1、 2015 年普通高等学校招生全国统一考试 (北京卷 )化学 一、选择题 1.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.转轮排字 D.铁的冶炼 A.A B.B C.C D.D 解析： A、 火药使用涉及反应为 2KNO3+S+3C=K2S+N2+3CO 2 ，发生化学反应，故 A 不选； B、 粮食酿酒为淀粉在酒曲酶的作用下生成乙醇，发生化学反应，故 B 不选； C、 转轮排字为印刷操作，没有涉及化学反应，故 C 选； D、 铁的冶炼涉及 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2，发生化学反应，故 D 不选。 答案： C。 2.下列有关性质的比
2、较，不能用元素周期律解释的是 ( ) A.酸性： H2SO4 H3PO4 B.非金属性： Cl Br C.碱性： NaOH Mg(OH)2 D.热稳定性： Na2CO3 NaHCO3 解析： A、 元素的非金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性： S P，则酸性： H2SO4 H3PO4，能用元素周期律解释，故 A 不选； B、 同主族元素从上到下非金属性依次减弱，则非金属性： Cl Br，能用元素周期律解释，故 B 不选； C、 元素的金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强，金属性： Na Mg，则碱性： NaOH Mg(OH)2，能用元素周期律解释，故 C 不
3、选； D、 碳酸氢盐易分解，碳酸盐难分解，所以热稳定性： Na2CO3 NaHCO3，不能用元素周期律解释，故 D 选。 答案： D。 3.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、氧三种元素也参加了氮循环 解析： A、 硝酸盐中氮元素的化合价为 +5 价，被细菌分解变成大气中氮单质，氮元素由 +50 ，属于被还原，故 A 错误； B、 工业合成氨是将 N2与 H2在一定条件下反应生成 NH3，属于人工固氮，故 B正确； C、 氮循环中铵盐和蛋白质可相互转化，铵盐属于无机物，蛋白
4、质属于有机物，含氮无机物和含氮有机物可相互转化，故 C 正确； D、 碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环，如蛋白质的制造需要碳元素，又如 N2在放电条件下与 O2直接化合 生成无色且不溶于水的一氧化氮气体， N2+O2 2NO，氧元素参与，二氧化氮易与水反应生成硝酸 (HN03)和一氧化氮， 3NO2+H2O=2HNO3+NO，氢元素参加，故 D 正确。 答案： A。 4.最新报道：科学家首次用 X射线激光技术观察到 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 O C
5、.CO 和 O 生成了具有极性共价键的 CO2 D.状态 状态 表示 CO 与 O2反应的过程 解析： A、 由图可知反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，故 A 错误； B、 由图可知不存在 CO 的断键过程，故 B 错误； C、 CO 与 O 在催化剂表面形成 CO2， CO2含有极性共价键，故 C正确； D、 状态 状态 表示 CO 与 O 反应的过程，而不是与氧气反应，故 D 错误。 答案： C。 5.合成导电高分子材料 PPV 的反应： 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
6、谱法测定 PPV 的平均相对分子质量，可得其聚合度 解析： A、 合成 PPV 通过缩聚反应生成，同时有小分子物质 HI 生成，不属于加聚反应，故 A错误； B、 聚苯乙烯的重复结构单元为 ，不含碳碳双键，而该高聚物的结构单元中含有碳碳双键，所以不相同，故 B 错误； C、 有两个碳碳双键，而苯乙烯有一个碳碳双键，结构不同，二者不是同系物，故 C 错误； D、 质谱仪能记录分子离子、碎片离子的相对质量，质谱图中数值最大的即是该分子的相对分子质量，故 D 正确。 答案： D。 6.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 N
7、aClO 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+H2O B.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 Cl 2+H 2O D.该消毒液加白醋生成 HClO，可增强漂白作用： CH3COOH+ClO HClO+CH 3COO 解析 ： A、 消毒液的主要成分为 NaClO，还含有一定量的 NaOH，应为氯气和氢氧化钠反应生成，故 A 正确； B、 饱和 NaClO 溶液的 pH 约为 11，而消毒液的 p
8、H 约为 12，因此溶液的 pH 主要不是由 ClO的水解造成的，氢氧化钠过量，为溶液呈碱性的主要原因，故 B 错误； C、 在酸性条件下与氯离子发生氧化还原反应生成氯气，发生 2H+Cl +ClO Cl 2+H 2O，故C 正确； D、 由于 HClO 酸性较弱，则 NaClO 可与醋酸反应生成 HClO，漂白性增强，故 D 正确。 答案： B。 7.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：
9、2NO+O22NO 2 B. 中的现象说明 Fe 表面形成致密的氧化层，阻止 Fe 进一步反应 C.对此 、 中现象，说明稀 HNO3的氧化性强于浓 HNO3 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 解析： A、 稀硝酸具有酸性与强氧化性，与 Fe 反应生成 NO， NO 遇空气变为二氧化氮， 中气体由无色变红棕色的化学方程式： 2NO+O22NO 2，故 A 正确； B、 的现象是因为铁发生了钝化， Fe 表面形成致密的氧化层，阻止 Fe 进一步反应，故 B正确； C、 对比 I、 的现象， Fe 与稀硝酸反应生成 NO，而 Fe 与浓硝酸反应生成二氧化
10、氮且迅速被钝化，说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，故 C 错误； D、 根据 中现象，说明构成原电池，在 Fe、 Cu 之间连接电流计，通过电流计指针偏转，可以判断原电池的正负极，进而判断 Fe 是否被氧化，故 D 正确 。 答案 ： C。 二、解答题 8.“ 张烯炔环异构化反应 ” 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 。 答案： CH3CCH (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 。 答案： HCH
11、O (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 。 答案： 碳碳双键、醛基 (4)F 与试剂 a 反应生成 G 的化学方程式是 ；试剂 b 是 。 答案：NaOH、醇溶液 (5)M 和 N 均为不饱和醇。 M 的结构简式是 。 答案： CH3CCCH 2OH (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： 解析：由合成流程可知， A 为炔烃，结构为 CH3CCH ， B 由碳、氢、氧三种元素组成，相对分子质量是 30， B 为 HCHO， A 与 B 发生加成反应生成 M为 CH3CCCH 2OH， M 和
12、N 均为不饱和醇，则 M 与氢气发生加成反应生成 N 为 CH3CH=CHCH2OH； C、 D 含有与 B 相同的官能团， C是芳香族化合物，则 C 为 ， D 为 CH3CHO，由信息可知生成 E 为， E 氧化生成 F 为 ，试剂 a 为溴水，生成 G 为，试剂 b为 NaOH/醇溶液， G发生消去反应生成 H，则 H为 。 9.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 1 所示： (1)反应 的化学方程式是 。 反应 得到的产物用 I2进行分离。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 H2SO
13、4层和含高浓度 I2的 HI 层。 解析： 由图可知，反应 I 为二氧化硫与碘发生氧化还原反应生成硫酸和 HI，该反应为SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI。 答案： SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI； (2) 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 )=2.06： 1。其比值大于 2 的原因是 。 解析： a .两层溶液的密度存在差，才出现上下层，故 a
14、正确； b.加 I2前， H2SO4溶液和 HI 溶液互溶，与分层无关，故 b错误； c.I2在 HI 溶液中比在 H2SO4溶液中易溶，则碘在不同溶剂中溶解性不同，类似萃取，与分层有关，故 c 正确； 故答案为： ac； 辨别两层溶液的方法是观察颜色，颜色深的为 HI 层，颜色浅的为硫酸层，故答案为：观察颜色，颜色深的为 HI 层，颜色浅的 为硫酸层； H 2SO4层中 c(H+)： c(SO42 )=2.06： 1。其比值大于 2 的原因是硫酸层中含少量的 I，且 HI电离出氢离子，故答案为：硫酸层中含少量的 I，且 HI 电离出氢离子 。 答案： ac 观察颜色，颜色深的为 HI 层，颜
15、色浅的为硫酸层 硫酸层中含少量的 I，且 HI 电离出氢离子 (3)反应 ： 2H2SO4(I)+2SO2(g)+O2+2H2O(g)H=+550kJ mo1 1。 它由两步反应组成： .H2SO4(I)=SO3(g)+H2O(g)， H=+177kJ mo1 1； .SO3(g)分解。 L (L1， L2)， X 可分别代表压强或温度。图 2 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： 。 解析： 由图可知， X 越大，转化率越低，升高温度转化率增大，则 X 表示压强，故答案为：压强； 由 SO3(g
16、)=SO2(g)+O2(g)H 0，温度高，转化率大，图中等压强时 L2对应的转化率大，则 L1 L2，故答案为： L1 L2，分解反应为吸热反应，温 度高，转化率大。 答案： 压强 L 1 L2，分解反应为吸热反应，温度高，转化率大 10.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： 。 解析： 二氧化碳溶于水生成的碳酸为弱酸，部分电离生成碳酸氢根，有关方程式为：CO2+H2OH2CO3， H2CO3H+HCO3 。 答案： CO2+H2OH2C
17、O3， H2CO3H+HCO3 (2)在海洋碳循环中，通过如图所示的途径固碳。 写出钙化作用的离子方程式： 。 同位素示踪法证实光合作用的化学方程式如下，将其补充完整： + (CH2O)n+x18O2+xH2O 解析： 反应物中含有碳酸氢根，生成物为碳酸钙，依据元素守恒以及电荷守恒得出方程式为： 2HCO3 +Ca2+=CaCO3+CO 2+H 2O。 光合作用产生的氧气来源于水，即水中的氧原子采用示踪法标记为 18O，依据元素守恒配平应需要 xxCO2和 2xH218O。 答案： 2HCO 3 +Ca2+=CaCO3+CO 2+H 2O xCO 2； 2xH218O (3)海水中溶解无机碳占
18、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 1HCl 溶液滴定，消耗 ymLHCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度 = molL 1。 解析： 酸化海水，可以使用试剂：稀硫酸，利用分液漏斗滴加，长管进气，短管出气 ； 此反应原理为： NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H 2O，即碳酸氢钠与盐酸的物质的量之比为 1： 1，那么海水中碳酸氢钠的浓度为
19、 c，体积均为 mL，依据题意有 cz=xy ，解 c= 。 答案： (4)利用如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室排出的海水，合格后排回大海。处理至合格的方法是 。 解析： a 室： 2H2O 4e =4H+O2 ，氢离子通过阳离子交换膜进入 b 室，发生反应： H+HCO3 =CO2+H 2O。 c 室： 2H2O+2e =2OH +H2 ，用 c 室排出的碱液将从 b 室排出的酸性海水调节至装置入口海水的 pH。 答案： a 室： 2H2O 4e=4H+O2 ，氢离子通过阳离子交换膜进入 b 室，
20、发生反应： H+HCO3 =CO2+H 2O c 室： 2H2O+2e =2OH +H2 ，用 c 室排出的碱液将从 b 室排出的酸性海水调节至装置入口海水的 pH。 11.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“2Fe 3+2I 2Fe2+I2” 反应中 Fe3+和 Fe2+的相互转化。实验如图 1所示： 图 1 图 2 (1)待实验 溶液颜色不再改变时，再进行实验 目的是使实验 的反应到达 。 解析： 待实验 I 溶液颜色不再改变时，再进行实验 II，目的是使实验 I 的反应达到化学平衡状态，否则干扰平衡移动的判断 。 答案：化学平衡状态； (2) 是 的对
21、比实验，目的是排除 中 造成的影响。 解析： 由实验 iii 和实验 ii 的对比可知，对比实验的目的是为了排除有 ii 中水造成溶液中离子浓度改变的影响 。 答案：溶液稀释对颜色的变化 (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： 。 解析： i.加入 AgNO3， Ag+与 I 生成 AgI 黄色沉淀， I 浓度降低， 2Fe3+2I 2Fe2+I2平衡逆向移动，可知 Fe2+向 Fe3+转化， ii.加入 FeSO4， Fe2+浓度增大，平衡逆移 。 答案： Ag+与 I 生成 AgI 黄色沉淀， I 浓度降低， 2Fe3+2I 2Fe
22、2+I2平衡逆向移动 (4)根据氧化还原反应的规律，该同学推测 I 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+。用图 2 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 型管左管中滴加 0.01mol/L AgNO3溶液。产生的现象证实了其推测。该现象是 。 解析： K 闭合时，指针向右偏转，右侧为正极，可知 b 极 Fe3+得到电子，则 b 作正极 。 当指针归零 (反应达到平衡 )后，向 U 型管左管中滴加 0.01mol/L AgNO3溶液，若生
23、成黄色沉淀， I 浓度降低， 2Fe3+2I 2Fe2+I2平衡逆向移动，指针向左偏转，也可证明推测 Fe2+向 Fe3+转化 。 答案： 正 左管出现黄色沉淀，指针向左偏转 (5)按照 (4)的原理，该同学用图 2 装置进行实验，证实了 中 Fe2+向 Fe3+转化的原因。 转化的原因 是 。 与 (4)实验对比，不同的操作是 。 解析： 转化的原因为 Fe2+浓度增大，还原性增强，使 Fe2+还原性强于 I 。 与 (4)实验对比，不同的操作是当指针归零 (反应达到平衡 )后，向 U 型管右管中滴加0.01mol/L FeSO4溶液， Fe2+向 Fe3+转化， 答案： Fe 2+浓度增大，还原性增强，使 Fe2+还原性强于 I 向 U 型管右管中滴加 0.01mol/L FeSO4溶液 (6)实验 中，还原性： I Fe2 ；而实验 中，还原性 Fe2 I 。将 (3)和 (4)、 (5)作对比，得出的结论是 。 解析： 将 (3)和 (4)、 (5)作对比，得出的结论是该反应为可逆的氧化还原反应，在平衡时，通过改变物质的浓度，可以改变物质的氧化、还原能力，并影响平衡移动 。 答案：该反应为可逆的氧化还原反应，在平衡时，通过改变物质的浓度，可以改变物质的氧化、还原能力，并影响平衡移动
