高考化学二轮复习单科强化训练4Word下载.docx
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标准状况下,2.24LNO与1.12LO2混合后生成2.24L二氧化氮,但二氧化氮能生成四氧化二氮,所以气体分子数小于0.1NA,C错误;
含有0.2NA个阴离子的Na2O2的物质的量为0.2mol,与CO2完全反应,转移0.2NA个电子,D错误。
9.马兜铃酸是一种致癌物。
如图为马兜铃酸的结构简式,R、R1、R2代表—H,—OH或—OCH3中的一种或几种,下列有关说法正确的是( )
A.若R代表—OH,R1、R2代表—H,则对应有机物的分子式为C16H9NO7
B.若R代表—H,R1、R2代表—OCH3,则对应有机物的结构中含有4种官能团
C.若R、R1、R2均代表—H,则对应有机物能发生取代反应,氧化反应和水解反应
D.若R、R1、R2中至少有1个代表—H,则对应的有机物最多有9种结构(不考虑立体异构)
A [根据碳原子的成键特点可知,R代表—OH,R1、R2代表—H,则对应有机物分子式为C16H9NO7,A正确;
若R代表—H,R1、R2代表—OCH3,则对应有机物的结构中含有醚键、羧基、硝基,B错误;
对应有机物分子中含有羧基,能发生酯化反应,能燃烧,即能发生氧化反应,但不能发生水解反应,C错误;
若R代表—H,R1和R2可以均为—OH或—OCH3,也可以分别为—OH和—OCH3,共有四种结构,若R1或R2代表—H,也分别有四种结构,则R、R1、R2有1个代表—H时,最多有12种结构,还需考虑R、R1、R2中有2个—H或3个—H,则对应有机物的结构多于12种,D错误。
10.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。
由W、Y、Z三种元素形成的一种液态化合物甲溶于水后,可观察到剧烈反应,液面上有白雾形成,并有能使品红溶液褪色的有刺激性气味的气体逸出,向溶液中滴加AgNO3溶液,有不溶于稀硝酸的白色沉淀析出。
下列说法不正确的是( )
A.Y的简单氢化物的热稳定性比Z的弱
B.W与X的简单离子具有相同的电子层结构
C.化合物甲已被用作某种锂电池的还原剂
D.Z2W是某种氧化性弱酸的酸酐
C [X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的,即X为Na,由W、Y、Z三种元素形成的一种液态化合物甲溶于水后,可观察到剧烈反应,液面上有白雾形成,白雾为HCl,并有能使品红溶液褪色的有刺激性气味的气体逸出,向溶液中滴加AgNO3溶液。
有不溶于稀硝酸的白色沉淀析出,产生能使品红溶液褪色的有刺激性气体,即该气体为SO2,四种元素中含有硫元素,向溶液中滴加AgNO3溶液,有不溶于稀硝酸的白色沉淀析出,该沉淀为AgCl,即四种元素中含有氯元素,综上所述,推出化合物甲为SOCl2,四种元素分别为O、Na、S、Cl。
11.某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应,设计装置如下图所示,下列说法正确的是( )
A.装置A气密性的检查方法,直接向长颈漏斗中加水,当漏斗中液面高于试管中液面且高度不变说明气密性良好
B.装置B中盛放硅胶,目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气
C.装置C加热前,用试管在干燥管管口处收集气体点燃,通过声音判断气体纯度
D.装置A也可直接用于Cu与浓硫酸反应制取SO2
C [检查A装置气密性时,应先关闭活塞K1,再加水检查,A错误;
B装置应盛碱石灰吸收H2O(g)和HCl,B错误;
Cu与浓硫酸反应制取SO2时需加热,D错误。
12.工业上氟气可作为火箭燃料中的氧化剂,氟单质的制备通常采用电解法。
已知:
KF+HF===KHF2,电解熔融的氟氢化钾(KHF2)和无水氟化氢的混合物制备F2的装置如图所示。
下列说法错误的是( )
A.钢电极与电源的负极相连
B.电解过程中需不断补充的X是KF
C.阴极室与阳极室必须隔开
D.氟氢化钾在氟化氢中可以电离
B [根据装置图,KHF2中氢元素显+1价,钢电极上析出H2,表明钢电极上发生得电子的还原反应,即钢电极是电解池的阴极,钢电极与电源的负极相连,A正确;
根据装置图,逸出的气体为H2和F2,说明电解质无水溶液中减少的是氢和氟元素,因此电解过程需要不断补充的X是HF,B错误;
阳极室生成氟气,阴极室产生H2,二者接触发生剧烈反应甚至爆炸,因此必须隔开防止氟气与氢气接触,C正确;
由氟氢化钾的氟化氢无水溶液可以导电,可推知氟氢化钾在氟化氢中发生电离,D正确。
13.常温下,向10mL0.1mol·
L-1的CuCl2溶液中滴加0.1mol·
L-1的Na2S溶液,滴加过程中溶液中-lgc(Cu2+)随滴入的Na2S溶液体积的变化如图所示(忽略滴加过程中的温度变化和溶液体积变化)。
下列叙述正确的是( )
A.常温下Ksp(CuS)的数量级为10-35
B.c点溶液中水的电离程度大于a点和d点溶液
C.b点溶液中c(Na+)=2c(Cl-)
D.d点溶液中c(Na+)>
c(Cl-)>
c(S2-)>
c(OH-)>
c(H+)
D [根据图像,V=10mL时,二者恰好完全反应生成CuS沉淀,CuS
Cu2++S2-,平衡时c(Cu2+)=c(S2-)=10-17.6mol·
L-1,则Ksp(CuS)=c(Cu2+)c(S2-)=10-17.6mol·
L-1×
10-17.6mol·
L-1=10-35.2,Ksp(CuS)的数量级为10-36,A错误;
Cu2+单独存在或S2-单独存在均会水解,水解促进水的电离,c点时恰好形成CuS沉淀,溶液中含有氯化钠,此时水的电离程度最小,c点溶液中水的电离程度小于a点和d点溶液,B错误;
根据图像,b点时钠离子的物质的量为0.1mol·
0.005L×
2=0.001mol,氯离子的物质的量为0.1mol·
0.01L×
2=0.002mol,则c(Cl-)=2c(Na+),C错误;
d点溶液中NaCl和Na2S的浓度之比为2∶1,且溶液显碱性,因此c(Na+)>
c(H+),D正确。
第Ⅱ卷
二、非选择题(包括必考题和选考题两部分。
第26~28题为必考题,每个试题考生都必须作答。
第35~36题为选考题,考生根据要求作答。
)
(一)必考题(3题,共43分)
26.(14分)(2019·
衡水金卷)丙酰氯(CH3CH2COCl)是香料、医药、农药的重要中间体,制备丙酰氯的反应原理为3CH3CH2COOH+PCl3
3CH3CH2COCl+H3PO3。
实验小组设计如下实验制备丙酰氯,然后测定产率。
相关数据如下表所示:
物质
密度/g·
mL-1
沸点/℃
性质
CH3CH2COOH
0.99
141
易溶于水、乙醇、乙醚
PCl3
1.57
76.1
与水剧烈反应,溶于乙醇、乙醚
CH3CH2COCl
1.06
80
与水和乙醇剧烈反应,溶于乙醚
H3PO3
1.65
200(分解)
白色晶体,易溶于水和乙醇,易被氧化
图1 图2
回答下列问题:
(1)仪器A的作用为______________________________________。
(2)用图1所示装置制备CH3CH2COCl。
①向三颈瓶中加入18.5mLCH3CH2COOH,通入一段时间N2,加入8.7mLPCl3。
通入一段时间N2的作用为______________________________
_____________________________________________________。
②水浴加热,其优点为_____________________________________
③充分反应后,停止加热,冷却至室温。
(3)将三颈瓶中的液体小心转移入图2所示装置中,进行初步分离。
①仪器B的名称为________。
冷凝管的出水口为______(填“a”或“b”)。
②若最终所得CH3CH2COCl的体积为18.0mL,则CH3CH2COCl的产率为________(保留三位有效数字)。
③C的作用为________________________;
若无C,将导致所测CH3CH2COCl的产率________(填“偏高”或“偏低”)。
[解析]
(1)由信息知,仪器A的作用为冷凝回流反应物和生成物,增大产率。
(2)①由表中信息知,PCl3和CH3CH2COCl易与水反应,故通入一段时间N2的作用为排尽装置中的空气,防止水蒸气与PCl3和CH3CH2COCl反应。
②水浴加热可使反应物受热均匀,容易控制温度。
(3)①由装置图知,仪器B的名称为蒸馏烧瓶。
冷凝管应下口进水上口出水。
②18.5mLCH3CH2COOH的物质的量为0.2475mol8.7mLPCl3的物质的量为0.0993mol,由反应方程式可知,PCl3过量。
CH3CH2COCl的理论产量为0.2475mol;
实际产量为18.0mL,物质的量为0.20627mol,则CH3CH2COCl的产率为83.3%。
③由信息知,CH3CH2COCl易水解,故C的作用为防止空气中的水蒸气进入使CH3CH2COCl水解。
若无C,将导致所测CH3CH2COCl的产率偏低。
[答案]
(1)冷凝回流反应物和生成物,增大产率
(2)①排尽装置中的空气,防止水蒸气与PCl3和CH3CH2COCl反应
②使反应物受热均匀,容易控制温度
(3)①蒸馏烧瓶 b
②83.3%
③防止空气中的水蒸气进入使CH3CH2COCl水解 偏低
27.(14分)碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂。
工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下:
部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
(1)过滤用到的玻璃仪器有漏斗________。
(2)加入少量NaHCO3的目的是调节pH在________范围内。
(3)反应Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化亚铁离子,写出该反应的离子方程式为______________________________________________________
(4)碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)2+可部分水解生成Fe2(OH)
聚合离子,该水解反应的离子方程式为
(5)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。
根据我国质量标准,产品中不得含有Fe2+及NO
。
为检验所得产品中是否含有Fe2+,应使用的试剂为________。
A.氯水 B.KSCN溶液
C.NaOH溶液D.酸性KMnO4溶液
(6)为测定含Fe2+和Fe3+溶液中铁元素的总含量,实验操作如下:
准确量取20.00mL溶液于带塞锥形瓶中,加入足量H2O2,调节pH<
2,加热除去过量H2O2;
加入过量KI充分反应后,再用0.1000mol·
L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液20.00mL。
2Fe3++2I-===2Fe2++I2
2S2O
+I2===2I-+S4O
则溶液中铁元素的总含量为________g·
L-1。
若滴定前溶液中H2O2没有除尽,所测定的铁元素的含量将会________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
[解析]
(2)制备硫酸亚铁,需与硫酸铝分离,应调节溶液pH生成Al(OH)3,避免生成Fe(OH)2沉淀,则应控制溶液pH在4.4~7.5之间;
(6)根据所给反应可得关系式Fe3+~S2O
,所以n(Fe3+)=n(Na2S2O3)=0.1000mol·
0.020L=0.0020mol,溶液中铁元素的总含量为0.0020mol×
56g·
mol-1÷
0.020L=5.6g·
L-1;
若滴定前溶液中H2O2没有除尽,则H2O2也可氧化I-得到I2,消耗的Na2S2O3将偏多,导致所测定的铁元素的含量偏高。
[答案]
(1)玻璃棒、烧杯
(2)4.4~7.5 (3)2H++Fe2++NO
===Fe3++NO↑+H2O (4)2Fe(OH)2++2H2O
Fe2(OH)
+2H+ (5)D (6)5.6 偏高
28.(15分)研究煤的合理利用及CO2的综合应用有着重要的意义。
请回答下列问题:
Ⅰ.煤的气化
已知煤的气化过程涉及的基本化学反应有:
①C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g) ΔH=+131kJ·
mol-1
②CO(g)+3H2(g)
CH4(g)+H2O(g) ΔH=akJ·
查阅资料反应②中相关化学键键能数据如下表:
化学键
C≡O
H—H
H—C
H—O
E/(kJ/mol)
1072
436
414
465
(1)则反应②中a=________。
(2)煤直接甲烷化反应C(s)+2H2(g)
CH4(g)的ΔH为________kJ·
mol-1,该反应在________(填“高温”或“低温”)下自发进行。
Ⅱ.合成低碳烯烃
在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和2.5molH2,发生反应:
2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=-128kJ·
mol-1,测得温度对催化剂催化效率和CO2平衡转化率的影响如图所示:
(3)图中低温时,随着温度升高催化剂的催化效率提高,但CO2的平衡转化率却反而降低,其原因是_______________________________________
(4)250℃时,该反应的平衡常数K值为________。
Ⅲ.合成甲醇
在恒温2L容积不变的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,发生反应:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),测得不同时刻反应前后容器内压强变化(p后/p前)如下表:
时间/h
1
2
3
4
5
6
p后/p前
0.90
0.85
0.82
0.81
0.80
(5)反应前1小时内的平均反应速率v(H2)为________mol/(L·
h),该温度下CO2的平衡转化率为________。
Ⅳ.电解逆转化制乙醇
(6)科研人员通过反复实验发现:
CO2可以在酸性水溶液中电解生成乙醇,则生成乙醇的反应发生在________极(填“阴”或“阳”),该电极的反应式为______________________________________________________
[解析]
(1)根据反应方程式CO(g)+3H2(g)
mol-1,可知ΔH=(1072+3×
436-4×
414-2×
465)kJ·
mol-1=-206kJ·
mol-1;
(2)①+②,整理可得:
C(s)+2H2(g)
CH4(g)的ΔH=+131kJ·
mol-1-206kJ·
mol-1=-75kJ·
该反应是气体体积减小的放热反应,根据体系的自由能公式ΔG=ΔH-TΔS,若反应自发进行,则ΔG=ΔH-TΔS<
0,所以温度较低时ΔG<
0,反应自发进行;
(3)由图分析可知在250℃时催化剂活性最大,在低于该温度时,升高温度,催化剂活性增强;
而CO2的平衡转化率却随温度的升高反而降低,是由于该反应的正反应为放热反应,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,使反应物CO2转化率降低;
(4)在250℃时CO2转化率为50%,根据起始时加入的物质的物质的量及反应2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g)中各种物质的转化关系可知,达到平衡时各种物质的平衡浓度分别为c(CO2)=0.5mol·
c(H2)=1.0mol·
c(C2H4)=0.25mol·
c(H2O)=1.0mol·
L-1,则该温度下的化学平衡常数K=
=1;
(5)化学反应:
2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g)
n(开始)/mol 1 3 0 0
1hΔn/molx3xx x
Δn(平衡)/moly3yy y
在1h时气体的总物质的量n=(1-x)+(3-3x)+x+x=(4-2x)mol,开始时总物质的量为4mol,根据
=
=0.90,解得x=0.2mol,所以H2改变的物质的量为3×
0.2mol=0.6molv(H2)=
=0.3mol/(L·
h);
在平衡时气体的总物质的量n=(1-y)+(3-3y)+y+y=(4-2y)mol,开始时总物质的量为4mol,根据
=0.80,解得y=0.4mol,所以CO的平衡转化率=(0.4mol÷
1mol)×
100%=40%;
(6)CO2中的C化合价为+4价,乙醇中C的平均化合价为-2价,化合价降低,获得电子,所以生成乙醇的反应发生在阴极,在酸性条件下,CO2在阴极获得电子,变为乙醇,电极反应式为2CO2+12H++12e-===CH3CH2OH+3H2O。
[答案]
(1)-206
(2)-75 低温 (3)该反应ΔH<
0,温度升高,平衡向逆反应方向移动,所以CO2的平衡转化率降低 (4)1 (5)0.3 40% (6)阴 2CO2+12H++12e-===CH3CH2OH+3H2O
(二)选考题(请考生从所给出的2道题中任选一道作答)
35.[化学—选修3:
物质结构与性质](15分)
中国古代文献中记载了大量古代化学的研究成果,《本草纲目》中记载:
“(火药)乃焰消(KNO3)、硫磺、杉木炭所合,以为烽燧铳机诸药者”,反应原理为S+2KNO3+3C===K2S+N2↑+3CO2↑。
(1)氮原子的价层电子排布图为__________________,烟花燃放过程中,钾元素中的电子跃迁的方式是______________________,K、S、N、O四种元素第一电离能由大到小的顺序为____________________。
上述反应涉及的元素中电负性最大的是________(填元素符号)。
(2)碳元素除可形成常见的氧化物CO、CO2外,还可形成C2O3(结构式为COOCO)。
C2O3与水反应可生成草酸(HOOC—COOH)。
①C2O3中碳原子的杂化轨道类型为________,CO2分子的立体构型为________。
②草酸与正丁酸(CH3CH2CH2COOH)的相对分子质量相差2,二者的熔点分别为101℃、-7.9℃,导致这种差异的最主要原因可能是___________________
③CO分子中π键与σ键个数比为________。
(3)超氧化钾的晶胞结构图如右图所示:
则与K+等距离且最近的K+个数为________,若晶胞参数为dpm,则该超氧化物的密度为________g·
cm-3(用含d、NA的代数式表示,设NA表示阿伏加德罗常数的值)。
[解析]
(1)氮原子价电子数为5,其电子排布图为
;
焰色反应属于发射光谱,故电子是由高能量状态跃迁到低能量状态,由第一电离能递变规律及氮原子的2p能级处于半充满状态得第一电离能的大小顺序为N>
O>
S>
K;
上述反应涉及的元素中氧元素的非金属性最强,故电负性最大;
(2)①C2O3中碳原子形成3个σ键,为sp2杂化;
CO2中碳原子采取sp杂化,立体构型为直线型;
②草酸分子中有2个O—H键,丁酸分子中只含有一个O—H键,故草酸分子间形成的氢键数目比丁酸分子间形成的氢键数目多,因此其沸点比较高;
③CO与N2互为等电子体,结构相似,故π键与σ键个数比为2∶1;
(3)由晶胞图知,同一平面内与K+距离相等且最近的K+有4个,通过某一个K+且相互垂直的平面有3个,故共有12个K+符合条件;
由均摊原理知每个晶胞中含有4个KO2,质量为4/NA×
71g,晶胞的体积为d3×
10-30cm3,故密度为
g·
cm-3。
[答案]
(1)
由高能量状态跃迁到低能量状态 N>
K O
(2)①sp2 直线型 ②草酸分子间能形成更多氢键 ③2∶1 (3)12
36.[化学—选修5:
有机化学基础](15分)
某有机物F(
)在自身免疫性疾病的治疗中有着重要的应用,工业上以乙烯和芳香族化合物B为基本原料制备F的路线图如下:
(1)乙烯生成A的原子利用率为100%,则X是______(填化学式),F中含氧官能团的名称为________。
(2)E→F的反应类型为________,B的结构简式为________,若E的名称为咖啡酸,则F的名称是________。
(3)写出D与NaOH溶液反应的化学方程式:
________________________
_____________________________