2025屆高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 綜合題提能練(三)（含解析）

綜合題提能練(三)(分值:60分)1.(13分)金屬銠(Rh)是一種高效催化劑,在有機(jī)合成中發(fā)揮重要作用。一種以高銅銠精礦(主要含Rh,還含有少量的Cu、Fe等雜質(zhì))為原料提取的工藝如下:已知:陽(yáng)離子交換過(guò)程可表示為xRH(s)+Mx+(aq)RxM(s)+xH+(aq)回答下列問(wèn)題:(1)(1分)基態(tài)Cu原子的價(jià)電子排布式為。

(2)(1分)“氯化溶解”后,Rh元素以[RhCl6]3-的形式存在,其中Rh元素的化合價(jià)為。

(3)(2分)“定向脫銅”時(shí),銅與銠的沉淀率隨pH變化如下圖所示,該過(guò)程需將溶液pH調(diào)至2,結(jié)合圖像說(shuō)明原因

。

(4)(1分)“陽(yáng)離子交換”過(guò)程中,溶液中被陽(yáng)離子交換樹(shù)脂吸附的金屬陽(yáng)離子主要有。

(5)(2分)“水解”過(guò)程中,[RhCl6]3-發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

(6)(2分)銠錳催化劑可催化反應(yīng):CO2+4H2===CH4+2H2O。下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是

(填標(biāo)號(hào))。A.存在極性共價(jià)鍵的斷裂與形成B.所有分子均為非極性分子C.含碳化合物中心原子雜化軌道類型有sp與sp3D.H2O的VSEPR模型為V形E.催化劑可降低該反應(yīng)的焓變,從而增大反應(yīng)速率(7)(4分)銠摻雜SrTiO3形成的催化劑,在光催化CO2還原反應(yīng)中有很高的催化效率。SrTiO3的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。①其中Sr2+位于晶胞的體心,則Ti4+所處的位置為晶胞的(1分)(填“頂角”或“棱心”);每個(gè)Ti4+周?chē)o鄰的O2-共有(1分)個(gè)。

②當(dāng)有1%的Ti4+被Rh3+替代后,晶體中會(huì)失去部分O2-產(chǎn)生缺陷,此時(shí)平均每個(gè)晶胞所含O2-數(shù)目為(2分)(保留三位小數(shù))。

2.(11分)鄰氯甲苯(M=126.5g·mol-1)能與多數(shù)有機(jī)溶劑混溶,沸點(diǎn)為158.5℃。實(shí)驗(yàn)室采用Sandmeyer反應(yīng)制取的路線如下:已知:①CuCl為白色固體,難溶于水,易溶于濃鹽酸;②酸性條件下HNO2能氧化I-;③重氮化反應(yīng)放熱且需在強(qiáng)酸性條件下進(jìn)行,否則易發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng);④乙醚有較強(qiáng)揮發(fā)性,有毒。步驟1:CuCl的制備向CuSO4和NaCl中加入NaHSO3和NaOH混合液,攪拌至溶液變無(wú)色并析出大量白色粉末,冰水浴冷卻、過(guò)濾、水洗。所得白色固體倒入冷的濃鹽酸中溶解,冰水浴中冷卻備用。步驟2:重氮鹽溶液的制備圓底燒瓶中加入濃鹽酸、水及2.1g鄰甲基苯胺(M=107g·mol-1),加熱溶解?？販?℃以下滴加NaNO2水溶液至反應(yīng)完全。步驟3:鄰氯甲苯的制備與純化將重氮鹽溶液緩慢滴入冷的氯化亞銅鹽酸溶液中,有紅色固體析出。加完后室溫下攪拌半小時(shí)。然后用水浴慢慢加熱到50℃~60℃直至不再有氮?dú)庖莩觥Ｋ魵庹麴s蒸出粗鄰氯甲苯。分出油層,水層用乙醚萃取2次,合并有機(jī)層。一系列操作后得到鄰氯甲苯1.5g。(1)(2分)步驟1制備CuCl的離子方程式為

。

(2)(3分)驗(yàn)證步驟2反應(yīng)完全的操作為。

若NaNO2溶液過(guò)量太多,可能帶來(lái)的弊端是?？販?℃最好選用。

(3)(4分)步驟3水蒸氣蒸餾時(shí),a管的作用為(1分)。判斷水蒸氣蒸餾結(jié)束的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是(1分)。萃取及分離出乙醚時(shí)均需在通風(fēng)櫥中操作,原因是

(2分)。

(4)(2分)本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為%(保留兩位有效數(shù)字)。

3.(12分)Ⅰ.碘及其化合物在化工生產(chǎn)中用途廣泛。298K時(shí)碘甲烷(CH3I)熱裂解制低碳烯烴的主要反應(yīng)如下:①2CH3I(g)C2H4(g)+2HI(g)ΔH1=+80.2kJ·mol-1Kp②3C2H4(g)2C3H6(g)ΔH2=-108kJ·mol-1Kp③2C2H4(g)C4H8(g)ΔH3=-283kJ·mol-1Kp(1)(2分)實(shí)際生產(chǎn)中,發(fā)生副反應(yīng)4C3H6(g)3C4H8(g),ΔH4,Kp4=(用含Kp1、(2)(1分)對(duì)于反應(yīng)①:提高碘甲烷平衡轉(zhuǎn)化率的措施有

(任寫(xiě)一條)。

(3)(2分)反應(yīng)②的速率表達(dá)式為v正=k正·c3(C2H4),v逆=k逆·c2(C3H6),其中k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān)。達(dá)平衡后,在溫度升高過(guò)程中k正k逆(選填“增大”“減小”或“不變”(4)(3分)增大壓強(qiáng),n(C2H(1分)(填“增大”或“減小”),可能的原因是(2分)。

Ⅱ.在催化劑作用下CO2和H2發(fā)生反應(yīng)2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)。在一密閉容器中投入0.8molCO2和2.4molH2,達(dá)平衡時(shí)測(cè)得CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度(T)、壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示。(5)(2分)若X點(diǎn)對(duì)應(yīng)密閉容器的體積為4L,則Y點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K=(只要列出計(jì)算式)。

Ⅲ.利用電解法將CO2轉(zhuǎn)化為C2H4的制備原理如圖所示,(6)(2分)寫(xiě)出電極b對(duì)應(yīng)的電極方程式。

4.(12分)石墨晶體由層狀石墨“分子”按ABAB方式堆積而成,如圖a所示,圖中用虛線標(biāo)出了石墨的一個(gè)六方晶胞。若按ABCABC方式堆積而成,則如圖b所示,圖中用虛線標(biāo)出了石墨的一個(gè)三方晶胞?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)(4分)石墨中碳原子的雜化方式為,

基態(tài)碳原子中電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有種,D、E原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分別為、(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,稱作原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo))。

(2)(2分)六方石墨晶體的密度為g·cm-3(寫(xiě)出計(jì)算表達(dá)式,要求化簡(jiǎn))。(3)(1分)1個(gè)三方石墨晶胞中碳原子的個(gè)數(shù)為。

(4)(3分)石墨可用作鋰離子電池的負(fù)極材料,充電時(shí)可由Li1-xC6形成Li+計(jì)按如圖所示均勻分布的鋰碳化合物,該物質(zhì)中存在化學(xué)鍵有(1分),充電時(shí)該電極的電極反應(yīng)式為(2分)。

(5)(2分)鋰離子電池的正極材料為層狀結(jié)構(gòu)的LiNiO2。鋰離子完全脫嵌時(shí)LiNiO2的層狀結(jié)構(gòu)會(huì)變得不穩(wěn)定,用鋁取代部分鎳形成LiNi1-yAlyO2?？煞乐逛囯x子完全脫嵌而起到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的作用,其原因是。

5.(12分)有機(jī)物M是一種抗癌新藥,在醫(yī)藥工業(yè)中的一種合成方法如下:已知:i.R—CNii.R—OHR—Briii.+—→(R、R'為烴基)回答下列問(wèn)題:(1)(1分)A的化學(xué)名稱是。

(2)(1分)C中的三種含氧官能團(tuán)的名稱是。

(3)(2分)E的分子式為C3H8O,由F生成G的化學(xué)方程式為。

(4)(1分)D+G→H的反應(yīng)類型是。

(5)(2分)L的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

(6)(2分)C的六元環(huán)芳香同分異構(gòu)體中,能與FeCl3溶液作用顯紫色、能發(fā)生銀鏡反應(yīng)、含有甲基,且核磁共振氫譜有四組峰的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

(任寫(xiě)一種)。(7)(3分)設(shè)計(jì)由1,3?丁二烯制備琥珀酸()的合成路線(無(wú)機(jī)試劑任選)。綜合題提能練(三)1.答案(1)3d104s1(2)+3(3)pH=2時(shí),銅的沉淀率已超過(guò)96%,銠的沉淀率幾乎為零(或pH<2時(shí),銅的沉淀率會(huì)降低,pH>2時(shí),銠的沉淀率增加)(4)Fe3+、Na+(5)[RhCl6]3-+3H2O===Rh(OH)3↓+6Cl-+3H+(6)AC(7)①頂角6②2.995解析高銅銠精礦通入氯氣和HCl氯化溶解得到[RhCl6]3-、CuCl2、FeCl3,加入草酸和銅離子結(jié)合生成草酸銅,加入NaOH調(diào)節(jié)溶液pH=2,避免鐵離子沉淀,陽(yáng)離子交換樹(shù)脂吸附Na+、Fe3+為濾液除去,[RhCl6]3-發(fā)生水解反應(yīng)生成Rh(OH)3沉淀,最后得到銠粉;(1)Cu元素為29號(hào)元素,原子核外有29個(gè)電子,所以核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,基態(tài)銅原子價(jià)層電子排布式為3d104s1;(2)[RhCl6]3-中Cl為-1價(jià),由x+(-1)×6=-3,解得x=+3,則Rh元素的化合價(jià)為+3;(3)“定向脫銅”時(shí),需將溶液pH調(diào)至2,原因是pH=2時(shí),銅的沉淀率已超過(guò)96%,銠的沉淀率幾乎為零或pH<2時(shí),銅的沉淀率會(huì)降低,pH>2時(shí),銠的沉淀率增加;(4)定向脫銅后溶液得到草酸鈉、FeCl3,“陽(yáng)離子交換”過(guò)程中,溶液中被陽(yáng)離子交換樹(shù)脂吸附的金屬陽(yáng)離子主要有Fe3+、Na+;(5)[RhCl6]3-發(fā)生水解反應(yīng)生成Rh(OH)3沉淀,水解的離子方程式為:[RhCl6]3-+3H2O===Rh(OH)3↓+6Cl-+3H+;(6)A.反應(yīng)物CO2中C和O原子存在極性共價(jià)鍵,產(chǎn)物存在C—H和H—O極性鍵,則反應(yīng)過(guò)程中存在極性共價(jià)鍵的斷裂與形成,A正確;B.H2O分子的正負(fù)電荷中心不重合,為極性分子,B錯(cuò)誤;C.CO2中心原子C價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+4-2×22=2,采取sp雜化方式,CH4中心原子C的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4,則C原子雜化軌道類型為sp3雜化,C正確;D.H2O分子中心原子O的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2+6-22=4,VSEPR模型為四面體,D錯(cuò)誤;E.催化劑通過(guò)降低反應(yīng)的活化能,從而增大反應(yīng)速率,不能改變反應(yīng)的焓變,E錯(cuò)誤;故選AC;(7)①其中Sr2+位于晶胞的體心,由晶胞結(jié)構(gòu)可知大黑球?yàn)镾r2+,頂角的小黑球個(gè)數(shù)為8×18=1,棱心的白球個(gè)數(shù)為12×14=3,結(jié)合分子數(shù)SrTiO3可知白球?yàn)镺2-,小黑球?yàn)門(mén)i4+,則Ti4+所處的位置為晶胞的頂角;每個(gè)Ti4+周?chē)o鄰的O2-共有6個(gè);②當(dāng)有1%的Ti4+被Rh3+替代后陽(yáng)離子電荷減少了1%×1=0.01,根據(jù)電荷守恒,陰離子O2-也相應(yīng)減少0.012=0.005,晶體中會(huì)失去部分O2-產(chǎn)生缺陷,原晶胞中O2-數(shù)目為3,則此時(shí)平均每個(gè)晶胞所含2.答案(1)2Cu2++HSO3-+2Cl(2)取一滴充分反應(yīng)后的反應(yīng)液滴在淀粉?碘化鉀試紙上,試紙變藍(lán),表示反應(yīng)已完全或用pH計(jì)測(cè)圓底燒瓶中溶液的pH,當(dāng)pH不變時(shí)說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)完全過(guò)多亞硝酸鈉溶液會(huì)降低反應(yīng)溶液的酸性,導(dǎo)致重氮鹽發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)或后續(xù)反應(yīng)中亞硝酸會(huì)氧化CuCl,使催化效率降低(冷)水浴(3)平衡氣壓餾出液無(wú)明顯油珠或流出液澄清透明不再含油滴乙醚沸點(diǎn)較低易揮發(fā)且易燃易爆、有毒性(4)60解析(1)步驟1中CuSO4、NaCl、NaHSO3、NaOH反應(yīng)得到CuCl,Cu元素化合價(jià)降低被還原,則HSO3-被氧化生成SO42-,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒配平離子方程式。NaHSO3和NaOH混合可以得到SO32-,故離子方程式中也可以寫(xiě)SO32-發(fā)生反應(yīng)。(2)步驟2反應(yīng)完全時(shí)NaNO2過(guò)量,故可結(jié)合酸性條件下HNO2能氧化I-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。步驟2反應(yīng)完全時(shí)溶液pH不再發(fā)生變化,故也可以通過(guò)測(cè)定溶液pH來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。結(jié)合NaNO2溶液顯堿性及已知③知,若NaNO2溶液過(guò)量太多,溶液酸性降低,重氮鹽會(huì)發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng),且重氮鹽轉(zhuǎn)化時(shí),加入的鹽酸和NaNO2反應(yīng)會(huì)生成HNO2,HNO2會(huì)氧化CuCl,使催化效率降低?？販?℃最好選用冷水浴。(3)步驟3水蒸氣蒸餾時(shí),a管與大氣相通,起平衡氣壓的作用。蒸出的鄰氯甲苯為油狀液滴,因此當(dāng)餾出液無(wú)明顯油珠或流出液澄清透明不再含油滴時(shí)蒸餾結(jié)束。乙醚易揮發(fā)且易燃易爆、有毒性,所以萃取及分離出乙醚時(shí)均需在通風(fēng)櫥中操作。(4)2.1g鄰甲基苯胺的物質(zhì)的量是2.1107mol,理論上生成鄰氯甲苯的質(zhì)量是2.13.答案(1)Kp33Kp22(3)減小(4)減小加壓,反應(yīng)①平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)②、反應(yīng)③平衡正向移動(dòng),導(dǎo)致C2H4不斷減少,C4H8不斷增加(合理答案均計(jì)分)(5)0.(6)2CO2+12e-+12HCO3-===C解析(1)根據(jù)蓋斯定律,③×3-②×2得反應(yīng)④4C3H6(g)3C4H8(g),所以Kp4=Kp33Kp22;(2)對(duì)于反應(yīng)①,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡正向移動(dòng),可以提高碘甲烷平衡轉(zhuǎn)化率;正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增加的反應(yīng),降低壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),可以提高碘甲烷平衡轉(zhuǎn)化率,所以升高溫度或降低壓強(qiáng)等,都可以提高碘甲烷平衡轉(zhuǎn)化率;(3)v正=k正·c3(C2H4),v逆=k逆·c2(C3H6),達(dá)平衡后,v正=v逆,K=k正k逆,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),K減小,k正k逆減小;(4)因?yàn)樵龃髩簭?qiáng),反應(yīng)①平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)②、反應(yīng)③平衡正向移動(dòng),導(dǎo)致C(5)根據(jù)三段式:,計(jì)算X點(diǎn)的K=0.164×(0.644)4(0.484)2×(1.444)6=0.164×0.040.122×0.366,因?yàn)槠胶獬?shù)只與溫度有關(guān),所以Y點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)與X點(diǎn)的相同4.答案(1)sp24(23,13,0)(13,2(2)2.365×(3)6(4)離子鍵、共價(jià)鍵Li1-xC6+xLi++xe-===LiC6(5)脫嵌過(guò)程中Al不會(huì)變價(jià),Li+不能完全脫嵌解析(1)石墨中,每個(gè)碳原子形成3個(gè)σ鍵,無(wú)孤電子對(duì),碳原子的雜化方式為sp2;基態(tài)碳原子核外電子排布式標(biāo)為1s22s22p2,電子占用4個(gè)原子軌道,電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有4種;D在三方晶系底面上,原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(23,13,0),E在六方晶系的內(nèi)部,根據(jù)圖示E原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(13,23,12)。(2)根據(jù)均攤原則,1個(gè)晶胞中含有4個(gè)C原子,C—C鍵長(zhǎng)為0.142nm,則底面積為332×(0.142×10-7)2cm2,六方石墨晶胞的體積為332×(0.142×10-7)2×0.6708×10-7cm3,六方石墨晶體的密度為4×12332×(0.142×10-7)2×0.6708×10-7×NAg·cm-3=2.365×10243×NAg·cm-3。(3)根據(jù)均攤原則,1個(gè)三方石墨晶胞中碳原子的個(gè)數(shù)為4×16+4×13+2×12+2×13+2×16+2=6。(4)Li+嵌入石墨的A、B層間,導(dǎo)致石墨的堆積結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,形成化學(xué)式為L(zhǎng)iC6的嵌入化合物,可見(jiàn)該物質(zhì)中存在的化學(xué)鍵有Li+與相鄰石墨環(huán)形成的離子鍵、碳與碳形成的共價(jià)鍵;充電時(shí)由Li1-xC6形成Li+,充電時(shí)的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i1-xC6+xLi++xe-===LiC6。(5)Ni的氧化數(shù)有+25.答案(1)間苯二酚或者1,3?苯二酚(2)醛基、羥基和醚鍵(3)CH3CHBrCH3+NaICH3CHICH3+NaBr(4)取代反應(yīng)(5)(6)或者(7)CH2==CHCH==CH2BrCH2CH==CHCH2BrBrCH2CH2CH2CH2BrHOCH2CH2CH2CH2OHOHCCH2CH2CHOHOOCCH2CH2COOH解析由題干合成流程圖信息可知,由B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和A的分子式以及A到B的轉(zhuǎn)化條件可知,A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,由G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和已知信息ii可知,E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CHOHCH3、F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CHBrCH3,由J的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和H到J的