2013年高考化学真题(Word版)——新课标1卷(试题 答案解析)

2013 年普通高等学校招生全国统一考试（新课标Ⅰ卷）

化学试题及答案解析

可能用到的相对原子质量： H 1 C 12 N 14 O 16 Mg 24 S 32 K 39 Mn 55 一、选择题：本题共 13 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． 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 KIO 3。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 ( ) 3 B．X

、Y A． W D．X 2－

2、X

、Z ＋

＋

－

＋

3＋ 2－

、Z

C．Y

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

3

＋ 、S2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，Al

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 Ag 2S 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， Ag 2S 被还原生成单质银

C．该过程中总反应为 2Al ＋3Ag2S===6Ag＋Al 2S3 D．黑色褪去的原因是黑色 Ag 2S 转化为白色 AgCl

－

2－

答案： B 解析： 由 “ 电化学原理 ” 可知正极反应式为 Ag 2S＋2e

－

3

＋

；电解质溶液中发生反应

Al 3

＋

===2Ag＋S ，负极反

2

与

－

＋

应式为 Al －3e

..

＋3H2O Al(OH) 3＋3H

..

，S ===Al

结合生成 H2S，使 Al 3＋3H2O 只有 B 选项正确。

＋

＋

－

Al(OH) 3＋3H的平衡右移， 最终生成 Al(OH) 3 沉淀， H

＋

10

－

13

－

12

11．已知 Ksp(AgCl) ＝1.56× 10

，Ksp(AgBr) ＝7.7× 10 ，Ksp(Ag2CrO 4)＝9.0× 10

。

..

..

－ －

某溶液中含有 Cl 、和 Br

2 －1

CrO ，浓度均为 0.010 mol ·L

，向该溶液中逐滴加入

4

0.010 mol ·L

－

1

的 AgNO 3 溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为

－ － 2

4 、Br 、

A．Cl CrO

2 － －

B．

CrO 、Br 、Cl

4

( )

C．Br 、Cl

－

－ －

－

、

4

CrO

2 4

2 D．Br 、

CrO 、Cl 答案： C

解析： 因为溶液中 Cl 、Br 、

－

－

－ －

2

CrO 浓度相同，假设滴加 AgNO 3 溶液的过程中混合液

4

－

2

1

CrO 浓度不变，均为 0.010 mol·L

中 Cl 、Br

、

4

－8

－

，则开始生成 AgCl 、AgBr 、Ag 2CrO4

1

－

11

－

1

－

5 ＋

沉淀时溶液中 c(Ag 、7.7× 10 、3.0× 10 )浓度分别为 1.56× 10 mol ·L mol ·L 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 [CH 3CH2CH2COOH 、(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。 13．下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是 选项 目的 分离方法

(

) 原理

A ． 分离溶于水中的碘 乙醇萃取 碘在乙醇中的溶解度较大 B． 分离乙酸乙酯和乙醇 分液 乙酸乙酯和乙醇的密度不同 C． 除去 KNO 3 固体中混杂的 NaCl 重结晶 NaCl 在水中的溶解度很大 D． 除去丁醇中的乙醚 蒸馏 丁醇与乙醚的沸点相差较大

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 KNO 3 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。

三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第 22 题～第 32 题为必考题，每个试题考 生都必须做答。第 33 题～第 40 题为选考题，考生根据要求做答。

(一)必考题 (共 129 分)

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

..

..

可能用到的有关数据如下：

－

3

环己醇 环己烯

相对分子质量

100

82

密度/(g c·m )

0.961 8

0.810 2

沸点 /℃ 161

83

溶解性 微溶于水 难溶于水

..

..

合成反应：

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 斗的 ______(填“上口倒出”或“下口放出”

)。

________________________。 D．球形冷凝管

E．接收器

______；在本实验分离过程中，产物应该从分液漏

(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是 A．圆底烧瓶

B．温度计

C．吸滤瓶

(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 )。 (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%

回答下列问题：

(1)LiCoO 2 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 LiCoO 2 与 Li 1

xCoO2 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 )。

－

26．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 ) 10g 20g 0.122mol

＝0.2 mol 、n(环己烯 )＝ ＝0.122 mol ，产率＝ × 100% ＝ 1 1

100g mol 82g mol 0.2mol

＝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＋xLi

＋xe ===LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源

－

答案： (1)＋ 3 ＋6HO===2[Al(OH) ] ＋3H↑

－

(部分条件未给出 )。

242

(2)2Al ＋2OH

(3)2LiCoO 2＋3H2SO4＋H2O2 Li 2SO4＋2CoSO4＋O2↑＋ 4H2O,2H2O2

O2↑ 有氯气生成，污染较大

(4)CoSO4＋2NH 4HCO3===CoCO3↓＋(NH 4)2SO4＋H2O＋CO2↑ (5)Li 1

xCoO2＋Li xC6===LiCoO 2＋6C

－

2H2O＋

＋

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、 (6)Li Li 2SO4 解析： (2)正极材料中含有与强碱溶液反应的 Al ；(3)LiCoO 2 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 Li 1xCoO2 生成 LiCoO 2 化合价由＋ (3＋x)降低到＋ 3，降低了 x，故正极反应式为 Li 1

－

－

－

＋

xCoO2＋xe ＋xLi

===LiCoO 2，由充电时电池负极反应式可知放电时负极反应式为

Li xC6－

xe

===6C＋xLi ，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 Li 2SO4 溶液，可知回收的金属化合物。

28．(15 分)二甲醚 (CH 3OCH3)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：

－

＋

－

1

1

(ⅰ)CO(g)＋2H2(g)===CH 3OH(g) H1＝－90.1 kJ m·ol

－

(ⅱ)CO2(g) ＋3H2(g)===CH3OH(g) ＋H2O(g)

水煤气变换反应：

(ⅲ)CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) 二甲醚合成反应：

(ⅳ)2CH 3OH(g)===CH 3OCH3(g)＋H2O(g) 回答下列问题：

H2＝－49.0 kJ m·ol

－

1

H3＝－ 41.1 kJ m·ol

－

1

H4＝－24.5 kJ m·ol

工业上从铝土矿制备较

(1)Al 2O3 是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。

高纯度 Al 2O3 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 H2 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 2O3)、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

－

1

池 (5.93 kW· h·kg

) 。 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。 J)。 能量密度＝电池输出电能 /燃料质量， 1 kW·h＝3.6× 10

答案： (1)Al 2O3(铝土矿 )＋2NaOH ＋3H2O===2NaAl(OH) 4，NaAl(OH) 4＋CO2===Al(OH) 3↓＋ NaHCO 3,2Al(OH) 3 Al 2O3＋3H2O (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 H2O，通过水 煤气变换反应 (ⅲ)消耗部分 CO

－ 1 该反应分子数 (3)2CO(g) ＋4H2(g)===CH 3OCH 3(g) ＋H2O(g) H＝－ 204.7 kJ ·mol 减少，压强升高使平衡右移， 和 H2 浓度增加，反应速率增大

(4)反应放热，温度升高，平衡左移

－

＋

6

CO 和 H2 转化率增大， CH3OCH 3 产率增加。压强升高使 CO

12 (5)CH3OCH 3＋3H2O－12e ===2CO2＋12H

1000g

12 96500C

1

0.123V

mol

46g mol

1

6 J k·W －1

－

1

－

1

÷ (3.6× 10

·h )＝8.39 kW ·h·kg

1kg

解析： (1)从铝土矿 (主要成分 Al 2O3)中提取 Al 2O3，主要应用 Al 2O3 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

CO2，

生成 Al(OH) 3 沉淀，过滤洗涤加热分解 Al(OH) 3 得到 Al 2O3；

(3) 由反应式 ⅳ＋ⅰ× 2 可得所求热化学方程式，所以 H ＝ H4 ＋2 H1＝(－24.5－

·ol 1；化工生产中既要考虑产率 (化学平衡移动原理 )，也要考 0.3× 2)kJ m·ol 1＝－204.7 kJ m

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 C2H6O，在酸性条件下生成 CO2，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

－

－

CH3OCH3－12e

―→CO2，第二步配平除 “H、O” 之外的其他原子 CH3OCH3－12e ―→2CO2，第三步用 “H ＋ ” 配平电荷

CH3OCH3 －12e ―→CO2 ＋12H ，第四步补水配氢

CH3OCH 3 －12e

＋

1000g ＋ 3H 2O===2CO2＋12H ，第五步用 “× 12 O”检查是否配平； 1 kg 二甲醚可以产生 1

46g mol

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。

(二)选考题：共 45 分。请考生从给出的 3 道物理题、 3 道化学题、 2 道生物题中每科

如果多做， 则每学科按所做的第

任选一题做答，并用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。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。 一题计分。

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

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

0 mol L·

的离子方程式为 ________________ ；列式计算该成品的纯度 ______________。

答案： (1)CO＋NaOH

HCOONa

2HCOONa

Na2C2O4＋H2↑

(2)NaOH 溶液 CaC2O4 H2C2O4 溶液 H2SO4 溶液 CaSO4 (3)分别循环利用氢氧化钠和硫酸 (降低成本 )，减小污染

2 (4)Na2SO4

＋8H2O＋10CO2↑ 2

＋

＋

C O ＋2 MnO4 ＋16H ===2Mn (5)5 2 4

1

5 2

× 100%＝94.5%

1

0.124mL 0.0500mol L

1

126g mol 0.250g

1000mL L

解析：(1)由 “甲酸钠加热脱氢 ”生成 Na2C2O4，依据原子守恒可知有 H2生成；(2)Na2C2O4

中加入 Ca(OH)2 生成 CaC2O4 和 NaOH，过滤 ①后得 CaC2O4 沉淀和 NaOH 溶液，NaOH 溶液 经 ③ 可循环利用； 向 CaC2O4 沉淀中加入 H2SO4，生成 H2C2O4 和 CaSO4，过滤 ②后得 CaSO4 沉淀和 H2C2O4 溶液，溶液中还有过量的

H2SO4；(3)NaOH 溶液和 H2SO4 可循环利用，是该

流程的优点； (4)Na2C2O4和 H2SO4 反应生成的 H2C2O4 和 Na2SO4 均可溶， 故会使草酸中混有 2，依据化合价升降总数相等和电子得 NaSO；(5)草酸被氧化为 COMnO被还原为 Mn

2

4

2，

4

＋

失守恒配平即可； n( MnO )＝0.015 L × 0.050 0 mol ·L

4

－

－ 1

，依据离子方程式

n( C O )＝

2

4

2

5 5 － 1

，m(H2C2O4·2H2O)＝0.015 L × 0.050 0 mol L· n( MnO4 )＝0.015 L × 0.050 0 mol L·

2 2 ×

1

5 × 126 g·mol 。 2

－

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 ______、电子数为 ______。

______，该能层具有的原子轨道数为

(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 NH4Cl 在液氨介质

__________________________ 。

Si— H 318

452

Si— O

(5)碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事 ：实

化学键 C— C C— H C— O Si— Si

中反应制得SiH 4，该反应的化学方程式为

键能

1

kJ mol

356 413 336 226

①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是 ____________________________________ 。

②SiH4 的稳定性小于 CH4，更易生成氧化物，原因是 __________________________ 。

4 (6)在硅酸盐中，

SiO 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、

4

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 __________________。

(a) 图

(b) 图

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

2 3 1∶ 3 2n

SiO ) (6)sp

[SiO ]

n 3

3

(或

22s22p63s23p2，M 能层有

s、p、 d 三个能级，共 9 个原

解析： 硅的核外电子排布式为 1s

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SiH4 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、

2 现的化合价为－2，即化学式为

3 个氧原子，依据化合价可知一个结构单元表

2n

SiO

或

[SiO ]n

3

。

3

..