届高考人教版全国通用化学一轮复习高效演练32.docx

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届高考人教版全国通用化学一轮复习高效演练32

高效演练32

1.（2015·广州模拟）如何从石油中获得更多的轻质燃油一直是化学家探索的课题，将石油分馏得到的重油进行裂化可以获得更多的轻质燃油。

资料一：

石蜡是含有20～30个碳原子的烷烃的混合物，常温下呈固态。

资料二：

石油催化裂化中通常使用Al2O3作催化剂。

某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化，装置如图，实验过程中可观察到烧瓶中固体石蜡先熔化，试管Ⅱ中有少量液体凝结，试管Ⅲ中酸性高锰酸钾溶液褪色，实验后闻试管Ⅱ中液体气味，具有汽油的气味。

（1）该装置仪器连接的顺序应遵循的原则为______________，为保证实验成功，实验前必须进行的操作是 __________________________________________，

装置中较长导管的作用是___________________________________________。

（2）试管Ⅱ中少量液体凝结说明了____________________________________。

（3）试管Ⅲ中溶液褪色说明了________________________________________。

（4）能否用试管Ⅱ中的液体萃取溴水中的溴，理由是 __________________

__________________________________。

（5）写出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化学方程式 ________________________

_________________________。

（6）石油裂化的重要意义是___________________________________。

【解析】连接仪器的顺序应遵循从下往上，从左到右的原则，装入药品之前要检验装置的气密性；依据石油分馏工业的分馏塔原理，设置了长导管，其作用除导气外，兼起冷凝气体的作用。

试管Ⅱ中有液体生成，说明生成5个碳原子数以上的烃，因为常温、常压下，5个碳原子数以上的烃大都呈液态。

试管Ⅲ中酸性KMnO4溶液褪色说明生成常温、常压下呈气态的5个碳原子数以下的烯烃。

由于裂化产物中有烯烃生成，易与溴发生加成反应，所以不能用来萃取卤素单质。

从以上变化可以看出，石油裂化的主要目的是获得更多的轻质燃油，特别是汽油。

答案：

（1）从下往上，从左往右　检验装置的气密性　导气、冷凝气体　

（2）裂化生成了碳原子数大于5的烃

（3）裂化生成了碳原子数小于5的烯烃

（4）不能，因为裂化产物中有烯烃，易与溴发生加成反应

（5）C20H42

C10H22+C10H20

（6）可提高石油产品中轻质燃油，特别是汽油的产量和质量

2.（2015·哈尔滨模拟）自来水生产的流程示意图如下：

（1）混凝剂除去悬浮物质的过程________（填写序号）。

①只是物理变化　②只是化学变化

③是物理和化学变化

FeSO4·7H2O是常用的混凝剂，它在水中最终生成________________沉淀。

（2）用氯气消毒，是因为它与水反应生成了HClO，HClO的强氧化性能杀死水中的病菌（不直接用次氯酸为自来水消毒是因为次氯酸易分解，且毒性较大）。

Cl2+H2O

HCl+HClO　K＝4.5×10-4，使用氯气为自来水消毒可以有效地控制次氯酸的浓度，请结合平衡常数解释原因：

____________________________。

下列物质中，________（填写序号）可以作为氯气的代用品。

①臭氧　②NH3（液）　③K2FeO4　④SO2

（3）有些地区的天然水中含有较多的钙、镁离子。

用离子交换树脂软化硬水时，先后把水通过分别装有__________________离子交换树脂和_______________

_______离子交换树脂的离子交换柱。

（填“阴”或“阳”，阳离子交换树脂为HR型，阴离子交换树脂为ROH型）。

【解析】

（1）混凝剂除去悬浮物的过程是一个复杂的过程，既有盐类水解的化学变化，又有胶体间吸附的物理过程。

（2）由氯气与水反应的平衡常数可知，该反应的限度很小，生成的HClO浓度很小，且随着HClO的消耗，平衡会不断向正反应方向移动，补充HClO。

臭氧和K2FeO4均具有强氧化性，可以作为氯气的代用品。

（3）为防止生成沉淀，应该先将硬水通过阳离子交换树脂除去钙、镁离子，再通过阴离子交换树脂除去其他杂质离子。

答案：

（1）③　Fe（OH）3

（2）由氯气与水反应的平衡常数可知，该反应的限度很小，生成的HClO浓度很小，且随着HClO的消耗，平衡会不断向正反应方向移动，补充HClO　①③

　（3）阳　阴

3.（2015·泉州模拟）海水中含有丰富的化学元素，下面是某化工厂从海水中提取NaCl、Mg（以MgCl2形式存在）和Br2（以NaBr的形式存在）及综合利用的生产流程简图：

请回答：

（1）Mg（OH）2中加入盐酸后，要获得MgCl2·6H2O晶体，需要进行的实验操作依次为________。

A.蒸馏　　B.灼烧　　C.过滤　D.蒸发　E.冷却结晶

（2）利用MgCl2·6H2O可制得无水氯化镁，应采取的措施是__________。

（3）目前工业上主要采用隔膜法电解饱和食盐水，下列关于隔膜电解槽的叙述错误的是________。

A.隔膜的作用，防止氯气和氢氧化钠、氯气和氢气接触而发生反应

B.电解之前应除去Ca2+、Mg2+，以防止电解时生成Ca（OH）2、Mg（OH）2堵塞隔膜

C.阴极产物为氢氧化钠和氢气

D.电解槽的阳极用金属铁网制成

（4）母液中常含有MgCl2、NaCl、MgSO4、KCl等（其溶解度曲线如图所示），可进一步加工制得一些重要的产品。

若将母液加热升温到60℃以上，随着水分的蒸发，会逐渐析出晶体，此晶体的主要成分是______________；过滤上述晶体后，将滤液降温到30℃以下，又逐渐析出晶体，用一定量的冷水洗涤该晶体，最后可得到比较纯净的____________晶体。

【解析】

（1）由溶液中提纯易溶于水的晶体，常用蒸发、冷却结晶的方法。

（2）如果直接加热MgCl2·6H2O不能得到无水MgCl2，应将MgCl2·6H2O在干燥的HCl气流中加热得无水MgCl2。

（3）隔膜电解槽的阳极用碳棒制成，阴极为铁网，所以D错误。

（4）将母液加热升温到60℃以上，由图可知MgSO4的溶解度随着温度的升高而降低，所以随着水分的蒸发，会有MgSO4晶体和NaCl晶体析出，过滤，然后将滤液降温到30℃以下，又逐渐析出KCl晶体。

答案：

（1）D、E、C　

（2）在HCl气流中脱水，防止MgCl2水解

（3）D　（4）MgSO4、NaCl　KCl

【加固训练】我国海水资源丰富。

海水中溴含量约为65mg·L-1，从海水中提取溴的工业流程如下：

（1）步骤Ⅱ通入热空气或水蒸气吹出Br2，利用了溴的_________________。

A.氧化性　　B.还原性　　　C.挥发性　　D.腐蚀性

（2）以上流程Ⅱ中涉及的离子反应如下，请在下面方框内填入适当的化学计量数：

（3）实验室分离溴还可以用溶剂萃取法，下列可以用作溴的萃取剂的是________。

A.乙醇　　B.四氯化碳　　C.烧碱溶液　　D.苯

（4）氧化剂氯气来自电解饱和食盐水，电解槽使用了隔膜（或离子交换膜）来防止氯气与氢氧化钠溶液反应。

①电解时，阳极反应式为________________________________。

②若采用无隔膜的电解槽，将得到H2和____________________。

【解析】

（1）步骤Ⅱ中用热空气或水蒸气吹出Br2，主要是利用了溴的挥发性。

（2）利用得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒配平该离子方程式。

（3）乙醇能与水互溶，不能用作萃取剂。

（4）①电解饱和食盐水，阳极为Cl-放电，电极反应式为2Cl--2e-

Cl2↑。

②若采用无隔膜的电解槽，则阴极产生的NaOH与阳极产生的Cl2反应得到NaClO。

答案：

（1）C　

（2）3　3　1　5　3　（3）B、D

（4）①2Cl--2e-

Cl2↑　②NaClO

4.一碳化学是指以研究分子中只含一个碳原子的化合物为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学。

（1）煤的气化是获得合成气的一种方法，写出煤气化的主要化学反应方程式：

 _________________________________。

（2）天然气的重整的化学反应方程式为 ________________________________。

（3）最近科学家提出一种“绿色自由”构想：

把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的CO2转变为甲醇。

其技术流程如下：

①碳酸钾溶液所起的作用是 _______________________________________。

②写出上述流程中分解池中发生反应的化学方程式：

 _________________。

③在合成塔中，若有2.2kgCO2，与足量H2恰好完全反应，生成气态的水、甲醇，可放出2473.5kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式

 _________________________________________。

④“绿色自由”构想技术流程中常包括物质和能量的循环利用，上述流程中能体现循环利用的物质有 _____________________________________。

【解析】③该反应为CO2（g）+3H2（g）

CH3OH（g）+H2O（g），2.2kgCO2的物质的量为

＝50mol，则ΔH＝-

＝-49.47kJ·mol-1。

答案：

（1）2C+O2

2CO、

C+H2O

CO+H2、

CO+H2O

CO2+H2

（2）CH4+H2O

CO+3H2

（3）①富集空气中的CO2，为合成甲醇提供CO2

②2KHCO3

K2CO3+H2O+CO2↑

③CO2（g）+3H2（g）

CH3OH（g）+H2O（g）ΔH＝-49.47kJ·mol-1

④碳酸钾溶液、高温水蒸气

【加固训练】以天然气为原料经合成气（CO、H2）制化学品是目前天然气转化利用的主导技术路线，以甲烷的部分氧化为基础制备甲醚（CH3OCH3）和甲醇的工业流程如下：

（1）甲烷的部分氧化反应如下：

2CH4（g）+O2（g）

2CO（g）+4H2（g）ΔH＝-71.2kJ·mol-1

有研究认为甲烷部分氧化的机理为

①CH4（g）+2O2（g）

CO2（g）+2H2O（g）ΔH1＝-890.3kJ·mol-1

②CH4（g）+CO2（g）

2CO（g）+2H2（g）ΔH2

③CH4（g）+H2O（g）

CO（g）+3H2（g）ΔH3＝+250.3kJ·mol-1

则ΔH2＝________。

（2）催化反应室1中合成甲醚的反应为2CO（g）+4H2（g）

CH3OCH3（g）+H2O（g），该反应为自发反应，则该反应的ΔH________（填“<”“>”或“＝”）0。

（3）催化反应室2中发生如下反应：

CO（g）+2H2（g）

CH3OH（g）　ΔH<0。

在容积均为VL的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中分别充入amolCO和2amolH2，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到tmin时CO的体积分数如图a所示，此时Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定达到化学平衡状态的是______________；都达到化学平衡状态时，CO转化率最低的是_____________________________。

（4）如图b为熔融碳酸盐燃料电池的工作原理示意图。

熔融碳酸盐燃料电池的正极反应式可表示为 ______________________________________。

【解析】

（1）根据盖斯定律，ΔH2＝2ΔH-ΔH1-2ΔH3

＝2×（-71.2kJ·mol-1）-（-890.3kJ·mol-1）-2×250.3kJ·mol-1

＝+247.3kJ·mol-1。

（2）由反应可知，反应后气体的物质的量减小，即ΔS<0，根据ΔG＝ΔH-TΔS，反应能自发进行，则ΔG<0，故ΔH必须小于0。

（3）从Ⅰ→Ⅱ，升温，则平衡向逆反应方向移动，且CO含量降低，不能说明Ⅱ已达到平衡状态，而Ⅰ→Ⅲ或Ⅱ→Ⅲ，温度升高，Ⅲ中CO含量达到了最大值，表明Ⅲ已处于平衡状态，而Ⅰ、Ⅱ均未达到平衡状态；由于温度升高平衡向逆反应方向移动，CO转化率降低，故Ⅲ中的CO转化率最低。

（4）燃料电池的正极发生还原反应，结合所给图示可知电极反应式为O2+4e-+2CO2

2C

。

答案：

（1）+247.3kJ·mol-1　

（2）<　（3）Ⅲ　Ⅲ

（4）O2+4e-+2CO2

2C