最新高考化学必考题系列专题12物质的检验分离与提纯含答案Word文档下载推荐.docx
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③实验步骤是否简单、方便；
④实验效果是否明显等。
⑤反应原料是否易得、安全、无毒；
⑥反应速率较快；
⑦原料利用率以及合成物质的产率是否较高；
⑧合成过程是否造成环境污染。
⑨有无化学安全隐患，如倒吸、爆炸、吸水、泄漏、着火、溅液、破损等。
1．【2018届崇明区二模】有7瓶氯盐溶液，阳离子分别是Cu2＋、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Fe2＋、NH4＋、Na＋等离子的溶液，只用一种试剂即可鉴别，该试剂可能是
A．KMnO4溶液B．KSCN溶液C．NaOH溶液D．NH3·
H2O溶液
【答案】C
2．【2018届黄冈中学三模】工业上常用水蒸气蒸馏的方法（蒸馏装置如图）从植物组织中获取挥发性成分。
这些挥发性成分的混合物统称精油，大都具有令人愉快的香味。
从柠檬、橙子和柚子等水果的果皮中提取的精油90%以上是柠檬烯（柠檬烯
）。
提取柠檬烯的实验操作步骤如下：
（1）将1～2个橙子皮剪成细碎的碎片，投入乙装置中，加入约30mL水
（2）松开活塞K。
加热水蒸气发生器至水沸腾，活塞K的支管口有大量水蒸气冒出时旋紧，打开冷凝水，水蒸气蒸馏即开始进行，可观察到在馏出液的水面上有一层很薄的油层。
下列说法不正确的是（）
A．当馏出液无明显油珠，澄清透明时，说明蒸馏完成
B．蒸馏结束后，为防止倒吸，立即停止加热
C．长玻管作安全管，平衡气压，防止由于导管堵塞引起爆炸
D．要得到纯精油，还需要用到以下分离提纯方法：
萃取、分液、蒸馏
3．【2018届福州市三模】实验室在500℃时，隔绝空气加热硫酸亚铁铵[（NH4）2Fe（SO4）2]至分解完全并确定分解产物成分的装置如图所示（已知分解的固体产物可能有FeO、Fe2O3和Fe3O4，气体产物可能有NH3、N2、H2O、SO3和SO2）。
下列说法正确的是
A．取①中固体残留物与稀硫酸反应并滴加KSCN，溶液变红，则残留物一定为Fe2O3
B．装置②用于检验分解产物中是否有水蒸气生成，试剂X最好选用碱石灰
C．装置③用于检验分解产物中是否有SO3气体生成并除去SO3和NH3
D．装置④用于检验分解产物中是否有SO2气体生成，装置⑤用于收集生成的NH3和N2
4．【2018届福州市三模】传统医学治疗疟疾时将青蒿加水煮沸，但药效很差。
改用乙醇控温60℃提取青蒿素，药效显著提高。
屠呦呦用一种更适宜的物质从青蒿中提取青蒿素，这种提取物对疟原虫的抑制率达到了100%，这种适宜的物质是
A
B
C
D
物质
乙醚
四氯化碳
丙醇
煤油
沸点℃
34.5
76.5
97.4
180-310
A．AB．BC．CD．D
【答案】A
【解析】分析：
温度高时，会破坏青蒿素的有效成分，所以所选取的物质沸点要低；
详解：
乙醚的沸点低，当乙醚沸腾后，继续加热，乙醚的温度不会升高，避免因为温度高而破坏青蒿素的有效成分,所以A选项是正确；
正确选项：
A。
5．【2018届余姚中学一模】下列关于物质或离子检验的叙述正确的是
A．在溶液中加酸化的BaCl2溶液，出现白色沉淀，证明原溶液中有SO
B．用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，证明该溶液一定是钠盐溶液
C．气体通过无水CuSO4，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气
D．将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是SO2
【母题来源】2018年高考新课标Ⅰ卷
【母题题文】采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。
回答下列问题
（1）1840年Devil用干燥的
氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5。
该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为___________。
（2）F．Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5（g）分解反应：
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。
体系的总压强p随时间t的变化如下表所示（t=∞时，N2O5（g）完全分解）：
t/min
40
80
160
260
1300
1700
∞
p/kPa
35.8
40.3
42.5.
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1
①已知：
2N2O5（g）＝2N2O4（g）+O2（g）ΔH1=−4.4kJ·
mol−1
2NO2（g）＝N2O4（g）ΔH2=−55.3kJ·
则反应N2O5（g）＝2NO2（g）+
O2（g）的ΔH=_______kJ·
mol−1。
②研究表明，N2O5（g）分解的反应速率
。
t=62min时，测得体系中
pO2=2.9kPa，则此时的
=________kPa，v=_______kPa·
min−1。
③若提高反应温度至35℃，则N2O5（g）完全分解后体系压强p∞（35℃）____63.1kPa（填“大于”“等于”或“小于”），原因是________。
④25℃时N2O4（g）
2NO2（g）反应的平衡常数Kp=_______kPa（Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数）。
（3）对于反应2N2O5（g）→4NO2（
g）+O2（g），R.A．Ogg提出如下反应历程：
第一步N2O5
NO2+NO3快速平衡
第二步NO2+NO3→NO+NO2+O2慢反应
第三步NO+NO3→2NO2快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。
下列表述正确的是_______（填标号）。
A．v（第一步的逆反应）＞v（第二步反应）
B．反应的中间产物只有NO3
C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
D．第三步反应活化能较高
【答案】O253.130.06.0×
10－2大于温度提高，体积不变，总压强提高；
NO2二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高13.4AC
【试题解析】
（1）氯气在反应中得到电子作氧化剂，硝酸银中只有氧元素化合价会升高，所以氧化产物是氧气，分子式为O2；
（2）①已知：
ⅰ、2N2O5（g）＝2N2O4（g）+O2（g）△H1＝－4.4kJ/mol
ⅱ、2NO2（g）＝N2O4（g）△H2＝－55.3kJ/mol
根据盖斯定律可知ⅰ÷
2－ⅱ即得到N2O5（g）＝2NO2（g）+1/2O2（g）△H1＝＋53.1kJ/mol；
②根据方程式可知氧气与消耗五氧化二氮的物质的量之比是1:
2，又因为压强之比是物质的量之比，所以消耗五氧化二氮减少的压强是2.9kPa×
2＝5.8kPa，则此时五氧化二氮的压强是35.8kPa－5.8kPa＝30.0kPa，因此此时反应速率v＝2.0×
10－3×
30＝6.0×
10－2（kPa·
min－1）；
③由于温度升高，容器容积不变，总压强提高，且二氧化氮二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高，所以若提高反应温度至35℃，则N2O5（g）完全分解后体系压强p∞（35℃）大于63.1kPa。
④根据表中数据可知五氧化二氮完全分解时的压强是63.1kPa，根据方程式可知完全分解时最初生成的二氧化氮的压强是35.8kPa×
2＝71.6kPa，氧气是35.8kPa÷
2＝17.9kPa，总压强应该是71.6kPa+17.9kPa＝89.5kPa，平衡后压强减少了89.5kPa－63.1kPa＝26.4kPa，所以根据方程式2NO2（g）
N2O4（g）可知平衡时四氧化二氮对应的压强是26.4kPa，二氧化氮对应的压强是71.6kPa－26.4kPa×
2＝18.8kPa
，则反应的平衡常数
（3）A、第一步反应快，所以第一步的逆反应速率大于第二步的逆反应速率，A正确；
B、根据第二步和第三步可知中间产物还有NO，B错误；
C、根据第二步反应生成物中有NO2可知NO2与NO3的碰撞仅部分有效，C正确；
D、第三步反应快，所以第三步反应的活化能较低，D错误。
答案选AC。
【命题意图】本题是化学反应原理的综合考查，涉及氧化产物推断、反应热计算、平衡常数计算、外界条件对平衡状态的影响、活化能对反应的影响等，难度中等。
【考试方向】本题为化学反应理论问题，一般涉及化学反应与能量，侧重考查盖斯定律；
化学反应速率与化学平衡，涉及速率相关计算、平衡状态判断、化学平衡移动、化学平衡常数及相关计算、化学平衡图像等。
预计2019年高考将结合某个特定的工业生产过程，综合考查反应热、热化学方程式、化学反应速率和化学平衡；
考查从图像中获取有效信息，解答与化学反应速率和化学平衡有关的问题，如反应速率、反应转化率、产率，提高转化率的措施等；
考查从图表或图像中获取信息，计算转化率、平衡常数等。
【得分要点】本题主要是考查化学反应原理，侧重于化学反应速率与化学平衡的有关分析与计算，题目难度较大。
试题设计新颖，陌生感强，计算量较大，对学生的要求较高。
压强和平衡常数的计算是解答的难点，注意从阿伏加德罗定律的角度去理解压强与气体物质的量之间的关系，注意结合反应的方程式和表中数据的灵活应用。
也可以直接把压强看作是物质的量利用三段式计算。
化学平衡原理适用于任何化学平衡，如果改变影响平衡的一个条件，化学平衡会向能够减弱这种改变的方向移动。
化学平衡常数：
一定条件下达到化学平衡，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，只受温度的影响，依据题目所给信息作出合理判断；
盖斯定律是对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应是相同的；
利用盖斯定律进行热化学方程式计算时先要观察分反应中物质在总反应的位置，运用“同边相加异边减”的方法将分反应转化为总反应。
1．【2018届葫芦岛市二模】碳的氧化物和氮的氧化物与人类生活息息相关，它们之间有多种相互转化
关系，可以变废为宝。
（1）为了模拟汽车尾气在催化转化器内的工作反应情况，控制定条件，让反应在恒容密闭容器中进行如下反应:
2NO（g）+2CO（g）
N2（g）+2CO2（g），用传感器测得不同时间NO和CO的依度如下表：
时间/s
1
2
3
4
5
c（NO）（10-4mol/L）
10.0
4.50
2.50
1.50
1.00
c（NO）（10-3mol/L）
3.60
3.05
2.85
2.75
2.70
①前2s内的平均反应速率v（N2）=
________，
此温度下，该反应的平衡常数K=_______
②能说明上述反应达到平衡状态的是____________。
A．2n（CO2）=
n（N2）
B．混合气体的平均相对分子质量不变
C．气体密度不变
D．容器内气体压强不变
③当NO与CO浓度相等时，体系中NO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
则NO的平衡转化率随温度升高而减小的原因是___，压强P1、P2、P3的大小关系是____________，理由是_______________________。
（2）用氨气催化氧化还原法脱硝（NOx）
①根据下图判断提高脱硝效率（单位时间内NOx浓度变化占烟气初始浓度的百分比）的最佳条件是：
______________________。
②已知:
N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+akJ/mol
N2（g）+3
H2（g）
2NH3（g）
△H
=-b
k/mol
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）
△H=-c
kJ/mol其中a、b、C均为大于0。
则放热反应:
4NO（g）+4NH3（g）+
O2（g）
4N2（g）
+6H2O（g）
△H=____________。
【答案】1.875×
10-4mol·
L-1·
s-15000L/molBD该反应正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，NO
的平衡转化率减小P1>
P2>
P3正反应为体积减小的反应，增压平衡正向移动，NO的衡转化率增大400℃、氨氮物质的量之比为1-（2a-2b+3c）或2b-2a-3ckJ/mol
点睛：
根据盖斯定律，化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与反应的途径无关，即如
果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热相同。
2．【2018届新余市二模】“绿水青山就是金山银山”，研究NO2、NO、CO、NO2-、碳氢化合物大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。
（1）已知:
汽车尾气中的CO、NOx、碳氮化合物是大气污染物。
使用稀土等催化剂能将CO、NO转化成无毒物质。
已知:
N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H1=+180.5kJ/molK1（该反应的平衡常数）
2C（s）
+O2（g）
=2CO（g）△H2=-221kJ/molK2
（同
上）
C（s）
=CO2（g）△H3=-393.5kJ/mol
K3（同上）
写出NO（g）
与CO（g）催化转化成N2（g）和CO2（g）的热化学方程式_________，以及该热化学方程式的平衡常数K=________（用K1、K2、K3表示）
（2）污染性气体NO2与CO在一定条件下的反应为:
2NO2+4CO
4CO2+N2△H=-1200kJ/mol。
①某温度下，在2L
密闭容器中充入0.lmol
NO和02m1CO，此时容器的压强为1个大气压，5秒时反应达到平衡时，容器的压强变为原来的29/30，则反应开始到平衡时NO2的平均反应速率v（NO2）=_________mol/（L·
s）。
②若此温度下，某时刻测得NO2、CO、CO2、
N2的浓度分别为1mol/L、0.4mol/L、0.lmol/L、a
mol/L，要使反应向逆反应方向进行，a
的
取值范围_________。
③能使该反应的反应速率增大，且平衡向逆反应方向移动的是_______。
A．及时分离出CO2B．适当升高温度
C．减小容器体积使体系压强增大D．选择高效催化剂
（3）电化学降解NO2-的原理如下图:
①电源的正极是___
（填A或B），阴极反应式为___________。
②若电解过程中转移了3mol
电子，则膜两侧电解液的质量变化差
为______g。
【答案】2NO（g）+2CO（g）=
N2（g）+2CO2（g）△H=—746.5kJ·
mol-1K=（K32·
K1）/K20.002a>
25/8（或a>
3.125）BA
16
3．【2018届湖北省五月联考】二甲醚（DME）被誉为“21世纪的清洁燃料”。
由合成气制备二甲醚的主要原理如下：
①CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）
△H1=
-
90.7kJ·
mol-1
②2CH3OH（g）
CH3OCH3（g）+H2O（g）
△H2=-23.5
kJ·
③CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）
△H3=-41.2kJ·
回答下列问题：
（1）则反应3H2（g）+3CO（g）
CH3OCH3（g）+CO2（g）的△H=_____________
mol-1。
（2）在不同温度下按照相同物质的量投
料发生反应①，测得CO的平衡转化率与压强的关系如图所示，下列说法正确的是_____________。
A．反应温度：
T1>
T2B．正反应速率：
υ正（y）=υ正（w）
C．混合气体密度：
ρ（x）>
ρ（w）D．混
合气体平均摩尔质量：
M（y）<
M（z）
E．该反应的△S<
0、△H<
0，所以能在较低温度下自发进行
（3）采用一种新型的催化剂（主要成分是Cu-Mn
的合金），利用CO和H2制备二甲醚（DME）。
如图回答问题;
催化剂中
约为_____________时最有利于二甲醚的合成。
（4）高温时二甲醚发生分解反应：
CH3OCH3
CH4+CO+H2。
迅速将二甲醚引入一个504℃的抽成真空的瓶中，在不同时刻t测定瓶内压强P总如下表。
10
20
30
50
P总/kPa
.0
78.0
92.0
99.0
100
①该反应的平衡常数表达式为Kp=_____________。
②该反应的平衡常数Kp=_____________。
（带单位。
某一物质的平衡分压=总压×
物质的量分数）
（5）一种以二甲醚作为燃料的燃料电池的工作原理如图所示。
则其负极的电极反应式为_______________。
该电池的理论输出电压为1.20V，则其能量密度E=_____________（列式计算。
能量密度=电池输出电能/燃料质量，1kW·
h=3.6×
106J，法拉第常数F=96500C·
mol-1）。
【答案】-246.1CE2.0
625kPa2CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12
H+
（3.6×
106J·
kW-l·
h-1）=8.39
kW·
h·
kg-1
（5）电解质为酸性，负极反应式为：
CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+。
能量密度=电池输出电能/燃料质量，计算1kg二甲醚参与反应时电池输出电能即可。
根据法拉第电解定律计算电量Q（Q=znF，其中z代表电极反应式中以1mol物质为基准转移电子的计量数，n为电极反应式中消耗或析出物质物质的量，F为法拉第常数），由电量计算电功W（W=QU，W代表电功，Q代表电量，U代表电压），电功进行单位换算得出电池输出电能。
（1）应用盖斯定律，①
2+②+③得3H2（g）+3CO（g）
CH3OCH3（g）+CO2（g）ΔH=（-90.7kJ/mol）
2+（-23.5kJ/mol）+（-41.2kJ/mol）=-246.1kJ/mol。
（2）A项，反应①的正反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，CO的平衡转化率减小，在横坐标上任取一点作纵坐标的平行线与曲线相交，可见CO的平衡转化率依T1、T2、T3顺序减小，则反应温度：
T3
T2
T1，A项错误；
B项，y点和w点温度相同，y点压强大于w点压强，其他条件相同时有气体参与的反应压强越大反应速率越快，正反应速率：
υ正（y）
υ正（w），B项错误；
C项，x点、w点压强相同，x点的温度低于w点的温度，温度升高反应①向逆反应方向移动，x点平衡时气体分子物质的量小于w点，根据PV=nRT，平衡时x点容器的体积小于w点，根据质量守恒定律，x点、w点气体的质量相等，混合气体的密度：
ρ（x）
ρ（w），C项正确；
D项，y点、z点压强相同，y点温度低于z点，温度升高反应①向逆反应方向移动，y点平衡时气体分子物质的量小于z点，根据质量守恒定律，y点、z点气体的质量相等，混合气体平均摩尔质量：
M（y）
M（z），D项错误；
E项，该反应①的ΔH
0，该反应的正反应为气体分子数减小的反应即ΔS
0，该反应自发进行时ΔH-TΔS
0，该反应自发进行的条件是低温，E项正确；
答案选CE。
（3）根据图像催化剂中
约为2.0时，CO的转化率最大、DME选择性最大，催化剂中
约为2.0时最有利于二甲醚的合成。
（4）①根据平衡常数的概念，反应CH3OCH3
CH4+CO+H2的平衡常数表达式Kp=
②设起始充入的CH3OCH3物质的量为amol，从起始到平衡转化CH3OCH3物质的量为xmol，用三段式：
CH4+CO+H2
n（起始）（mol）a000
n（转化）（mol）xxxx
n（平衡）（mol）a-xxxx
根据表中数据，起始时P总为50.0kPa，40min和50min时P总相等，平衡时P总=100kPa，则
=
，解得x=
，平衡时CH3OCH3、CH4、CO、H2物质的量都为
mol，各物质物质的量分数都为
，平衡时CH3OCH3、CH4、CO、H2的分压都为100kPa
=25kPa，该反应的平衡常数Kp=
=625kPa2。
=1.2V
12
96500C/mol
（3.6
kW-1·
h-1）
1kg=8.39kW·
kg-1。
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