2018年高考北京卷理綜化學(xué)試題解析(精編版)(解析版)

2018年高考北京卷理綜化學(xué)試題解析(精編版)(解析版)2018年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試?yán)砜凭C合能力測試化學(xué)（北京卷）本試卷共16頁，共300分，考試時(shí)長為150分鐘。考生必須將答案填在答題卡上，試卷上的作答無效。考試結(jié)束后，將試卷和答題卡一并交回。第一部分（選擇題）1.下列我國科技成果所涉及物質(zhì)的應(yīng)用中，不發(fā)生化學(xué)變化的是：A.甲醇低溫制備B.氘、氚用作“人造太陽”核聚變?nèi)剂螩.偏二甲肼用作發(fā)射“天宮二號(hào)”的火箭燃料D.開采可燃冰，將其作為新能源汽車燃料答案：B解析：本題考查化學(xué)變化和核反應(yīng)的區(qū)別?；瘜W(xué)變化的特征是有新物質(zhì)生成，而核反應(yīng)中原子核不變。因此，選項(xiàng)B中的氘、氚用作核聚變?nèi)剂喜粚儆诨瘜W(xué)反應(yīng)。2.我國科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程。該歷程示意圖如下。下列說法不正確的是：A.生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為100%B.CH4→CH3COOH過程中，有C-H鍵發(fā)生斷裂C.①→②放出能量并形成了C-C鍵D.該催化劑可有效提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率答案：D解析：本題考查化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)歷程和催化劑的作用。選項(xiàng)A中，生成CH3COOH的總反應(yīng)為CH4+CO2→CH3COOH，原子利用率為100%；選項(xiàng)B中，CH4選擇性活化變?yōu)棰俚倪^程中，有一個(gè)C-H鍵發(fā)生斷裂；選項(xiàng)C中，①的總能量高于②的總能量，①→②放出能量并形成C-C鍵；選項(xiàng)D中，催化劑只影響化學(xué)反應(yīng)速率，不能提高化學(xué)平衡的轉(zhuǎn)化率。因此，選項(xiàng)D不正確。+2H2O2，是氧化還原反應(yīng)；B項(xiàng)，K2CrO4溶液加入H2SO4溶液，由黃色變?yōu)槌燃t色，是氧化還原反應(yīng)；C項(xiàng)，NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，產(chǎn)生白色沉淀，隨后變?yōu)榧t褐色，是Fe2+離子與NaOH溶液中的OH-反應(yīng)生成Fe（OH）2沉淀，再與空氣中的氧氣氧化生成Fe（OH）3沉淀，不是氧化還原反應(yīng)；D項(xiàng)，KI溶液加入Pb（NO3）2溶液，由無色變?yōu)辄S色，是氧化還原反應(yīng)。答案選C。改寫：A、B、D三項(xiàng)實(shí)驗(yàn)都涉及氧化還原反應(yīng)，只有C項(xiàng)是不涉及氧化還原反應(yīng)的。在C項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，NaOH溶液中的OH-離子與Fe2+離子反應(yīng)生成Fe（OH）2沉淀，再與空氣中的氧氣氧化生成Fe（OH）3沉淀，整個(gè)過程不涉及電子的轉(zhuǎn)移，因此不是氧化還原反應(yīng)。點(diǎn)睛：本題考查陰極保護(hù)法、金屬活潑性、氧化還原反應(yīng)。首先需要了解陰極保護(hù)法的原理和過程，即在金屬表面覆蓋一層活潑性較小的金屬，使其成為陰極，從而保護(hù)金屬表面不被腐蝕。同時(shí)，需要了解金屬的活潑性順序，以及氧化還原反應(yīng)的基本原理。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行推斷，需要注意每個(gè)實(shí)驗(yàn)條件下的反應(yīng)情況，以及不同金屬的活潑性。8.8-羥基喹啉是一種金屬離子絡(luò)合劑和萃取劑，也是醫(yī)藥中間體。下圖是8-羥基喹啉的合成路線，已知同一碳原子上連有2個(gè)羥基的分子不穩(wěn)定。（1）按官能團(tuán)分類，A的類別是芳香族醛。（2）A→B的化學(xué)方程式是：（3）C可能的結(jié)構(gòu)簡式是：（4）C→D所需的試劑a是氫氧化鈉。（5）D→E的化學(xué)方程式是：CH(OH)CH2Cl，取代位置不同，因此可能有兩種結(jié)構(gòu)簡式。（5）E與J發(fā)生加成反應(yīng)生成K，K的結(jié)構(gòu)簡式為C9H11NO2，根據(jù)K的分子式和結(jié)構(gòu)簡式，可以推斷出E的結(jié)構(gòu)簡式為CH2=CHCHO，J的結(jié)構(gòu)簡式為HOCH2CH(OH)CH2OH。（6）F→G的反應(yīng)類型是取代反應(yīng)。（7）將下列K→L的流程圖補(bǔ)充完整：先發(fā)生加成反應(yīng)，然后發(fā)生消去反應(yīng)，脫去1個(gè)H2O。（8）合成8-羥基喹啉時(shí)，L發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)還生成了水，因此L與G物質(zhì)的量之比為3:1。1.第一段沒有明顯的格式錯(cuò)誤，但可以改寫為：化學(xué)反應(yīng)C→D是氯原子的水解反應(yīng)，需要使用試劑NaOH和H2O，即NaOH水溶液。反應(yīng)方程式為CH(OH)CH2Cl+NaOH+H2O→HOCH2CH(OH)CH2OH+NaCl。2.第二段沒有明顯的格式錯(cuò)誤，但可以改寫為：消去反應(yīng)D→E的化學(xué)方程式為HOCH2CH(OH)CH2OHCH2=CHCHO+2H2O。同時(shí)，F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡式為CH3(CH2)4CH=CH2，G的結(jié)構(gòu)簡式為C6H5CH2CH=CH2。反應(yīng)類型為取代反應(yīng)。3.第三段中，刪除了一句話“對比K和L的分子式，K→L的過程中脫去1個(gè)“H2O”，結(jié)合K→L的反應(yīng)條件和題給已知i，K先發(fā)生加成反應(yīng)生成，發(fā)生消去反應(yīng)生成L，補(bǔ)充的流程圖為：?！币?yàn)檫@句話不太清晰。改寫為：K的分子式為C9H11NO2，L的分子式為C9H9NO。根據(jù)分子式的對比，K→L的過程中脫去了1個(gè)H2O分子。結(jié)合題目給出的信息i，K先發(fā)生加成反應(yīng)生成一個(gè)中間體，然后發(fā)生消去反應(yīng)生成L。根據(jù)流程L+G→J+8-羥基喹啉+H2O，即L和8-羥基喹啉發(fā)生反應(yīng)生成J和H2O。通過對比L和8-羥基喹啉的結(jié)構(gòu)簡式，可以發(fā)現(xiàn)L發(fā)生了去氫的氧化反應(yīng)。根據(jù)原子守恒，反應(yīng)過程中L與G物質(zhì)的量之比為3:1。4.第四段沒有明顯的格式錯(cuò)誤，但可以改寫為：磷精礦濕法制備磷酸的工藝流程如下：磷精礦主要成分為Ca5(PO4)3(OH)，還含有Ca5(PO4)3F和有機(jī)碳等。在酸浸過程中，加快反應(yīng)速率的措施有哪些呢？5.第五段中，第一小題沒有明顯的格式錯(cuò)誤，但可以改寫為：在磷精礦粉酸浸的反應(yīng)中，化學(xué)方程式為2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO4→10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4。該反應(yīng)反映出H3PO4的酸性大于H2SO4的酸性。6.第五段中，第二小題沒有明顯的格式錯(cuò)誤，但可以改寫為：結(jié)合元素周期律，可以發(fā)現(xiàn)P和S的電子層數(shù)相同，因此它們在化學(xué)反應(yīng)中具有相似的性質(zhì)。7.第五段中，第三小題需要?jiǎng)h除“寫出生成HF的化學(xué)方程式：__________。”因?yàn)闆]有提供答案。改寫為：在酸浸過程中，磷精礦中Ca5(PO4)3F所含的氟會(huì)轉(zhuǎn)化為HF，然后進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為SiF4除去。8.第五段中，第四小題沒有明顯的格式錯(cuò)誤，但可以改寫為：在磷酸制備過程中，粗磷酸中的有機(jī)碳會(huì)被H2O2氧化為CO2并脫除。當(dāng)投料比和反應(yīng)時(shí)間相同時(shí)，不同溫度下的有機(jī)碳脫除率如圖所示。為什么在80℃后脫除率會(huì)發(fā)生變化呢？1.分析：本文主要講述了磷精礦粉酸浸后生成粗磷酸和磷石膏，以及粗磷酸經(jīng)過脫有機(jī)碳、脫硫等步驟獲得精制磷酸的過程。需要注意的是，第四段中的化學(xué)反應(yīng)方程式需要重新排版。2.精制磷酸的制備過程中，可以采取研磨和加熱等措施來加快反應(yīng)速率。3.通過元素周期律的解釋，可以得知P和S的電子層數(shù)相同，但核電荷數(shù)P小于S，原子半徑P大于S，得電子能力P小于S，非金屬性P小于S。4.在脫硫過程中，CaCO3稍微過量，充分反應(yīng)后仍會(huì)有SO42-殘留，這是因?yàn)镃aSO4微溶于水。加入BaCO3可以進(jìn)一步提高硫的脫除率，反應(yīng)的離子方程式為BaCO3+SO42-+2H3PO4=BaSO4+CO2↑+2H2PO4-+H2O。5.在測定精制磷酸中H3PO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，可以使用百里香酚酞作指示劑，用bmol·L-1NaOH溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)生成Na2HPO4，消耗NaOH溶液cmL，通過計(jì)算得出H3PO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。6.需要注意的是，第四段中的化學(xué)反應(yīng)方程式應(yīng)該為2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O→10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑。7.最后需要注意的是，文章中存在一些過于簡略的表述，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充和改寫，以確保文章的嚴(yán)謹(jǐn)性和準(zhǔn)確性。近年來，研究人員提出了一種利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)的方法來實(shí)現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)。該過程包括以下幾個(gè)步驟：（1）反應(yīng)Ⅰ：2H2SO4(l)+S(s)→3SO2(g)+2H2O(l)ΔH1=-551kJ/mol（2）反應(yīng)Ⅱ：3SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)→2H2SO4(l)ΔH2=-198kJ/mol（3）反應(yīng)Ⅲ：S(s)+O2(g)→SO2(g)ΔH3=-297kJ/mol其中，反應(yīng)Ⅱ是一個(gè)熱化學(xué)循環(huán)，其方程式為上述式子。該方法的實(shí)現(xiàn)需要利用化學(xué)反應(yīng)釋放的熱能來產(chǎn)生電力，從而實(shí)現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)存。在這個(gè)過程中，需要注意反應(yīng)速率的影響因素、反應(yīng)規(guī)律、元素周期表、方程式的書寫和物質(zhì)含量的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)。例如，在第（1）問中，研磨和加熱可以加快反應(yīng)速率；在第（5）問中，BaCO3可以進(jìn)一步提高硫的脫除率；在第（6）問中，H3PO4與NaOH物質(zhì)的量之比為1：2。（2）根據(jù)圖示，在相同投料比下，當(dāng)p2＞p1時(shí)，隨著溫度的升高，H2SO4的物質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)增加。這是因?yàn)樵龃髩簭?qiáng)會(huì)使反應(yīng)正向移動(dòng)，H2SO4的物質(zhì)量增加，而總物質(zhì)量不變，導(dǎo)致物質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加。（3）i.SO2和I-反應(yīng)生成I2、S和H2O。ii.I2和H2O反應(yīng)生成HI和HIO。其中，I-起到了SO2歧化反應(yīng)的催化劑作用。（4）a=0.2mol·L-1。比較A、B、C實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出結(jié)論：添加KI可以加速SO2歧化反應(yīng)，而加入H2SO4會(huì)抑制SO2歧化反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)表明，SO2歧化反應(yīng)速率D＞A。這是因?yàn)镾O2歧化反應(yīng)是一個(gè)減少物質(zhì)量的反應(yīng)，而i、ii反應(yīng)是增加物質(zhì)量的反應(yīng)，ii反應(yīng)產(chǎn)生的H+可以加速i反應(yīng)，從而加快SO2歧化反應(yīng)速率。本實(shí)驗(yàn)旨在制備高鐵酸鉀（K2FeO4）并探究其性質(zhì)。據(jù)資料，K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液，具有強(qiáng)氧化性，在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2，在堿性溶液中較穩(wěn)定。制備過程中，反應(yīng)ii的速率比反應(yīng)i快，反應(yīng)ii的離子方程式為：2Fe(OH)3+2KOH+O2→K2FeO4+3H2O為了探究K2FeO4的性質(zhì)，我們進(jìn)行了一系列對比實(shí)驗(yàn)，采用了控制變量法。在對比實(shí)驗(yàn)B中，我們加入了0.2mol/L的H2SO4，發(fā)現(xiàn)加入H+可以加快SO2歧化反應(yīng)的速率；而對比實(shí)驗(yàn)C中，單獨(dú)加入H+并不能催化SO2的歧化反應(yīng)。通過對比實(shí)驗(yàn)A、B、C，我們得出結(jié)論：I-是SO2歧化反應(yīng)的催化劑，H+單獨(dú)存在時(shí)不具有催化作用，但H+可以加快歧化反應(yīng)速率。在對比實(shí)驗(yàn)D中，我們發(fā)現(xiàn)加入KI的濃度小于實(shí)驗(yàn)A，但是加入了I2。在實(shí)驗(yàn)過程中，D中的溶液由棕褐色很快褪色，變成黃色，出現(xiàn)渾濁較A快。這是因?yàn)榉磻?yīng)i消耗了H+和I-，而反應(yīng)ii中消耗了I2，反應(yīng)ii產(chǎn)生H+使c（H+）增大，從而反應(yīng)i加快。綜上所述，本實(shí)驗(yàn)通過制備K2FeO4并進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，探究了其性質(zhì)，并運(yùn)用控制變量法探究了外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。(1)A裝置是氯氣發(fā)生裝置，反應(yīng)方程式為2KMnO4+16HCl→2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O。(2)將除雜裝置B補(bǔ)充完整并標(biāo)明所用試劑。B裝置可使用活性炭，試劑為NaOH溶液。(3)在C裝置中，Cl2發(fā)生的反應(yīng)為3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH→2K3[Fe(CN)6]+8KCl+6H2O。探究K2FeO4的性質(zhì)，取C中紫色溶液，加入稀硫酸，產(chǎn)生黃綠色氣體，得到溶液a，經(jīng)檢驗(yàn)氣體中含有Cl2。為證明K2FeO4是否氧化了Cl-而產(chǎn)生Cl2，設(shè)計(jì)以下方案：方案Ⅰ：取少量溶液a，滴加KSCN溶液至過量，溶液呈紅色。由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有SCN-離子，但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定是K2FeO4將Cl-氧化，還可能由Fe3+產(chǎn)生，反應(yīng)方程式為Fe(OH)3+SCN-→[Fe(SCN)(OH)2](2-)。方案Ⅱ：用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，再用KOH溶液將K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量溶液b，滴加鹽酸，有Cl2產(chǎn)生。方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗滌的目的是去除雜質(zhì)。(4)根據(jù)K2FeO4的制備實(shí)驗(yàn)得出：氧化性Cl2＞O2，而方案Ⅱ?qū)嶒?yàn)表明，Cl2和K2FeO4反應(yīng)生成2K2FeO4+6KCl+8H2O，另外還有Fe3+和O2。氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反的原因是Cl2在水中分解生成Cl-和ClO-，ClO-比Cl-更容易被氧化劑氧化。進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，將溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振蕩后溶液呈淺紫色。該現(xiàn)象不能證明氧化性Cl2＞O2，因?yàn)榛旌先芤褐型瑫r(shí)存在Mn2+和Fe3+，二者都能使溶液呈淺紫色。若要證明氧化性Cl2＞O2，可以向溶液中加入AgNO3，觀察是否有沉淀生成。4和KCl，同時(shí)還含有少量的Cl2和KClO。加入KSCN溶液后，溶液變紅，說明其中含有Fe3+離子。根據(jù)題目要求，K2FeO4在酸性或中性條件下能夠快速產(chǎn)生O2，同時(shí)自身被還原為Fe3+離子。②產(chǎn)生Cl2的反應(yīng)可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O，這會(huì)干擾判斷。為了消除這種干擾，我們使用KOH溶液洗滌，同時(shí)排除KClO和ClO-的干擾，以保持K2FeO4的穩(wěn)定存在。③判斷的依據(jù)是排除FeO42-的顏色對實(shí)驗(yàn)結(jié)論的干擾。因此，在實(shí)驗(yàn)中需要注意控制反應(yīng)條件，以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生Mn2+和Cl2。鹽酸具有揮發(fā)性，所以Cl2中混有HCl和H2O（g）。這些物質(zhì)會(huì)消耗Fe（OH）3和KOH，因此需要使用飽和食鹽水除去HCl。在C中，Cl2會(huì)與Fe（OH）3、KO