0.002 7 min －1
，在t ＝40 min 时，v 正＝0.002 7 min －1
×0.852
＝1.95×10－3
min －1。

③该反应是吸热反应，升高温度，正逆反应速率增大，而平衡正向移动，HI 的物质的量分数降低，H 2
的物质的量分数升高，故平衡时v 正和v 逆分别对应A 点、E 点。

36．[化学——选修2：化学与技术](15分)
(1)CuSO 4或Cu 2＋
温度低溶解速度慢、温度过高铵盐分解
(2)2Cu 2＋＋SO 32－＋2C1－＋H 2O==2CuCl ↓+SO 42－+2H ＋
(3)硫酸
(4)醇洗有利加快去除CuCl 表面水分，防止其水解氧化 (5)B 、D
(6)0.597ab m
×100％
37．[化学——选修3：物质结构与性质](15分) (1)电子云 2
(2)C 有4个价电子且半径小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构
(3)δ键和π键 sp CO 2、SCN －
(或COS 等)
(4)分子 (5)①3 2 ②12 4
38．[化学——选修5：有机化学基础](15分) (1)乙炔 碳碳双键和酯基 (2)加成反应 消去反应
(3)
CH 3CH 2CH 2CHO
[解析] (1)A 的分子式为C 2H 2，是基本化工原料，A 是乙炔；B 为乙炔和乙酸的加成产物，结构简式为CH 2===CH —OOCCH 3，所含官能团为碳碳双键和酯基。

(2)根据不饱和度及结构简式对比，反应①为加成反应，⑦为消去反应。

(3)C 为CH 2—CH OCCH 3O 的水解产物，根据其最终生成CH 2—HCCH 2OCHCH 2CH 2CH 3OCH 分析，C 应为CH 2—CH OH ；D 应为CH 3CH 2CH 2CHO 。

(4)异戊二烯两个双键确定的平面重合时共平面的原子最多，共有11个。

(5)异戊二烯不饱和度为2，与A 含有相同官能团的同分异构体，即为含有三键的链烃，分别为 HC ≡C —CH 2CH 2CH 3、CH 3C ≡C —CH 2CH 3、 CHCCHCH 3CH 3 。

(5)①石墨烯为平面结构，每个碳原子周围有3条单键，每两条相邻单键在一个环内，则每个C 原子连接3个六元环，每个环内有6×1
3
＝2个碳原子；
②金刚石晶体为空间立体网状结构，每个碳原子周围有4条单键，每两条相邻单键参与形成三个六元环，即每个C 原子连接12个六元环，每个环内最多有4个C 原子共平面。