2022年高考全国卷Ⅰ理综试题解析 .pdf
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1、绝密启用前2019 年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试物理部分注意事项:1答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。3考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。二、选择题:本题共8小题,每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中,第1418题只有一项符合题目要求,第1921题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3 分,有选错的得 0 分。1.氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63 e
2、V3.10 eV 的光为可见光。要使处于基态(n=1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子,最少应给氢原子提供的能量为A.12.09 eVB.10.20 eVC.1.89 eVD.1.5l eV【答案】A【解析】【详解】由题意可知,基态(n=1)氢原子被激发后,至少被激发到n=3 能级后,跃迁才可能产生能量在1.63eV3.10eV 的可见光。故1.51(13.60)eV12.09eVE。故本题选A。2.如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小球P 和 Q 用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页,共 45
3、 页 -A.P和 Q 都带正电荷B.P 和 Q 都带负电荷C.P 带正电荷,Q 带负电荷D.P 带负电荷,Q 带正电荷【答案】D【解析】【详解】AB、受力分析可知,P和 Q 两小球,不能带同种电荷,AB 错误;CD、若 P球带负电,Q 球带正电,如下图所示,恰能满足题意,则C 错误 D 正确,故本题选D。3.最近,我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功,这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s,产生的推力约为4.8 106 N,则它在1 s 时间内喷射的气体质量约为A.1.6 102 kgB.1.6 103 kgC.1.
4、6105 kgD.1.6106 kg【答案】B【解析】【详解】设该发动机在ts时间内,喷射出的气体质量为m,根据动量定理,Ftmv,可知,在1s内喷射出的气体质量6304.8 101.6 103000mFmkgkgtv,故本题选B。4.如图,等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M、N 与直流电源两端相接,已如导体棒MN 受到的安培力大小为F,则线框LMN 受到的安培力的大小为名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页,共 45 页 -A.2 FB.1.5FC.0.5FD.0【答案】B【解析】【详解】设每一根导体棒
5、的电阻为R,长度为L,则电路中,上下两路电阻之比为12:2:2:1RRR R,根据并联电路两端各电压相等的特点可知,上下两路电流之比12:1:2II。如下图所示,由于上路通电的导体受安培力的有效长度为L,根据安培力计算公式FILB,可知12:1:2FFII,得12FF,根据左手定则可知,两力方向相同,故线框LMN 所受的合力大小为32FFF,故本题选B。5.如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H。上升第一个4H所用的时间为 t1,第四个4H所用的时间为t2。不计空气阻力,则21tt满足名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页,共 45 页 -A.1
6、21tt2B.221tt3C.321tt4D.421ttc(K+)c(OH-)【答案】C【解析】【分析】邻苯二甲酸氢钾为二元弱酸酸式盐,溶液呈酸性,向邻苯二甲酸氢钾溶液中加入氢氧化钠溶液,两者反应生成邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠,溶液中离子浓度增大,导电性增强,邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠为强碱弱酸盐,邻苯二甲酸根在溶液中水解使溶液呈碱性。【详解】A 项、向邻苯二甲酸氢钾溶液中加入氢氧化钠溶液,两者反应生成邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠,溶液中 Na+和 A2的浓度增大。由图像可知,溶液导电性增强,说明导电能力与离子浓度和种类有关,故A正确;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 20 页,
7、共 45 页 -B 项、a点和 b 点 K+的物质的量相同,K+的物质的量浓度变化不明显,HA转化为 A2,b 点导电性强于a点,说明Na+和A2的导电能力强于HA,故B正确;C 项、b点邻苯二甲酸氢钾溶液与氢氧化钠溶液恰好完全反应生成邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠,邻苯二甲酸钾为强碱弱酸盐,A2在溶液中水解使溶液呈碱性,溶液pH7,故 C 错误;D 项、b点邻苯二甲酸氢钾溶液与氢氧化钠溶液恰好完全反应生成等物质的量的邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠,溶液中 c(Na+)和 c(K+)相等,c 点是继续加入氢氧化钠溶液后,得到邻苯二甲酸钾、邻苯二甲酸钠、氢氧化钠的混合溶液,则溶液中c(Na+)c(K+)
8、,由图可知,a点到 b 点加入氢氧化钠溶液的体积大于b点到 c 点加入氢氧化钠溶液的体积,则溶液中c(K+)c(OH),溶液中三者大小顺序为c(Na+)c(K+)c(OH),故 D 正确。故选 C。【点睛】本题考查水溶液中的离子平衡,试题侧重考查分析、理解问题的能力,注意正确分析图象曲线变化,明确酸式盐与碱反应溶液浓度和成分的变化与导电性变化的关系是解答关键。6.利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。下列说法错误的是A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+2H+
9、2MV+C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【答案】B【解析】【分析】由生物燃料电池的示意图可知,左室电极为燃料电池的负极,MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+,电极反应式为MV+e=MV2+,放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H2反应生成H+和 MV+,反应的方程式为H2+2MV2+=2H+2MV+;右室电极为燃料电池的正极,MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+,电极反应式为MV2+e=MV+,放电生成的MV+与 N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和 MV2+,反应的方名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理
10、-第 21 页,共 45 页 -程式为 N2+6H+6MV+=6MV2+NH3,电池工作时,氢离子通过交换膜由负极向正极移动。【详解】A项、相比现有工业合成氨,该方法选用酶作催化剂,条件温和,同时利用MV+和MV2+的相互转化,化学能转化为电能,故可提供电能,故A 正确;B 项、左室为负极区,MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+,电极反应式为MV+e=MV2+,放电生成的 MV2+在氢化酶的作用下与H2反应生成 H+和 MV+,反应的方程式为H2+2MV2+=2H+2MV+,故 B 错误;C 项、右室为正极区,MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+,电极反应式为MV2+e=MV+,放
11、电生成的 MV+与 N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和 MV2+,故 C 正确;D 项、电池工作时,氢离子(即质子)通过交换膜由负极向正极移动,故D 正确。故选 B。【点睛】本题考查原池原理的应用,注意原电池反应的原理和离子流动的方向,明确酶的作用是解题的关键。7.科学家合成出了一种新化合物(如图所示),其中 W、X、Y、Z 为同一短周期元素,Z 核外最外层电子数是 X 核外电子数的一半。下列叙述正确的是A.WZ 的水溶液呈碱性B.元素非金属性的顺序为XYZC.Y 的最高价氧化物的水化物是中强酸D.该新化合物中Y 不满足 8 电子稳定结构【答案】C【解析】【分析】由 W、X、Y、Z 为同一短
12、周期元素,Z 的核外最外层电子数是X 核外电子数的一半可知,Z 为 Cl、X 为 Si,由化合价代数和为0 可知,Y 元素化合价为3 价,则 Y 为 P元素;由W 的电荷数可知,W 为 Na 元素。【详解】A 项、氯化钠为强酸强碱盐,水溶液呈中性,故A 错误;B 项、同周期元素从左到右,非金属性依次增强,则非金属性的强弱顺序为ClSP,故 B 错误;C 项、P元素的最高价氧化物对应水化物为磷酸,磷酸是三元中强酸,故C 正确;D 项、新化合物中P元素化合价为 3价,满足8 电子稳定结构,故D 错误。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 22 页,共 45 页 -故选 C。【点睛】本题
13、考查元素周期律的应用,注意分析题给化合物的结构示意图,利用化合价代数和为零和题给信息推断元素为解答关键。三、非选择题:共 174分,第 2232题为必考题,每个试题考生都必须作答。第3338题为选考题,考生根据要求作答。(一)必考题:共129分。8.硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5H2O、SiO2及少量 Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:回答下列问题:(1)在 95“溶侵”硼镁矿粉,产生气体在“吸收”中反应的化学方程式为_。(2)“滤渣1”的主要成分有_。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有F
14、e3+离子,可选用的化学试剂是 _。(3)根据 H3BO3的解离反应:H3BO3+H2O垐?噲?H+B(OH)-4,Ka=5.81 10-10,可判断 H3BO3是_酸;在“过滤2”前,将溶液pH 调节至 3.5,目的是 _。(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2MgCO3沉淀的离子方程式为_,母液经加热后可返回_工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_。【答案】(1).NH3+NH4HCO3(NH4)2CO3(2).Fe2O3、Al2O3、SiO2(3).KSCN(4).一元弱(5).转 化 为H3BO3,促 进 析 出(6).2Mg2+2H2O+3CO32 Mg(OH)2?MgCO
15、3+2HCO3(或2Mg2+H2O+2CO32Mg(OH)2?MgCO3+CO2)(7).溶浸(8).高温焙烧【解析】【详解】(1)根据流程图知硼镁矿粉中加入硫酸铵溶液产生的气体为氨气,用碳酸氢铵溶液吸收,反应方程式为:NH3+NH4HCO3=(NH4)2CO3;的名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 23 页,共 45 页 -(2)滤渣 I 为不与硫酸铵溶液反应的Fe2O3、Al2O3、SiO2;检验 Fe3+,可选用的化学试剂为KSCN;(3)由硼酸的离解方程式知,硼酸在水溶液中是通过与水分子的配位作用产生氢离子,而三价硼原子最多只能再形成一个配位键,且硼酸不能完全解离,所以硼
16、酸为一元弱酸;在“过滤 2”前,将溶液 pH 调节至 3.5,目的是将B(OH)-4转化为 H3BO3,并促进H3BO3析出;(4)沉镁过程中用碳酸铵溶液与Mg2+反应生成Mg(OH)2?MgCO3,沉镁过程离子反应为:2Mg2+2H2O+3CO32-=Mg(OH)2?MgCO3+2HCO3-;母液加热分解后生成硫酸铵溶液,可以返回“溶浸”工序循环使用;碱式碳酸镁不稳定,高温下可以分解,故由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是高温焙烧。9.硫酸铁铵 NH4Fe(SO4)2 xH2O是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:回答下列问题:(1)步
17、骤的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是_。(2)步骤需要加热的目的是_,温度保持8095,采用的合适加热方式是_。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为_(填标号)。(3)步骤中选用足量的H2O2,理由是 _。分批加入H2O2,同时为了 _,溶液要保持pH 小于 0.5。(4)步骤的具体实验操作有_,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 时,失掉1.5 个结晶水,失重 5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为_。的名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 24 页,共 45 页 -【答案】(1).碱煮水洗(
18、2).加快反应(3).热水浴(4).C(5).将 Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质(6).防止Fe3+水解(7).加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)(8).NH4Fe(SO4)2?12H2O【解析】【详解】(1)步骤的目的是去除废铁屑表面的油污,油污在碱性条件下容易水解,所以工业上常常用热的碳酸钠溶液清洗,即碱煮水洗;(2)步骤需要加热的目的是为了加快反应速率;温度保持8095,由于保持温度比较恒定且低于水的沸点,故采用的合适加热方式是水浴加热(热水浴);铁屑中含有少量硫化物,硫化物与硫酸反应生成硫化氢气体,可以用氢氧化钠溶液吸收,为了防止倒吸可以加装倒置的漏斗,故选择C 装置;(3)步骤
19、中选用足量的H2O2,H2O2可以将 Fe2+氧化为 Fe3+,且 H2O2的还原产物为H2O,不会引入新的杂质,故理由是:将Fe2+全部氧化为Fe3+,不引入新的杂质。因为H2O2本身易分解,所以在加入时需分量加入,同时为了防止Fe3+水解,溶液要保持pH 小于 0.5;(4)为了除去可溶性的硫酸铵、铁离子等,需要经过的步骤为:加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤);(5)设硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(SO4)2?xH2O,其相对分子质量为266+18x,1.5 个水分子的相对分子质量为 1.5 18=27,则 27/(266+18x)=5.6%,解得 x=12,则硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(
20、SO4)2?12H2O。10.水煤气变换 CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题:(1)Shibata 曾做过下列实验:使纯H2缓慢地通过处于721 下的过量氧化钴CoO(s),氧化钴部分被还原为金属钴(Co),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。在同一温度下用CO 还原 CoO(s),平衡后气体中CO 的物质的量分数为0.0192。根据上述实验结果判断,还原CoO(s)为 Co(s)的倾向是CO_H2(填“大于”或“小于”)。(2)721 时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和 H2O(g
21、)混合,采用适当的催化剂进行反应,则平衡时体系中H2的物质的量分数为_(填标号)。A 0.25B0.25 C0.250.50D0.50E 0.50(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 25 页,共 45 页 -可知水煤气变换的 H_0(填“大于”“等于”或“小于”),该历程中最大能垒(活化能)E正=_eV,写出该步骤的化学方程式_。(4)Shoichi 研究了 467、489 时水煤气变换中CO 和 H2分压随时间变化关系(如下图所示),催化剂为氧化铁
22、,实验初始时体系中的PH2O和 PCO相等、PCO2和 PH2相等。计算曲线a 的反应在3090 min 内的平均速率v(a)=_kPamin-1。467 时 PH2和 PCO随时间变化关系的曲线分别是_、_。489 时 PH2和 PCO随时间变化关系的曲线分别是_、_。【答案】(1).大于(2).C(3).小于(4).2.02(5).COOHg+Hg+H2OgCOOHg+2Hg+OHg或 H2OgHg+OHg(6).0.0047(7).b(8).c(9).a(10).d【解析】名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 26 页,共 45 页 -【分析】(1)由H2、CO 与 CoO
23、反应后其气体物质的量分数判断二者的倾向大小;(2)根据三段式以及CO 与 H2的倾向大小关系综合判断;(3)根据反应物与生成物的相对能量差大小进行比较判断;根据反应物达到活化状态所需能量为活化能以及相对能量差值大小计算并比较最大能垒;根据最大能垒对应的反应历程对应的物质写出方程式;(4)根据图中曲线a在 3090 min 内分压变化量计算平均反应速率;先根据CO 与 H2的倾向大小关系判断CO 与 H2的含量范围,然后根据温度变化对化学平衡的影响判断出在不同温度下曲线对应的物质。【详解】(1)H2还原氧化钴的方程式为:H2(g)CoO(s)Co(s)H2O(g);CO 还原氧化钴的方程式为:C
24、O(g)CoO(s)Co(s)CO2(g),平衡时H2还原体系中H2的物质的量分数(222n Hn H+n H O)高于CO 还原体系中CO 的物质的量分数(2n COn CO+n CO),故还原CoO(s)为 Co(s)的倾向是 CO 大于 H2;(2)721 时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和 H2O(g)混合,可设其物质的量为1mol,则CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)起始(mol)1 1 0 0转化(mol)x x x x平衡(mol)1-x 1-x x x则平衡时体系中H2的物质的量分数=2n Hxmolx=n21-x+1-x+x+xmol总,因该反应为可逆
25、反应,故x0.5,由此可判断最终平衡时体系中H2的物质的量分数介于0.250.50,故答案为C;(3)根据水煤气变换CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)并结合水煤气变换的反应历程相对能量可知,CO(g)+H2O(g)的能量(-0.32eV)高于 CO2(g)+H2(g)的能量(-0.83eV),故水煤气变换的 H 小于 0;活化能即反应物状态达到活化状态所需能量,根据变换历程的相对能量可知,最大差值为:名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 27 页,共 45 页 -其最大能垒(活化能)E正=1.86-(-0.16)eV=2.02eV;该步骤的反应物为COOHg+Hg+
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