2024高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)非選擇題專項(xiàng)練三含解析

PAGE10-非選擇題專項(xiàng)練(三)三、非選擇題:本題共5小題,共60分。16.(2024山東棗莊三模)(10分)CO2和CH4是兩種主要的溫室氣體,以CH4和CO2為原料制造更高價(jià)值的化學(xué)產(chǎn)品是用來緩解溫室效應(yīng)的探討方向,回答下列問題:(1)工業(yè)上CH4-H2O催化重整是目前大規(guī)模制取合成氣(CO和H2混合氣稱為合成氣)的重要方法,其原理為:反應(yīng)Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH1=+206.4kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH2=-41kJ·mol-1CH4(g)和H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式是。

(2)將1molCH4(g)和1molH2O(g)加入恒溫恒壓的密閉容器中(溫度298K、壓強(qiáng)100kPa)發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,不考慮反應(yīng)Ⅱ的發(fā)生,該反應(yīng)中,正反應(yīng)速率v正=k正×p(CH4)·p(H2O),p為分壓(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)),若該條件下k正=4.5×10-4kPa-1·s-1,當(dāng)CH4分解20%時(shí),v正=kPa·s-1。

(3)將CO2和CH4在肯定條件下反應(yīng)可制得合成氣,在1L密閉容器中通入CH4與CO2,使其物質(zhì)的量濃度均為1.0mol·L-1,在肯定條件下發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),測得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示:①壓強(qiáng)p1、p2、p3、p4由小到大的關(guān)系為。

②對于氣相反應(yīng),用某組分(B)的平衡壓強(qiáng)p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù)(記作Kp),假如p4=2MPa,求x點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp=(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算)。

③下列措施中能使平衡正向移動(dòng)的是(填字母)。

a.上升溫度b.增大壓強(qiáng)c.保持溫度、壓強(qiáng)不變,充入Hed.恒溫、恒容,再充入1molCO2和1molCH4(4)科學(xué)家還探討了其他轉(zhuǎn)化溫室氣體的方法,利用如圖所示裝置可以將CO2轉(zhuǎn)化為氣體燃料CO(電解質(zhì)溶液為稀硫酸),該裝置工作時(shí),M為(填“正”或“負(fù)”)極,導(dǎo)線中通過2mol電子后,假定體積不變,M極電解質(zhì)溶液的pH(填“增大”“減小”或“不變”),N極電解質(zhì)溶液改變的質(zhì)量Δm=g。

17.(2024山東省試驗(yàn)中學(xué)線上診斷)(12分)氮族元素在化學(xué)領(lǐng)域具有重要的地位。請回答下列問題:(1)基態(tài)氮原子的價(jià)電子排布圖為;其次周期的元素中,第一電離能介于B和N之間的元素有種。

(2)雌黃的分子式為As2S3,其分子結(jié)構(gòu)為,As原子的雜化類型為。

(3)1mol中所含σ鍵的物質(zhì)的量為mol。已知NF3與NH3分子的立體構(gòu)型都是三角錐形,但NF3不易與Cu2+形成配離子,緣由是。

(4)紅鎳礦是一種重要的含鎳礦物,其主要成分的晶胞如圖所示,則每個(gè)Ni原子四周與之緊鄰的As原子數(shù)為。以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。磷化硼(BP)是一種超硬耐磨涂層材料,晶胞為正方體,晶胞參數(shù)為apm。如圖為沿y軸投影的晶胞中全部硼原子的分布圖和原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,1,2,3,4四點(diǎn)原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分別為(0.25,0.25,0.75),(0.75,0.25,0.25),(0.25,0.75,0.25),(0.75,0.75,0.75)。據(jù)此推斷BP晶體的密度為g·cm-3。(用代數(shù)式表示)

18.(2024山東濰坊三模)(13分)某化學(xué)小組為探討甲醛和新制Cu(OH)2的反應(yīng),進(jìn)行如下探究。該小組設(shè)計(jì)下圖裝置(氣密性良好)并進(jìn)行試驗(yàn):向試管中依次加入12mL6mol·L-1NaOH溶液和8mL0.5mol·L-1CuSO4溶液,振蕩,再加入6mL40%的甲醛溶液,放入65℃水浴中加熱,20min后冷卻至室溫;反應(yīng)過程中視察到有紅色固體生成,有少量氣體產(chǎn)生并收集該氣體?；卮鹣铝袉栴}:已知:Cu2O易溶于濃氨水形成[Cu(NH3)4]+(無色),它在空氣中能被氧化為[Cu(NH3)4]2+(藍(lán)色)。(1)試驗(yàn)中NaOH溶液過量的目的是。運(yùn)用水浴加熱的目的是。

(2)跟乙醛與氫氧化銅的反應(yīng)相像,甲醛和新制Cu(OH)2在NaOH溶液的環(huán)境下反應(yīng)的產(chǎn)物為甲酸鈉、氧化亞銅和水。該小組同學(xué)通過查閱資料發(fā)覺,甲醛和新制Cu(OH)2還能發(fā)生下列反應(yīng):HCHO+Cu(OH)2Cu↓+CO↑+2H2OHCHO+4Cu(OH)2+2NaOH2Cu2O↓+Na2CO3+6H2O該小組同學(xué)對試驗(yàn)中紅色固體產(chǎn)物的組成作出猜想:銅或氧化亞銅或它們的混合物;為了驗(yàn)證固體產(chǎn)物,設(shè)計(jì)如下試驗(yàn)方案并進(jìn)行試驗(yàn)(以下每步均充分反應(yīng)):①搖動(dòng)錐形瓶(i)的目的是。

②錐形瓶(ii)中固體完全溶解得到深藍(lán)色溶液的離子方程式為。

③將容量瓶(ii)中的溶液稀釋到體積為原來的100倍后,溶液的顏色與容量瓶(i)相近。由此可知固體產(chǎn)物的組成及物質(zhì)的量之比約為。

(3)為進(jìn)一步確認(rèn)生成的氣體是CO,將收集的氣體利用如圖所示的裝置進(jìn)行試驗(yàn)(部分夾持儀器略去)。①無水氯化鈣的作用是。

②試驗(yàn)中“先通氣,后加熱”的目的是。

③證明氣體是CO的現(xiàn)象:。

(4)甲醛與氫氧化銅反應(yīng)的試驗(yàn)中,甲醛可能被氧化生成甲酸鈉或碳酸鈉。請?jiān)O(shè)計(jì)試驗(yàn)方案證明溶液中甲醛的氧化產(chǎn)物:。

19.(2024山東泰安二模)(11分)某種電鍍污泥主要含有碲化亞銅(Cu2Te)、三氧化二鉻(Cr2O3)以及少量的金(Au),可用于制取Na2Cr2O7溶液、金屬銅和粗碲等,以實(shí)現(xiàn)有害廢料的資源化利用,工藝流程如下:已知:煅燒時(shí),Cu2Te發(fā)生的反應(yīng)為Cu2Te+2O22CuO+TeO2。(1)Te元素在元素周期表中的位置為,其基態(tài)原子的電子占據(jù)的最高能層符號為。

(2)煅燒時(shí),Cr2O3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(3)浸出液中除了含有TeOSO4(在電解過程中不反應(yīng))外,還可能含有(填化學(xué)式)。電解沉積過程中析出單質(zhì)銅的電極為極。

(4)工業(yè)上用重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)母液生產(chǎn)重鉻酸鉀(K2Cr2O7)的工藝流程如圖所示:通過冷卻結(jié)晶能析出大量K2Cr2O7的緣由是。

(5)測定產(chǎn)品中K2Cr2O7含量的方法如下:稱取試樣2.50g配成250mL溶液,取25.00mL置于錐形瓶中,加入足量稀硫酸和幾滴指示劑,用0.1000mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行滴定。滴定過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。若三次試驗(yàn)消耗(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)液的體積平均為25.00mL,則所得產(chǎn)品中K2Cr2O7的純度為%(保留三位有效數(shù)字)。

20.(2024山東煙臺3月診斷)(14分)化合物E(碘他拉酸)可用于CT檢查、動(dòng)靜脈造影等,其一種合成路途如下:C(1)A中含有的含氧官能團(tuán)為,①~④中不屬于取代反應(yīng)的是。

(2)C的結(jié)構(gòu)簡式為;藥品中碘他拉酸的含量通常采納測定藥品中碘量的方法確定,則測定碘量須要用到的試劑為。

(3)B有多種同分異構(gòu)體,滿意下列條件的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為。

①苯環(huán)上有五個(gè)取代基②1mol能與2molNaHCO3發(fā)生反應(yīng)③能發(fā)生銀鏡反應(yīng)④核磁共振氫譜只有4個(gè)峰(4)已知:①苯胺()易被氧化,②。請以甲苯和(CH3CO)2O為原料制備,寫出相應(yīng)的合成路途流程圖(無機(jī)試劑任選,合成路途流程圖示例見本題題干)。參考答案非選擇題專練(三)16.答案(1)CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)ΔH=+165.4kJ·mol-1(2)0.5(3)①p1<p2<p3<p4②169(MPa)2或1.78(MPa)③acd(4)負(fù)不變18解析(1)反應(yīng)Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH1=+206.4kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH2=-41kJ·mol-1利用蓋斯定律,將反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ相加可得熱化學(xué)方程式CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)ΔH=+165.4kJ·mol-1。(2)當(dāng)CH4分解20%時(shí),建立如下三段式:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)起始量/mol 1 1 0 0改變量/mol 0.2 0.2 0.2 0.6平衡量/mol 0.8 0.8 0.2 0.6v正=k正×p(CH4)·p(H2O)=4.5×10-4kPa-1·s-1×(0.82.4×100kPa)×(0(3)①從化學(xué)方程式看,加壓時(shí)平衡逆向移動(dòng),CH4的轉(zhuǎn)化率減小,由此得出壓強(qiáng)p1、p2、p3、p4由小到大的關(guān)系為p1<p2<p3<p4。②在x點(diǎn),CH4的轉(zhuǎn)化率為50%,建立三段式:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)起始量/mol 1 1 0 0改變量/mol 0.5 0.5 1 1平衡量/mol 0.5 0.5 1 1x點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp=(13×2MPa)2③從圖像看,上升溫度,CH4的轉(zhuǎn)化率增大,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),上升溫度平衡右移,a符合題意;反應(yīng)物氣體分子數(shù)小于生成物氣體分子數(shù),增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),b不合題意;保持溫度、壓強(qiáng)不變,充入He,則容器體積增大,平衡正向移動(dòng),c符合題意;恒溫、恒容,再充入1molCO2和1molCH4,則增大反應(yīng)物濃度,平衡正向移動(dòng),d符合題意。(4)該裝置工作時(shí),M極由H2O失電子轉(zhuǎn)化為O2,則其為負(fù)極;M極電極反應(yīng)式為2H2O-4e-O2+4H+,N極電極反應(yīng)式為2CO2+4e-+4H+2CO+2H2O,導(dǎo)線中通過2mol電子,M極生成2molH+,同時(shí)有2molH+轉(zhuǎn)移入正極,所以M極c(H+)不變,電解質(zhì)溶液的pH不變;導(dǎo)線中通過2mol電子,N極生成1molH2O,電解質(zhì)溶液改變的質(zhì)量Δm=1mol×18g·mol-1=18g。17.答案(1)3(2)sp3(3)15F的電負(fù)性比N大,N—F成鍵電子對向F偏移,導(dǎo)致NF3中N原子核對其孤對電子的吸引實(shí)力增加,難以形成配位鍵,故NF3不易與Cu2+形成配離子(4)64×42解析(1)N的價(jià)電子排布式為2s22p3,則價(jià)電子排布圖為;同周期從左向右元素第一電離能漸漸增大,但ⅡA族>ⅢA族、ⅤA族>ⅥA族,因此第一電離能在B和N之間的元素是Be、C、O,共有3種。(2)As原子最外層有5個(gè)電子,依據(jù)As2S3的分子結(jié)構(gòu)可以得出As形成3個(gè)σ鍵,并且還有1個(gè)孤對電子,因此As的雜化類型為sp3。(3)兩個(gè)成鍵原子之間只能形成1個(gè)σ鍵,1mol中含有σ鍵物質(zhì)的量為15mol;F的電負(fù)性比N大,N—F成鍵電子對向F偏移,導(dǎo)致NF3中N原子核對其孤對電子的吸引實(shí)力增加,難以形成配位鍵,故NF3不易與Cu2+形成配離子。(4)以頂點(diǎn)為中心,結(jié)合晶體圖像分析可知,晶體中每個(gè)Ni原子四周與之緊鄰的As原子個(gè)數(shù)為6;BP是一種超硬耐磨涂層,以及四點(diǎn)的坐標(biāo),推出BP應(yīng)是原子晶體,則晶胞的質(zhì)量為4NA×42g,晶體體積為(a×10-10)3cm3,則晶胞的密度是4×42NA×a3×10-3018.答案(1)供應(yīng)堿性溶液環(huán)境或OH-與Cu(OH)2反應(yīng)生成[Cu(OH)4]2-受熱勻稱便于限制溫度(2)①有利于溶液與空氣中的氧氣接觸②2Cu+8NH3·H2O+O22[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O③n(Cu2O)∶n(Cu)=1∶200(3)①汲取水蒸氣②排盡裝置中的空氣,防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸③黑色粉末變?yōu)榧t色,澄清石灰水變渾濁(4)取少量反應(yīng)后的澄清溶液置于試管中,滴入過量的鹽酸,若無氣泡產(chǎn)生,說明甲醛被氧化成甲酸鈉,若有氣泡產(chǎn)生,說明甲醛被氧化為碳酸鈉解析依據(jù)題干信息分析可知,試驗(yàn)中向試管依次加入12mL6mol·L-1NaOH溶液和8mL0.5mol·L-1CuSO4溶液,堿過量,振蕩發(fā)生反應(yīng)Cu2++2OH-Cu(OH)2↓,堿性條件下再加入6mL40%的甲醛溶液,放入65℃水浴中加熱,發(fā)生反應(yīng)2Cu(OH)2+HCHO+NaOHCu2O↓+3H2O+HCOONa,也可能發(fā)生反應(yīng)HCHO+Cu(OH)2Cu↓+CO↑+2H2O、HCHO+4Cu(OH)2+2NaOH2Cu2O↓+Na2CO3+6H2O,因此紅色固體可能是Cu2O和Cu的混合物,氣體為CO,可依據(jù)已知“Cu2O易溶于濃氨水”驗(yàn)證固體產(chǎn)物,依據(jù)CO具有還原性驗(yàn)證氣體為CO。(1)由上述分析可知,試驗(yàn)中NaOH溶液過量的目的是供應(yīng)堿性溶液環(huán)境或OH-與Cu(OH)2反應(yīng)生成[Cu(OH)4]2-,水浴加熱的目的是使受熱勻稱便于限制溫度。(2)①已知[Cu(NH3)4]+在空氣中能被氧化為[Cu(NH3)4]2+,搖動(dòng)錐形瓶(ⅰ)有利于溶液與空氣中的氧氣接觸;②剩余固體為Cu,與濃氨水反應(yīng)生成深藍(lán)色的四氨合銅離子,反應(yīng)的離子方程式為2Cu+8NH3·H2O+O22[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O。③將容量瓶(ⅱ)中的溶液稀釋到體積為原來的100倍后,溶液的顏色與容量瓶(ⅰ)相近,說明(ⅱ)中的溶液的濃度是(ⅰ)中的溶液的100倍,又Cu2O~2[Cu(NH3)4]2+,Cu~[Cu(NH3)4]2+,則有n(Cu2O)∶n(Cu)=1∶200。(3)①無水氯化鈣可汲取CO氣體中混有的水蒸氣。②CO與空氣混合加熱可能會(huì)爆炸,有平安隱患,因此試驗(yàn)中“先通氣,后加熱”的目的是為了排盡裝置中的空氣,防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸。③CO具有還原性,可與黑色的CuO發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成紅色的銅,并生成CO2氣體,因此證明氣體是CO的現(xiàn)象為黑色粉末變?yōu)榧t色,澄清石灰水變渾濁。(4)在題給試驗(yàn)中甲醛可能被氧化的產(chǎn)物為甲酸鈉或碳酸鈉,碳酸鈉可與鹽酸反應(yīng)生成CO2氣體,而甲酸鈉不行以,因此證明溶液中甲醛的氧化產(chǎn)物時(shí),可取少量反應(yīng)后的澄清溶液置于試管中,滴入過量的鹽酸,若無氣泡產(chǎn)生,說明甲醛被氧化成甲酸鈉,若有氣泡產(chǎn)生,說明甲醛被氧化為碳酸鈉。19.答案(1)第五周期ⅥA族O(2)2Cr2O3+3O2+4Na2CO34Na2CrO4+4CO2(3)CuSO4陰(4)低溫條件下,K2Cr2O7的溶解度在整個(gè)體系中最小,且K2Cr2O7的溶解度隨溫度的降低而顯著減小(5)Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H解析某種電鍍污泥中主要含有碲化亞銅(Cu2Te)、三氧化二鉻(Cr2O3)以及少量的金(Au),可以用于制取Na2Cr2O7溶液、金屬銅、粗碲等。依據(jù)流程圖,煅燒時(shí)Cu2Te發(fā)生的反應(yīng)為Cu2Te+2O22CuO+TeO2,Cr2O3與純堿和空氣中的氧氣反應(yīng)生成Na2CrO4,Na2CrO4酸化后生成Na2Cr2O7溶液;沉渣中主要含有CuO、TeO2以及少量的金(Au),用稀硫酸溶解后,浸出液中主要含有銅離子和TeOSO4,電解時(shí)銅離子放電生成銅,溶液中含有TeOSO4,TeOSO4與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成粗碲。(1)Te是52號元素,原子核外電子排布為2、8、18、18、6,可見Te元素在元素周期表中的位置為第五周期ⅥA族,最高能層為第5能層,故其基態(tài)原子的電子占據(jù)的最高能層符號為O。(2)煅燒時(shí),Cr2O3與O2及Na2CO3發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生Na2CrO4和CO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cr2O3+3O2+4Na2CO34Na2CrO4+4CO2。(3)依據(jù)上述分析,浸出液中除了含