高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)二輪用書化學(xué)L山東專版(適用于新高考新教材) 大題突破練

大題突破練(一)化學(xué)工藝流程題

1.(2023·山東德州二模)鈦酸鋇(BaTiO3)是電子陶瓷中使用最廣泛的材料之一,一種以富鈦渣(主要成分為TiO2,含少量Si和Al的氧化物雜質(zhì))和重晶石(主要成分是BaSO4)為原料,制備鈦酸鋇的工藝流程如圖所示。已知:①粗TiCl4中含有的幾種物質(zhì)的沸點(diǎn)物質(zhì)TiCl4SiCl4AlCl3沸點(diǎn)/℃13657180②草酸氧鈦鋇晶體的化學(xué)式為BaTiO(C2O4)2·4H2O。回答下列問題:(1)沸騰氯化時(shí)氣體與礦料逆流而行,目的是

;

若沸騰氯化時(shí)生成TiCl4的反應(yīng)中氧化產(chǎn)物為CO,則氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為。

(2)除硅、鋁過程中,分離TiCl4中所含Si、Al雜質(zhì)的方法是;高溫還原時(shí),BaSO4和碳粉的投料比(物質(zhì)的量之比)要大于1∶2,目的是;生產(chǎn)過程中應(yīng)避免氧氣進(jìn)入,主要原因是。

(3)轉(zhuǎn)化過程中溶液中的鈦元素在不同pH時(shí)主要以TiO(OH)+、TiOC2O4、TiO(C2O4)2①實(shí)際制備工藝中,先用氨水調(diào)節(jié)混合溶液的pH為,再進(jìn)行轉(zhuǎn)化,寫出該條件生成草酸氧鈦鋇晶體的離子方程式:

。

②濾液2的主要成分為(填化學(xué)式)。

(4)常溫下,用Na2CO3溶液浸泡BaSO4固體,也能將BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3。不考慮CO32-的水解,向340mL3.0mol·L-1Na2CO3溶液中加入4.66gBaSO4Ksp(BaCO3)=。[已知:Ksp(BaSO4)=1.0×10-10mol2·L-2;溶液體積變化忽略不計(jì)]

2.(2023·河北名校聯(lián)盟聯(lián)考)某軟錳礦含錳50%,是重要的錳礦石。其主要成分如表:軟錳礦主要成分雜質(zhì)MnO2MgO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2等雜質(zhì)某科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)制備高純度MnCO3。反應(yīng)原理為①M(fèi)nO2+BaS+H2OMnO+Ba(OH)2+S;②MnO+H2SO4MnSO4+H2O;③MnSO4+NH4HCO3+NH3·H2OMnCO3↓(白色)。工藝流程圖如圖?；卮鹣铝袉栴}:(1)軟錳礦與硫化鋇反應(yīng)時(shí),適當(dāng)提高反應(yīng)液溫度的目的是

。

(2)“不溶物”中除SiO2外,還有(填化學(xué)式)。

(3)工序2中加入H2O2的目的是,使用氨水調(diào)溶液的pH,理論上pH最小值為。(通常認(rèn)為溶液中離子濃度小于10-5mol·L-1時(shí)沉淀完全;Ksp[Fe(OH)3]=10-38.6、Ksp[Fe(OH)2]=10-16.3、Ksp[Al(OH)3]=10-32.3、Ksp[Mn(OH)2]=10-12.7)

(4)MnF2難溶于水,工序3加入MnF2的目的是除去Mg2+,其反應(yīng)的離子方程式為。

(5)碳化過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

3.(2023·遼寧沈陽二模)重鉻酸鉀(K2Cr2O7)在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上都有廣泛應(yīng)用。如工業(yè)中常將其用于制鉻礬、火柴、電鍍、有機(jī)合成等。工業(yè)上以鉻鐵礦[主要成分為Fe(CrO2)2,雜質(zhì)主要為硅、鐵、鋁的氧化物]制備重鉻酸鉀的工藝流程如下圖所示:已知:①焙燒時(shí)Fe(CrO2)2中的Fe元素轉(zhuǎn)化為NaFeO2,鋁的氧化物轉(zhuǎn)化為NaAlO2。②礦物中相關(guān)元素可溶性組分物質(zhì)的量濃度c與pH的關(guān)系如圖所示,當(dāng)溶液中可溶性組分濃度c≤1.0×10-5mol·L-1時(shí),可認(rèn)為已除盡。請(qǐng)回答下列問題:(1)寫出焙燒過程中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

(2)水浸濾渣的主要成分是Fe(OH)3,寫出生成此濾渣的離子方程式:

。

(3)中和步驟中理論pH的范圍是,中和后濾渣的主要成分是(填化學(xué)式)。

(4)酸化時(shí)加冰醋酸調(diào)節(jié)pH約等于5,寫出酸化過程中反應(yīng)的離子方程式:。

(5)工序Ⅰ經(jīng)過過濾、洗滌后獲得粗產(chǎn)品,則工序Ⅱ的操作方法是。

(6)可以采用氧化還原滴定法測(cè)定產(chǎn)品的純度,還可以采用分光光度法測(cè)定(K2Cr2O7溶液的吸光度與其濃度成正比),但測(cè)得的質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯偏低,分析原因,發(fā)現(xiàn)配制K2Cr2O7待測(cè)液時(shí)少加了一種試劑,該試劑可以是(填字母)。

a.硫酸 b.氫碘酸c.硝酸鉀 d.氫氧化鉀4.(2023·山東濟(jì)南三模)將廢舊電路板(含銅、鋁、銻、鉛、銀、金、鉑和鈀等金屬元素)破碎和靜電分選處理后,從所得金屬富集粉末中回收金屬的部分工藝流程如下:已知煅燒后銀、鈀、金、鉑均以游離態(tài)存在,銻、鉛轉(zhuǎn)化為Sb2O3、PbO(二者是兩性偏堿性的氧化物);Sb2(SO4)3在H2O中形成不溶性堿鹽,但能與氯離子形成可溶性氯化銻;PbSO4可溶于堿。第一次酸浸調(diào)節(jié)pH為1~2,第二次酸浸調(diào)pH為4~5,氧化后濾液調(diào)pH為3~5;濾液a~e中分別含1~2種回收金屬。回答下列問題:(1)濾液a中溶質(zhì)的主要成分為;為縮短煅燒時(shí)間,可采取的措施是(回答一條即可)。

(2)若氧化過程使用足量稀硝酸,生成濾液e中主要成分的反應(yīng)中,表現(xiàn)氧化性與表現(xiàn)酸性的硝酸物質(zhì)的量之比為。PbO2兩性偏酸性,與強(qiáng)堿共熱可得鉛酸鹽,PbO2與NaOH反應(yīng)的離子方程式為。

(3)利用佛爾哈德(Volhard)法可直接滴定溶液中Ag+測(cè)定其濃度,方法是在酸性介質(zhì)中用鐵銨礬[NH4Fe(SO4)2·12H2O]作指示劑,用KSCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ag+[Ag++SCN-AgSCN↓(白色)],達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為;滴定時(shí)應(yīng)將KSCN標(biāo)準(zhǔn)溶液加入(填“酸式”或(4)冶金行業(yè)常用EDTA-2Na(乙二胺四乙酸二鈉)滴定法測(cè)溶液中Ag+濃度。方法是向一定體積待測(cè)液中加入過量氯化鈉,過濾后將濾紙展開同氯化銀沉淀一同放入燒杯,加氨水至沉淀完全溶解,在所得溶液中加入鎳氰化鉀[KNi(CN)3],鎳被銀定量取代,以紫脲酸鐵為指示劑,用EDTA-2Na標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定鎳,從而直接計(jì)算Ag+濃度。下列說法正確的是(填字母)。

A.氯化銀溶于氨水的離子方程式為AgCl+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2OB.配制EDTA-2Na標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),未冷卻即轉(zhuǎn)移至容量瓶中進(jìn)行定容,所測(cè)Ag+濃度偏大C.待測(cè)液中加入氯化鈉,過濾后未洗滌沉淀時(shí)使用的燒杯,所測(cè)Ag+濃度偏小5.(2023·遼寧瓦房店一模)鋅電解陽極泥(主要成分為MnO2、PbSO4和ZnO,還有少量錳鉛氧化物Pb2Mn8O16和Ag)是冶鋅過程中產(chǎn)生的廢渣,一種回收鋅電解陽極泥中金屬元素鋅、錳、鉛和銀的工藝如下?；卮鹣铝袉栴}:已知:①M(fèi)nSO4·H2O易溶于水,不溶于乙醇。②在較高溫度及酸性催化條件下,葡萄糖能發(fā)生如下反應(yīng):(1)請(qǐng)寫出Mn原子基態(tài)價(jià)層電子排布式:。

(2)已知Pb2Mn8O16中Pb為+2價(jià),Mn為+2價(jià)和+4價(jià),則氧化物中+2價(jià)和+4價(jià)Mn的個(gè)數(shù)比為。

(3)“還原酸浸”過程中主要反應(yīng)的離子方程式為。

(4)實(shí)際錳浸出最適宜的葡萄糖加入量遠(yuǎn)大于理論加入量,為提高葡萄糖的有效利用率,除充分?jǐn)嚢柰膺€可采取的措施為。

(5)整個(gè)流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是。獲得MnSO4·H2O晶體的一系列操作是指蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾、洗滌、干燥,其中洗滌的具體操作是

。

(6)加入Na2CO3溶液的目的是將PbSO4轉(zhuǎn)化為PbCO3,Na2CO3溶液的最小濃度為mol·L-1(保留兩位小數(shù))。判斷沉淀轉(zhuǎn)化能否徹底進(jìn)行并說明理由。[已知:20℃時(shí)Ksp(PbSO4)=1.6×10-8,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14,1.262≈1.6]

6.(2023·山西呂梁二模)鈧(Sc)是一種重要且價(jià)格昂貴的稀土金屬,廣泛用于航空航天、超導(dǎo)等領(lǐng)域。從赤泥(含有Sc2O3、Al2O3、Fe2O3、TiO2等)中回收鈧,同時(shí)生產(chǎn)聚合硫酸鐵鋁的工藝流程如圖所示:回答下列問題:(1)寫出基態(tài)Sc原子的簡(jiǎn)化電子排布式:。

(2)在酸浸赤泥的后續(xù)萃取分離過程中,Fe3+與Sc3+會(huì)發(fā)生共萃而進(jìn)入有機(jī)相,從而使后續(xù)分離難度加大,經(jīng)探究溫度、硫酸濃度與鐵、鈧的浸出率及分離系數(shù)(鈧的浸出率和鐵的浸出率比值)關(guān)系如下圖所示,則酸浸的最佳浸出溫度為℃,最佳硫酸濃度為mol·L-1。

(3)該工藝條件下,溶液中有關(guān)離子開始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:離子Fe2+Fe3+Al3+TiO2+開始沉淀的pH7.01.93.00.3完全沉淀的pH9.03.24.72.0①已知TiO2和硫酸反應(yīng)生成水溶性的TiO2+,則流程中TiO2+水解生成TiO2·xH2O的離子方程式為。

②試劑A常選用H2O2,寫出其在生產(chǎn)、生活中可能的用途:

(填一條即可)。

③該工藝流程中引入“還原”與“氧化”這兩個(gè)步驟的原因是

。

(4)含鈧元素的微粒與lgc(F-)、pH的關(guān)系如下圖所示,“沉鈧”時(shí),溶液的pH=3,c(F-)=10-4mol·L-1,則此時(shí)鈧的存在形式為(填化學(xué)式)。

(5)“聚合”生成聚合硫酸鐵鋁AlFe(OH)2(SO4)2時(shí),同時(shí)產(chǎn)生氣體,該步驟的離子方程式為。

大題突破練(二)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合題

1.(2023·山東濟(jì)寧二模)實(shí)驗(yàn)室利用甘氨酸與硫酸亞鐵制備補(bǔ)鐵劑甘氨酸亞鐵[(H已知:Ⅰ.有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)如下表所示:甘氨酸易溶于水,微溶于乙醇、冰醋酸,在冰醋酸中的溶解度大于在乙醇中的溶解度檸檬酸易溶于水和乙醇,酸性較強(qiáng),有強(qiáng)還原性甘氨酸亞鐵易溶于水,難溶于乙醇、冰醋酸Ⅱ.甘氨酸亞鐵[(H2NCH2COO)2Fe]摩爾質(zhì)量為204g·mol-1。Ⅲ.氨基能被酸性KMnO4溶液氧化為硝基:18H++5RNH2+6MnO4-5RNO2+6Mn2++14H2(1)連接好裝置,裝入藥品,進(jìn)行的操作為①打開K1、K3,反應(yīng)一段時(shí)間,將裝置中空氣排凈;②,使b中溶液進(jìn)入c中;

③在50℃恒溫條件下用磁力攪拌器不斷攪拌,然后向c中滴加NaOH溶液,調(diào)溶液pH至5.5~6.0,使反應(yīng)物充分反應(yīng);④反應(yīng)完成后,向c中反應(yīng)混合液中加入乙醇,生成白色沉淀,將沉淀過濾、洗滌得粗產(chǎn)品。(2)儀器c的名稱是,其中加入檸檬酸的作用是;步驟④中加入乙醇,溶液的極性(填“增強(qiáng)”“減弱”或“不變”)。

(3)生成甘氨酸亞鐵的化學(xué)方程式是。

(4)體系pH與產(chǎn)率之間的關(guān)系如下表。體系pH4.04.55.05.56.06.57.07.5產(chǎn)率(%)65.7074.9278.6786.6588.0774.9762.3155.98pH過高或過低,產(chǎn)品產(chǎn)率均下降的原因是。

(5)產(chǎn)品純度測(cè)定。已知粗產(chǎn)品通常混有甘氨酸,稱取2.2g粗產(chǎn)品,先加入,攪拌、過濾、洗滌得沉淀,將沉淀配成250mL溶液,取溶液25.00mL置于錐形瓶,用0.1000mol·L-1的KMnO4溶液滴定至終點(diǎn),三次平均消耗KMnO4體積為26.00mL,則該樣品的純度為。

2.(2023·湖北荊州二模)硫脲[CS(NH2)2]是一種白色晶體,熔點(diǎn)180℃,易溶于水和乙醇,受熱時(shí)部分發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)而生成硫氰化銨,可用于制造藥物,也可用作橡膠的硫化促進(jìn)劑以及金屬礦物的浮選劑等?；卮鹣铝袉栴}:Ⅰ.硫脲的制備:已知:將石灰氮(CaCN2)和水的混合物加熱至80℃時(shí),通入硫化氫氣體反應(yīng)可生成硫脲溶液和石灰乳,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。(1)裝置B中的試劑X和試劑Y的最佳組合是(填字母)。

A.FeS固體+濃硫酸B.FeS固體+稀硝酸C.FeS固體+稀鹽酸(2)儀器M的名稱為。按(1)中所選試劑組合,按氣流從左到右的方向,上述裝置的合理連接順序?yàn)閏→(填儀器接口的小寫字母)。

(3)裝置C中反應(yīng)溫度控制在80℃,溫度不宜過高或過低的原因是,裝置C中反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

Ⅱ.硫脲的分離及產(chǎn)品含量的測(cè)定:(4)裝置C反應(yīng)后的液體過濾后,將濾液減壓蒸發(fā)濃縮,之后冷卻結(jié)晶,離心分離,烘干即可得到產(chǎn)品。稱取mg產(chǎn)品,加水溶解配成500mL溶液,量取25mL于錐形瓶中,滴加一定量的稀硫酸使溶液顯酸性,用cmol·L-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,滴定至終點(diǎn)時(shí)消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL。①硫脲[CS(NH2)2]中硫元素的化合價(jià)為價(jià)。

②滴定時(shí),硫脲轉(zhuǎn)化為CO2、N2、SO42-③樣品中硫脲的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(用含“m、c、V”的式子表示)。

3.(2023·湖南懷化二模)連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)廣泛用于紡織、印染、造紙等行業(yè),因其使用時(shí)對(duì)織物的損傷很小,故又稱“保險(xiǎn)粉”。Ⅰ.Na2S2O4制備鋅粉法是最早應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)連二亞硫酸鈉的方法,其制備原理及裝置如下:步驟1:檢查裝置氣密性并加入藥品;步驟2:打開儀器a的活塞,向裝置C中通入一段時(shí)間SO2,發(fā)生反應(yīng):Zn+2H2SO3ZnS2O4+2H2O;步驟3:打開儀器c的活塞滴加稍過量的NaOH溶液使裝置C中溶液的pH處在8.2~10.5之間,發(fā)生反應(yīng)ZnS2O4+2NaOHNa2S2O4+Zn(OH)2↓;步驟4:過濾,將濾液經(jīng)“一系列操作”可獲得Na2S2O4。已知:①Na2S2O4易溶于水,不溶于乙醇,在堿性介質(zhì)中較穩(wěn)定。②Zn(OH)2與Al(OH)3的化學(xué)性質(zhì)相似?；卮鹣铝袉栴}:(1)儀器d的名稱為。

(2)裝置B(單向閥)的作用為。

(3)一系列操作包括鹽析、過濾、脫水、洗滌、干燥等操作,其中洗滌所用的試劑為(填字母)。

A.乙醇 B.NaOH溶液C.水 D.濃硫酸(4)步驟3需控制溶液的pH在8.2~10.5之間,其原因?yàn)?/p>

。

Ⅱ.Na2S2O4含量的測(cè)定稱取2.0g制得的Na2S2O4產(chǎn)品溶于冷水配成250mL溶液,取出25.00mL該溶液于錐形瓶中,用0.10mol·L-1堿性K3[Fe(CN)6]標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,選擇合適指示劑,平行滴定三次,消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積分別為19.98mL、20.90mL、20.02mL。(5)[Fe(CN)6]3-是一種比較弱的氧化劑,能將S2O42-氧化為SO32-,自身被還原為[Fe(CN)(6)選擇指示劑時(shí),指示劑的條件電位要在滴定突躍電位之間,本實(shí)驗(yàn)滴定突躍范圍為0.01~0.38V,根據(jù)下表,可選擇為指示劑。

常用氧化還原指示劑條件電位(V)顏色變化還原態(tài)氧化態(tài)亞甲基藍(lán)0.36無色藍(lán)色二苯胺0.76無色紫色二苯胺磺酸鈉0.84無色紫紅鄰苯氨基苯甲酸0.89無色紫紅(7)樣品中Na2S2O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(雜質(zhì)不參與反應(yīng),計(jì)算結(jié)果精確到0.1%)。

4.(2023·山東聊城二模)氧釩(Ⅳ)堿式碳酸銨晶體{(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O}是制備多種含釩產(chǎn)品和催化劑的基礎(chǔ)原料和前驅(qū)體。已知:①氧釩(Ⅳ)堿式碳酸銨晶體呈紫紅色,難溶于水和乙醇;②VO2+有較強(qiáng)還原性,易被氧化。實(shí)驗(yàn)室以V2O5為原料制備該晶體的流程如圖:請(qǐng)回答下列問題:(1)“浸漬”時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(2)“轉(zhuǎn)化”時(shí)需要在CO2氛圍中進(jìn)行的原因是。

(3)“轉(zhuǎn)化”可在下圖裝置中進(jìn)行:①上述裝置連接的合理順序?yàn)閑→(按氣流方向,用小寫字母表示)。

②寫出裝置D中生成氧釩(Ⅳ)堿式碳酸銨晶體的化學(xué)方程式:

。

(4)“抽濾”裝置如圖所示,抽濾原理是。

(5)“洗滌”時(shí)用飽和NH4HCO3溶液洗滌晶體,檢驗(yàn)晶體已洗滌干凈的操作是。

(6)為測(cè)定粗產(chǎn)品中釩元素的含量,稱取1.0g粗產(chǎn)品于錐形瓶中,用20mL蒸餾水與30mL稀硫酸溶解后加入0.01mol·L-1KMnO4溶液至稍過量,充分反應(yīng)后繼續(xù)滴加2%的NaNO2溶液至稍過量,再用尿素除去過量的NaNO2,滴入幾滴鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]溶液,最后用0.2mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,滴定終點(diǎn)消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為20.00mL。(已知粗產(chǎn)品中雜質(zhì)不含釩,也不參與反應(yīng);滴定反應(yīng)為VO2++Fe2++H+VO2++Fe3++H2①滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為。

②粗產(chǎn)品中釩元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為%。

5.(2023·廣東六校聯(lián)盟聯(lián)考)某實(shí)驗(yàn)小組探究淺黃色草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)分解產(chǎn)物的裝置如圖所示?；卮鹣铝袉栴}:(1)儀器M的名稱是。

(2)點(diǎn)燃酒精燈之前,先通入N2,其目的是。

(3)裝置C的作用是。

(4)如果實(shí)驗(yàn)中觀察到C、H變渾濁,E不變渾濁,可以得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:A裝置中分解的氣體產(chǎn)物一定有(填化學(xué)式)。

(5)在300℃、500℃下進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),A裝置中分別得到甲、乙兩種黑色粉末,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并觀察到現(xiàn)象如下:實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象①用強(qiáng)磁鐵接近甲,無明顯現(xiàn)象;將黑色粉末溶于稀硫酸,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀②用強(qiáng)磁鐵接近乙,吸起部分粉末,將吸起來的粉末投入鹽酸中,產(chǎn)生氣泡;將剩余黑色粉末溶于稀硫酸,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)①產(chǎn)生藍(lán)色沉淀的離子方程式為。乙中的成分可能為(填化學(xué)式)。

(6)測(cè)定草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)純度。準(zhǔn)確稱取Wg樣品于錐形瓶,加入適量的稀硫酸,用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至終點(diǎn),消耗bmLKMnO4溶液。滴定反應(yīng):FeC2O4+MnO4-+H+Fe3++CO2+Mn2++H2O(未配平)。該樣品純度為%。若滴定管沒有用待裝液潤(rùn)洗,測(cè)得結(jié)果(填“偏高”“偏低”或“無影響”大題突破練(三)化學(xué)反應(yīng)原理綜合題

1.(2023·山東聊城三模)我國(guó)提出2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和,降低大氣中CO2含量是當(dāng)今世界重要科研課題之一,以CO2為原料制備甲烷、甲醇等能源物質(zhì)具有較好的發(fā)展前景?；卮鹣铝袉栴}:(1)CO2在固體催化表面加氫合成甲烷過程中發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng):主反應(yīng):CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH1=-156.9kJ·mol-1副反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.1kJ·mol-1①已知2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH3=-395.6kJ·mol-1,則CH4燃燒的熱化學(xué)方程式CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=。

②500℃時(shí),向1L恒容密閉容器中充入4molCO2和12molH2,主、副反應(yīng)都達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),測(cè)得α(CO2)=87.5%,副反應(yīng)的平衡常數(shù)K副=12,主反應(yīng)的平衡常數(shù)K主=,平衡時(shí)CH4選擇性=(CH4選擇性=CH4(2)某研究小組采用雙合金團(tuán)簇催化甲烷干法重整法(DRM)取得了良好的效果。通過大量的研究Pt12Ni、Sn12Ni、Cu12Ni三種雙金屬合金團(tuán)簇可用于催化DRM反應(yīng),在催化劑表面涉及多個(gè)基元反應(yīng),分別為過程1:甲烷逐步脫氫,過程2:CO2的活化(包括直接活化和氫誘導(dǎo)活化),過程3:C*和CH*的氧化,過程4:擴(kuò)散吸附反應(yīng)。其反應(yīng)機(jī)理如圖所示。則過程3的最終產(chǎn)物為,過程4發(fā)生擴(kuò)散吸附反應(yīng)的微粒為。

(3)光催化CO2制甲醇技術(shù)也是研究熱點(diǎn)。銅基納米光催化材料還原CO2的機(jī)理為光照時(shí),低能價(jià)帶失去電子并產(chǎn)生空穴(h+,具有強(qiáng)氧化性)。光催化原理與電解原理類似,寫出高能導(dǎo)帶的電極反應(yīng)式:。

2.(2023·陜西西安中學(xué)二模)可燃冰是一種高效清潔能源,中國(guó)已勘探的可燃冰儲(chǔ)量居世界第一,持續(xù)安全開采量創(chuàng)下了世界紀(jì)錄,有望2030年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化開采?？茖W(xué)家也對(duì)CH4進(jìn)行了重點(diǎn)研究。Ⅰ.CH4與CO2重整的工藝過程中涉及如下反應(yīng):反應(yīng)①:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH1=+247.4kJ·mol-1反應(yīng)②:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2反應(yīng)③:CH4(g)+12O2(g)CO(g)+2H2(g)ΔH3=-35.6kJ·mol-1(1)已知:反應(yīng)④12O2(g)+H2(g)H2O(g)ΔH4=-241.8kJ·mol-1,則ΔH2=kJ·mol-1。

(2)一定條件下,向容積為VL的密閉容器中通入CH4、CO2各1.0mol及少量O2,測(cè)得不同溫度下反應(yīng)平衡時(shí)各產(chǎn)物產(chǎn)量如圖所示。①圖中a和c分別代表產(chǎn)生和。由圖中信息判斷900K后產(chǎn)生H2O的主要反應(yīng)并說明理由

。

②1100K平衡時(shí),CH4與CO2的轉(zhuǎn)化率分別為95%和90%,體系內(nèi)剩余nmolO2,反應(yīng)③的平衡常數(shù)K=(寫出計(jì)算式)。

③密閉恒容條件下,反應(yīng)②達(dá)到平衡的標(biāo)志是(填字母)。

A.每消耗1molCO2的同時(shí)消耗1molH2B.CO的分壓不再發(fā)生變化C.氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不再發(fā)生變化D.氣體密度不再發(fā)生變化E.c(Ⅱ.將CH4與一種產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體利用電解裝置進(jìn)行耦合轉(zhuǎn)化,原理示意如圖。(3)電池工作時(shí),O2-向電極移動(dòng)。

(4)若消耗CH4和產(chǎn)生溫室效應(yīng)氣體的體積比為3∶2,則生成乙烷和乙烯的體積比為。

3.(2023·湖南雅禮中學(xué)三模)甲醇是重要的化工原料,合成甲醇和利用甲醇的研究和探索,在國(guó)際上一直受到重視。工業(yè)上常利用CO2和H2為原料合成甲醇,再利用甲醇生產(chǎn)丙烯。回答下列問題:(1)①常溫下,H2和甲醇的燃燒熱分別為285.8kJ·mol-1和726.4kJ·mol-1,1mol甲醇汽化需要吸收82.0kJ的熱量,則CO2和H2在Cu/ZnO催化作用下合成氣態(tài)甲醇的熱化學(xué)方程式為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l)ΔH=kJ·mol-1;

②上述反應(yīng)分兩步進(jìn)行:第一步(寫化學(xué)方程式)ΔH>0

第二步Cu/Zn*+2H2+CO2Cu/ZnO*+CH3OHΔH<0③第二步反應(yīng)幾乎不影響總反應(yīng)達(dá)到平衡所用的時(shí)間,由此推知以下能正確表示Cu/ZnO催化CO2和H2合成甲醇反應(yīng)過程的示意圖為(填字母)。

(2)工業(yè)上用CO2和H2催化合成甲醇存在如下反應(yīng):主反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0副反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH>0一定條件下,在裝有催化劑的密閉容器中投入amolCO2和3amolH2,發(fā)生上述合成反應(yīng)。①在相同時(shí)間內(nèi),測(cè)得甲醇產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如圖所示。圖中490K之后,甲醇的產(chǎn)率隨溫度的升高而減小的原因可能是。

②某溫度下,達(dá)平衡時(shí)容器中CH3OH的物質(zhì)的量為cmol,CO的物質(zhì)的量為dmol。則此條件下CO2的轉(zhuǎn)化率為(列式表示,下同);此條件下副反應(yīng)的平衡常數(shù)為。

③關(guān)于主反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0,已知該反應(yīng)的v(正)=k正·c(CO2)·c3(H2),v(逆)=k逆·c(CH3OH)·c(H2O)(k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù))。該反應(yīng)的lg1k正、lg1k逆隨溫度變化的曲線如圖所示,則4.(2023·山東臨沂二模)丙烯是一種重要的化工原料,可以在催化劑作用下,由丙烷直接脫氫或氧化脫氫制備。反應(yīng)Ⅰ:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)ΔH1>0反應(yīng)Ⅱ:2C3H8(g)+O2(g)2C3H6(g)+2H2O(g)ΔH2回答下列問題:(1)對(duì)于反應(yīng)Ⅰ,在一定溫度下,保持壓強(qiáng)為100kPa,向密閉容器中通入C3H8和Ar的混合氣,按n(C3H8)∶n(Ar)為4∶1、1∶1、1∶4投料,測(cè)得C3H8轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化如下圖所示。①充入Ar的目的是。

②0~6s內(nèi),曲線(填“a”“b”或“c”)對(duì)應(yīng)的平均反應(yīng)速率最快。

③曲線a中0~3s內(nèi),C3H8分壓的平均變化率為kPa·s-1(保留兩位有效數(shù)字)。

(2)在T1、T2(T2>T1)溫度下,將2molC3H8(g)和1molO2(g)充入恒容的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ。測(cè)得C3H8的轉(zhuǎn)化率及體系內(nèi)壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化關(guān)系如下圖所示(忽略溫度對(duì)催化劑活性的影響)。①T1時(shí),O2的平衡轉(zhuǎn)化率是。

②T2時(shí),反應(yīng)Ⅰ以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的平衡常數(shù)Ka=。

③ΔH2(填“>”或“<”)0,理由是

。

(3)恒溫剛性密閉容器中通入氣體分壓比為p(C3H8)∶p(O2)∶p(Ar)=2∶13∶85的混合氣體,在一定條件下只發(fā)生如下反應(yīng)(k、k'為速率常數(shù)):反應(yīng)Ⅱ:2C3H8(g)+O2(g)2C3H6(g)+2H2O(g)k反應(yīng)Ⅲ:2C3H6(g)+9O2(g)6CO2(g)+6H2O(g)k'實(shí)驗(yàn)測(cè)得丙烯的凈生成速率方程為v(C3H6)=kp(C3H8)-k'p(C3H6),可推測(cè)丙烯的濃度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)為,理由是

。

5.(2023·湖北十堰二模)氮及其化合物一直為環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。(1)廢水中的NH3可通過硝化作用消除,已知:NH3(g)+32O2(g)NO2-(aq)+H+(aq)+HΔH=-273.5kJ·mol-1NO2-(aq)+12O2(g)NO3-(aq)ΔH=-73.則NH3通過硝化作用轉(zhuǎn)化為NO3-的熱化學(xué)方程式為(2)某科研小組設(shè)計(jì)雙陰極微生物燃料電池進(jìn)行同步硝化和反硝化脫氮研究,如圖所示,“厭氧陽極”的電極反應(yīng)方程式為,若“好氧陰極”1molNH4+完全硝化生成NO3-,此時(shí)向該電極輸送電子的物質(zhì)的量為4mol,則“好氧陰極”區(qū)消耗的O(3)汽車尾氣中的CO、NO等氣體可在催化劑表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)進(jìn)行消除,主要原理如下:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH<0,某小組模擬該反應(yīng),在1L恒容密閉容器內(nèi)將氣體總物質(zhì)的量為6mol的CO和NO以不同的物質(zhì)的量比n(CO①平衡時(shí)某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與物質(zhì)的量比及溫度的關(guān)系如圖,縱坐標(biāo)表示的轉(zhuǎn)化率,T1和T2關(guān)系為T1(填“>”“<”或“=”)T2,圖中A、B、C三點(diǎn)對(duì)應(yīng)反應(yīng)速率v(NO)正最大的是點(diǎn)。

②若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行,下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是。

③已知:壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp含義為在平衡體系中用氣體物質(zhì)的分壓(pⅰ=p總×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))代替濃度,計(jì)算得到的平衡常數(shù)。若容器內(nèi)起始?jí)簭?qiáng)為p0,則C點(diǎn)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)。

6.(2023·湖北教研聯(lián)盟聯(lián)考)將CO2轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳酸酯CH3OCOOCH3(g)(DMC),可有效減少碳排放。CO2轉(zhuǎn)化為DMC的總反應(yīng)為3CO2(g)+6H2(g)CH3OCOOCH3(g)+3H2O(g)K總,可通過Ⅰ、Ⅱ兩步反應(yīng)完成:Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)K1Ⅱ.CO2(g)+2CH3OH(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)K2請(qǐng)回答下列問題:(1)有機(jī)碳酸酯CH3OCOOCH3中碳原子的雜化方式為,1molCH3OH中含有的σ鍵數(shù)目為NA。

(2)反應(yīng)Ⅱ的反應(yīng)機(jī)理如圖1所示,其中催化劑參與催化循環(huán)和脫水循環(huán)。圖1①該反應(yīng)的催化劑是,該物質(zhì)還有另一個(gè)作用——提高DMC的平衡產(chǎn)率,結(jié)合反應(yīng)機(jī)理圖分析其中的原因:。

②將物質(zhì)的量之比為1∶2的CO2和CH3OH的混合氣體以相同流速通過兩種不同的催化劑a、b,僅發(fā)生反應(yīng)Ⅱ。相同時(shí)間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率如圖2所示。圖2圖3M點(diǎn)(填“是”或“不是”)對(duì)應(yīng)溫度下的CO2的平衡轉(zhuǎn)化率,原因是。

(3)一定溫度范圍內(nèi)lgK-T的線性關(guān)系如圖3。①對(duì)于反應(yīng)Ⅱ,活化能E正(填“>”或“<”)E逆。

②K總=K2時(shí),該溫度下K1=。某溫度下,在5L恒容密閉容器中充入5molCO2和10molH2,發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ,反應(yīng)經(jīng)10min達(dá)到平衡,此時(shí)n(CH3OCOOCH3)=1mol,n(CH3OH)=1mol,則K2=。

7.(2023·山西大同二模)隨著時(shí)代的進(jìn)步,人類對(duì)能源的需求量與日俱增,我國(guó)全球首套焦?fàn)t氣化學(xué)合成法生產(chǎn)無水乙醇的工業(yè)示范項(xiàng)目打通全流程,項(xiàng)目投產(chǎn)成功。(1)3CO(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代數(shù)式表示)。

已知:ⅰ.2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH1ⅱ.CH3OCH3(g)+CO(g)CH3COOCH3(g)ΔH2ⅲ.CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)ΔH3在恒溫恒容密閉容器中充入3molCO(g)和7molH2(g)僅發(fā)生反應(yīng)3CO(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g),下列敘述正確的是(填字母)。

A.混合氣體總壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)B.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),CH3CH2OH體積分?jǐn)?shù)可能為25%C.反應(yīng)達(dá)到平衡后,再充入少量CO,CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大D.反應(yīng)達(dá)到平衡后,再加入高效催化劑,乙醇產(chǎn)率保持不變(2)醋酸酯加氫制乙醇是一個(gè)乙酰基產(chǎn)物制備乙醇的路線。①醋酸酯加氫的催化效能如表所示:實(shí)驗(yàn)組催化劑原料反應(yīng)條件反應(yīng)性能溫度壓力轉(zhuǎn)化率/%選擇性/%1Cu/SiO2醋酸甲酯1902896.199.02Cu-Cr醋酸乙酯2502.8接近完全93.83Cu/ZnO醋酸乙酯18515699.04Cu/SiO2醋酸乙酯2804.094.696.6上述實(shí)驗(yàn)中,催化效能最好的為實(shí)驗(yàn)(填序號(hào)),與之對(duì)比,實(shí)驗(yàn)3中,醋酸酯平衡轉(zhuǎn)化率較低的主要原因可能是(從表中所給條件的角度分析)。

②醋酸甲酯加氫歷程一般認(rèn)為可分為如下步驟(*代表催化劑位點(diǎn),已知:CH3CO*+H·CH3CHO):a.CH3COOCH3CH3CO·+CH3O·b.CH3CO·+*CH3CO*(慢)c.CH3O·+*CH3O*(快)d.CH3CO*+3H·CH3CH2OHe.CH3O*+H·CH3OH……其中,在b和c的步驟中,活化能較小的是(填標(biāo)號(hào),下同),控制總反應(yīng)速率的步驟是,分析上述步驟,副產(chǎn)物除CH3OH外,還可能有(寫一種即可)。

(3)甲醇也是新能源的重要組成部分。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的反應(yīng)如下:ⅳ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH4<0ⅴ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH5>0ⅵ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH6<0在不同壓強(qiáng)下、按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3進(jìn)行投料,在容器中發(fā)生上述3個(gè)反應(yīng),平衡時(shí),CO和CH3OH在含碳產(chǎn)物(即CH3OH和CO)中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)及CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖,壓強(qiáng)p1、p2、p3由大到小的順序?yàn)?曲線(填“m”或“n”)代表CH3OH在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),在T1℃下,壓強(qiáng)為p3時(shí),反應(yīng)ⅴ的濃度平衡常數(shù)Kc=(填含α的表達(dá)式)。

大題突破練(四)有機(jī)合成與推斷綜合題

1.(2023·山東青島三模)洛索洛芬鈉(J,C15H17O3Na·2H2O)用于治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、肩周炎等,可緩解各種疼痛,也可用于退熱消炎。其一種合成路線如圖所示:已知:①;②。其中R1、R2、R3、R4=H或烷基。回答下列問題:(1)I所含官能團(tuán)的名稱為;B→C的反應(yīng)類型為。

(2)C→D反應(yīng)的化學(xué)方程式為;F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

(3)有機(jī)物K為A的同系物且碳原子數(shù)比A少1,滿足下列條件的K的同分異構(gòu)體有種(不考慮立體異構(gòu));

a.含有2個(gè)—CH3;b.具有酸性,且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)和水解反應(yīng)其中核磁共振氫譜圖中有4組峰,面積比為1∶1∶4∶6的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

(4)根據(jù)上述信息,寫出以甲苯、為主要原料制備的合成路線(無機(jī)試劑任選)。2.(2023·江蘇南通二模)有機(jī)物R是一種手性催化劑,在藥物合成中具有重要作用,其合成路線如下:已知:R—NH2+。回答下列問題:(1)A的化學(xué)名稱為;G中含氧官能團(tuán)的名稱為。G→H的反應(yīng)類型為。

(2)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。設(shè)計(jì)反應(yīng)①、②的目的是。

(3)B→C的化學(xué)方程式為。

(4)R中含有個(gè)手性碳原子(連有4個(gè)不同原子或原子團(tuán))。

(5)寫出兩種符合下列條件C的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:。

①能發(fā)生銀鏡反應(yīng)②核磁共振氫譜中有3組吸收峰,且面積之比為2∶1∶1③不存在結(jié)構(gòu)(6)以乙二醇和對(duì)苯二胺()為原料,設(shè)計(jì)制備()的合成路線(其他無機(jī)試劑任選)。3.(2023·河北滄州二模)布洛芬具有消炎、止痛、解熱的作用。以有機(jī)物A為原料制備布洛芬的一種合成路線如圖所示?；卮鹣铝袉栴}:已知:++H2O+CH3CHO(1)C中官能團(tuán)的名稱是,D的名稱是。

(2)B→C的反應(yīng)類型是。

(3)下列有關(guān)布洛芬的敘述正確的是(填字母)。

a.能發(fā)生取代反應(yīng),不能發(fā)生加成反應(yīng)b.1mol該物質(zhì)與足量碳酸氫鈉反應(yīng)理論上可生成44gCO2c.布洛芬分子中最多有11個(gè)碳原子共平面d.1mol布洛芬分子中含有手性碳原子物質(zhì)的量為2mol(4)滿足下列條件的布洛芬的同分異構(gòu)體有種,寫出其中能發(fā)生銀鏡反應(yīng)且核磁共振氫譜峰面積比為12∶2∶2∶1∶1的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:。(寫一種即可)

①苯環(huán)上有三個(gè)取代基,苯環(huán)上的一氯代物有兩種②能發(fā)生水解反應(yīng),且水解產(chǎn)物之一能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)(5)緩釋布洛芬能緩慢水解釋放出布洛芬,請(qǐng)將下列方程式補(bǔ)充完整。+2nH2O。

4.(2023·山東泰安二模)升壓藥物鹽酸米多君(TM)及其關(guān)鍵中間體B的合成路線(部分條件略去)如圖所示:回答下列問題:(1)TM分子中含氧官能團(tuán)名稱是。

(2)物質(zhì)B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。上述合成路線中屬于加成反應(yīng)的是(填序號(hào))。

(3)反應(yīng)①的原子利用率為100%,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(4)符合下列條件的A的同分異構(gòu)體有種(不考慮立體異構(gòu))。

①含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)②1mol該物質(zhì)分別與足量NaHCO3溶液、金屬鈉反應(yīng)生成1molCO2、1molH2③含有不對(duì)稱碳原子寫出其中苯環(huán)上僅有一個(gè)支鏈且核磁共振氫譜中有6組峰的分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

(5)已知:NH2CH2CH2OH+ClCOCH2Cl。根據(jù)上述合成路線和相關(guān)信息,設(shè)計(jì)以和流程中相關(guān)試劑為原料制備的“綠色化學(xué)”合成路線(其他試劑任選)。5.(2023·湖北重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)氟唑菌酰羥胺是新一代琥珀酸脫氫酶抑制劑類殺菌劑,合成路線如下:已知:ⅰ.+R3—NH2。(1)A能與Na2CO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2。A的官能團(tuán)有。

(2)A的某種同分異構(gòu)體與A含有相同官能團(tuán),其核磁共振氫譜也有兩組峰,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

(3)B→D的化學(xué)方程式是

。

(4)G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

(5)推測(cè)J→K的過程中,反應(yīng)物NaBH3CN的作用是。

(6)可通過如下路線合成:已知:ⅱ.R—O—R'+H2OROH+R'OH;ⅲ.。①反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為。

②M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

③設(shè)計(jì)步驟Ⅰ和Ⅳ的目的是。

6.(2023·湖北大學(xué)附中二模)黃烷酮作為一類重要的天然物質(zhì),其大部分具有廣泛的生理和藥理活性。其中一種新型的黃烷酮類化合物(H)的合成路線如圖所示。回答下列問題:(1)A→B的反應(yīng)類型為。

(2)中官能團(tuán)名稱為。

(3)步驟②③的作用為。

(4)B→C的反應(yīng)中B的2位羥基未被取代的原因是。

(5)D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

(6)已知G和H互為同分異構(gòu)體,且結(jié)構(gòu)內(nèi)含有兩個(gè)六元環(huán),則G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

大題突破練(五)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題

1.(2023·山東聊城二模)金屬及其化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問題:(1)與Fe最外層電子數(shù)相同且同周期的過渡元素有種。

(2)次磷酸的正鹽KH2PO2中P的雜化軌道與O的軌道形成σ鍵。

(3)Zn、Fe、Cu等過渡金屬的原子或離子易通過配位鍵形成配合物或配離子。①和中所有原子均共面,其中氮原子較易形成配位鍵的是。

②配位原子提供孤電子對(duì)的能力與元素的電負(fù)性大小有關(guān),元素電負(fù)性越大,其原子越不容易提供孤電子對(duì),則對(duì)于配合物Fe(SCN)3,配體SCN-中提供孤電子對(duì)的原子是(填元素符號(hào))。

③將含有未成對(duì)電子的物質(zhì)置于外磁場(chǎng)中,會(huì)使磁場(chǎng)強(qiáng)度增大,稱其為順磁性物質(zhì),下列物質(zhì)中,屬于順磁性物質(zhì)的是(填字母)。

A.[Cu(NH3)2]ClB.[Cu(NH3)4]SO4C.[Zn(NH3)4]SO4D.[Cr(H2O)5Cl]Cl2(4)硫化鋅(ZnS)晶體屬于六方晶系,Zn原子位于4個(gè)S原子形成的正四面體空隙中。晶胞參數(shù)如圖所示α=120°,β=γ=90°。①該晶體中,鋅的配位數(shù)為。

②已知空間利用率η=晶胞中含有原子的體積晶胞的體積×100%,設(shè)鋅和硫的原子半徑分別為r1cm和r2cm,則該晶體的空間利用率為③以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱為原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。若A點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,0),則B點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為。

2.(2023·山東菏澤二模)儲(chǔ)氫材料是一類能可逆地吸收和釋放氫氣的材料?；卮鹣铝袉栴}:(1)多相R-Mg-Ni系儲(chǔ)氫合金是新型儲(chǔ)氫材料?；鶓B(tài)Ni原子中自旋狀態(tài)相反的兩種電子的個(gè)數(shù)比為。

(2)四氫鋁鋰(LiAlH4)是一種重要的儲(chǔ)氫載體,AlH4-的空間結(jié)構(gòu)為;Li、Al、H的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?3)氨硼烷(NH3BH3)是目前最具潛力的儲(chǔ)氫材料之一,在四氫呋喃()作溶劑的條件下可合成氨硼烷:BH3+NH3NH3BH3。①NH3BH3中B的雜化軌道類型為,H—N—H鍵角:NH3(填“>”“<”或“=”)NH3BH3,原因是。

②常溫下,四氫呋喃易溶于水,環(huán)戊烷難溶于水,其原因可能是;呋喃()與氫氣加成得到四氫呋喃,已知呋喃是一種具有芳香性的平面分子,分子中含有大π鍵,該大π鍵可表示為(分子中的大π鍵可用符號(hào)Πmn表示,其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù),n代表參與形成大π(4)一種由Mg和過渡金屬M(fèi)組成的二元儲(chǔ)氫材料屬立方晶系,晶胞中Mg和M的原子個(gè)數(shù)比為2∶1,且距離Mg最近的M形成的幾何圖形為正四面體;晶胞在xy、xz和yz平面投影如圖所示。①M(fèi)原子處于晶胞的位置為。

②該儲(chǔ)氫材料的立方晶胞中,晶胞參數(shù)為apm,Mg和M的原子半徑分別為r1pm和r2pm,則Mg和M原子的空間占有率為。

3.(2023·山東泰安二模)快離子導(dǎo)體是一類具有優(yōu)良導(dǎo)電能力的固體電解質(zhì)。圖1(Li3SBF4)和圖2是潛在的快離子導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)示意圖?；卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)S原子的價(jià)電子排布式為。

(2)第二周期元素中第一電離能介于B和F之間的元素有種。

(3)圖1所示晶體中,每個(gè)Li+與個(gè)呈四面體結(jié)構(gòu)的離子相鄰。

(4)當(dāng)圖2方格內(nèi)填入Na+時(shí),恰好構(gòu)成氯化鈉晶胞的18,且氯化鈉晶胞參數(shù)a=564pm。氯化鈉晶體中,Na+填充在氯離子形成的空隙中,每一個(gè)空隙由個(gè)Cl-構(gòu)成,空隙的空間形狀為(5)溫度升高時(shí),NaCl晶體出現(xiàn)缺陷,晶體的導(dǎo)電性增強(qiáng)。該晶體導(dǎo)電時(shí),③遷移的途徑有兩條:途徑1:在平面內(nèi)擠過2、3號(hào)氯離子之間的狹縫(距離為x)遷移到空位。途徑2:擠過由1、2、3號(hào)氯離子形成的三角形通道(如圖3,小圓的半徑為y)遷移到空位。已知:r(Na+)=95pm,r(Cl-)=185pm,2=1.4,3=1.7。圖3①x=,y=。(保留一位小數(shù))

②遷移可能性更大的途徑是(填“途徑1”或“途徑2”)。

4.(2023·山東濰坊二模)設(shè)計(jì)新型的CuAs基化合物并探索其中可能存在的超導(dǎo)物性,是超導(dǎo)領(lǐng)域的前沿科學(xué)問題之一。一種新型CuAs基超導(dǎo)體系的四方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。回答下列問題:(1)基態(tài)As的價(jià)電子軌道表示式為,Ge、As、Se元素第一電離能由大到小的順序是。

(2)AsH3的沸點(diǎn)為-62℃,GeH4的沸點(diǎn)為-90℃,AsH3的沸點(diǎn)比GeH4高的主要原因是。

(3)CuCl可以吸收CO形成一種含水雙核平面配合物,1mol該配合物中配位鍵的數(shù)目為NA,下列對(duì)配合物中Cu原子雜化方式推斷合理的是(填字母)。

A.dsp3 B.sp2C.sp3 D.dsp2(4)新型CuAs基超導(dǎo)體系晶體(摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1)的化學(xué)式為,晶胞中原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)不同的氧原子有個(gè)。晶胞參數(shù)為anm和cnm,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則新型CuAs基超導(dǎo)體系晶體的密度為g·cm-3(用代數(shù)式表示)。

5.(2023·山東平度二模)鋰離子電池是近年來的研究熱點(diǎn),常見的鋰離子聚合物電池材料有石墨、LiAsF6、LiPF6、LiMn2O4等。回答下列問題:(1)As的最高能級(jí)組的電子排布式為,Li、O、P、As四種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?填元素符號(hào))。

(2)LiPF6的陰離子的空間結(jié)構(gòu)為。

(3)一種類石墨的聚合物g—C3N4可由三聚氰胺()制得。三聚氰胺分子中氮原子雜化類型是;三聚氰胺分子不溶于冷水,溶于熱水,主要原因是。

(4)尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2O4是一種常用的正極材料。已知一種LiMn2O4晶胞可看成由A、B單元按Ⅲ方式交替排布構(gòu)成,“”表示O2-。①“”表示的微粒是(填元素符號(hào))。

②若該晶胞的晶胞參數(shù)為apm,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,該晶體的密度為g·cm-3(列出計(jì)算表達(dá)式,不必化簡(jiǎn))。

6.(2023·山東濟(jì)南一模)研究壓電材料對(duì)于自動(dòng)化技術(shù)具有重要意義。一種有機(jī)-無機(jī)復(fù)合壓電材料TMCM-MnCl3的單斜晶體結(jié)構(gòu)沿晶軸方向投影如圖所示(H原子未畫出),晶胞內(nèi)總共含有84個(gè)原子。晶胞參數(shù)為a≠b≠c,α=γ=90°,β=94.838°。回答下列問題:圖甲圖乙(1)基態(tài)Mn原子的價(jià)電子軌道表示式為,在元素周期表中位置為。

(2)1molTMCM-MnCl3晶胞中含有Cl原子mol,含有sp3雜化的中心原子mol;該晶體中提供電子對(duì)形成配位鍵的原子是。

(3)TMCM性質(zhì)活潑,一定條件下可分解生成三甲胺[N(CH3)3],N(CH3)3中N原子的價(jià)層電子對(duì)構(gòu)型為;NCl3的沸點(diǎn)高于N(CH3)3,主要原因是

。

參考答案大題突破練(一)化學(xué)工藝流程題1.答案(1)使氣、固反應(yīng)物充分接觸,加快反應(yīng)速率,使反應(yīng)充分進(jìn)行1∶1(2)蒸餾防止生成CO等有毒氣體BaS易被氧氣氧化生成有毒氣體SO2(3)①2.7Ba2++TiO(C2O4)22-+4H2OBaTiO(C2O4)2·4H2O↓②NH(4)5.0×10-9mol2·L-2解析(1)沸騰氯化時(shí)氣體與礦料逆流而行,目的是增大氣流與礦料接觸面積,提高化學(xué)反應(yīng)速率;若沸騰氯化時(shí)生成TiCl4的反應(yīng)中氧化產(chǎn)物為CO,由得失電子守恒、原子守恒得反應(yīng)為2Cl2+2C+TiO2TiCl4+2CO,則氧化劑Cl2和還原劑C的物質(zhì)的量之比為1∶1。(2)由已知①可知,各物質(zhì)沸點(diǎn)不同,故除硅、鋁過程中,分離TiCl4中所含Si、Al雜質(zhì)的方法是蒸餾;高溫還原時(shí)發(fā)生反應(yīng)BaSO4+2C2CO2↑+BaS,當(dāng)n(BaSO4)∶n(C)>1∶2時(shí),則C不會(huì)剩下,即C不會(huì)與CO2反應(yīng)生成CO。(4)340mL3.0mol·L-1Na2CO3溶液中n(CO32-)=0.34L×3.0mol·L-1=1.02mol,4.66gBaSO4中n(Ba2+)=n(SO42-)=n(BaSO4)=4.66g233g·mol-1=0.02mol,故生成BaCO3的物質(zhì)的量為n(BaCO3)=0.02mol,剩余n(CO32-)=1.02mol-0.02mol=1mol,反應(yīng)BaSO4(s)+CO322.答案(1)加快反應(yīng)速率(2)S(3)將Fe2+氧化為Fe3+4.9(4)MnF2(s)+Mg2+(aq)MgF2(s)+Mn2+(aq)(5)MnSO4+NH4HCO3+NH3·H2OMnCO3↓+(NH4)2SO4+H2O解析(3)工序2中加入H2O2的目的是將Fe2+氧化為Fe3+,再加入氨水生成Fe(OH)3、Al(OH)3。由Ksp[Fe(OH)3]=10-38.6<Ksp[Al(OH)3]=10-32.3可知,pH最小應(yīng)達(dá)到使Al3+沉淀完全,此時(shí)Fe3+已沉淀完全,即c(OH-)=310-32.310-5mol·L-1=10-9.1mol·L-1,則c(H+)=KWc(OH-)=10(4)工序3中加入MnF2,MnF2(s)Mn2+(aq)+2F-(aq)產(chǎn)生的F-與Mg2+反應(yīng)生成MgF2沉淀,即發(fā)生反應(yīng)MnF2(s)+Mg2+(aq)MgF2(s)+Mn2+(aq)。3.答案(1)4Fe(CrO2)2+10Na2CO3+7O28Na2CrO4+4NaFeO2+10CO2(2)FeO2-+2H2OFe(OH)3↓+OH(3)4.5~9.3H2SiO3、Al(OH)3(4)2CrO42-+2CH3COOHCr2O72-+2CH3(5)重結(jié)晶(6)a4.答案(1)CuSO4、Al2(SO4)3增大氧氣的濃度或適當(dāng)提高煅燒的溫度、攪拌、加壓等(2)1∶3PbO2+2OH-PbO32-+H(3)滴入最后半滴KSCN標(biāo)準(zhǔn)液后,溶液無色變?yōu)榧t色,且半分鐘內(nèi)不褪色堿式(4)AC解析(1)濾液a中溶質(zhì)的主要成分為CuSO4、Al2(SO4)3;為縮短煅燒時(shí)間,可采取的措施是增大氧氣的濃度或適當(dāng)提高煅燒的溫度、攪拌、加壓等。(2)生成濾液e中主要成分的反應(yīng)為銀單質(zhì)和硝酸生成硝酸銀和一氧化氮?dú)怏w,3Ag+4HNO33AgNO3+NO↑+2H2O,4分子硝酸中有1分子表現(xiàn)氧化性被還原為NO,故表現(xiàn)氧化性與表現(xiàn)酸性的硝酸物質(zhì)的量之比為1∶3;PbO2兩性偏酸性,與強(qiáng)堿共熱可得鉛酸鹽,則PbO2與NaOH反應(yīng)生成PbO32-和水,離子方程式為PbO2+2OH-PbO32-(4)氯化銀溶于氨水形成配離子[Ag(NH3)2]+、氯離子和水,離子方程式為AgCl+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O,A正確;配制EDTA-2Na標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),未冷卻即轉(zhuǎn)移至容量瓶中進(jìn)行定容,導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度偏大,使得標(biāo)準(zhǔn)溶液用量偏小,導(dǎo)致所測(cè)Ag+濃度偏小,B錯(cuò)誤;待測(cè)液中加入氯化鈉,過濾后未洗滌沉淀時(shí)使用的燒杯,造成銀離子損失,導(dǎo)致所測(cè)Ag+濃度偏小,C正確。5.答案(1)3d54s2(2)1∶3(3)C6H12O6+24H++12MnO212Mn2++6CO2↑+18H2O(4)少量多次加入葡萄糖(5)醋酸(CH3COOH)向漏斗中加入乙醇至浸沒MnSO4·H2O晶體(或沉淀),待乙醇自然流下,重復(fù)2~3次(6)5.87×10-10該沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)能徹底進(jìn)行,因?yàn)樵摮恋磙D(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=Ksp(PbSO4)Ksp(PbCO3解析(6)飽和硫酸鉛溶液中c(Pb2+)=1.6×10-4mol·L-1,則要生成碳酸鉛沉淀,Na2CO3溶液的最小濃度為7.4×10-141.6×10-4mol·L-1≈7.4×10-141.26×10-4mol·L-1≈5.87×10-10mol·6.答案(1)[Ar]3d14s2(2)7010(3)①TiO2++(x+1)H2OTiO2·xH2O+2H+②在生產(chǎn)中作綠色氧化劑,除去一些具有還原性的微?；驒z驗(yàn)一些還原性的微粒;在生活中可以用稀釋的H2O2水溶液作耳道清洗劑③引入“還原”是為了防止Fe3+在水解步驟消耗;氧化步驟目的是將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,便于制備聚合硫酸鐵鋁(4)ScF3(5)Al3++Fe3++2SO42-AlFe(OH)2(SO4)2+2CO2↑解析(2)根據(jù)圖示可知Fe3+、Sc3+浸出率在70℃時(shí)比較高,故酸浸的最佳浸出溫度為70℃;Fe3+、Sc3+浸出率在硫酸濃度為10mol·L-1時(shí)較高,故硫酸合適濃度是10mol·L-1。(4)c(F-)=10-4mol·L-1,則lgc(F-)=-4,在溶液pH=3時(shí),根據(jù)圖示可知Sc元素的存在形式主要是ScF3。(5)在“聚合”生成聚合硫酸鐵鋁AlFe(OH)2(SO4)2時(shí),同時(shí)產(chǎn)生氣體,根據(jù)元素守恒可知該氣體為CO2,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al3++Fe3++2SO42-+2HCO3-AlFe(OH)2(SO4)2大題突破練(二)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合題1.答案(1)打開K2,關(guān)閉K3(2)三頸燒瓶防止亞鐵離子被氧化且能抑制亞鐵離子水解減弱(3)FeSO4+2H2NCH2COOH+2NaOH(H2NCH2COO)2Fe+Na2SO4+2H2O(4)pH過高會(huì)生成Fe(OH)2,過低時(shí)c(H2NCH2COO-)很小,難以生成甘氨酸亞鐵(5)冰醋酸92.7%解析(1)打開K2,關(guān)閉K3,產(chǎn)生的H2可使裝置b中的壓強(qiáng)增大,將FeSO4溶液壓入三頸燒瓶中,與甘氨酸反應(yīng)。(2)儀器c的名稱是三頸燒瓶;檸檬酸酸性較強(qiáng),有強(qiáng)還原性,所以加入少量的檸檬酸,可以防止甘氨酸亞鐵被氧化,也可以調(diào)節(jié)溶液的pH,抑制亞鐵離子水解;甘氨酸亞鐵易溶于水,微溶于乙醇、冰醋酸,在冰醋酸中的溶解度大于在乙醇中的溶解度,反應(yīng)完成后,向c中反應(yīng)混合液中加入乙醇,生成白色沉淀,這說明溶液的極性減弱。(5)甘氨酸在冰醋酸中的溶解度大于在乙醇中的溶解度,甘氨酸亞鐵易溶于水,難溶于冰醋酸,所以先向稱取的粗產(chǎn)品加入冰醋酸,得到較純的甘氨酸亞鐵沉淀,再將其溶于水配成溶液,加入酸性高錳酸鉀溶液滴定,發(fā)生反應(yīng):18H++5RNH2+6MnO4-5RNO2+6Mn2++14H2O,5Fe2++MnO4-+8H+5Fe3++Mn2++4H2O,根據(jù)反應(yīng)得出關(guān)系式:(H2NCH2COO)2Fe~2.6KMnO4,則有n[(H2NCH2COO)2Fe]=12.6n(KMnO4)=12.6×0.1000mol·L-1×26.00×10-3L×10=0.01mol,m[(H2NCH2COO)2Fe]=0.01mol×204g·mol-1=2.04g,該樣品的純度為2.答案(1)C(2)恒壓滴液漏斗a→b→d→e→f(3)溫度過高,硫脲會(huì)部分發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)而生成硫氰化銨;溫度過低,反應(yīng)速度緩慢CaCN2+H2S+2H2OCS(NH2)2+Ca(OH)2(4)①-2②5CS(NH2)2+14MnO4-+32H+14Mn2++5CO2↑+5N2↑+5SO42-+26H2解析(3)若反應(yīng)溫度過高,硫脲會(huì)部分發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)而生成硫氰化銨;若反應(yīng)溫度過低,反應(yīng)速度緩慢,故裝置C中反應(yīng)溫度控制在80℃;裝置C中,將石灰氮(CaCN2)和水的混合物加熱至80℃時(shí),通入硫化氫氣體反應(yīng)可生成硫脲溶液和石灰乳,化學(xué)方程式為CaCN2+H2S+2H2OCS(NH2)2+Ca(OH)2。(4)③用cmol·L-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,滴定至終點(diǎn)時(shí)消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL,消耗KMnO4的物質(zhì)的量為cV×10-3mol,根據(jù)滴定反應(yīng)可知,mg產(chǎn)品中CS(NH2)2的物質(zhì)的量為cV×10-3mol×514×20=50cV7×10-3mol,則樣品中硫脲的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50cV73.答案(1)三頸燒瓶(2)防止倒吸(3)A(4)pH太小Na2S2O4不能穩(wěn)定存在(且不能使沉淀完全),pH太大Zn(OH)2會(huì)溶解,使得制備的Na2S2O4不純(5)2[Fe(CN)6]3-+S2O42-+4OH-2[Fe(CN)6]4-+2SO3(6)亞甲基藍(lán)(7)87.0%解析(4)步驟3需控制溶液的pH在8.2~10.5之間,其原因?yàn)閜H太小Na2S2O4不能穩(wěn)定存在(且不能使沉淀完全),pH太大Zn(OH)2會(huì)溶解,使得制備的Na2S2O4不純。(5)[Fe(CN)6]3-是一種比較弱的氧化劑,能將S2O42-氧化為SO32-,自身被還原為[Fe(CN)6]4-,結(jié)合氧化還原反應(yīng)及質(zhì)量守恒可知,滴定中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2[Fe(CN)6]3-+S2O42-+4OH-2[Fe(CN)6(6)本實(shí)驗(yàn)滴定突躍范圍為0.01~0.38V,根據(jù)表中信息,亞甲基藍(lán)的條件電位為0.36V,且由還原態(tài)到氧化態(tài)顏色由無色變?yōu)樗{(lán)色,故可選擇亞甲基藍(lán)為指示劑。(7)平行滴定三次,消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積分別為19.98mL、20.90mL、20.02mL,第二次誤差較大,舍去,則平均消耗體積為20.00mL,用0.10mol·L-1堿性K3[Fe(CN)6]標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,其物質(zhì)的量為0.10mol·L-1×20.00×10-3L=2.0×10-3mol,根據(jù)滴定反應(yīng)可知,2.0gNa2S2O4產(chǎn)品中Na2S2O4的物質(zhì)的量為12×2.0×10-3mol×250mL25.00mL=0.01mol,質(zhì)量為0.01mol×174g·mol-1=1.74g,故樣品中Na2S2O4.答案(1)2V2O5+N2H4·2HCl+6HCl4VOCl2+N2↑+6H2O(2)VO2+有較強(qiáng)還原性,防止被氧化(3)①abfgc(或abfgcd)②6VOCl2+6H2O+17NH4HCO3(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O↓+13CO2↑+12NH4Cl(4)水流造成裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小,使過濾速率加快(5)取少量最后一次洗滌液于試管中,滴加稀硝酸使溶液呈酸性,再滴加幾滴AgNO3溶液,若不產(chǎn)生白色沉淀,則證明沉淀洗滌干凈(6)①當(dāng)加入最后半滴標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生且半分鐘內(nèi)沉淀不溶解②20.4解析(1)V2O5中加入足量鹽酸酸化的N2H4·2HCl溶液,反應(yīng)生成VOCl2,同時(shí)生成氮?dú)?則該化學(xué)方程式為2V2O5+N2H4·2HCl+6HCl4VOCl2+N2↑+6H2O。(2)VO2+有較強(qiáng)還原性,易被氧化,在CO2氛圍中進(jìn)行,能有效地隔離氧氣,防止被氧化。(3)①轉(zhuǎn)化過程需在二氧化碳氛圍下反應(yīng),C為二氧化碳的發(fā)生裝置,A為二氧化碳的凈化裝置,B裝置可用于檢驗(yàn)裝置中的氧氣是否排凈,所以裝置的連接順序?yàn)閍bfgc(或abfgcd)。②裝置D中生成氧釩(Ⅳ)堿式碳酸銨晶體,其化學(xué)方程式為6VOCl2+6H2O+17NH4HCO3(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O↓+13CO2↑+12NH4Cl。(5)用飽和NH4HCO3溶液洗滌晶體,須檢驗(yàn)洗滌液中是否含有Cl-,故其操作為取少量最后一次洗滌液于試管中,滴加稀硝酸使溶液呈酸性,再滴加幾滴AgNO3溶液若不產(chǎn)生白色沉淀,則證明沉淀洗滌干凈。(6)①用0.2mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,恰好反應(yīng)時(shí),溶液中含有Fe2+,K3[Fe(CN)6]可與Fe2+反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀,故滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為當(dāng)加入最后半滴標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生且半分鐘內(nèi)沉淀不溶解。②據(jù)VO2++Fe2++2H+VO2++Fe3++H2O,則有n(Fe2+)=c×V=0.2mol·L-1×20.00×10-3L=4×10-3mol,根據(jù)離子方程式可知:n(Fe2+)=n(VO2+),故粗產(chǎn)品中釩元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為51g·5.答案(1)(球形)干燥管(2)排盡裝置內(nèi)的空氣(3)檢查是否有CO2生成(4)CO和CO2(5)K++Fe2++[Fe(CN)6]3-KFe[Fe(CN)6]↓或3Fe2++2[Fe(CN)6]3-Fe3[Fe(CN)6]2↓Fe和FeO或Fe、FeO和FeC2O4(6)30bc解析(4)實(shí)驗(yàn)中觀察到C、H變渾濁,說明都有二氧化碳,E不變渾濁,說明產(chǎn)物中存在CO,故可以得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:A裝置中分解的氣體產(chǎn)物一定有CO和CO2。(5)由題干信息可知,將黑色粉末溶于稀硫酸,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,說明有Fe2+,實(shí)驗(yàn)①產(chǎn)生藍(lán)色沉淀的離子方程式為K++Fe2++[Fe(CN)6]3-KFe[Fe(CN)6]↓或3Fe2++2[Fe(CN)6]3-Fe3[Fe(CN)6]2↓;用強(qiáng)磁鐵接近乙,吸起部分粉末,將吸起來的粉末投入鹽酸中,產(chǎn)生氣泡,說明存在Fe,故乙中的成分可能為Fe和FeO或Fe、FeO和FeC2O4。(6)根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒配平離子方程式:5FeC2O4+3MnO4-+24H+5Fe3++10CO2↑+3Mn2++12H2O,則有n(FeC2O4)=53n(MnO4-)=53×cmol·L-1×b×10-3L=5bc3×10-3mol,故樣品純度為53bc大題突破練(三)化學(xué)反應(yīng)原理綜合題1.答案(1)①-634.3kJ·mol-1②18071%(2)CO*H*和OH*(3)CO2+6e-+6H+CH3OH+H2O解析(1)①將題給主反應(yīng)、副反應(yīng)和已知反應(yīng)的熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①②③,根據(jù)蓋斯定律,由③×2-①可得CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g),則有ΔH=2ΔH3-ΔH1=2×(-395.6kJ·mol-1)+156.9kJ·mol-1=-634.3kJ·mol-1。②假設(shè)主反應(yīng)消耗xmolCO2,副反應(yīng)消耗ymolCO2,由題意可知達(dá)到平衡時(shí)n(CO2)=4-x-ymol,n(H2)=12-4x-ymol,n(CH4)=xmol,n(CO)=ymol,n(H2O)=2x+ymol。由題意可知x+y4×則K主=c2(2×2.5+1)2×2.5(4-2(3)由圖可知,二氧化碳得電子發(fā)生還原反應(yīng)得到甲醇,反應(yīng)過程中產(chǎn)生質(zhì)子,由此可知其電極反應(yīng)式為CO2+6e-+6H+CH3OH+H2O。2.答案(1)+41.2(2)①H2H2O由圖知900K后隨溫度升高n(H2O)減小,說明升溫平衡移動(dòng)方向?yàn)槲鼰岱较?應(yīng)該是n(H2O)減小方向,逆反應(yīng)吸熱的反應(yīng)④(H2+12O2H2O)為主要反應(yīng)②1.85V(3)B(4)2∶1解析(1)反應(yīng)12O2(g)+H2(g)H2O(g)為反應(yīng)④,由蓋斯定律反應(yīng)②=①-③+④,故ΔH2=ΔH1-ΔH3+ΔH4=(247.4+35.6-241.8)kJ·mol-1=+41.2kJ·mol-1。(2)①由反應(yīng)①②③可知,反應(yīng)產(chǎn)物有CO、H2和H2O,生成的H2會(huì)在反應(yīng)②中與CO2反應(yīng)生成CO,CO的產(chǎn)量高于H2,故a曲線表示產(chǎn)物H2,b曲線表示CO,c曲線表示H2O;反應(yīng)②是吸熱反應(yīng),升高溫度,有利于反應(yīng)正向進(jìn)行,H2O的含量增大,但反應(yīng)④12O2(g)+H2(g)H2O(g)為放熱反應(yīng),升高溫度,不利于反應(yīng)正向進(jìn)行,H2O的含量減小,由圖知900K后H2O的含量減小,說明此時(shí)以H2O的含量減小的反應(yīng)為主,故900K后,生成H2O的主要反應(yīng)為反應(yīng)④。②1100K時(shí),CH4與CO2的轉(zhuǎn)化率分別為95%、90%,則計(jì)算得平衡時(shí)c(CH4)=1.0-0.95Vmol·L-1=0.05Vmol·L-1,根據(jù)碳元素守恒計(jì)算得平衡時(shí)c(CO)=0.95+0.9Vmol·L-1=1.85Vmol·L-1,由圖可知,(3)產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體為CO2,且其在電極A上發(fā)生的反應(yīng)為CO2+2e-CO+O2-,故電極A為電解池陰極,電極B為電解池陽極。電池工作時(shí),O2-產(chǎn)生于電極A消耗于電極B,故O2-向電解池陽極即電極B移動(dòng)。(4)若消耗CH4和產(chǎn)生CO2的體積比為3∶2,根據(jù)阿伏加德羅定律,同溫同壓下,氣體體積比等于物質(zhì)的量之比,可令CH4和CO2物質(zhì)的量分別為3mol和2mol,乙烷和乙烯物質(zhì)的量分別為x、y,再根據(jù)得失電子守恒,電極A:2molCO2~4mole-,電極B:3molCH4+4mole-yC2H4+xC2H6,可得方程組碳原子守恒:2x+2y=3電子守恒:2x+4y3.答案(1)①-49.0②Cu/ZnO*+H2Cu/Zn*+H2O③c(2)①升高溫度,主反應(yīng)平衡逆向移動(dòng),甲醇產(chǎn)率降低;催化劑活性降低或副反應(yīng)更易進(jìn)行②d+ca×100%d解析(1)根據(jù)題意寫出熱化學(xué)方程式:①H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH1=-285.8kJ·mol-1,②CH3OH(l)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH2=-726.4kJ·mol-1,③CH3OH(l)CH3OH(g)ΔH3=+82.0kJ·mol-1,由蓋斯定律,3×①-②+③得目標(biāo)方程式的ΔH=3ΔH1-ΔH2+ΔH3=(-285.8×3+726.4+82.0)kJ·mol-1=-49.0kJ·mol-1;②將總反應(yīng)化學(xué)方程式減去第二步反應(yīng)方程式即得第一步反應(yīng)方程式為Cu/ZnO*+H2Cu/Zn*+H2O;③第一步反應(yīng)吸熱,第二步反應(yīng)放熱,可排除b、d選項(xiàng),又由于第二步反應(yīng)幾乎不影響總反應(yīng)達(dá)到平衡所用的時(shí)間,第二步速率快,反應(yīng)活化能低于第一步,則c正確。(2)①由圖像可知,490K之前,溫度升高,反應(yīng)速率加快,甲醇產(chǎn)率增大,在490K時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡,此時(shí)甲醇產(chǎn)率達(dá)最高值,繼續(xù)升高溫度,主反