2019年高考試題真題理綜(北京卷)解析版[檢測復(fù)習(xí)]
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絕密★啟封并使用完畢前 2019年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試 理科綜合能力測試(北京卷) 物理部分 本試卷共16頁,共300分??荚嚂r(shí)長150分鐘??忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上,在試卷上作答無效??荚嚱Y(jié)束后,將本試卷和答題卡一并交回。 第一部分(選擇題 共120分) 本部分共20小題,每小題6分,共120分。在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中,選出最符合題目要求的一項(xiàng)。 1.一列簡諧橫波某時(shí)刻的波形如圖所示,比較介質(zhì)中的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c,則 A. 此刻a加速度最小 B. 此刻b的速度最小 C. 若波沿x軸正方向傳播,此刻b向y軸正方向運(yùn)動(dòng) D. 若波沿x軸負(fù)方向傳播,a比c先回到平衡位置 【答案】C 【解析】 【詳解】由機(jī)械振動(dòng)特點(diǎn)確定質(zhì)點(diǎn)的加速度和速度大小,由“上下坡法”確定振動(dòng)方向。 由波動(dòng)圖象可知,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a位于波峰處,根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)特點(diǎn)可知,質(zhì)點(diǎn)a的加速度最大,故A錯(cuò)誤,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)b位于平衡位置,所以速度為最大,故B錯(cuò)誤,若波沿x軸正方向傳播,由“上下坡法”可知,質(zhì)點(diǎn)b向y軸正方向運(yùn)動(dòng),故C正確,若波沿x軸負(fù)方向傳播,由“上下坡法”可知,a質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),c質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng),所以質(zhì)點(diǎn)c比質(zhì)點(diǎn)a先回到平衡位置,故D錯(cuò)誤。 2.利用圖1所示的裝置(示意圖),觀察光的干涉、衍射現(xiàn)象,在光屏上得到如圖2中甲和乙兩種圖樣。下列關(guān)于P處放置的光學(xué)元件說法正確的是 A. 甲對應(yīng)單縫,乙對應(yīng)雙縫 B. 甲對應(yīng)雙縫,乙對應(yīng)單縫 C. 都是單縫,甲對應(yīng)的縫寬較大 D. 都是雙縫,甲對應(yīng)的雙縫間距較大 【答案】A 【解析】 【詳解】根據(jù)單縫衍射圖樣和雙縫干涉圖樣特點(diǎn)判斷。 單縫衍射圖樣為中央亮條紋最寬最亮,往兩邊變窄,雙縫干涉圖樣是明暗相間的條紋,條紋間距相等,條紋寬度相等,結(jié)合圖甲,乙可知,甲對應(yīng)單縫,乙對應(yīng)雙縫,故A正確。 3.下列說法正確的是 A. 溫度標(biāo)志著物體內(nèi)大量分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度 B. 內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能的總和 C. 氣體壓強(qiáng)僅與氣體分子的平均動(dòng)能有關(guān) D. 氣體膨脹對外做功且溫度降低,分子的平均動(dòng)能可能不變 【答案】A 【解析】 【詳解】根據(jù)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志確定氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的程度和分子平均動(dòng)能變化,內(nèi)能是分子平均動(dòng)能和分子勢總和,由氣體壓強(qiáng)宏觀表現(xiàn)確定壓強(qiáng) A.溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,所以溫度標(biāo)志著物體內(nèi)大量分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度,故A正確; B.內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能和分子勢能之和,故B錯(cuò)誤; C.由壓強(qiáng)公式可知,氣體壓強(qiáng)除與分子平均動(dòng)能有關(guān)即溫度,還與體積有關(guān),故C錯(cuò)誤; D.溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,所以溫度降低,分子平均動(dòng)能一定變小,故D錯(cuò)誤。 4.如圖所示,正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場。一帶電粒子垂直磁場邊界從a點(diǎn)射入,從b點(diǎn)射出。下列說法正確的是 A. 粒子帶正電 B. 粒子在b點(diǎn)速率大于在a點(diǎn)速率 C. 若僅減小磁感應(yīng)強(qiáng)度,則粒子可能從b點(diǎn)右側(cè)射出 D. 若僅減小入射速率,則粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間變短 【答案】C 【解析】 【詳解】由左手定則確粒子的電性,由洛倫茲力的特點(diǎn)確定粒子在b、a兩點(diǎn)的速率,根據(jù)確定粒子運(yùn)動(dòng)半徑和運(yùn)動(dòng)時(shí)間。 由題可知,粒子向下偏轉(zhuǎn),根據(jù)左手定則,所以粒子應(yīng)帶負(fù)電,故A錯(cuò)誤;由于洛倫茲力不做功,所以粒子動(dòng)能不變,即粒子在b點(diǎn)速率與a點(diǎn)速率相等,故B錯(cuò)誤;若僅減小磁感應(yīng)強(qiáng)度,由公式得:,所以磁感應(yīng)強(qiáng)度減小,半徑增大,所以粒子有可能從b點(diǎn)右側(cè)射出,故C正確,若僅減小入射速率,粒子運(yùn)動(dòng)半徑減小,在磁場中運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)角增大,則粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定變長,故D錯(cuò)誤。 5.如圖所示,a、b兩點(diǎn)位于以負(fù)點(diǎn)電荷–Q(Q>0)為球心球面上,c點(diǎn)在球面外,則 A. a點(diǎn)場強(qiáng)的大小比b點(diǎn)大 B. b點(diǎn)場強(qiáng)的大小比c點(diǎn)小 C. a點(diǎn)電勢比b點(diǎn)高 D. b點(diǎn)電勢比c點(diǎn)低 【答案】D 【解析】 【詳解】由點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式確定各點(diǎn)的場強(qiáng)大小,由點(diǎn)電荷的等勢線是以點(diǎn)電荷為球心的球面和沿電場線方向電勢逐漸降低確定各點(diǎn)的電勢的高低。 由點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式可知,a、b兩點(diǎn)到場源電荷的距離相等,所以a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,故A錯(cuò)誤;由于c點(diǎn)到場源電荷的距離比b點(diǎn)的大,所以b點(diǎn)的場強(qiáng)大小比c點(diǎn)的大,故B錯(cuò)誤;由于點(diǎn)電荷的等勢線是以點(diǎn)電荷為球心的球面,所以a點(diǎn)與b點(diǎn)電勢相等,負(fù)電荷的電場線是從無窮遠(yuǎn)處指向負(fù)點(diǎn)電荷,根據(jù)沿電場線方向電勢逐漸降低,所以b點(diǎn)電勢比c點(diǎn)低,故D正確。 6.2019年5月17日,我國成功發(fā)射第45顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,該衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)。該衛(wèi)星 A. 入軌后可以位于北京正上方 B. 入軌后的速度大于第一宇宙速度 C. 發(fā)射速度大于第二宇宙速度 D. 若發(fā)射到近地圓軌道所需能量較少 【答案】D 【解析】 【詳解】由同步衛(wèi)星的特點(diǎn)和衛(wèi)星發(fā)射到越高的軌道所需的能量越大解答。 由于衛(wèi)星為同步衛(wèi)星,所以入軌后一定只能與赤道在同一平面內(nèi),故A錯(cuò)誤; 由于第一宇宙速度為衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最大速度,所以衛(wèi)星入軌后的速度一定小于第一宇宙速度,故B錯(cuò)誤; 由于第二宇宙速度為衛(wèi)星脫離地球引力的最小發(fā)射速度,所以衛(wèi)星的發(fā)射速度一定小于第二宇宙速度,故C錯(cuò)誤; 將衛(wèi)星發(fā)射到越高的軌道克服引力所作的功越大,所以發(fā)射到近地圓軌道所需能量較小,故D正確。 7.光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置,當(dāng)入射光照在管中金屬板上時(shí),可能形成光電流。表中給出了6次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。 組 次 入射光子的能量/eV 相對光強(qiáng) 光電流大小/mA 逸出光電子的最大動(dòng)能/eV 第 一 組 1 2 3 4.0 4.0 4.0 弱 中 強(qiáng) 29 43 60 0.9 0.9 0.9 第 二 組 4 5 6 6.0 6.0 6.0 弱 中 強(qiáng) 27 40 55 2.9 2.9 2.9 由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是 A. 兩組實(shí)驗(yàn)采用了不同頻率的入射光 B. 兩組實(shí)驗(yàn)所用的金屬板材質(zhì)不同 C. 若入射光子的能量為5.0 eV,逸出光電子的最大動(dòng)能為1.9 eV D. 若入射光子的能量為5.0 eV,相對光強(qiáng)越強(qiáng),光電流越大 【答案】B 【解析】 【詳解】由愛因斯坦質(zhì)能方程比較兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)的逸出功和光電流與光強(qiáng)的關(guān)系解題 由題表格中數(shù)據(jù)可知,兩組實(shí)驗(yàn)所用入射光的能量不同,由公式可知,兩組實(shí)驗(yàn)中所用的入射光的頻率不同,故A正確; 由愛因斯坦質(zhì)能方程可得:第一組實(shí)驗(yàn):,第二組實(shí)驗(yàn):,解得:,即兩種材料的逸出功相同也即材料相同,故B錯(cuò)誤; 由愛因斯坦質(zhì)能方程可得:,故C正確; 由題表格中數(shù)據(jù)可知,入射光能量相同時(shí),相對光越強(qiáng),光電流越大,故D正確。 8.國際單位制(縮寫SI)定義了米(m)、秒(s)等7個(gè)基本單位,其他單位均可由物理關(guān)系導(dǎo)出。例如,由m和s可以導(dǎo)出速度單位ms–1。歷史上,曾用“米原器”定義米,用平均太陽日定義秒。但是,以實(shí)物或其運(yùn)動(dòng)來定義基本單位會(huì)受到環(huán)境和測量方式等因素的影響,而采用物理常量來定義則可避免這種困擾。1967年用銫–133原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級間躍遷輻射的頻率?ν=9 192 631 770 Hz定義s;1983年用真空中的光速c=299 792 458 ms–1定義m。2018年第26屆國際計(jì)量大會(huì)決定,7個(gè)基本單位全部用基本物理常量來定義(對應(yīng)關(guān)系如圖,例如,s對應(yīng)?ν,m對應(yīng)c)。新SI自2019年5月20日(國際計(jì)量日)正式實(shí)施,這將對科學(xué)和技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。下列選項(xiàng)不正確的是 A. 7個(gè)基本單位全部用物理常量定義,保證了基本單位的穩(wěn)定性 B. 用真空中的光速c(ms–1)定義m,因?yàn)殚L度l與速度v存在l=vt,而s已定義 C. 用基本電荷e(C)定義安培(A),因?yàn)殡姾闪颗c電流I存在I=q/t,而s已定義 D. 因?yàn)槠绽士顺A縣(Js)的單位中沒有kg,所以無法用它來定義質(zhì)量單位 【答案】D 【解析】 【詳解】本題屬于信息題,由題所給信息結(jié)合和的物理意義解答。 由題意可知,如果以實(shí)物或其運(yùn)動(dòng)來定義基本單位會(huì)受到環(huán)境和測量方式等因素的影響,所以7個(gè)基本單位全部用物理常量定義,保證了基本單位的穩(wěn)定性,故A正確; 用真空中的光速定義m,即光在真空中傳播299792458分之一秒的距離,且s早已定義,故B正確; 由公式可知,安培即為1s時(shí)間內(nèi)通過的電荷量,故C正確; 由題意可知,對應(yīng)為kg,故D錯(cuò)誤。 第二部分(非選擇題 共180分) 本部分共11小題,共180分。 9.用如圖1所示裝置研究平地運(yùn)動(dòng)。將白紙和復(fù)寫紙對齊重疊并固定在豎直的硬板上。鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點(diǎn)飛出,落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低,鋼球落在擋板上時(shí),鋼球側(cè)面會(huì)在白紙上擠壓出一個(gè)痕跡點(diǎn)。移動(dòng)擋板,重新釋放鋼球,如此重復(fù),白紙上將留下一系列痕跡點(diǎn)。 (1)下列實(shí)驗(yàn)條件必須滿足的有____________。 A.斜槽軌道光滑 B.斜槽軌道末段水平 C.擋板高度等間距變化 D.每次從斜槽上相同的位置無初速度釋放鋼球 (2)為定量研究,建立以水平方向?yàn)閤軸、豎直方向?yàn)閥軸的坐標(biāo)系。 a.取平拋運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),將鋼球靜置于Q點(diǎn),鋼球的________(選填“最上端”、“最下端”或者“球心”)對應(yīng)白紙上的位置即為原點(diǎn);在確定y軸時(shí)______(選填“需要”或者“不需要”)y軸與重錘線平行。 b.若遺漏記錄平拋軌跡的起始點(diǎn),也可按下述方法處理數(shù)據(jù):如圖2所示,在軌跡上取A、B、C三點(diǎn),AB和BC的水平間距相等且均為x,測得AB和BC的豎直間距分別是y1和y2,則______(選填“大于”、“等于”或者“小于”)??汕蟮娩撉蚱綊伒某跛俣却笮開___________(已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,結(jié)果用上述字母表示)。 (3)為了得到平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,同學(xué)們還提出了以下三種方案,其中可行的是____________。 A.從細(xì)管水平噴出穩(wěn)定的細(xì)水柱,拍攝照片,即可得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡 B.用頻閃照相在同一底片上記錄平拋小球在不同時(shí)刻的位置,平滑連接各位置,即可得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡 C.將鉛筆垂直于豎直的白紙板放置,筆尖緊靠白紙板,鉛筆以一定初速度水平拋出,將會(huì)在白紙上留下筆尖的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡 (4)伽利略曾研究過平拋運(yùn)動(dòng),他推斷:從同一炮臺水平發(fā)射的炮彈,如果不受空氣阻力,不論它們能射多遠(yuǎn),在空中飛行的時(shí)間都一樣。這實(shí)際上揭示了平拋物體_________。 A.在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng) B.在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng) C.在下落過程中機(jī)械能守恒 (5)牛頓設(shè)想,把物體從高山上水平拋出,速度一次比一次大,落地點(diǎn)就一次比一次遠(yuǎn),如果速度足夠大,物體就不再落回地面,它將繞地球運(yùn)動(dòng),成為人造地球衛(wèi)星。 同樣是受地球引力,隨著拋出速度增大,物體會(huì)從做平拋運(yùn)動(dòng)逐漸變?yōu)樽鰣A周運(yùn)動(dòng),請分析原因。 ___________________________ 【答案】 (1). BD (2). 球心 (3). 需要 (4). 大于 (5). (6). B (7). B (8). 利用平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡的拋物線和圓周運(yùn)動(dòng)知識證明即可 【解析】 【詳解】根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律:水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)解答。 (1)本實(shí)驗(yàn)中要保證小球飛出斜槽末端時(shí)的速度為水平,即小球做平拋運(yùn)動(dòng),且每次飛出時(shí)的速度應(yīng)相同,所以只要每次將小球從斜槽上同一位置由靜止釋放即可,故BD正確; (2)a.平拋運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)應(yīng)為鋼球靜置于Q點(diǎn)時(shí),鋼球的球心對應(yīng)紙上的位置,由于平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),所以在確定y軸時(shí)需要y軸與重錘線平行; b.由初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律即在相等時(shí)間間隔內(nèi)所通過的位移之比為可知,由于A點(diǎn)不是拋出點(diǎn),所以;設(shè)AB,BC間所用的時(shí)間為T,豎直方向有:,水平方向有:,聯(lián)立解得:; (3)A項(xiàng):從細(xì)管水平噴出穩(wěn)定的細(xì)水柱,由于細(xì)水柱射出后受到空氣阻力的作用,所以此方案不可行; B項(xiàng):用頻閃照相在同一底片上記錄小球不同時(shí)刻位置即平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡上的點(diǎn),平滑連接在一起即為平拋運(yùn)動(dòng)軌跡,所以此方案可行; C項(xiàng):將鉛筆垂直于豎直的白板放軒,以一定初速度水平拋出,筆尖與白紙間有摩擦阻力的作用,所以鉛筆作的不是平拋運(yùn)動(dòng),故此方案不可行; (4)由平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向運(yùn)動(dòng)可知,,時(shí)間,所以只要高度相同,時(shí)間相同,故B正確; (5)由平拋運(yùn)動(dòng)可知,豎直方向:,水平方向:,聯(lián)立解得:,即拋出物體的軌跡為拋物線,當(dāng)拋出的速度越大,在拋物線上某點(diǎn)的速度足以提供該點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力時(shí),物體的軌跡從拋物線變?yōu)閳A。 10.如圖所示,垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。紙面內(nèi)有一正方形均勻金屬線框abcd,其邊長為L,總電阻為R,ad邊與磁場邊界平行。從ad邊剛進(jìn)入磁場直至bc邊剛要進(jìn)入的過程中,線框在向左的拉力作用下以速度v勻速運(yùn)動(dòng),求: (1)感應(yīng)電動(dòng)勢的大小E; (2)拉力做功的功率P; (3)ab邊產(chǎn)生的焦耳熱Q。 【答案】(1) ;(2) ;(3) 【解析】 【詳解】由導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢綜合閉合電路歐姆定律和解題。 (1)從ad邊剛進(jìn)入磁場到bc邊剛要進(jìn)入的過程中,只有ad邊切割磁感線,所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為:; (2)線框進(jìn)入過程中線框中的電流為: ad邊安培力為: 由于線框勻速運(yùn)動(dòng),所以有拉力與安培力大小相等,方向相反,即 所以拉力的功率為: 聯(lián)立以上各式解得:; (3) 線框進(jìn)入過程中線框中的電流為: 進(jìn)入所用的時(shí)間為: ad邊的電阻為: 焦耳熱為: 聯(lián)立解得:。 11.電容器作為儲(chǔ)能器件,在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。對給定電容值為C的電容器充電,無論采用何種充電方式,其兩極間的電勢差u隨電荷量q的變化圖像都相同。 (1)請?jiān)趫D1中畫出上述u–q圖像。類比直線運(yùn)動(dòng)中由v–t圖像求位移方法,求兩極間電壓為U時(shí)電容器所儲(chǔ)存的電能Ep。 ( ) ______ (2)在如圖2所示的充電電路中,R表示電阻,E表示電源(忽略內(nèi)阻)。通過改變電路中元件的參數(shù)對同一電容器進(jìn)行兩次充電,對應(yīng)的q–t曲線如圖3中①②所示。 a.①②兩條曲線不同是______(選填E或R)的改變造成的; b.電容器有時(shí)需要快速充電,有時(shí)需要均勻充電。依據(jù)a中的結(jié)論,說明實(shí)現(xiàn)這兩種充電方式的途徑。 __________________ (3)設(shè)想使用理想的“恒流源”替換(2)中電源對電容器充電,可實(shí)現(xiàn)電容器電荷量隨時(shí)間均勻增加。請思考使用“恒流源”和(2)中電源對電容器的充電過程,填寫下表(選填“增大”、“減小”或“不變”)。 “恒流源” (2)中電源 電源兩端電壓 ____ ____ 通過電源的電流 ____ ____ 【答案】 (1). (2). (3). R (4). 要快速度充電時(shí),只要減小圖2中的電阻R;要均勻充電時(shí),只要適當(dāng)增大圖2中的電阻R即可 (5). 增大 (6). 不變 (7). 不變 (8). 減小 【解析】 【詳解】由電容器電容定義式得到圖象,類比圖象求位移求解電量,由圖3斜率解決兩種充電方式不同的原因和方法;根據(jù)電容器充電過程中電容器兩極板相當(dāng)于電源解答 (1)由電容器電容定義式可得:,整理得:,所以圖象應(yīng)為過原點(diǎn)的傾斜直線,如圖: 由題可知,兩極間電壓為U時(shí)電容器所儲(chǔ)存的電能即為圖線與橫軸所圍面積,即,當(dāng)兩極間電壓為U時(shí),電荷量為,所以; (2)a.由于電源內(nèi)阻不計(jì),當(dāng)電容器充滿電后電容器兩端電壓即電源的電動(dòng)勢,電容器最終的電量為:,由圖可知,兩種充電方式最終的電量相同,只是時(shí)間不同,所以①②曲線不同是R造成的; b.由圖3可知,要快速度充電時(shí),只要減小圖2中的電阻R,要均勻充電時(shí),只要適當(dāng)增大圖2中的電阻R即可; (3)在電容器充電過程中在電容器的左極板帶正電,右極板帶負(fù)電,相當(dāng)于另一電源,且充電過程中電量越來越大,回路中的總電動(dòng)勢減小,當(dāng)電容器兩端電壓與電源電動(dòng)勢相等時(shí),充電結(jié)束,所以換成“恒流源”時(shí),為了保證電流不變,所以“恒流源兩端電壓要增大,通過電源的電流不變,在(2)電源的電壓不變,通過電源的電流減小。 12. 雨滴落到地面的速度通常僅為幾米每秒,這與雨滴下落過程中受到空氣阻力有關(guān)。雨滴間無相互作用且雨滴質(zhì)量不變,重力加速度為g。 (1)質(zhì)量為m的雨滴由靜止開始,下落高度h時(shí)速度為u,求這一過程中克服空氣阻力所做的功W。 ____ (2)將雨滴看作半徑為r的球體,設(shè)其豎直落向地面的過程中所受空氣阻力f=kr2v2,其中v是雨滴的速度,k是比例系數(shù)。 a.設(shè)雨滴的密度為ρ,推導(dǎo)雨滴下落趨近的最大速度vm與半徑r的關(guān)系式; ____ b.示意圖中畫出了半徑為r1、r2(r1>r2)的雨滴在空氣中無初速下落的v–t圖線,其中_________對應(yīng)半徑為r1的雨滴(選填①、②);若不計(jì)空氣阻力,請?jiān)趫D中畫出雨滴無初速下落的v–t圖線。 ( ) (3)由于大量氣體分子在各方向運(yùn)動(dòng)的幾率相等,其對靜止雨滴的作用力為零。將雨滴簡化為垂直于運(yùn)動(dòng)方向面積為S的圓盤,證明:圓盤以速度v下落時(shí)受到的空氣阻力f ∝v2(提示:設(shè)單位體積內(nèi)空氣分子數(shù)為n,空氣分子質(zhì)量為m0)。 ________ 【答案】 (1). (2). (3). ① (4). (5). 詳見解析 【解析】 【分析】 (1)對雨滴由動(dòng)能定理解得:雨滴下落h的過程中克服阻做的功; (2) 雨滴的加速度為0時(shí)速度最大解答; (3)由動(dòng)量定理證明 【詳解】(1)對雨滴由動(dòng)能定理得: 解得:; (2)a.半徑為r的雨滴體積為:,其質(zhì)量為 當(dāng)雨滴的重力與阻力相等時(shí)速度最大,設(shè)最大速度為,則有: 其中 聯(lián)立以上各式解得: 由可知,雨滴半徑越大,最大速度越大,所以①對應(yīng)半徑為的雨滴, 不計(jì)空氣阻力,雨滴做自由落體運(yùn)動(dòng),圖線如圖: ; (3)設(shè)在極短時(shí)間內(nèi),空氣分子與雨滴碰撞,設(shè)空氣分子的速率為U, 在內(nèi),空氣分子個(gè)數(shù)為:,其質(zhì)量為 設(shè)向下為正方向,對圓盤下方空氣分子由動(dòng)量定理有: 對圓盤上方空氣分子由動(dòng)量定理有: 圓盤受到的空氣阻力為: 聯(lián)立解得:。 化學(xué)部分 可能用到的相對原子質(zhì)量:H 1 C 12 N 14 O 16 第一部分(選擇題 共120分) 本部分共20小題,每小題6分,共120分。在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中,選出最符合題目要求的一項(xiàng)。 1.下列我國科研成果所涉及材料中,主要成分為同主族元素形成的無機(jī)非金屬材料的是 A.4.03米大口徑碳化硅反射鏡 B.2022年冬奧會(huì)聚氨酯速滑服 C.能屏蔽電磁波的碳包覆銀納米線 D.“玉兔二號”鈦合金篩網(wǎng)輪 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【分析】 本題主要考查有機(jī)物與無機(jī)物的區(qū)分(B選項(xiàng)為有機(jī)物,其他均為無機(jī)物),金屬材料與非金屬材料的區(qū)分。同時(shí)穿插考查了元素周期表中同主族的概念。 【詳解】A.碳化硅(SiC)是由碳元素和硅元素組成的無機(jī)非金屬材料,且碳元素與硅元素均位于元素周期表第IVA族,故A符合題意; B.聚氨酯為有機(jī)高分子化合物,故B不符合題意; C.碳包覆銀納米材料中銀為金屬元素,故C不符合題意; D.鈦合金為含有金屬鈦元素的合金,故D不符合題意; 綜上所述,本題應(yīng)選A。 【點(diǎn)睛】本題依托有機(jī)物和無機(jī)物的概念考查了化學(xué)知識與生活中物質(zhì)的聯(lián)系,創(chuàng)新點(diǎn)在于除了要判斷是否為無機(jī)非金屬材料,還給其加了限制條件“同主族”,應(yīng)注意有機(jī)物中一定含碳元素,但含碳元素的卻不一定是有機(jī)物。 2.下列示意圖與化學(xué)用語表述內(nèi)容不相符的是(水合離子用相應(yīng)離子符號表示) A B C D NaCl溶于水 電解CuCl2溶液 CH3COOH在水中電離 H2與Cl2反應(yīng)能量變化 NaClNa++Cl? CuCl2Cu2++2Cl? CH3COOHCH3COO?+H+ H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g) ΔH=?183kJmol?1 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【分析】 本題A、B、C選項(xiàng)應(yīng)區(qū)分電離和電解的概念。電離是電解質(zhì)溶于水或熔融狀態(tài)下,解離成能夠自由移動(dòng)的離子的過程。根據(jù)其電離程度可分為強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì),幾乎全部電離的是強(qiáng)電解質(zhì)(如A選項(xiàng)),只有少部分電離的是弱電解質(zhì)(如C選項(xiàng));是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的一個(gè)裝置(構(gòu)成:外加電源,電解質(zhì)溶液,陰陽電極)。使電流通過電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)而在陰,陽兩極引起還原氧化反應(yīng)的過程(如B選項(xiàng))。 【詳解】A.NaCl為強(qiáng)電解質(zhì),NaCl溶于水,NaCl在水分子作用下,自發(fā)解離為Na+和Cl-,故電離方程式為NaCl=Na++Cl-,故A不符合題意; B.電解氯化銅溶液,銅離子向陰極移動(dòng),得電子,發(fā)生電極反應(yīng)為:Cu2++2e-=Cu,氯離子向陽極移動(dòng),失電子,發(fā)生電極反應(yīng)為:2Cl-+2e-=Cl2,所以電解總反應(yīng)為:Cu2++2Cl-Cu+Cl2,故B符合題意; C.CH3COOH為弱電解質(zhì),溶于水部分電離,因此電離方程式為CH3COOH CH3COO-+H+,故C不符合題意; D.由圖可知,反應(yīng)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反應(yīng)熱等于斷裂反應(yīng)物分子中的化學(xué)鍵吸收的總能量(436kJ/mol+243kJ/mol=679kJ/mol),與形成生成物分子中化學(xué)鍵放出的總能量(431kJ/mol2=862kJ/mol)之差,即放熱183kJ/mol,放熱?H為負(fù)值,所以H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)?H=-183kJ/mol,故D不符合題意; 綜上所述,本題應(yīng)選B。 【點(diǎn)睛】本題所選四個(gè)實(shí)驗(yàn)(或原理)均取材于課本,可見高考題越來越回歸于課本。本題綜合考查化學(xué)用語,涉及強(qiáng)、弱電解質(zhì)電離、電解方程式的書寫,化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算,題目把化學(xué)用語與化學(xué)反應(yīng)原理巧妙地結(jié)合。 3.2019年是元素周期表發(fā)表150周年,期間科學(xué)家為完善周期表做出了不懈努力。中國科學(xué)院院士張青蓮教授曾主持測定了銦(49In)等9種元素相對原子質(zhì)量的新值,被采用為國際新標(biāo)準(zhǔn)。銦與銣(37Rb)同周期。下列說法不正確的是 A. In是第五周期第ⅢA族元素 B. 11549In的中子數(shù)與電子數(shù)的差值為17 C. 原子半徑:In>Al D. 堿性:In(OH)3>RbOH 【答案】D 【解析】 【分析】 A.根據(jù)原子核外電子排布規(guī)則,該原子結(jié)構(gòu)示意圖為,據(jù)此判斷該元素在周期表中的位置; B.質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù),元素符號左上角為質(zhì)量數(shù)、左下角為質(zhì)子數(shù),原子的質(zhì)子數(shù)=電子數(shù); C.同主族元素的原子,從上到下,電子層數(shù)逐漸增多,半徑逐漸增大; D.同周期元素,核電荷數(shù)越大,金屬性越越弱,最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性越弱; 【詳解】A.根據(jù)原子核外電子排布規(guī)則,該原子結(jié)構(gòu)示意圖為,因此In位于元素周期表第五周期,第IIIA族,故A不符合題意; B.質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù),元素符號的左上角為質(zhì)量數(shù)、左下角為質(zhì)子數(shù),因此該原子的質(zhì)子數(shù)=電子數(shù)=49,中子數(shù)為115-49=66,所以中子數(shù)與電子數(shù)之差為66-49=17,故B不符合題意; C.Al位于元素周期表的三周期IIIA族,In位于元素周期表第五周期,第IIIA族,同主族元素的原子,從上到下,電子層數(shù)逐漸增多,半徑逐漸增大,因此原子半徑In>Al,故C不符合題意; D.In位于元素周期表第五周期,銣(Rb)位于元素周期表第五周期第IA族,同周期元素,核電荷數(shù)越大,金屬性越越弱,最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性越弱,因此堿性:In(OH)3 <RbOH,故D符合題意; 綜上所述,本題應(yīng)選D。 【點(diǎn)睛】本題考查原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì),題目難度不大,明確原子結(jié)構(gòu)與元素周期律的關(guān)系為解答關(guān)鍵,注意掌握原子構(gòu)成及表示方法,試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用能力。 4.交聯(lián)聚合物P的結(jié)構(gòu)片段如圖所示。下列說法不正確的是(圖中表示鏈延長) A. 聚合物P中有酯基,能水解 B. 聚合物P的合成反應(yīng)為縮聚反應(yīng) C. 聚合物P的原料之一丙三醇可由油脂水解獲得 D. 鄰苯二甲酸和乙二醇在聚合過程中也可形成類似聚合物P的交聯(lián)結(jié)構(gòu) 【答案】D 【解析】 【分析】 將X為Y為帶入到交聯(lián)聚合物P的結(jié)構(gòu)中可知,聚合物P是由鄰苯二甲酸和丙三醇通過縮聚反應(yīng)制備的,據(jù)此解題; 【詳解】A.根據(jù)X為Y為可知,X與Y直接相連即羰基與醚鍵直接相連構(gòu)成了酯基,酯基能在酸性或堿性條件下水解,故A不符合題意; B.聚合物P是由鄰苯二甲酸和丙三醇通過縮聚反應(yīng)制備的,故B不符合題意; C.油脂為脂肪酸甘油酯,其在堿性條件下水解可生成脂肪酸鹽和甘油即丙三醇,故C,不符合題意; D.乙二醇的結(jié)構(gòu)簡式為HO-CH2CH2-OH,與鄰苯二甲酸在聚合過程中只能形成鏈狀結(jié)構(gòu),故D符合題意; 綜上所述,本題應(yīng)選D。 【點(diǎn)睛】本題側(cè)重考查有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),涉及高聚物單體以及性質(zhì)的判斷,注意把握官能團(tuán)的性質(zhì),縮聚反應(yīng)的判斷,題目有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析能力,難度不大。 5.下列除雜試劑選用正確且除雜過程不涉及氧化還原反應(yīng)的是 物質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì)) 除雜試劑 A FeCl2溶液(FeCl3) Fe粉 B NaCl溶液(MgCl2) NaOH溶液、稀HCl C Cl2(HCl) H2O、濃H2SO4 D NO(NO2) H2O、無水CaCl2 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【分析】 發(fā)生反應(yīng)中,存在元素的化合價(jià)變化,與氧化還原反應(yīng)有關(guān);反之,不存在元素的化合價(jià)變化,則與氧化還原反應(yīng)無關(guān),以此解答該題。 【詳解】A.FeCl3與Fe反應(yīng)生成FeCl2,2FeCl3+Fe=2FeCl2,此過程中Fe的化合價(jià)發(fā)生變化,涉及到了氧化還原法應(yīng),故A不符合題意; B.MgCl2與NaOH溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2 +2NaCl,過量的NaOH溶液可用HCl除去HCl+NaOH=NaCl+H2O ,此過程中沒有元素化合價(jià)發(fā)生變化,未涉及氧化還原反應(yīng),故B符合題意; C.部分氯氣與H2O 發(fā)生反應(yīng)生成氯化氫和次氯酸,反應(yīng)過程中氯元素化合價(jià)變化,涉及到了氧化還原法應(yīng),故C不符合題意; D.NO2 與水反應(yīng)生成硝酸和NO。反應(yīng)過程中氮元素化合價(jià)發(fā)生變化,涉及到了氧化還原法應(yīng),故D不符合題意; 綜上所述,本題應(yīng)選B。 【點(diǎn)睛】本題考查氧化還原反應(yīng),為高考常見題型,側(cè)重于氧化還原反應(yīng)判斷的考查,注意把握發(fā)生的反應(yīng)及反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化,題目難度不大。 6.探究草酸(H2C2O4)性質(zhì),進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。(已知:室溫下,0.1 molL?1 H2C2O4的pH=1.3) 實(shí)驗(yàn) 裝置 試劑a 現(xiàn)象 ① Ca(OH)2溶液(含酚酞) 溶液褪色,產(chǎn)生白色沉淀 ② 少量NaHCO3溶液 產(chǎn)生氣泡 ③ 酸性KMnO4溶液 紫色溶液褪色 ④ C2H5OH和濃硫酸 加熱后產(chǎn)生有香味物質(zhì) 由上述實(shí)驗(yàn)所得草酸性質(zhì)所對應(yīng)的方程式不正確的是 A. H2C2O4有酸性,Ca(OH)2+ H2C2O4CaC2O4↓+2H2O B. 酸性:H2C2O4> H2CO3,NaHCO3+ H2C2O4NaHC2O4+CO2↑+H2O C. H2C2O4具有還原性,2+5+16H+2Mn2++10CO2↑+ 8H2O D. H2C2O4可發(fā)生酯化反應(yīng),HOOCCOOH+2C2H5OHC2H5OOCCOOC2H5+2H2O 【答案】C 【解析】 【分析】 草酸(又稱乙二酸)為一種二元弱酸,具有酸的通性,因此能發(fā)生中和反應(yīng),具有還原性,因?yàn)橐叶嶂泻恤然虼四馨l(fā)生酯化反應(yīng),據(jù)此解題; 【詳解】A.H2C2O4為二元弱酸,能與氫氧化鈣溶液發(fā)生中和反應(yīng),生成白色沉淀草酸鈣和水,因此含酚酞的氫氧化鈣溶液堿性逐漸減弱,溶液紅色退去,故A不符合題意; B.產(chǎn)生氣泡證明有CO2 產(chǎn)生,因此可證明酸性H2C2O4>H2CO3,反應(yīng)方程式為:H2C2O4+2NaHCO3=Na2C2O4+2CO2 +2H2O 或,H2C2O4+NaHCO3=NaHC2O4+2CO2 +2H2O故B符合題意; C.0.1 molL?1H2C2O4的pH=1.3,說明草酸為弱酸,故草酸不可以拆分,故C不符合題意; D.草酸(又稱乙二酸),其中含有羧基因此能發(fā)生酯化反應(yīng),反應(yīng)方程式正確,故D不符合題意; 綜上所述,本題應(yīng)選B。 【點(diǎn)睛】本題考查草酸的性質(zhì)和離子反應(yīng)方程式的書寫,側(cè)重考查學(xué)生的分析能力和元素化合物知識的綜合理解和運(yùn)用。 7.實(shí)驗(yàn)測得0.5 molL?1CH3COONa溶液、0.5 molL?1 CuSO4溶液以及H2O的pH隨溫度變化的曲線如圖所示。下列說法正確的是 A. 隨溫度升高,純水中c(H+)>c(OH?) B. 隨溫度升高,CH3COONa溶液的c(OH?)減小 C. 隨溫度升高,CuSO4溶液的pH變化是Kw改變與水解平衡移動(dòng)共同作用的結(jié)果 D. 隨溫度升高,CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低,是因?yàn)镃H3COO?、Cu2+水解平衡移動(dòng)方向不同 【答案】C 【解析】 【分析】 水的電離為吸熱過程,升高溫度,促進(jìn)水的電離;鹽類水解為吸熱過程,升高溫度促進(jìn)鹽類水解,據(jù)此解題; 【詳解】A.水的電離為吸熱過程,升高溫度,平和向著電離方向移動(dòng),水中c(H+).c(OH-)=Kw減小,故pH減小,但c(H+)=c(OH-),故A不符合題意; B.水的電離為吸熱過程,升高溫度,進(jìn)水的電離,所以c(OH-)增大,醋酸根水解為吸熱過程,CH3COOH-+H2O CH3COOH+OH-,升高溫度促進(jìn)鹽類水解,所以c(OH-)增大,故B不符合題意; C.升高溫度,促進(jìn)水的電離,故c(H+)增大;升高溫度,促進(jìn)銅離子水解Cu2++2H2OCu(OH)2 +2H+,故c(H+)增大,兩者共同作用使pH發(fā)生變化,故C符合題意; D.鹽類水解為吸熱過程,升高溫度促進(jìn)鹽類水解,故D不符合題意; 綜上所述,本題應(yīng)選C。 【點(diǎn)睛】本題考查弱電解質(zhì)在水中的電離平衡,明確化學(xué)平衡常數(shù)只是溫度的函數(shù),溫度對水的電離和鹽類水解平衡的影響是解題的關(guān)鍵,鹽類水解是高頻考點(diǎn),也是高考的重點(diǎn)和難點(diǎn),本題難度不大,是基礎(chǔ)題。 第二部分(非選擇題 共180分) 本部分共11小題,共180分。 8.抗癌藥托瑞米芬的前體K的合成路線如下。 已知: ?。? ⅱ.有機(jī)物結(jié)構(gòu)可用鍵線式表示,如(CH3)2NCH2CH3的鍵線式為 (1)有機(jī)物A能與Na2CO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2,其鈉鹽可用于食品防腐。有機(jī)物B能與Na2CO3溶液反應(yīng),但不產(chǎn)生CO2;B加氫可得環(huán)己醇。A和B反應(yīng)生成C的化學(xué)方程式是___________,反應(yīng)類型是___________________________。 (2)D中含有的官能團(tuán):__________________。 (3)E的結(jié)構(gòu)簡式為__________________。 (4)F是一種天然香料,經(jīng)堿性水解、酸化,得G和J。J經(jīng)還原可轉(zhuǎn)化為G。J的結(jié)構(gòu)簡式為__________________。 (5)M是J的同分異構(gòu)體,符合下列條件的M的結(jié)構(gòu)簡式是__________________。 ①包含2個(gè)六元環(huán) ②M可水解,與NaOH溶液共熱時(shí),1 mol M最多消耗2 mol NaOH (6)推測E和G反應(yīng)得到K的過程中,反應(yīng)物L(fēng)iAlH4和H2O的作用是__________________。 (7)由K合成托瑞米芬的過程: 托瑞米芬具有反式結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)簡式__________________。 【答案】 (1). (2). 取代反應(yīng) (3). 羰基、羥基 (4). (5). (6). (7). 還原劑;水解 (8). 【解析】 【分析】 有機(jī)物A能與碳酸鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2,其鈉鹽可用于食品防腐,A為苯甲酸;有機(jī)物B能與碳酸鈉反應(yīng),但不產(chǎn)生CO2,且B加氫得環(huán)己醇,則B為苯酚;苯甲酸和苯酚在濃硫酸、H3BO3,加熱條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成C為;C發(fā)生信息中的反應(yīng)生成D為;D發(fā)生信息中的反應(yīng)生成E為;F經(jīng)堿性水解,酸化得G和J,J經(jīng)還原可轉(zhuǎn)化為G,則G和J具有相同的碳原子數(shù)和碳骨架,則G為;J為;由G和J的結(jié)構(gòu)可推知F為C6H5-CH=CH-COOCH2CH=CH-C6H5,E和G先在LiAlH4作用下還原,再水解最后得到K,據(jù)此解答。 【詳解】(1)根據(jù)以上分析,A為苯甲酸,B為苯酚,苯甲酸和苯酚在濃硫酸、H3BO3,加熱條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成C為,化學(xué)方程式為, 故答案為:取代反應(yīng);; (2)D為,D中含有的官能團(tuán)為羰基、羥基, 故答案為:羰基、羥基; (3)D發(fā)生信息中的反應(yīng)生成E,其結(jié)構(gòu)簡式為, 故答案為:; (4)F經(jīng)堿性水解,酸化得G和J,J經(jīng)還原可轉(zhuǎn)化為G,則G和J具有相同的碳原子數(shù)和碳骨架,則G為;J為, 故答案為:; (5)J為,分子式為C9H8O2,不飽和度為6,其同分異構(gòu)體符合條件的M,①包含兩個(gè)六元環(huán),則除苯環(huán)外還有一個(gè)六元環(huán),②M可水解,與氫氧化鈉溶液共熱時(shí),1molM最多消耗2molNaOH,說明含有酚酯的結(jié)構(gòu),則M的結(jié)構(gòu)簡式為, 故答案為:; (6)由合成路線可知,E和G先在LiAlH4作用下還原,再水解最后得到K, 故答案為:還原劑;水解; (7)由合成路線可知,托瑞米芬分子中含有碳碳雙鍵,兩個(gè)苯環(huán)在雙鍵兩側(cè)為反式結(jié)構(gòu),則其結(jié)構(gòu)簡式為:, 故答案為:。 9.化學(xué)小組用如下方法測定經(jīng)處理后的廢水中苯酚的含量(廢水中不含干擾測定的物質(zhì))。 Ⅰ.用已準(zhǔn)確稱量的KBrO3固體配制一定體積的a molL?1 KBrO3標(biāo)準(zhǔn)溶液; Ⅱ.取v1 mL上述溶液,加入過量KBr,加HSO4酸化,溶液顏色呈棕黃色; Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入v2 mL廢水; Ⅳ.向Ⅲ中加入過量KI; Ⅴ.用b molL?1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ⅳ中溶液至淺黃色時(shí),滴加2滴淀粉溶液,繼續(xù)滴定至終點(diǎn),共消耗Na2S2O3溶液v2 mL。 已知:I2+2Na2S2O3=2NaI+ Na2S4O6 Na2S2O3和Na2S4O6溶液顏色均為無色 (1)Ⅰ中配制溶液用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管和____________。 (2)Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_______________________________。 (3)Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________。 (4)Ⅳ中加KI前,溶液顏色須為黃色,原因是______________________________。 (5)KI與KBrO3物質(zhì)的量關(guān)系為n(KI)≥6n(KBrO3)時(shí),KI一定過量,理由是________。 (6)Ⅴ中滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是_____________________________。 (7)廢水中苯酚的含量為___________gL?1(苯酚摩爾質(zhì)量:94 gmol ?1)。 (8)由于Br2具有____________性質(zhì),Ⅱ~Ⅳ中反應(yīng)須在密閉容器中進(jìn)行,否則會(huì)造成測定結(jié)果偏高。 【答案】 (1). 容量瓶、量筒 (2). BrO3- + 5Br- + 6H+ = 3Br2 + 3H2O (3). (4). Ⅱ中生成的Br2與廢水中苯酚完全反應(yīng)后,Ⅲ中溶液顏色為黃色,說明有Br2剩余,剩余Br2與過量KI反應(yīng)生成I2可利用后續(xù)滴定法測量,從而間接計(jì)算苯酚消耗的Br2 (5). Ⅱ中反應(yīng)為KBrO3 + 5KBr + 3H2SO4=3K2SO4+ 3Br2 + 3H2O可知3n(KBrO3)=n(Br2),Ⅱ中Br2部分與苯酚反應(yīng),剩余溴在Ⅳ中反應(yīng)為Br2+2KI=I2+2KBr,若剩余溴完全反應(yīng),則n(KI)≥ 2n(Br2),推知n(KI)≥6n(KBrO3) (6). 當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜰a2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,且30s不變色 (7). (8). 揮發(fā) 【解析】 【分析】 本題考查氧化還原反應(yīng)滴定的綜合運(yùn)用。苯酚與溴反應(yīng)快速靈敏,但滴定終點(diǎn)難以判斷,因而制得一定量的溴分別與苯酚和KI反應(yīng)(溴須完全反應(yīng)完),而溴與KI反應(yīng)生成的I2與Na2S2O3進(jìn)行滴定分析,因而直接測出與KI反應(yīng)所消耗的溴,進(jìn)而計(jì)算出與苯酚反應(yīng)消耗的溴,最后根據(jù)苯酚與溴反應(yīng)的系數(shù)計(jì)算廢水中苯酚的濃度。 【詳解】(1)準(zhǔn)確稱量KBrO3固體配置溶液所需的玻璃儀器有燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管,一定規(guī)格的容量瓶,因而該空填容量瓶、量筒; (2)KBrO3溶液中加入KBr和H2SO4,溶液顏色呈棕黃色,說明生成Br2,根據(jù)缺項(xiàng)配平可知該離子方程式為BrO3- + 5Br- + 6H+ = 3Br2 + 3H2O; (3)苯酚和溴水反應(yīng)得到白色沉淀2,4,6-三溴苯酚,化學(xué)方程式為; (4)該測量過程是利用一定量的溴分別與苯酚和KI反應(yīng),注意溴須反應(yīng)完全,且一定量溴的總量已知,部分溴與KI反應(yīng)生成的I2可利用氧化還原滴定法測量,進(jìn)而計(jì)算出與KI反應(yīng)的溴的消耗量,將一定量溴減去與KI反應(yīng)的溴的消耗量,可得與苯酚反應(yīng)的溴的消耗量,因而一定量的溴與苯酚反應(yīng)完,必須有剩余的溴與KI反應(yīng),Ⅲ中反應(yīng)結(jié)束時(shí),若溶液顯黃色說明苯酚反應(yīng)完,且有溴剩余,以便與KI反應(yīng),故原因?yàn)棰蛑猩傻腂r2與廢水中苯酚完全反應(yīng)后,Ⅲ中溶液顏色為黃色,說明有Br2剩余,剩余Br2與過量KI反應(yīng),從而間接計(jì)算苯酚消耗的Br2; (5)Ⅱ中反應(yīng)為KBrO3 + 5KBr + 3H2SO4=3K2SO4+ 3Br2 + 3H2O可知3n(KBrO3)=n1(Br2),Ⅱ中Br2部分與苯酚反應(yīng),剩余溴的量設(shè)為n2(Br2)(n1(Br2)>n2(Br2))在Ⅳ中反應(yīng)為Br2+2KI=I2+2KBr,若剩余溴完全反應(yīng),則n(KI)≥ 2n2(Br2),推知n(KI)≥6n(KBrO3);因而當(dāng)n(KI)≥6n(KBrO3),KI一定過量; (6)Ⅴ中含碘的溶液內(nèi)加入淀粉,溶液顯藍(lán)色,隨著Na2S2O3溶液滴入,藍(lán)色變淺直至消失,因而當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜰a2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,且30s不變色; (7)n(BrO3-)=av110-3mol,根據(jù)反應(yīng)BrO3- + 5Br- + 6H+ = 3Br2 + 3H2O可知n(Br2)=3av110-3mol,溴分別與苯酚和KI反應(yīng),先計(jì)算由KI消耗的溴的量,設(shè)為n1(Br2),根據(jù)I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6可知I2~2Na2S2O3,又Br2+2I-=I2+2Br-可知Br2~ I2,可得Br2~2Na2S2O3,n(Na2S2O3)= bv310-3mol,n1(Br2)=bv310-3mol,再計(jì)算由苯酚消耗的溴的量,設(shè)為n2(Br2)= n(Br2)- n1(Br2)=( 3av1-bv3) 10-3mol,苯酚與溴水反應(yīng)的計(jì)量數(shù)關(guān)系為3Br2~C6H5OH,n(C6H5OH)=n2(Br2)=(av1-bv3)10-3mol,廢水中苯酚的含量==mol; (8)Ⅱ中生成的溴須被苯酚和KI完全反應(yīng)掉,而溴有揮發(fā)性,反應(yīng)時(shí)須在密閉容器中進(jìn)行。 10.氫能源是最具應(yīng)用前景的能源之一,高純氫的制備是目前的研究熱點(diǎn)。 (1)甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一。 ①反應(yīng)器中初始反應(yīng)的生成物為H2和CO2,其物質(zhì)的量之比為4∶1,甲烷和水蒸氣反應(yīng)的方程式是______________。 ②已知反應(yīng)器中還存在如下反應(yīng): i.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1 ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2 iii.CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH3 …… iii為積炭反應(yīng),利用ΔH1和ΔH2計(jì)算ΔH3時(shí),還需要利用__________反應(yīng)的ΔH。 ③反應(yīng)物投料比采用n(H2O)∶n(CH4)=4∶1,大于初始反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,目的是________________(選填字母序號)。 a.促進(jìn)CH4轉(zhuǎn)化 b.促進(jìn)CO轉(zhuǎn)化為CO2 c.減少積炭生成 ④用CaO可以去除CO2。H2體積分?jǐn)?shù)和CaO消耗率隨時(shí)間變化關(guān)系如下圖所示。從t1時(shí)開始,H2體積分?jǐn)?shù)顯著降低,單位時(shí)間CaO消耗率_______(填“升高”“降低”或“不變”)。此時(shí)CaO消耗率約為35%,但已失效,結(jié)合化學(xué)方程式解釋原因:____________________________。 (2)可利用太陽能光伏電池電解水制高純氫,工作示意圖如下。通過控制開關(guān)連接K1或K2,可交替得到H2和O2。 ①制H2時(shí),連接_______________。 產(chǎn)生H2的電極反應(yīng)式是_______________。 ②改變開關(guān)連接方式,可得O2。 ③結(jié)合①和②中電極3的電極反應(yīng)式,說明電極3的作用:________________________。 【答案】 (1). CH4 + 2H2O= 4H2 + CO2 (2). C(s)+CO2(g)=2CO(g) (3). abc (4). 降低 (5). H2體積分?jǐn)?shù)在t1之后較少,結(jié)合CaO+H2O=Ca(OH)2可知水蒸氣濃度較小,反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)逆向反應(yīng),氧化鈣很難和CO2反應(yīng),因而失效 (6). K1 (7). 2H2O+2e-=H2↑+2OH- (8). 連接K1或K2時(shí),電極3分別作為陽極材料和陰極材料,并且NiOOH和Ni(OH)2相互轉(zhuǎn)化提供電子轉(zhuǎn)移 【解析】 【詳解】(1)①由于生成物為H2和CO2,其物質(zhì)的量之比為4:1,反應(yīng)物是甲烷和水蒸氣,因而反應(yīng)方程式為CH4 + 2H2O= 4H2 + CO2; ②ⅰ-ⅱ可得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),設(shè)為ⅳ,用ⅳ-??傻肅(s)+CO2(g)=2CO(g),因?yàn)檫€需利用C(s)+CO2(g)=2CO(g)反應(yīng)的焓變; ③初始反應(yīng)n(H2O):n(CH4)=2:1,說明加入的水蒸氣過量,又反應(yīng)器中反應(yīng)都存在一定可逆性,根據(jù)反應(yīng)ⅰ知水蒸氣濃度越大,甲烷的轉(zhuǎn)化率越高,a正確;根據(jù)反應(yīng)ⅱ知水蒸氣濃度越大,CO的轉(zhuǎn)化率越高,b正確;ⅰ和ⅱ產(chǎn)生氫氣,使得氫氣濃度變大,抑制反應(yīng)ⅲ,積炭生成量減少,c正確; ④t1時(shí)CaO消耗率曲線斜率減小,因而單位時(shí)間內(nèi)CaO的消耗率降低,H2體積分?jǐn)?shù)在t1之后較少,結(jié)合CaO+H2O=Ca(OH)2可知水蒸氣濃度較小,反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)逆向反應(yīng),氧化鈣很難和CO2反應(yīng),因而失效 (2)①電極生成H2時(shí),根據(jù)電極放電規(guī)律可知H+得到電子變?yōu)闅錃?,因而電極須連接負(fù)極,因而制H2時(shí),連接K1,該電池在堿性溶液中,由H2O提供H+,電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-; ③電極3上NiOOH和Ni(OH)2相互轉(zhuǎn)化,其反應(yīng)式為NiOOH+e-+H2O?Ni(OH)2+OH-,當(dāng)連接K1時(shí),Ni(OH)2失去電子變?yōu)镹iOOH,當(dāng)連接K2時(shí),NiOOH得到電子變?yōu)镹i(OH)2,因而作用是連接K1或K2時(shí),電極3分別作為陽極材料和陰極材料,并且NiOOH和Ni(OH)2相互轉(zhuǎn)化提供電子轉(zhuǎn)移。 11.化學(xué)小組實(shí)驗(yàn)探究SO2與AgNO3溶液的反應(yīng)。 (1)實(shí)驗(yàn)一:用如下裝置(夾持、加熱儀器略)制備SO2,將足量SO2通入AgNO3溶液中,迅速反應(yīng),得到無色溶液A和白色沉淀B。 ①濃H2SO4與Cu反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________。 ②試劑a是____________。 (2)對體系中有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)分析得出:沉淀B可能為Ag2SO3、Ag2SO4或兩者混合物。(資料:Ag2SO4微溶于水;Ag2SO3難溶于水) 實(shí)驗(yàn)二:驗(yàn)證B的成分 ①寫出Ag2SO3溶于氨水的離子方程式:__________。 ②加入鹽酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F。推斷D中主要是BaSO3,進(jìn)而推斷B中含有Ag2SO3。向?yàn)V液E中加入一種試劑,可進(jìn)一步證實(shí)B中含有Ag2SO3。所用試劑及現(xiàn)象是__________。 (3)根據(jù)沉淀F的存在,推測的產(chǎn)生有兩個(gè)途徑: 途徑1:實(shí)驗(yàn)一中,SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4,隨沉淀B進(jìn)入D。 途徑2:實(shí)驗(yàn)二中,被氧化為進(jìn)入D。 實(shí)驗(yàn)三:探究的產(chǎn)生途徑 ①向溶液A中滴入過量鹽酸,產(chǎn)生白色沉淀,證明溶液中含有________:取上層清液繼續(xù)滴加BaCl2溶液,未出現(xiàn)白色沉淀,可判斷B中不含Ag2SO4。做出判斷的理由:_______。 ②實(shí)驗(yàn)三的結(jié)論:__________。 (4)實(shí)驗(yàn)一中SO2與AgNO3溶液反應(yīng)的離子方程式是_________________。 (5)根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)分析,SO2與AgNO3溶液應(yīng)該可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)。將實(shí)驗(yàn)一所得混合物放置一段時(shí)間,有Ag和生成。 (6)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論:__________________。 【答案】 (1). Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O (2). 濃硫酸 (3). Ag2SO3+4NH3H2O=2 Ag(NH3)2++SO32-+4H2O (4). 品紅溶液 (5). 若加入品紅溶液,品紅溶液褪色,則證明B中含有Ag2SO3 (6). Ag+ (7). 因若含有Ag2SO4,加入BaCl2溶液會(huì)生成難溶的BaSO4白色沉淀 (8). 2Ag++SO2+H2O= Ag2SO3+2H+ (9). 二氧化硫與硝酸銀溶液反應(yīng)生成亞硫酸銀 【解析】 分析】 本題的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄縎O2與硝酸銀溶液的反應(yīng),實(shí)驗(yàn)過程先用銅片和濃硫酸反應(yīng)制備SO2,再將SO2通入硝酸銀溶液中,對所得產(chǎn)物進(jìn)行探究,可依據(jù)元素化合物知識解答。 【詳解】(1)①銅和濃硫酸在加熱的條件下反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水,化學(xué)方程式為:Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O, 故答案為:Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O; ②由于反應(yīng)時(shí)逸出的SO2氣體可能帶出少量硫酸,所以試劑a應(yīng)為除雜試劑,可用濃硫酸, 故答案為:濃硫酸; (2)①Ag2SO3溶于氨水得到Ag(NH3)2+,離子方程式為:Ag2SO3+4NH3H2O=2 Ag(NH3)2++SO32-+4H2O, 故答案為:Ag2SO3+4NH3H2O=2 Ag(NH3)2++SO32-+4H2O; ②推測沉淀D為BaSO3,加過量稀鹽酸溶解得濾液E和少量沉淀F,則E中可能含有溶解的SO2,可用品紅溶液檢驗(yàn),若加入品紅溶液,品紅溶液褪色,則證明B中含有Ag2SO3, 故答案為:品紅溶液;若加入品紅溶液,品紅溶液褪色,則證明B中含有Ag2SO3; (3)①加入過量鹽酸產(chǎn)生白色沉淀,說明含有Ag+;B中不含Ag2SO4,因若含有Ag2- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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