2020高考化学二轮复习考前保温训练3含解析
考前保温训练7+4(3)
1.《太平惠民和剂局方》中对精制蜡过程有如下记载:“……先将蜡六两熔化作汁,以重绵滤去滓,以好酒一升,于银石器内煮蜡熔,数沸倾出,候酒冷,其蜡自浮,取蜡称用”。文中涉及的操作方法是( )
A.蒸馏 B.升华
C.干馏 D.重结晶
答案 D
解析 文中“先将蜡六两熔化作汁,以重绵滤去滓”涉及加热、过滤的方法,将被提纯物质熔化、过滤;“以好酒一升,于银石器内煮蜡熔,数沸倾出,候酒冷,其蜡自浮,取蜡称用”,涉及用酒精溶解、加热煮沸、冷却结晶的过程,故应为重结晶操作。
2.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.1 mol KMnO4固体完全分解制取O2,转移的电子数为2NA
B.1 L 0.1 mol/L的Na2CO3溶液中HCO3-和CO32-数目之和为0.1NA
C.在密闭容器中,2 mol NO与1 mol O2充分混合后,气体分子数为2NA
D.50 mL 18.4 mol/L浓硫酸与足量铜充分反应,生成SO2分子数目为0.46NA
答案 A
解析 A项,KMnO4固体分解制取O2,部分O元素由-2价升高到0价,则1 mol KMnO4分解生成0.5 mol O2,转移的电子数为2NA,正确;B项,Na2CO3溶液中CO32-发生水解反应,溶液中HCO3-、CO32-和H2CO3数目之和为0.1NA,错误;C项,2 mol NO与1 mol O2充分反应生成2 mol NO2,NO2与N2O4之间存在平衡,故气体分子数小于2NA,错误;D项,铜与稀硫酸不发生反应,则0.92 mol H2SO4与足量铜反应,被还原的H2SO4小于0.46 mol,故生成的SO2分子数目小于0.46NA,错误。
3.环丙叉环丙烷(b)由于其特殊的电子结构,一直受到结构和理论化学家的注意。根据其转化关系,判断下列说法正确的是( )
A.b的二氯取代物只有2种
B.b易发生加成、氧化、缩聚反应
C.p的所有原子都在一个平面内
D.m的属于芳香化合物的同分异构体有5种
答案 D
解析 A项,b分子中只有一种氢原子,其二氯代物中,2
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个Cl原子在相同碳原子上只有1种结构,2个Cl原子在不同碳原子上有3种结构,故b的二氯代物有4种结构,错误;B项,b分子中含有碳碳双键,可发生加成反应、氧化反应和加聚反应,错误;C项,p分子中每个碳原子均形成4个单键,故p分子中所有原子一定不在同一平面上,错误;D项,m的分子式为C7H8O,属于芳香化合物的同分异构体有5种,分别为苯甲醇、苯甲醚、甲基酚(邻、间、对位),正确。
4.A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期元素,甲、乙、丙、丁、戊是由其中的两种或三种元素组成的化合物,辛是由C元素形成的单质,常温常压下乙为液态。常温下,0.1 mol·L-1丁溶液的pH为13。上述各物质间的转化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.常温条件下元素A、B所形成化合物的状态一定是气态
B.1.0 L 0.1 mol·L-1戊溶液中阴离子的总物质的量小于0.1 mol
C.1 mol甲与足量的乙完全反应共转移了约6.02×1023个电子
D.元素B、C、D的原子半径由大到小的顺序为r(D)>r(C)>r(B)
答案 C
解析 由“常温下,0.1 mol·L-1丁溶液的pH为13”,可推知丁为一元强碱,常温常压下乙为液态,结合框图推断,甲为Na2O2,乙为H2O,辛为O2,丁为NaOH,与Na2O2反应生成O2的还可以是CO2,则丙为CO2,戊为Na2CO3,综上分析A、B、C、D分别是H、C、O、Na元素。A项,碳原子个数大于4的烃常温下可呈液态或固态,错误;B项,Na2CO3溶液中CO32-水解,水解后阴离子数目增多,错误;C项,Na2O2与H2O反应,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,1 mol Na2O2完全反应转移1 mol电子,正确;D项,原子半径大小为r(Na)>r(C)>r(O),错误。
5.下列关于实验的说法正确的是( )
选项
实验目的
实验操作
A
分离Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液
将混合液倒入过滤器中过滤
B
证Ksp(CuS)
H3BO3
向Na2CO3中滴入过量H3BO3溶液,无气泡冒出
D
验证铁的吸氧腐蚀
将铁钉放入试管中,用盐酸浸没,产生气泡
答案 C
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解析 Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液都能透过滤纸,不能用过滤的方法分离,A项错误;向10 mL 0.1 mol/L Na2S溶液中滴入几滴0.1 mol/L ZnCl2溶液,产生白色沉淀,该沉淀为ZnS,再加入CuSO4溶液,产生黑色沉淀,该黑色沉淀为CuS,由于Na2S溶液过量,不能说明ZnS转化为CuS,故无法比较Ksp(CuS)、Ksp(ZnS)的大小,B项错误;向Na2CO3溶液中滴入过量H3BO3溶液,无气泡冒出,则不产生CO2气体,说明酸性:H2CO3>H3BO3,C项正确;铁钉放入试管中,用盐酸浸没,发生析氢腐蚀,产生气泡(H2),D项错误。
6.理论认为,一个自发过程不论是物理过程还是化学反应、不论是氧化还原反应还是非氧化还原反应,都可能设计成电池,如下装置[已知:常温下Ksp(AgCl)=1.8×10-10、Ksp(AgI)=8.3×10-17]。
下列有关说法不正确的是( )
A.Ag/AgI电极为负极,电极反应为:Ag+I--e-===AgI
B.Na+从阳离子交换膜左侧向右侧扩散
C.Ag/AgCl电极上有氯气析出
D.理论上当两侧溶液中c(Cl-)/c(I-)=2.2×106时,电池电流强度变为0
答案 C
解析 A项,根据图中电子转移方向判断,Ag/AgI电极为负极,发生氧化反应,电极反应式为Ag+I--e-===AgI,正确;B项,电解质溶液中阳离子向正极移动,则Na+透过阳离子交换膜向右侧扩散,正确;C项,Ag/AgCl电极为正极,发生还原反应,电极反应式为AgCl+e-===Ag+Cl-,不产生Cl2,错误;D项,常温下Ksp(AgCl)=1.8×10-10、Ksp(AgI)=8.3×10-17,当两侧溶液中c(Cl-)/c(I-)=2.2×106时,溶液中c(Ag+)保持不变,此时电流强度为0,正确。
7.常温下,现有0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液,pH=7.8。已知含氮(或含碳)各粒子的分布分数(平衡时,各粒子浓度占总粒子浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.当pH=9时,溶液中存在下列关系:c(NH4+)>c(HCO3-)>c(NH3·H2O)>c(CO32-)
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B.通过分析可知,常温下Kb(NH3·H2O)>Ka1(H2CO3)
C.向pH=6.5的上述溶液中逐滴滴加NaOH溶液,NH4+和HCO3-的浓度逐渐减小
D.分析可知,常温下水解常数Kh(HCO3-)的数量级为10-5
答案 B
解析 A项,由图可知,pH=9时,各粒子的分布分数:HCO3->NH4+>NH3·H2O>CO32-,则离子浓度关系:c(HCO3-)>c(NH4+)>c(NH3·H2O)>c(CO32-),错误;B项,0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液的pH=7.8,说明HCO3-的水解程度大于NH4+的水解程度,则电离程度:NH3·H2O>H2CO3,从而可得:Kb(NH3·H2O)>Ka1(H2CO3),正确;C项,由图可知,pH=6.5的上述溶液中逐滴滴加NaOH溶液,pH增大,c(HCO3-)先增大后减小,c(NH4+)逐渐减小,错误;D项,HCO3-在水溶液中存在水解平衡:HCO3-+H2OH2CO3+OH-,则水解平衡常数为Kh(HCO3-)=[c(H2CO3)·c(OH-)]/c(HCO3-),由图可知H2CO3、HCO3-的分布分数相等时溶液pH=6.2,即c(H2CO3)=c(HCO3-)时,c(OH-)=10-7.8 mol·L-1,则有Kh(HCO3-)=c(OH-)=10-7.8≈1.6×10-8,故常温下水解常数Kh(HCO3-)的数量级为10-8,错误。
8.在有机化学中,硫酰氯(SO2Cl2)常用作氯化剂和氯磺化剂,在染料、药品、除草剂和衣用杀虫剂的生产过程中有重要作用。现在拟用干燥的Cl2和SO2在活性炭催化下制取硫酰氯,反应的化学方程式为SO2(g)+Cl2(g)===SO2Cl2(l) ΔH=-97.3 kJ·mol-1,实验装置如图所示(部分夹持装置未画出)。
已知:硫酰氯通常条件下为无色液体,熔点-54.1 ℃,沸点69.1 ℃。在潮湿空气中“发烟”;100 ℃以上开始分解,生成二氧化硫和氯气,长期放置也会发生分解。
回答下列问题:
(1)装置丙中作为反应容器的仪器的名称为________,装置丙中球形冷凝管的作用是________________________________________________________________________;
如何控制两种反应物体积相等:________________________________________________。
(2)装置戊上方分液漏斗中最好选用下列试剂:________(选填字母)。
A.蒸馏水 B.饱和食盐水
C.浓氢氧化钠溶液 D.60 mol·L-1盐酸
(3)若缺少装置己,硫酰氯(SO2Cl2)会和空气中的水反应而变质,
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其化学方程式是________________________________________________________________________。
(4)氯磺酸(ClSO3H)加热分解,也能制得硫酰氯:2ClSO3HSO2Cl2+H2SO4,分离两种产物的方法是________(选填字母)。
A.重结晶 B.过滤 C.蒸馏 D.萃取
(5)长期储存的硫酰氯会发黄,可能的原因是_______________________________________
________________________________________________________________________
(化学方程式和必要的文字加以解释)。
(6)若反应中消耗的氯气体积为896 mL(标准状况下),最后经过分离、提纯得到4.05 g纯净的硫酰氯,则硫酰氯的产率为________。
(7)请设计实验方案检验产品中有硫酸(可选试剂:稀盐酸、稀硝酸、BaCl2溶液、蒸馏水、石蕊溶液):__________________________________________________________________
_______________________________________________________________________。
答案 (1)三颈烧瓶 冷凝回流、导气 观察并控制使乙、丁导管口产生气泡的速度相等
(2)B
(3)SO2Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl
(4)C
(5)SO2Cl2===SO2+Cl2,分解产生少量的氯气溶解在其中
(6)75%
(7)取产物在干燥的环境中加热至100 ℃,待产物的质量不再改变时,冷却后将剩余物质加入到水中,取少量溶液加入石蕊溶液,溶液变红;再取少量试液加入氯化钡溶液,产生白色沉淀,则说明产品中有硫酸(其他合理答案也可)
解析 (1)装置丙中反应容器的名称是三颈烧瓶。装置丙中球形冷凝管的作用是冷凝回流、导气。通过观察装置乙、丁中导管产生气泡的快慢控制通入SO2和Cl2的量,若产生气泡的速度相同,则通入两种气体的体积相同。
(2)装置戊中分液漏斗中液体滴入集气瓶,将瓶内氯气排出,不能消耗氯气,则分液漏斗中液体应选用饱和食盐水。
(3)缺少装置己,硫酰氯(SO2Cl2)会与空气中的水蒸气反应生成H2SO4和HCl而变质,化学方程式为SO2Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl。
(4)氯磺酸(ClSO3H)加热分解,生成H2SO4和SO2Cl2,SO2Cl2的沸点为69.1 ℃,而H2SO4的沸点较高,故分离两种产物可采用蒸馏法。
(5)SO2Cl2长期放置会发生分解,生成SO2和Cl2,化学方程式为SO2Cl2===SO2+Cl2,分解产生的少量Cl2溶于其中使硫酰氯发黄。
(6)反应中消耗标准状况下896 mL Cl2,其物质的量为0.04 mol,
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根据Cl原子守恒可得理论上生成SO2Cl2的质量为0.04 mol×135 g·mol-1=5.4 g,故硫酰氯的产率为×100%=75%。
(7)由于SO2Cl2与水反应生成H2SO4,对产品中硫酸的检验产生影响,且SO2Cl2在100 ℃以上分解生成SO2和Cl2,则检验产品中含有的硫酸,要将产品加热至100 ℃,使SO2Cl2完全分解而除去,冷却后对剩余固体进行检验,可加水溶解固体,利用紫色石蕊溶液检验H+,用BaCl2溶液检验SO42-,从而证明产品中含有硫酸。
9.K2SO4是无氯优质钾肥,Mn3O4是生产软磁铁氧体的原料,以硫酸工业的尾气为原料联合制备K2SO4和Mn3O4的工艺流程如图所示。回答下列问题:
(1)Mn3O4中的Mn元素有+2价和+3价两种情况,则Mn3O4中+2价与+3价Mn元素的物质的量之比为________。
(2)“反应Ⅰ”________(填“是”或“不是”)氧化还原反应,为提高反应的反应速率,可采取的措施有__________________________________________________________________
_______________________________________________________________(答出一条即可)。
(3)“反应Ⅱ”的反应原理是___________________________________________________。
(4)试剂a的电子式为________。
(5)“一系列操作”指________________________________________________________,
该过程用到的非玻璃仪器为________。
(6)流程图中“煅烧”操作的温度与剩余固体质量变化曲线如图所示。
则产物A的化学式为________,产物B的化学式为________。
答案 (1)1∶2
(2)是 采用CaCO3粉末或适当增大反应温度(其他合理答案均可)
(3)微溶的CaSO4转化为难溶的CaCO3
(4)
(5)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 蒸发皿
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(6)MnSO4 Mn3O4
解析 (1)Mn3O4中的Mn元素有+2价和+3价两种情况,设Mn3O4中+2价与+3价Mn的个数分别是x、y,则根据原子守恒及化合物中元素正、负化合价代数和为0可得:x+y=3、2x+3y=2×4,综合上述两式解得x=1、y=2,则Mn3O4中+2价与+3价Mn元素的物质的量之比为1∶2。
(2)亚硫酸钙易被氧化,则“反应Ⅰ”是氧化还原反应;根据外界条件对反应速率的影响可知为提高反应的反应速率,可采取的措施有采用CaCO3粉末或适当增大反应温度等。
(3)硫酸钙微溶,碳酸钙难溶,因此“反应Ⅱ”的反应原理是微溶的CaSO4转化为难溶的CaCO3。
(4)根据原子守恒可知试剂a是氯化钾,其电子式为。
(5)“一系列操作”是指从溶液中得到晶体,操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,该过程用到的非玻璃仪器主要为蒸发皿。
(6)MnSO4·H2O受热分解,先失去结晶水。设MnSO4·H2O的物质的量为1 mol,质量为169 g,其中含有m(MnSO4)=151 g,根据题意可知,在A处固体的质量为169 g×=151 g,则产物A的化学式为MnSO4;在B处固体的质量为169 g×=76.33 g,其中Mn元素是55 g,O元素是21.33 g,则二者的个数之比是1∶(21.33/16)=3∶4,故产物B的化学式为Mn3O4。
10.2018年12月京津晋冀等地多次出现严重雾霾天气,雾霾中含有大量的气体污染物,其主要成分是氮的氧化物、一氧化碳和二氧化硫。
回答下列问题:
(1)有机物乙烯可以消除氮的氧化物的污染。已知:①乙烯的燃烧热ΔH=-1 411.1 kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+180 kJ·mol-1
则乙烯和NO反应的热化学方程式:
C2H4(g)+6NO(g)===2CO2(g)+3N2(g)+2H2O(l) ΔH=________kJ·mol-1
(2)NH3催化还原可以消除氮的氧化物的污染。
①相同条件下,在固定容积的密闭容器中选用不同的催化剂(a、b、c)发生反应:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g),反应产生N2的物质的量浓度随时间变化如图所示。
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下列说法错误的是________(填字母)。
A.催化剂的催化效率:a>b>c
B.X点时,NH3的化学反应速率为0.5 mol/(L·min)
C.达平衡时,使用催化剂c时NO的转化率最小
D.若在恒容绝热的密闭容器中发生该反应,当K值不变时,说明反应已经达到平衡
②恒温恒容下,向容积为1.0 L的密闭容器中充入1.8 mol NH3和2.4 mol NO,在一定条件下发生反应,达到平衡时平衡体系的压强为反应前压强的倍,则化学平衡常数K=________(保留两位有效数字)。若上述反应改在恒温恒压条件下进行,则反应达到平衡时NH3的体积分数________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)用下图的电化学装置可将雾霾中的SO2、NO转化为(NH4)2SO4。锂锰电池是常用的一次电池。其中电解质是LiClO4,Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。
①D电极的名称为________(填“阴极”“阳极”“正极”或“负极”),M是________(填化学式)。
②B电极反应式为____________________________________________________________。
③C电极反应式为____________________________________________________________。
答案 (1)-1 951.1
(2)①BC ②1.0 变小
(3)①阴极 H2SO4
②MnO2+Li++e-===LiMnO2
③SO2-2e-+2H2O===SO42-+4H+
解析 (1)乙烯的燃烧热ΔH=-1 411.1 kJ·mol-1,据此写出热化学方程式:①C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-1 411.1 kJ·mol-1;根据盖斯定律,由①-②×3可得:C2H4(g)+6NO(g)===2CO2(g)+2H2O(l)+3N2(g) ΔH=(-1 411.1 kJ·mol-1)-(+180
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kJ·mol-1)×3=-1 951.1 kJ·mol-1。
(2)①由图可知,在相同时间内,分别使用催化剂a、b、c时,c(N2)逐渐减小,故催化剂的催化效率:a>b>c,A项正确;X点c(N2)=2.5 mol·L-1,则前4 min内消耗NH3的浓度为Δc=×2.5 mol·L-1=2 mol·L-1,故前4 min内v(NH3)=(2 mol·L-1)/4 min=0.5 mol/(L·min),但不能确定X点的瞬时速率,B项错误;使用催化剂,只能改变反应速率,但不能使平衡发生移动,故使用催化剂c时NO的转化率不变,C项错误;在恒温绝热的密闭容器中进行反应,温度会不断变化,则K值不断变化,当K值不变时,容器内温度不变,说明该反应达到平衡状态,D项正确。
②恒温恒容条件下,气体的压强之比等于其物质的量之比,反应前混合气体总物质的量为1.8 mol+2.4 mol=4.2 mol,达到平衡时平衡体系的压强为反应前压强的22/21倍,则平衡时混合气体的总压强为4.2 mol×22/21=4.4 mol,设转化的NH3为4x,则有
4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)
起始量/mol 1.8 2.4 0 0
转化量/mol 4x 6x 5x 6x
平衡量/mol 1.8-4x 2.4-6x 5x 6x
则有(1.8-4x)+(2.4-6x)+5x+6x=4.4 mol,解得x=0.2 mol,达到平衡时NH3、NO、N2和H2O(g)的浓度(mol·L-1)分别为1.0、1.2、1.0、1.2,故化学平衡常数为K===1.0。
若改为恒温恒压条件下进行该反应,反应正向进行,气体的总物质的量增大,则容器的容积增大,相当于在恒温恒容达到平衡后,再扩大容器的容积,而扩大容器的容积过程中,平衡正向移动,NH3的体积分数变小。
(3)锂锰电池中,A极Li作负极,B极MnO2作正极,D电极与A极相连,C电极与B极相连,则C电极为阳极,D电极为阴极。SO2在C电极发生氧化反应生成SO42-,电极反应式为SO2+2H2O-2e-===SO42-+4H+;NO在D电极发生还原反应生成NH4+,电极反应式为NO+6H++5e-===NH4++H2O,根据得失电子守恒可得电解总反应式为5SO2+2NO+8H2O(NH4)2SO4+4H2SO4,故物质M为H2SO4。B电极上MnO2得电子发生还原反应,Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中生成LiMnO2,故电极反应式为MnO2+Li++e-===LiMnO2。
11.[化学——有机化学基础]有机合成在现代工农业生产中占有相当重要的地位。有机物M是一种高分子化合物,可作增塑剂,其合成路线如图所示:
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已知:
①R1CH===CHR2R1COOH+R2COOH(R1、R2代表烃基)
回答下列问题:
(1)已知A分子为环状结构,其一氯代物只有一种,则A的结构简式为________,B→C的反应类型为________,C的结构简式为________,D含有的官能团名称是________。
(2)E能发生银镜反应,且分子中有支链,E的结构简式为________。
(3)E的同分异构体有多种,写出含—OH和结构的任意两种异构体的结构简式:____________、____________(已知结构不稳定)。
(4)关于F的性质下列说法正确的是________(填字母)。
A.能发生水解反应
B.能使酸性KMnO4溶液褪色
C.与Na、NaOH、NaHCO3均能反应
D.1 mol F与足量的银氨溶液反应能生成2 mol Ag
(5)F→G的化学方程式为__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)D与G在一定条件下生成增塑剂M的化学方程式为_____________________________ _____________________________________________________________________________。
答案 (1) 消去反应 羧基
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(2)
(3)CH3CHOHCH===CH2、HOCH2CH2CH===CH2、HOCH2C(CH3)===CH2、HOCH2CH===CHCH3(顺、反异构两种)(任写两种)
(4)BD
(5)
(6)nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH2C(CH3)2CH2OHHOCO(CH2)4COOCH2C(CH3)2CH2OH+(2n-1)H2O
解析 M的结构简式为HOCO(CH2)4COOCH2C(CH3)2CH2OH,为缩聚反应产物;D+G(C5H12O2)在一定条件下反应生成M,则D为HOOC(CH2)4COOH,G为HOCH2C(CH3)2CH2OH;C在KMnO4/H+作用下反应生成D,结合已知信息①推知C为A(C6H12)与Cl2在光照下发生取代反应生成B(C6H11Cl),B在NaOH醇溶液中发生消去反应生成C,又知“A分子为环状结构,其一氯代物只有一种”,故A为,B为。E(C4H8O)与HCHO在一定条件下反应生成F,F→G[HOCH2C(CH3)2CH2OH],又知“E能发生银镜反应,且分子中有支链”,结合已知信息②可知,E为(CH3)2CHCHO,F为(CH3)2C(CH2OH)CHO。
(1)由上述分析可知,A的结构简式为。B→C的反应类型为消去反应;C的结构简式为;D的结构简式为HOOC(CH2)4COOH,所含官能团是羧基。
(2)由上述分析可知,E的结构简式为(CH3)2CHCHO。
(3)E为(CH3)2CHCHO,其同分异构体中含有—OH和,且结构不稳定,故符合条件的E的结构简式可能为CH3CHOHCH===CH2、HOCH2CH2CH===CH2、HOCH2C(CH3)===CH2、HOCH2CH===CHCH3(顺式、反式)等。
(4)F的结构简式为(CH3)2C(CH2OH)CHO,所含官能团为—OH和—CHO,则不能发生水解反应,A项错误;—OH和—CHO都易被酸性KMnO4溶液氧化而使溶液褪色,B项正确;含有—OH,能与Na反应,但不能与NaOH、NaHCO3反应,C项错误;1 mol F含有1 mol —CHO,
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与足量银氨溶液反应时生成2 mol Ag,D项正确。
(5)(CH3)2C(CH2OH)CHO(F)与H2在催化剂作用下发生加成反应生成HOCH2C(CH3)2CH2OH(G),结合原子守恒写出化学方程式。
(6)HOOC(CH2)4COOH(D)与HOCH2C(CH3)2CH2OH(G)在一定条件下发生缩聚反应生成增塑剂M,结合反应机理及原子守恒写出化学方程式。
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