高考化学二轮复习 课余加餐增分训练 第一周 仿真Word下载.docx
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Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍;
Z、W在元素周期表中处于相邻的位置,它们的单质在常温下均为无色气体;
M是地壳中含量最高的金属元素。
下列说法正确的是( )
A.五种元素的原子半径从大到小的顺序是:
M>
W>
Z>
Y>
X
B.X、Z两元素能形成原子个数比(X∶Z)为3∶1和4∶2的化合物
C.化合物YW2、ZW2都是酸性氧化物
D.用M单质作阳极,石墨作阴极电解NaHCO3溶液,电解一段时间后,在阴极区会出现白色沉淀
选B X元素的原子形成的离子就是一个质子,应为H元素,Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,应为C元素;
Z、W在元素周期表中处于相邻的位置,它们的单质在常温下均为无色气体,则Z为N元素、W为O元素;
M是地壳中含量最高的金属元素,应为Al元素。
氢原子半径最小,同周期随原子序数增大原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径Al>
C>
N>
O>
H,即M>
X,故A错误;
N、H两元素能形成NH3、N2H4,故B正确;
NO2与水反应生成硝酸和NO,不是酸性氧化物,故C错误;
用铝单质作阳极,石墨作阴极电解NaHCO3溶液,阴极生成氢气,不会生成沉淀,故D错误。
11.我国对“可呼吸”的钠-二氧化碳电池的研究取得突破性进展。
该电池的总反应式为4Na+3CO2
2Na2CO3+C,其工作原理如图所示(放电时产生的Na2CO3固体储存于碳纳米管中)。
下列说法不正确的是( )
A.放电时,钠金属片作负极,碳纳米管作正极
B.充电时,阳极反应为2Na2CO3+C-4e-===3CO2↑+4Na+
C.放电时,Na+从负极区向正极区移动
D.该电池的电解质溶液也可使用NaClO4的水溶液
选D 根据电池的总反应式可知,放电时Na发生氧化反应,则钠金属片作负极,碳纳米管作正极,A项正确;
充电时,阳极上发生氧化反应,C转化为CO2,电极反应为2Na2CO3+C-4e-===3CO2↑+4Na+,B项正确;
放电时,Na+从负极区向正极区移动,C项正确;
金属钠能与水反应,故电解质溶液不能使用水溶液,D项错误。
12.在一定条件下铁粉和水蒸气反应,可以得到铁的氧化物。
实验中其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)。
根据图示判断下列说法不正确的是( )
A.实验进行时试管A中应加入的试剂是铁粉
B.烧瓶B的作用是防止倒吸,烧瓶C的作用是产生水蒸气
C.试管D中收集到的是H2
D.A、B装置都需要酒精灯加热
选B 本实验要实现铁和水蒸气的反应,在试管中应该放置铁粉,烧瓶B中是水,通过加热使水蒸气进入试管中反应,烧瓶C起缓冲作用,用试管D收集生成的氢气。
试管A中加入铁粉,A项正确;
烧瓶B中产生水蒸气,烧瓶C防止倒吸,B项错误;
试管D收集氢气,C项正确;
加热烧瓶B产生水蒸气,加热试管A使铁粉与水蒸气发生反应,D项正确。
13.下列溶液中粒子的物质的量浓度关系正确的是( )
A.NaH2PO4溶液pH<7,则在溶液中:
c(Na+)>c(H2PO
)>c(H3PO4)>c(HPO
)
L-1(NH4)2SO4溶液与0.1mol·
L-1NH3·
H2O溶液等体积混合:
c(NH
)+c(H+)=2c(SO
)+c(OH-)
C.0.1mol·
L-1CH3COONa溶液与0.1mol·
L-1CH3COOH溶液等体积混合(pH<7):
c(CH3COOH)>c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.0.2mol·
L-1NaHCO3溶液与0.1mol·
L-1Na2CO3溶液等体积混合:
2c(Na+)=3c(CO
)+3c(HCO
)+3c(H2CO3)
选B A项,NaH2PO4溶液的pH<7,溶液显酸性,说明H2PO
的电离程度大于其水解程度,则c(HPO
)>c(H3PO4),浓度大小为:
)>c(HPO
)>c(H3PO4),错误;
B项,0.1mol·
H2O溶液等体积混合,电荷守恒关系为:
)+c(OH-),正确;
C项,0.1mol·
L-1CH3COOH溶液等体积混合(pH<7),说明醋酸的电离程度大于醋酸根离子的水解程度,则c(CH3COO-)>c(CH3COOH),由物料守恒关系c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)知,c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH),浓度大小为:
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+),错误;
D项,0.2mol·
L-1Na2CO3溶液等体积混合,物料守恒关系:
3c(Na+)=2c(CO
)+2c(HCO
)+2c(H2CO3),错误。
二、非选择题
26.过碳酸钠(Na2CO4)是一种很好的供氧剂,其与稀盐酸反应的化学方程式为2Na2CO4+4HCl===4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O。
市售过碳酸钠一般都含有碳酸钠,为测定某过碳酸钠样品(只含Na2CO4和Na2CO3)的纯度,某化学兴趣小组采用以下两种方案实施:
(1)操作①和③的名称分别为________、________。
(2)上述操作中,使用到玻璃棒的有________(填操作序号)。
(3)请简述操作③的操作过程:
_____________________________________________。
方案二:
按如图装好实验装置,Q为一塑料气袋,随意取适量样品于其中,打开分液漏斗活塞,将稀盐酸滴入气袋中至充分反应。
(4)为测定反应生成气体的总体积,滴稀盐酸前必须关闭________,打开________(填“K1”“K2”或“K3”),导管A的作用是______________________。
(5)当上述反应停止后,使K1、K3处于关闭状态,K2处于打开状态,再缓缓打开K1。
B中装的固体试剂是________,为何要缓缓打开K1?
________________。
(6)实验结束时,量筒Ⅰ中有xmL水,量筒Ⅱ中收集到了ymL气体,则样品中过碳酸钠的质量分数是________。
(1)为获得样品的质量值,需要进行称量,故操作①是称量;
为从溶液中得到固体溶质,需要进行蒸发,故操作③是蒸发结晶。
(2)操作②用玻璃棒搅拌以加快反应速率;
操作③用玻璃棒搅拌以加快溶液的蒸发并防止出现暴沸现象。
(3)蒸发结晶时,通常不能将水全部蒸发完再停止加热,应待还有少量水或出现大量晶体时就停止加热,然后利用余热将剩余的少量水蒸干。
(4)反应是在塑料气袋中进行的,生成的CO2、O2均在袋内,气袋膨胀会将瓶内空气排出,由于左侧连接有盛有试剂的装置B,故首先应关闭K2、K1,打开K3,此时测量出的体积为CO2、O2两种气体的体积之和(瓶内排出的空气体积与塑料内生成的气体体积相等)。
导管A可平衡气压,有利于分液漏斗中液体的顺利滴下,同时消除滴下液体的体积对气体体积的影响。
(6)量筒Ⅱ收集的是ymL氧气,由2Na2CO4+4HCl===4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O,可求出m(Na2CO4)=
×
2×
122g·
mol-1,Na2CO4产生的CO2体积是O2体积的两倍,量筒Ⅰ收集的气体体积等于袋内生成的全部的气体体积,故由碳酸钠与盐酸反应生成的二氧化碳体积为(x-3y)mL,m(Na2CO3)=
106g·
mol-1,代入
即可算出过碳酸钠的质量分数。
答案:
(1)称量 蒸发结晶
(2)②③
(3)加热蒸发至蒸发皿中出现大量晶体时,停止加热,利用余热蒸干蒸发皿中的固体
(4)K1、K2 K3 平衡分液漏斗内和反应体系内压强,使稀盐酸顺利滴下,同时消除滴下稀盐酸的体积对气体体积的影响
(5)碱石灰(合理答案均可) 让生成的CO2能充分被B中碱石灰吸收,使量筒内收集到较纯净的O2
(6)
27.碳酸亚铁(FeCO3)是菱铁矿的主要成分,将其隔绝空气加热到200℃开始分解为FeO和CO2,若将其在空气中高温煅烧则生成Fe2O3。
(1)已知25℃、101kPa时:
①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393kJ·
mol-1
②铁及其化合物反应的焓变示意图如图:
请写出FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3的热化学方程式:
______________________。
(2)据报道,一定条件下Fe2O3可被甲烷还原为“纳米级”的金属铁。
其化学方程式为Fe2O3(s)+3CH4(g)2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g) ΔH
①反应在3L的密闭容器中进行,2min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量减少4.8g,则该段时间内用H2表示该反应的平均反应速率为________________。
②将一定量的Fe2O3(s)和CH4(g)置于恒温恒容密闭容器中,在一定条件下反应,能说明反应达到平衡状态的是____________。
A.CO和H2的物质的量之比为1∶2
B.混合气体的密度不再改变
C.铁的物质的量不再改变
D.v正(CO)=2v逆(H2)
③在容积均为VL的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个相同的密闭容器中加入足量“纳米级”的金属铁,然后分别充入amolCO和2amolH2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变,在其他条件相同的情况下,实验测得反应均进行到tmin时,CO的体积分数如图所示,此时Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定处于化学平衡状态的是________;
上述反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。
(3)Fe2O3用CO还原焙烧的过程中,反应物、生成物和温度之间的关系如图所示。
(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四条曲线是四个化学反应平衡时的气相组成对温度作图得到的;
A、B、C、D四个区域分别是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe稳定存在的区域)
若在800℃,混合气体中CO2体积分数为40%的条件下,Fe2O3用CO还原焙烧,写出反应的化学方程式:
________________________________________________。
(4)Fe2O3还可以用来制备FeCl3,通过控制条件FeCl3可生成聚合物,其离子方程式为xFe3++yH2OFex(OH)
+yH+。
下列措施不能使平衡正向移动的是________(填字母)。
A.加水稀释B.加入少量铁粉
C.升温D.加入少量Na2CO3
(1)由铁及其化合物反应的焓变示意图可推知
①4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3ΔH1=-1648kJ·
②2FeCO3(s)===2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)ΔH2=+1480kJ·
③C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH3=-393kJ·
则在空气中煅烧FeCO3生成Fe2O3的焓变ΔH=2×
ΔH2+ΔH1+4×
ΔH3=2×
1480kJ·
mol-1+(-1648kJ·
mol-1)+4×
(-393kJ·
mol-1)=-260kJ·
mol-1,则热化学方程式为4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g) ΔH=-260kJ·
mol-1。
(2)①测得Fe2O3在反应中减少的质量为4.8g,则反应的n(Fe2O3)=
=0.03mol,根据反应方程式得n(H2)=6n(Fe2O3)=6×
0.03mol=0.18mol,则用H2表示的反应速率为v(H2)=
=0.03mol·
L-1·
min-1。
②因为反应开始时,无CO和H2,随着反应的进行,CO和H2的物质的量之比一直为1∶2,不能说明反应达到平衡状态,A错误;
该反应有固体参加,反应前后气体的质量有变化,又因为容器恒容,所以当混合气体的密度不变时,反应达到平衡状态,B正确;
铁为反应物,当其质量不再改变时,反应达到平衡状态,C正确,当2v正(CO)=v逆(H2)时,反应达到平衡状态,D错误。
③由题图可知,T1中的状态转变为T2中的状态,CO的体积分数减小,说明反应正向进行,所以状态Ⅰ未达到平衡状态;
T2中的状态转变为T3中的状态,CO的体积分数增加,说明反应逆向移动,说明Ⅱ可能达到平衡状态,一定达到平衡状态的是状态Ⅲ。
T3时温度最高,CO的体积分数增大,所以2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)Fe2O3(s)+3CH4(g)的正反应为放热反应,则逆反应的ΔH大于0。
(4)对于可逆反应,增加反应物的量和减少生成物的量都可以使反应正向移动,聚合反应为吸热反应,所以升高温度平衡正向移动;
加入铁粉,反应物Fe3+的量减少,平衡逆向移动,故选B。
(1)4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g)ΔH=-260kJ·
(2)①0.03mol·
min-1 ②BC ③Ⅲ 大于
(3)Fe2O3+CO
2FeO+CO2
(4)B
28.我国产铜主要取自黄铜矿(CuFeS2),随着矿石品位的降低和环保要求的提高,湿法炼铜的优势日益突出。
该工艺的核心是黄铜矿的浸出,目前主要有氧化浸出、配位浸出和生物浸出三种方法。
Ⅰ.氧化浸出
(1)在硫酸介质中用双氧水将黄铜矿氧化,测得有SO
生成。
①该反应的离子方程式为______________________________________________。
②该反应在25~50℃下进行,实际生产中双氧水的消耗量要远远高于理论值,试分析其原因:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.配位浸出
反应原理为CuFeS2+NH3·
H2O+O2+OH-―→[Cu(NH3)4]2++Fe2O3+SO
+H2O(未配平)。
(2)为提高黄铜矿的浸出率,可采取的措施有________________________(至少写出两点)。
(3)为稳定浸出液的pH,生产中需要向氨水中添加NH4Cl,构成NH3·
H2ONH4Cl缓冲溶液。
某小组在实验室对该缓冲体系进行了研究:
25℃时,向amol·
L-1的氨水中缓慢加入等体积0.02mol·
L-1的NH4Cl溶液,平衡时溶液呈中性。
则NH3·
H2O的电离常数Kb=________(用含a的代数式表示);
滴加NH4Cl溶液的过程中水的电离平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
Ⅲ.生物浸出
在反应釜中加入黄铜矿、硫酸铁、硫酸和微生物,并鼓入空气,黄铜矿逐渐溶解,反应釜中各物质的转化关系如图所示。
(4)在微生物的作用下,可以循环使用的物质有______(填化学式),微生物参与的离子反应方程式为____________________________________________(任写一个)。
(5)假如黄铜矿中的铁元素最终全部转化为Fe3+,当有2molSO
生成时,理论上消耗O2的物质的量为________。
(1)①在硫酸介质中用双氧水将黄铜矿(CuFeS2)氧化生成SO
,由于H2O2具有强氧化性,该过程中Fe2+、S2-均被氧化,据此可得CuFeS2+H2O2+H+―→Cu2++Fe3++SO
+H2O,结合得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平该离子方程式。
②H2O2不稳定,受热易分解,且反应产物Cu2+、Fe3+催化H2O2的分解,故实际生产中双氧水的消耗量远高于理论值。
(2)提高黄铜矿的浸出率,即增大反应CuFeS2+NH3·
+H2O向右进行的程度,可通过增大氨水的浓度、增大O2的压强、分离浸出液、减少[Cu(NH3)4]2+、SO
的浓度等措施来实现。
(3)amol·
L-1氨水中加入等体积0.02mol·
L-1NH4Cl溶液,平衡时溶液呈中性,此时溶液中c(OH-)=c(H+)=1×
10-7mol·
L-1,c(NH3·
H2O)≈
mol·
L-1,c(NH
)≈0.01mol·
L-1。
NH3·
H2O的电离常数Kb=
=
。
滴加NH4Cl溶液的过程中,NH
的增加抑制氨水的电离,则氨水对水的电离抑制程度减小,故水的电离平衡正向移动。
(4)由反应釜中各物质的转化关系图可知,Fe3+被还原为Fe2+,后在微生物作用下被O2氧化为Fe3+;
S8在微生物作用下,与O2和H2O反应生成H2SO4,而H2SO4又可重新进入反应釜参与反应,故可以循环使用的物质为Fe2(SO4)3、H2SO4。
(5)由图中转化关系可知,黄铜矿(CuFeS2)被O2氧化生成Fe3+、SO
,生成2molSO
的同时,生成1molFe3+,失电子的总物质的量为1mol+2×
8mol=17mol,根据得失电子守恒可知,消耗O2的物质的量为17mol×
=4.25mol。
(1)①2CuFeS2+17H2O2+2H+===2Cu2++2Fe3++4SO
+18H2O
②H2O2受热分解;
产物Cu2+、Fe3+催化H2O2分解等(答出一点即可)
(2)提高氨水的浓度、提高氧压(其他合理答案也可)
(3)
正向
(4)Fe2(SO4)3、H2SO4(或Fe3+、H+)
4Fe2++O2+4H+
4Fe3++2H2O(或S8+12O2+8H2O
8SO
+16H+)
(5)4.25mol
三、选考题
35.[物质结构与性质]硼及其化合物在耐高温合金工业、催化剂制造、高能燃料等方面有广泛应用。
(1)硼原子的价电子排布图为____________。
(2)B2H6是一种高能燃料,它与Cl2反应生成的BCl3可用于半导体掺杂工艺及高纯硅制造。
由第二周期元素组成的与BCl3互为等电子体的阴离子为________。
(3)氮硼烷化合物(H2N―→BH2)和Ti(BH4)3均为广受关注的新型储氢材料。
①B与N的第一电离能:
B__________N(填“>
”“<
”或“=”,下同)。
H2N―→BH2中B原子的杂化类型为________。
②Ti(BH4)3由TiCl3和LiBH4反应制得。
BH
的立体构型是____________________;
写出制备反应的化学方程式:
____________________________________________。
(4)磷化硼(BP)是受到高度关注的耐磨材料,它可用作金属表面的保护层。
如图为磷化硼晶胞。
①磷化硼晶体属于______________晶体(填晶体类型),____________(填“是”或“否”)含有配位键。
②晶体中P原子的配位数为____________。
③已知BP的晶胞边长为anm,NA为阿伏加德罗常数的数值,则磷化硼晶体的密度为____________g·
cm-3(用含a、NA的式子表示)。
(2)原子总数相同,价电子总数也相同的粒子互为等电子体,所以由第二周期元素组成的与BCl3互为等电子体的阴离子为CO
或NO
(3)①H2N―→BH2中B原子的价层电子对数为
=3,所以B原子杂化类型为sp2;
②BH
中B原子的价层电子对数为
=4,所以杂化方式为sp3杂化,则BH
的立体构型为正四面体,Ti(BH4)3由TiCl3和LiBH4反应制得,反应的化学方程式为TiCl3+3LiBH4===Ti(BH4)3+3LiCl。
(4)①在磷化硼晶体中,磷和硼原子之间通过共价键相互作用,结合耐磨的性质可知其晶体类型为原子晶体;
硼原子最外层有3个电子,但根据晶胞结构可知,每个硼周围都有4个共价键,所以存在配位键。
②根据晶胞结构可知,每个磷原子周围有4个硼原子,所以配位数为4。
③BP的晶胞边长为anm=a×
10-7cm,其体积为(a×
10-7cm)3,根据晶胞结构可知,每个晶胞中含有P原子数为4,B原子数为8×
+6×
=4,所以磷化硼晶体的密度为
g·
cm-3=
cm-3。
(1)
(2)CO
(3)①< sp2 ②正四面体 TiCl3+3LiBH4===Ti(BH4)3+3LiCl
(4)①原子 是 ②4 ③
36.[有机化学基础]伪麻黄碱(D)是某感冒药的成分之一,能够缓解感冒时带来的鼻塞、流鼻涕和打喷嚏等症状,其中一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)伪麻黄碱(D)的分子式为________;
B中含有的官能团有________(写名称)。
(2)写出B―→C反应的化学方程式:
______________。
C―→D的反应类型为________。
(3)B的消去反应产物可以用于合成高分子化合物E,请写出E的结构简式:
____________。
(4)满足下列要求的A的同分异