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届高考化学第二轮专题强化训练6

非选择题标准练(四)

满分43分,实战模拟,20分钟拿到高考主观题高分!

可能用到的相对原子质量:

H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23

Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64

1.(14分)研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源,解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机,同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应,实现CO2的良性循环。

(1)目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸气和水蒸气。

右图表示恒压容器中0.5molCO2和1.5molH2转化率达80%时的能量变化示意图。

能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_______________

_____________。

a.容器中压强不变

b.H2的体积分数不变

c.c(H2)=3c(CH3OH)

d.容器中密度不变

e.2个C

O键断裂的同时有3个H—H键断裂

(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:

实验组

温度/℃

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡所

需时间/min

CO

H2O

H2

CO

1

650

4

2

1.6

2.4

6

2

900

2

1

0.4

1.6

3

3

900

a

b

c

d

t

①实验2条件下平衡常数K=____________________。

②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a/b的值________(填具体值或取值范围)。

③实验4,若900℃时,在该容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为1mol,则此时v(正)__________v(逆)(填“<”“>”或“=”)。

(3)已知在常温常压下:

①2CH3OH(l)+3O2(g)

2CO2(g)+4H2O(g)ΔH=-1275.6kJ·mol-1

②2CO(g)+O2(g)

2CO2(g) ΔH=-566.0kJ·mol-1

③H2O(g)

H2O(l) ΔH=-44.0kJ·mol-1

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:

_____________

_________________________________。

(4)已知草酸是一种二元弱酸,草酸氢钠(NaHC2O4)溶液显酸性。

常温下,向10mL0.01mol·L-1H2C2O4溶液中滴加10mL0.01mol·L-1NaOH溶液时,比较溶液中各种离子浓度的大小关系______________________。

(5)以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。

该电池的负极反应式为_______________________。

【解析】

(1)由所给能量变化示意图可知,1molCO2和3molH2转化率达100%时放出热量49kJ,所以该反应的热化学方程式为

CO2(g)+3H2(g)

CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49kJ·mol-1。

该反应是在恒压容器中进行的,所以压强不变不能判断该反应达到化学平衡状态,a错误;达到平衡时,各物质的含量都不再改变,氢气的体积分数不变,可以判断该反应达到化学平衡状态,b正确;平衡时,氢气和甲醇的浓度不一定具备化学计量数的比例关系,故不能判断该反应达到化学平衡状态,c错误;由于该反应是反应前后气体的物质的量改变的反应,当压强不变时,容器体积在减小,密度增大,当气体密度不再增大,保持不变时,能判断该反应达到化学平衡状态,d正确;该反应在任何状态时都有2个C

O键断裂的同时有3个H—H键断裂,故不能判断该反应达到化学平衡状态,e错误。

(2)①实验2条件下平衡常数,需要列式计算平衡浓度;

          H2O(g) + CO(g) 

 CO2(g) +  H2(g)

初始浓度/mol·L-1:

0.5100

转化浓度/mol·L-1:

0.20.20.20.2

平衡浓度/mol·L-1:

0.30.80.20.2

K=

=

≈0.17。

②若a/b=1,CO与水蒸气的化学计量数之比是1∶1,故二者的转化率相等,欲使CO的转化率大于水蒸气,则a/b<1。

③在该容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为1mol知Qc=1>0.17,则反应逆向程度大,v(正)

(3)依据盖斯定律[①-②+③×4]÷2得到甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:

CH3OH(l)+O2(g)

CO(g)+2H2O(l) ΔH=-442.8kJ·mol-1。

(4)二者刚好反应生成NaHC2O4,草酸氢钠(NaHC2O4)溶液显酸性,则HC2

的电离程度大于水解程度,则c(C2

)>c(OH-),考虑水的电离知c(H+)>c(C2

),故c(Na+)>c(HC2

)>c(H+)>c(C2

)>c(OH-)。

(5)二甲醚在负极失电子发生氧化反应生成二氧化碳,然后二氧化碳与氢氧化钾反应生成碳酸钾:

CH3OCH3+16OH--12e-

2C

+11H2O。

答案:

(1)b、d

(2)①1/6(或0.17) ②<1(或0

(3)CH3OH(l)+O2(g)

CO(g)+2H2O(l) ΔH=-442.8kJ·mol-1

(4)c(Na+)>c(HC2

)>c(H+)>c(C2

)>c(OH-)

(5)CH3OCH3+16OH--12e-

2C

+11H2O

2.(13分)锗及其化合物被广泛应用于半导体、催化剂等领域。

以铅锌矿含锗烟尘为原料可制备GeO2,其工艺流程图如下。

已知:

GeO2是两性氧化物;GeCl4易水解,沸点86.6℃。

(1)第①步滤渣主要成分有____________________(填化学式),实验室萃取操作用到的玻璃仪器有________________________。

(2)第③步萃取时,锗的萃取率与V(水相)/V(有机相)(水相和有机相的体积比)的关系如图所示,从生产成本角度考虑,较适宜的V(水相)/V(有机相)的值为

________________________________。

(3)第④步加入盐酸作用是__________________________(答两点即可)。

(4)第⑤步反应的化学方程式是____________________________________。

(5)检验GeO2·nH2O是否洗涤干净的操作是__________________________。

(6)GeO2产品中通常混有少量SiO2。

取样品5.4g,测得其中氧原子的物质的量为0.105mol,则该样品中GeO2的物质的量为________mol。

【解析】

(1)根据题目中的流程可以看出第①步中不溶于稀硫酸的滤渣主要成分有SiO2、PbO。

实验室萃取操作用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯。

(2)第③步萃取时,从生产成本角度考虑,由图可知有机萃取剂的用量在V(水相)/V(有机相)的值为8时比V(水相)/V(有机相)的值为4时少,此时萃取率处于较高水平,而有机萃取剂较贵,故V(水相)/V(有机相)的值为8时较适宜。

(3)第④步加入盐酸作用为中和NaOH,作反应物,抑制GeCl4水解。

(4)第⑤步反应的化学方程式为GeCl4+(n+2)H2O

GeO2·nH2O+4HCl。

(5)检验GeO2·nH2O是否洗涤干净的操作是取最后一次洗涤液于试管中,往其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液,若不产生白色沉淀,则说明洗涤干净。

若产生白色沉淀,则说明未洗涤干净。

(6)设GeO2的物质的量为xmol,SiO2的物质的量为ymol,2(x+y)=0.105,105x+60y=5.4,解得x=0.05,故该样品中GeO2的物质的量为0.05mol。

答案:

(1)SiO2、PbO 分液漏斗、烧杯 

(2)8

(3)中和NaOH,作反应物,抑制GeCl4水解

(4)GeCl4+(n+2)H2O

GeO2·nH2O+4HCl

(5)取最后一次洗涤液于试管中,往其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液,若不产生白色沉淀,则说明洗涤干净。

若产生白色沉淀,则说明未洗涤干净

(6)0.05

【规律技法】解答无机化工流程题的审题步骤及解题思路

(1)审题步骤。

(2)解题思路。

3.(16分)氧化亚铜是大型水面舰艇防护涂层的重要原料。

某小组通过查阅资料,进行如下研究。

Ⅰ.Cu2O的制取

资料:

1.氧化亚铜:

化学式Cu2O,红色至红褐色结晶或粉末,不溶于水及有机溶剂,可溶于稀盐酸、稀硫酸等,在稀硫酸溶液中歧化为二价铜和铜单质。

氧化亚铜在1800℃时分解,在干燥空气中稳定,但在潮湿空气中被慢慢氧化为氧化铜。

氧化亚铜主要用于制造船底防污漆、杀虫剂……

2.葡萄糖还原法制备氧化亚铜:

将葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液混合后进行反应,生成氧化亚铜,条件控制不当时会有少量氧化铜生成。

(1)葡萄糖还原法制Cu2O的化学方程式为___________________。

(2)实验室用此方法制取并获得少量Cu2O固体,需要的玻璃仪器除试管、酒精灯、烧杯外,还需要_______________________________________。

Ⅱ.检验样品中是否含有CuO

方案1:

将制得的Cu2O样品溶于足量稀硫酸。

(3)甲同学认为若溶液变为蓝色,则说明样品中含有CuO杂质。

乙同学认为此推论不合理,用化学用语解释原因________________________。

(4)甲同学通过反思,认为将定性检验改为定量测定便能确定样品中是否含有CuO杂质,应测量的数据是______________。

方案2:

丙同学认为采用如下装置(所加药品均足量)进行实验,通过测定c装置反应后固体的质量以及d装置反应前后增重的质量,可计算,从而确定样品中是否含有氧化铜。

(5)装置a中所加的酸是________(填化学式),装置e中碱石灰的作用是_____

_______________________。

(6)点燃装置c中酒精灯之前需进行的操作是__________________。

(7)熄灭酒精灯之后,仍需通一段时间H2至试管冷却,原因是____________。

【解析】

(1)葡萄糖含有醛基,能还原新制氢氧化铜制备Cu2O。

(2)反应后过滤得到Cu2O,还需仪器有漏斗、玻璃棒。

(3)Cu2O也能与硫酸反应生成CuSO4和Cu,溶液变蓝色,Cu2O+H2SO4

CuSO4+Cu+H2O。

(4)根据反应生成的Cu可以计算出样品中Cu2O的质量,结合样品的质量,可以判断是否含有CuO。

(5)装置a为制取H2,选择稀硫酸。

d测定的是反应生成的水,则e中碱石灰的作用是防止空气中水蒸气进入d。

(6)点燃装置c中酒精灯之前,要先通入一段时间H2,排出装置中空气,并检验H2的纯度。

(7)熄灭酒精灯之后,通一段时间H2至试管冷却,是为了防止铜在高温下被氧化为CuO。

答案:

(1)CH2OH(CHOH)4—CHO+2Cu(OH)2+NaOH

CH2OH(CHOH)4—COONa+Cu2O↓+3H2O

(2)漏斗、玻璃棒 (3)Cu2O+H2SO4

CuSO4+Cu+H2O

(4)Cu2O样品的质量、反应后剩余固体(Cu)的质量

(5)H2SO4 防止空气中的水进入d装置,导致m(H2O)测定不准确

(6)打开K1,关闭K2,通一段时间氢气后验纯,打开K2,关闭K1

(7)防止生成的Cu单质在高温下又被氧气氧化为CuO,导致测定数据不准确

【规律技法】化学实验方案设计的思路

【加固训练】查资料得知有些硫酸盐在500℃以上开始按下式分解:

硫酸盐

金属氧化物+SO2↑+SO3↑+O2↑,有人猜测硫酸亚铁可能也是如此分解,并设计一验证性实验。

(注:

忽略气体吸收过程中的热效应)实验用到的仪器如下图所示:

使用精密实验仪器,加热一段时间后,测得数据及有关结果如下:

Ⅰ.准确称取6.08g无水FeSO4;

Ⅱ.装置F总质量在实验结束时增加了0.16g,且其溶液中只有一种溶质;

Ⅲ.测出量筒中水的体积后,折算成排水的气体,在标准状况下的体积为112mL。

试回答下列问题:

(1)使用所有仪器,按装置从左至右的方向,各仪器接口连接顺序为①⑨⑩

____________③________②(填序号)。

(2)装置F的作用是______________________________。

(3)装置D的作用是______________________________。

(4)通过计算,推断出该条件下反应的化学方程式为______________。

(5)本题测量气体体积时的注意事项是

①__________________________,②__________________________,③待气体冷却到室温时再读数。

(6)若将上面连接中的装置F去掉,则本实验是否还能进行?

_______________

_____________________________。

(若能,请填写可能还需要测量什么数据;若不能,请说明理由)

【解析】

(1)根据装置F中的试剂知装置F是吸收SO3的,F增加的质量是吸收的SO3的质量与放出的等物质的量的SO2的质量差,E、B装置相结合是测量气体体积的装置,通过量筒中水的体积可以知道反应放出的氧气体积,D中浓硫酸可干燥气体,C中碱石灰能吸收SO2,综合可知装置的顺序是A、F、D、C、E、B,接口顺序是①⑨⑩⑥⑤③④⑧⑦②。

(2)根据分析知装置F的作用是吸收SO3放出等物质的量的SO2。

(3)浓硫酸是常用的干燥剂,装置D的作用是干燥SO2和O2。

(4)1molSO3与1molSO2的质量差为16g,装置F总质量在实验结束时增加了0.16g,说明反应生成的SO3物质的量是0.01mol;在标准状况下的氧气体积为112mL,即得到氧气0.005mol;6.08g无水FeSO4的物质的量是6.08g÷

152g·mol-1=0.04mol;利用铁元素守恒得生成Fe2O3的物质的量是0.02mol;通过质量守恒即可计算生成SO2的物质的量是0.03mol,反应方程式为8FeSO4

4Fe2O3+6SO2↑+2SO3↑+O2↑。

(5)本题测量气体体积时的注意事项是视线要与凹液面最低处保持水平,读数时B、E两仪器内液面要相平。

(6)若将上面连接中的装置F去掉,由于D中的浓硫酸也能吸收SO3,仍然能完成实验,还需测量装置D反应前后的质量变化值。

答案:

(1)⑥⑤ ④⑧⑦

(2)吸收SO3放出等物质的量的SO2

(3)干燥SO2和O2

(4)8FeSO4

4Fe2O3+6SO2↑+2SO3↑+O2↑

(5)视线要与凹液面最低处保持水平 读数时B、E两仪器内液面要相平(答案无先后顺序)

(6)能,还需测量装置D反应前后的质量变化值

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