2013年高考分类解析---理综（化学）非选择题部分（7.化学键与能量） 备注：2013年高考化学或者理科综合（化学）试题统计及顺序 （共15套，31地区） 1、（1套）大纲版全国卷 （广西） 2、（1套，9地区）新课标全国卷I(内蒙古、宁夏；黑龙江、吉林、河南、河北、山西、陕西、湖南、江西） 3、（1套，7地区）新课标全国卷II（西藏，新疆；青海、甘肃、贵州、云南、辽宁） 4、（4套，4地区）4个直辖市各一套：北京、天津、上海、重庆 5、（8套,8地区）自主命题省份：浙江,山东，四川，福建，广东，安徽,江苏，海南。 28．（15分） 二甲醚（CH3OCH3）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： （i）CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g) △H1 = -90.1kJ?mol-1 （ii）CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) △H2 = -49.0kJ?mol-1 水煤气变换反应： （iii）CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2 (g) △H3 = -41.1kJ?mol-1 二甲醚合成反应： （iV）2 CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g) △H4 = -24.5kJ?mol-1 回答下列问题： （1）Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是 （以化学方程式表示）。ks5u （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Al2O3）、压强为5.0MPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如下图所示。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，其能量密度等于甲醇直接燃料电池（5.93kW?h?kg-1）。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 个电子的能量；该电池的理论输出电压为1.20V，能量密度E = （列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量，1 kW?h = 3.6×106J）。 【答案】28.（15分） （1）Al2O3(铝土矿) + 2NaOH + 3H2O = 2NaAl(OH)4 NaAl(OH)4 + CO2 = Al(OH)3↓ + NaHCO3 ，2Al(OH)3
Al2O3+ 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。 （3）2CO(g) + 4H2(g) = CH3OCH3 + H2O(g) △H = -204.7kJ?mol-1 该反应分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2转化率增大，CH3OCH3产率增加。压强升高使CO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。 （5）CH3OCH3 + 3H2O = 2CO2 + 12H+ + 12e- 12
【解析】根据题意，考察化学反应与能量、化学反应速率与平衡等知识，计算难度大。详见解析。 【试源】2013年高考化学试题新课标Ⅰ卷 26.（14分） NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。 (1) NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式:_ . (2)汽车发动机工作时会引发N2和02反应，其能量变化示意图如下:
写出该反应的热化学方程式: _ . ②随温度升高，该反应化学平衡常数的变化趋势是_ .。 （3）在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOX的排放。 ①当尾气中空气不足时，NOX在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：_ . ② 当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NOX生成盐。其吸收能力顺序如下：12MgO <2oCaO <38SrO<56BaO.原因是 .，元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NOX的吸收能力逐渐增强。 通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下:
①Pt电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)。 ②写出NiO电极的电极反应式: . 【答案】 （1）3NO2+2H2O=2HNO3+NO； （2）①、N2(g)+O2（g）=2NO(g) △H=+183KJ/mol； ②、增大； （3）①、2NO+2CO
N2+2CO2 ②、由Mg、Ca、Sr、Ba的质子数可知，它们均处于第ⅡA族，同一主族自上而下，原子半径增大； （4）①、还原； ②、NO+O2--2e-=NO2； 【KS5U解析】（1）NO2与H2O反应生成HNO3与NO； （2）①、△H=945kJ/mol+498kJ/mol-2×630KJ/mol=+183KJ/mol； ②、该反应正反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应移动，化学平衡常数增大； （3）①、NO被CO还原N2，CO被氧化为CO2； ②、由Mg、Ca、Sr、Ba的质子数可知，它们均处于第ⅡA族，同一主族自上而下，原子半径增大，金属性增强； （4）①、由工作原理示意图可知，O2在Pt电极发生还原反应生成O2-； ②、在O2-参加反应下，NO在NiO电极发生氧化反应生成NO2。 【试源】2013年高考理综化学试题（北京） 25.（15分）X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素，其相关信息如下表： 元素 相关信息  X X的最高价氧化物对应的水化物化学式为H2XO3  Y Y是地壳中含量最高的元素  Z Z的基态原子最外层电子排布式为3s23p1  W W的一种核素的质量数为28，中子数为14  （1）W位于元素周期表第 周期第 族；W的原子半径比X的 （填“大”或“小”）。 （2）Z的第一电离能比W的 （填“大”或“小”）； XY2油固态变为气态所需克服的微粒间作用力是 ；氢元素、X、Y的原子可共同形成多种分子，写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称 。 （3）振荡下，向Z单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加NaOH溶液直至过量，能观察到的现象是；W的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体，该反应的化学方程式是 。 （4）在25°、101kpa下，已知13.5g的Z固体单质在Y2气体中完全燃烧后恢复至原状态，放热419kJ，该反应的热化学方程式是 。 【答案】 （1）三 NA 小 （2）小 分子间作用力（范德华力） 甲醛（甲酸） （3）先产生白色沉淀，后沉淀溶解 Si + 4HF = SiF4
+ 2H2
（4）2Al + 3 O2 =Al2O3 △H= -1675KJmol 【解析】X的最高价氧化对应的水化物为H2XO3，可以确定X为+4价，故可能为C、Si；Y是地壳中含量最高的为O，Z、最外层电子为3s23p1，为Al；W质子数为28-14=14为Si，故综上有X、Y、Z、W分别为C、O、Al、Si。 【考点定位】以物质结构为基础，考查原子结构、分子结构，元素周期表和元素周期律，反应热的计算及热化学方程式的书写。 【试源】2013年高考理综化学试题（安徽） 20．(14分)磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。 （1）白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2 在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下： 2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=== 6CaO(s)+P4(s)+10CO(g) △H1 =+3359.26 kJ·mol－1 CaO(s)+SiO2(s)=== CaSiO3(s) △H2 =-89. 61 kJ·mol－1 2Ca3(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)=== 6CaSiO3(s)+P4(s)+10CO(g) △H3 则△H3 = kJ·mol－1。 （2）白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒，解毒原理可用下列化学方程式表示： 11P 4+60CuSO4+96H2O=== 20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4 60molCuSO4能氧化白磷的物质的量是 。 （3）磷的重要化合物NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得，含磷各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH 的关系如右图所示。
①为获得尽可能纯的NaH2PO4，pH应控制在 ；pH=8时，溶液中主要含磷物种浓度大小关系为 。 ②Na2HPO4 溶液显碱性，若向溶液中加入足量的CaCl2 溶液，溶液则显酸性，其原因是 (用离子方程式表示)。 （4）磷的化合物三氯氧磷(
)与季戊四醇(
)以物质的量之比2：1 反应时，可获得一种新型阻燃剂中间体X，并释放出一种酸性气体。季戊四醇与X 的核磁共振氢谱如下图所示。
①酸性气体是 (填化学式)。 ②X的结构简式为 。 【答案】20． (14分) （1）2821. 6 （2）3 mol （3）①4 ~5. 5(介于此区间内的任意值或区间均可) c(HPO42－)>c(H2PO4-) ②3Ca2＋+2HPO42－=== Ca3(PO4)2↓+2H＋ （4）①HCl ②
【解析】本题围绕磷及其化合物展开，涉及元素化合物性质、热化学方程式、氧化还原反应判断、离子反应方程式的书写、读图读表、pH 控制、核磁共振氢谱推结构等的综合题，是以常见物质相关的化学知识在生产、生活中具体运用的典型试题。 (1)△H3=△H1＋6△H2=2821.6 kJ·mol－1。 (2)60molCuSO4 能氧化白磷的物质的量先看铜从正二价变为正一价得 60mol 电子，P4 变H3PO4失20mol 电子，因此，60molCuSO4 能氧化白磷的物质的量是 3mol 。 (3)①为获得尽可能纯的 NaH2PO4，pH应控制从图表中找出 H2PO4- 分布分数最在值的区间，即4～5.5 左右。pH =8 时，溶液中主要含磷物种浓度大小关系也从图表中找出，即 c(HPO42－)＞c(H2PO4-) ②Na2HPO4 溶液显碱性，若向溶液中加入足量的 CaCl 2 溶液，溶液则显酸性，其原因是有Ca3(PO4)2↓后，溶液中氢离子浓度增加。 【备考提示】高三复习一定要关注社会、关注生活、关注新能源新材料、关注环境保护与社会发展，适度加强综合训练，把学生的能力培养放在高三复习的第一位。 【试源】2013年高考化学试题江苏卷 31.(16分)大气中的部分碘源于O3对海水中I—1的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究.
（1）O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成： ① I-(aq)+ O3(g)=IO-(aq)+O2（g）△H1 ② IO-(aq)+H+(aq)
HOI(aq) △H2 ③ HOI(aq)+ I-(aq)+ H+(aq)
I2(aq)+H2O(l) △H3 总反应的化学方程式为 ，其反应△H= （2）在溶液中存在化学平衡：I2(aq)+ I-(aq)
I3-(aq)，其平衡常数表达式为 （3）为探究Fe2+对氧化I-反应的影响（反应体如图13），某研究小组测定两组实验中I3-浓度和体系pH，结果见图14和下表。 编号 反应物 反应前pH 反应后pH  第1组 O3+I— 5.2 11.0  第2组 O3+I—+Fe2+ 5.2 4.1  
图14 ① I组实验中，导致反应后pH升高的原因是_______. ② 图13中的A为_____由Fe3+生成A的过程能显著提高I-的转化率，原因是_______. ③ 第2组实验进行18s后，I3-下降。导致下降的直接原因有双选______. A.C(H+)减小 B.c(I-)减小 C. I2(g)不断生成 D.c(Fe3+)增加 （4）据图14，计算3-18s内第2组实验中生成I3-的平均反应速率（写出计算过程，结果保留两位有效数字）。 答案：（1） O3+2Ⅰ—+2H+=Ⅰ2+ O2+ H2O，△H=△H1+△H2+△H3。（2）
（3）反应过程中消耗氢离子，溶液酸性减弱，pH增大，水电离出氢离子参与反应破坏水的电离平衡，氢氧根浓度增大，溶液呈碱性，pH增大；Fe3+，BD（4）（计算过程略）5.5×10—4 mol/L·s 解析：（1）将已知3个化学方程式连加可得O3+2Ⅰ—+2H+=Ⅰ2+ O2+ H2O，由盖斯定律得△H=△H1+△H2+△H3。（2）依据平衡常数的定义可得，K=
。（3）由表格可以看出第一组溶液的pH由反应前的5.2变为反应后的11.0，其原因是反应过程中消耗氢离子，溶液酸性减弱，pH增大，水电离出氢离子参与反应破坏水的电离平衡，氢氧根浓度增大，溶液呈碱性，pH增大。由于是持续通入O3=，O2可以将Fe2+氧化为Fe3+：O3+2Fe2++2H+=2Fe3++ O2+ H2O，Fe3+氧化Ⅰ—：2Fe3++2Ⅰ—=Ⅰ2+2Fe2+，Ⅰ—消耗量增大，转化率增大，与Ⅰ2反应的量减少，Ⅰ3—浓度减小。（4）由图给数据可知△c（Ⅰ3—）=（11.8×10—3 mol/L-3.5×10—3 mol/L）=8.3×10—3 mol/L，由速率公式得：v（Ⅰ3—）=△c（Ⅰ3—）/△t= 8.3×10—3 mol/L/(18—3)=5.5×10—4 mol/L·s。 【试源】2013年高考理综化学试题（广东） 11. 明矾石经处理后得到明矾[KAl(SO4)2·12H2O]。从明矾制备Al、K2SO4、和H2SO4的工艺过程如下所示：
焙烧明矾的化学方程式为：4KAl(SO4)2·12H2O + 3S === 2K2SO4 + 2Al2O3 + 9SO2 + 48H2O 请回答下列问题： （1）在焙烧明矾的反应中，还原剂是 。 （2）从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是 。
（3）Al2O3在一定条件下可制得AlN，其晶体结构如右图所示，该晶体中Al 的配位数是 。 （4）以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池， 放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2，该电池反应的化学方程式是 。 （5）焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101kPa时： 2SO2（g）+ O2（g）
2SO3（g） △H1= -197 kJ /mol； H2O（g）
H2O（l） △H2=-44 kJ/mol； 2SO2（g）+ O2（g）+ 2H2O（g）===2H2SO4 △H3=-545 kJ/mol。 则SO3（g）与H2O（l）反应的热化学方程式是 ① 。 焙烧948 t明矾（M = 474 g/mol），若SO2的利用率为96%，可产生质量分数为98%的硫酸 ② t。 【答案】 　　(1)S 　　(2)蒸发结晶 　　(3)4 　　(4)Al+3NiO(OH)+H2O==NaAlO2+3Ni(OH)2 　　(5)SO3(g)+H2O(l)==H2SO4(l), ΔH=-130 KJ/mol 　　432t 【解析】ΔH=(ΔH3-ΔH1-2ΔH2)/2=-130 KJ/mol 　　948 t明矾生成SO2物质的量为4500mol 故生成硫酸的质量m=4500×0.96×98÷0.98=432000Kg=432t 【试源】2013年高考理综化学试题（四川） 10．（14分）某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2.5
的悬浮颗粒物），其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。 请回答下列问题： （1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。 若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表： 离子 K+ Na+ NH4+ SO42－ NO3－ Cl－  浓度/mol·L－1 4×10－6 6×10－6 2×10－5 4×10－5 3×10－5 2×10－5   根据表中数据判断PM25的酸碱性为 ，试样的pH= 。 （2）为减少SO2的排放，常采取的措施有： ①将煤转化为清洁气体燃料。 已知：H2（g）+
△H=－241.8kJ·mol－1 C（s）+
△H=－110.5kJ·mol－1 写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式： 。 ②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是 。 a．Ca(CH)2 b．Na2CO3 c．CaCl2 d．NaHSO3 （3）汽车尾气中NOx和CO的生成及转化 ①已知汽缸中生成NO的反应为：N2(g)+O2(g)
2NO(g) △H
0 若1mol空气含0.8molN2和0.2molO2，1300oC时在密闭容器内反应达到平衡，测得NO为8×10－4mol。计算该温度下的平衡常数K= 。汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是 。 ②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)=2C(s)+O2(g) 已知该反应的△H
0，简述该设想能否实现的依据： 。 ③目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染，其化学反应方程式为 。 【答案】（1）酸性，4

【试源】2013年高考理综化学试题（天津）

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