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160834-卷8▶2024年普通高等学校招生全国统一考试(全国甲卷)《2025高考必刷卷 十年真题 化学 通用版》
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
题号 |
一 |
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注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共42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。
1.人类对能源的利用经历了柴薪、煤炭和石油时期,现正向新能源方向高质量发展。下列有关能源的叙述错误的是( )
A.木材与煤均含有碳元素B.石油裂化可生产汽油
C.燃料电池将热能转化为电能D.太阳能光解水可制氢
2.下列过程对应的离子方程式正确的是( )
A.用氢氟酸刻蚀玻璃: +-++ +
B.用三氯化铁溶液刻制覆铜电路板: ++++
C.用硫代硫酸钠溶液脱氯: ++ +-++
D.用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙: ++
3.我国化学工作者开发了一种回收利用聚乳酸(PLA)高分子材料的方法,其转化路线如下所示。下列叙述错误的是( )
A. PLA在碱性条件下可发生降解反应
B. MP的化学名称是丙酸甲酯
C. MP的同分异构体中含羧基的有3种
D. MMA可加聚生成高分子
4.四瓶无色溶液NH4NO3、Na2CO3、Ba(OH)2、AlCl3,它们之间的反应关系如图所示。其中a、b、c、d代表四种溶液,e和g为无色气体,f为白色沉淀。下列叙述正确的是( )
A. a呈弱碱性 B. f可溶于过量的b中
C. c中通入过量的e可得到无色溶液D. b和d反应生成的沉淀不溶于稀硝酸
5. W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素。W和X原子序数之和等于Y-的核外电子数,化合物W+[ZY6]-可用作化学电源的电解质。下列叙述正确的是( )
A. X和Z属于同一主族B.非金属性:X>Y>Z
C.气态氢化物的稳定性:Z>YD.原子半径:Y>X>W
6.科学家使用δ-MnO2研制了一种MnO2-Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后,MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是( )
A.充电时,Zn2+向阳极方向迁移
B.充电时,会发生反应 +
C.放电时,正极反应有 ++-+-
D.放电时,Zn电极质量减少0.65 g,MnO2电极生成了0.020 mol MnOOH
7.将0.10 mmol Ag2CrO4配制成1.0 mL悬浊液,向其中滴加0.10 mol·L-1的NaCl溶液。lg[cM/(mol·L-1)](M代表Ag+、Cl-或 )随加入NaCl溶液体积(V)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.交点a处:c(Na+)=2c(Cl-)
B. =-
C. V≤2.0 mL时 不变
D. y1=-7.82,y2=-lg 34
二、非选择题:共58分。第26~28题为必考题,每个试题考生都必须作答。第35~36题为选考题,考生根据要求作答。
8.(14分)钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。
注:加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于10-5 mol·L-1,其他金属离子不沉淀,即认为完全分离。
已知:①Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(ZnS)=2.5×10-22,Ksp(CoS)=4.0×10-21。
②以氢氧化物形式沉淀时,lg [c(M)/(mol·L-1)]和溶液pH的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)“酸浸”前,需将废渣磨碎,其目的是 。
(2)“酸浸”步骤中,CoO发生反应的化学方程式是 。
(3)假设“沉铜”后得到的滤液中c(Zn2+)和c(Co2+)均为0.10 mol·L-1,向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全,此时溶液中c(Co2+)= mol·L-1,据此判断能否实现Zn2+和Co2+的完全分离 (填“能”或“不能”)。
(4)“沉锰”步骤中,生成1.0 mol MnO2,产生H+的物质的量为 。
(5)“沉淀”步骤中,用NaOH调pH=4,分离出的滤渣是 。
(6)“沉钴”步骤中,控制溶液pH=5.0~5.5,加入适量的NaClO氧化Co2+,其反应的离子方程式为 。
(7)根据题中给出的信息,从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是 。
9.(14分)CO(NH2)2·H2O2(俗称过氧化脲)是一种消毒剂,实验室中可用尿素与过氧化氢制取,反应方程式如下:
+
(一)过氧化脲的合成
烧杯中分别加入25 mL 30% H2O2(ρ=1.11 g·cm-3)、40 mL蒸馏水和12.0 g尿素,搅拌溶解。30 ℃下反应40 min,冷却结晶、过滤、干燥,得白色针状晶体9.4 g。
(二)过氧化脲性质检测
Ⅰ.过氧化脲溶液用稀H2SO4酸化后,滴加KMnO4溶液,紫红色消失。
Ⅱ.过氧化脲溶液用稀H2SO4酸化后,加入KI溶液和四氯化碳,振荡,静置。
(三)产品纯度测定
溶液配制:称取一定量产品,用蒸馏水溶解后配制成100 mL溶液。
滴定分析:量取25.00 mL过氧化脲溶液至锥形瓶中,加入一定量稀H2SO4,用准确浓度的KMnO4溶液滴定至微红色,记录滴定体积,计算纯度。
回答下列问题:
(1)过滤中使用到的玻璃仪器有 (写出两种即可)。
(2)过氧化脲的产率为 。
(3)性质检测Ⅱ中的现象为 。性质检测Ⅰ和Ⅱ分别说明过氧化脲具有的性质是 。
(4)如图为“溶液配制”的部分过程,操作a应重复3次,目的是 ,定容后还需要的操作为 。
(5)“滴定分析”步骤中,下列操作错误的是 (填序号)。
A. KMnO4溶液置于酸式滴定管中B.用量筒量取25.00 mL过氧化脲溶液
C.滴定近终点时,用洗瓶冲洗锥形瓶内壁D.锥形瓶内溶液变色后,立即记录滴定管液面刻度
(6)以下操作导致过氧化脲纯度测定结果偏低的是 (填序号)。
A.容量瓶中液面超过刻度线B.滴定管水洗后未用KMnO4溶液润洗
C.摇动锥形瓶时KMnO4溶液滴到锥形瓶外D.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失
10.(15分)甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯(C3H6)的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题:
(1)已知如下热化学方程式:
++ ΔH1=-29 kJ·mol-1
+ ΔH2=+20 kJ·mol-1
计算反应 ++ 的ΔH= kJ·mol-1。
(2)CH4与Br2反应生成CH3Br,部分CH3Br会进一步溴化。将8 mmol CH4和8 mmol Br2通入密闭容器,平衡时,n(CH4)、n(CH3Br)与温度的关系如图甲(假设反应后的含碳物质只有CH4、CH3Br和CH2Br2)。
(ⅰ)图甲中CH3Br的曲线是 (填“a”或“b”)。
(ⅱ)560 ℃时,CH4的转化率α= ,n(HBr)= mmol。
(ⅲ)560 ℃时,反应 ++ 的平衡常数K= 。
(3)少量I2可提高生成CH3Br的选择性。500 ℃时,分别在有I2和无I2的条件下,将8 mmol CH4和8 mmol Br2通入密闭容器,溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系如图乙。
甲 乙
(ⅰ)在11~19 s之间,有I2和无I2时CH3Br的生成速率之比 有无= 。
(ⅱ)从图乙中找出I2提高了CH3Br选择性的证据: 。
(ⅲ)研究表明,I2参与反应的可能机理如下:
① + ② ++
③ ++ ④ ++
⑤ ++ ⑥ +
根据上述机理,分析I2提高CH3Br选择性的原因: 。
11.(15分)
ⅣA族元素具有丰富的化学性质,其化合物有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)该族元素基态原子核外未成对电子数为 ,在与其他元素形成化合物时,呈现的最高化合价为 。
(2)CaC2俗称电石,该化合物中不存在的化学键类型为 (填序号)。
a.离子键 b.极性共价键 c.非极性共价键 d.配位键
(3)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷 ,其中电负性最大的元素是 ,硅原子的杂化轨道类型为 。
(4)早在青铜器时代,人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如表,结合变化规律说明原因: 。
物质 |
SnF4 |
SnCl4 |
SnBr4 |
SnI4 |
熔点/℃ |
442 |
-34 |
29 |
143 |
(5)结晶型PbS可作为放射性探测器元件材料,其立方晶胞如图所示。其中Pb的配位数为 。设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶体密度为 g·cm-3(列出计算式)。
12.(15分)
白藜芦醇(化合物I)具有抗肿瘤、抗氧化、消炎等功效。以下是某课题组合成化合物I的路线。
回答下列问题:
(1)A中的官能团名称为 。
(2)B的结构简式为 。
(3)由C生成D的反应类型为 。
(4)由E生成F的化学方程式为 。
(5)已知G可以发生银镜反应,G的化学名称为 。
(6)选用一种鉴别H和I的试剂并描述实验现象: 。
(7)I的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种(不考虑立体异构)。
①含有手性碳(连有4个不同的原子或基团的碳为手性碳);②含有两个苯环;③含有两个酚羟基;④可发生银镜反应。
参考答案
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共42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。
1. C
木材的主要成分为纤维素,煤主要由C、H、O、N、S等元素组成,均含有碳元素,A正确;石油通过催化裂化可产生汽油,B正确;燃料电池是将物质的化学能直接转化为电能,C错误;利用太阳能可以光解水制氢,D正确。
2. D
玻璃的主要成分为SiO2,且HF为弱酸,在书写离子方程式时不能拆成离子形式,A错误;用三氯化铁溶液刻制覆铜电路板生成亚铁离子,离子方程式为 +++++ ,B错误;Cl2的氧化性较强,可以将 直接氧化为 ,故用硫代硫酸钠溶液脱氯的离子方程式为 ++ +-++ ,C错误;用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙发生反应的离子方程式为 ++ ,D正确。
3. C
PLA分子中含有酯基,故可以在碱性条件下发生降解反应,A正确;根据题给结构简式,MP的化学名称为丙酸甲酯,B正确;MP的分子式为C4H8O2,不饱和度为1,则MP的同分异构体中含有羧基的有CH3CH2CH2COOH、 两种,C错误;MMA中含有碳碳双键,可以加聚生成高分子 ,D正确。
4. B
NH4NO3溶液呈弱酸性,A错误;Al(OH)3可以溶于过量的Ba(OH)2溶液中生成[Al(OH)4]-,B正确;AlCl3溶液中通入过量NH3会生成Al(OH)3沉淀,不能得到无色溶液,C错误;Ba(OH)2溶液和Na2CO3溶液反应生成BaCO3沉淀,BaCO3可以溶于稀硝酸,D错误。
5. A
由信息梳理可知,X为N,Z为P,N和P属于同一主族,A正确;非金属性:F>N>P即Y>X>Z,B错误;元素的非金属性越强,其简单气态氢化物越稳定,F的非金属性大于P,气态氢化物稳定性:HF>PH3即Y>Z,C错误;一般核外电子层数相同时,原子序数越大,原子半径越小,则原子半径:Li>N>F,即W>X>Y,D错误。
6. C
充电时Zn2+向阴极方向移动,A错误;充电时,会发生反应 + ,B错误;放电时,正极反应有 +-++- ,C正确;放电时,Zn电极质量减少0.65 g(即0.01 mol),电路中通过0.02 mol e-,因为MnO2电极存在 +-++- 、 +-++ 两个竞争反应,所以MnO2电极生成的MnOOH小于0.020 mol,D错误。
7. D
体系中存在沉淀转化,化学方程式为 + 2AgCl(s)+Na2CrO4(aq),由要点图解可知,a点时NaCl溶液过量,所以a点对应溶液中溶质为NaCl、Na2CrO4,且此时c(Cr )=c(Cl-),则n(Cl-)=n(Cr )=n(Ag2CrO4)=0.10 mmol,由于a点时V(NaCl)>2.0 mL,故此时n(Na+)>2.0 mL×0.10 mol·L-1=0.20 mmol=2n(Cl-),则c(Na+)>2c(Cl-),A错误;当V(NaCl)=1.0 mL时,溶液为Ag2CrO4、AgCl饱和溶液,由题图知,此时c(Cl-)=10-4.57 mol·L-1、c(Ag+)=10-5.18 mol·L-1、c(Cr )=10-1.60 mol·L-1,则 = = = = ,B错误;当V≤2.0 mL时,反应 +- + 的平衡常数 == ,温度不变时K为定值, =-,- 随着V(NaCl)的增大会发生变化,则 会变化,C错误;V(NaCl)=2.4 mL时,c(Cl-)=10-1.93 mol·L-1,y1=lg [c(Ag+)/(mol·L-1)]=lg = =-7.82,c(Cr )= 溶液= 溶液= = mol·L-1,y2=[lg c(Cr )/(mol·L-1)]=lg =- 34,D正确。
二、非选择题:共58分。第26~28题为必考题,每个试题考生都必须作答。第35~36题为选考题,考生根据要求作答。
8. (14分) (1)增大反应物接触面积,加快反应进行,使反应更充分 (2) ++ (3)1.6×10-4 不能 (4)4.0 mol (5)Fe(OH)3 (6) ++-++-+ (7)调节滤液pH至8.5左右,过滤,将沉淀洗涤、干燥
(2)CoO“酸浸”时转化为Co2+,由此可知化学方程式为 ++ 。
(3)当Zn2+恰好沉淀完全时,c(Zn2+)=10-5 mol·L-1,此时 -== mol·L-1=2.5×10-17 -,+== mol·L-1=1.6×10-4 mol·L-1<0.10 mol·L-1,因此当Zn2+恰好完全沉淀时有CoS沉淀生成,不能实现Zn2+和Co2+的完全分离。
(4)“沉锰”步骤发生两个氧化还原反应,且还原性:Fe2+>Mn2+,则Fe2+先与 反应:①Fe2+被氧化为Fe3+的反应,该反应的离子方程式为 ++++ ,该反应既不生成H+也不消耗H+;②Mn2+被氧化为MnO2的反应,根据化合价规律可知 中有2个-1价氧原子,因此当1 mol 完全被还原为 时转移2 mol电子,即有1 mol Mn2+被氧化为MnO2,则离子方程式为 +++ +++ ,生成1.0 mol MnO2时生成4.0 mol H+。综上所述,生成1.0 mol MnO2时生成4.0 mol H+。
(6)该反应中Co2+被氧化成Co(OH)3,ClO-被还原为Cl-,因溶液呈弱酸性,先用H+配平离子方程式: ++-++-++ ,因为H+能与ClO-结合生成弱电解质HClO,所以反应的离子方程式为 ++-++-+ 。
(7)根据图中信息,Zn2+完全沉淀为Zn(OH)2的pH略大于8,当pH过大时Zn(OH)2会溶解生成Zn(OH ,因此应调节滤液的pH约为8.5,然后过滤,将沉淀洗涤、干燥,实现Zn(OH)2的回收。
9. (14分) (1)烧杯、玻璃棒、漏斗(任写2种) (2)50% (3)液体分层,且上层为无色,下层为紫红色 还原性、氧化性 (4)将溶质全部转移到容量瓶中,以免产生误差 摇匀 (5)BD (6)A
(2) =% mol,n(尿素)= = mol,n(H2O2)>n(尿素),说明H2O2过量,结合题给反应方程式可知,0.20 mol尿素与过量H2O2反应理论上生成过氧化脲的质量为0.20 mol×94 g·mol-1=18.8 g,则过氧化脲的产率为 %=% 。
(3)过氧化脲有氧化性,可将KI氧化为I2,I2易溶于四氯化碳,四氯化碳密度较大,经振荡、静置后可看到液体分层,且上层为无色,下层液体呈紫红色;过氧化脲与高锰酸钾反应时,高锰酸钾被还原,体现了过氧化脲的还原性。
(4)配制溶液时要洗涤烧杯内壁及玻璃棒2~3次,将洗涤液转移到容量瓶中,避免溶质损失;定容后,需将溶液摇匀。
(5)高锰酸钾溶液具有强氧化性,应置于酸式滴定管中,A正确;量筒只能精确到小数点后1位,B错误;接近滴定终点时,可用洗瓶冲洗锥形瓶内壁,使溶液充分反应,C正确;溶液变色后,持续半分钟不恢复原来的颜色才能记录滴定管液面刻度,D错误。
(6)容量瓶中液面超过刻度线,即配制过氧化脲产品溶液时体积偏大,浓度偏小,导致消耗的KMnO4溶液体积偏小,产品纯度测定结果偏低,A正确;滴定管水洗后未用KMnO4溶液润洗,会消耗更多标准液,导致产品纯度测定结果偏高,B错误;高锰酸钾溶液滴到锥形瓶外,会消耗更多标准液,导致产品纯度测定结果偏高,C错误;滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失,即V读=V实+V气,使得读数偏大,导致产品纯度测定结果偏高,D错误。
10. (15分) (1)-67 (2)(ⅰ)a (ⅱ)80% 7.8 (ⅲ)10.92 (3)(ⅰ) (ⅱ)反应时间相同时,有I2的情况下CH3Br的生成量增大,而CH2Br2的生成量减小 (ⅲ)I2参与的一系列反应能将CH2Br2转化为CH3Br
(1)设两个已知反应分别为①和②,目标反应=①×3+②,根据盖斯定律可得,目标反应的ΔH=3ΔH1+ΔH2=(-29 kJ·mol-1)×3+(+20 kJ·mol-1)=-67 kJ·mol-1。
(2)(ⅰ)因为ΔH1<0,所以随着温度的升高,生成CH3Br的反应平衡逆向移动,n(CH3Br)减小而n(CH4)增大,则图甲中表示CH3Br和CH4的曲线分别是a和b。(ⅱ)由图甲可知,560 ℃反应体系达到平衡时n(CH3Br)=5 mmol,n(CH4)=1.6 mmol,则 =%=% 。根据C原子守恒,可知560 ℃反应体系达到平衡时n(CH2Br2)=8 mmol-n(CH4)-n(CH3Br)=8 mmol-1.6 mmol-5.0 mmol=1.4 mmol,在烃的卤代反应中,每引入1个卤原子,相应地生成1分子卤化氢,则此时n(HBr)=n(CH3Br)+2n(CH2Br2)=7.8 mmol。(ⅲ)在烃的卤代反应中,每生成1 mol HX,会消耗1 mol X2,因此560 ℃反应体系达到平衡时n(Br2)=8 mmol-n(HBr)=0.2 mmol。设平衡时容器的容积为V,则题给反应的平衡常数 == = = = 。
(3)(ⅰ)反应速率 == ,同一反应容器内经过相同时间,反应速率之比等于物质的量的变化量之比,由图乙可知,有I2时,11~19 s内Δn(CH3Br)=3.2 mmol-2.6 mmol=0.6 mmol,无I2时,11~19 s内Δn(CH3Br)=2.2 mmol-1.8 mmol=0.4 mmol,则 有无= = 。(ⅱ)某物质的选择性是指一定时间内因生成该物质而消耗的某反应物的量与消耗的该反应物总量的比值,有I2时在相同时间内生成的CH3Br的物质的量更多,生成的副产物CH2Br2的物质的量更少,即更多的CH4转化为CH3Br,证明I2提高了CH3Br的选择性。(ⅲ)过程①生成的·I参与过程②的反应,消耗了CH2Br2,同时过程②生成的·CH2Br在过程③中又能转化为CH3Br,因此I2参与的部分过程能将CH2Br2转化为CH3Br,从而提高CH3Br的选择性。
(二)选考题:共15分。请考生从给出的2道题中任选一题作答。如果多做则按所做的第一题计分。
11. (15分) (1)2 +4 (2)bd (3)C sp3 (4)Sn、F电负性差值较大,SnF4为离子晶体,熔化时破坏离子键,熔点高;SnCl4、SnBr4、SnI4均为分子晶体,分子晶体相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔点越高 (5)
(1)第ⅣA族元素的价电子排布式为ns2np2,则该族元素基态原子核外未成对电子数为2,与其他元素形成化合物时,呈现的最高化合价为+4价。
(2)CaC2的电子式为Ca2+[∶C︙︙C∶]2-,其中含有离子键和非极性共价键,选bd。
(3)聚甲基硅烷中含有C、Si、H元素,其中电负性最大的为C元素,根据其结构简式可知,每个Si原子形成4个共价键,价层电子对数为4,无孤电子对,则其杂化轨道类型为sp3杂化。
(5)由化学式知,Pb和S的配位数相同,则任选1种球看作Pb原子(如黑球),其周围距离最近且相等的另一种球(白球)的数目为6,则与Pb距离最近且相等的S的个数为6,即配位数为6;晶胞中有1个黑球位于体内,12个黑球位于棱心,晶胞中含有 += 个黑球,白球有8个位于顶点、6个位于面心,晶胞中含有 + = 个白球,则该晶胞中含有4个PbS,该晶体的密度为 g·cm-3。
12. (15分) (1)硝基 (2) (3)取代反应 (4) + +C2H5Br (5)4-甲氧基苯甲醛(或对甲氧基苯甲醛) (6)FeCl3溶液 遇FeCl3溶液变紫色的为I (7)9
(1)根据A的结构简式可知,A中的官能团名称为硝基。
(5)由思路分析可知,G的结构简式为 ,根据有机物的命名规则,G的化学名称为4-甲氧基苯甲醛或对甲氧基苯甲醛。
(6)对比H和I的结构可知,I分子中含有酚羟基,而H分子中没有酚羟基,故可选用FeCl3溶液进行鉴别,能使FeCl3溶液变紫色的为I。
(7)能发生银镜反应,说明分子中含有—CHO,同时含有两个苯环和手性碳原子,根据I的分子式知,符合条件的同分异构体分子的碳骨架为 ,苯环上还含有两个酚羟基,且需满足标*碳原子为手性碳原子。若两个—OH连在同一个苯环上,碳编号为 ,采用“定一动一”的方法:当一个—OH连在“1”号碳上,则另一个—OH可连在“2、3、1'、2'”4个位置;当一个—OH连在“2”号碳上,则另一个—OH可连在“3、2'”2个位置。若两个—OH连在两个苯环上,碳编号为 ,当两个—OH分别连在“1、1'”“2、2'”“3、3'”碳上时,不存在手性碳原子,采用“定一动一”的方法:当一个—OH连在“1”号碳上,则另一个—OH可连在“2'、3'”2个位置;当一个—OH连在“2”号碳上,则另一个—OH可连在“3'”1个位置。综上,共有9种符合条件的同分异构体。