2010和2011届全国名校模拟试题分类汇编(二)
非选择题
非选择题涉及高频考点十七至二十五,目录如下:
高频考点十七 结合元素推断的无机综合题 高频考点十八 电化学综合题
高频考点十九 化学反应速率与化学平衡综合题 高频考点二十 无机推断题 高频考点二十一 化学实验题 高频考点二十二 化学计算 高频考点二十三 化学与技术 高频考点二十四 物质结构与性质 高频考点二十五 有机化学基础
高频考点十七 结合元素推断的无机综合题
1、(2009~2010学年度大连市第二十四中学高三第二次考试题,22)已知由短周期元素组成的A、B、C、D、E五种化合物,它们所含原子数目依次为2、3、4、5、6,其中A、B、C、E含有18个电子,D含有10个电子。请回答:
(1)A的化学式是: , 用电子式表示B的形成过程 。
(2)若C为第一和第三周期元素组成的化合物,C在空气中能够自燃生成两种常见的氧化物,化学方程式是 。
(3)若C为第一和第二周期元素组成的化合物,在C的溶液中加入少量二氧化锰,有无色气体生成,则C分子中化学键的类型 和 。 (4)由第二周期元素形成的氢化物E和C都含有18电子, E是一种6原子分子,可做火箭发动机的燃料,C是一种常见强氧化剂。已知16g液态E与液态C充分反应生成一种液态10电子分子和一种气态单质,并放出838 kJ的热量。回答下列两个问题:
①请写出E的结构式
②写出E与C反应的热化学方程式: (1)HCl ;略 ;(各1分,共2分)
(2)2PH3 + 4O2 = P2O5 + 3H2O (2分)
(3)2H2O2 = 2H2O + O2 ↑(1分) 极性键和非极性键 (2分)
-
(4)略 (1分) N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) △H=-1676 kJ•mol1(2分) 2、(山东省济南市2010届高三年级第一次模拟考试,18)下列为元素周期表的一部分,表中阿拉伯数字
(1、2……)是原周期表中行或列的序号。请参照元素A~I在表中的位置,回答下列问题。
1
(1)B、C两元素中非金属性较强的是 (写出元素名称),请设计一个简单的实验证明这一
结论 。
(2)表中某元素能形成两性氧化物,写出该氧化物溶于氢氧化钠溶液的离子反应方程式
(3)表中某元素的单质在常温下为气态,该元素能与A~I中的一种元素构成原子个数比为1:1和1:
2的两种共价化合物X和Y,该元素还能与A~I中的另一种元素构成离子个数比为1:1和1:2的两种离子化合物Z和M。写出Z与Y反应的化学方程式: 。
(4)I元素在周期表里的位置在第 周期、第 族。 实验室中采用右图所示装置模拟工业上同时制取元素A和I
的单质过程:
①写出电极C1上发生反应的电极反应式 。 ②当电极上产生112mL(标准状况)元素I单质气体时(假设
气体完全逸出,溶液体积不变),烧杯中溶液的pH= 。
14(Kw1.0010) (1)(3分)氮(1分),取碳酸钠或碳酸氢钠溶液置于试管中,向其中滴加稀硝酸,观察是否有无色无味的气体产生,HNO3+NaHCO3===NaNO3+H2O+CO2↑ 或2HNO3+Na2CO3===2NaNO3+H2O+CO2↑(2分)(可不写化学方程式,其他合理的答案也得分) (2)(2分)Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-(2分) (3)(2分)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑(2分) (4)(6分)第三周期,VIIA族(2分); ①2Cl-→Cl2↑+2e-(分)
②13(2分) 3、(安徽师大附中2010届教学质量监测,23)原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W,四种元素的原子序数之和为32,在周期表中X是原子半径最小的元素,Y、Z左右相邻,Z、W位于同主族。
(1)X元素是
(2)X与W组成的化合物中存在 键(填“离子”“共价”)。
(3)由X、Y、Z、W四种元素中的三种组成的一种强酸,该强酸的稀溶液能与铜反应,离子方程式为 。
(4)由X、Y、Z、W四种元素组成的一种离子化合物A
①已知1mol A能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8L气体。写出加热条件下A与NaOH溶液反应的离子方程式 。
②又知A既能与盐酸反应,又能与氯水反应,写出A与氯水反应的离子方程式 。
(5)由X、Y、Z、W和Fe五种元素组成的式量为392的化合物B,1 mol B中含有6mol结晶水。对化合物B进行如下实验:
a 取B的溶液加入过量浓NaOH溶液并加热,产生白色沉淀和无色刺激性气味气体。过一段时间白色沉淀变为灰绿色,最终变为红褐色;
b 另取B的溶液,加入过量BaCl2溶液产生白色沉淀,加盐酸沉淀不溶解 ① B的化学式为 。
——
② 已知1 mol·L1 100mL B的溶液能与1 mol·L1 20mLKMnO4溶液(硫酸酸化)恰好反应。写出反应的离子方程式 。 (1)H(1分)2)共价(1分)
—
(3)3Cu + 2NO3 + 8H+ === 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O(2分)
△
2
(4)① NH4+ + OH ===== H2O + NH3↑ (2分)
———
② SO32 + Cl2 + H2O = SO42 + 2Cl + 2H+ (2分) (5)① (NH4)2Fe (SO4)2·6H2O (2分)
—
② 5Fe2+ + MnO4 + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O (2分)
4、(北京市海淀区2011届高三学年3月份适应性训练,25)下表为元素周期表短周期的一部分:
—
a e b d (1)a原子结构示意图为 ,d的一种氢化物为常见溶剂,其电子式为 ; (2)e最高价氧化物对应水化物的钠盐溶液中通入少量a的最高价氧化物会发生反应,写出相应的离
子方程式 ;
(3)b的单质与氢气在500℃、101 kPa条件下化合生成1 mol b的氢化物时,放出53.05 kJ热量,写出
该反应的热化学方程式 ;
(4)X、Y为同周期元素,它们简单离子的电子层与d离子的电子层结构相同,Y离子半径在同周期元
素简单离子半径中最小,X、Y两元素最高价氧化物对应的水化物之间可以相互反应生成盐和水,写出该反应的离子方程式 ,X在周期表中的位置为 ;
(5)与Y同周期的W元素,其原子半径是同周期主族元素中最小的。工业上制取Y和W的无水化合
物方法如下:Y的氧化物与a、W的单质在高温条件下反应,每消耗6 kg a的单质,过程中转移1×103 mol电子,写出相应反应的化学方程式 。
答案:(1) (1分)
(1分)
——
(2)SiO32 + CO2 + H2O ==== H2SiO3(胶体) + CO32 (2分) (3)N2(g) + 3H2(g)
—
2NH3(g)△H = -106.1 kJ/mol (未注明条件扣1分) (2分)
—
(4)Al(OH)3 + OH ==== AlO2 + 2H2O (2分) 第3周期,IA族(2分) (5)Al2O3+3C+3Cl2
2AlCl3+3CO (未注明条件扣1分)(2分)
5、(哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学2011年高三一模,26)A、B、C、D、E是中学化学常见的5种化合物,其中A、B是氧化物。单质X、Y是生活中常见的金属,相关物质间的转化关系如下图所示(部分反应物与产物已略去):
(1)若试剂l与试剂2不属于同类物质,则X与试剂l反应的离子方程式是 。
(2)若试剂1和试剂2相同,且E溶液加热蒸干并灼烧后可得到A,则A的化学式是 。
①检验物质D的溶液中金属离子的实验操作是 。 ②将物质C溶于水,其溶液呈 (填“酸性”、“中性”或“碱性”),原因用离子方程
3
式可表示为 。
(3)若E溶液隔绝空气加热蒸干后可得到该溶液的溶质,工业上以E、稀硫酸和NaNO2为原料来制备
高效净水剂Y(OH)SO4,反应中有N0生成,该反应的化学方程式是 。
--
答案 :(14分)(1)2Al + 2H2O + 2OH=2AlO2+ 3H2↑(2分) (2)Fe2O3(2分)
①取少量溶液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,溶液变红色,则证明原溶液中含有Fe3+(3分,或其它合理答案) ②酸性(2分),Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+(2分)
(3)2FeSO4 + 2NaNO2 + H2SO4=2Fe(OH)SO4 + Na2SO4 + 2NO↑(3分,NaHSO4也可) 6、(哈尔滨三中、东北育才、大连育明、天津耀华2011年四校第一次模拟,26)已知在下图转化关系(某些转化关系中的产物已略去)中都是中学化学常见的物质,物质A、D、G是单质,F是混合物,黑色物质C是某金属矿物的主要成份,有磁性,E是一种非氧化性酸,H是极易溶于水的碱性气体。
①
②
请回答下列问题:
⑴写出下列物质的化学式:A 、C 、I
⑵写出反应①的化学方程式:
⑶在一定温度、压强和有催化剂存在的条件下将1 mol G和2.5 mol D放入500mL密闭容器中。经过20min达到平衡,平衡后H的浓度为2mol/L,则用G表示20min内的平均反应速率为: ,该温度下此反应的平衡常数K= ,D的转化率为 。如果保持温度不变,再向容器中同时充入1.5 mol G和1 mol H,D的转化率将 (填“升高”、“不变”或“降低”),再次平衡后H的体积分数为 。 答案:⑴Fe、Fe3O4、Fe(OH)3 (每个化学式1分) ⑵3Fe+4H2O△Fe3O4+4H2↑ (2分)
⑶0.05mol/(L·min) ( 2分) 0.5 L2/mol2 (2分) (平衡常数单位可以不作采分点) 60% (2分) 不变( 2分) 40% (1分)
7、(2011年长春市高中毕业班第二次调研测试,26) 下图是部分常见元素的单质及其化合物的转化关系图
(有关反应的条件及生成的部分产物已略去)。
已知:E为红棕色固体,K为浅绿色溶液;反应①、②都是化工生产中的重要反应;B、C、D、H是单质;B、C、D、F、G、H常温下是气态; F、P 和H的水溶液均具有漂白作用,且F是形成酸雨的主要物质之一;N是一种常见的氮肥;化合物G为四原子10电子分子,化合物M由两种元素组成,分子内共有58个电子。
(1)写出F的化学式 、P的电子式 ;
(2)在G的水溶液中,阳离子浓度最大的是 (用离子符号表示)
4
(3)写出K与H反应的离子方程式 ;G与H反应的化学方程式
(4)在实验室中,向饱和H水溶液中加入CaCO3粉末,充分反应后过滤,可制得浓度较大的P的水溶
液。用化学平衡移动的原理加以解释 。 答案:15分)(1) SO2(各2分,共4分)
+
(2)NH4(2分)
2+3+-(2)2Fe+ Cl2=2 Fe + 2Cl (3分) 4NH3+3Cl2=NCl3+3NH4Cl (3分) (3)饱和H水溶液中存在平衡:Cl2+H2O
H++Cl-+HClO,加入的CaCO3粉末与H+反应,平衡正向移
动,HClO浓度增大 (3分)
【命题立意】考查学生的分析与综合推断能力,涉及到常见的重要的无机元素及其化合物的颜色、状态等物理性质及化学性质,同时对离子方程式,化学方程式,电子式、化学式的书写能力进行测试,考查对物质确定的推断能力。
8、(北京市2011年门头沟区高三年级抽样测试理综,25) 已知A、B、C是中学化学的常见物质,它们在一定条件下有如下转化关系:
⑴若A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;C为红棕色气体。则A转化为B反应的化学方程式为 。
⑵若D是具有氧化性的单质,A元素属于短周期主族金属元素,则C的电子式为 。 ⑶若D是金属,C溶液在贮存时应加入少量D,其理由是(用必要的文字和离子方程式说明) 。
⑷若D是一种常见的温室气体;A是一种强电解质且在水溶液中电离出的阴、阳离子均含有10个电子。则B转化为C的离子方程式为 。
⑸若D为氯碱工业的主要产品,B具有两性,则C溶液中除氢氧根外还存在的阴离子的化学式为 。
⑹若A、B、C均为氧化物,D是一种黑色固态非金属单质,则B分子的结构式为 。 ⑺若A的体积分数为75%的溶液可用作医疗消毒剂;B与新制氢氧化铜共热,有砖红色沉淀生成。则A生成B的化学方程式为 。 答案:(14分,每空2分) ⑴ 4NH3 + 5O2 ⑵
催化剂 △
2+
3+
3+
2+
4NO + 6H2O ⑶ 加入少量铁,防止Fe被氧化为Fe,2Fe+Fe===3Fe ⑷ CO2 + CO32 + H2O = 2HCO3
﹣
⑸ AlO2
-
-
5
⑹ O=C=O ⑺ 2CH3CH2OH + O2
Cu或Ag
△
2CH3CHO +2H2O
9. (2011年北京市石景山区高三一模,26) 短周期主族元素A、B、C、D、E,原子序数依次增大,A元素的
单质常温常压下是最轻的气体,B元素所形成化合物种类最多,C的最高价氧化物对应水化物甲与其气态氢化物乙能够化合形成盐丙;D元素的离子半径是同周期元素形成的简单离子中最小的。 (1)已知相关物质之间存在如下变化:
①丁与乙和水反应生成戊和丙的离子方程式为 ,由物质己电解得到单质D 的化学方程式为 ;
② 0.1mol/L的丙溶液中所含离子浓度由大到小排列顺序为 ;常温下,为使丙溶液中由丙电离的阴、阳离子浓度相等,应向溶液中加入一定量的乙的水溶液至 。 (2)已知..E 及其化合物有以下变化:
写出单质E 与化合物Z在一定条件下反应生成X和水的化学方程式________;
由A、B、C、D、E 5种元素中的两种元素,可形成既含极性键又含非极性键的18电子的分子,该分子的分子式为________________(任写一个即可)。
(3)C有多种氧化物,其中之一是一种无色气体,在空气中迅速变成红棕色,在一定条件下,2 L的该无
色气体与0.5 L的氧气相混合,若该混合气体被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留,所生成的C的含氧酸盐的化学式是 。 答案:(共14分,每空2分)
(1)①Al3+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4 (也可以将氨水拆开成氨和水)
+
+
电解 4Al+3O2↑ 2Al2O3(熔融)冰晶石
② c(NO3-)> c (NH4+)> c (H+)> c (OH-) 溶液的pH等于7 (2)S+2H2SO4(浓)
△3SO2↑+2H2O(或写一定条件)
C2H6或N2H4(任写一个即可) (3)NaNO2
6
10. (2011年北京市丰台区高三一模,25) 高纯六水氯化锶(SrCl2·6H2O)可用于制造高档磁性材料、电解
金属钠的助熔剂、高档颜料和液晶玻璃等,具有很高的经济价值。高纯六水氯化锶的制备过程如下: Ⅰ.将纯水加入烧杯内,搅拌下加入适量工业碳酸锶粉末(含少量Ba、Fe的化合物),制成浆料。 Ⅱ.缓慢加入工业盐酸进行酸化,将固体物质溶解。
Ⅲ.然后喷淋加入适量的硫酸,再加入质量分数为30%的双氧水少许。 Ⅳ.调节pH至8~10, 加热至60~70℃, ,搅拌1h,过滤,除去残渣。
Ⅴ.滤液加热至沸,继续浓缩至氯化锶质量浓度(溶质质量与溶液体积之比)为 x g/L。 请回答:
(1)用电子式表示HCl的形成过程 。 (2)已知Sr为第五周期第ⅡA族元素,则不符合Sr>Ca的是 (填序号)。 ① 原子半径 ② 最外层电子数
③ 金属性 ④ 最高价氧化物对应的水化物的碱性 (3)写出步骤Ⅱ中加入盐酸时发生反应的离子方程式: 。
(4)加入硫酸后会先生成硫酸锶沉淀,进而转化为硫酸钡沉淀,试分析原理 。
(5)步骤Ⅲ中在酸性环境下加入双氧水是为将亚铁离子氧化成铁离子,写出该反应的离子方程
式: 。
(6)步骤Ⅳ中调节pH至8~10,最好选用的试剂为 。
(7)已知某次实验得到浓缩后的氯化锶溶液中溶质为818g,溶剂为1000 g,经测定该溶液的密度为1.5
g/mL,则该溶液溶质的质量浓度x为 g/L(计算结果保留整数) 。
答案:(14分)(1) (2分) (2)②(2分)
(3)SrCO3+2H+=Sr2++H2O+CO2↑(2分)
(4)溶液中大部分是氯化锶,所以加入硫酸后会先生成硫酸锶,由于硫酸钡的溶解度小于硫酸锶,所以
会进一步转化为硫酸钡沉淀(2分)
(5)2Fe2+ + H2O2 + 2H +=2Fe3+ + 2H2O (2分) (6)Sr(OH)2(2分)
(7)675(2分)
11. (江苏省南通2011届高三第二次调研测试,16) 活性ZnO在橡胶、塑料、涂料工业中有重要应用,一种
由粗ZnO(含FeO、CuO)制备活性ZnO的流程如下(已知:碱式碳酸锌经焙烧可制得活性ZnO):
H2SO4H2O2、氨水粗ZnO浸出步骤A步骤BFe(OH)3Zn步骤C步骤DCuNH4HCO3沉淀步骤EA溶液焙烧活性ZnO
Cu2 +已知:几种离子生成氢氧化物沉淀时的pH如下表:
待沉淀离子 开始沉淀时pH 完全沉淀时pH 请问答下列问题:
Fe2+ Fe3 +Zn2 +6.34 9.7 1.48 3.2 6.2 8.0 5.2 6.4 7
⑴ 步骤A加H2O2发生反应的离子方程式是 ,
该步骤需控制溶液pH的范围是 。 ⑵ A溶液中主要含有的溶质是 。
⑶ 碱式碳酸锌经焙烧制得活性ZnO的反应△H>0,该反应能自发进行的原因是△H (选填“=”、“>”、“<”)0。
+
⑷ 若经处理后的废水pH=8,此时Zn2的浓度为 mg/L(常温下,Ksp[Zn(OH)2]=1.2×1017)。
+++
答案:⑴ 2Fe2+H2O2+2H=2Fe3+2H2O 3.2~5.2
⑵ (NH4)2SO4 ⑶ > ⑷ 0.78 12. (广东省惠州市2011届高三模拟,9) x、y、z是三种短周期的主族元素,在周期表中的位置如图,x原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍,下列说法正确的是( )
A.原子半径:X C.Y和Z的最高价氧化物对应水化物均为强酸 D.若Z的最高正价为+m,则X的最高正价也一定为+m 13. (广东省惠州市2011届高三模拟,10) 如图A~D四种物质均含有同一种元素,A可以是单质也可以是气态氢化物,D是最高价氧化物对应的水化物,则A、B、C、D中共同含有的元素是( ) A. Cl B.Fe C.C D.N 高频考点十八 电化学综合题 1、(山东省潍坊市2010届高三教学质量抽样检测C,21)如图甲、乙是电化学实验装置。 (1)若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液。 ①甲中石墨棒上的电极反应式为 ; ②乙中总反应的离子方程式为 ; ③将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方,发现试纸先变蓝后褪色,这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2。若反应中Cl2和I2的物质的量之比为5:1,且生成两种酸,该反应的化学方程式为 。 (2)若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO4溶液。 ①甲中铁棒上的电极反应式为 ; ②如果起始时乙中盛有200mLpH=5的CuSO4溶液(25℃),一段时间后溶液的pH变为1,若要使溶液恢复到电解前的状态,可向溶液中加入 (填写物质的化学式) g。 8 (1)①O2+2H2O+4e-→4OH- 通电 ②2Cl-+2H2O====2OH-+H2↑+Cl2↑ ③5Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3 (2)①Fe→Fe2++2e- ②CuO(或CuCO3) 0.8(或1.24) 2、(北京市宣武区2010届上学期期末质量检测,18) 能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。 (1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇: 反应I: CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH1 反应II: CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2 ① 上述反应符合“原子经济”原则的是 (填“I”或“Ⅱ”)。 ② 下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)。 温度 250℃ 300℃ 350℃ K 2.041 0.270 0.012 由表中数据判断ΔH1 0 (填“>”、“=”或“<”)。 ③ 某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)= 0.2 mol/L,则CO的转化率为 ,此时的温度为 (从上表中选择)。 (2)已知在常温常压下: ① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH = -1275.6 kJ/mol ② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH = -566.0 kJ/mol ③ H2O(g) = H2O(l) ΔH = -44.0 kJ/mol 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: A (3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理, 导管 设计如右图所示的电池装置。 O2 该电池正极的电极反应为 。 惰性电极 惰性电极 ② 工作一段时间后,测得溶液的 pH减小,该电池总反应的化学方程式为 甲醇、KOH溶液 。 (1)① I ② < ③ 80% 250℃ (2) CH3OH(l)+ O2(g) = CO(g) + 2H2O(l) ΔH=﹣442.8 kJ∕mol (3)① O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- ② 2CH3OH + 3O2 + 4OH- = 2CO32- + 6H2O 3、(北京市海淀区2011届高三学年3月份适应性训练,28)某校化学小组同学将氯气通入NaOH溶液中, 制得一种消毒液,运用下列实验,检测该消毒液的性质。 ①将少量消毒液滴入含有淀粉的KI溶液中,溶液中出现蓝色; ②用pH试纸检测消毒液,试纸边缘为蓝紫色(pH=13),中间部分为白色; ③向2 mL消毒液中逐滴加入Al2(SO4)3溶液,先产生白色沉淀,振荡后沉淀消失; ④向消毒液中加入少量稀硫酸,溶液变为黄绿色,产生使湿润的淀粉KI试纸变蓝的气体。 请回答以下问题: (1)用离子方程式表示制备该消毒液的原理: 9 ; (2)该消毒液中大量存在的阴离子有 ; (3)实验①表现出该消毒液具有 性; (4)实验②用pH试纸检测消毒液的操作是: ; (5)实验④中涉及反应的离子方程式为: ; (6)将该消毒液用如右图所示装置进行电解,10 s后将电解液摇匀, 整个过程中阳极产生的现象为 ; 其原因是 。 答案:(1)Cl2 + 2OH— ==== Cl + ClO+ H2O (2分) — — (2)Cl、ClO、OH— (2分) — — (3)氧化性 (1分) (4)用干燥、洁净的玻璃棒蘸取消毒液,滴在pH试纸上,再与标准比色卡对比,读取溶液的pH (2 分)(5)Cl + ClO + 2H+ ==== Cl2↑ + H2O (2分) — — (6)阳极产生白色沉淀,将电解液混合均匀,白色沉淀溶解 (2分) 铝为阳极,放电产生Al3+,消毒液中有过量OH—(且阴极H+不断放电,同时剩余OH—),故阳极附近先产生白色沉淀,将电解液混合均匀后,白色沉淀又溶解。(2分) 4、(哈尔滨三中、东北育才、大连育明、天津耀华2011年四校第一次模拟,28) 天然气(主要成分甲烷)是一种清洁、高效的能源,现在许多城市家庭用于厨房使用的燃料已经由煤气(主要成分是H2和CO按体积比1︰1混合的气体混合物)换成了天然气;此外天然气也是很好的燃料电池的燃料,甲烷在燃料电池中的能量转换率可达到85%—90%。请回答下列问题: ⑴已知H2、CO和CH4的燃烧热分别是286kJ/mol、283 kJ/mol和890 kJ/mol,则反应2CH4(g)+3O2(g)=CO(g)+H2(g)+CO2(g)+3H2O(l)的反应热 △H= 。 ⑵以甲烷、空气为反应物,KOH溶液作电解质溶液构成燃料电池,则负极反应式为: 。随着反应的不断进行溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。 ⑶如果以该燃料电池为电源、石墨作两极电解饱和食盐水,则该电解过程中阳极反应式为: ;如果电解一段时间后NaCl溶液的体积为1L,溶液的pH为12,则理论上消耗甲烷在标准状况下的体积为: mL。 ⑷将⑶中电解结束后的溶液取出,向其中加入含有Mg2+和Fe2+的溶液甲,Mg(OH)2和Fe(OH)2同时生成,已知Mg(OH)2和Fe(OH)2在该温度下的溶度积常数分别是 2×1011和8×1016,则甲溶液中Mg2+和Fe2+的浓度比为: 。 答案:⑴—1211kJ/mol ( 2分) ——— ⑵CH4+10OH—8e=CO32+7H2O (2分) 减小(2分) —— ⑶2Cl—2e=Cl2↑ (2分) 28 (2分) ⑷25000︰1 (2分) — — 5. (江苏省南通2011届高三第二次调研测试,17) 某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇 厂组成了一个产业链(如图所示),大大地提高了资源利用率,减少了环境污染。 燃料电池 纯Cu 粗Cu CuSO4溶液 10 食盐水 电 解 Cl2 烧碱 H2 CO 合 成 Ti 甲醇 钛铁矿(FeTiO3) 焦炭 氯 化 FeCl3 TiCl4 Mg,Ar 800℃ 请填写下列空白: ⑴ 写出钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式: 。 ⑵ 由CO和H2合成甲醇的方程式是:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。 ① 知该反应在300℃时的化学平衡常数为0.27,该温度下将2 mol CO、3 mol H2和2 mol CH3OH 充入容积为2 L的密闭容器中,此时反应将 (填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。 ②若不考虑生产过程中物质的任何损失,该产业链中每合成19.2 t甲醇,至少需额外补充H2 t。 ⑶用甲醇-空气碱性(KOH)燃料电池作电源电解精炼粗铜(右图),在接通电路一段时间后纯Cu质量增加3.2 g。 ① 写出燃料电池中的负极反应式: 。 ②燃料电池正极消耗空气的体积是 (标准状况,空气中O2体积分数以20%计算)。 答案:⑴ 2FeTiO3+6C+7Cl2=2FeCl3+2TiCl4+6CO ⑵ ① 向逆反应方向进行 ② 1.0 --- ⑶ ① CH3OH-6e+8OH=CO32+6H2O ② 2.8 L 高频考点十九 化学反应速率与化学平衡综合题 1、(2010年温州市高三第一次适应性测试,27)甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ 和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。 (1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为 100L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的转化率与温度、压强的关 系如右图。 ①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表 示的平均反应速率为_ _。 ②图中的P1_ _P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数为_ _。 ③在其它条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将_ _(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (2)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成 甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ……Ⅱ。 ④该反应的△H_ _0,△S_ _0(填“<”、“>”或“=”)。 ⑤若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是_ _。 A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离 C.充入He,使体系总压强增大 D.再充入1mol CO和3mol H2 ⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在 11 下面实验设计表中。 1、 实验编 2、 T(℃) 号 5、 ⅰ 6、 150 10、 _▲9、 ⅱ _ 实验14、 3513、 ⅲ 0 3、 n (CO)/n(H2) 7、 1/3 11、 _ _▲4、 P(MPa) 8、 0.1 12、 5 A.请在上表空格中填入剩余的条件数据。 15、 _▲16、 5 B.根据反应Ⅱ的特点,在给出的坐_ 标图中,画出其在0.1MPa和5MPa 条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图,并标明各条曲线的压强。 ---(1)①0.0030mol·L1·min1(2分,单位1分) ②<(1分) 2.25×104(2分) ③减小(1分) (2)④< <(各1分共2分) ⑤BD(2分) ⑥A(每空1分共3分) B.(曲线1、压强 1共2分) 17、 实验编号 18、 T(℃) 19、 n (CO)/n(HCO20、 P(MPa) 2) 转化率1 21、 ⅰ 22、 23、 24、 25、 29、 ⅱ ⅲ 26、 30、 150 27、 31、 1/3 1/3 0.5 28、 0.1MPa 32、 5MPa 0 温度℃ ) ( 1)80℃时,将0.40mol2、(福建省龙岩一中2009—2010学年度高三第七次月考, 24的N2O4气体充入 2L已经抽空的固定容积的密闭容器中,发生如下反应:N2O4 2NO2 △H>0,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据: 20 40 60 80 100 时间(s) 0 n(mol) n(N2O4) n(NO2) 0.40 0.00 a 0.24 0.20 b c 0.52 d 0.60 e 0.60 ①计算20s—40s内用N2O4表示的平均反应速率为 ②计算在80℃时该反应的平衡常数K= ; ③反应进行至l00s后将反应混合物的温度降低,混合气体的颜色(填“变浅”、“变深”或“不 变”) ; ④要增大该反应的K值,可采取的措施有(填序号) ; A.增大N2O4的起始浓度 B.向混合气体中通入NO2 C.使用高效催化剂 D.升高温度 (2)①丙烷脱氢可得丙烯。 已知:C3H8(g) CH4(g)+HC=CH(g)+H2(g);△H1=156.6 kJ·mol-1 CH4(g)+HC=CH(g) CH3CH=CH2(g);△H2=-32.4 kJ·mol-1 则相同条件下,反应C3H8(g) CH3CH=CH2(g)+ H2(g)的△H= ; ②以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐。电池总反应方程式为 ; ③常温下,0.1 mol·L-1NaHCO3溶液的pH大于8,则溶液c(H2CO3) c(CO32-)(填“>”、“=”或“<”'),原因是 。(用文字说明) (1)①0.0020mol/(L.s)②1.8 ③变浅 ④D -1 (2)①124.2kJ.mol 12 ②C3H8+5O2 3CO2+4H2O;③>;HCO3-的水解程度大于电离程度。 3、(浙江温州市2010届五校第一学期期末联考,27)随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下,在体积为3 L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO): CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 根据题意完成下列各题:反应达到平衡时, (1)平衡常数表达式K= ,升高温度,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 (2)在500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= (用 nB tB 表示) (3)在其他条件不变的情况下, 对处于E点的体系体积压缩到原来的 1/2,下列有关该体系的说法正确的是 a 氢气的浓度减少 b 正反应速率加快,逆反应速率也加快 c 甲醇的物质的量增加 d 重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大 (4)据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂 Cu2O的量不变,原因是: (用化学方程式表示)。 (5)使用燃料电池是节能减排的重要手段之一。CO和H2(俗称水煤气)燃料电池就是其中的一种,该 2-电池的两极分别通入燃料气(水煤气)和氧气。电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O。水煤气在一定条件下可以合成二甲醚,同时还产生一种可以参与大气循环的无机化合物,3CO + 3H2 = CH3OCH3 + CO2 或 2CO+4H2 = CH3OCH3 + H2O。 上述水煤气燃料电池的负极反应方程式:(写1个) 。 (6)右图是丙烷、二甲醚燃烧过程中能量变化图,其中x为各自反应中对应的系数。 根据该图写出二甲醚燃烧的热化学方程式: 2 (1)K=c(CH3OH)/c(CO)·c(H2) (2分) 减小 (2分) -1 (2)2nB/3tBmol·(L·min) (2分) (3)b c (2分) (4)Cu2O+CO2Cu+CO2 (2分) 2--2--(5)CO+O-2e=CO2 H2+O-2e=2H2O (任写一个得满分) (2分) - 1 (6)CH3OCH3(g)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l) △H=-1455kJ·mol(2分) 4、(北京市东城区示范校2011届高三3月份综合练习(零模),26)最近科学家提出“绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下: 13 (1)在合成塔中,若有2.2kgCO2与足量H2恰好完全反应,生成气态的水和甲醇,可放出2473.5kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式 。 (2)①上述合成反应具有一定的可逆性,从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,而实际生产中采用300°C的温度,其原因是 。 ②“绿色自由”构想技术流程中常包括物质和能量的“循环利用”,上述流程中能体现“循环利用”的除碳酸钾溶液外,还包括 。 ③下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是___________。 A.升高温度 B.充入He(g),使体系压强增大 C.将H2O(g)从体系中分离 D.再充入1mol CO2和3mol H2 (3)甲醇可制作燃料电池。写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池负极反应式 。当电子转移的物质的量为 时,参加反应的氧气的体积是6.72L(标准状况下)。 (4)常温下,0.1 mol/L KHCO3溶液的pH大于8,则溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为: 。 答案:(共14分,每空2分) 2×105Pa、300℃ (1)CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.47kJ•mol-1 (2)①考虑到催化剂的催化活性,加快反应速率。②高温水蒸气③CD (3)CH3OH+8OH-—6e-CO32-+6H2O;1.2mol (4)c(K+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-) 5、(哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学2011年高三第一次联合模拟,28)氮及其化合物与我 们的吃、穿、住、行、健康等都有着密切的联系,也是高中化学学习中重要的一部分。请回答下列问题: (1)一定条件下,向一个2L的密闭容器中充人2mo1N2和6molH2,反应达平衡时放出93kJ热量,生 成NH3的浓度为1mol/L,试写出该反应的热化学方程式 。 (2)现有一支l0mL的试管,充满NO倒置于水槽中,向试管中缓缓通A-定量氧气,当试管内液面稳 定时,剩余气体2mL。则通入氧气的体积可能为 。 (3)一定条件下,某密闭容器中发生反应:4NH3(g)+5O2g) 4NO(g)+6H2O(g)。 起始浓度(mol. L-1) 甲 乙 丙 c( NH3) 1 2 0.5 c( oz) 2 4 x c( NO) 0 0 y c( H20) 0 0 z ①恒温恒容下,平衡时NH,的转化率甲 乙。(填“>”、“、”或“<”) ②恒温恒容下,若要使丙与甲平衡时各组分浓度相同,则x=____,y=____,z=____。 (4)向容积相同、温度分别为T1和T2的两个密闭容器中分别充入等量NO2,发生反应: 2NO:(g) N2O4(g)△H <0。恒温恒容下反应相同时间后,分别测定体系中NO2的百分含量分别为a,和a2;已知T1< T2,则a1____a2。 14 A.大于 B.小于 c.等于 D.以上都有可能 (5)标准状况下,将干燥纯净的氨和二氧化氮气体分别完成喷泉实验后所得溶液等体积混合,反应后 溶液中的离子浓度关系正确的是____。 A.c(NO-3)>c(NH+4)>c(H+)>c(OH-) B.c(NH+4)>c(NO-3)>c(OH-)>c(H+) C.c(H+)=c(OH-) +c(NH3H2O) D.c(NH4+) +c(NH3H2O)=1.5c(NO-3) 答案:(14分)(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-93kJ/mol(3分) (2)6mL和9.5mL(2分) (3)① >(2分) ② 1.375,0.5,0.75(各1分) (4)D(2分) (5)AC(2分) 6、(2011年长春市高中毕业班第二次调研测试,27).A、B、C、 D、 E五种溶液分别是NaOH、 NH3·H2O、 CH3COOH 、HCl 、NH4HSO4中的一种。常温下进行下列实验: -- ①将1 L pH=3的A溶液分别与0.001mol·L1 xL B溶液、0.001mol·L1 yL D溶液充分反应至中性,x、y大小关系为: y<x; - ②浓度均为0.1mol·L1A和E溶液,pH:A<E; - ③浓度均为0.1mol·L1C与D溶液等体积混合,溶液呈酸性。 回答下列问题: (1)D是 溶液,判断理由是 。 - (2) 用水稀释0.1 mol·L1B时,溶液中随着水量的增加而减小的是 (填写序号) -c(OH)c(B)-①; ② ; ③ c(H+)和c(OH-)的乘积 ④ OH的物质的量 +-c(H)c(OH)(3)OH浓度相同的等体积的两份溶液A和E,分别与锌粉反应,若最后仅有一份溶液中存在锌粉,且放出氢气的质量相同,则下列说法正确的是________(填写序号) ①反应所需要的时间E>A ②开始反应时的速率A>E ③参加反应的锌粉物质的量A=E ④反应过程的平均速率 E>A ⑤A溶液里有锌粉剩余 ⑥E溶液里有锌粉剩余 (4)将等体积、等物质的量浓度B和C混合后溶液,升高温度 (溶质不会分解)溶液pH随温度变化如右图中的_________曲线(填写序号) 。 -- (5)室温下,向0.01mol·L1 C溶液中滴加0.01mol·L1 D溶液至中性,得到的溶液中所有离子的物质的 量浓度由大到小的顺序为_______________。 答案; (14分)(1)NaOH (2分) 中和酸性物质A只有NaOH、NH3·H2O,物质的量的A与等物质的量浓度B和D混合呈中性,D的用量少,说明D碱性比B的碱性强,所以D是NaOH。 (3分) (2)①② (2分) (3)③④⑤ (2分) (4)④ (2分) (5) c(Na)> c(SO42)>c(NH4)>c(OH)=c(H) (3分) + - + - + - 【命题立意】考查电解质溶液之间的反应,涉及到强电解质、弱电解质的电离、盐类的水解及溶液的pH值、离子浓度大小的比较等知识。 7、(北京市2011年门头沟区高三年级抽样测试理综,26) 科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。 ⑴目前合成氨的技术原理为:N 2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H =-92.4 kJ/mol △H =-92.4 kJ/mol;△H =-92.4 kJ/mol 15 该反应的能量变化如图所示。 ①在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是: 。(填“增大”、“减小”或“不变”)。 ②将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密闭容器中,在500℃、2×10Pa下达到平衡,测得N2为0.1 mol,H2为0.3 mol,NH3为0.1 mol。该条件下H2的转化率为 。 ③欲提高②容器中H2的转化率,下列措施可行的是 。 A.向容器中按原比例再充入原料气 B.向容器中再充入惰性气体 C.改变反应的催化剂 D.液化生成物分离出氨 ⑵1998年希腊亚里士多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传导H),从而实现了高转化率的电解法合成氨。其实验装置如图所示。阴极的电极反应式为 。 + 7 ⑶根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常 压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生下列反应: 2N2(g) +6H2O(l) 4NH3(g) +3O2(g) ;△H = a kJ/mol 进一步研究NH3生成量与温度关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下: T/K NH3生成量/(10mol) -6303 4.8 313 5.9 323 6.0 ①此合成反应的a_ 0。(填“大于”、“小于”或“等于”) ②已知 N(g)+3H(g) 22 O2(g)+2H2(g) 则 2N2(g)+6H2O(l) 2NH3(g) ;△H =-92.4 kJ/mol △H =-92.4 kJ/mol;△H =-92.4 kJ/mol 2H2O(l);△H =-571.6 kJ/mol △H =-92.4 kJ/mol 4NH3(g) + 3O2(g) ;△H = kJ/mol △H =-92.4 kJ/mol⑷ NH4Cl溶液呈酸性,这是由于NH4水解的缘故。则NH4Cl在重水(D2O)中水解的离子方程式 是 。 答案:(14分,每空2分) ⑴ ①减小 ② 33.3% ③ A D ⑵ N2 + 6H+ + 6e- = 2NH3 ⑶ ①大于 ②+1530.0 ⑷ NH4+ D2O NH3·HDO + D+ 16 8. (宁夏银川一中2011届高三一模理综,25) 氮化硅是一种新型陶瓷材料,它可由石英与焦炭在高温的氮气流中,通过以下反应制得:□ +□C+□N2 高温□Si3N4+□CO (1)补充并配平上述反应的化学方程式(填写化学式和化学计量数)。 (2)该反应的平衡常数表达式为K =_______________________;升高温度时平衡常数减小,则其反应热H________零(填“大于”、“小于”或“等于”);若在一定温度下,当上述反应达到平衡时增加氮气的流量,平衡常数将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)当制得14g Si3N4时,碳将 (填“得到”或“失去”) mol电子, 增加碳的用量时平衡 (填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。 (4)氮化硅作为新型材料,具有耐高温、耐腐蚀、抗氧化、耐磨损等优异性能。但作为结构材料,它还存在抗机械冲击强度低、容易发生脆性断裂等缺点。为此工业上常以氮化硅作为基体,加入碳化硅作为添加剂来制造复合材料。以下属于复合材料的是 。 A.玻璃钢 B.钢筋混凝土 C.聚苯乙烯塑料 D.搪瓷 答案:(16分)每空2分 (1)3SiO2,6,2,1,6 。 (2)K = {c(CO)}6{c(N2)}2 小于 不变 (3)失去 1.2 不移动 (4)ABD 9. (2011年安徽省“江南十校”高三联考理综,26) 将煤气化转化成合成气,然后通过一碳化工路 线合成各种油品和石化产品是一碳化工的极为重要的领域,具有广阔的前景,在未来相当一段时期将成为一碳化工的主要领域。除去水蒸气后的水煤气含55~59%的H2,15~18%的CO,11~13%的CO2,少量的H2S、CH4,除去H2S后,可采用催化或非催化转化技术,将CH4转化成CO,得到CO、CO2和H2的混合气体,是理想的合成甲醇原料气,即可进行甲醇合成。 水煤气法制甲醇工艺流程框图如下 水煤气 净化及精脱硫 精脱硫 粗甲醇 转 化 合成气压缩 循环气 甲醇合成 甲醇精馏 甲醇 (1)制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H2O(g)高温CO(g)+H2(g),此反应是吸热反应。 ① 此反应的化学平衡常数表达式为 ; ②下列能增大碳的转化率的措施是 ; A.加入C(s) B.加入H2O(g) C.升高温度 D.增大压强 (2)将CH4转化成CO,工业上常采用催化转化技术,其反应原理为: CH4 (g)+3/2O2 (g) CO (g)+2H2O (g) △H=-519KJ/mol。工业上要选择合适的催化剂,分别对X、Y、 Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同) ① X在T1℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍; 17 ② Y在T2℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×10倍; ③ Z在T3℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×10倍; 65 已知:T1>T2>T3,根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是 (填“X”或“Y”或“Z”),选择的理由是 ; (3)合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,进行甲醇合成,主要反应如下: 2H2(g) - + CO(g) CH3OH(g);ΔH =-90.8kJ·mol1,T4℃下此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中加入CO、H2,反应到某时刻测得各组分的浓度如下: 物质 浓度/(mol·L1) -H2 0.2 CO 0.1 CH3OH 0.4 ① 比较此时正、逆反应速率的大小:v正 v逆 (填“>”、“<”或“=”)。 ② 若加入CO、H2后,在T5℃反应10min达到平衡,c(H2)=0.4 mol·L,则该时间内反应速率v(CH3OH) = mol·(Lmin)。 (4)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是 。 答案:⑴①此反应的化学平衡常数表达式为,K= -1 -1 -1 c(CH3OH); c(CO)c(H2)②BC ⑵Z,催化效率高且活性温度低(或催化活性高速度快,反应温度低产率高) (3)①>。 ②0.03 mol·L1·min1。(3分) - - (4)提高原料利用率(或提高产量、产率亦可)。 10. (广东省惠州市2011届高三模拟,23) 在密闭容器中,有下列反应: 催化剂N2(g)3H2(g)高温高压2NH3(g) H92.4kJ/mol 有关该反应的叙述正确的是( ) A. 若混合气体中各成分的浓度不再变化,则该反应已达平衡状态 B. 将lmolN2和3molH2充分反应达到平衡时,放出的热量小于92.4kJ C.催化剂能缩短该反应达到平衡所需的时间,从而提高N2的转化率 D.缩小容器的体积,v(正)增大、v(逆)减小,平衡向右移动 11. (浙江省三校2011年高三联考试卷理综,26)在一个装有可移动活塞的容器中进行如下反应:N2(g) +3H2(g)2NH3(g),反应达到平衡后,测得容器中含有N2 0.5mol,H2 0.2mol,NH3 0.2mol,总容积为1.0L。 (1)如果达成此平衡前各物质起始的量有以下几种可能,其中不合理的是________: A.N2 0.6mol,H2 0.5mol,NH3 0mol B.N2 0mol,H2 0mol,NH3 1.2mol C.N2 0.6mol/L,H2 0.5mol/L,NH3 0mol/L (2)求算此平衡体系的平衡常数K=________; (3)平衡常数K只受温度的影响,与浓度、压强等因素无关,故可利用平衡常数来判断平衡是否移动 18 及移动的方向。例如,上述平衡达成后用外力将活塞向内推至容积为0.5L并恢复原温度,则由于 22(n)(V)c(NH3)(0.2)2(0.5)2NHV3Q=<K, 3nN2nH23(nN)(nH)3c(N2)c(H2)3(0.5)(0.2)22()()VV2(nNH3)2可判断平衡将________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。 (4)如果保持温度和压强不变,向上述平衡体系中加入0.18molN2,平衡将________(填“正向”、“逆 向”或“不”)移动,理由是________。 答案: 高频考点二十 无机推断题 1、(天津一中2010届高三上学期第三次月考,24)金属钛被称为铁和铝之后掘起的“第三金属”,常见化合价为+4,0,它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的材料,为了提高资源的利用率,减少环境污染,可将氯碱厂、炼钛厂和甲醇厂组成产业链,其关系如下图所示。 19 请回答下列问题: (1)钛铁矿经氧化法得到四氯化钛的化学反应为: 2FeTiO3 + 6C + 7Cl2 △ 2FeCl3 + 2TiCl4 + 6CO,该反应中还原剂是____________,每生成1mol TiCl4 的 过程中转移电子 mol。 (2)TiCl4暴露在潮湿空气中冒白烟,白烟主要为白色的二氧化钛的水合物H2TiO3,试写出该反应的化学 方程式 (3)已知 ① Mg(s) + Cl2 (g) MgCl2(s) ΔH= -641 KJ/mol ② Ti(s) + 2Cl2 (g) TiCl4(l) ΔH= -770 KJ/mol 则Mg与TiCl4反应的热化学方程式为 该反应在氩气中进行的理由是________________________________________________ (4)氯碱厂电解饱和食盐水的离子方程式为________________________________________ 将铝片和镁片用导线相连插入氢氧化钠稀溶液中构成原电池,写出负极的电极反应式 _____________________________________________________________________ (5)在上述产业链中,合成96t甲醇理论上需额外补充H2_____ t(不考虑生产过程中物质的任何损失) (1) C、FeTiO3 2分 7mol 2分 (2) TiCl4 + 3H2O === H2TiO3 + 4HCl 2分 (3) 2Mg(s) + TiCl4(l) === 2MgCl2 + Ti(s) ΔH= -- 512KJ/mol 2分 (4) Mg易被氧化(防止Mg被氧化) 2分 2Cl- + 2H2O Cl2 ↑+ H2 ↑+ 2OH- 2分 (5) 12 2分 2、(江苏省江浦高级中学2010届高三模块复习,16)已知A为常见金属,X、Y为常见非金属,X、E、F、G常温下为气体,C为液体,B是一种盐,受热极易分解,在工农业生产中用途较广(如被用作某些电池的电解质)。现用A与石墨作电极,B的浓溶液作电解质,构成原电池。有关物质之间的转化关系如下图: (注意:其中有些反应的条件及部分生成物被略去) Y +氧气X C ④ +Y高温⑦ A A 原电电⑤ 操作G D溶D无水晶 池 ① 解 △ ③ B溶氯气 +氧气 +氧气 +C E F G H 浓溶液 ② 请填写下列空白: ⑴反应④为A在某种气体中燃烧,生成单质Y和A的氧化物,其反应方程式为 ________________________ 。 ⑵从D溶液制备D的无水晶体的“操作a”为 ________________________ 。 ⑶反应②的化学方程式为 ________________________ 。 ⑷反应⑤的化学方程式为 ________________________ 。 ⑸原电池反应①中正极的电极反应式为 ________________________ .(1)2Mg+CO2===2MgO+C; (2分) (2)将D溶液在HCl气流中蒸干;(2分) (3)②4NH3+5O2 4NO+6H2O; (2分) 20 (4)⑤C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O (2分) (5)2NH4++2e- = 2NH3↑+H2↑ (2分) 3、(宁夏银川一中2011届高三一模理综,26) A、B、C、D、E、F六种中学常见的物质, 皆由短周期元素组成,有如图的转化关系: (1)若A、C、E皆为氧化物,且常温下A为无色液体, E为有毒气体。 ①B、D、F皆为非金属单质,且D为气体。则A的电子式为 。 ②B与C反应生成E和F的化学方程式为 (2)若B是由两种短周期元素组成的离子化合物,A、C为氧化物,E为气体单质,D、 F是均有三种元素组成的离子化合物,它们的水溶液均呈碱性,相同浓度时D溶液的pH大于F溶液的pH值。则:B和C反应生成E和F的化学方程式为 ,列举该反应的一种用途 。 答案:(9分)(1)①H2O的电子式略 2分 ②2C+SiO2 = Si+2CO↑(条件:高温)(2分) (2)2Na2O2+2CO2=Na2CO3+O2 3分; 呼吸面具和潜水艇中做为氧气的来源 (2分) 4、(2011年浙江省三校高三联考理综,25) 有关物质存在如图所示的转化关系(部分产物已省略)。通常C为气体单质,G为紫黑色固体单质。实验室中,常用固体E在B的催化下加热制取气体单质H。 请回答下列问题: (1)F的电子式 ; (2)反应①的化学方程式为 ; (3)反应②的离子方程式为 ; (4)写出另外一种实验室制取H的化学方程式 ; (5)D溶液与Pb(NO3)2溶液混合可形成沉淀,此沉淀的Ksp=7.0×10—9。将等体积的D溶液与Pb(NO3)2溶液混合,若D的浓度为1×10—2mo1/L ,则生成沉淀所需Pb(NO3)2溶液的最小浓度为 ; 答案: 21 5. (2011·辽宁铁岭六校高三模拟),27) A、B、C是三种常见短周期元素的单质。常温下D为无色液体,E是一种常见的温室气体。其转化关系如图(反应条件和部分产物略去)。试回答: (1)E的电子式是 。 (2)单质X和B或D均能反应生成黑色固体Y,Y的化学式是 。 (3)物质Z常用于对空气进行杀菌、净化和水果保鲜等。Z和B的组成元素相同,Z分子中各原子最外层电子数之和为18。Z和酸性碘化钾溶液反应生成B和碘单质,反应的离子方程式是 。 (4)取0.3 mol F与足量D充分混合后,所得溶液中再通入0.2 mol E充分反应,最后得到的水溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序是(不考虑H+) 。 (5)E的大量排放会引发很多环境问题。有科学家提出,用E和H2合成CH3OH和H2O,对E进行综合利用。25℃,101 kPa时,该反应的热化学方程式是: 。(已知甲醇的燃烧热 △H= -726.5kJ·mol-1,氢气的燃烧热△H= -285.8kJ·mol-1) 答案:(1)(2)(3)(4)(5) (2分) (2分) (2分) (3分) (2分) 6. (陕西省西安地区2011届高三年级八校联考理综,27)A-J是中学化学中常见的几种物质,它们之间的转化关系如图所示.已知常温下A为固体单质,B为淡黄色粉末,C、F、I为气态单质,E在常温下为液 22 体,且E可由C、F合成,J可用作杀菌消毒剂. 回答下列问题: (1) B的化学式:_____________________, E的电子式_________________________. (2) 写出反应⑤、⑦的离子方程式:⑤_______________,⑦____________________. (3) 向AlCl3溶液中加入适量固体B,写出AlCl3与物质B按物质的量比2 :3反应的化学方程式 ________________________________________. (4) 以Pt为电极电解滴加有少量酚酞的H饱和溶液,则在_____ _____ _____ _____ (填“阴、阳”)极 附近溶液由无色变为红色,简述溶液变红的原因_________________________. 答案: 7.( 湖南省衡阳市2011届高中毕业班联考个一模,26) 下列转化关系所涉及到的物质都是中学化学常见物质。 已知A、B为氧化物,C为固体单质,D为黄绿色气体。 请回答: 23 (1) A为 ______,G为 ______ (均填化学式)。 (2) D的原子结构示意图为___ ___ , C元素在周期表中的位置为_____ _。 (3) 写出G与NaOH溶液反应的离子方程式 :_____ __。 (4) 请用离子方程式表示M的水溶液不呈中性的原因 :____ __。 (5) 已知一定质量的B与足量的浓酸X反应生成的D在标准状况下的体积为5.6 L,则被氧化的X的质 量为__ ____o 答案: 8. (浙江省三校2011年高三联考试卷理综,25)有关物质存在如图所示的转化关系(部分产物已省略)。通常C为气体单质,G为紫黑色固体单质。实验室中,常用固体E在B的催化下加热制取气体单质H。 请回答下列问题: (1)F的电子式 ; (2)反应①的化学方程式为 ; (3)反应②的离子方程式为 ; (4)写出另外一种实验室制取H的化学方程式 ; (5)D溶液与Pb(NO3)2溶液混合可形成沉淀,此沉淀的Ksp=7.0×10—9。将等体积的D溶液与Pb(NO3)2 溶液混合,若D的浓度为1×10—2mo1/L ,则生成沉淀所需Pb(NO3)2溶液的最小浓度为 ; 答案: 24 9. (浙江省镇海中学2011年3月高三期始测试理综,26) A、B、C、D、E、F是常见单质,其中A是用量最大,应用最广泛的金属;元素D是地壳中含量最多的金属元素;D元素和E元素在周期表中相邻。G、H、I、J、K、L是常见化合物,其中G在常温下是无色液体,H是黑色固体。以上物质相互间的转化关系如右图所示: 请回答下列问题: ⑴写出K的电子式 。 ⑵元素C在元素周期表中的位置为 周期 族。 ⑶D能与氢氧化钠溶液反应,请写出该反应的离子方程式 。 ⑷若m克A与G反应放出QKJ(Q>0)的热量,写出该反应的热化学方程式 。 ⑸K与E反应时产生的现象有 ; 该反应的化学方程式为 。 ⑹金属活泼性:A D(填“>”或“<”),设计实验验证: 。 答案:(14分) ⑴ (1分) ⑵二(1分) ⅥA(1分) - - (3)2Al+2OH-+6H2O==2Al(OH)4+3H2↑或2Al+2OH-+2H2O==2AlO2+3H2↑(2分) (4)3Fe(s)+4H2O(g) 高温 Fe3O4(s)+4H2(g)⊿H= -168Q/a kJ/mol (2分) (5)镁带剧烈燃烧,放出耀眼的光,瓶壁出现白色固体和黑色颗粒(2分) 2Mg+CO2 点燃 2MgO+C (2分) (6)<(1分) 取表面积相同的铁片与铝片放入同浓度同体积的盐酸中,铝片反应的更剧烈。(2分, 没有加点的字,给1分)或用导线连好,放入盐酸中,形成原电池,铝为负极。 10. (四川省成都七中2011届高三第二次诊断性检测理综,29) 已知B是常见金属单质,E为常见非金属单 质,H常温下为无色液体,C的浓溶液在加热时才与D反应。根据下列框图所示,试回答: 25 (1)写出化学式:A ;E ;L 。 (2)反应①的离子方程式: 。 (3)反应②,工业上采取的反应条件是 。 (4)反应③,工业上采取的操作不是K直接与H反应,原因是 。 (5)每生成1 mol K,反应放出98.3 kJ热量,该反应的热化学方程式为: 。 答案:(13分)(1)A:CuSO4 (1分) E:O2 (1分) L:Cu(OH)2 (1分) (2) 2Cu2+ + 2H2O 电解2Cu + O2↑+ 4H+ (3分) (3) 常压、催化剂、400℃~500℃(或答常压、催化剂、加热也可) (2分) (4) 容易形成酸雾,不利于SO3的吸收 (2分) (5) SO2(g) + 1/2O2(g) 催化剂SO3(g);△H =–98.3 kj/mol (3分) 高频考点二十一 化学实验题 1、(哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学2010年高三一模,26)汽车尾气的主要成分为CO2及 CO、NOX(NO和NO2)的混合物,其中NO的体积分数占95%以上)等。治理方法之一是在汽车排气管上加装“催化转换器”,利用催化剂使CO和NOX发生反应大部分转化为CO2和N2。某小组在实验室利用下图所示装置模拟汽车尾气处理中CO和NOX的反应并测量反应后混合气体的组成。(已知 ) 试回答下列问题: (1)仪器的连接顺序为 26 (2)E装置的作用是 。 (3)写出D中的NOX与CO反应的化学方程式 。 (4)若B容器中生成的NOX为NO,写出该反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目: (5)若通入的NOX为NO,C装置增重8.8g,收集到的气体在标准状况下为4.48L(其相对分子质量为28.4)。则收集到的气体中NO的物质的量为 。 (6)选择高效催化剂,将汽车尾气转化为无毒气体,便彻底解决了汽车尾气对环境的影响,这种说法是否正确并阐述理由 。 2、(浙江省绍兴一中2009—2010学年第一学期高三期末调测,25.)在化学实验中分液漏斗有诸多刚途,请按要求回答: I、用分液漏斗进行分液,从所示的分液漏斗中将下层液体 放出的操作步骤为: ① ; ②旋开活塞,使下层液体流出到一个烧杯里,当下层液体 全部流出活塞的细孔时, ; ③从漏斗上口倒出上层液体; ④旋开活塞,将留在颈部的下层液体放出到盛接下层液体的 烧杯里。 II、用烧杯、分液漏斗、导管和铁架台组装了一套制取NO气 体的简易发生装置,如图25—2所示。该气体发生装置的优点 是 。 III、用下图所示装置来制取氨气,并完成喷泉实验操作步骤: ①如图25—3所示,向分液漏斗C加入约20mL的浓氨水,用连有直角导管的橡皮塞塞住上口; ②放在B装置中,用70℃的水浴加热一段时间; ③迅速将迮有直角导管的橡皮塞拔山,塞上插有注射器的橡皮塞(如图25—4),用注射器向分液漏斗 中注入蒸馏水,打开旋塞,形成喷泉。 27 (1)为判断氨气已经收集满,需要A烧杯中盛放的试剂是 。 (2)图25—4中产生喷泉的原理是 。 I①取下漏斗口上的塞子。(2分)②及时关闭活塞(2分) Ⅱ实现随开随关;控制NO的产生量,以减少污染(2分) Ⅲ(1)滴有酚酞的水溶液(2分) (2)C中NH3溶于水,C内压强迅速减小,外面大气压将烧杯中的水压入分液漏斗,形成喷泉。(2分) 3、(2010届佛山市普通高中高三教学质量检测一,30)某同学想通过下图装置(夹持装置已略去)实验,探究SO2与Na2O2反应的产物。 Ⅰ.装置B的作用 。 装置D的作用 。 Ⅱ.如何检验反应中是否有O2生成 。 Ⅲ.对C中固体产物提出如下假设: 假设1:只有Na2SO3 假设2:只有Na2SO4 假设3: 。 (1)假设2的反应方程式为 。 (2)若Na2O2反应完全,为确定C中固体产物的成分,甲设计如下实验: 加Ba(NO3)2溶液 加足量稀HNO3 C中的固体配成溶液 白色沉淀 沉淀不溶解 得出结论:产物是Na2SO4。 该方案是否合理 (填“是”或“否”),理由是 。 (3)设计实验验证假设3:取少量C中固体产物于试管中,加入适量的蒸馏水溶解, ,则假设3成立。 Ⅰ.B:干燥SO2气体,防止较多的水蒸气与Na2O2反应……………………(2分) 28 D:防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入C装置与Na2O2反应;同时吸收过量的SO2,以免污染空气。…………………………………………………………………(2分) Ⅱ.用带用余烬的木条靠近干燥管口a,观察其是否燃烧。…………………(2分) Ⅲ.有Na2SO3和Na2SO4 ……(1分) (1)Na2O2 + SO2 = Na2SO4 ……(2分) (2)否………(1分) HNO3有氧化性,据此不能确定产物是Na2SO3还是Na2SO4或二者兼有。…………………(2分) (3)先加入过量的稀盐酸,产生剌激性气味气体,再加入适量的BaCl2溶液,又产生白色沉淀。(或先加入过量BaCl2溶液,产生白色沉淀;再加入过量的稀盐酸,白色沉淀部分溶解,并产生剌激性气味气体。)……(试剂的选择和实验现象各2分共4分) 4、(山东省实验中学2010届高三第二次诊断性测试,24)某课外兴趣小组测定某品牌牛奶中钙的含量,方法如下:取100mL牛奶,加入足量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液,使牛奶中的钙转化成难溶的CaC2O4沉淀;过滤,用适量的蒸馏水洗涤沉淀表面吸附的少量(NH4)2C2O4、蛋白质等杂质;将沉淀转移至锥形瓶中,加 - 足量的稀硫酸溶液溶解CaC2O4;然后以0.10mol·L1的KMnO4溶液滴定生成的H2C2O4溶液,共消耗12.00mLKMnO4溶液。发生的反应为: 5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4 = 5CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O (1)KMnO4溶液应盛在_________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。 (2)若滴定管的规格为25mL,滴定前滴定管中液面的读数为5.20 mL,则滴定管中液体的体积为______(填代号)。 A.5.20 mL B.19.80 mL C.大于19.80 mL D.小于19.80 mL (3)本实验是否需要外加指示剂? (填“是”或者“否”)。到达滴定终点时,溶液的颜色由 色变为 色。 (4)滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察 A.滴定管内液面的变化 B.锥形瓶内溶液颜色的变化 (5)该牛奶中钙的含量为_________mg/100mL。 (6)下列操作会使实验结果偏低的是____________(填代号)。 A.滴定管未用KMnO4溶液润洗就直接盛装KMnO4溶液 B.向锥形瓶转移沉淀时,损失部分沉淀 C.开始时平视读数,滴定完成时俯视读数 - D.CaC2O4的表面没有洗涤干净,吸附少量C2O42等杂质 (1)酸式(1分) (2)C(2分) (3)否 (1分),紫红(1分),无色(1分) (4) B (1分) (5)120(2分) (6)BC(2分) 5、(北京市海淀区2011届高三学年3月份适应性训练,26)某校化学实验小组同学进行有关NO2气体的系列实验。 (1)如右图所示,烧瓶中放有少量铜片,打开分液漏斗 的旋塞,加入过量浓硝酸,烧瓶中产生气体的颜色 是 ,试管中收集的气体颜色是 ,用化 学方程式表示其原因 ; (2)反应结束后,夹住橡胶管,取出导管。若要使试管 中的气体尽可能多地转化为硝酸,简述实验方法: ; (3)将烧瓶浸入冰水中,烧瓶内气体颜色 (填 “变深”、“不变”或“变浅”),使用化学用语和必要的文字说明颜色变化的原因 ; (4)在80℃时,将0.40 mol N2O4气体充入2 L已经抽空的固定容积的密闭容器中发生反应,隔一段时 间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据: 时间(s) 0 20 40 60 80 100 29 n(N2O4)/mol n(NO2)/mol 0.40 0.00 a 0.24 0.20 b c 0.52 d 0.60 e 0.60 ①计算a = ,此温度时该反应的平衡常数K= ; ②改变条件使反应重新达到平衡,能使c(NO2)/c(N2O4)值变小的措施有(填序号) 。 A.增大N2O4的起始浓度 B.升高温度 C.使用高效催化剂 D.向混合气体中通入稀有气体 (1)红棕色 …………………………………………………………………………1分 无色 …………………………………………………………………………1分 Cu + 4HNO3 (浓)==== Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O ………………………2分 3NO2 + H2O ==== 2HNO3 + NO …………………………………………………2分 (2)方法1:向试管中缓慢通入氧气,轻轻振动试管直到液面不再上升为止。 方法2:用塞子塞住试管口,取出试管。打开塞子,待气体变红棕色,塞好塞子,放入水槽中, 打开塞子,反复多次上述操作。 (方法合理给分) ………………………………………………………………2分 (3)变浅 …………………………………………………………………………1分 2NO2 N2O4 ΔH<0 ,温度降低,平衡向正反应方向移动,c(NO2)浓度降低 …………………………………………………………………………3分 (4)①a=0.28 ……………………………………………………………………2分 1.8 ……………………………………………………………………2分 ②A …………………………………………………………………………1分 6、(北京市东城区示范校2011届高三3月份综合练习(零模),25)某工业废水中仅含下表离子中的5种(不考虑水的电离及离子的水解),且各种离子的物质的量浓度相等,均为0.1mol/L。 阳离子 阴离子 K Cu Fe Al FeCl- 2--2-+ 2+3+3+2+ 2-CO3 NO3 SO4 SiO3 甲同学欲探究废水的组成,进行了如下实验: Ⅰ.用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,无紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)。 Ⅱ.取少量溶液,加入KSCN溶液无明显变化。 Ⅲ.另取溶液加入少量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,此时溶液依然澄清,且溶液中阴离子种类不变。 Ⅳ. 向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。 请推断: (1)由Ⅰ、Ⅱ判断,溶液中一定不含有的阳离子是 (写离子符号)。 (2)Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体的的离子方程式是_________________________。 (3)将Ⅲ中所得红棕色气体通入水中,气体变无色,所发生的化学方程式为 _______________________________________________________________ (4)甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是 ,阴离子是 。(写离子符号) (5)另取100mL原溶液,加入足量的NaOH溶液,充分反应后过滤,洗涤,灼烧至恒重,得到的固体质量为 g。 (6)工业废水中常含有不同类型的污染物,可采用不同的方法处理。以下是乙同学针对含不同污染物的 30 废水提出的处理措施和方法,其中正确的是( ) 选项 A B C D 答案:(共15分,每空2分) (1)K+ Fe3+ (2)3Fe2+ + NO3- + 4H+ 3Fe3+ + NO + 2H2O (3)3NO2+H2O2HNO3+NO (4) Fe2+ Cu2+ Cl- NO3- SO42-(3分) (5)1.6g (6)D 7、(北京市东城区示范校2011届高三3月份综合练习(零模),27)可利用下图中的实验装置测定足量铜与适量一定浓度的浓硝酸反应生成的NO气体和NO2气体的物质的量之比(用m表示),其中装置C由广口瓶和量气管组成,量气管由甲、乙两根玻璃管组成,用橡皮管连通,并装入适量水,甲管有刻度(0mL~50mL),乙管可上下移动。 2+污染物 废酸 Cu等重金属离子 含复杂有机物的废水 碱性的废水 处理措施 加生石灰中和 加硫酸盐沉降 通过微生物代谢 用CO2来中和 方法类别 物理法 化学法 物理法 化学法 A B C 回答下列问题: (1)实验中气体(NO和NO2)发生装置应选择 (填装置序号)。 (2)实验中的气体(NO和NO2)通入C装置,请在下图的广口瓶中将导气管画出。 (3)要测定m值,需要将C中的溶液进行中和滴定,由于浓硝酸具有强氧化性,能把酸碱指示剂氧化褪色而影响实验。因此,中和滴定前必须进行的操作是 。 (4)连接好装置,检查气密性后,应进行两步必要的操作: 第一,打开b,向C装置的乙管中加适量水; 31 第二 。 (5)实验前甲、乙两管液面在同一水平面上,最后读数时乙管的液面高于甲管的液面。此时应进行的操作是 。 (6)实验后若量气管中气体的体积(换算成标准状况下)为V(L),C中硝酸的物质的量为 n mol,则用含n和V的式子表示m= (结果可不必化简)。 答案:(共13分) (1)B(2分) (2)(2分) (3)将C中的溶液加适量水稀释(2分) (4)第二,打开a,通足量N2,排净装置中的空气(2分) (5)向下移动乙管,使甲、乙两管液面在同一水平面上(2分) (6)(V-11.2n)/33.6n (3分) 8、(哈尔滨三中、东北育才、大连育明、天津耀华2011年四校第一次模拟,27)某学生课外学习活动小组针对教材中铜与浓硫酸反应,提出了研究“能够与铜反应的硫酸的最低浓度是多少?”的问题,并设计了如下方案进行实验: 实验试剂:18mol/L硫酸20mL,纯铜粉足量,足量2mol/LNaOH溶液 请根据实验回答问题: b a 空气 NaOH溶液 铜、浓硫酸 32 ⑴首先根据上图所示,组装实验装置,并在加入试剂前先进行 操作。 ⑵烧杯中用NaOH溶液吸收的物质是: (填化学式),利用倒置的漏斗而不是将导气管直接深入烧杯中的目的是: 。 ⑶加热烧瓶20分钟,烧瓶中发生反应的化学方程式是: 。待烧瓶中反应基本结束,撤去酒精灯,利用烧瓶中的余热使反应进行完全。然后由导管a通入足量的空气,以确保烧瓶中的SO2气体全部进入烧杯中。在该实验装置中的 (填仪器名称)起到了确保硫酸体积保持不变的作用。 ⑷将充分反应后的烧杯取下,向其中加入足量的酸化的双氧水,再加入足量的BaCl2溶液,再进行 、 、 后称量硫酸钡的质量为13.98g,请计算能与铜反应的硫酸的浓度最低是 。 ⑸有的同学提出在上面⑷中可以不必加入酸化的双氧水,直接进行后面的实验,也能得到准确的数据,请结合你的理解分析是否需要加入双氧水及原因: 。 答案:⑴检验装置气密性 (2分) ⑵SO2 (1分) 防倒吸(2分) ⑶Cu+2H2SO4△CuSO4+SO2↑+2H2O ( 2分) 长导管(2分) ⑷过滤、洗涤、干燥 (各1分) 12mol/L ( 2分) ⑸需要加双氧水( 1分) 原因:在烧杯中生成的Na2SO3可能被部分氧化为Na2SO4,如果不加入双氧水而直接测定沉淀质量则无法确定S元素的物质的量,从而使实验结果错误。(2分) 9、(2011年长春市高中毕业班第二次调研测试,28) 某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产 物成分进行研究。 (1)提出假设 ①该反应的气体产物是CO2。 ②该反应的气体产物是CO。 ③该反应的气体产物是 。 (3)设计方案 如图所示,将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应,测定参加反 应的碳元素与氧元素的质量比。 (3)查阅资料 氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2) 饱和溶液混合加热反应制得氮气。 请写出该反应的离子方程式: 。 (4)实验步骤 33 ①按上图连接装置,并检查装置的气密性,称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀,放入48.48g的 硬质玻璃管中; ②加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气; ③停止通入N2后,夹紧弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水(足量)变浑浊; ④待反应结束,再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温,称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g; .. ⑤过滤出石灰水中的沉淀,洗涤、烘干后称得质量为2.00g。 步骤②、④中都分别通入N2,其作用分别为 。 (5)数据处理 试根据实验数据分析,写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式: 。 (6)实验优化 学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善。 ①甲同学认为:应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液,其理由是 。 ②从环境保护的角度,请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善: 。 答案:(14分)⑴CO2、CO的混合物(2分) ⑶NH4++NO2—⑸2C+Fe2O3 △△N2↑+2H2O(3分) 2Fe+CO↑+CO2↑(3分) ⑷步骤②中是为了排尽空气(1分)步骤④是为了赶出所有的CO2,确保完全吸收(1分) ⑹①Ba(OH)2溶解度大,浓度大,使CO2被吸收的更完全;M (BaCO3)>M(CaCO3),称量时相对误差小。 (2分) ②在尾气出口处加一点燃的酒精灯或增加一尾气处理装置(2分) 【命题立意】考查化学实验综合能力,物质制备的反应原理,试剂的作用,实验装置的优化及学生环保意识的培养,同时对实验中的定量问题进行考查。 10、(北京市2011年门头沟区高三年级抽样测试理综,27) 某校化学兴趣小组设计了图示实验装置(图中省略了夹持仪器)来测定某铁碳合金中铁的质量分数。 ⑴ m克铁碳合金中加入过量浓硫酸,未点燃酒精灯前,A、B均无明显现象,其原因是 ..①常温下碳与浓硫酸不反应;② 。 ⑵写出加热时A中碳与浓硫酸发生反应的化学方程式 。 ⑶B中的现象是: ;C的作用是: 。 34 ⑷待A中不再逸出气体时,停止加热,拆下E并称重,E增重bg。则铁碳合金中铁的质量分数为 (写表达式)。 ⑸甲同学认为利用此装置测得铁的质量分数偏大,请你写出可能的原因: 。 ⑹最后对所得测量结果进行评价,小组内有同学提出,本套装置在设计上存在多处缺陷而导致实验结果不准确,其中会导致铁质量分数测量值偏低是(任答一条即可) 。 答案:(共14分) ⑴ 常温下Fe遇浓硫酸发生钝化(2分:“常温下”1分,“钝化”1分) △ = CO↑ + 2SO↑ + 2HO(2分,⑵ C + 2H2SO4(浓) “条件”或“↑”未标扣1分) 222 ⑶ 品红溶液褪色(2分,或“颜色变浅”) 除尽反应产物中的SO2气体(2分) ⑷ (11m-3b)/11m ⑸ 装置内的CO2难以赶尽,导致E质量增重偏小 ⑹ SO2不一定能全部被品红、KMnO4除去或E中碱石灰会吸收空气中的CO2、H2O(其它合理的也得分) 11、(北京市延庆县2011年高考第一次模拟试卷理综,27) 海水蕴含着丰富的资源。在化学实验室里模拟从海水中提取重要的工业原料氯化钠时,设计了以下操作流程: 请回答以下问题: (1)在所提供的试剂中选择:试剂C是 ①Na2CO3 ②BaCl2 ③稀盐酸 (2)操作b中用到的主要仪器为酒精灯、 、三脚架和玻璃棒。 (3)利用所得的氯化钠制氯气和氢气,并检验氯气的氧化性和测定产生氢气的体积。试按下图所给仪器,设计一套能完成以上实验目的装置,仪器接口的正确连接顺序是: 35 A接 , 接 ;B接 , 接 。 (4)写出通入C后,烧杯中所发生的离子反应方程式 (5)电解氯化钠溶液时的离子方程式为 若装入的饱和食盐水为75mL,接通电源一段时间,停止通电后,测得氢气为8.4mL(标准状况)。将U形 管内的溶液混合均匀,其pH约为_______ 。(假设电解前后溶液体积变化可忽略不计,产生的气体全部逸出) (6)若想准确读取所得氢气的体积,应采取的操作有 答案:(15分)(1)(1分) ① (2)(1分) 蒸发皿 (3)(4分)A接 G , F 接 H ; B接___D __,___E _接___ C _ (4)(2分) Cl2+ 2OH - ==Cl - +ClO - +H2O (5)(4分) 2Cl - + 2H2O 电解2OH - + Cl2↑+ H2↑ pH约为12 (6)(3分)量筒中液面和广口瓶液面相平;读数时视线与量筒凹液面相平;待整套装置恢复至室温时再 行读取数据。 12. (2011年北京市石景山区高三一模,27) 我国制碱工业的先驱——侯德榜先生,1939年发明了著名的侯 氏制碱法,其核心反应原理可用如下化学方程式表示: NH3+CO2+NaCl+H2O NH4Cl+NaHCO3(晶体), 依据此原理,欲制得碳酸氢钠晶体,某校学生设计了如下实验装置,其中B装置中的试管内是溶有氨和氯化钠的溶液,且二者均已达到饱和。 (1)A装置中所发生反应的离子方程式为 。 36 C装置中稀硫酸的作用为 。 (2)下表中所列出的是相关物质在不同温度下的溶解度数据(g/100g水) 温度 溶 解 盐 度 NaCl NaHCO3 NH4Cl 35.7 6.9 29.4 35.8 8.1 33.3 36.0 9.6 37.2 36.3 11.1 41.4 36.6 12.7 45.8 37.0 14.5 50.4 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 参照表中数据,请分析B装置中使用冰水的目的是 。 (3)该校学生在检查完此套装置气密性后进行实验,结果没有得到碳酸氢钠晶体,指导教师指出应 在 装置之间(填写字母)连接一个盛有 的洗气装置,其作用是 。 (4)若该校学生进行实验时,所用饱和食盐水中含NaCl的质量为5.85g,实验后得到干燥的NaHCO3 晶体的质量为5.04g,则NaHCO3的产率为 。 答案:(共14分,每空2分) (1) CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O;吸收从B装置中的试管内逸出的氨气,减少对环境的污染 (2)温度越低,碳酸氢钠的溶解度越小,便于析出 (3)A与B; 饱和NaHCO3溶液(其他合理答案均可给分);除去CO2中混合的HCl气体 (4)60% 13. (2011年北京市丰台区高三一模,27) 工业上将纯净干燥的氯气通入到物质的量浓度为0.375mol/LNaOH溶液中得到漂水。某同学想在实验室探究Cl2性质并模拟制备漂水,下图是部分实验装置。已知KMnO4与盐酸溶液反应可以制取Cl2。 (1)配制物质的量浓度为0.375 mol/LNaOH溶液时,主要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量 筒和 。 37 (2)浓硫酸的作用是 。 (3)装置E中发生化学反应的离子方程式为 。 (4)装置B中饱和NaCl溶液可用于除去Cl2中的HCl气体,已知氯气与水的反应是一个可逆反应,请简述 饱和NaCl溶液除去Cl2中HCl气体的原理(用离子方程式表示和文字说明) 。 (5)实验时装置D中湿润的红色纸条褪色,干燥部分没有褪色,放置一段时间后,纸条全部褪色。该同 学认为Cl2的密度比空气大,可能是试管下部Cl2的浓度大于试管上部Cl2的浓度所导致的。请判断该解释是否合理,并分析产生上述实验现象的原因 ;如需改进, 请简述设计方案 (若认为合理。则此问可不作答)。 (6)氯元素含量为10%的漂水溶液355g,其中含NaClO的物质的量为 mol。 答案:(13分)(1)容量瓶(2分)(2)干燥氯气(1分) (3)Cl2 + 2OH— = Cl— + ClO— + H2O(2分) — (4)HCl溶于水电离出的H+和饱和NaCl溶液中的Cl 都会对反应Cl2 + H2O H+ + Cl—+ HClO 起到抑制 作用(2分) (5)不合理;实验进行中Cl2与湿润红色纸条中的水反应生成HClO使湿润的红色纸条褪色,干燥部分没 有HClO,所以纸条不褪色,放置一段时间,由于水分子运动会导致整个纸条湿润而褪色。(2分) 取一塑料板将干燥的红色纸条和湿润的红色纸条分别贴在塑料板两侧,将该装置放入装置D中。或将氯气先通入装有干燥的红色纸条的试管,再通入装有湿润的红色纸条的试管中。(2分,合理给分) (6)0.5(2分) 14. (江苏省南通2011届高三第二次调研测试,20(B)) 邻苯二甲酸丁基月桂酯是一种淡黄色透明油状液体,密 度约0.97g/cm3,不溶于水,能溶于有机溶剂,常用作聚氯乙烯等树脂的增塑剂。工业上生产原理和工艺流程如下: OCOCO邻苯二 甲酸酐C4H9OH浓H2SO4OCOC4H9COHOC12H25OH(月桂 醇)OCOC4H9COC12H25O 邻苯二甲酸酐 硫酸 月桂醇 单酯化 正丁醇 酯化 操作X 粗产品 减压蒸馏 成品 某实验小组的同学模拟工业生产的工艺流程,用右图所示装置制取少量邻苯二甲酸丁基月桂酯,图中夹持和加热装置已略去。主要操作步骤如下: ① 向三颈烧瓶内加入30 g 邻苯二甲酸酐、16 g 正丁醇以及少量浓硫酸。 38 ② 搅拌,升温至105 ℃,持续搅拌反应1小时。 B ③ 冷却至室温,加入40 g 月桂醇,升温至160 ℃,搅拌、保温至反应结束。 ④ 冷却至室温,将反应混合物倒出。 电动搅拌 ⑤通过工艺流程中的操作X,得到粗产品。 A 温度计 请回答下列问题: ⑴ 应物中加入浓硫酸的作用是 。 分水⑵ 骤③中搅拌下保温的目的是 ,判断反应已结束的方法器是 。 ⑶ 骤⑤中操作X包括 。 ⑷ 艺流程中减压蒸馏的目的是 。 ⑸ 测得相对分子质量的方法,可以检验所得产物是否纯净,测得相对分子质量通常采用的仪器 是 。 答案:⑴催化剂 ⑵使反应充分进行 分水器中的水不再增加 ⑶先用饱和碳酸钠洗涤、分液,再用蒸馏水洗涤、分液(洗涤、分液) ⑷降低沸点,防止高温下发生副反应,致使产品不纯 ⑸质谱仪(每空2分,共12分) 说明:非选择题部分其他合理答案均给分。 15. (宁夏银川一中2011届高三一模理综,27) 某化学活动小组设计以下装置,进行不同的实验。其中a为用于鼓入空气的气囊,b为螺旋状铜丝,c为喷有少量碱液的棉花,d中盛有冰水。 (1)若用A装置做乙醇与乙酸发生酯化反应的实验,则还需连接的仪器是(填序号) ,该仪器中应加入的试剂是 。从实验安全角度考虑,A装置试管中除加入反应液外,还需加入的物质是 。 39 (2)该小组同学欲做浓硫酸与铜反应的实验,并检验产生的二氧化硫。他们应选用的装置是(填序号) ,用于检验产物二氧化硫应选用的试剂是 。 (3)该小组同学欲做乙醇氧化成乙醛的实验,他们应选用的装置是(填序号) 。 写出乙醇催化氧化生成乙醛的化学方程式 。 (4)该小组同学欲用A装置做铜与浓硝酸反应的实验,请你判断该实验是否可行(填“是”或“否”), 。写出铜与浓硝酸反应的离子方程式 。 答案:(18分)(每空2分) (1) C 饱和碳酸钠溶液 碎瓷片(或沸石等) (2) AD 品红溶液(答案合理即可) c (3) ABE +-2+ ( 4)否 Cu+4H+2NO3 = Cu+2NO↑+2H2O 16. (2011年安徽省“江南十校”高三联考理综,28) 某化学学习小组对铝与酸和碱的反应进行探究,过程如下。 实验I: (1)取形状、大小均相同的铝丝分别与等体积的、PH相同的盐酸、稀硫酸反应,随反应进行,盐酸中生 成气体的速率明显比硫酸中生成气体的速率快,对此原因,你认为合理的猜测是下列的 (填写相应的字母); a. 盐酸的物质的量浓度大于硫酸的物质的量浓度 - b. Cl能促进此反应的进行 2- c. SO4能抑制此反应的进行 d. 硫酸使铝发生钝化 (2)为了探究反应速率不同的原因,请你根据所提供的药品,填写实验方案中的空白部分。 药品:氯化钠固体、硫酸钠固体、硫酸铜固体、氯化铜固体、6mol/L盐酸、3mol/L硫酸、18.4mol/L 硫酸、5mol/L硝酸。 方案:取两支试管,分别加入形状、大小均相同的铝丝和等体积的 (填写相应的试剂,下同), 再向其中的一支试管中加入适量的 固体并振荡使固体溶解,观察实验现象。 实验探究:略。 实验II: 取足量的形状、质量均相同的铝丝分别与等体积的6mol/L的盐酸、6mol/L氢氧化钠溶液反应,待反应停止后取出剩余的铝丝洗净、干燥、称量,剩余铝丝的质量关系是前者 后者(填“大于”或“小于”或“等于”);观察反应后的液体,发现铝与盐酸反应后所得的液体是黑色浑浊的,试管底部有少量黑色沉淀,对此现象,同学们进行了如下探究: (1)提出猜想 同学们查找资料后获得如下信息:工业上用电解法冶炼铝所用的原料氧化铝是从铝土矿中提取的,所以得到的氧化铝中可能还含有微量的氧化铁和二氧化硅两种杂质,据此,同学们提出如下猜想: 猜想1:此黑色固体是铁单质,可能是电解得到的铝与杂质反应生成的,相应的化学反应方程式 为 ; 猜想2:此黑色固体是硅单质,是电解得到的铝与二氧化硅反应生成的。 猜想3:此黑色固体是铝单质,是铝与盐酸反应时因反应过快而变成粉末分散到溶液中; 猜想4:此黑色固体可能是上述若干种单质组成的混合物。 (2)设计实验方案并完成相关实验: 40 将反应后所得的液体进行过滤、洗涤,分别取少量固体置于两支试管中,完成下列实验: ① 向其中的一支试管中加入足量的稀盐酸,观察固体是否溶解。实验时发现固体完全溶解,证明猜想 一定不正确(填“1”、“2”、“3”、“4”)。 ② 向另一试管中加入足量的氢氧化钠溶液,观察固体是否溶解。实验时发现固体完全溶解,证明猜想 一定不正确(填“1”、“2”、“3”、“4”); (3)得出结论 综合实验①②的现象,可推知猜想 (填“1”、“2”、“3”、“4”)是正确的,固体溶解在氢氧化钠溶液中的离子方程式为: 。 答案:实验I:(1)bc;(2分)(2)3mol/LH2SO4、氯化钠固体(或6mol/LHCl、硫酸钠固体)(2分) 实验II:大于(2分)(1)2Al+Fe2O3 2Fe + Al2O3;(3分) (2)①2(1分);②1(1分); (3)3(1分),2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;(3分); 【解析】实验I:(1)两实验现象的差异原因应从反应物组成的不同点去寻找,此题中其他条件均相同,不同的是盐酸中含有Cl-而硫酸中含有SO42-,所以从这个方面思考即可得答案; (2)根据控制变量法和对比实验法,在控制其他条件相同时,只让两实验中有一个变量不同。如:都用稀硫酸,但其中一份加入Cl-而另一份不加Cl-,即可得出结论(类似方法亦可)。 实验II:由化学方程式可知,等物质的量的HCl与NaOH相比,NaOH消耗的铝更多,所以留下的铝就少,故“前者大于后者”; (1)根据信息和有关物质的性质,可以看出黑色固体可能是铝、铁、硅三种单质中的一种或几种,从而提出猜想。猜想1中铁的生成是由于电解法时生成的铝能与氧化铁发生铝热反应,由此可写出相应的化学反应方程式;猜想2的化学反应方程式根据题意就可直接写出; (2)①在盐酸中固体完全溶解,证明一定不含硅,所以猜想2一定不正确; ②在氢氧化钠溶液中固体完全溶解,证明一定不含铁,所以猜想1一定不正确; (3)综合(1)(2)中相应的结论,可知此固体只含有铝,故猜想3正确,猜想4不正确,固体是铝,铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。 【命题说明】本题取自于课堂实验和学生实验中观察到的现象,是学生经常询问老师的问题,对此司空见惯的现象进行研究很有必要。 实验I主要考查学生在探究实验中分析和提出问题的能力,并学会用控制变量法和对比实验法设计简单的探究方案。 实验II考查了化学方程式的简单计算、获取和运用信息的能力、提出问题和解决问题的能力、书写化学方程式的能力、综合分析的能力等。 17. (广东省汕头市2011届高三一模,33) 某同学利用铁与水蒸气反应后的固体物质进行了如下实验: (1)固体溶于盐酸的化学方程式为 ; (2)试剂1的化学式是 ;加入试剂1后呈红色的原因是(用离子方程式表.....示): 。 (3)加入新制氯水后溶液红色加深的原因是(用离子方程式表示): ..... 。 (4)某一同学在实验中由于加入了过量新制氯水,放置一段时间后,发现深红色褪去,为了探究溶液褪色的原因,另有四位同学进行了下表的猜想,你认为丁同学的猜想会是什么? 41 编号 甲 乙 丙 丁 猜想 溶液中的+3价Fe又被还原为+2价Fe 溶液中的SCN—被过量的氯水氧化 新制的氯水具有漂白性,将该溶液漂白 ______________________________________ 为验证乙同学的猜想是合理的,请你根据此结论完成下表的实验设计方案。可选用试剂:浓硫酸、1.0mol·L—1HNO3、1.0mol·L—1盐酸、1.0mol·L—1NaOH溶液、0.1mol·L—1FeCl3溶液、0.1mol·L—1CuSO4溶液、20%KSCN溶液、蒸馏水。 实验操作 预期现象 结论 说明乙同学的猜想是合.理的 .. 答案:(16 分) (1)Fe3O4 + 8HCl 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O (3 分) +- (2)KSCN (2 分) , Fe3 + 3SCN 错误!未找到引用源。 Fe(SCN)3 (2 分,其它式子合理均可得分) ++- (3)2Fe2+Cl2 = 2Fe3+2Cl (2 分) (4)丁的猜想是:溶液中的+3 价铁被氧化为更高的价态 (2 分) 18.(广东省惠州市2011届高三模拟,31)某同学对Cu的常见化合物的性质进行实验探究,研究的问题和过程如下: ①在周期表中Cu和Al位置比较接近,Al(OH)2具有两性,Cu(OH)2是否也有两性? ②通常情况下,+2价Fe不如十3价Fe稳定,十l价Cu也一定不如+2价Cu稳定吗? ③CuO有氧化性,能被H2、CO还原,CuO也能被NH3还原吗? (I)为探究问题①,除Cu(OH)2外必须选用的试剂为____(填序号): a、稀H2SO4 b、浓的NaOH溶液 c、浓氨水(NH3H2O) (II)为探究问题②,进行如下实验: (1)将CuO粉末加热至1000C以上完全分解成红色的Cu2O粉末,该反应的化学方程 式为 。该反应说明:在高温条件下,十l价的Cu比十2价Cu更 (填 42 “稳定”或“不稳定”)。 (2)向Cu2O中加适量稀硫酸,得到蓝色溶液和一种红色固体,由此可知,在酸性溶液 中,+1价Cu比+2价Cu更 (填“稳定”或“不稳定”)。 (III)为解决问题③,他设计了如下实验(夹持装置未画): 装置B中NH3和CuO反应生成铜,同时生成一种无污染的气体,反应的化学方程式为 ,说明CuO能够被NH3还原。装置C的作用: 。 答案:(16分) (1)A、B、E(2分,全对才得2分), (2)除去Fe(或使Fe转化为Fe(OH)3沉淀被除去)(3分), 2 CaCO32HCaCO2H2O(3分) 33(3)是(3分)(4)NH4NO3(2分) (5)CaCl2H2O2CaO22HCl(3分) 33.(lO分) A.用玻璃棒蘸取Na2S2O3溶液,点到pH试纸中央,将试纸呈现的颜色与标准比色卡 对照;(3分)(合理就给分) B.S2O22HSSO2H2O; C.新制氯水的黄绿色变浅(3分) 【问题讨论】(1)不正确(2分),因氯水过量,氯水中古有Cl(2分) (2)用盐酸盐化的氯化钡溶液(2分),有白色沉淀产生(1分)(合理就给分). (北京市海淀区2011届高三一模理综,25) 甲是一种盐,由A、B、C、D、E五种元素组成,其中四种19. 是短周期元素。甲溶于水后可电离出三种离子,其中含有由A、B形成的10电子阳离子。A元素原子核内质子数比E的少1,D、E处于同主族。 用甲进行如下实验: ①取少量甲的晶体溶于蒸馏水配成溶液; ②取少量甲溶液于试管中滴入KSCN溶液,无现象,再滴入氯水,溶液呈红色; ③取少量甲溶液于试管中加入适量NaOH溶液,加热; ④取少量甲溶液于试管中,向其中加入稀盐酸,再加入BaCl2溶液,出现白色沉淀。 回答下列问题: 2 43 (1)C的元素符号是 ,D在周期表中的位置 。 (2)用离子方程式表示实验②中现象的原因: 。 (3)实验③中出现的现象是 。 (4)经测定甲晶体的摩尔质量为392 g/mol,其中阳离子与阴离子物质的量之比为3:2,则甲晶体的化学式为 。 答案:(13分) (1)Fe ………………………………………………………………………(1分) 第3周期 VIA族 ……………………………………………(2分) (2)2Fe2++Cl2===2Cl-+2Fe3+ ……………………………………………(2分) Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(等号给分) ………………………(2分) (3)有白色絮状沉淀生成,迅速变成灰绿色,最终变成红褐色(2分),加热有大量刺激 性气味 气体生成(或有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成,2分)。 …………………………………………………………………(共4分) (4)(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O ………………………………………………(2分) [或Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O,未写出结晶水给1分] 20. (北京市海淀区2011届高三一模理综,28) 某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应,进行了如下系列实验。 【实验1】铜与浓硫酸反应,实验装置如图20所示。 44 实验步骤: ①先连接好装置,检验气密性,加入试剂; ②加热A试管直到B中品红褪色,熄灭酒精灯; ③将Cu丝上提离开液面。 (1)装置A中发生反应的化学方程式为 。 (2)熄灭酒精灯后,因为有导管D的存在,B中的液体不会倒吸,其原因是 。 (3)拆除装置前,不需打开胶塞,就可使装置中残留气体完全被吸收,应当采取的操作是 。 【实验2】实验中发现试管内除了产生白色固体外,在铜丝表面还产生黑色固体甲,其中可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜,以及被掩蔽的氧化亚铜。 查阅资料: ①氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成Cu2+和铜单质,在氧气流中煅烧,可以转化为氧化铜。 ②硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于稀盐酸,在氧气流中煅烧,硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫。 为了研究甲的成分,该小组同学在收集到足够量的固体甲后,进行了如图21的实验: 固体甲 蓝色滤液 加入稀盐酸 过滤 ① 滤渣 洗涤 干燥 ② 氧气流中 固体乙 煅烧、冷却 称取2.00g 称量至恒重 ③ 固体丙1.84g (4)②中检验滤渣是否洗涤干净的实验方法是 。 (5)③中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为 。 (6)下列对于固体甲的成分的判断中,正确的是(填字母选项) 。 A.固体甲中,CuS和Cu2S不能同时存在 B.固体甲中,CuO和Cu2O至少有一种 C.固体甲中若没有Cu2O,则一定有Cu2S D.固体甲中若存在Cu2O,也可能有Cu2S 答案:(14分) (1)2H2SO4(浓)+Cu △CuSO4+SO2↑+2H2O ………………………(3分) 45 (2)试管A中气体压强减小,空气从D导管进入试管A中……………………(2分) (3)从D管口向A中大量鼓气 ……………………(2分) (4)取最后一次洗涤后所得液体于试管中,滴加硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,则说 明沉淀洗涤干净;若有白色沉淀生成,则说明未洗干净…………………(2分) (5)2CuS+3O2△2CuO+2SO2 (条件也可为“煅烧”) …………………(3分) (6)BCD(选对两个选项得1分,只选对一个选项不得分,多答、错答不得分)(2分) 高频考点二十二 化学计算 1、(哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学2010年高三一模,28)pC类似pH,是指极稀溶液中溶 - 质物质的量浓度的常用对数负值。如某溶液溶质的浓度为1×10—3mol/L,则溶液中该溶质的pC = -lg103 = 3。已知H2CO3溶液中存在下列平衡: CO2+H2O H2CO3 HCO23HCO3HHCO3 2HCO3 2右图为H2CO3、HCO3、CO3在加入强酸或强碱溶液后,平衡时溶液中三种成分的pC—pH图。请回答下列问题: (1)在pH = 9时,H2CO3溶液中浓度最大的含碳元素离子为_______________。 (2)pH<4时,溶液中H2CO3的pC值总是约等于3的原因是 _______________。 (3)一定浓度的NaHCO3和NaCO3混合溶液是一种“缓冲溶液”,在这种溶液中加入少量的强酸或强碱,溶液的pH变化都不大,请用离子方程式表示加入少.量.强.碱.后其pH变化不大的原因______________________________。 (4)已知M2CO3为难溶物,则其KSP的表达式为_______________;现欲将某溶液中的M+以碳酸盐(KSP = 1×10 -12 )的形式沉淀完全,则最后溶液中的CO3的pC最大值为_______________(溶液中的离子浓度小 - 2于1×105mol/L时,沉定完全)。 (5)若某溶液中含3mol Na2CO3,滴入一定量的稀盐酸,恰好使溶液中Cl和HCO3的物质的量之比为2: - 1,则滴入的盐酸中HCl的物质的量等于_______________mol。 46 2、(江苏省江浦高级中学2010届高三模块复习,20)我省物产资源丰富。东海有蛭石,蛭石为一种层状结构的含镁的铝硅酸盐,是黑云母等天然矿物风化蚀变的产物,因为其受热膨胀时呈挠曲状,形态酷似水蛭,故此得名蛭石。膨化后的蛭石呈颗粒状,有隔热、耐冻、抗菌、防火、吸声等优异性能,但不耐酸。 ⑴某硅酸盐矿石的组成可以看作SiO2中有1/4的Si被Al置换,再由Mg平衡其电荷形成的。该矿石的组成以氧化物形式表示为 ________________________ 。 ⑵某校研究性学习小组取得了某种牌号的膨化蛭石样品,其成分可以用氧化物(MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2、H2O)的形式表示。为研究蛭石的组成,拟进行实验探究,实验流程及相关数据如下: 固体F (3.12 g) 固体A 过量CO2 滤液C 化蛭石矿膨(2.40g) 过滤 过量盐酸 滤液E 样过滤 过量NaOH溶液 滤液B 过滤 固体G 固体D 灼烧 (6.40g) (8.92g)) ①固体A的化学式是 _____________ ;②固体F的物质的量是 ___________________ ; ③通过计算,给出用氧化物的形式表示某种膨化蛭石组成的化学式。 (1)MgO·Al2O3·6SiO2 (2分) (2)①SiO2 (2分) ②0.040mol (2分) 2.40g ③n(SiO2)= 60g/mol = 0.04mol(1分) 设 固体G中Fe2O3的物质的量为x mol,MgO的物质的量为y mol 依题意有: 160x+40 y=6.40 214x+58 y=8.92 解得:x=0.020 mol y=0.080 mol (2分) 由②知: n(Al2O3)=0.020mol 于是n(H2O)= (11.20-40×0.08-60×0.04-160×0.020-102×0.020)÷18=0.02 (mol) 则: n(MgO ) :n(Fe2O3) :n(Al2O3) : n(SiO2) : n(H2O) =0.080mol :0.020mol :0.020mol :0.04mol:0.02mol ==8 :2 :2 :4:2 ==4 :1 :1 :2:1 即该蛭石矿的组成为: 4MgO·Al2O3·Fe2O3·2SiO2·H2O (3分)) (不化简扣1分) 47 3、(东北师大附中2010届三模,26)某人设想以下图所示(含有某种催化剂的)装置用电化学原理生产硫酸 (1)写出通入SO2的电极的电极反应式 — (2)若通入SO2的速率为2.24 L•min1(标准状况),为稳定持续生产,硫酸溶液的浓度应维持不变, — 求左侧水的流入速率(结果用mL•min1表示) -- (1)SO2+2H2O-2e= SO42+4 H+(2分) — (2)13.4 mL•min1(3分) 4、(北京市怀柔区2011届高三适应性练习理综,25)甲、乙、丙、丁是由短周期元素组成的物质,反应如下:甲+乙→丙+丁 (1)若甲为块状固体,丙为分子内同时具有极性键和非极性键可燃性气体,乙为水,则丙的结构式 。 (2)若甲和丁是同主族元素组成的单质,乙为水。且甲的组成元素位于第三周期,反应的离子方程式 。 (3)霍夫曼用上述反应测定了氨分子的组成。用图3装置实验,打开分液活塞,滴下浓氨水至不再反应为止;关闭活塞,待恢复至室温,打开止试管内液面上升至2/3处。 滴加浓氨水后试管内的现象: 黄绿色气 图3 浓氨 漏斗水夹, 反应化学方程式: (4)若甲Cl2,乙为NH4Cl反应,丁为HCl,丙为氮的氯化物,当消耗6.72 L Cl2(标状)时得到0.10 mol氮的氯化物,丙的化学式 ,反应方程式 答案:(1) H-C≡C-H (2分) (2) 2Na + 2H2O = 2Na+ + 2OH― + H2↑ (2分) (3)产生大量白烟,黄绿色气体消失 (2分) 8NH3 + 3Cl2 = N2 + 6NH4Cl (2分) (4) NCl3 (2分) 3Cl2+NH4Cl===NCl3+4HCl (2分) 5、(北京市延庆县2011年高考第一次模拟试卷理综,28)硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如下: 请回答下列问题: (1)证明步骤①滤液中含有 Fe2+的方法是 。 (2)写出②中的离子反应方程式: 。 48 (3)步骤③中反应的离子方程式: 。 (4)步骤④中一系列处理的操作步骤:过滤、 、灼烧、冷却 、称量。 (5)该小组有些同学认为用KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定。 (5Fe2++MnO4—+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O) ① 实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL,配制时需要的仪器除药匙、 天平(附砝码)、玻棒、烧杯、胶头滴管外,还需 。 ②滴定到终点时的颜色为 色。 (6)正常人每天应补充16.8mg左右的铁。其中绝大部分来自于食物。如果全部通过服用含FeSO4·7H2O的 片剂。来补充铁,则正常人每天服需用含 mgFeSO4·7H2O片剂。 答案:(10分)(1)(1分)取1ml滤液于试管中,滴加几滴酸性KMnO4溶液,如果溶液紫色退去,则说明2+ 有Fe 。(合理答案均给分) (2)(2分)2Fe2++H2O2+2H + ===2Fe3+ +2H2O (3)(2分)Fe3++3 NH3.H2O = Fe(OH)3↓+3 NH4+ (4)(1分)洗涤 (5)(2分)250ml容量瓶 溶液变成紫红色 6)(2分)83.4 6. (江苏省南通2011届高三第二次调研测试,15)S2Cl2是一种金黄色易挥发的液体(熔点:-76℃,沸点: 138℃),易水解,常用作橡胶硫化剂,改变生橡胶受热发粘、遇冷变硬的性质。向熔融的硫中通以干燥、纯净的C12即可生成S2C12。下图是实验室制备S2Cl2的装置(夹持装置、加热装置均已略去)。 浓盐酸硫 水 b KMnO4 晶体水 a c 请回答下列问题: ⑴制取氯气的化学反应方程式(未配平)为:KMnO4 +HCl(浓)—MnCl2 + KCl+ Cl2↑+H2O,请将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的系数填入下列方框中,并标出电子转移的方向和数目: + ⑵开始实验,打开分液漏斗的活塞,发现浓盐酸流出少量后即难以下滴,经检查分液漏斗活塞没有堵塞,你认为应采取的措施是 。 ⑶①在方框a中画出所缺装置图,并注明相关试剂的名称。 ②图中c装置中应放置的试剂为碱石灰,其作用为 。 ⑷某同学通过查阅资料发现:实验室常利用软锰矿(主要成分为MnO2和一些不溶性杂质)制取KMnO4 晶体,其反应原理如下: 3MnO2+6KOH+KClO3 △ 3K2MnO4+KCl+3H2O 49 3MnO42-+4H+=2MnO4-+MnO2↓+2H2O 请设计由软锰矿制备KMnO4晶体的实验步骤:① ;② ;③ ;④ 。 — 10e 答案:⑴ (2分) 16HCl 2KMnO4 + ⑵将玻璃塞上的凹槽与漏斗口颈上的小孔对准(或拔去玻璃塞)(2分) ⑶① 饱和 食盐水 浓硫酸 (每一个洗气瓶、试剂均正确,给1分,共2分) ②吸收尾气中的氯气,同时防止空气中的水进入使S2Cl2发生水解(两个要点各1分,共2分) ⑷①将软锰矿与固体KOH和KClO3在高温下共熔,发生反应 ②冷却,加水溶解,滤去残渣 ③将滤液酸化,滤去MnO2沉淀 ④加热浓缩,冷却结晶(每空1分,共4分) 7. (浙江省三校2011年高三联考试卷理综,27)某草酸亚铁样品(FeC2O4·xH2O)中含有少量硫酸亚铁。现用滴定法测定该样品中FeC2O4的含量。滴定反应是: -- 5Fe2++5C2O42+3MnO4+24H+=5Fe3++10CO2↑+3Mn2++12H2O 实验方案设计为: ①将准确称量的ag草酸亚铁样品置于250mL的锥形瓶内,加入适量2mol/L的A溶液,使样品溶解,加热至70℃左右,立即用浓度为0.02000mol/L的KMnO4标准溶液滴定至终点,记下滴定管内液面读数为bmL(滴定管起始读数为0.00) ②向上述滴定混合液中加入适量的Zn粉和过量的2mol/L的A溶液,煮沸5~8min,经检验溶液合格后,继续用浓度为0.02000mol/L的KMnO4标准溶液滴定至终点,记下滴定管内液面读数为cmL ③重复以上实验1~2次 ④数据处理 请回答下列问题: (1)以上实验方案中的A溶液最合适的是________; (2)以上实验方案中滴定终点锥形瓶内溶液的颜色变化为________; (3)以上实验方案步骤②中Zn粉的作用是________,检验溶液是否合格最合适的试剂是________; (4)某小组的一次实验测定数据记录如下: a(g) 0.1970 起始读数(mL) 0.00 b(mL) 31.30 c(mL) 42.40 根据数据计算0.1970g样品中:n(Fe2+)=________;n(C2O42-)=________;FeC2O4的质量分数为________。 答案: 50 高频考点二十三 化学与技术 1、(哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学2010年高三第一次联合模拟,36)磷化铝、磷化锌、磷化钙是我国目前最常见的熏蒸杀虫剂,都能与水或酸反应产生有毒气体膦(PH3),PH3具有较强的还原性,能在空气中自然。我国粮食卫生标准(GB2175—2005)规定,粮食中磷化物(以PH3计)含量≤0.05mg/kg。 通过下列方法对粮食中残留磷化物含量进行测定。 【实验课题】粮食中残留磷化物的定量测定 【实验原理】5PH38KMnO412H2SO45H3PO48MnSO44K2SO412H2O 2KMnO45Na2SO33H2SO42MnSO4K2SO45Na2SO43H2O 【操作流程】安装蒸馏吸收装置→PH3的产生与吸收→转移褪色→亚硫酸标准溶液滴定 【实验装置】 C中盛有200g原粮;D、E、F各盛装1.00mL浓度为1.00×10mol/L的KMnO4的溶液(H2SO4酸化) (1)以磷化铝为例,写出磷化物与水反应的化学方程式________________________。 (2)检查上述装置气密性的方法是________________________。 (3)实验过程中,用抽气泵抽气的目的是________________________。 (4)A中盛装KmnO4溶液是为除去空气中可能含有的________________________;B中盛装碱性焦性没食子酸溶液的作用是________________________;如去除B装置,则实验中测得的PH3含量将________________________。 (5)收集D、E、F所得吸收液,并洗涤D、E、F,将吸收液、洗涤液一并置于锥形瓶中,加水稀释至25mL, -4 用浓度为5×10mol/L Na2SO3标准溶液滴定剩余的KMnO4溶液,消耗Na2SO3标准溶液11.00mL,则该原粮中磷化物(以PH3计)的含量为_______________mg/kg。 -3 51 2、(哈尔滨三中、东北育才、大连育明、天津耀华2010年四校第一次联考,36)工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),其 部分工业流程如下: 回答下列问题: (1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=180.5kJ/mol 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-905kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2(g) △H=-483.6kJ/mol 则N2(g)+2H2 2NH3(g)的△H= ; (2)如果工业上,在一定温度下,将1.5molN2气体和6molH2气体通入到体积为1升的密闭容器中。 当反应达到平衡时,容器内气体的压强为起始时的80%,则其平衡常数为 。改变下列条件,能使平衡向正反应方向进行且平衡常数不变的是 ; ①增大压强 ②增大反应物质的浓度 ③使用催化剂 ④降低温度 (3)合成氨反应的平衡常数很小,所以在工业采取气体循环的流程。即反应后通过降低混合气体的温 度而使氢气分离出来。这种分离物质的方法其原理类似于下列哪种方 法? (填编号) ①过滤 ②蒸馏 ③渗析 ④萃取 理由是 ; (4)可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气,如果漏气则会有白烟(成份为氯化铵)生成。该反 应的化学方程式为 ; (5)假如该厂生产氨水的物质的量浓度为20mol/L,实验室若需用80mL浓度为5mol/L的氨水时,需 取20mol/L的氨水 mL(用100mL的容量瓶)。假如该氨水的pH=a,加入相同体积的盐酸时,溶液呈中性,则此盐酸的pH 14-a(填“大于”“小于”或“等于”)。 (1)-92.4kJ/mol (2)0.057(mol·L-1)2,①② (3)②;通过温度的改变而改变物质的状态,达到分离的目的。(如果没有谈到状态的改变,而只说温度 不得分)。 (4)8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl (5)25mL;小于 52 3、(哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学2011年高三第一次联合模拟,27)镍电池广泛应用于混合动力汽车系统,电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害,某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究,设计实验流程如下: 已知:①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+ ②某温度下一些金属氢氧化物的Kap及沉淀析出的理论pH如下表所示: M(OH)n Kap pH 开始沉淀 Al(OH)3 Fe(OH)3 Ni(OH)2 回答下列问题: (1)根据上表数据判断步骤②依次析出沉淀Ⅱ 和沉淀Ⅲ (填化学式),则pH1 pH2(填填“>”、“=”或“<”),控制两种沉淀析出可利用 。 A.pH试纸 B.石蕊指示剂 C.pH计 (2)已知溶解度:NiC2O4>NiC2O4·H2O>NiC2O4·2H2O,则③的化学方程式是 。第③步反应后,过滤沉淀嘶需的玻璃仪器有 。若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度给出两种可能的原因 、 。 (3)④中阳极反应产生的气体E为 ,验证该气体的试剂为 。 (4)试写出⑥的离子方程式 。 答案:(15分)(1)Fe(OH)3 ;Al(OH)3;<;C (各1分) (2)NiCl2 + Na2C2O4 + 2H2O = NiC2O4. 2H2O↓ + 2NaCl(2分) 漏斗 玻璃棒 烧杯(2分);玻璃棒划破滤纸、滤液超过滤纸边缘(2分,或其它合理答案) (3)Cl2(2分);淀粉碘化钾溶液(1分,或其它合理答案)。 (4)2Ni(OH)2 + 2OH- + Cl2 = 2Ni(OH)3+ 2Cl-(2分) 1.9×103.8×101.6×10-23 沉淀完全 4.19 2.94 9.75 3.43 2.53 7.60 -38 -14 53 4、(哈尔滨三中、东北育才、大连育明、天津耀华2011年四校第一次模拟,36)纯碱一直以来都是工业生产的重要原料,很长一段时间来纯碱的制法都被欧美国家所垄断。上个世纪初我国著名的工业化学家侯德榜先生,经过数年的反复研究终于发明了优于欧美制碱技术的联合制碱法(又称侯氏制碱法)。并在天津建造了我国独立研发的第一家制碱厂。其制碱原理的流程如下: 原料水 X 合成氨厂 Y Y 沉淀池 X 循环II 循环I 母液 (提取副产品) 煅烧炉 Na2CO3 ⑴侯德榜选择天津作为制碱厂的厂址有何便利条件(举二例说明) 、 。 ⑵合成氨工厂需要向制碱厂提供两种原料气体,它们分别是: 、 。(填化学式)这两种气体在使用过程中是否需要考虑添加的顺序: (填“是”或“否”),原因是: 。 ⑶在沉淀池中发生的反应的化学方程式是: 。 ⑷使原料水中溶质的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了 (填上述流程中的编号)的循 环。从母液中可以提取的副产品的应用是 (举一例)。 答案:⑴原料丰富、运输便利 (各1分) (其它合理答案均可) ⑵CO2、NH3 (各2分) 是( 1分) 氨气在水中溶解度大,先通氨气后通CO2产生碳酸氢铵多,有利于碳酸氢钠析出(2分) ⑶NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl ( 2分) ⑷循环I (2分) 作化肥(2分)(其它合理答案均可) 5、(2011年长春市高中毕业班第二次调研测试,36) 我国有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出): 请填写下列空白: (1)已知0.5 mol甲烷和0.5 mol水蒸气在t ℃,p k Pa时,完全反应生成一氧化碳和氢气(合成气), 吸收了a kJ热量。该反应的热化学方程式是: _ _____。 (2)上述流程中,工业上分离H2 、CO2合理的方法是_______ ____。 54 A.混合气先通入氢氧化钠溶液,再在溶液中加盐酸 B.混合气加压冷却,使CO2液化 C.混合气用氨水洗涤 D.混合气先通入到石灰浆,然后高温煅烧固体, (3)为了保证氨气顺利合成,在空气进入合成塔之前必须对空气进行___________,目的是 ________________________________________;在合成氨的实际生产过程中,常采取将生成的氨从混合气体中分离出来,分离出氨的方法: 。 (4)合理地利用资源不仅可以提高经济效益,而且也是对社会、对全人类负责的表现,请用线段和箭 头画出图中的两处合理利用资源情况。 答案:(1)CH4(g)+H2O(g) (2)B C (2分) (3)净化 (2分) 防止空气中某些杂质使催化剂中毒 (2分) 液化氨(或分离液态氨)(2分) (4)由分离氨的框用箭头指向合成氨框,(2分)分离二氧化碳框指向合成尿素框。(2分) 【命题立意】考查学生〖化学——化学与技术〗模块知识的掌握情况,重点考查以甲烷为原料合成尿素的流程涉及甲烷与水蒸气反应的热化学方程式,H2、CO2的分离方法,工业上合成氨的相关知识以及工业上原料利用问题。 6. (2011年北京市丰台区高三一模,26) 工业生产中含硫废水的排放会污染环境,需要对含硫废水进行处理与利用。 (1)某制革厂含硫废水中主要含有物是Na2S。 ① 测得该废水溶液pH=12,用离子方程式解释溶液呈碱性的原因 。 ② 含硫废水的处理过程中可以采用纯氧将Na2S转化为Na2SO4,则反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为 。已知1000℃时,硫酸钠与氢气发生下列反应:Na2SO4(s) + 4H2(g) Na2S(s) + 4H2O(g) ,已知该反应的平衡常数K1000℃<K1400℃,则该反应的△H 0(填“>”“=”或“<”)。 (2)含硫燃料中间体废水中主要含有物为Na2SO3,回收废水中的硫化物,以减少资源的浪费,可采用以 下方法: ① 中和含酸废水工业常用的试剂x是 。 ② 写出H2S气体与足量NaOH溶液反应的化学方程式 。 — ③ 铁屑与石墨能形成微型原电池,SO32在酸性条件下放电生成H2S进入气相从而达到从废水中除去 — Na2SO3的目的,写出SO32在酸性条件下放电生成H2S的电极反应式: 。 ④ 已知:2H2S(g)+O2(g) = 2 S(s) +2 H2O(l) △H= —632.8 kJ/mol SO2 (g) = S(s) + O2(g) △H= +269.8kJ/mol CO(g)+3H2(g)+ 2a kJ (3分) 55 H2S与O2反应生成SO2和H2O的热化学方程式为 。 答案:(14分) — (1)①S2+ H2O HS + OH — — (2分) ② 1:2 (2分) > (2分) (2)① 石灰水 (2分) ② H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O (2分) —— ③ SO32+ 8H+ + 6e= H2S↑+ 3H2O (2分) ④ 2H2S(g)+3O2(g) = 2SO2 (g) + 2H2O(l) △H= —1172.4kJ/mol (2分,合理给分) 7. (江苏省南通2011届高三第二次调研测试,18) 高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂, 且不会造成二次污染。已知高铁酸盐热稳定性差,工业上用湿法制备高铁酸钾的基本流程如下图所示: KOH溶液 一定浓度 Fe(NO3)3溶液 48% KOH溶液 过滤 过滤 KCl晶体 高浓度KClO溶液 浓KOH 氧化 结晶 过滤 搅拌,30℃以下 KClO过量50% Cl2 KOH溶液 Fe(OH)3固体 滤液1 Fe(OH)3料浆 滤液 2粗品 纯品 ⑴ 农业生产中,滤液1可用作 。 ⑵ 述氧化过程中,发生反应的离子方程式是: , 控制反应温度30℃以下的原因是: 。 ⑶ 晶过程中加入浓KOH溶液的作用是: 。 - ⑷ 某温度下,将Cl2通入KOH溶液中,反应后得到KCl、KClO、KClO3的混合溶液,经测定ClO与ClO3 - 离子的物质的量之比是1:2,则Cl2与氢氧化钾反应时,被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为 。 ⑸ 验测得铁盐溶液的质量分数、反应时间与K2FeO4产率的实验数据分别如图1、图2所示。为了获 取更多的高铁酸钾,铁盐的质量分数应控制在 附近、反应时间应控制在 。 高铁60 酸钾产40 率(%高铁60 酸钾产40 率(%)20 )20 图1 铁盐质量分数与高铁酸钾产率的关系 答案:⑴复合肥(或化肥) ---- ⑵2Fe(OH)3+3ClO+4OH=2FeO42+3Cl+5H2O 防止生成的K2FeO4发生分解 + ⑶增大K浓度,促进K2FeO4晶体析出 ⑷11∶3 ⑸30% 60min 0 10 20 30 40 50 Fe(NO3)3质量分数(%) 0 20 40 60 80 100 120 140 时间(分钟) 图2 反应时间与高铁酸钾产率的关系 56 8. (江苏省南通2011届高三第二次调研测试,20) 硫酸在国民经济中占有极其重要的地位,我国常以黄铁矿 (主要成分FeS2)为原料生产硫酸。 ⑴SO2的催化氧化是硫酸工业的主要反应。现有标准状态下5.6 L 成分 催化氧化前 催化氧化后 SO2气体,在500℃、V2O5催化下转化成SO3,若SO2转化率为 O2 11% 未测定 a%,放出热量为QkJ。该反应的热化学方程式为: 。 SO2 7% 未测定 ⑵已知在SO2催化氧化前后混合气体中各成分的体积分数如表, N2 82% 84.8% 则SO2的转化率为 。 SO3 6.9% —— 98%1.0tSO⑶如右图所示,用的浓硫酸吸收3制得发烟硫酸(化 学组成可表示为H2SO4·xSO3),可生产SO3质量分数为20%的发烟硫酸 t。 ⑷某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时,取0.1000 g样品充分灼烧,生成的 尾气 - SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,再用0.02000 mol·L1的 98%的硫酸 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液25.00mL。 +-++ 已知:SO2+2Fe3+2H2O=SO42+2Fe2+4H -++++ Cr2O72+6Fe2+14H=2Cr3+6Fe3+7H2O 则样品中FeS2的质量分数是多少?(假设杂质不参加反应) 答案:⑴ 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H=-800QkJ/mol a进口 发烟硫酸 ⑵ 95.3% ⑶ 1.36 t 2- ⑷ 3FeS2 ~ 2Cr2O7 3×120 2 m(FeS2) 0.0200×25.00×10-3 30.0200025.00103120 m(FeS2)= =0.09000g 20.09000w(FeS2)= ×100%=90.0% 0.1000(除第⑷题4分外,其余每空2分,共10分) 9. (广东省汕头市2011届高三一模,32) 铜陵有色金属集团公司是电解铜产量全国第一的大型企业。其冶炼工艺中铜、硫回收率达到97%、87%。下图表示其冶炼加工的流程: 冶炼中的主要反应:Cu2S+O2 高温 2Cu+SO2 (1)烟气中的主要废气是 ,从提高资源利用率和减排考虑,其综合利用方式是: 。 57 (2)电解法精炼铜时,阳极是 (填“纯铜板”或“粗铜板”);粗铜中含有的金、银以单质的形式沉淀在电解槽 (填“阳极”或“阴极”)的槽底,阴极的电极反应式是 。 (3)在精炼铜的过程中,电解质溶液中c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐增大而影响进一步电解。 几种物质的溶度积常数(Ksp) 物质 Ksp Fe(OH)2 8.0×10—16 Fe(OH)3 4.0×10—38 Zn(OH)2 3.0×10—17 Cu(OH)2 2.2×10—20 ①调节电解液的pH是除去杂质离子的常用方法。根据上表中溶度积数据判断,含有等物质的量浓度Fe2+、Zn2+、Fe3+、Cu2+的溶液,随pH升高最先沉淀下来的离子是 。 ②一种方案是先加入过量的H2O2,再调节pH到4左右,加入H2O2的目的是 。加入H2O2后发生反应的离子方程式为 。 答案:(16 分) (1)SO2 (2 分) 制硫酸 (2 分) +- (2)粗铜板 (2 分) 阳极 (2 分) Cu2 + 2e=Cu (2 分) +++ (3)①Fe3+ (2 分) ②将Fe2+氧化为Fe3+ (2 分),2Fe2+2H +H2O2 = 2Fe3 +2H2O (2 分) (北京市海淀区2011届高三一模理综,27) 某电镀铜厂有两种废水需要处理,一种废水中含有CN-离子,10. 另一种废水中含有Cr2O72-离子。该厂拟定如图19所示的废水处理流程。 调整pH 加入NaClO溶液 含CN废水 ① 10~11 ② -含CNO-废水 继续处理 ④ 待检水样 调整pH 加入Na2S2O3溶液 含2~3 ③ 图19 Cr2O72-废水 含SO42-废水 回答以下问题: (1)上述处理废水的流程中主要使用的方法是 。 (2)②中使用的NaClO溶液呈碱性,用离子方程式解释原因 。 (3)②中反应后无气体放出,该反应的离子方程式为 。 (4)③中反应时,每0.4 mol Cr2O72-转移2.4 mol e-,该反应的离子方程式为 。 (5)取少量待检水样于试管中,先加入NaOH溶液,观察到有蓝色沉淀生成,继续加入NaOH溶液,直到不再产生蓝色沉淀为止,再加入Na2S溶液,有黑色沉淀生成,且蓝色沉淀逐渐减少。请你使用化学用语,结合必要的文字解释其原因 。 答案:(15分) (1)氧化还原法 ……………………………………………………………(2分) (2)ClO- + H2O (3)CN- + ClO-HClO+OH- ……………………………………………(3分) CNO-+ Cl- ……………………………………………(3分) (4)3S2O32- + 4Cr2O72- +26H+ 6SO42- + 8Cr3+ + 13H2O ………………(3分) (5)待检水样中还有Cu2+ (1分) Cu2++2OH- Cu(OH)2↓(1分) 58 Cu(OH)2(s)+S2-(aq) CuS(s)+2OH-(aq) Cu2++2OH-;Cu2++S2-===CuS↓给分) (1分,未标状态给分,或Cu(OH)2 CuS比Cu(OH)2更难溶(1分,或溶解度更小) ……………………………………………(共4分) 11. ( 湖南省衡阳市2011届高中毕业班联考个一模,36) 现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类。在冶炼过程 中,镉是常见的副产品,镉属于高毒性金属。试回答下列问题。 (1)火法炼锌是将闪锌矿(主要成分为ZnS)通过浮选、焙烧使它转化为氧化锌,再把氧化锌和焦炭混合,在鼓风炉中加热至1373 - 1573K,使锌蒸馏出来。主要反应为: ;鼓W中: 从火法炼锌蒸馏后的残渣中含多种金属单质及In2O3,可用硫酸提取铟(In),某研究机构对此研究结果如下图所示:实验中涉及的酸度(每升溶液中含硫酸的质量)与铟的浸出率如下图1 ;硫酸溶液的体积与固体的体积比如图2。 ①当酸度为1%时,其物质的量浓度为____________o ②从节约原轺和浸出率考虑,适宜的酸度和液固比分别为:____________、____________。、(2)湿法炼锌的主要工艺流程为: ①从保护环境和充分利用原料角度,如何处理或利用烟气____________。 ②除去酸浸出液中的铁,可用H2O2氧化,再调节 使之形成Fe(OH)3沉淀,写出H2O2氧化 的离子方程 式________________________________________________。 2 ③酸浸出液还含有Cd+,为了防止镉污染并回收镉,根据它们性质的差异,可用氢氧化钠溶液分离,已知 Zn(OH),和氢氧化铝一样也具有两性,试写出分离时反应的离子方程式____________________________________。 答案: 59 11. (陕西省咸阳市2011年高三第二次适应性训练理综,36) 高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下: 已知:① 2KOH + Cl2 = KCl + KClO + H2O(条件:温度较低) ② 6KOH + 3Cl2 = 5KCl + KClO3 + 3H2O(条件:温度较高) ③ 2Fe(NO3)3 + 2KClO + 10KOH = 2K2FeO4 + 6KNO3 + 3KCl + 5H2O 回答下列问题: (1)该生产工艺应在 (填“温度较高”或“温度较低”)的情况下进行; (2)写出工业上制取Cl2的化学方程式 ; (3)K2FeO4可作为新型多功能水处理剂的原因 ; (4)配制KOH溶液时,是在每100 mL水中溶解61.6 g KOH固体(该溶液的密度为1.47 g/mL),它的物质的量浓度为 ; (5)在“反应液I ”中加KOH固体的目的是① , ② ; (6)从“反应液II ”中分离出K2FeO4后,副产品是 (写化学式)。 答案:(15分)(1)温度较低(2分) (2)2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ + Cl2↑(2分) (3)+6价的Fe元素易得电子表现出强氧化性,可杀菌消毒;(1分)还原产物Fe元素为+3价,在水中形成Fe(OH)3胶体,可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉。(2分) (4)10 mol/L(3分) (5)与“反应液I”中过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO;为下一步反应提供反应物(各2分) (6)KNO3 KCl(2分) 12、(北京市怀柔区2011届高三适应性练习理综,25)甲、乙、丙、丁是由短周期元素组成的物质,反应如下:甲+乙→丙+丁 (1)若甲为块状固体,丙为分子内同时具有极性键和非极性键可燃性气体,乙为水,则丙的结构式 。 (2)若甲和丁是同主族元素组成的单质,乙为水。且甲的组成元素位于第三周期,反应的离子方程式 。 (3)霍夫曼用上述反应测定了氨分子的组成。用图3装置实验,打开分液 浓氨 漏斗 黄绿色气 图3 60 活塞,滴下浓氨水至不再反应为止;关闭活塞,待恢复至室温,打开止水夹,试管内液面上升至2/3处。 滴加浓氨水后试管内的现象: 反应化学方程式: (4)若甲Cl2,乙为NH4Cl反应,丁为HCl,丙为氮的氯化物,当消耗6.72 L Cl2(标状)时得到0.10 mol氮的氯化物,丙的化学式 ,反应方程式 答案:(1) H-C≡C-H (2分) (2) 2Na + 2H2O = 2Na+ + 2OH― + H2↑ (2分) (3)产生大量白烟,黄绿色气体消失 (2分) 8NH3 + 3Cl2 = N2 + 6NH4Cl (2分) (4) NCl3 (2分) 3Cl2+NH4Cl===NCl3+4HCl (2分) 13、(北京市延庆县2011年高考第一次模拟试卷理综,28)硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如下: 请回答下列问题: (1)证明步骤①滤液中含有Fe2+的方法是 。 (2)写出②中的离子反应方程式: 。 (3)步骤③中反应的离子方程式: 。 (4)步骤④中一系列处理的操作步骤:过滤、 、灼烧、冷却 、称量。 (5)该小组有些同学认为用KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定。 (5Fe2++MnO4—+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O) ② 实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL,配制时需要的仪器除药匙、 天平(附砝码)、玻棒、烧杯、胶头滴管外,还需 。 ②滴定到终点时的颜色为 色。 (6)正常人每天应补充16.8mg左右的铁。其中绝大部分来自于食物。如果全部通过服用含FeSO4·7H2O的 片剂。来补充铁,则正常人每天服需用含 mgFeSO4·7H2O片剂。 答案:(10分)(1)(1分)取1ml滤液于试管中,滴加几滴酸性KMnO4溶液,如果溶液紫色退去,则说明有Fe2+ 。(合理答案均给分) (2)(2分)2Fe2++H2O2+2H + ===2Fe3+ +2H2O (3)(2分)Fe3++3 NH3.H2O = Fe(OH)3↓+3 NH4+ (4)(1分)洗涤 (5)(2分)250ml容量瓶 溶液变成紫红色 6)(2分)83.4 61 14. (江苏省南通2011届高三第二次调研测试,15)S2Cl2是一种金黄色易挥发的液体(熔点:-76℃,沸点: 138℃),易水解,常用作橡胶硫化剂,改变生橡胶受热发粘、遇冷变硬的性质。向熔融的硫中通以干燥、纯净的C12即可生成S2C12。下图是实验室制备S2Cl2的装置(夹持装置、加热装置均已略去)。 浓盐酸硫 水 b KMnO4 晶体水 a c 请回答下列问题: ⑴制取氯气的化学反应方程式(未配平)为:KMnO4 +HCl(浓)—MnCl2 + KCl+ Cl2↑+H2O,请将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的系数填入下列方框中,并标出电子转移的方向和数目: + ⑵开始实验,打开分液漏斗的活塞,发现浓盐酸流出少量后即难以下滴,经检查分液漏斗活塞没有堵塞,你认为应采取的措施是 。 ⑶①在方框a中画出所缺装置图,并注明相关试剂的名称。 ②图中c装置中应放置的试剂为碱石灰,其作用为 。 ⑷某同学通过查阅资料发现:实验室常利用软锰矿(主要成分为MnO2和一些不溶性杂质)制取KMnO4 晶体,其反应原理如下: 3MnO2+6KOH+KClO3 △ 3K2MnO4+KCl+3H2O 3MnO42-+4H+=2MnO4-+MnO2↓+2H2O 请设计由软锰矿制备KMnO4晶体的实验步骤:① ;② ;③ ;④ 。 — 10e 答案:⑴ (2分) 16HCl 2KMnO4 + ⑵将玻璃塞上的凹槽与漏斗口颈上的小孔对准(或拔去玻璃塞)(2分) 饱和 ⑶①食盐水 浓硫酸 (每一个洗气瓶、试剂均正确,给1分,共2分) ②吸收尾气中的氯气,同时防止空气中的水进入使S2Cl2发生水解(两个要点各1分,共2分) ⑷①将软锰矿与固体KOH和KClO3在高温下共熔,发生反应 ②冷却,加水溶解,滤去残渣 ③将滤液酸化,滤去MnO2沉淀 ④加热浓缩,冷却结晶(每空1分,共4分) 62 15. (浙江省三校2011年高三联考试卷理综,27)某草酸亚铁样品(FeC2O4·xH2O)中含有少量硫酸亚铁。现用滴定法测定该样品中FeC2O4的含量。滴定反应是: -- 5Fe2++5C2O42+3MnO4+24H+=5Fe3++10CO2↑+3Mn2++12H2O 实验方案设计为: ①将准确称量的ag草酸亚铁样品置于250mL的锥形瓶内,加入适量2mol/L的A溶液,使样品溶解,加热至70℃左右,立即用浓度为0.02000mol/L的KMnO4标准溶液滴定至终点,记下滴定管内液面读数为bmL(滴定管起始读数为0.00) ②向上述滴定混合液中加入适量的Zn粉和过量的2mol/L的A溶液,煮沸5~8min,经检验溶液合格后,继续用浓度为0.02000mol/L的KMnO4标准溶液滴定至终点,记下滴定管内液面读数为cmL ③重复以上实验1~2次 ④数据处理 请回答下列问题: (1)以上实验方案中的A溶液最合适的是________; (2)以上实验方案中滴定终点锥形瓶内溶液的颜色变化为________; (3)以上实验方案步骤②中Zn粉的作用是________,检验溶液是否合格最合适的试剂是________; (4)某小组的一次实验测定数据记录如下: a(g) 0.1970 起始读数(mL) 0.00 b(mL) 31.30 c(mL) 42.40 根据数据计算0.1970g样品中:n(Fe2+)=________;n(C2O42-)=________;FeC2O4的质量分数为________。 答案: 63 高频考点二十四 物质结构与性质 1、(银川一中2010届高三年级第六次月考,34)A、B、C、D为前四周期元素。A元素的原子价电子排布为ns2np2,B元素的最外层电子数是其电子层数的3倍,C元素原子的M电子层的P亚层中有3个未成对电子,D元素原子核外的M层中只有2对成对电子。 (1)当n=2时,AB2属于_______分子(填“极性”或“非极性”),分子中有_____个 键,_____个键。(6分) (2)当n=3时,A与B形成的晶体属于__________晶体。(2分) (3)若A元素的原子价电子排布为3s23p2,A、C、D三种元素的第一电离能由大到小的顺序是 ________________(用元素符号表示)(2分) (4)已知某红紫色络合物的组成为CoCl3•5NH3•H2O。该络合物中的中心离子钴离子在基态时核外电子 排布式为___________________,作为配位体之一的NH3分子的空间构型为_________________________。(4分) (5)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如右图所示。体心立方晶胞和面心立方晶 胞中实际含有的Fe原子个数之比为_______。(3分) (1)非极性(2分),2(2分),2(2分) (2)原子(2分) (3)P>S>Si(2分) (4)Co3+[Ar]3d6(2分),三角锥形(或四面体)(2分) (5)1:2(3分) 2、(福建省龙岩一中2009—2010学年度高三第七次月考,30)现有部分前四周期元素的性质或原子结构 如下表: 元素编号 A B C D E 元素性质或原子结构 第三周期中的半导体材科 L层s电子数比p电子数少l 地壳中含量最高的元素 第三周期主族元素中其第一电离能最大 第四周期中未成对电子数最多 ( 1)写出元素E基态原子的电子排布式: 。 (2)B单质分子中,含有 个键和 个键,元素B的气态氢化的空间构型 为 。 (3)A、B、C第一电离由大到小的顺序为(用元素符号表示): ; (4)C单质的熔点 A单质的熔点(填“高于”或“低于”),其原因是: 。 (1)ls22s22p63s23p63d54s1(2)1 2 ,三角锥形 (3)N>O>Si (4)低于 C12晶体属于分子晶体,Si晶体属于原子晶体,原子晶体中原子之间以很强的共价键结 合,而分子晶体中分子间以较弱的分子间作用力结合,因而原子晶体的熔点比分子晶体的熔点高。 64 3、(江苏省江浦高级中学2010届高三模块复习,21)A、B、C、D、E、F是元素周期表前四周期的元素,它们在元素周期中的位置如下图所示: ⑴写出F的基态原子核外电子排布式:__________________。 ⑵C元素的第一电离能比同周期相邻的两种元素的第一电离能都高的原因是__________。 ⑶由A、B、D三种元素形成的一种物质俗称光气,分子中A原子采取sp2杂化成键。光气分子的结构式是___________,其中碳氧原子之间共价键是_____(填序号): a.2个σ键 b.2个π键 c.1个σ键、1个π键 ⑷EB晶胞如右下图所示,EB晶体中E2+的配位数为_____,EB晶体和NaCl晶体中离子排列方式相同,其晶格能分别为:EB为3401kJ/mol、NaCl为786kJ/mol。导致两者晶格能差异的2点原因是____________。 ⑴ 1s22s22p63s23p63d24s2(2分) ⑵ sp3(2分) O ⑶ Cl - C - Cl (2分) c(2分) ⑷ 6 (2分) CaO晶体中离子的电荷数大于NaCl,离子间的平均距离小于NaCl(2分) 4、(哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学2011年高三第一次联合模拟,37)下表为元素周期表的一部分,其中编号代表对应的元素。 请回答下列问题: (1)写出元素⑦的基本态原子排布式 ,元素⑧位于 区。 (2)若元素①③⑤形成的某化合物显酸性,经测定这三种元素的质量比为1:6:16,该化合物对氢气 的相对密度为23,则其中所有杂化原子的杂化方式为 。 (3)元素④和⑥的第一电离能大小顺序是 > (用元素符号表示)。请写出由④和 ⑤两种元素形成的与N-3互为等电子体的离子的化学式 ,其VSEPR构型为 。 (4)在测定①和⑥形成的化合物的相对分子质量时,实验测得值一般高于理论值,其主要原因 是 。 (5)④和⑧形成某种化合物的晶胞结构如右图所示(每个球均表 示1个原子,基中④显-3价),则其化学式为 。 ⑧的常见离子和④的最简单氢化物形成的配离子的名称为 ,其水溶液颜色为 。 答案:(15分)(1)1s22s22p63s23p63d54s1 (1分) ds (1分) (2)sp2 和 sp3 (2分) 65 (3)F > N (2分);NO2+ (2分),直线形(1分) (4)HF分子间存在氢键,易形成缔合分子(HF)n (2分) (5)Cu3 N (2分); 四氨合铜离子(1分, 或其它合理答案);深蓝色(1分) 5、(哈尔滨三中、东北育才、大连育明、天津耀华2011年四校第一次模拟,37)X、Y、W、M、N五种元素分别位于周期表中三个紧邻的周期,且原子序数逐渐增大,X和Y的氢化物都比同族元素氢化物的沸点高,但在同周期中却不是最高的。W是同周期元素中离子半径最小的元素。M原子的最外能层上有两个运动状态不同的电子。N是一种“明星金属”,广泛应用于航天、军事等工业领域。请回答下列问题: ⑴X、Y两种元素的元素符号是: 、 。X、Y可以形成一种共价化合物,其中两种元素最外层电子数都达到8,则其分子的空间构型是: ;中心原子的杂化方式是: 。 ⑵X的氢化物易溶于水的其原因是: 。 ⑶N的电子排布式是: 。 ⑷X和Y两元素的第一电离能大小关系: 小于 (填元素符号)。 ⑸M与Y形成的化合物的晶体类型属于: ;其晶胞如图所示,其中M离子的配位数是: 。 答案:⑴N、F (各1分) 三角锥(2分) sp3(2分) ⑵氨气与水反应,氨气可以与水形成氢键,氨气是极性分子( 2分) ⑶1s22s22p63s23p63d24s2 ( 2分) ⑷N小于F (各1分) ⑸离子晶体( 2分) 8( 1分) 6、(2011年长春市高中毕业班第二次调研测试,37)Ⅰ. 砷化镓为第三代半导体,以其为材料制造的灯泡 寿命长.耗能少。已知砷化镓的晶胞结构如图所示。请回答下列问题: (1)下列说法正确的是__________(填序号) A.砷化镓晶胞结构与NaCl相同 B.第一电离能 As>Ga C.电负性 As>Ga D.原子半径 As>Ga (2)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃下反应制得,反应的方程式为__________; (3)AsH3空间形状为___________;已知(CH3)3 Ga为非极性分子,则其中镓原子的杂化方式为 ____________; Ⅱ. 金属铜的导电性仅次于银,居金属中的第二位,大量用于电气工业。 (4)请解释金属铜能导电的原因 , Cu2+的核外电子排布式为 __________________________。 (5)在硫酸铜溶液中通入过量的氨气,小心蒸发,最终得到深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4晶体,晶体中含 有的化学键除普通共价键外,还有 和 。 66 答案;(1)BC (2分) (2)(CH3)3Ga + AsH3 GaAs + 3CH4 (3分) (3)三角锥. (2分) sp2 (2分) (4) 铜是金属晶体,由金属阳离子和自由电子构成,自由电子在外加电场的作用下可发生定向移动 (2 分) [Ar]3d9 或1s22s22p63s23p63d 9 (2分) (5)离子键,(1分) 配位键 (1分) 【命题立意】考查学生对〖化学——物质结构与性质〗模块知识的掌握情况,重点考查了元素AS、Ga、Cu的结构知识,其中涉及晶胞的结构,第一电离能、电负性、原子半径、空间构型,原子轨道杂化方式、化学键类型(离子键、配位键),金属晶体中用电子气理论解释金属导电的原因,考查知识全面,覆盖度大,难度适中,通过此题考查可以衡量学生对〖物质结构与性质〗模块中主干知识的掌握情况。 7. (江苏省南通2011届高三第二次调研测试,21) 能源、材料和信息是现代社会的三大“支 柱”。 ⑴目前,利用金属或合金储氢的研究已取得很大进展,右图是一种镍 基合金储氢后的晶胞结构图。 La ① Ni原子的价电子排布式是 。 Ni ② 该合金储氢后,含1mol La的合金可吸附H2的数目为 。 H2 ⑵南师大结构化学实验室合成了一种多功能材料——对硝基苯酚水合 物(化学式为C6H5NO3·1.5H2O)。实验表明,加热至94℃时该晶体 能失去结晶水,由黄色变成鲜亮的红色,在空气中温度降低又变为 黄色,具有可逆热色性;同时实验还表明它具有使激光倍频的二阶非线性光学性质。 ①晶体中四种基本元素的电负性由大到小的顺序是 。 ②对硝基苯酚水合物失去结晶水的过程中,破坏的微粒间作用力是 。 - ⑶ 科学家把NaNO3和Na2O在一定条件下反应得到一种白色晶体,已知其中阴离子与SO42互为等电子体,且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构。 该阴离子的电子式是 ,其中心原子N的杂化方式是 。 答案; ⑴ ① 3d84s2 ② 3NA ⑵ ① O>N>C>H ② 氢键 ⑶ ..O:....:..O::..O:N..:..:..O:3-sp3 8. (宁夏银川一中2011届高三一模理综,31(B)) 氯化铬酰(CrO2Cl2)在有机合成中可作氧化剂或氯化剂,能与许多有机物反应。请回答下列问题: ⑴写出铬原子的基态的核外电子排布式_____________________,根据 价电子构型铬位于周期表中的___________区。与铬同周期的所有元素的 基态原子中最外层电子数与铬原子相同的元素有 __________(填元素符 号),其中一种金属的晶胞结构如右图所示,该晶胞中含有金属原子的数目为 。⑵CrO2Cl2常温 67 下为深红色液体,能与CCl4、CS2等互溶,据此可判断CrO2Cl2是__________(填“极性”或“非极性”)分子。 ⑶在①苯、②CH3OH、③HCHO、④CS2、⑤CCl4五种有机溶剂中,碳原子采取sp杂化的分子有___________(填序号),CS2分子的空间构型是__________。 答案; ⑴1s2s2p3s3p3d4s ----3分; d 区 2分 K、Cu ----- 2分; 4-------2分 ⑵非极性分子--------2分 ⑶①③-------2分; 直线型-----2分 9. ( 湖南省衡阳市2011届高中毕业班联考个一模,37) Mn、Fe均为第四周期过渡元素,两元素的部分电离能数 2 2 6 2 6 5 1 2 据如下表: 元素 -1电离能/ KJ • mol Mn I1 I2 I3 717 1509 3248 Fe 759 1561 2957 回答下列问题: (1) Mn元素价电子的电子排布式为____________,比较锰和铁两元素的电离能 可知,气态再失 去一个电子比气态再失去一个电子难。对此,你的解释是:_________________________________。 (2) Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道能与一些分子或离子形成配合物。 ①与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是 ②六氰合亚铁离子 中的配体CN-中C原子的杂化轨道类型是___________,写出一种与CN_ 互为等电子体的单质分子的路易斯结构式______________________。 (3) 三氯化铁常温下为固体,熔点 ,沸点,在:以上升氯化铁 华,易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三的晶体类型为___________。 (4) 金属铁的晶体在不同的温度下有两种堆积方式,萨逮分别 如右图 所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为_______。 答案; 10. (四川省成都七中2011届高三第二次诊断性检测理综,26) 现有A、B、C、D、E、F六种短周期元素, 它们的原子序数依次增大,A、D同主族,C与E同主族,D、E、F同周期,A、B的最外层电子数之和与C的最外层电子数相等,A能分别与B、C形成电子总数相等的分子,且A与C形成的化合物常温下为液态,A能分别与E、F形成电子总数相等的气体分子。 68 请回答下列问题: (1)E、F气态氢化物的稳定性为____________ > ______________(用化学式表示)。 (2)E与F可形成E2F2的化合物,其电子式为_____________________,其晶体类型为________________。 (3)C、D形成的一种化合物能与D、E形成的化合物在溶液中发生氧化还原反应,其离子方程式为: __________________________________________________。 (4)A、C、E三种元素形成的一种常见化合物H,其浓溶液在加热条件下可与a g铜反应,则被还原 的H的物质的量为___________________。 (5)E的一种常见氧化物为大气污染物,实验室可用足量D的最高价氧化物的水化物来吸收,则吸收 生成的盐溶液中离子浓度大小关系为: _____________________________________________________________________。 (6)b g D单质在纯净的C单质中燃烧放出Q kJ热量,则相关的热化学方程式为: ______________________________________________________________________。 答案;(每空2分,共14分) (1) HCl > H2S (2) 分子晶体 (3) Na2O2 + S2– + 2H2O = S↓+ 2Na+ + 4OH– (4) a/64 mol (5) c(Na+) > c(SO32–) > c(OH–) > c(HSO3–) > c(H+) (6) 2Na(s) + O2(g) = Na2O2(s);△H=–46Q/b kJ/mol 11. (陕西省长安一中2011届高三第五次质量检测理综,35)下表为长式周期表的一部分,其中的序号代表 对应的元素。 ① ② ⑦ ③ ④ ⑤ ⑥ ⑧ ⑨ ⑩ (1)写出上表中元素⑨原子的外围电子排布式__________。 (2)在元素③与①形成的水果催熟剂气体化合物中,元素③的杂化方式为__________杂化;元素⑦与 ⑧形成的化合物的晶体类型是__________。 (3)元素④的第一电离能__________元素⑤(填写“>”“=”或“<”)的第一电离能;元素④与元素① 形成的X分子的空间构型为__________。请写出与元素④的单质互为等电子体分子、离子的化学式__________(各写一种)。 (4)在测定元素①与⑥形成化合物的相对分子质量时,实验测得的 值一般高于理论值的主要原因是__________。 (5)元素④的最高价氧化物对应的水化物稀溶液与元素⑦的单质反 应时,元素④被还原到最低价,该反应的化学方程式为 __________。 (6)将过量的X通入含有元素⑩的蓝色硫酸盐溶液中,反应的离子方程式为__________;元素⑩的某 种氧化物的晶体结构如图所示,其中实心球表示元素⑩原子,则一个晶胞中所包含的氧原子数目为__________。 答案; (15分)(1)3d54s1(1分) (2)sp2 (1分) 离子晶体 (1分) (3)> (1分) 三角锥形(1分) CO(1分) ;C22- (1分) (4)HF气态时会形成(HF)n分子(或HF分子间会形成氢键)(2分) (5)4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O (2分) (6)Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+ 或 Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓ Cu(OH)2 +4NH3=[Cu(NH3)4]2++OH-(2分) 2 (2分) 69 12. (陕西省咸阳市2011年高三第二次适应性训练理综,37) 1915年诺贝尔物理学奖授予Henry Bragg和 Lawrence Bragg,以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献。 (一)科学家通过X射线探明,NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似,其中三种晶体的晶格能数据如下表: 晶体 晶格能/(kJ·mol1) -NaCl 786 KCl 715 CaO 3401 四种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是 ,Na、Mg、Al第一电离能I从小到大的排列顺序是 。 (二)科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键,又含有氢键,其结构示意图可简单表示如下,其中配位键和氢键均采用虚线表示。 (1)写出基态Cu原子的核外电子排布式 ;金属铜采用下列 (填字母代号)堆积方式。 A B C D 2+ (2)Cu还能与NH3、Cl-等形成配位数为4的配合物。 2+ ①[Cu(NH3)4]中存在的化学键类型有 (填序号)。 A.配位键 B.离子键 C.极性共价键 D.非极性共价键 22+ ②已知[Cu(NH3)4]+具有对称的空间构型,[Cu(NH3)4]中的两个NH3被两个 Cl-取代,能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+ 的空间构型为 。 ③右图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图,可确定 该晶胞中阴离子的个数为 。 (3)实验证明,用蒸汽密度法测得的H2O的相对分子质量比用化学式 计算出来的相对分子质量要大,其原因是 。 (4)SO42-的空间构型是 。 答案; (15分)(一)MgO>CaO>NaCl>KCl (2分);Na、Al、Mg (2分); (二)(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar] 3d104s1; C;(各1分) (2)①A、C (2分)②平面正方型(2分) ③4(2分) (3)在接近水沸点的水蒸气中存在一定数量的水分子因氢键而相互“缔合”。形成的缔合分子的相对分子质量是水的数倍;(2分) (4)正四面体(1分) 70 高频考点二十五 有机化学基础 1、(2010届佛山市普通高中高三教学质量检测一,33) 氢化阿托醛是 一种重要的化工原料,其合成路线如下: (1)氢化阿托醛被氧化后的含氧官能团的名称是 。 (2)在合成路线上②③的反应类型分别为② ③ 。 (3)反应④发生的条件是 。 (4)由 反应的化学方程式为 。 (5)1mol氢化阿托醛最多可和______mol氢气加成,1mol氢化阿托醛发生银镜反应可生成__________molAg。 (6)D与有机物X在一定条件下可生成一种相对分子质量为178的酯类物质,则X的结构简式为 。D有多种同分异构体,能满足苯环上有两个取代基,且能使FeCl3溶液显紫色的同分异构体有 种。 (1)羧基…………(2分) (2)消去反应 加成反应……………(各1分共2分) (3)NaOH溶液加热……………(2分) (4) ……………………………(2分) (5)4 ; 2 (6)CH3COOH ; 6 ……………………………… (以上每空2分) 2、(哈尔滨三中、东北育才、大连育明、天津耀华2010年四校第一次联考,38)柠檬酸三丁酯(TBC)是绿色环保的增塑剂,应用极其广泛,它的结构式如左下图, 已知柠檬酸的结构简式为 1—丙醇的键线式可表示为 71 试回答: (1)TBC的分子式为 ,在研究TBC的结构时要用到一种谱图(如下),用于推测 等信息,它是 图(填序号); A.核磁共振氢谱 B.红外光谱 C.质谱 (2)1—丁醇在一定条件下可生成1—丁醇,反应类型为 ,化学方程式为 ,TBC在该条件下 (填“能”或“不能”)生成含醛基的化合物; (3)柠檬酸与甲醇反应生成柠檬酸三甲酯的化学方程式 ; (4)合成TBC时,不同条件对酯化学率的影响如下表: n(酸):n(醇) 酯化率/% 时间/h 酯化率/% 温度/°C 酯化率/% 130 89.5 140 96.2 145 97.4 150 97.4 160 97.2 0.5 40.0 1.0 70.2 2.0 94.3 3.0 97.4 5.0 97.4 1:5.0 95.1 1:5.5 96.3 1:6.0 97.0 1:6.5 97.4 1:7.0 97.2 酯化反应时应选择的条件如下:它们分别是n(酸):(醇)、时间、温度,其中最佳的是: (填序号)。 A.1:5,1h,130° B.1:5.5,1h,140°C C.1:7,2h,160°C D.1:6.5,3h,145°C (5)TBC与足量NaOH溶液反应的化学方程式: 。 (1)C18H32O7(1分);化学键或官能团(2分);B(1分) 72 3、(天津一中2010届高三上学期第三次月考,23) I. 有机化合物A 一E的转化如下列反应框图所示,1molA和2molH2在一定条件下恰好反应,生成饱和一 元醇X,X中碳元素的质量分数为65%。 (1)X的分子式为____________________ (2)A分子中所含官能团的名称是_____________________________ (3)上述转化①一④步反应中,属于取代反应类型的是__________________ (4)C的结构简式为_________________________ (5)D→E的反应方程式为_________________________________ II 有机物A的相对分子质量为198.5,其结构简式如下(-R-代表某种烷基),已知在光照条件下,A分子中 的一个氢原子被氯原子取代时只得到一种产物,A在一定条件下还有下图所示的反应关系: (1)A的分子式为______________ (2)A→B的化学方程式为________________________________________________ (3)写出E中所含官能团的名称____________________;C→D的反应类型_________________ (1) C4H10O 1分 (2)醛基 碳碳双键 各1分 (3) 3、4 2分 73 (4)CH2Cl CH2 CH2CH2COOH 2分 (5)HOCH2 CH2 CH2CH2COOH + H2O 2分 (1)C10H11O2Cl 2分 (2) 2分 (3)碳碳双键 羧基 各1分 聚合反应(缩聚反应) 1分 4、(北京市海淀区2011届高三学年3月份适应性训练,27)有机物A为烃类化合物,质谱图表明其相对 分子质量为70,其相关反应如下图所示,其中B、D、E的结构中均含有2个—CH3,它们的核磁共振氢谱中均出现4个峰。 Ⅳ Ⅰ Ⅱ Ⅲ A NaOH/乙醇/△ B C D E H2 / Ni/△ ①银氨溶液 氢溴酸/△ +②H 请回答: (1)D的分子式为 ; (2)B中所含官能团的名称为 ; (3)Ⅲ的反应类型为 (填字母序号); a.还原反应 b.加成反应 c.氧化反应 d.消去反应 (4)写出下列反应的化学方程式: Ⅰ: ; Ⅱ: ; C和E可在一定条件下反应生成F,F为有香味的有机化合物,该反应的化学方程式为 ; (5)A的同分异构体中有一对互为顺反异构,且结构中有2个—CH3,它们的结构简式为 和 ; (6)E有多种同分异构体,其中含有 OCO结构的有 种;E的另一种同分异构体能发生银镜 反应,能与足量金属钠生成氢气,不能发生消去反应,其结构简式为 。 (1)C5H10O (答案合理给分) ……………………………………………………1分 (2)溴原子 …………………………………………………………………………1分 (3)a、b …………………………………………………………………………2分 (4) I: CH3-CH-CH2-CH2Br CH3 乙醇 + NaOH △ CH3-CH-CH=CH2 CH3 + NaBr + H2O …………2分 II: CH3-CH-CH2-CH2OHCH+ HBr CH3 △ CH3-CH-CH2-CH2Br CH3 + H2O 74 …………2分 CH3-CH-CH2-CH2OHCH浓硫酸,△ CH3-CH-CH2-COOCH2CH2CHCH3 CH3-CH-CH-COOH2 + + H2O CH3 CH3 CH3 CH3 68、(哈尔滨三中、东北育才、大连育明、天津耀华2011年四校第一次模拟,38)分别由C、H、O三种元素组成的有机物A、B、C互为同分异构体,它们分子中C、H、O元素的质量比为15︰2︰8,其中化合物A的质谱图如下。 A是直链结构,其核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为1︰1︰2,它能够发生银镜反应。B为五元环酯。C的红外光谱表明其分子中存在甲基。其它物质的转化关系如下: ⑴A的分子式是: 。A分子中的官能团名称是: 。 ⑵B和G的结构简式分别是: 、 。 ⑶写出下列反应方程式(有机物用结构简式表示) D→C ; H→G 。 ⑷写出由单体F分别发生加聚反应生成的产物和发生缩聚反应生成的产物的结构简式: 、 。 答案: ⑴C5H8O2 (2分) 醛基 (1分) OO⑵ (2分) 75 HOCH2CH2CH2CH2COOH (2分) ⑶HOOCCH2CH2CH(OH)CH3 浓硫酸△ HOOCCH2CH=CHCH3+H2O ( 2分) Ni HOOCCH2CH2CH2CHO+H2 → HOOCCH2CH2CH2CH2OH ( 2分) △ CH2OH⑷ [ ] CH CH n (2分) CH 2 COOH O H[ ]OCH2CHCHCH2CnOH ( 2分) 5、(北京市东城区示范校2011届高三3月份综合练习(零模),28)肉桂酸甲酯(H)是常用于调制具有草莓、葡萄、樱桃、香子兰等香味的食用香精。它的分子式为C10H10O2,且分子中只含有1个苯环,苯环上只有一个取代基。 又知J为肉桂酸甲酯的一种同分异构体,其分子结构模型如下图所示(图中球与球之间连线表示单键或双键)。 Cu/O2—CHOH—CHO已知:2 O Cu/O2—CHOH—C— ONi/H2 —C—OH —C—△ ONi/H2 难反应 —C—OH△ 试回答下列问题。 (1)①肉桂酸甲酯(H)的结构简式为 。 ②有关肉桂酸甲酯的叙述中,正确的是 (填标号)。 A.能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应 B.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C.在碱性条件下能发生水解反应 D.不可能发生加聚反应 (2)现测出A的核磁共振氢谱谱图有6个峰,其面积之比为1﹕2﹕2﹕2﹕1﹕2。 用芳香烃A 为原料合成H的路线如下: 76 ① 化合物F中的官能团有 (填名称)。 ② B→C的反应类型是 ,F→G的反应类型是 。 ③ 书写化学方程式 F→I G→H (3)写出符合下列条件的G的同分异构体的式: ⅰ.分子内含苯环,且苯环上只有一个支链; ⅱ.一定条件下,1mol该物质与足量的银氨溶液充分反应,生成4mol银单质。 答案:(1) ①(2分) ②A、C (2分) (2)①羟基(1分)、羧基(1分) ②水解反应(或取代反应)(2分);消去反应(2分) ③ 结构简 (2分) (2分) (3) (2分) 6、(哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学2011年高三第一次联合模拟,38) 2010年,我国南方出现罕见的旱情,造成很多农作物枯死。应用化学保水抗旱制剂调控农田水分和作物耗水,是减缓水资源短缺威胁和干旱危害的有效途径。已知有机物I为一种保水剂,可通过烃A经下列转化生成。 77 请回答下列问题: (1)分别写出D和I的结构简式:D 、I 。 (2)E中官能团的名称为 。 (3)②和⑥反应的条件分别为 、 ; 上述转化中属于加成反应的有 (填反应序号)。 (4)在一定条件下,F生成高分子化合物的反应方程式为 。 (5)写出符合下列条件的D的所有同分异构体的结构简式 。 ①分子中含有碳氧双键 ②链状化合物 答案:(15分) O (1) CH 3CCHO (2分) (2分) (2)羧基、羰基(2分) (3)NaOH水溶液,加热(1分) 浓硫酸,加热(1分); ① ⑤(2分) O 一定条件 (4) n CH3CHCOOH H [ OCHC ]nOH +( n-1) H2O OH CH 3 (2分) (5)CH2=CH—COOH HCOOCH=CH2 OHCCH2CHO (各1分) 7、(2011年长春市高中毕业班第二次调研测试,38) 某有机物X(C12H13O6Br)遇到FeCl3溶液显紫色,其部分结构简式如下: 已知加热X与足理的NaOH水溶液反应时,得到A、B、C三种有机物,其中C中含 碳原子最多。室温下A经盐酸酸化可得到苹果酸E,E的结构简式为: 请回答: (1) B中含有的官能团为 。(填名称) (2)1molX与足量的NaOH水溶液充分反应,消耗NaOH的物质的量为 。 (3)C经酸化可得到有机物G,G不能发生的反应类型有 (填序号)。 ①加成反应 ②消去反应 ③氧化反应 ④取代反应 78 (4)1 molC酸化后与足量浓溴水充分反应需 mol Br2 。 (5) E在浓H2SO4作用下可生成六元环状化合物,其化学方程式为 。 1molF或G可以和足量NaHCO3溶液反应,生成1molCO2,1molF或G还可以发生银镜反应,生成2molAg。则F和G的结构简式分别是 、 。 (6)E的两种同分异构体F、G有如下特点:1molF或G可以和3molNa发生反应,放出标准状况下33.6LH2, 答案:(1)羟基 (2分) (2)5mol (2分) (3)② (2分) (4)4mol (2分) (5) (3分) (6) (2分)【命题 有机化学的重点知识,如官能团的书写。 (2分) 立意】主要考查烃的衍生物之间的相互转化,性质,同分异构体及有机化学反应方程式的 8、(北京市2011年门头沟区高三年级抽样测试理综,28) 奶油中含有有一种可作香料的化合物A,A中只含C、H、O三种元素。通过红外光谱图分析可知A中含有碳氧双键;通过李比希法分析得到A分子中C、H、O原子个数比为2:4:1,通过质谱仪分析其相对分子质量为88。 已知: 与A相关的反应如下 : ⑴ A的分子式为 ,H的结构简式为 。 ⑵ 上述7步反应中属于取代反应的是 (填序号)。 ⑶ 写出B → D反应的化学方程式: 。 79 ⑷ B的核磁共振氢谱图中共有 个峰。 ⑸ 在空气中长时间搅拌奶油,A可转化为相对分子质量为86的化合物G。G有多种同分异构体,其中符合下列两个条件的同分异构体共有 种。 A.无环状结构 B.不含碳碳双键和碳碳叁键 ⑹请设计合理方案从机试剂可自选)。 反应流程图示例(由乙醇合成聚乙烯): 合成OHC(CH2)4CHO(用反应流程图表示,注明反应物、反应条件;无 CH3CH2OH 浓H2SO4 170℃ CH2=CH2 一定条件 [ CH2-CH2 ] n 答案:(16分) ⑴—⑸每空2分、⑸ 4分) ⑴ C4H8O2 ⑵ ①②⑤ ⑶ ⑷ 3 ⑸ 4 ⑹ 9、(北京市怀柔区 2011届高三适应性练习理综,28) 有机物A~F有如下转化关系: A C4H7ClO2 ① NaOH溶液 △ ④ 稀 C B CnHmO2 D ② H 新制Cu(OH)2, △ ③ + 硫 △ 酸 E F O R -H2O HO CH OH R C H 80 已知一个碳原子上连有两个羟基时不稳定,转化如下: 请回答: (1)E中官能团名称 ;①的反应类型 (2)③的化学方程式为 (3)已知B的摩尔质量为162g/mol,完全燃烧的产物中n(CO2):n(H2O)=2:1,B的分子式为 (4)F是生产高分子光阻剂的主要原料,特点如下: ①能发生加聚反应 ②含有苯环且苯环上一取代物只有两种 ③遇FeCl3显紫色 F与溴水反应的方程式 B与NaOH反应的方程式 (5)F的一种同分异构体G含苯环且能发生银镜反应。写出一种满足条件的G的结构简式 。 (6) F的另一种同分异构体H属于饱和一元醇,H的核磁共振氢谱中,氢环境有 种。 答案:(1)羧基 (1分) 取代(水解) (1分) (2)CH3CHO + 2Cu(OH)2 (3)C10H10O2 (1分) △ CH3COOH + Cu2O↓+2H2O (1分) Br -CH=CH2 + 3Br2 -CHBrCH2Br + 2HBr HO- HO- (4) (3分) △ Br -CH=CH2 +2NaOH -CH=CH2 +H2O CH3COONa + NaO- CH3COO- (3分) (5) CHO 或 CH - -CHO ( 合理给分 ) (3分) -CH32 (6)4 (3分) 10. (2011年北京市石景山区高三一模,28) 烯烃中碳碳双键是重要的官能团,在不同条件下能发生多种变化。已知: ①烯烃在催化剂作用下的复分解反应就是两种烯烃交换双键两端的基团,生成两种新烯烃的反应。 ②烯烃与酸性高锰酸钾溶液反应的氧化产物有如下的对应关系: R1 H R1 KMnO4(H+) C=O + R3-COOH C=C R2 R2 R3 R1 R1 + KMnO4(H) + CO2 C=O C=CH2 R2 R2 81 上述转化关系图中的物质:A和B都属于烃类,F的蒸气密度是同温同压下H2密度的61倍,将0.61g F完全燃烧,产物通入足量的澄清石灰水中,产生3.5g沉淀。 根据以上信息回答下列问题: (1)B的名称是 。 (2)E的电子式是 。 (3)H→I的反应类型是 。 (4)L在一定条件下也可以生成一种高分子化合物W,写出由L制W的化学方程式: 。 (5)A的结构简式为: 。 (6)K物质的核磁共振氢谱图上有 个吸收峰。 (7)若将NaOH溶于I后再与H混合加热,反应生成的有机产物最多有______种写出任意两种物质的结构简式(同一个碳原子上连有两个碳碳双键的结构不稳定,可不考虑) 、 。 答案:(共14分) (1)乙烯--------------------------(1分) (2) --------------------(2分) (3) 取代(水解)反应------------(1分) (4) (5) ---(3分) ---(顺式、反式均可)-------------------------------(2分) (6)2----------------------------------(2分) (7)5; 、 、CH2=CH―CH2Br、CH3―CBr=CH2 、 CH3―C≡CH ----------------------------------(3分,每空一分) 11. (2011年北京市丰台区高三一模,28) 有机物A为羊肉的特征香成分。其合成路线如下: 82 已知:① ② (1)B是烃的含氧衍生物,质谱表明B的相对分子质量为100,其中含氧元素的质量分数为16%。B 能发生银镜反应,且分子结构中只有一个—CH3。B中含氧官能团的名称为 ;B的结构简式为 。 (2)D能发生的化学反应类型有 (填序号)。 ① 酯化反应 ② 加成反应 ③ 消去反应 ④ 聚合反应 (3)下列关于E的说法中正确的是 (填序号) ① E存在顺反异构 ② 能使溴的四氯化碳溶液褪色 ③ 能发生水解反应 ④ 分子式为C11H20O2 (4)写出B→C的化学方程式: 。 (5)写出酸性条件下F→A的化学方程式: 。 (6)若用系统命名法给A命名,A的名称为 。 (7)与C含有相同官能团,分子结构中含有两个—CH3,一个 的同分异构体有 种。 (8)与C含有相同官能团,分子结构中含有一个 ,核磁共振氢谱有3个峰,且峰面积之 比为9:2:1的同分异构体的结构简式为 。 答案:(17分)(1)醛基 (1分) CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CHO (2分) (2)① ② ④ (2分) (3)② ③ ④ (2分) (4) (2分) (5) (2分) (6)4-甲基辛酸(2分) (7) 12 (2分) (2分) 12. (江苏省南通2011届高三第二次调研测试,19) 近年来,我国部分地区相继发现一些以发热伴血小板减少为主要表现的感染性疾病病例。氯吡格雷(clopidogrel,1)是一种用于抑制血小板聚集的药物,根据原料的不同,该药物的合成路线通常有两条,其中以2-氯苯甲醛为原料的合成路线如下: NH2NH2NH2CHO+ H CH3OH NaCN COOHCOOCH3CN+ H NH4Cl Cl ClClClA B C D CHOOCH3OO3 X(C6H7BrS) HNSClO+OSNClH,90℃ E 83 氯吡格雷 ⑴ X的结构简式为 。 ⑵ 分子C可在一定条件下反应生成一种产物,该产物分子中含有3个六元环,写出该反应的化学方 程式 。 ⑶ C→D的反应类型是 反应,物质D有两种结构,但只有一种能合成具有药理作用的氯吡格 雷。物质D有两种结构的原因是 。 ⑷ 出A能属于芳香族化合物的所有同分异构体的结构简式: 。 ⑸已知: COROH +H ORCOHROH +H ORCOR 写出由乙烯、甲醇为有机原料制备化合物O图示例如下: CH3CH2OH 浓硫酸170℃。合成路线流程O的合成路线流程图(无机试剂任选) Br2CH2=CH2 CH2CH2 BrBrBr答案:⑴ SNH2 OClHN Cl 一定条件 ⑵ 2 COOHCl+2H2O ONH⑶酯化(取代) 由于D中存在手性碳,所以结构不止一种,应先进行分离 CHOO、 ⑷ ClCHOCl、 CCl C2H4 ⑸ Br2 CH2BrCH2Br NaOH/H2O △ CH2OHCH2OH Cu/O2 △ H O+CH3OH HCHO O (除第⑸题每空1分外,其余每空2分,共14分) 13. (宁夏银川一中2011届高三一模理综,31(C)) 为有机物A的结构简式,可以通过不同的反应制得下列物质。 84 (1)写出A→C的化学方程式: 。A的结构中最多有__________个碳原子共平面。 (2)推断B物质的结构简式: ;X反应类型是 ; 由D→E所需的试剂是 。 (3) R物质属于A的同分异构体,其性质如下: 试写出符合条件的R的同分异构体的结构简式(任写两种): ; 。 答案: (1) 9个(2分) ---------------(3分) (2)--------------(2分)取代反应---(2分)浓H2SO4-加热---(2分) (3) --------(或其它合理答案,每空2分,共4分 14. (2011年安徽省“江南十校”高三联考理综,27) 已知: ① 有机化学反应因反应条件不同,可生成不同的有机产品。例如: HBr+CH3-CH=CH2 过氧化物 CH3—CH—CH3 | Br CH3—CH2—CH2Br 85 ② 苯的同系物与卤素单质混合,若在光照条件下,侧链烃基上的氢原子被卤素原子取代;若在催化剂 作用下,苯环某些位置上的氢原子被卤素原子取代。 —CHO 的物质,该物质是一种香料。 工业上利用上述信息,按下列路线合成结构简式为 CH| 3 CH ①CH3-CH=CH2 CH — CH 3 ②光照 ③ ④加成反应 ⑤ | A B C D | HBr 催化剂 CH CH3 (一氯代物) 3 ⑥氧化反应 CH—CHO | CH3 请根据上述路线,回答下列问题: (1)A的结构简式可能为 。 (2)反应③的反应类型为 。 (3)反应④的化学方程式为(有机物写结构简式,并注明反应条件,下同): 。 (4)工业生产中,中间产物A须经反应③④⑤得D,而不采取将A直接转化为D的方法,其原因 是 。 (5)检验产品中官能团的化学反应方程式为: 。 (6)这种香料具有多种同分异构体,其中某些物质有下列特征:①其水溶液遇FeCl3溶液呈紫色;②苯环 上的一溴代物有两种;③分子中没有甲基。写出符合上述条件的物质可能的结构简式(只写两种): 答案:(1) 、 (共2分) (2)消去反应(2分); (3)(4) 的水解产物 (3分) 不能经氧化反应⑥而得到产品(或A中的 不能经反应最终转化为产品,产率低)(其他合理答案均可给分)(2分) (5)或: +2Ag(NH3)2OH+2Cu(OH)2 +NH4++2Ag+3NH3+H2O +Cu2O+2H2O (3分); (6)(共2分) 、 【解析】根据逆合成分析法,由产品可推知相应的原料或中间产物分别为: ,由此可回答以下 问题。 (1)由题意可知,A苯环侧链上的烃基与氯气发生取代反应生成的一氯代物,所以A只可能有两种不同的结构(见答案); 86 (2)从反应物和生成物的分子式可以看出反应①的反应类型是加成反应(从反应物结构中碳碳双键等的变化也可看出是加成反应);B能发生加成反应,证明其分子结构中含有碳碳双键,所以反应③的反应类型为消去反应。 (3)结合题中所给信息,可知反应④是在过氧化氢存在条件下发生的,据此可写出相应的化学方程式(见答案); (4)由分析可知,中间产物A不纯,含有经氧化反应⑥而得到产品,导致产率降低。 (5)产品分子中的官能团只有醛基,所以可用银氨溶液或氢氧化铜悬浊液与之反应,反应式见答案。 (6)水溶液遇FeCl3溶液呈紫色,说明分子中含有酚羟基;苯环上的一溴代物有两种,说明分子中苯环上的侧链在对位;若再分析不饱和度,可看出分子中还应含有一个双键或一个环,结合分子式及分子中没有甲基这些条件,可写出符合条件的结构简式(见答案)。 【命题说明】此题主要考查的是有机化学中的基础知识,如烃与氯气发生取代反应可能的生成物,有机化学反应的基本类型,根据信息书写有关反应的化学方程式,有机合成中的产品纯度的分析与控制,有机物的检验可官能团的检验,根据有机物的性质书写其同分异构体的结构简式等。其中逆合成分析法是有机合成分析的重要思想和方法,如此题中的一个重要步骤就是由产品的结构推断中间产物的结构: 和 ,而 的水解产物 不能 ,这就是逆合成 分析法的重要应用。此题难度适中,符合学生认知水平。 15. (广东省汕头市2011届高三一模,30) 丁子香酚结构简式如图:。丁子香酚的一种同分 异构体:对-甲基苯甲酸乙酯(F)是有机化工原料,用于合成药物的中间体。某校兴趣小组提出可以利用中学所学的简单有机物进行合成,A的产量标志着一个国家石油化工发展水平。其方案如下: (1)写出丁香子酚的分子式 和含有的官能团名称 。 (2)指出化学反应类型:① ;② 。 (3)下列物质不能与丁香子酚发生反应的是 (填序号)。 a.NaOH溶液 b.NaHCO3溶液 c.Br2的四氯化碳溶液 d.乙醇 (4)写出反应③的化学反应方程式: 。 (5)写出符合ⅰ含有苯环;ⅱ能够发生银镜反应的D的同分异构体: 。(只答其中一种即可) 答案:(16 分) (1)C10H12O2; 碳碳双键、(酚)羟基 、醚键 (4 分,各2 分) (2)① 加成反应; ② 氧化反应 (4 分,各2 分) 87 (3)b、d (2 分) 16. (北京市海淀区2011届高三一模理综,26) 苏合香醇可以用作食用香精,其结构简式如图17所示。 (1)苏合香醇的分子式为 ,它不能发生的有机反应类型 .. 有(填数字序号) 。 ①取代反应 ②加成反应 ③消去反应④加聚反应 ⑤氧化反应 ⑥水解反应 有机物丙是一种香料,其合成路线如图18。其中甲的相对分子 质量通过质谱法测得为88,它的核磁共振氢谱显示只有三组峰;乙与苏合香醇互为 同系物。 (2)按照系统命名法,A的名称是 。 (3)C与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式为 。 (4)丙中含有两个-CH3,在催化剂存在下1 mol D与2 mol H2可以反应生成乙,则D的结构简式 为 。 (5)甲与乙反应的化学方程式为 。 (6)苯环上有3个取代基或官能团,且显弱酸性的乙的同分异构体共有 种, 其中3个取代基或官能团互不相邻的有机物结构简式为 。 答案:(16分) (1)C8H10O …………………………………………………………………(2分) ④⑥(多答、错答不得分,漏答得1分)……………………………………(2分) (2)2-甲基丙烯(或甲基丙烯,习惯命名不得分) ………………………………(2分) (3)(CH3)2CHCHO+2Cu(OH)2(4) (CH3)2CHCOOH+Cu2O↓+2H2O ……………(2分) -CH=CHCHO ………………………………………………………(2分) -CH2CH2CH2OH (CH3)2CHCOOCH2CH2CH2- (5)(CH3)2CHCOOH+ +H2O …………………………………………………………………(2分) (6)10 …………………………………………………………………(2分) 88 17. ( 湖南省衡阳市2011届高中毕业班联考个一模,38) 咖啡酸苯乙酯 是一种天然抗癌药物,它和A、B、C、D、E、M在一 定条件下能发生如下转化: 请填写下列空白: (1) A分子中所含官能团的名称是___________ (2) 高分子M的结构简式是________ ___。 (3) 写出A—B反应的化学方程式_______ ____。 (4) B—C发生的反应类型有________ ___; E—D发生的反应类型有________ ___。 (5) A的同分异构体有很多种,其中同时符合下列条件的同分异构体有___________种。 ①苯环上只有两个取代基 ③能与碳酸氢钠溶液反应 答案: ②能发生银镜反应 ④能与氯化铁溶液发生显色反应 18. (陕西省咸阳市2011年高三第二次适应性训练理综,38)某芳香化合物H常用作食用香精。用质谱法测得其相对分子质量为162,分子中C、H、O原子个数比为5:5:1。H只有一个支链;它能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应.且在碱性条件下能发生水解反应,产物之一是甲醇。G是H的同分异构体。用芳香烃A为原料合成G的路线如下: 89 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容