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高考化学二轮复习特训:非选择题增分练3(含解析)
ID:253 2021-08-14 9页1111 550.53 KB
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高考化学二轮复习特训:非选择题增分练3(含解析)第三周 非选择题增分练26.金属钛被称为“21世纪金属”。(1)工业上用钛矿石(主要成分为FeTiO3,主要含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)经过以下流程制得TiO2:其中,步骤Ⅱ发生的主要反应为2H2SO4+FeTiO3===TiOSO4+FeSO4+2H2O。①步骤Ⅰ发生反应的离子方程式是______________________________________、______________。为提高钛矿石的碱浸出速率,步骤Ⅰ可采取的办法除提高碱的浓度外,还可以采取的办法有____________、____________(写出两种方法)。②步骤Ⅱ中加入Fe的目的是___________________________________________;分离出FeSO4晶体的操作是____________________________________________。③步骤Ⅲ形成的TiO2·nH2O为胶体,步骤Ⅲ发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(2)利用TiO2可通过下述两种方法制备金属钛。方法一:将TiO2作阴极,石墨作阳极,熔融CaO为电解液,炭块作电解池槽,电解TiO2制得钛,阳极上一定生成的气体是________,可能生成的气体是________。方法二:通过以下反应制备金属钛。①TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)ΔH=+151kJ·mol-1②TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti实际生产中,需在反应①过程中加入碳,可以顺利制得TiCl4。碳的作用除燃烧放热外,还具有的作用是_________________________________________________________________________。解析:(1)①步骤Ⅰ中Al2O3、SiO2均能与浓NaOH溶液反应,其离子方程式分别为Al2O3+2OH-===2AlO+H2O、SiO2+2OH-===SiO+H2O。为提高钛矿石的碱浸出速率,可采取适当增加碱的浓度、升高反应温度、粉碎钛矿石或搅拌等措施。②步骤Ⅱ所得溶液中的Fe2+易被氧化成Fe3+,加入适量铁粉,可将溶液中的Fe3+还原为Fe2+。从溶液中分离出FeSO4晶体时,可采取的操作为过滤。③TiOSO4在溶液中加热水解生成TiO2·nH2O胶体的化学方程式为TiOSO4+(n+1)H2OTiO2·nH2O(胶体)+H2SO4。(2)熔融CaO中的O2-9,向阳极移动,阳极上O2-失电子被氧化为O2;由于炭块作电解池槽,则阳极还可能生成CO、CO2或二者的混合气体。反应①的过程中加入适量碳,碳燃烧放出热量提供反应所需的高温,此外碳还可以和生成物O2反应,促使反应①的平衡正向移动。答案:(1)①Al2O3+2OH-===2AlO+H2O SiO2+2OH-===SiO+H2O 升高温度(或加热) 粉碎钛矿石或搅拌(其他合理答案均可) ②还原Fe3+ 过滤③TiOSO4+(n+1)H2OTiO2·nH2O(胶体)+H2SO4 (2)O2(或氧气) CO2(或CO或CO2、CO)消耗O2,促进反应①的平衡向正反应方向移动27.Ⅰ.某兴趣学习小组设计如图装置制取SO2,并研究其性质。请回答下列问题:(1)B、C、D装置分别用于检验SO2的性质,写出C装置中反应的离子方程式:________________________________________________________________________。(2)实验中观察到D装置中有浑浊出现,有同学提出此现象不能证明SO2具有氧化性,请简述理由:_______________________________________________________________________________。(3)E装置的作用为_____________________________________________________。Ⅱ.某学习小组为进一步探究不同浓度的硫酸氧化性不同,设计并完成如下实验:称取一定量的还原铁粉放入一定体积的浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。经检验,气体Y中含有SO2、H2。(4)溶液X中含有的金属阳离子是________(填化学式),简述如何检验该离子________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)为了测定气体Y中SO2的含量,将2.24L(标准状况)气体Y通入200.00mL0.2000mol·L-1酸性高锰酸钾溶液中,充分反应后,取出20.00mL溶液转入锥形瓶中进行滴定,消耗0.1000mol·L-1的KHC2O4标准液10.00mL(高锰酸钾被还原均生成Mn2+)。①已知室温下,0.1000mol·L-1KHC2O4溶液中,c(C2O)>c(H2C2O4)。滴定操作过程中标准液应用________(填仪器名称)盛装;滴定终点的现象为____________。②计算气体Y中SO2的物质的量分数为________。解析:(1)C装置中SO2与饱和氯水反应的离子方程式为SO2+Cl2+2H2O===4H++SO+2Cl-。(2)因C装置中挥发出的Cl29,也能使D装置中出现浑浊现象,故D装置中出现浑浊,不能证明SO2与H2S反应生成单质S,即不能证明SO2具有氧化性。(3)SO2为有毒气体,使用E装置,既能进行尾气处理,又能起到防倒吸作用。(4)根据反应生成的气体Y中含有SO2和H2,可知最后是Fe与稀硫酸反应生成H2,因此该溶液中不可能含有Fe3+,故溶液X中含有的金属阳离子为Fe2+。要检验溶液中的Fe2+,可取少量溶液X,向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,若产生蓝色沉淀,则证明原溶液中含有Fe2+(或取少量溶液X,向其中加入KSCN溶液,无明显现象,再滴入新制氯水,若出现红色,则可证明原溶液中含有Fe2+)。(5)①根据0.1000mol·L-1KHC2O4溶液中c(C2O)>c(H2C2O4),可知HC2O的电离程度大于其水解程度,即KHC2O4溶液呈酸性,在滴定过程中该标准液应用酸式滴定管盛装;达到滴定终点时,滴入最后一滴KHC2O4标准液,锥形瓶内溶液由紫色变为无色,且半分钟内溶液颜色不发生变化。②根据化合价变化可找出关系式:2KMnO4~5KHC2O4,c剩余(KMnO4)×20.00×10-3L=0.1000mol·L-1×10.00×10-3L×,解得c剩余(KMnO4)=0.0200mol·L-1,再根据关系式:5SO2~2KMnO4,得n(SO2)=(0.2000-0.0200)mol·L-1×200.00×10-3L×=0.09mol,即气体Y中SO2的物质的量分数为×100%=90%。答案:(1)SO2+Cl2+2H2O===4H++SO+2Cl-(2)C装置挥发出的氯气也可以使D装置中出现浑浊(3)尾气处理,防倒吸(4)Fe2+ 取少量溶液X,向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,若产生蓝色沉淀,则证明原溶液中含有Fe2+(其他合理答案均可)(5)①酸式滴定管 滴入最后一滴KHC2O4标准液,锥形瓶内溶液由紫色变为无色,且半分钟内颜色不恢复 ②90%28.甲醇是一种重要的化工原料,工业上利用CO2和H2在一定条件下反应合成甲醇。(1)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(g)ΔH=-1275.6kJ·mol-1②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH=-566.0kJ·mol-1③H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44.0kJ·mol-1写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:____________________。(2)在容积为1L的密闭容器中,投入1molCO和2molH2,在不同条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图1所示:9,①该反应的ΔH________(填“>”“<”或“=”)0,判断理由是____________。②M点时,CO的转化率为________。506K时该反应的平衡常数K=________(保留三位小数)。③某同学绘制的压强为p1时,不同温度下上述反应的平衡常数的对数值(lgK)如图2所示。A、B、C、D、E五点中能正确表示该反应的lgK与温度(T)的关系的点为________。④下列叙述能说明反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)达到平衡状态的是________(填字母)。A.单位时间内生成2molH2的同时消耗1molCOB.反应过程中c(CO)∶c(CH3OH)=1∶1C.恒温恒容时,混合气体的密度保持不变D.绝热恒容时,反应的平衡常数不再变化解析:(1)根据盖斯定律,由×(①-②+③×4)可得:CH3OH(l)+O2(g)===CO(g)+2H2O(l) ΔH=-442.8kJ·mol-1。(2)①从图像可以看出:当压强相同时,升高温度,平衡时甲醇的物质的量减小,即升温平衡逆向移动,则正反应为放热反应,ΔH<0。②根据图像,M点时生成0.25molCH3OH,则反应消耗0.25molCO,故CO的转化率为×100%=25%。根据三段式法可知,506K时有      CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)起始(mol·L-1)  1   2     0转化(mol·L-1) 0.25  0.5    0.25平衡(mol·L-1)0.751.50.25则506K时该反应的平衡常数K=≈0.148。③该反应为放热反应,温度升高,平衡常数K减小,则lgK也随温度升高而降低,即点A、B、E能表示该反应的lgK与温度的变化关系。④单位时间内生成2molH2即生成1molCO,同时消耗1molCO,可以说明反应达到平衡状态,A项正确;达到平衡状态时各物质的浓度保持不变,但c(CO)∶c(CH39,OH)=1∶1时不能说明反应达到平衡状态,B项错误;容器体积和气体质量均不变,则混合气体的密度始终为定值,不能由此判断反应是否达到平衡状态,C项错误;绝热恒容时,反应的平衡常数不再发生变化,即容器内温度不再发生变化,说明反应达到平衡状态,D项正确。答案:(1)CH3OH(l)+O2(g)===CO(g)+2H2O(l) ΔH=-442.8kJ·mol-1(2)①< 从图像看出:随着温度升高,平衡时甲醇的物质的量减小,说明平衡逆向移动,正反应放热②25% 0.148 ③ABE ④AD35.[选修3:物质结构与性质]硼和氮的单质及一些化合物在工农业生产等领域有重要应用。回答下列问题:(1)N原子核外有________种不同运动状态的电子。基态N原子中,能量最高的电子所占据的原子轨道的形状为________。(2)经测定发现,N2O5固体由NO和NO两种离子组成,该固体中N原子杂化类型为________;与NO互为等电子体的微粒有________(写出一种)。(3)铵盐大多不稳定。NH4F、NH4I中较易分解的是________,原因是________________________________________________________________________。(4)第二周期中,第一电离能介于B元素和N元素间的元素为________(填元素符号)。(5)晶体硼有多种变体,但其基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体(见图Ⅰ),每个顶点为一个硼原子,每个三角形均为等边三角形。则每一个此基本结构单元由________个硼原子构成;若该结构单元中有2个原子为10B(其余为11B),那么该结构单元有________种不同类型。(6)硼和氮构成的一种氮化硼晶体的结构与石墨晶体结构相类似,B、N原子相互交替排列(见图Ⅱ),其晶胞结构如图Ⅲ所示。设层内B—N核间距为apm,面间距为bpm,则该氮化硼晶体的密度为________g·cm-3。(用含a、b、NA的代数式表示)。解析:(1)原子核外没有两个运动状态完全相同的电子,有几个电子就有几种运动状态,N原子核外有7个电子,所以有7种不同运动状态的电子。基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,能量由低到高,则能量最高的电子所占据的原子轨道为2p轨道,呈哑铃形。(2)NO中N的价电子对数为=2,杂化类型为sp;NO中N的价电子对数为=3,杂化类型为sp29,。含有相同原子数和相同价电子数的微粒互为等电子体,与NO互为等电子体的微粒有SCN-、CO2、CS2、N等。(3)NH4F、NH4I中,较易分解的是NH4F,原因是F原子半径比I原子小,H—F键比H—I键强(H—F键更易形成),F-更易夺取NH中的H+。(4)同一周期元素中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族元素原子的最外层电子分别处于该轨道的全充满、半充满的稳定状态,所以其第一电离能大于其相邻元素,故第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O。(5)硼原子数:=12(个)。当选定1个硼原子后,与它最近的硼原子数为5,距离稍远的硼原子数为5,距离最远的硼原子数为1,若含有2个10B,则该结构单元有3种不同类型。(6)根据图Ⅲ可知一个晶胞中含有N原子数为4×+2×=2,B原子数为8×+1=2,B、N原子核间距为apm=a×10-10cm,底面的边长为2×a×10-10cm,底面上的高为a×10-10cm,底面积为2×a×10-10cm×a×10-10cm=×10-20cm2,晶胞的体积为×10-20cm2×b×10-10cm×2=3a2b×10-30cm3,故密度ρ=g·cm-3=g·cm-3=g·cm-3。答案:(1)七(或7) 哑铃形 (2)sp、sp2 SCN-、CO2、CS2、N(任写一种,合理即可) (3)NH4F F原子半径比I原子小,H—F键比H—I键强(H—F键更易形成),F-更易夺取NH中的H+ (4)Be、C、O (5)12 3(6)或或36.[选修5:有机化学基础]酯类化合物H是一种医药中间体,常用作防晒霜中紫外线的吸收剂。实验室由化合物A和E制备H的一种合成路线如图:已知:9,回答下列问题:(1)经测定E的相对分子质量为28,常用来测定有机物相对分子质量的仪器为________。F中只有一种化学环境的氢原子,其结构简式为________。G中只有一种官能团,F→G的反应类型为________。(2)(CH3)2SO4是一种酯,其名称为________。(3)A能与Na2CO3溶液及浓溴水反应,且1molA最多可与2molBr2反应。核磁共振氢谱表明A的苯环上有四种不同化学环境的氢原子。A的结构简式为________。C中含氧官能团的名称为________。(4)D+G―→H的化学方程式为_________________________________________________________________________________________________________________。(5)C的同分异构体中能同时满足下列条件的共有____种。(不含立体异构)①遇FeCl3溶液发生显色反应 ②能发生水解反应(6)参照上述合成路线,设计一条由和(CH3)3CCl为起始原料制备的合成路线(其他试剂任选):解析:(1)常用来测定有机物相对分子质量的仪器为质谱仪。经测定E的相对分子质量为28,应该为乙烯,乙烯氧化生成F,F中只有一种化学环境的氢原子,分子式为C2H4O,则F为环氧乙烷,其结构简式为F与水反应生成G,G中只有一种官能团,根据G的分子式可知G为乙二醇,故F→G的反应类型为水解反应或加成反应。(2)(CH3)2SO4是一种酯,由甲醇与硫酸发生酯化反应而得,其名称为硫酸二甲酯。(3)A能与Na2CO3溶液及浓溴水反应,则A为酚,根据已知反应①和B的分子式可推知A为甲基苯酚;酚羟基的邻、对位上的氢能被溴取代,1molA最多可与2molBr2反应,说明甲基在邻位或对位上;核磁共振氢谱表明A的苯环上有四种不同化学环境的氢原子,则甲基在邻位(若在对位,则苯环上只有两种不同化学环境的氢原子),故A的结构简式为9,在碱性条件下与(CH3)2SO4反应生成B,B为CH3OCH3;CH3OCH3被酸性高锰酸钾氧化生成C,C为,含氧官能团的名称为羧基、醚键。(4)C在浓HI溶液中反应生成D,D为与HOCH2CH2OH在催化剂及加热条件下反应生成H和水,H为(5)的同分异构体满足:①含有酚羟基;②含有酯基。结合C的结构简式可推知,若苯环上有2个取代基,则取代基可以是酚羟基和HCOOCH2—或CH3COO—或CH3OOC—,2个取代基有邻、间、对3种位置关系,则有3×3=9种;若取代基有3个,则为—CH3、HCOO—、酚羟基,先定2个取代基,再定第3个取代基,则甲基和酚羟基在邻位时HCOO—有4种位置,甲基和酚羟基在间位时HCOO—有4种位置,甲基和酚羟基在对位时HCOO—有2种位置,共10种。故符合条件的同分异构体有19种。(6)根据已知反应②知,和(CH3)3CCl在AlCl3、加热条件下反应生成,根据已知反应①知,在碱性条件下与(CH3)2SO4反应生成在浓硫酸、加热条件下与浓硝酸发生硝化反应生成在浓HI溶液中反应生成由此可设计出合成路线。答案:(1)质谱仪 9, 水解反应或加成反应 (2)硫酸二甲酯(3) 羧基、醚键(5)199
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