2012高考山西理科综合化学试题解析

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2012山西高考理综试题山西介休周亚利2012-6-87．下列说法正确的是（）A．液溴易挥发，在存放液溴的试剂瓶中应加水封B．能使湿润的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2C．某溶液加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中一定含有I-D．某溶液加入BaCl2溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，该溶液一定含有Ag+解析：B中能使湿润的淀粉KI试纸变成蓝色的物质不一定是Cl2，NO2气体也可以，所以B错；C中CCl4层显紫色，证明原溶液中一定含有I2，所以C错；D中加入BaCl2溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，该溶液可能含有SO42-，所以D错。8．下列说法正确的是（）A．医用酒精的浓度通常为95%B．单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料C．淀粉、纤维素和油脂都属于天然高分子化合物D．合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料解析：A中医用酒精的浓度通常为75%，所以A错；C中油脂不是高分子化合物，所以C错；D中合成纤维是有机高分子材料，所以D错。9．用NA表示阿伏加得罗常数的值，下列叙述中不正确的是（）A．分子总数为NA的NO2和CO2的混合气体中含有的氧原子数为2NAB．28g乙烯和环丁烷（C4H8）的混合气体中含有的碳原子数为2NAC．常温常压下，92g的NO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NAD．常温常压下，22.4L氯气与足量的镁粉充分反应，转移的电子数为2NA解析：A中1molNO2和1molCO2中含有的氧原子数均为2NA，所以1mol混合气体中含有的氧原子数为2NA；B中乙烯和环丁烷（C4H8）的最简式相同，碳元素的质量分数相同，所以混合气体中含有的碳原子数为2NA，C中一个N2O4分子中的原子数是一个NO2分子中原子数的2倍，按极限法计算的混合气体中含有的原子数为6NA；D中常温常压下，22.4L氯气不是1mol所以错。10．分子式为C5H12O且可与金属钠反应放出氢气有机化合物有（不考虑立体异构）（）A．5种B．6种C．7种D．8种解析：分子式为C5H1210 O且可与金属钠反应放出氢气有机化合物只有醇的结构，5个碳原子的烷烃有三种碳链异构体，用羟基分别取代氢原子：CCC—C—C—C—C；C—C—C—C；C—C—C所以是8种异构体。↑↑↑↑↑↑↑↑C11．已知温度T时水的离子积常数为Kw，该温度下，将浓度为amol•L-1的一元酸HA与bmol•L-1的一元碱BOH等体积混合，可判定该溶液呈中性的依据是（）A．a=bB．混合溶液的pH=7C．混合溶液中，C（H+）=mol•L-1D．混合溶液中,C（H+）+C（B+）=C（A-）+C（OH-）解析：A中a=b只有一元强酸与一元强碱反应才成立；B中混合溶液的pH=7，只有在常温下才成立，该反应的温度为T，不一定成立；C中，只有混合溶液中，C（H+）=C（OH-）=mol•L-1，此时溶液肯定为中性；D中混合溶液在任何条件下都有电荷守恒,C（H+）+C（B+）=C（A-）+C（OH-）12．分析下表中各项的排布规律，按此规律排布的第26项应为（）12345678910C2H4C2H6C2H6OC2H4O2C3H6C3H8C3H8OC3H6O2C4H8C4H10A．C7H16B．C7H14O2C．C8H18D．C8H18O解析：从1-4分别为烯烃、烷烃、饱和一元醇（或者醚）、羧酸（或者酯）的组成；如果把1-4算一轮，那么第26项就应该是第7轮组成中第2个，即8个碳原子的烷烃组成C8H18。13．短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，其中W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同。X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质，而Z不能形成双原子分子。根据以上叙述，下列说法正确的是（）A．上述四种元素的原子半径大小为W＜X＜Y＜ZB．W与Y可形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物C．W、X、Y、Z原子的核外最外层电子数的总和为20D．由W与X组成的化合物的沸点总低于由W与Y组成的化合物的沸点解析：因为短周期元素W、X、Y、Z是短周期元素，且W原子序数最小，W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同，说明X、Y、Z原子的核外内层电子数均为2，它们均为第二周期的元素，10 W为1号元素氢；X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，所以X为6号元素碳；采用液态空气分馏方法来生产Y的单质，Y可能为氧元素或者氮元素；Z不能形成双原子分子，Z可能为氖元素。A中上原子半径大小为W＜Y＜X；B中H与N(O)可形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物,例如：N2H4、H2O2；C中W、X、Y、Z原子的核外最外层电子数的总和为20或者21；D中由H与C组成的化合物的沸点不一定总低于由H与N(或者O)组成的化合物的沸点,例如：碳原子数很大的烃，常温是固体，其沸点不一定低于氨气或者水。26．（14分）铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要的化合物。（1）要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱，使Cl-与OH-发生交换。交换完成后，流出溶液的OH-用0.40mol•L-1的盐酸滴定，滴定终点时消耗盐酸25.0ml。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中的x的值：（列出计算过程）；（2）现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n(Fe):n(Cl)=1:2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为。在实验室中，FeCl2可用铁粉和反应制备，FeCl3可用铁粉和反应制备；（3）FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为；（4）高铁酸钾（K2FeO4）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料，FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可以制取K2FeO4，其反应的离子方程式为。与MnO2-Zn电池类似，K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为，该电池总反应的离子方程式为。解析：本题以铁及其化合物的性质为内容考察学生的计算能力、离子反应、氧化还原反应以及电极反应的书写技能等。（1）离子交换的含义是：使溶液通过离子交换柱进行阴离子或者阳离子的交换。此题中，溶解后先进行阳离子交换预处理，其目的是把溶液中的铁离子与交换柱中的阳离子进行交换，使铁离子交换到交换柱上，然后再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱，使Cl-与OH-发生交换。这样滴定所消耗的n（H+）等于原FeClx中的n（Cl-）。n（Cl-）=n（H+）=0.40mol•L-1×0.025L=0.010molM（FeClx）×0.01÷xmol=0.54gx=3（2）设：FeCl2和FeCl3的物质的量分别为a、b，则：（a+b）:（2a+3b）=1:2.1解得：a:b=9:1所以：FeCl3的物质的量分数为10%10 实验室制备FeCl2用：铁+稀盐酸反应；实验室制备FeCl3用：铁+氯气（3）2Fe3++2I-==I2+2Fe2+（4）Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-===2FeO42-+3Cl-+5H2O正极：FeO42-+3e-+4H2O===Fe（OH）3↓+5OH-3Zn+2FeO42-+8H2O===2Fe（OH）3↓+3Zn（OH）2↓+4OH-答案：（1）n（Cl-）=n（H+）=0.40mol•L-1×0.025L=0.010molM（FeClx）×0.01÷xmol=0.54gx=3（2）10%盐酸氯气（3）2Fe3++2I-==I2+2Fe2+（4）Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-===2FeO42-+3Cl-+5H2O正极：FeO42-+3e-+4H2O===Fe（OH）3↓+5OH-3Zn+2FeO42-+8H2O===2Fe（OH）3↓+3Zn（OH）2↓+4OH-27．（15分）光气（COCl2）在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。（1）实验室常用来制备氯气的化学方程式为；（2）工业上利用天然气（主要成分是CH4）与CO2进行高温重整制备CO，已知CH4、H2和CO的燃烧热（ΔH）分别为-890.3kJ•mol-1、-285.8kJ•mol-1、-283.0kJ•mol-1，则生成1m3（标准状况）CO所需热量为；（3）实验室中可用氯仿（CHCl3）与双氧水直接反应制备光气，其反应的化学方程式为；（4）COCl2的分解反应为：COCl2（g）=Cl2（g）+CO（g）ΔH=+108kJ•mol-1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示（第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未标出）：10 ①计算反应在第8分钟时的平衡常数K=；②比较第2min反应温度T(2)与第8min反应温度T(8)的高低：T(2)T(8)（填“＜”、“＞”或“＝”）；③若12min时反应于温度T(8)下重新达到平衡，则此时C(COCl2)=mol•L-1;④比较产物CO在2-3min、5-6min和12-13min时平均反应速率〔平均反应速率分别以v(2-3)、v(5-6)、v(12-13)表示〕的大小；⑤比较反应物COCl2在5-6min和15-16min时平均反应速率的大小：v(5-6)v(15-16)（填“＜”、“＞”或“＝”），原因是。解析：△（1）实验室常用二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下制取氯气：MnO2+4HCl(浓)===MnCl2+Cl2↑+2H2O（2）①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH1=-890.3kJ•mol-1②H2(g)+1／2O2(g)===H2O(l)ΔH2=-285.8kJ•mol-1③CO(g)+1／2O2(g)===CO2(g)ΔH3=-283.0kJ•mol-1CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)ΔH4=？(因为CO与水蒸气在高温下反应，所以这里的产物为CO和氢气)根据盖斯定律:①-②-③×2得ΔH4=-890.3kJ•mol-1+285.8kJ•mol-1×2+283.0kJ•mol-1×2=+247.3kJ•mol-1生成1m3（标准状况）CO的物质的量为1000L÷22.4L•mol-1，所需要的热量为：5.52×103kJ（3）CHCl3+H2O2===COCl2+HCl+H2O此反应中H2O2为氧化剂；CHCl3为还原剂。（4）①反应在第8分钟时：c(Cl2)=c(CO)=0.085mol•L-1c(COCl2)=0.04mol•L-1平衡常数K=0.11×0.085÷0.04=0.234mol•L-1②从第2min的平衡到第8min的平衡移动，是因为升高温度导致平衡移动，故T(2)＜T(8)③第10分钟时平衡移动的原因是将生成物中的CO移除一部分，c(Cl2)由原平衡的0.11mol•L-1增加到0.12mol•L-1，变化了0.01mol•L-1，所以c(COCl2)=0.04mol•L-1-0.01mol•L-1=0.03mol•L-1④v(2-3)和v(12-13)已经达到平衡，、c(CO)均保持不变，故其单位时间内浓度变化量均为零，，所以二者相等，但是v(5-6)时未达到平衡，单位时间内c(CO)10 浓度的变化量增大，所以反应速率最大。所以v(5-6)＞v(2-3)=v(12-13).⑤5-6min和15-16min时，反应的温度相同，但是15-16min是因为减小压强使平衡右移，反应物浓度减小，反应速率减慢，所以v(5-6)＞v(15-16)△答案：（1）MnO2+4HCl(浓)===MnCl2+Cl2↑+2H2O（2）5.52×103kJ（3）CHCl3+H2O2===COCl2+HCl+H2O（4）①0.234mol•L-1②＜③0.03mol•L-1④v(5-6)＞v(2-3)=v(12-13).⑤＞，5-6min和15-16min时，反应的温度相同，但是15-16min是因为减小压强使平衡右移，反应物浓度减小，反应速率减慢，所以v(5-6)＞v(15-16)28．（14分）溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：按下列合成步骤回答问题：（1）在a中加入15ml无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0ml液态溴。向a中滴入几滴溴，有白色烟雾产生，是因为生成了气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是；（2）液溴滴完后，经过下列步骤进行分离提纯：①向a中加入10ml水，然后过滤除去未反应的铁屑；10 ②滤液依次用10ml水、8mL10%的NaOH溶液、10ml水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是；③向分出的粗溴苯中加入少量无水氯化钙，静置、过滤。加入氯化钙的目的是（3）经过以上分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为，要进一步提纯，下列操作中必须的是（填入正确选项前的字母）；A.重结晶B.过滤C.蒸馏D.萃取（4）在该实验中，a的容积最适合的是（填入正确选项前的字母）；A.25mlB.50mlC.250mlD.500ml解析：（1）溴苯的制备方法：苯+液溴在溴化铁催化下反应生成溴苯+溴化氢。而溴化氢气体极易溶于水，故白色烟雾产生是因为生成溴化氢气体；装置d的作用是吸收生成气体以及溴蒸汽，防止扩散到空气中，同时可以防止液体倒吸。（2）溴苯的分离和提纯原理：先用水洗：溶解溴化铁、分液；再用NaOH溶液洗涤，除去溴化氢和未反应的液溴，分液；再用水洗，洗去有机物中残留的碱、分液；加氯化钙干燥有机物、过滤；得到粗苯中含有苯，用蒸馏法分离。NaOH溶液洗涤的作用：是除去溴化氢以及未反应的液溴，因为液溴可与NaOH溶液反应。加入氯化钙的目的：是吸收有机物中残留的少量水。（3）溴苯中主要杂质是苯，用用蒸馏法分离.（4）按照液体体积不超过容器体积的三分之二判断，a容器内放置的液体大约为15ml+4ml+铁粉约为20ml,所以选50ml最合适。答案：（1）溴化氢吸收溴化氢气体以及溴蒸汽（2）除去溴化氢以及未反应的液溴干燥（3）苯C（4）B37.[选修3物质结构与性质]（15分）ⅥA族的氧、硫、硒（Se）、碲（Te）等元素再化合物中常表现出多种氧化物，含ⅥA族元素的化合物再研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：（1）S单质的常见形式为S8，其环状结构如下图所示，S原子采用的轨道杂化方式为（2）原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为；10 （3）Se的原子序数为，其核外M层电子的排布式为；（4）H2Se的酸性比H2S（填“强”或“弱”）。气态SeO3分子的立体构型为，SO32-离子的立体构型为；（5）H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10-3和2.5×10-8,H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1.2×10-2，请根据结构与性质的关系解释：①H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因：；②H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因：；（6）ZnS在荧光体、光导题材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0pm，密度为g•cm-3（列式并计算），a位置S2-离子与b位置Zn2+之间的距离为pm（列式表示）。解析：此题的第6问计算数据复杂，化学计算中的数学难度偏大。（1）在S8的结构中，每个硫原子形成2个σ键，还有2对孤电子对，所以硫原子采取的是SP3杂化；（2）O、S、Se原子最外层电子数相同，但原子半径依次增大，核对外层电子引力在减弱，所以第一电离能逐渐减小，O＞S＞Se；（3）Se的原子序数为34，M层有18个电子，其电子的排布式为：3s23p63d10（4）H2Se的酸性比H2S强，因为H-Se键长大于H-S键，键能小于H-S键，更容易断裂电离出氢离子；SeO3分子的立体构型为平面正三角形，因为Se原子的价层电子对数为3；SO32-离子的立体构型为三角锥形；因为S原子的价层电子对数为4；（5）①第一步电离产生的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子；②H2SeO4和H2SeO3中Se的化合价分别为+6和+4。在H2SeO4中由于Se的正电性更高，使Se-O-H的电子更偏向Se，越容易电离出氢离子。（6）一个ZnS晶胞中含有4个“ZnS”，1pm=1×10-10cm,根据密度的定义，密度=4×（65+32）÷（6.02×1023×5.43×10-24）=4.1g•cm-310 或者答案：（1）SP3（2）O＞S＞Se（3）34，3s23p63d10（4）强平面正三角形三角锥形（5）①第一步电离产生的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子；②H2SeO4和H2SeO3中Se的化合价分别为+6和+4。在H2SeO4中由于Se的正电性更高，使Se-O-H的电子更偏向Se，越容易电离出氢离子。（6）一个ZnS晶胞中含有4个“ZnS”，1pm=1×10-10cm,根据密度的定义，密度=4×（65+32）÷（6.02×1023×5.43×10-24）=4.1g•cm-3或者38．[选修5有机化学基础]（15分）对羟基苯甲酸丁酯（俗称尼泊金丁酯）可用做防腐剂，对酵母和霉菌有很强的拟制作用，工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应制得。以下似乎某课题组开发的从廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线：已知以下信息：①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基；②D可与银氨溶液反应生成银镜；③F的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢，且峰面积比为1：1回答下列问题：（1）A的化学名称为；（2）由B生成C的化学反应方程式为；该反应的类型为；（3）D的结构简式为；（4）F的分子式为；（5）G的结构简式为；10 （6）E的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有种，其中核磁共振氢谱有三种不同化学环境的氢，且峰面积比为2：2：1的是（写结构简式）。答案：10