2024版化學(xué)大二輪（新高考）綜合大題標(biāo)準(zhǔn)練匯編

綜合大題標(biāo)準(zhǔn)練(一)1．“同槽酸浸濕法冶煉工藝”可綜合利用資源。由輝銅礦(Cu2S，含少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì))、軟錳礦(MnO2，含少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì))制備硫酸錳和堿式碳酸銅工藝流程如圖：已知：①MnO2有較強的氧化性，能將Cu＋氧化成Cu2＋；②[Cu(NH3)4]SO4常溫穩(wěn)定，在熱水溶液中會分解生成NH3；③部分金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍(開始沉淀和完全沉淀的pH)：Fe3＋：1.5～3.2；Mn2＋：8.3～9.8；Cu2＋：4.4～6.4。請回答下列問題：(1)Mn元素在元素周期表的位置：__________________________________________，基態(tài)Cu原子價層電子排布式：____________________________________________。(2)“同槽酸浸”浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等，該過程主要反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)為提高錳浸出速率可以適當(dāng)提高酸的溫度和濃度，________________(填“可以”或“不可以”)用濃鹽酸代替稀硫酸，原因是_________________________________________________________________________________________________________________(結(jié)合化學(xué)方程式說明原因)。(4)調(diào)節(jié)浸出液pH＝4可使用的試劑__________(填字母)。A．CuOB．NaOHC．H2SO4(5)本工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)是NH3，其能夠和Cu2＋形成[Cu(NH3)4]2＋的原因：________________________________________________________________________。(6)“沉錳”反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________________________________________________________________________________。(7)用標(biāo)準(zhǔn)的BaCl2溶液測定樣品中MnSO4·H2O質(zhì)量分數(shù)時，發(fā)現(xiàn)樣品純度大于100%(測定過程中產(chǎn)生的誤差可忽略)，其可能原因有____________________________(任寫一種)。答案(1)第四周期第ⅦB族3d104s1(2)Cu2S＋2MnO2＋8H＋=2Cu2＋＋2Mn2＋＋S＋4H2O(3)不可以MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(4)A(5)NH3有孤電子對，可作配體，Cu2＋有空軌道，可形成配位鍵(6)Mn2＋＋HCOeq\o\al(－,3)＋NH3·H2O=MnCO3↓＋NHeq\o\al(＋,4)＋H2O(7)混有硫酸鹽雜質(zhì)或部分晶體失去結(jié)晶水解析流程分析可知輝銅礦、軟錳礦加入硫酸酸浸過濾得到浸出液，浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等，調(diào)節(jié)溶液pH使鐵離子全部沉淀，過濾，向濾液中加入碳酸氫銨和氨水過濾得到濾渣為碳酸錳，通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌得到硫酸錳晶體，所得混合溶液加熱趕出氨氣，結(jié)晶析出得到堿式碳酸銅。2．二氯異氰尿酸鈉(，簡稱DCCNa)是一種高效、安全的消毒劑，常溫下性質(zhì)穩(wěn)定，受熱易分解，難溶于冷水。實驗室通過以下原理和裝置(夾持儀器已略去)可以制取DCCNa。已知：實驗室常用高濃度的NaClO溶液和氰尿酸溶液在10℃時反應(yīng)制備DCCNa，主要發(fā)生反應(yīng)：(1)NHeq\o\al(＋,4)和—NH2中∠H—N—H大?。篘Heq\o\al(＋,4)__________(填“>”“<”或“＝”)—NH2。(2)A裝置中盛裝X試劑的儀器名稱是_______________________________________；D中軟導(dǎo)管的作用是______________________________________________________________________________________________________________________________。(3)請選擇合適的裝置，按氣流從左至右的方向組裝，則導(dǎo)管連接順序為____(填小寫字母)。(4)X試劑為飽和氫氧化鈉溶液。當(dāng)裝置A內(nèi)出現(xiàn)__________現(xiàn)象時，打開裝置A中分液漏斗的活塞加入C3H3N3O3(氰尿酸)溶液，在反應(yīng)過程中仍不斷通入Cl2的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)實驗過程中A的溫度必須保持為7～12℃，pH控制在6.5～8.5的范圍，則該實驗的控溫方式是__________。若溫度過高，pH過低，會生成NCl3和CO2等，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)>(2)三頸燒瓶平衡氣壓，使液體能夠順利滴下(3)fghabe(4)液面上方出現(xiàn)黃綠色氣體消耗生成的NaOH，促進二氯異氰尿酸鈉的生成，提高原料利用率(5)冷水浴C3H3N3O3＋9Cl2＋3H2O=3NCl3＋3CO2＋9HCl解析由二氯異氰尿酸鈉的制備原理以及給定的裝置可知，題干中所示的反應(yīng)裝置可以分為氯氣的發(fā)生裝置與二氯異氰尿酸鈉的制備裝置。具體反應(yīng)流程：用濃鹽酸與Ca(ClO)2反應(yīng)制Cl2；除去Cl2中因濃鹽酸揮發(fā)而混合的HCl；將Cl2通入氫氧化鈉溶液中制備NaClO，再與氰尿酸溶液反應(yīng)生成二氯異氰尿酸鈉；對尾氣Cl2進行處理。(1)NHeq\o\al(＋,4)和—NH2中中心原子的雜化方式相同，均為sp3雜化，—NH2中有孤電子對，斥力較大，鍵角較小，所以前者鍵角大。(4)當(dāng)裝置A內(nèi)氫氧化鈉消耗完了，氯氣會剩余，液面上方出現(xiàn)黃綠色氣體現(xiàn)象，打開裝置A中分液漏斗的活塞加入氰尿酸溶液，在反應(yīng)過程中仍不斷通入Cl2的目的是消耗生成的NaOH，促進二氯異氰尿酸鈉的生成，提高原料利用率。3．全球大氣CO2濃度升高對人類生產(chǎn)、生活產(chǎn)生影響，碳及其化合物的資源化利用成為研究熱點?；卮鹣铝袉栴}：(1)已知25℃時，大氣中的CO2溶于水存在以下過程：①CO2(g)CO2(aq)K1②CO2(aq)＋H2O(l)H＋(aq)＋HCOeq\o\al(－,3)(aq)K2過程①的混合平衡常數(shù)K1＝eq\f(cCO2aq,pCO2)，其中c(CO2)aq表示溶液中的CO2濃度，p(CO2)表示大氣中CO2的分壓(單位：kPa)。溫度升高，K1______(填“增大”或“減小”)；當(dāng)大氣壓強為akPa，溶液中的c(H＋)＝bmol·L－1(忽略HCOeq\o\al(－,3)和水的電離)時，大氣中CO2(g)的體積分數(shù)為______________。(2)由CO2轉(zhuǎn)化制甲醇具有重要的經(jīng)濟效益。反應(yīng)CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，在有、無催化劑條件下的反應(yīng)機理和相對能量的變化如圖所示(吸附在催化劑表面上的粒子用*標(biāo)注，TS為過渡態(tài))。該反應(yīng)歷程中決速步驟的化學(xué)方程式為______________________________________________________________________________________________________________，有催化劑時決速步驟的活化能為______eV。(3)一種脫除和利用工廠廢氣中CO2方法的示意圖如下：①某溫度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，溶液的pH＝9，則eq\f(cHCO\o\al(－,3),cCO\o\al(2－,3))＝__________(該溫度下H2CO3的Ka1＝4.6×10－7，Ka2＝5.0×10－11)。②再生塔中產(chǎn)生CO2的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________。③利用電化學(xué)原理將CO2同時轉(zhuǎn)化為多種燃料(CH3CHO、HCOOH、CH4及CO)，將CO2電催化還原為CH3CHO，陰極反應(yīng)式為___________________。若鉑電極上只生成6.4gCH4，則陽極區(qū)產(chǎn)生氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________L。答案(1)減小eq\f(b2,aK1K2)(2)H2COO*＋2H2(g)=H2CO*＋OH*＋eq\f(3,2)H2(g)[或H2COO*＋eq\f(1,2)H2(g)=H2CO*＋OH*]1.40(3)①20②2HCOeq\o\al(－,3)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋COeq\o\al(2－,3)＋H2O③2CO2＋10e－＋10H＋=CH3CHO＋3H2O17.92解析(1)二氧化碳在水中的溶解度隨溫度升高而降低，所以二氧化碳氣體溶于水形成溶液會放熱，即ΔH<0，溫度升高平衡逆向移動，K1減?。划?dāng)大氣壓強為akPa，設(shè)大氣中CO2的物質(zhì)的量分數(shù)為x時，根據(jù)K1＝eq\f(cCO2aq,pCO2)可知溶液中二氧化碳的濃度c(CO2)aq＝xaK1，忽略HCOeq\o\al(－,3)和水的電離時，c(H＋)＝c(HCOeq\o\al(－,3))＝bmol·L－1，K2＝eq\f(cH＋·cHCO\o\al(－,3),cCO2aq)＝eq\f(b2,xaK1)，解得x＝eq\f(b2,aK1K2)。(2)多步反應(yīng)中，活化能越大，反應(yīng)速率越慢，活化能最大的一步反應(yīng)決定著總反應(yīng)的速率，由圖示可知該反應(yīng)歷程中決速步驟的化學(xué)方程式為H2COO*＋2H2(g)=H2CO*＋OH*＋eq\f(3,2)H2(g)，有催化劑時的活化能為0.40－(－1.00)eV＝1.40eV。(3)①某溫度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，溶液的pH＝9，eq\f(cHCO\o\al(－,3),cCO\o\al(2－,3)·cH＋)＝eq\f(1,Ka2)，則eq\f(cHCO\o\al(－,3),cCO\o\al(2－,3))＝eq\f(1,Ka2)×c(H＋)＝eq\f(1,5.0×10－11)×10－9＝20。②從圖示可以看出，進入再生塔的KHCO3轉(zhuǎn)化為K2CO3，再生塔中產(chǎn)生CO2的離子方程式為2HCOeq\o\al(－,3)eq\o(=,\s\up7(△))=CH3CHO＋3H2O；若鉑電極上只生成6.4gCH4，陰極電極反應(yīng)為CO2＋8e－＋8H＋=CH4＋2H2O，生成6.4gCH4，轉(zhuǎn)移3.2mol電子，陽極產(chǎn)生O2在標(biāo)況下的體積為eq\f(3.2mol,4)×22.4L·mol－1＝17.92L。4．科學(xué)研究表明，有機物M對治療某病毒具有一定的作用，其一種合成路線如圖所示。已知：RCOOHeq\o(→,\s\up7(SOCl2，△))(1)A的化學(xué)名稱為____________________，B中的官能團名稱為____________________。(2)反應(yīng)②的反應(yīng)條件為______________________，E的結(jié)構(gòu)簡式為____________________。(3)H可以和碳酸氫鈉eq\o(→,\s\up7(一定條件))反應(yīng)，請補充反應(yīng)⑥的化學(xué)方程式：G＋________→M＋________。(4)在有機物A～H中能發(fā)生消去反應(yīng)的物質(zhì)有________(填字母)。(5)N是有機物C的一種同分異構(gòu)體，則滿足下列條件的N的結(jié)構(gòu)有________種(不考慮立體異構(gòu))，其中核磁共振氫譜顯示有5組峰，且峰面積比為6∶2∶2∶1∶1的N的結(jié)構(gòu)簡式為________________________________________________________________________。①分子中含有苯環(huán)，且苯環(huán)上只有兩個取代基②能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)③能發(fā)生水解反應(yīng)，且水解產(chǎn)物可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)(6)根據(jù)已知設(shè)計由乙苯和苯乙胺為原料制備的合成路線(無機試劑任選)。答案(1)2,6-二甲基苯酚醚鍵、酯基(2)稀硫酸，加熱(或NaOH溶液，加熱，后再酸化)(3)H2O(4)E、F、G(5)15(6)eq\o(→,\s\up7(KMnO4H＋))eq\o(→,\s\up7(SOCl2，△))解析A中酚羥基發(fā)生取代反應(yīng)生成B，B發(fā)生酯的水解反應(yīng)生成的C為，C發(fā)生取代反應(yīng)生成的D為，由F結(jié)構(gòu)可知E為。(5)由于N能發(fā)生顯色反應(yīng)、水解反應(yīng)，且水解產(chǎn)物可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)，說明含有酯基和酚羥基，酯基是甲酸酯基，結(jié)構(gòu)如下：、、、、，共5種對位結(jié)構(gòu)，兩種取代基還可以處于鄰位和間位，共5×3＝15種，其中核磁共振氫譜顯示有5組峰，且峰面積比為6∶2∶2∶1∶1的N的結(jié)構(gòu)簡式為。(6)乙苯被酸性高錳酸鉀氧化生成苯甲酸，苯甲酸與SOCl2發(fā)生已知信息的反應(yīng)，再與苯乙胺發(fā)生類似題干中反應(yīng)④的反應(yīng)即可生成目標(biāo)產(chǎn)物。

綜合大題標(biāo)準(zhǔn)練(二)1．鈀(Pd)是航空、航天等高科技領(lǐng)域以及汽車制造業(yè)不可缺少的關(guān)鍵材料。某化學(xué)興趣小組利用CO和PdCl2反應(yīng)制取Pd，并測定PdCl2中鈀的含量，實驗裝置如圖所示(部分儀器省略)。已知甲酸為無色易揮發(fā)的液體?；卮鹣铝袉栴}：(1)儀器X的名稱為________________________，與普通的分液漏斗相比，該儀器的優(yōu)點為________________________。(2)A為制取________________________氣體的裝置，當(dāng)加熱到80～90℃時，撤去酒精燈，然后滴加甲酸，此時三頸燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________________________________________________________，濃硫酸除作催化劑外，還起______________的作用。(3)B中NaOH溶液的作用為________________________________________________。C中產(chǎn)生黑色粉末狀沉淀，且溶液的pH減小，則C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)某同學(xué)指出該實驗存在缺陷，改進的措施為在上述裝置末端連接_____裝置(填字母)。(5)丁二酮肟鈀重量法因其特效性一直沿用作為鈀的標(biāo)準(zhǔn)測定方法。在酸性溶液中鈀離子能與丁二酮肟形成螯合物沉淀，利用丁二酮肟鈀與鈀之間的換算因數(shù)(鈀元素在丁二酮肟鈀中所占質(zhì)量比)可計算鈀的含量。測定PdCl2樣品中鈀的含量的實驗步驟如下：①準(zhǔn)確稱取m1gPdCl2樣品，加入2mL鹽酸，加熱溶解，加入一定量的水稀釋；②加入足量的丁二酮肟乙醇溶液，攪拌，靜置陳化；③過濾、洗滌、烘干至恒重，稱量所得丁二酮肟鈀的質(zhì)量為m2g。已知丁二酮肟鈀與鈀之間的換算因數(shù)為0.316，則該PdCl2樣品中鈀的含量為__________%(用含m1、m2的代數(shù)式表示)。答案(1)恒壓滴液漏斗平衡壓強，使液體順利滴下(2)COHCOOHeq\o(=,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(△))CO↑＋H2O脫水劑(3)除去揮發(fā)出的甲酸氣體CO＋Pd2＋＋H2O=CO2＋Pd↓＋2H＋(4)b或c(5)eq\f(31.6m2,m1)解析甲酸在濃硫酸脫水作用下生成CO，CO中混有揮發(fā)的HCOOH，用NaOH溶液除去HCOOH蒸氣，再將CO通入PdCl2溶液中生成Pd單質(zhì)，通過測定Pd單質(zhì)的質(zhì)量可測定PdCl2中鈀的含量，據(jù)此分析解答。(2)實驗中利用CO和PdCl2反應(yīng)制取Pd，所以A為制取CO氣體的裝置，三頸燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為HCOOHeq\o(=,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(△))CO↑＋H2O，濃硫酸起催化劑和脫水劑的作用。(3)甲酸易揮發(fā)，生成的CO中含有揮發(fā)出的甲酸氣體，所以B中NaOH溶液的作用為除去揮發(fā)出的甲酸氣體。根據(jù)實驗現(xiàn)象分析，C中產(chǎn)生的黑色粉末狀沉淀為金屬Pd，溶液pH減小，酸性增強，可知發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CO＋Pd2＋＋H2O=CO2＋Pd↓＋2H＋。(4)CO為污染性氣體，該實驗的缺陷為無尾氣處理裝置，而CO為可燃性氣體，可用氣球收集，也可以用點燃法除去，但C中反應(yīng)生成CO2，不能直接用酒精燈點燃，需要將CO2除去后再點燃，所以可選用b或c裝置。(5)由題意可知丁二酮肟鈀的質(zhì)量乘以換算因數(shù)即為鈀元素的質(zhì)量，則該PdCl2樣品中鈀的含量為eq\f(31.6m2,m1)%。2．利用鈦白廢酸[含H2SO4、FeSO4、Al2(SO4)3等]和粉煤灰可資源再利用制備無機高分子絮凝劑-聚合硫酸硅酸鐵鋁(PFASS)，工藝流程如下：已知：①粉煤灰在酸中只有有限的溶解能力；②粉煤灰的化學(xué)組成：化學(xué)成分SiO2Al2O3Fe2O3其他質(zhì)量分數(shù)/%52.2622.4211.9613.36回答下列問題：(1)一種鐵-鋁合金晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該晶體的化學(xué)式為________________。其中基態(tài)鐵原子的價層電子排布式為______________________________________________________。(2)為提高浸取率，可采取的措施有____________(填字母)。A．加入合適的助溶劑B．將粉煤灰加熱處理C．適當(dāng)延長浸取時間(3)“酸化、聚合”步驟加入的最佳試劑為____________________________________；“堿浸”后所得濾液的主要成分為______________。(4)通入氧氣時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：______________________________________________________________________________________________________________。(5)步驟X加入鐵礦燒渣的目的是____________________________________________________________________________________________________________________。(6)根據(jù)所學(xué)知識推測，與傳統(tǒng)凈水劑PAC(聚合氯化鋁)相比，聚合硫酸硅酸鐵鋁聚合程度更________(填“大”或“小”)，理由是_______________________________________________________________________________________________________________。(7)聚合硫酸硅酸鐵鋁可表示成(Fe/Al)x(OH)n(SO4)(3－0.5n)(SiO2)y，則x＝____________。答案(1)Fe2Al3d64s2(2)ABC(3)H2SO4Na2SiO3(4)4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O(5)進一步消耗廢酸，調(diào)節(jié)溶液pH，利于下一步聚合(6)大Al3＋、Fe3＋水解與硅酸根離子水解互相促進，利于產(chǎn)品聚合(7)2解析粉煤灰經(jīng)鈦白廢酸浸取后，SiO2沒有溶解，進入濾渣1，過濾后濾液中有H＋、Fe3＋、Fe2＋、Al3＋等離子，因為酸性太強，不利于Fe3＋、Al3＋的水解，加入鐵礦燒渣消耗酸，再通入氧氣可氧化Fe2＋，適當(dāng)調(diào)節(jié)pH可獲得聚合硫酸鐵鋁；濾渣1中SiO2經(jīng)NaOH溶液浸取后得硅酸鈉溶液，酸化、聚合獲得聚合硅酸，最后合成聚合硫酸硅酸鐵鋁。(1)由晶胞結(jié)構(gòu)及均攤法可知，晶胞中Fe原子的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋12×eq\f(1,4)＋6×eq\f(1,2)＋1＝8，Al原子的個數(shù)為4，所以化學(xué)式為Fe2Al；鐵是26號元素，因此基態(tài)鐵原子的價層電子排布式為3d64s2。(2)A、B、C都是工藝流程中提高浸取率的措施，此外還有攪拌等。(5)若“氧化、聚合”前剩余的鈦白廢酸過多，會導(dǎo)致酸性太強，不利于Fe3＋和Al3＋水解聚合，所以需要用鐵礦燒渣消耗過量的酸，調(diào)節(jié)溶液pH，利于下一步聚合。(6)根據(jù)所學(xué)知識推測，與傳統(tǒng)凈水劑PAC(聚合氯化鋁)相比，聚合硫酸硅酸鐵鋁聚合程度更大，理由是Al3＋、Fe3＋水解與硅酸根離子水解互相促進，水解程度更大，有利于產(chǎn)品聚合。(7)根據(jù)化合價代數(shù)和為0的原則，可得3x＝n＋2×(3－0.5n)，解得x＝2。3．化合物M是一種醫(yī)藥中間體，實驗室中M的一種合成路線如圖：已知：①eq\o(→,\s\up7(R3NH2),\s\do5(△))；②eq\o(→,\s\up7(),\s\do5(H＋/△))；③有機物中一個碳原子連接兩個—OH時不穩(wěn)定，易自動脫水。回答下列問題：(1)B的化學(xué)名稱為____________，B分子中手性碳原子有____________個。(2)D中含氧官能團的名稱為____________；由C生成D的反應(yīng)類型為____________。(3)F的結(jié)構(gòu)簡式為____________。(4)寫出由G生成M的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________。(5)H為D的同分異構(gòu)體，同時滿足下列條件的H的結(jié)構(gòu)簡式有____________種。①苯環(huán)上連有2個取代基；②含有氨基(—NH2)，且氨基直接連在苯環(huán)上；③能與銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應(yīng)；④分子中含有2個甲基。(6)參照上述合成路線和信息，以2-丙醇和苯為原料(無機試劑任選)，設(shè)計制備的合成路線。答案(1)3-氯丁醛1(2)羥基取代反應(yīng)(3)(4)＋2NaOHeq\o(→,\s\up7(△))＋2NaCl＋H2O(5)3(6)CH3CHOHCH3eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))CH3COCH3eq\o(→,\s\up7(),\s\do5(H＋、△))eq\o(→,\s\up7(一定條件))解析B的分子式為C4H7OCl，對比A的分子式可知A到B為加成反應(yīng)；由已知①可推出C的結(jié)構(gòu)簡式為；C到D為鹵代烴的水解，D的結(jié)構(gòu)簡式為；D到E為仲醇的催化氧化；根據(jù)已知②，可推斷出F的結(jié)構(gòu)簡式為；根據(jù)G的結(jié)構(gòu)簡式可推出，F(xiàn)到G為取代反應(yīng)，條件為氯氣、光照；G到M為水解反應(yīng)，因為兩個羥基不能連在同一個碳上，脫水形成醛基，M的結(jié)構(gòu)簡式為，以此解題。(1)根據(jù)B的結(jié)構(gòu)簡式可知，其名稱為3-氯丁醛；根據(jù)B的結(jié)構(gòu)簡式，用“*”標(biāo)出的為手性碳原子：，可知B分子中手性碳原子有1個。(5)苯環(huán)上連有2個取代基；既含—NH2，又能與銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應(yīng)，說明含有—CHO；且—NH2直接與苯環(huán)相連，分子中含有2個甲基，其中，—CHO可連在1位，符合條件的同分異構(gòu)體有，且兩個取代基在苯環(huán)上有鄰、間、對三種位置關(guān)系，所以滿足條件的同分異構(gòu)體有3種。(6)以2-丙醇和苯為原料合成，先將2-丙醇氧化成丙酮，再與苯發(fā)生已知②的反應(yīng)，最后加聚得到目標(biāo)產(chǎn)物。4．二氧化碳、甲烷等是主要的溫室氣體。研發(fā)二氧化碳和甲烷的利用技術(shù)對治理生態(tài)環(huán)境具有重要意義。已知：常溫常壓下，一些物質(zhì)的燃燒熱如表所示。物質(zhì)CH4(g)H2(g)CO(g)ΔH/(kJ·mol－1)－890.3－285.8－283.0回答下列問題：(1)在催化劑作用下，甲烷的催化重整是制備合成氣的重要方法，寫出CH4(g)與CO2(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式：_________________________________________________________________________________________________________________。(2)在恒溫恒容密閉容器中，通入一定量的CH4、CO2發(fā)生催化重整反應(yīng)。①下列能說明該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________(填字母)。A．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化B．v正(CH4)＝2v逆(CO)C．CO與H2濃度的比值不再變化D．容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化②當(dāng)投料比eq\f(nCH4,nCO2)＝1.0時，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)、初始壓強(p)的關(guān)系如圖所示。由圖可知：壓強p1________(填“＞”“＜”或“＝”)2MPa；當(dāng)溫度為T3K、初始壓強為2MPa時，a點的v逆________(填“＞”“＜”或“＝”)v正。起始時向1L恒容容器中加入2molCH4和2molCO2，在溫度為T6K、初始壓強為2MPa條件下反應(yīng)，用壓強表示該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝________MPa2(分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。(3)我國科學(xué)家對甲烷和水蒸氣催化重整反應(yīng)機理也進行了廣泛研究，通常認為該反應(yīng)分兩步進行。第一步：CH4催化裂解生成H2和碳(或碳氫物種)，其中碳(或碳氫物種)吸附在催化劑上，如CH4→Cads/[C(H)n]ads＋(2－eq\f(n,2))H2；第二步：碳(或碳氫物種)和H2O反應(yīng)生成CO2和H2，如Cads/[C(H)n]ads＋2H2O→CO2＋(2＋eq\f(n,2))H2。反應(yīng)過程和能量變化殘圖如圖：判斷過程________(填序號)加入了催化劑，原因是_____________________________________________________________________________________________________?？刂普麄€過程②反應(yīng)速率的是第Ⅱ步，其原因為______________________________________________________________________________________________________。答案(1)CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247.3kJ·mol－1(2)①A②＜＞4(3)②催化劑降低了活化能第Ⅱ步的活化能大，反應(yīng)速率慢解析(1)根據(jù)已知燃燒熱可得熱化學(xué)方程式：①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1；②H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1；③CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283.0kJ·mol－1。根據(jù)蓋斯定律，將熱化學(xué)方程式①－②×2－③×2，整理可得CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247.3kJ·mol－1。(2)①在恒溫恒容密閉容器中，通入一定量的CH4、CO2發(fā)生催化重整反應(yīng)：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)，該反應(yīng)的反應(yīng)混合物都是氣體，氣體的質(zhì)量不變；該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量增大，根據(jù)M＝eq\f(m,n)可知，混合氣體m不變，n變化，平均相對分子質(zhì)量變化，當(dāng)平均相對分子質(zhì)量不再變化，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，A正確；反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，當(dāng)2v正(CH4)＝v逆(CO)，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故v正(CH4)＝2v逆(CO)時反應(yīng)未達到平衡狀態(tài)，B錯誤；CO與H2都是生成物，二者的濃度比始終保持不變，因此不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，C錯誤；該反應(yīng)的反應(yīng)物都是氣體，氣體的質(zhì)量不變，反應(yīng)在恒溫恒容密閉容器中進行，氣體的體積不變，則根據(jù)ρ＝eq\f(m,V)可知容器內(nèi)混合氣體的密度始終不變化，因此不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，D錯誤。②該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，在其他條件不變時，增大壓強，化學(xué)平衡向氣體體積減小的方向移動，導(dǎo)致平衡時氣體壓強減小，故壓強：p1＜2MPa；根據(jù)圖示可知，當(dāng)溫度為T3K、初始壓強為2MPa時，反應(yīng)進行到a點時CO2的轉(zhuǎn)化率大于該壓強下的CO2平衡轉(zhuǎn)化率，則說明反應(yīng)逆向進行，故反應(yīng)速率關(guān)系：v逆＞v正；根據(jù)圖示可知，在溫度為T6K，起始壓強為2MPa時，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為0.5。由于開始時加入n(CH4)＝n(CO2)＝2mol，則根據(jù)CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)中反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知平衡時n(CH4)＝n(CO2)＝1mol，n(H2)＝n(CO)＝2mol，氣體總物質(zhì)的量為n(總)＝6mol，反應(yīng)在恒溫恒容密閉容器中進行，氣體的壓強與氣體的物質(zhì)的量呈正比，則平衡時氣體總壓強為p(平衡)＝eq\f(6mol,2mol＋2mol)×2MPa＝3MPa，則壓強平衡常數(shù)Kp＝eq\f(3×\f(1,3)2×3×\f(1,3)2,3×\f(1,6)×3×\f(1,6))MPa2＝4MPa2。(3)催化劑能夠降低反應(yīng)的活化能，使更多的普通分子變?yōu)榛罨肿?，從而加快反?yīng)速率。根據(jù)圖示可知曲線②的活化能比曲線①的活化能低，反應(yīng)速率快，故過程②加入了催化劑；對于多步反應(yīng)，總反應(yīng)速率快慢由慢反應(yīng)決定。反應(yīng)的活化能越大，反應(yīng)需要的能量就越高，反應(yīng)速率就越慢。根據(jù)圖示可知第Ⅱ步的活化能大，反應(yīng)速率慢，其決定了整個反應(yīng)速率的快慢。

綜合大題標(biāo)準(zhǔn)練(三)1．廢舊太陽能電池CIGS具有較高的回收利用價值，其主要組成為CuIn0.5Ga0.5Se2，某探究小組回收處理流程如圖：回答下列問題：(1)基態(tài)硒(Se)原子的價層電子排布式為______________________________________；鎵(Ga)和銦(In)位于元素周期表第ⅢA族，CuIn0.5Ga0.5Se2中Cu的化合價為_______。(2)“酸浸氧化”發(fā)生的主要氧化還原反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________________________________________________________。(3)當(dāng)金屬陽離子濃度小于1.0×10－5mol·L－1時沉淀完全，In3＋恰好完全沉淀時溶液的pH約為________(保留一位小數(shù))；為探究Ga(OH)3在氨水中能否溶解，計算反應(yīng)Ga(OH)3(s)＋NH3·H2O[Ga(OH)4]－＋NHeq\o\al(＋,4)的平衡常數(shù)K＝_______(已知：Ga3＋＋4OH－[Ga(OH)4]－，K＇＝eq\f(c[GaOH4]－,cGa3＋·c4OH－)≈1.0×1034)。(4)“回流過濾”中加入的SOCl2是一種液態(tài)化合物，極易與水反應(yīng)，寫出SOCl2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________________________________________________________________________________________________________________；SOCl2有兩個作用一是將氫氧化物轉(zhuǎn)化為氯化物，另一個是__________。(5)“高溫氣相沉積”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________________________________________________________。答案(1)4s24p4＋1(2)Cu2O＋H2O2＋4H＋=2Cu2＋＋3H2O(3)4.72.0×10－6(4)SOCl2＋H2O=SO2↑＋2HCl作溶劑(5)GaCl3＋NH3eq\o(=,\s\up7(高溫))GaN＋3HCl解析廢舊CIGS首先焙燒生成金屬氧化物，之后再用硫酸和過氧化氫將氧化亞銅中＋1價銅氧化為＋2價，再加氨水分離氫氧化銅，過濾，氨水過量氫氧化銅再溶解，后濾渣用SOCl2溶解，以此解題。(2)=2Cu2＋＋3H2O。(3)In3＋恰好完全沉淀時c(OH－)＝eq\r(3,\f(1.0×10－33,1.0×10－5))mol·L－1≈1.0×10－9.3mol·L－1，c(H＋)＝eq\f(Kw,cOH－)＝eq\f(1×10－14,1×10－9.3)mol·L－1＝1×10－4.7mol·L－1，pH＝4.7；由反應(yīng)方程式可知K＝eq\f(c[GaOH4]－·cNH\o\al(＋,4),cNH3·H2O)，由K′＝eq\f(c[GaOH4]－,cGa3＋·c4OH－)≈1.0×1034，得K＝eq\f(1.0×1034×cGa3＋·c4OH－·cNH\o\al(＋,4),cNH3·H2O)＝eq\f(1.0×1034×cGa3＋·c3OH－·cNH\o\al(＋,4)·cOH－,cNH3·H2O)＝1.0×1034×Ksp[Ga(OH)3]·Kb(NH3·H2O)，代入數(shù)據(jù)可知K＝2.0×10－6。(4)SOCl2是一種液態(tài)化合物，極易與水反應(yīng)，生成二氧化硫和氯化氫，方程式為SOCl2＋H2O=SO2↑＋2HCl；通過“回流過濾”分為濾渣和濾液，故SOCl2的另一個作用是作溶劑。2．Ⅰ.習(xí)近平總書記在十九屆中共中央政治局第三十六次集中學(xué)習(xí)時強調(diào)，實現(xiàn)“碳達峰”“碳中和”是貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局、推動高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求。因此，二氧化碳的合理利用成為研究熱點。(1)以CO2和NH3為原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反應(yīng)可表示如下：反應(yīng)Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g)=NH2COONH4(s)ΔH1＝－159.5kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ：NH2COONH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH2＝＋72.5kJ·mol－1反應(yīng)Ⅲ：2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH3反應(yīng)Ⅲ的ΔH3＝________kJ·mol－1，據(jù)此判斷該反應(yīng)在________(填“低溫”“高溫”或“任意溫度”)條件下能自發(fā)進行。(2)用H2還原CO2可以合成CH3OH：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。恒壓下，CO2和H2的起始物質(zhì)的量之比為1∶3時，該反應(yīng)在無分子篩膜時甲醇的平衡產(chǎn)率和有分子篩膜(能選擇性分離出H2O)時甲醇的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示。P點甲醇產(chǎn)率高于T點的原因為______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)CO2的再利用技術(shù)是促進可持續(xù)發(fā)展的措施之一，南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院陳軍院士課題組則成功研制出新型的Na-CO2電池，如圖是一種Na-CO2二次電池，其中鈉和負載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池放電產(chǎn)物為Na2CO3和C，則放電時正極電極反應(yīng)式為____________________________。Ⅱ.我國自主知識產(chǎn)權(quán)的首套煤基乙醇工業(yè)化項目的生產(chǎn)過程：先用煤制得乙酸甲酯，再將乙酸甲酯轉(zhuǎn)化為乙醇。乙酸甲酯轉(zhuǎn)化為乙醇涉及反應(yīng)原理：主反應(yīng)：CH3COOCH3(g)＋2H2(g)C2H5OH(g)＋CH3OH(g)ΔH1＝－23.61kJ·mol－1副反應(yīng)：CH3COOCH3(g)＋C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)＋CH3OH(g)ΔH2＝＋0.99kJ·mol－1在催化劑作用下的反應(yīng)歷程為(*表示吸附態(tài))：化學(xué)吸附：H2→2H*表面反應(yīng)：CH3COOCH3＋4H*→CH3CH2OH*＋CH3OH*化學(xué)脫附：CH3CH2OH*→CH3CH2OHCH3OH*→CH3OH已知：化學(xué)吸附的活化能大，決定主反應(yīng)的反應(yīng)速率。(4)下列條件，有利于提高C2H5OH平衡產(chǎn)率的是________(填字母)。A．低溫 B．高溫C．低壓 D．高壓(5)在1L恒容密閉容器中充入1mol乙酸甲酯(g)，乙酸甲酯(g)的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度和氫酯比(x)[x＝eq\f(nH2,nCH3COOCH3)]的關(guān)系如圖：①x1、x2、x3的大小關(guān)系為__________________。②250℃、x1＝10，C2H5OH的選擇性為60%，則主反應(yīng)的平衡常數(shù)為______(保留2位有效數(shù)字)。[乙醇選擇性＝eq\f(n最終轉(zhuǎn)化為乙醇的CH3COOCH3,n轉(zhuǎn)化的CH3COOCH3)](6)其他條件相同，反應(yīng)經(jīng)過相同時間，乙酸甲酯(g)的轉(zhuǎn)化率與乙醇的選擇性隨氫酯比的變化如圖所示。氫酯比(x)在2～9之間，乙醇的選擇性逐漸增大的原因為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)－87.0低溫(2)分子篩膜能不斷分離出H2O(g)，有利于反應(yīng)正向進行(3)3CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)＋C(4)AD(5)①x3>x2>x1②0.066(6)氫氣的化學(xué)吸附是決速步，增大氫氣濃度可加快整體化學(xué)反應(yīng)速率，且副反應(yīng)的速率增大幅度小于主反應(yīng)解析(1)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)Ⅰ＋反應(yīng)Ⅱ得反應(yīng)Ⅲ：2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝－159.5kJ·mol－1＋(＋72.5kJ·mol－1)＝－87.0kJ·mol－1，該反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，ΔS<0，ΔH－TΔS<0時反應(yīng)能自發(fā)進行，則該反應(yīng)在低溫時能自發(fā)進行。(2)P點有分子篩膜，T點無分子篩膜，分子篩膜能不斷分離出H2O(g)，有利于反應(yīng)正向進行，P點甲醇產(chǎn)率高于T點。(3)放電時，正極反應(yīng)可以理解為“CO2得到4e－還原為C，余下的兩個O2－進一步結(jié)合CO2生成COeq\o\al(2－,3)”，電極反應(yīng)式為3CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)＋C。(4)由題意可知，要提高C2H5OH平衡產(chǎn)率，需要使主反應(yīng)平衡正向移動，主反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，降低溫度和增大壓強可以使平衡正向移動，故選AD。(5)①根據(jù)主反應(yīng)CH3COOCH3(g)＋2H2(g)C2H5OH(g)＋CH3OH(g)可知，H2的濃度越大，即x越大，乙酸甲酯的轉(zhuǎn)化率越大，則x3>x2>x1。②由圖可知250℃、x1＝10時，乙酸甲酯的平衡轉(zhuǎn)化率為90%，假設(shè)主反應(yīng)中消耗的乙酸甲酯為xmol，副反應(yīng)中消耗的乙酸甲酯為ymol，根據(jù)三段式：CH3COOCH3(g)＋2H2(g)C2H5OH(g)＋CH3OH(g)起始/mol11000轉(zhuǎn)化/molx2xxx平衡/mol0.110－2xx－yx＋yCH3COOCH3(g)＋C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)＋CH3OH(g)起始/molx00轉(zhuǎn)化/molyyyyC2H5OH的選擇性為60%，即eq\f(x－y,0.9)＝0.6，x－y＝0.54，由乙酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為90%可知x＋y＝0.9，聯(lián)立方程組解得x＝0.72，則主反應(yīng)K＝eq\f(cC2H5OH·cCH3OH,cCH3COOCH3·c2H2)＝eq\f(0.54×0.9,0.1×10－2×0.722)≈0.066。3．Na2S2O3·5H2O易溶于水，不溶于乙醇，40～45℃熔化，48℃分解，具有較強的還原性和配位能力，是定量分析中的還原劑和沖洗照相底片的定影劑。Ⅰ.制備硫代硫酸鈉的一種方法：2Na2S＋Na2CO3＋4SO2=3Na2S2O3＋CO2。(1)請選擇制備SO2的合適裝置：______________(填字母)，對應(yīng)的制備原理的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)將制得的硫代硫酸鈉晶體粗品純化后，再干燥得到純凈的硫代硫酸鈉晶體。干燥時溫度不能超過40℃的原因：_____________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.硫代硫酸鈉性質(zhì)探究(3)Na2S2O3溶液eq\o(→,\s\up7(滴加FeCl3溶液))溶液迅速變?yōu)樽虾谏玡q\o(→,\s\up7(靜置))溶液顏色逐漸變淺最終呈淺綠色。查資料知：①Fe3＋＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=[Fe(S2O3)2]－(紫黑色)快②[Fe(S2O3)2]－＋Fe3＋=2Fe2＋＋S4Oeq\o\al(2－,6)慢③2Fe3＋＋2S2O2－3=2Fe2＋＋S4Oeq\o\al(2－,6)慢試結(jié)合已知條件從動力學(xué)角度解釋溶液顏色變化的可能原因：__________________________________________________________________________________________。Ⅲ.硫代硫酸鈉的應(yīng)用Na2S2O3是實驗室定量分析中的重要還原劑。為測定咸菜中亞硝酸根離子的含量(忽略硝酸根離子的干擾)，取2kg咸菜榨汁，收集榨出的液體，加入提取劑，過濾得到無色濾液，將該濾液稀釋至體積為1L，取100mL稀釋后的濾液與過量的稀硫酸和碘化鉀溶液的混合液反應(yīng)，再滴加幾滴淀粉溶液，用0.02mol·L－1的Na2S2O3溶液進行滴定，共消耗Na2S2O3溶液的體積為20.00mL。(4)若配制480mL0.02mol·L－1的Na2S2O3溶液，需要用托盤天平稱取________gNa2S2O3·5H2O。(5)①在堿式滴定管中裝入Na2S2O3溶液后，要先排放滴定管尖嘴處的氣泡，其正確的圖示為______(填字母)。②該咸菜中亞硝酸根離子的含量為________mg·kg－1(已知：2NOeq\o\al(－,2)＋4H＋＋2I－=2NO↑＋I2＋2H2O，I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6))。下列操作引起測量結(jié)果偏高的是________(填字母)。A．配制Na2S2O3溶液時俯視容量瓶刻度線B．稱取Na2S2O3·5H2O時藥品和砝碼位置放反C．滴定終點時俯視讀數(shù)D．堿式滴定管未潤洗答案(1)A(或B)Na2SO3＋H2SO4(濃)=Na2SO4＋SO2↑＋H2O[或Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O](2)超過40℃會造成晶體熔化，并且容易失去結(jié)晶水，或會分解(3)絡(luò)合反應(yīng)(反應(yīng)①)的活化能小于氧化還原反應(yīng)(反應(yīng)②③)的活化能(4)2.5(5)①B②92BD解析(1)亞硫酸鈉與濃硫酸在不加熱的情況下制備二氧化硫，實驗過程中要控制反應(yīng)速率，需要用A裝置制取二氧化硫；如果用銅與濃硫酸制取二氧化硫，則需要用B裝置。(4)n＝cV2.48g≈2.5g。(5)①堿式滴定管膠管中藏有氣泡，把橡皮管向上彎曲，出口上斜，擠捏玻璃珠，使溶液從尖嘴快速噴出，氣泡即可隨之排掉。②消耗的n(Na2S2O3)＝0.02mol·L－1×0.02L＝4×10－4mol，根據(jù)關(guān)系：2S2Oeq\o\al(2－,3)～2NOeq\o\al(－,2)，則100mL濾液中亞硝酸根離子的含量為4×10－4mol，則原1L溶液中含有亞硝酸根離子4×10－3mol，則該咸菜中亞硝酸根離子的含量為eq\f(4×10－3mol×46g·mol－1×1000mg·g－1,2kg)＝92mg·kg－1。配制Na2S2O3溶液時俯視容量瓶刻度線，導(dǎo)致所配制的溶液濃度偏大，標(biāo)準(zhǔn)液的體積偏小，測定結(jié)果偏低，A不符合題意；稱量固體時，藥品和砝碼放反，導(dǎo)致固體質(zhì)量減小，所配制的標(biāo)準(zhǔn)液濃度偏小，標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，測定結(jié)果偏高，B符合題意；滴定時俯視讀數(shù)，讀數(shù)偏小，標(biāo)準(zhǔn)液體積偏小，測定結(jié)果偏低，C不符合題意；滴定管未潤洗，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)液濃度偏小，標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，結(jié)果偏高，D符合題意。4．有機物H是一種重要的有機合成中間體，其中一種合成路線如下：已知：①Me表示—CH3；②R—NH2eq\o(→,\s\up7(一定條件),\s\do42())(R1、R2為烴基或者氫原子)；③R—CNeq\o(→,\s\up7(LiAlH4，THF，△))R—CH2NH2。回答下列問題：(1)物質(zhì)A的分子式為_______________________________________。(2)物質(zhì)D與氫氣完全加成后的產(chǎn)物分子中含有________個手性碳原子。(3)由物質(zhì)D生成E的化學(xué)方程式：_________________________________________________________________________________________________________________。(4)物質(zhì)F生成G的反應(yīng)類型為________。(5)物質(zhì)H中的含氧官能團的名稱為________。(6)物質(zhì)M的結(jié)構(gòu)簡式為________。(7)物質(zhì)N在分子組成上比物質(zhì)B多一個CH2，符合下列條件N的同分異構(gòu)體有________種(不考慮立體異構(gòu))。A．芳香族化合物B．能發(fā)生水解和銀鏡反應(yīng)C．遇FeCl3溶液顯紫色D．苯環(huán)上有兩個取代基(8)根據(jù)所學(xué)知識結(jié)合題目中信息寫出以CH3CH2NMe2和為原料，合成的合成路線(其他試劑任選)。答案(1)C6H8N2(2)6(3)＋HCHO＋Me2NHeq\o(→,\s\up7(冰醋酸))(4)還原反應(yīng)(5)酯基、醚鍵(6)(7)36(8)CH3CH2NMe2eq\o(→,\s\up7(1.MeI),\s\do5(2.NaCN，DMF))CH3CH2CNeq\o(→,\s\up7(LiAlH4，THF，△))CH3CH2CH2NH2eq\o(→,\s\up7(),\s\do5(一定條件))解析(1)根據(jù)已知①Me為甲基，則A為，故A的分子式為C6H8N2。(2)物質(zhì)D與氫氣完全加成后得到，有如圖的6個手性碳原子(標(biāo)*)：。(3)物質(zhì)D與HCHO和Me2NH在冰醋酸的作用下發(fā)生取代反應(yīng)，得到物質(zhì)E和水，根據(jù)題目可知，化學(xué)方程式為＋HCHO＋Me2NHeq\o(→,\s\up7(冰醋酸))。(4)已知R—CNeq\o(→,\s\up7(LiAlH4，THF，△))R—CH2NH2，則物質(zhì)F生成G的過程發(fā)生了還原反應(yīng)。(6)根據(jù)反應(yīng)過程，G中—CH2NH2基團在一定條件下與M作用變?yōu)镠中R—N=C—COOCH2CH3，再根據(jù)已知②R—NH2eq\o(→,\s\up7(一定條件),\s\do43())，故M為。(7)物質(zhì)N在分子組成上比物質(zhì)B()多一個CH2，根據(jù)條件，N為芳香族化合物，則含有苯環(huán)；能發(fā)生水解和銀鏡反應(yīng)，含有甲酸酯基；遇FeCl3溶液顯紫色，含有酚羥基；苯環(huán)上有兩個取代基，故符合條件的N的同分異構(gòu)體有36種。

綜合大題標(biāo)準(zhǔn)練(四)1．粉煤灰是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰，主要成分有Al2O3、Fe2O3、FeO和SiO2等物質(zhì)。綜合利用粉煤灰不僅能夠防止環(huán)境污染，還能制得納米Fe2O3等重要物質(zhì)。已知：①伯胺R—NH2能與Fe3＋反應(yīng)：3R—NH2＋Fe3＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋H2OFe(NH2—R)3(OH)SO4＋H＋，生成易溶于煤油的產(chǎn)物。②Fe3＋在水溶液中能與Cl－反應(yīng)：Fe3＋＋6Cl－[FeCl6]3－。(1)“酸浸”過程中FeO發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________________________________________________________________________；濾渣的成分為____________________。(2)加入過量H2O2的作用是________________________________________________________________________________________________________________________。(3)伯胺-煤油可對浸取液進行分離，該操作的名稱是__________。(4)向水層Ⅱ中加入N2H4可使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋并放出對環(huán)境無害的氣體，理論上氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為__________；向所得弱酸性溶液中再通入O2即可生成FeOOH，其離子方程式為____________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)2H＋＋FeO=Fe2＋＋H2OSiO2(2)將亞鐵離子完全氧化為鐵離子，有利于與伯胺反應(yīng)，提高萃取率(3)萃取、分液(4)4∶14Fe2＋＋O2＋6H2O=4FeOOH↓＋8H＋解析向粉煤灰中加入硫酸酸浸，除去濾渣SiO2等，浸取液加入過量雙氧水和伯胺-煤油，得到水層和有機層，分液后，有機層加入氯化鈉溶液反萃取，得到水層，再加入過量肼和氧氣，得到FeOOH，煅燒得到納米氧化鐵。(4)向水層Ⅱ中加入N2H4可使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋并放出對環(huán)境無害的氣體即氮氣，反應(yīng)的離子方程式為4Fe3＋＋N2H4=4Fe2＋＋N2↑＋4H＋，該反應(yīng)中Fe元素化合價由＋3價變?yōu)椋?價，N元素化合價由－2價變?yōu)?價，則該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4∶1；向所得弱酸性溶液中再通入O2即可生成FeOOH，其離子方程式為4Fe2＋＋O2＋6H2O=4FeOOH↓＋8H＋。2．氣候變化是目前全球最重要、最緊迫的議題之一，CO2的綜合利用是解決該問題的有效途徑。(1)可利用CH4與CO2制備“合成氣(CO、H2)”，還可制備甲醇、二甲醚、碳基燃料等產(chǎn)品。甲烷、二氧化碳干式重整涉及以下反應(yīng)：ⅰ.CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH1K1ⅱ.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH2K2ⅲ.CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)ΔH3K3ΔfHeq\o\al(θ,m)為標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，其定義為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由穩(wěn)定相態(tài)的單質(zhì)生成1mol該物質(zhì)的焓變。對于穩(wěn)定相態(tài)單質(zhì)，其ΔfHeq\o\al(θ,m)為零。根據(jù)下表所示數(shù)據(jù)，計算反應(yīng)ⅰ的反應(yīng)熱ΔH1＝________。物質(zhì)CH4CO2COΔfHeq\o\al(θ,m)/(kJ·mol－1)－74.8－393.5－110.5(2)利用“合成氣”合成甲醇后，甲醇脫水制得二甲醚的反應(yīng)為2CH3OH(g)eq\o(,\s\up7(催化劑))CH3OCH3(g)＋H2O(g)，當(dāng)T＝500K時，反應(yīng)平衡常數(shù)Kc≈9，該溫度下，在密閉容器中加入一定量CH3OH，反應(yīng)到達平衡狀態(tài)時，體系中CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量分數(shù)__________(填字母)。A．<eq\f(1,3) B．＝eq\f(1,3)C．>eq\f(1,3) D．無法確定(3)以CO2為原料合成甲醇可以減少CO2的排放，實現(xiàn)碳的循環(huán)利用。一種銅基催化劑對該反應(yīng)有良好的催化效果。①有學(xué)者提出CO2轉(zhuǎn)化成甲醇的催化機理如圖1所示，反應(yīng)的副產(chǎn)物有______________。②一定條件下使CO2、H2混合氣體通過反應(yīng)器，檢測反應(yīng)器出口氣體的成分及其含量，計算CO2的轉(zhuǎn)化率和CH3OH的選擇性以評價催化劑的性能。已知：反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)有：a．CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－49.5kJ·mol－1b．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41.2kJ·mol－1CH3OH選擇性＝eq\f(nCH3OH生成,nCO2消耗)×100%ⅰ.220℃時，測得反應(yīng)器出口氣體中全部含碳物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為n(CH3OH)∶n(CO2)∶n(CO)＝1∶7.20∶0.11，則該溫度下CO2轉(zhuǎn)化率＝________×100%(列出計算式，不必化簡)。ⅱ.其他條件相同時，反應(yīng)溫度對CO2的轉(zhuǎn)化率和CH3OH的選擇性的影響如圖2、圖3所示：溫度高于260℃時，CO2平衡轉(zhuǎn)化率變化的原因是____________________________________________________________________________________________________。由圖3可知，溫度相同時CH3OH選擇性的實驗值略高于其平衡值，從化學(xué)反應(yīng)速率的角度解釋原因：______________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)工業(yè)上也可以用電解法捕獲CO2，以太陽能電池為電源，在酸性水溶液中用惰性電極電解制得乙烯，則生成乙烯的電極反應(yīng)為________________。答案(1)＋247.3kJ·mol－1(2)C(3)①CO、H2O②eq\f(1＋0.11,1＋7.20＋0.11)溫度升高，反應(yīng)a平衡逆向移動，反應(yīng)b平衡正向移動；溫度高于260℃時，反應(yīng)b平衡正向移動的程度大于反應(yīng)a平衡逆向移動的程度在該條件下反應(yīng)a和反應(yīng)b的速率之比大于相同條件下平衡時甲醇和CO的物質(zhì)的量之比(4)2CO2＋12e－＋12H＋=C2H4＋4H2O解析(1)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的定義，反應(yīng)ⅰ的反應(yīng)熱ΔH1＝2×(－110.5kJ·mol－1)＋2×0kJ·mol－1－[－74.8kJ·mol－1＋(－393.5kJ·mol－1)]＝＋247.3kJ·mol－1。(2)設(shè)CH3OH初始物質(zhì)的量濃度為2amol·L－1，CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率為α，列三段式2CH3OH(g)eq\o(,\s\up7(催化劑))CH3OCH3(g)＋H2O(g)起始/mol·L－12a00轉(zhuǎn)化/mol·L－12aαaαaα平衡/mol·L－12a(1－α)aαaαKc＝eq\f(cCH3OCH3·cH2O,c2CH3OH)＝eq\f(aα×aα,[2a1－α]2)＝9，解得α＝eq\f(6,7)，平衡體系中CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量分數(shù)為eq\f(\f(6a,7),2a)＝eq\f(3,7)>eq\f(1,3)。(3)②ⅰ.220℃時，測得反應(yīng)器出口氣體中全部含碳物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為n(CH3OH)∶n(CO2)∶n(CO)＝1∶7.20∶0.11，結(jié)合碳原子守恒，該溫度下CO2的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(1＋0.11,1＋7.20＋0.11)。ⅱ.由圖2可知，溫度高于260℃時，溫度升高，反應(yīng)a平衡逆向移動，反應(yīng)b平衡正向移動，反應(yīng)b平衡正向移動的程度大于反應(yīng)a平衡逆向移動的程度，CO2的轉(zhuǎn)化率增大；由圖3可知，溫度相同時反應(yīng)a和反應(yīng)b的速率之比大于相同條件下平衡時甲醇和CO的物質(zhì)的量之比，故CH3OH選擇性的實驗值略高于其平衡值。(4)CO2在陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成乙烯，1molCO2得到6mol電子，結(jié)合電荷守恒和原子守恒，生成乙烯的電極反應(yīng)為2CO2＋12e－＋12H＋=C2H4＋4H2O。3．重鉻酸鉀(K2Cr2O7)室溫下為橘紅色結(jié)晶性粉末，可溶于水，不溶于乙醇。實驗室以鉻鐵礦(主要成分為FeO·Cr2O3，還含有硅、鋁等雜質(zhì))為原料，利用固體堿熔氧化法制備K2Cr2O7的步驟如下：步驟Ⅰ.熔融氧化將6g鉻鐵礦與4g氯酸鉀在研缽中混合均勻，取碳酸鈉和氫氧化鈉各4.5g于儀器A中混勻后，小火熔融，再將礦粉分批加入坩堝中并不斷攪拌。用煤氣燈強熱，灼燒30～35min，稍冷幾分鐘，加水，過濾，得濾液ⅰ，濾渣中含紅棕色固體。步驟Ⅱ.中和除雜將濾液ⅰ用稀硫酸調(diào)pH為7～8，加熱煮沸3min后，趁熱過濾，用少量蒸餾水洗滌殘渣，得濾液ⅱ。步驟Ⅲ.結(jié)晶將濾液ⅱ轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中，用6mol·L－1硫酸調(diào)pH后加入1g氯化鉀，在水浴上濃縮至表面有晶膜為止，冷卻結(jié)晶，過濾得重鉻酸鉀晶體，烘干，稱量。步驟Ⅳ.純度測定利用庫侖滴定法測定K2Cr2O7固體樣品的純度：取mg樣品，配成250mL溶液，取2mL溶液進行庫侖法滴定，重復(fù)三次實驗，測定平均電量(Q)為1.158C，已知計算K2Cr2O7的濃度公式為c＝eq\f(Q,F×N×V)mol·L－1(F為96500C·mol－1，N為1個K2Cr2O7轉(zhuǎn)化為Cr3＋時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，V為滴定樣品溶液的體積)。已知：常見微粒在不同pH條件下的存在形式如圖所示。當(dāng)離子濃度≤10－5mol·L－1時，則認為該微粒已除盡?；卮鹣铝袉栴}：(1)儀器A為________(填字母)。A．普通坩堝 B．Al2O3坩堝C．氮化硅坩堝 D．石英坩堝(2)若用O2代替KClO3，則理論上轉(zhuǎn)化1molFeO·Cr2O3所需