2022屆高考化學(xué)人教版二輪專題復(fù)習(xí)訓(xùn)練-綜合大題規(guī)范練(五)

綜合大題規(guī)范練(五)必做題26．活化二氧化錳在能源化學(xué)上有著重要作用，工業(yè)上利用精制軟錳礦粉(MnO2)通過下列流程制備：已知：蒸發(fā)結(jié)晶得到MnSO4。(1)泥漿化的目的是___________________________________________。(2)“第一次焙燒”溫度是1000℃，生成Mn3O4、SO2和O2，“第二次焙燒”溫度為700℃，產(chǎn)物為Mn2O3；700℃時焙燒的氧化劑為________________(填化學(xué)式)。(3)“酸歧化”的離子方程式為_________________________________。(4)活化MnO2中不能含有銅、鉛等重金屬元素，在“中和過濾”前需要加入某種正鹽而除去重金屬離子，該鹽的名稱是____________。(5)“第一次焙燒”所產(chǎn)生的SO2，可以部分轉(zhuǎn)化為硫酸(轉(zhuǎn)化率100%)以便降低成本，理論上轉(zhuǎn)化為硫酸的SO2占全部的SO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。(6)在堿性鋅錳電池(Zn|KOH|MnO2)中，活化MnO2[生成MnO(OH)]作電池的________極，其電極反應(yīng)為_________________________________________________________________。廢電池經(jīng)過一系列工藝得到MnO2和MnO(OH)混合物，該混合物經(jīng)過__________________(填方法)可以直接得到活化MnO2。答案(1)用SO2還原MnO2得到MnSO4(2)O2(3)Mn2O3＋2H＋=MnO2＋Mn2＋＋H2O(4)硫化錳(5)66.7%(6)正MnO2＋e－＋H2O=MnO(OH)＋OH－加熱解析(1)由信息：蒸發(fā)結(jié)晶得到MnSO4可知，將SO2通入MnO2中轉(zhuǎn)化成MnSO4，則泥漿化的目的是用SO2還原MnO2得到MnSO4。(2)700℃時，反應(yīng)的化學(xué)方程式：4Mn3O4＋O2eq\o(=,\s\up7(700℃))6Mn2O3，O元素化合價從0價降至－2價，作氧化劑，則700℃時焙燒的氧化劑為O2。(4)重金屬離子有Cu2＋、Pb2＋，應(yīng)加入MnS，將它們分別轉(zhuǎn)化成CuS、PbS沉淀，過濾除去，則該鹽的名稱是硫化錳。(5)“第一次焙燒”的化學(xué)方程式：3MnSO4eq\o(=,\s\up7(1000℃))Mn3O4＋3SO2↑＋O2↑，得到的SO2轉(zhuǎn)化為硫酸的化學(xué)方程式：2SO2＋O2＋2H2O=2H2SO4，若反應(yīng)產(chǎn)生3molSO2、1molO2，生成H2SO4只需要2molSO2，則轉(zhuǎn)化為硫酸的SO2占全部的SO2的eq\f(2,3)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為66.7%。(6)MnO2生成MnO(OH)的過程中，Mn元素化合價從＋4價降低到＋3價，作正極，電極反應(yīng)式：MnO2＋e－＋H2O=MnO(OH)＋OH－，MnO2中混有MnO(OH)雜質(zhì)，MnO(OH)受熱分解即可除去，化學(xué)方程式：4MnO(OH)＋O2eq\o(=,\s\up7(△))4MnO2＋2H2O，則方法是加熱。27．硫氰化鉀(KSCN)是一種用途廣泛的化學(xué)藥品，常用于檢驗鐵離子、銀離子等，某化學(xué)興趣小組制備硫氰化鉀的簡易實驗裝置如圖所示(三頸燒瓶內(nèi)盛放CS2、水和催化劑)：(1)NH4SCN的制備：打開K1，向三頸燒瓶的CS2層通NH3并油浴加熱以制取NH4SCN，同時生成一種酸式鹽，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________________。(2)KSCN溶液的制備：關(guān)閉K1，保持三頸燒瓶內(nèi)液溫105℃一段時間以使酸式鹽雜質(zhì)分解除去，打開K2，緩緩滴入適量的KOH溶液以制備KSCN溶液，橡皮管的作用是______________。(3)尾氣處理：浸入燒杯中的玻璃儀器名稱是______________，其作用是________________，燒杯中酸性K2Cr2O7溶液用于除去產(chǎn)物尾氣中兩種污染性氣體，其中一種氣體A能使酚酞溶液變紅，另一種氣體B使酸性K2Cr2O7溶液顏色變淺(含Cr3＋)，且產(chǎn)生淺黃色沉淀，寫出除去雜質(zhì)氣體B相關(guān)的離子方程式：___________________________________。(4)硫氰化鉀晶體的制備：先濾去三頸燒瓶中的固體催化劑，再減壓蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、________、________、干燥，得到硫氰化鉀晶體。(5)晶體中KSCN的含量測定：取適量樣品溶液置于錐形瓶中，加稀硝酸酸化，以Fe(NO3)3溶液作指示劑，用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，達(dá)到滴定終點時現(xiàn)象是________________________。向Fe(SCN)3溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀Fe3[Fe(CN)6]2，同時生成黃色液體(SCN)2，該步驟的化學(xué)方程式為__________________________________________。答案(1)CS2＋3NH3eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))NH4SCN＋NH4HS(2)平衡壓強(3)球形干燥管防止倒吸3H2S＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋8H＋=2Cr3＋＋3S↓＋7H2O(4)過濾洗滌(5)紅色褪去，且30秒內(nèi)不復(fù)色6Fe(SCN)3＋4K3[Fe(CN)6]=2Fe3[Fe(CN)6]2↓＋3(SCN)2＋12KSCN解析(3)尾氣處理：浸入燒杯中的玻璃儀器名稱是球形干燥管，其作用是防止倒吸；燒杯中酸性K2Cr2O7溶液用于除去產(chǎn)物尾氣中的兩種污染性氣體，其中一種氣體A能使酚酞溶液變紅，氣體A為氨氣，另一種氣體B使酸性K2Cr2O7溶液顏色變淺(含Cr3＋)，且產(chǎn)生淺黃色沉淀，氣體B為硫化氫，除去雜質(zhì)氣體B相關(guān)的離子方程式：3H2S＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋8H＋=2Cr3＋＋3S↓＋7H2O。(5)由題意知，達(dá)到滴定終點時現(xiàn)象是紅色褪去，且30秒內(nèi)不復(fù)色；向Fe(SCN)3溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，反應(yīng)的化學(xué)方程式為6Fe(SCN)3＋4K3[Fe(CN)6]=2Fe3[Fe(CN)6]2↓＋3(SCN)2＋12KSCN。28．二氧化碳的排放越來越受到能源和環(huán)境領(lǐng)域的關(guān)注。其綜合利用是目前研究的重要課題之一，試運用所學(xué)知識，解決以下問題：(1)CO2加氫時主要發(fā)生以下兩個反應(yīng)：反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)ΔH＝－165.0kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41.18kJ·mol－1在密閉容器中通入3molH2、1molCO2，初始體積均為VL，分別在0.1MPa和1MPa下進(jìn)行反應(yīng)。分析溫度對平衡體系中CO2、CO、CH4的影響，設(shè)這三種氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之和為1，其中CO和CH4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度變化關(guān)系如圖所示。①表示0.1MPa時CH4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化關(guān)系的曲線是________(填字母)。②N點低于M點的原因是_____________________________________________________。③590℃時反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K為________(用含V的代數(shù)式表示)。(2)利用電化學(xué)方法可以將CO2有效地轉(zhuǎn)化為HCOO－，裝置如圖所示。①在該裝置中，右側(cè)Pt電極的電極反應(yīng)式為_____________________________________________________________________________________________________________。②裝置工作時，陰極除有HCOO－生成外，還可能生成副產(chǎn)物________降低電解效率。已知：電解效率＝eq\f(一段時間內(nèi)生成目標(biāo)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移電子數(shù),一段時間內(nèi)電解池轉(zhuǎn)移電子總數(shù))×100%。測得陰極區(qū)內(nèi)的c(HCOO－)＝0.03mol·L－1，電解效率為75%，則陰極和陽極生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積總共________mL(忽略電解前后溶液的體積變化)。(3)已知水煤氣法制備H2的反應(yīng)為CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。將等體積的CO(g)和H2O(g)充入恒容密閉容器中，反應(yīng)速率v＝v正－v逆＝k正c(CO)·c(H2O)－k逆c(CO2)·c(H2)，其中k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)且只與溫度有關(guān)，在700℃和800℃時，CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線如圖所示。M點與N點對應(yīng)的eq\f(k正,k逆)的大小關(guān)系：M________N(填“>”“<”或“＝”)。答案(1)①c②從M點到N點，溫度相同時壓強增大，則反應(yīng)Ⅰ向正反應(yīng)方向移動，反應(yīng)Ⅰ中的H2O濃度增大、CO2濃度減?。贿@使反應(yīng)Ⅱ向逆反應(yīng)方向移動，故壓強增大CO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減?、?.8432V2(2)①CO2＋H2O＋2e－=HCOO－＋OH－②H2672(3)<解析(1)①反應(yīng)Ⅰ正反應(yīng)放熱，升高溫度，平衡逆向移動，CH4物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小，所以a、c表示CH4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化關(guān)系，增大壓強，反應(yīng)Ⅰ正向移動，CH4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，所以表示0.1MPa時CH4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化關(guān)系的曲線是c。②反應(yīng)Ⅱ正反應(yīng)吸熱，升高溫度平衡正向移動，CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，所以b、d表示CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化關(guān)系，在恒溫條件下，增大壓強平衡向氣體總物質(zhì)的量減小的方向移動，從M點到N點，溫度相同時壓強增大，則反應(yīng)Ⅰ向正反應(yīng)方向移動，反應(yīng)Ⅰ中的H2O濃度增大、CO2濃度減小；這使反應(yīng)Ⅱ向逆反應(yīng)方向移動，故壓強增大CO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小。③根據(jù)①②的分析可知曲線c表示0.1MPa下CH4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化關(guān)系，曲線b表示0.1MPa下CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，CO2、CO、CH4物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之和為1，根據(jù)圖示，590℃時CO2、CO、CH4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為20%、40%、40%，投入CO2的物質(zhì)的量為mol、n(CO)＝0.4mol，則反應(yīng)Ⅰ生成n(H2O)＝0.8mol，消耗n(H2)＝1.6mol，反應(yīng)Ⅱ生成n(H2O)＝0.4mol，消耗n(H2)＝0.4mol，所以平衡時n(H2)＝3mol－1.6mol－0.4mol＝1.0mol，n(H2O)mol＋0.4mol＝3.2mol，此時容器體積為eq\f(3.2,4)V＝0.8V，所以反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K＝eq\f(\f(1.2,0.8V)2×\f(0.4,0.8V),\f(1,0.8V)4×\f(0.2,0.8V))＝1.8432V2。(2)①根據(jù)題意可知該裝置可以將CO2有效地轉(zhuǎn)化為HCOO－，C元素被還原，所以右側(cè)Pt電極為陰極，電解質(zhì)溶液顯堿性，電極反應(yīng)式為CO2＋H2O＋2e－=HCOO－＋OH－。②右側(cè)Pt電極為陰極，水電離出的氫離子也可以放電產(chǎn)生H2，降低電解效率。陰極區(qū)內(nèi)的c(HCOO－)＝0.03mol·L－1，若溶液體積為1L，則n(HCOO－)＝0.03mol，根據(jù)電極反應(yīng)式可知轉(zhuǎn)移電子0.06mol，電解效率為75%，則電解池內(nèi)轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為eq\f(0.06mol,75%)＝0.08mol，所以陰極有0.02mol氫離子被還原，生成0.01mol氫氣，陽極的電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=O2＋4H＋，轉(zhuǎn)移電子0.08mol時生成0.02mol氧氣，所以陰極和陽極共產(chǎn)生0.03mol氣體，標(biāo)況下體積為0.03mol×22.4L·mol－1＝0.672L＝672mL。(3)平衡時v正＝v逆，則k正c(CO)·c(H2O)＝k逆c(CO2)·c(H2)，所以eq\f(k正,k逆)＝K，溫度越高反應(yīng)速率越快，達(dá)到平衡所需時間越短，所以M點溫度高于N點，升高溫度CO的轉(zhuǎn)化率減小，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡常數(shù)減小，所以eq\f(k正,k逆)：M＜N。選做題35．(2021·吉林省東北師范大學(xué)附屬中學(xué)高三模擬)碳和硅在元素周期表中都處于第ⅣA族，但它們的性質(zhì)并不相同，碳和硅的性質(zhì)差異清晰地顯示出它們各自在有機化學(xué)和無機化學(xué)(硅酸鹽)中占據(jù)統(tǒng)治地位的作用。(1)處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用________形象化描述，基態(tài)硅原子的核外電子排布式為________，其基態(tài)原子核外有________種不同空間運動狀態(tài)的電子。(2)由于硅的價層有d軌道可以利用，而碳沒有，因此它們的化合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)存在較大差異?；衔颪(CH3)3(三角錐形)和N(SiH3)3(平面形)的結(jié)構(gòu)如圖所示，則二者中N的雜化方式分別為________________。更易形成配合物的是________。(3)碳酸鹽在一定溫度下會發(fā)生分解，實驗證明碳酸鹽的陽離子不同，分解溫度不同。第ⅡA族部分碳酸鹽受熱分解溫度碳酸鹽MgCO3CaCO3BaCO3SrCO3熱分解溫度/℃40290011721360陽離子半徑/pm6699112135試解釋，ⅡA族碳酸鹽的分解溫度隨著陽離子半徑的增大逐步升高的原因：________________________________________________________________________________________。(4)石墨烯與金屬R可以形成一種插層化合物。其中R層平行于石墨層，晶胞如圖甲所示，其垂直于石墨層方向的投影如圖乙所示。則該插層化合物的化學(xué)式為________________。答案(1)電子云1s22s22p63s23p2(或[Ne]3s23p2)8(2)sp3、sp2N(CH3)3(3)當(dāng)陽離子所帶電荷相同時，陽離子半徑越大，其結(jié)合氧離子能力就越弱，對應(yīng)的碳酸鹽受熱分解溫度就越高(4)RC8解析(4)由圖甲和圖乙可知，晶胞中位于頂點、面心和體內(nèi)的R原子個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝8，每層的碳原子個數(shù)為12＋8×eq\f(1,2)＝16，共有4層，則碳原子個數(shù)為16×4＝64，則插層化合物的化學(xué)式為RC8。36．辣椒素是影響辣椒辣味的活性成分的統(tǒng)稱，下面是辣椒素(F)的合成路線：已知：①CH3CH=CHCH2CH2Cl＋NaCH(COOCH2CH3)2→CH3CH=CHCH2CH2CH(COOCH2CH3)2＋NaCl；②RCH(COOH)2eq\o(→,\s\up7(△))RCH2COOH＋CO2；③RCOOH＋SOCl2→RCOCl＋SO2＋HCl。請回答下列問題：(1)化合物中官能團有羥基和______________________________________；A用系統(tǒng)命名法命名為________________。(2)化合物C的結(jié)構(gòu)簡式為___________________________________________________。(3)E→F(辣椒素)的反應(yīng)類型為_______________________________________________，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________________