新高考化學(xué)三輪復(fù)習(xí)非選擇題專(zhuān)項(xiàng)練五(含解析)

PAGE9-非選擇題專(zhuān)項(xiàng)練(五)(建議用時(shí)：40分鐘)1．利用含鈷廢料(含CoO、Co2O3、金屬Al、Li等)制取CoCl2·6H2O的流程圖如下所示。(1)寫(xiě)出步驟Ⅰ中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________________________________________________________________________。(2)步驟Ⅱ中可用鹽酸代替H2SO4與H2O2的混合液，但缺點(diǎn)是________________________________________________________________________。(3)步驟Ⅲ①中Na2CO3溶液的作用是_____________________________________________________________________________________________________________。(4)若在實(shí)驗(yàn)室煅燒CoCO3，則所需硅酸鹽材質(zhì)的儀器除酒精燈和玻璃棒外，還有________(填儀器名稱(chēng))。(5)操作①的步驟是________、________、過(guò)濾、洗滌、干燥。洗滌過(guò)程中用乙醇和水的混合液代替水的優(yōu)點(diǎn)是________________________________________________________________________。(6)CoCl2·6H2O受熱易分解，取119g該晶體加熱至某一溫度，得到CoCl2·xH2O83g，則x＝________。2．甲醇不僅是重要的化工原料，還是性能優(yōu)良的能源和車(chē)用燃料。Ⅰ.甲醇水蒸氣重整制氫是電動(dòng)汽車(chē)氫氧燃料電池理想的氫源，生產(chǎn)過(guò)程中同時(shí)也產(chǎn)生CO，CO會(huì)損壞燃料電池的交換膜。相關(guān)反應(yīng)如下：反應(yīng)①：CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)ΔH1反應(yīng)②：H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41kJ·mol－1如圖表示恒壓容器中0.5molCH3OH(g)和0.5molH2O(g)轉(zhuǎn)化率達(dá)80%時(shí)的能量變化。(1)計(jì)算反應(yīng)①的ΔH1＝________。(2)反應(yīng)①能夠自發(fā)進(jìn)行的原因是_______________________________________________________，升溫有利于提高CH3OH的轉(zhuǎn)化率，但也存在一個(gè)明顯的缺點(diǎn)是________________________________________________________________________。(3)恒溫恒容下，向密閉容器中通入體積比為1∶1的H2和CO2，能判斷反應(yīng)CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)處于平衡狀態(tài)的是________。A．體系內(nèi)壓強(qiáng)保持不變B．體系內(nèi)氣體密度保持不變C．CO2的體積分?jǐn)?shù)保持不變D．?dāng)嗔?molH—H鍵的同時(shí)斷裂3molH—O鍵(4)250℃、一定壓強(qiáng)和催化劑條件下，1.00molCH3OH和1.32molH2O充分反應(yīng)，平衡時(shí)測(cè)得H2為2.70mol，CO為0.030mol，則反應(yīng)①中CH3OH的轉(zhuǎn)化率是________，反應(yīng)②的平衡常數(shù)是________(以上結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)。Ⅱ.如圖是甲醇燃料電池工作原理示意圖。(5)當(dāng)內(nèi)電路轉(zhuǎn)移1.5molCOeq\o\al(2－,3)時(shí)，消耗甲醇的質(zhì)量是________g。(6)正極的電極反應(yīng)式為_(kāi)____________________________________________。3．氧氣是一種常見(jiàn)的氧化劑，用途廣泛。回答下列問(wèn)題：(1)用H2O2制取O2時(shí)，分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2H2O2(aq)=2H2O(l)＋O2(g)ΔH＝akJ·mol－1。①相同條件下，H2O2分解時(shí)，無(wú)論是否使用催化劑，均不會(huì)改變的是________(填字母)。A．反應(yīng)速率 B．反應(yīng)熱C．活化能 D．生成物②以Fe3＋做催化劑時(shí)，H2O2的分解分兩步進(jìn)行，第一步反應(yīng)為H2O2(aq)＋2Fe3＋(aq)=2Fe2＋(aq)＋O2(g)＋2H＋(aq)ΔH＝bkJ·mol－1，第二步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。(2)工業(yè)上用Cl2生產(chǎn)某些含氯有機(jī)物時(shí)會(huì)產(chǎn)生HCl副產(chǎn)物，可用O2將其轉(zhuǎn)化為Cl2，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用[O2(g)＋4HCl(g)eq\o(,\s\up7(一定條件))2Cl2(g)＋2H2O(g)]。將1molO2和4molHCl(g)充入某恒容密閉容器中，分別在T1和T2溫度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得容器內(nèi)總壓強(qiáng)(p)與反應(yīng)時(shí)間(t)的變化關(guān)系如圖所示。①該反應(yīng)的速率v＝k·ca(O2)·cb(HCl)(k為速率常數(shù))，下列說(shuō)法正確的是________(填字母)。A．使用催化劑，k不變B．溫度升高，k增大C．平衡后分離出水蒸氣，k變小D．平衡后再充入1molO2和4molHCl(g)，兩種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率都增大②T1________(填“>”或“<”)T2。該反應(yīng)的ΔH________(填“>”或“<”)0，判斷的依據(jù)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③T2時(shí)，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率＝________，反應(yīng)的Kx＝________(Kx為以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的平衡常數(shù))。4．向硫酸銅溶液中逐滴滴加稀氨水，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀；繼續(xù)滴加稀氨水，沉淀溶解，溶液最終變?yōu)樯钏{(lán)色；再向深藍(lán)色溶液中加入無(wú)水乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)基態(tài)Cu原子中，電子在核外排布的原子軌道共有________個(gè)。(2)N、O、S元素的原子對(duì)鍵合電子吸引力最大的是________。(3)[Cu(NH3)4]2＋中存在配位鍵，提供孤電子對(duì)的原子是________。Cu(NH3)2Cl2有兩種同分異構(gòu)體，其中一種可溶于水，則此種化合物是________(填“極性”或“非極性”)分子，由此推知[Cu(NH3)4]2＋的立體構(gòu)型是________。(4)NH3中N原子的雜化方式是________，乙醇分子中采用同樣雜化方式的原子有________個(gè)。(5)硫元素對(duì)應(yīng)的含氧酸酸性H2SO4強(qiáng)于H2SO3，其原因?yàn)開(kāi)____________________________________________________________________________________________。(6)銅的一種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該氧化物的化學(xué)式是________。若該晶胞結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)方體，其參數(shù)如圖，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該氧化物的密度為_(kāi)_______g·cm－3。5．化合物H是合成啶氧菌酯(農(nóng)用殺菌劑)的一種中間體。由芳香化合物A為原料制備H的一種合成路線如下：回答下列問(wèn)題：(1)A的化學(xué)名稱(chēng)為_(kāi)_______。(2)反應(yīng)④的反應(yīng)類(lèi)型是________。(3)F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______。(4)H中的含氧官能團(tuán)的名稱(chēng)是________。(5)反應(yīng)②的化學(xué)方程式為_(kāi)________________________________________________。(6)芳香化合物X是H的同分異構(gòu)體，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)、水解反應(yīng)，也能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，X的核磁共振氫譜有四組峰，峰面積之比為6∶2∶1∶1。寫(xiě)出一種符合題目要求的X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：_______________________________________________。(7)PAA(可由其單體在H2O2引發(fā)下制得。設(shè)計(jì)以乙炔、NaCN等為主要原料制備PAA的合成路線。非選擇題專(zhuān)項(xiàng)練(五)1．解析：(1)結(jié)合含鈷廢料的成分可知，步驟Ⅰ中加入NaOH溶液，金屬鋁可以和NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)，其化學(xué)方程式為2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑；鋰為活潑金屬，能與溶液中的水反應(yīng)，其化學(xué)方程式為2Li＋2H2O=2LiOH＋H2↑。(2)結(jié)合流程圖可知，步驟Ⅱ中加入H2O2和H2SO4混合液的目的是使Co2O3還原成Co2＋：Co2O3＋4H＋＋H2O2=2Co2＋＋3H2O＋O2↑，若用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，則會(huì)發(fā)生反應(yīng)6HCl＋Co2O3=Cl2↑＋3H2O＋2CoCl2，產(chǎn)生氯氣，污染環(huán)境。(3)從流程圖可知，步驟Ⅲ①加入Na2CO3溶液用于調(diào)節(jié)溶液的pH，從而使Al3＋生成Al(OH)3沉淀而除去。(4)在實(shí)驗(yàn)室煅燒CoCO3時(shí)，需在坩堝中進(jìn)行，坩堝需放在泥三角上，而坩堝和泥三角都屬于硅酸鹽材質(zhì)的儀器。(5)從CoCl2溶液中制取CoCl2·6H2O的操作步驟是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥；洗滌過(guò)程中用乙醇和水的混合溶液代替水，可減少CoCl2·6H2O的溶解損失。(6)根據(jù)CoCl2·6H2O～CoCl2·xH2O238130＋18x119g83geq\f(238,119g)＝eq\f(130＋18x,83g)，解得x＝2。答案：(1)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑、2Li＋2H2O=2LiOH＋H2↑(2)有氯氣生成，污染環(huán)境(3)調(diào)節(jié)溶液的pH，使Al3＋變成Al(OH)3沉淀除去(4)坩堝、泥三角(5)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶減少晶體的溶解損失(6)22．解析：Ⅰ.(1)結(jié)合題意和題圖可知，0.5ΔH1×80%＝E1－E2＝(23－3.4)kJ·mol－1，解得ΔH1＝＋49kJ·mol－1。(2)反應(yīng)①的ΔH1＝＋49kJ·mol－1>0，ΔS>0，根據(jù)ΔH－TΔS<0時(shí)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行可知，反應(yīng)①能夠自發(fā)進(jìn)行的原因是反應(yīng)①為熵增反應(yīng)。反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，升高溫度，CH3OH的轉(zhuǎn)化率提高；反應(yīng)②也為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡右移，CO含量增加，從而會(huì)損壞燃料電池的交換膜。(3)CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)為反應(yīng)前后氣體體積不相等的反應(yīng)，體系內(nèi)壓強(qiáng)不變，可以說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A項(xiàng)正確；該容器為恒容密閉容器，又氣體總質(zhì)量不變，故氣體密度為一定值，B項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)起始通入的H2和CO2均為1mol，反應(yīng)進(jìn)行到t時(shí)刻時(shí)，CO2反應(yīng)了amol，則此時(shí)體系中n(CO2)＝(1－a)mol，n(H2)＝(1－3a)mol，n(CH3OH)＝n(H2O)＝amol，CO2的體積分?jǐn)?shù)為eq\f(1－a,2－2a)×100%＝50%，即反應(yīng)過(guò)程中CO2的體積分?jǐn)?shù)始終保持為50%，C項(xiàng)錯(cuò)誤；斷裂3molH—H鍵的同時(shí)斷裂3molH—O鍵，說(shuō)明消耗3molH2的同時(shí)有1molCH3OH和1molH2O被消耗，則正、逆反應(yīng)速率相同，可以說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D項(xiàng)正確。(4)設(shè)平衡時(shí)反應(yīng)①消耗CH3OHxmol，反應(yīng)②消耗二氧化碳ymol，則：CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)起始量/mol1.001.3200變化量/molxxx3x平衡量/mol1.00－x1.32－xx3xH2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)起始量/mol3xx01.32－x變化量/molyyyy平衡量/mol3x－yx－yy1.32－x＋yeq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(3x－y＝2.70,y＝0.030))，解得x＝0.91，則平衡狀態(tài)下H2、CO2、CO和H2O的物質(zhì)的量分別為2.70mol、0.88mol、0.030mol和0.440mol，反應(yīng)①中CH3OH的轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.91mol,1.00mol)×100%＝91%。反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)K＝eq\f(c（H2O）·c（CO）,c（H2）·c（CO2）)＝eq\f(0.440×0.030,2.70×0.88)≈5.6×10－3。Ⅱ.(5)甲醇在負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH3OH＋3COeq\o\al(2－,3)－6e－=4CO2↑＋2H2O，內(nèi)電路轉(zhuǎn)移1.5molCOeq\o\al(2－,3)時(shí)，消耗甲醇0.5mol，質(zhì)量為0.5mol×32g·mol－1＝16g。(6)O2在正極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)。答案：Ⅰ.(1)＋49kJ·mol－1(2)該反應(yīng)為熵增反應(yīng)CO含量升高，破壞燃料電池的交換膜(3)AD(4)91%5.6×10－3Ⅱ.(5)16(6)O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)3．解析：(1)①催化劑能降低反應(yīng)的活化能，加快化學(xué)反應(yīng)速率，但不能使反應(yīng)熱發(fā)生變化，也不能改變生成物，故選BD。②利用蓋斯定律，用總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式減去第一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可得到第二步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為H2O2(aq)＋2Fe2＋(aq)＋2H＋(aq)=2Fe3＋(aq)＋2H2O(l)ΔH＝(a－b)kJ·mol－1。(2)①速率常數(shù)只與溫度有關(guān)，而與催化劑和物質(zhì)的濃度沒(méi)有關(guān)系，溫度升高，速率常數(shù)增大，故A、C項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；該容器為恒容密閉容器，平衡后再充入1molO2和4molHCl(g)，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡右移，兩種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率均增大，D項(xiàng)正確。②根據(jù)阿伏加德羅定律可知，在恒容條件下，壓強(qiáng)與溫度、物質(zhì)的量成正比，由于T2時(shí)壓強(qiáng)大，則T2時(shí)溫度高。根據(jù)恒溫恒容條件下，物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比可知，T2溫度下平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量為eq\f(4.5,5.0)×5mol＝4.5mol，氣體的總物質(zhì)的量減少了0.5mol，T1溫度下平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量為eq\f(3.5,4.0)×5mol＝4.375mol，氣體的總物質(zhì)的量減少了0.625mol，在溫度較低的T1溫度下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，氣體的物質(zhì)的量減少得多，即反應(yīng)正向進(jìn)行的程度大，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0。③設(shè)T2溫度下平衡時(shí)反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)化了xmolO2，根據(jù)反應(yīng)：O2(g)＋4HCl(g)eq\o(,\s\up7(一定條件))2Cl2(g)＋2H2O(g)起始/mol1400變化/molx4x2x2x平衡/mol1－x4－4x2x2x由壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比得：eq\f(5.0,5mol)＝eq\f(4.5,（5－x）mol)，解得x＝0.5，故HCl的平衡轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.5mol×4,4mol)×100%＝50%。平衡時(shí)O2、HCl、Cl2、H2O的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為eq\f(1,9)、eq\f(4,9)、eq\f(2,9)、eq\f(2,9)，則平衡常數(shù)Kx＝eq\f(（\f(2,9)）2×（\f(2,9)）2,\f(1,9)×（\f(4,9)）4)＝eq\f(9,16)。答案：(1)①BD②H2O2(aq)＋2Fe2＋(aq)＋2H＋(aq)=2Fe3＋(aq)＋2H2O(l)ΔH＝(a－b)kJ·mol－1(2)①BD②<<反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，氣體物質(zhì)的量的減少量分別為Δn(T1)＝5×eq\f(0.5,4.0)mol＝0.625mol、Δn(T2)＝5×eq\f(0.5,5.0)mol＝0.5mol，T1時(shí)平衡轉(zhuǎn)化率更大③50%eq\f(9,16)(或0.5625)4．解析：(1)基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，則電子在核外排布的原子軌道共有15個(gè)。(2)元素的非金屬性越強(qiáng)，原子對(duì)鍵合電子的吸引力越大，故吸引力最大的是O。(3)[Cu(NH3)4]2＋中配位鍵的孤電子對(duì)由N原子提供；根據(jù)“相似相溶”原理，水為極性分子，則此種化合物屬于極性分子；結(jié)合Cu(NH3)2Cl2存在兩種同分異構(gòu)體，[Cu(NH3)4]2＋中形成了4個(gè)相同的配位鍵，可推出其立體構(gòu)型為平面正方形。(4)氨分子中氮原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋eq\f(5－3×1,2)＝4，所以N原子采取sp3