高考化学二轮复习 非选择题标准练（五）

非选择题标准练(五)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-1C-12N-14O-16Na-23Mg-24Al-27S-32Cl-35.5Fe-56Cu-641.(14分)醇与氢卤酸反应是制备卤代烃的重要方法。实验室制备1-溴丁烷的反应和实验装置如下:NaBr+H2SO4HBr+NaHSO4C4H9OH+HBrC4H9Br+H2O可能存在的副反应有:醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯和醚,Br-被浓硫酸氧化为Br2等。有关数据列表如下:熔点/沸点/密度/gcm-3正丁醇-89.53117.250.811-溴丁烷-112.4101.61.28 (1)实验装置中仪器a的名称是_;反应加热时的温度不宜超过100,较好的加热方法是_。圆底烧瓶中碎瓷片的作用是_;装置中倒扣漏斗的作用是_。(2)制备操作中,加入的浓硫酸必须进行适当稀释,其目的是_(填字母序号)。a.减少副产物烯和醚的生成b.减少Br2的生成c.减少HBr的挥发d.水是反应的催化剂(3)反应结束后,将反应混合物中1-溴丁烷分离出来,应采取蒸馏操作得到较纯的1-溴丁烷,蒸馏装置除了用到冷凝管、温度计、牛角管、锥形瓶,还需要的玻璃仪器是_。(4)将反应结束后得到的混合物经过蒸馏操作得到较纯的1-溴丁烷的产物中,可能含有的杂质主要是_。(5)将1-溴丁烷产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物在_(填“上层”“下层”或“不分层”)。(6)某实验小组制取1-溴丁烷时,向圆底烧瓶中加入7.4 g正丁醇,13.0 g NaBr和足量的浓硫酸,最终制得1-溴丁烷9.6 g,则1-溴丁烷的产率是_(保留2位有效数字)。【解析】(1)实验装置中仪器a是球形冷凝管;反应加热时的温度不易超过100,为了使溶液受热均匀,因此采用水浴加热。圆底烧瓶中碎瓷片可以防止暴沸,溴化氢气体极易溶于水,装置中倒扣漏斗可以防止倒吸。(2)根据题目提供的信息知,浓硫酸可以使醇脱水生成烯和醚;可以将Br-氧化为溴单质;浓硫酸与水溶液接触时会放出大量的热,从而导致HBr的挥发,所以浓硫酸应稀释。(3)蒸馏装置除了用到冷凝管、温度计、牛角管(弯接管)、锥形瓶,还需要的玻璃仪器有蒸馏烧瓶、酒精灯。(4)因为水的沸点为100,与1-溴丁烷的接近,所以得到的产物中可能含有水。(5)1-溴丁烷的密度大于水的密度,因此1-溴丁烷在下层。(6)7.4 g 1-丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)的物质的量是0.1 mol,13.0 g NaBr可生成溴化氢的物质的量是0.126 mol,反应中溴化氢过量,则理论上生成1-溴丁烷的物质的量是0.1 mol,质量是0.1 mol137 gmol-1=13.7 g,而最终制得1-溴丁烷9.6 g,则1-溴丁烷的产率是100%=70%。答案:(1)球形冷凝管水浴加热防止暴沸防止倒吸(2)a、b、c(3)蒸馏烧瓶、酒精灯(4)水(5)下层(6)70%2.(15分)碳、氮、硫是中学化学重要的非金属元素,在工农业生产中有广泛的应用。(1)用于发射“天宫一号”的长征二号火箭的燃料是液态偏二甲肼(CH3)2N-NH2,氧化剂是液态四氧化二氮,两者在反应过程中放出大量热量,同时生成无毒、无污染的气体。已知室温下,1 g燃料完全燃烧释放出的热量为42.5 kJ,请写出该反应的热化学方程式_。(2)298 K时,在2 L的密闭容器中,发生可逆反应:2NO2(g)N2O4(g)H=-akJmol-1(a0)。N2O4的物质的量浓度随时间变化如图1。达平衡时,N2O4的浓度为NO2的2倍,回答下列问题。298 K时,该反应的平衡常数为_。在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图2所示。下列说法正确的是_(填字母序号)。a.A、C两点的反应速率:ACb.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B”“”或“=”)。(3)NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。现向100 mL 0.1 molL-1NH4HSO4溶液中滴加0.1 molL-1NaOH溶液,得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图3所示。试分析图中a、b、c、d、e五个点,水的电离程度最大的是_;其溶液中c(OH-)的数值最接近NH3H2O的电离常数K数值的是_;在c点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是_。【解析】(1)1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5 kJ,则1 mol偏二甲肼完全燃烧释放出的能量为42.5 kJ60=2 550 kJ,其热化学方程式为C2H8N2(l)+2N2O4(l)2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l)H=-2 550 kJmol-1。(2)由图1可知N2O4的平衡浓度为0.6 molL-1,达到平衡时N2O4的浓度为NO2的2倍,则NO2的平衡浓度为0.3 molL-1,则K=6.67;压强越大,反应速率越快,所以A、C两点的反应速率:A0)放热,温度升高平衡逆向移动,二氧化氮含量增大,所以由状态B到状态A,可以用加热的方法,故d正确;反应为放热反应,升高温度,K减小,密闭容器的体积为2 L,因此N2O4的浓度为0.6 molL-1,N2O4的浓度为0.3 molL-1,浓度商Q=6.67,6.67=K(298 K)K(398 K),反应向逆反应方向移动,因此v(正)c(S),根据N与S的关系,可以得出c(S)c(N),故c(Na+)c(S)c(N)c(OH-)=c(H+)。答案:(1)C2H8N2(l)+2N2O4(l)2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l)H=-2 550 kJmol-1(2)6.67dc(S)c(N)c(OH-)=c(H+)【加固训练】氮的氢化物NH3和N2H4有着广泛的应用。(1)已知25时,几种难溶电解质的溶度积如下表所示:氢氧化物Cu(OH)2Fe(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2Ksp2.210-204.010-388.010-161.810-11向Cu2+、Mg2+、Fe3+、Fe2+浓度都为0.01 molL-1的溶液中缓慢滴加稀氨水,产生沉淀的先后顺序为(用化学式表示)_。(2)实验室制备氨气的化学方程式为_。工业上,制备肼(N2H4)的方法之一是用次氯酸钠溶液在碱性条件下与氨气反应。若以石墨为电极,将该反应设计成原电池,则电池的负极反应为_。(3)在3 L密闭容器中,起始投入4 mol N2和9 mol H2在一定条件下合成氨,平衡时仅改变温度测得的数据如表所示:温度(K)平衡时NH3的物质的量(mol)T12.4T22.0已知:破坏1 mol N2(g)和3 mol H2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH3(g)中的化学键消耗的能量。则T1_T2(填“”“”或“=”);在T2K下,经过10 min达到化学平衡状态,则010 min内H2的平均速率v(H2)=_,平衡时N2的转化率(N2)=_。若再增加氢气浓度,该反应的平衡常数将_(填“增大”“减小”或“不变”);下列图象分别代表焓变(H)、混合气体平均相对分子质量()、N2体积分数(N2)和气体密度()与反应时间关系,其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是_。【解析】(1)向Cu2+、Mg2+、Fe3+、Fe2+浓度都为0.01 molL-1的溶液中缓慢滴加稀氨水,开始生成Cu(OH)2沉淀时,c(OH-)=10-9molL-1,开始生成Fe(OH)3沉淀时,c(OH-)=10-12molL-1,开始生成Fe(OH)2沉淀时,c(OH-)=10-7molL-1,开始生成Mg(OH)2沉淀时,c(OH-)=10-5molL-1,开始生成沉淀时溶液中氢氧根离子浓度越小,则该物质越容易沉淀,所以产生沉淀的先后顺序为Fe(OH)3、Cu(OH)2、Fe(OH)2、Mg(OH)2。(2)实验室用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物来制备氨气,氯化铵和氢氧化钙反应生成氨气、氯化钙和水,其反应的方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O;NH3失电子,在原电池中负极上反应生成N2H4,其电极反应式为2NH3+2OH-2e-N2H4+2H2O。(3)破坏1 mol N2(g)和3 mol H2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH3(g)中的化学键消耗的能量,则该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,氨气的物质的量减小,已知T1时氨气的物质的量大,说明T1时温度低,则T1T2;在T2K下,经过10 min达到化学平衡状态,平衡时氨气的物质的量为2 mol,则反应的氢气为2 mol=3 mol,v=0.1 molL-1min-1;N2的转化率(N2)=100%=100%=25%;该反应的平衡常数只与温度有关,再增加氢气浓度,反应的平衡常数不变;对于固定的反应焓变是固定不变的,与平衡状态无关,故A错误;随着反应的进行,气体物质的量减小,气体的质量不变,则混合气体平均相对分子质量逐渐增大,当混合气体平均相对分子质量不变时即达到平衡状态,故B正确;随着反应的进行,N2体积分数(N2)逐渐减小,当(N2)不变时即达到平衡状态,故C正确;容器的体积不变,气体的质量守恒,则混合气体的密度始终不变,所以混合气体的密度不变时,不一定达到平衡状态,故D错误。答案:(1)Fe(OH)3、Cu(OH)2、Fe(OH)2、Mg(OH)2(2)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O2NH3+2OH-2e-N2H4+2H2O(3)0.1 molL-1min-125%不变BC3.(14分)铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛,请回答下列问题。(1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,将Y溶于过量盐酸,化学方程式为_;Y与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式为_。(2)某溶液中含有Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+等离子,向其中加入过量的NaOH溶液后,过滤,将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入过量的稀盐酸中,所得溶液与原溶液相比,溶液中大量减少的阳离子是_(填编号)。A.Mg2+B.Fe2+C.Al3+D.Cu2+(3)氧化铁是重要的工业颜料,用废铁屑制备它的流程如下:Na2CO3溶液可以除油污,原因是(用离子方程式表示)_;操作中沉淀的洗涤的方法是_;请写出生成FeCO3沉淀的离子方程式_。【解析】(1)Fe3C在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,则Y为Fe3O4,溶于过量的盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁,化学反应方程式为Fe3O4+8HCl2FeCl3+FeCl2+4H2O;硝酸具有强氧化性,Fe3O4与过量的浓硝酸反应生成硝酸铁,化学式为Fe(NO3)3。(2)加入过量的NaOH,Al3+转化为偏铝酸根,Mg2+、Fe2+、Cu2+转化为氢氧化物沉淀,且氢氧化亚铁易被氧化,灼烧固体得到氧化镁、氧化铜、氧化铁,投入过量的稀盐酸中,所得溶液中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+,与原溶液相比,溶液中大量减少的阳离子是Al3+、Fe2+。(3)碳酸钠溶液中碳酸根水解C+H2OHC+OH-,溶液呈碱性,油污主要为油脂,碱性条件下水解而除去;FeCO3沉淀会附着其他离子,需要进行洗涤,减少杂质,具体操作为在漏斗中加入适量蒸馏水,浸没过沉淀,让蒸馏水自然流下,重复数次;由工艺流程可知,操作I所得的滤液中主要有硫酸亚铁,加入碳酸氢铵,实质是亚铁离子与碳酸氢根离子反应,生成FeCO3,同时生成二氧化碳、水,反应离子方程式为Fe2+2HCFeCO3+CO2+H2O。答案:(1)Fe3O4+8HCl2FeCl3+FeCl2+4H2OFe(NO3)3(2)B、C(3)C+H2OHC+OH-向漏斗中加入蒸馏水至没过固体,让水自然流出,重复23次Fe2+2HCFeCO3+CO2+H2O【方法规律】化工流程题的解题技巧(1)明目的,读流程:明确题目目的(如制取什么物质),从题干或问题中获取有用信息,了解产品的性质。从基本概念和反应原理的角度分析流程中涉及的元素及化合物知识,从质量守恒原理的角度分析未知物质,寻找解题的突破口。(2)看控制,找分离:化工工艺流程题中较多涉及物质的分离提纯,注意所需原料、条件的控制(如溶液pH与沉淀、溶度积常数与沉淀等)以及物质分离提纯方法的选择(如过滤、萃取分液、蒸馏等)。(3)若对工艺流程进行评价,则从成本、环保、产品纯度等角度分析。