高考總復(fù)習(xí)課程-2018年高考化學(xué)第二輪復(fù)習(xí)（江蘇版）課后練習(xí)冊子第22講化學(xué)綜合計(jì)算真題賞析

第22講化學(xué)綜合計(jì)算真題賞析氮的單質(zhì)及其化合物在生活和生產(chǎn)中有很重要的用途。(1)氨是合成硝酸、銨鹽和氮肥的基本原料。在一定條件下用氮?dú)夂蜌錃夂铣砂睔?，然后再用氨氧化法制取硝酸。在整個(gè)生產(chǎn)過程中，氮?dú)獾睦寐蕿?5%。寫出氨氧化法制取硝酸的反應(yīng)式?，F(xiàn)有0.2t液態(tài)氮，能生產(chǎn)出濃度為40%的硝酸kg。(2)向27.2gCu和Cu2O的混合物中加入某濃度的稀硝酸0.5L，固體物質(zhì)完全反應(yīng)，生成NO和Cu(NO3)2。在所得溶液中加入1.0mol?L1的NaOH溶液①Cu與Cu2O的物質(zhì)的量之比？②硝酸的物質(zhì)的量濃度？(3)將30mLNO和O2混合氣體通入過量NaOH溶液中，充分反應(yīng)后，溶液中只含兩種溶質(zhì)(不考慮水解)，且剩余氣體體積為2mL。求原混合氣體中NO和O2體積比？KClO3是一種常見的氧化劑，常用于醫(yī)藥工業(yè)、印染工業(yè)和制造煙火。實(shí)驗(yàn)室用KClO3和MnO2混合加熱制氧氣，現(xiàn)取KClO3和MnO2的混合物16.60g加熱至恒重，將反應(yīng)后的固體加15g水充分溶解，剩余固體6.55g(25℃)，再加5g水充分溶解，仍剩余固體(1)若剩余的4.80g固體全是MnO2，則原混合物中KClO3的質(zhì)量為(2)若剩余的4.80g固體是MnO2①求25℃②求原混合物中KClO3的質(zhì)量；③所得KCl溶液的密度為1.72g/cm3，則溶液的物質(zhì)的量濃度為多少？((3)工業(yè)常利用3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O，制取KClO3(混有KClO)。實(shí)驗(yàn)室模擬KClO3制備，在熱的KOH溶液中通入一定量氯氣充分反應(yīng)后，測定溶液中n(K+)：n(Cl)=14：11，將所得溶液低溫蒸干，那么在得到的固體中KClO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的取值范圍為多少？(用小數(shù)表示，保留3位小數(shù))甲醇合成反應(yīng)為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。工業(yè)上用天然氣為原料，分為兩階段：Ⅰ.制備合成氣：用天然氣和水制取原料氣的方程式為__________________。原料氣中常添加CO2以解決合成氣中H2過量CO不足的問題，請用方程式解釋原因：__________。為了使合成氣配比最佳，理論上原料氣中甲烷與二氧化碳體積比為____。Ⅱ.合成甲醇：(1)反應(yīng)過程中物質(zhì)能量變化如圖所示。寫出合成甲醇的熱化學(xué)方程式：_____________________________。實(shí)驗(yàn)室在1L密閉容器中進(jìn)行模擬合成實(shí)驗(yàn)。將1molCO和2molH2通入容器中，分別恒溫在300℃和50010min20min30min40min50min60min3000.400.600.750.840.900.905000.600.750.780.800.800.80(2)在300℃反應(yīng)開始10分鐘內(nèi)，H2(3)500℃平衡常數(shù)K(4)在另一體積不變的容器中，充入1.2molCO和2.0molH2，一定條件下達(dá)到平衡，測得容器內(nèi)壓強(qiáng)為起始的一半。計(jì)算該條件下H2轉(zhuǎn)化率為________。甲醇是結(jié)構(gòu)最為簡單的飽和一元醇，又稱“木醇”或“木精”。甲醇是一碳化學(xué)基礎(chǔ)的原料和優(yōu)質(zhì)的燃料，主要應(yīng)用于精細(xì)化工、塑料、能源等領(lǐng)域。已知甲醇制備的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)如下：反應(yīng)①：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)△H1＝－90.77kJ/mol反應(yīng)②：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)△H2反應(yīng)③：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)△H3＝－49.58kJ/mol(1)反應(yīng)②的△H2＝__________________。 (2)若500℃時(shí)三個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)依次為K1、K2與K3，則K3＝_________(用K1、K2表示)。已知500℃時(shí)K1、K2的值分別為2.5、1.0，并測得該溫度下反應(yīng)③在某時(shí)刻，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度(mol/L)分別為0.8、0.1、0.3、0.15，則此時(shí)v正________v逆(填“＞”“＝”或“＜”(3)在3L容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)②，c(CO)隨反應(yīng)時(shí)間t變化如圖中曲線I所示。若在t0時(shí)刻分別改變一個(gè)條件，曲線I變?yōu)榍€II和曲線III。當(dāng)曲線I變?yōu)榍€II時(shí)，改變的條件是(4)甲醇燃料電池可能成為未來便攜電子產(chǎn)品應(yīng)用的主流。某種甲醇燃料電池工作原理如圖所示，則通入a氣體的電極電極反應(yīng)式為。(5)一定條件下甲醇與一氧化碳反應(yīng)可以合成乙酸。常溫條件下，將amol/L的CH3COOH與bmol/LBa(OH)2溶液等體積混合，充分反應(yīng)后，2c(Ba2＋)＝c(CH3COO－)，用含a和b某氮鋁化合物X具有耐高溫、抗沖擊、導(dǎo)熱性好等優(yōu)良性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于陶瓷工業(yè)等領(lǐng)域。(1)基態(tài)氮原子的核外電子排布式為____________。(2)工業(yè)上用氧化鋁與氮?dú)夂吞荚谝欢l件下反應(yīng)生成X和CO，X的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，其化學(xué)式為________，工業(yè)制備X的化學(xué)方程式為_______________________。(3)X晶體中包含的化學(xué)鍵類型為________(填字母)。A.離子鍵B.共價(jià)鍵C.配位鍵D.金屬鍵X晶體中氮原子的雜化類型為________雜化。(4)已知氮化硼與X晶體類型相同，氮化硼的熔點(diǎn)比X高，可能的原因是__________________________________________________________________________________________。(5)若X的密度為ρg·cm3，則晶體中最近的兩個(gè)Al原子的距離為________cm。(阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示)A、B、C、D、E是元素周期表中五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大，A、B、C、D位于同一周期，已知A原子核外有3個(gè)能級，且每個(gè)能級上的容納的電子數(shù)目相同。C與E同主族，且C的單質(zhì)為空氣中的主要成分。X元素的原子核外有26個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全不同的電子，回答下列問題：(1)C、D、E中第一電離能最大的是______(填元素符號)，X的價(jià)電子排布式為______。(2)B的氣態(tài)氫化物分子呈________形，該分子的中心原子的雜化方式為________。(3)A的一種單質(zhì)相對分子質(zhì)量為720，分子構(gòu)型為一個(gè)32面體，其中有12個(gè)五元環(huán)，20個(gè)六元環(huán)(如圖1)，則1molA的這種單質(zhì)中π鍵的數(shù)目為________。(4)X元素對應(yīng)的單質(zhì)在形成晶體時(shí)，采用如圖2所示的堆積方式。則這種堆積模型的配位數(shù)為________，如果X的原子半徑為acm；阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則計(jì)算此單質(zhì)的密度表達(dá)式為________g/cm3(不必化簡)。砷的一些化合物常用作半導(dǎo)體、除草劑、殺鼠藥等?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)As原子的核外電子排布式為[Ar]________，有________個(gè)未成對電子。(2)鎵氮砷合金材料的太陽能電池效率達(dá)40%。Ga、N、As電負(fù)性由大至小的順序是。(3)As4O6的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，其中As原子的雜化方式為____，1molAs4O6含有σ鍵的物質(zhì)的量為_________mol。(4)As與N是同主族元素，AsH3的沸點(diǎn)(－62.5℃)比NH3的沸點(diǎn)(－33.5℃)低，原因是(5)H3AsO4和H3AsO3是砷的兩種含氧酸，根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，H3AsO4的酸性比H3AsO3強(qiáng)的原因是。(6)晶胞有兩個(gè)基本要素：①原子坐標(biāo)參數(shù)：表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置，LiZnAs基稀磁半導(dǎo)體的晶胞如圖所示。594pmA594pmABC其中原子坐標(biāo)參數(shù)A處Li為(0，0，)；B處As為(，，)；C處Li的坐標(biāo)參數(shù)為。②晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀，已知LiZnAs單晶的晶胞參數(shù)，a=594pm，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，其密度為__________g·cm3(列出計(jì)算式即可)。已知銅的配合物A(結(jié)構(gòu)如圖)。請回答下列問題：(1)Cu的簡化電子排布式為。(2)A所含三種元素C、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)?。其中氧原子的雜化軌道類型為。(3)配體氨基乙酸根(H2NCH2COO)受熱分解可產(chǎn)生CO2和N2，N2中σ鍵和π鍵數(shù)目之比是；N2O與CO2互為等電子體，且N2O分子中O只與一個(gè)N相連，則N2O的電子式為。(4)在Cu催化下，甲醇可被氧化為甲醛(HCHO)，甲醛分子中H－C＝O的鍵角(選填“大于”“等于”或“小于”)120°；甲醛能與水形成氫鍵，請?jiān)趫D中表示出來。(5)立方氮化硼(如圖)與金剛石結(jié)構(gòu)相似，是超硬材料。立方氮化硼晶體內(nèi)BN鍵數(shù)與硼原子數(shù)之比為；結(jié)構(gòu)化學(xué)上用原子坐標(biāo)參數(shù)表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置，右圖立方氮化硼的晶胞中，B原子的坐標(biāo)參數(shù)分別有：B(0，0，0)、B(，0，)、B(，，0)等，則距離上述三個(gè)B原子最近且等距的N原子的坐標(biāo)參數(shù)為。

第22講化學(xué)綜合計(jì)算真題賞析(1)4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO1912.5

(2)①2：12.4mol/L

(3)3：2或8：7解析：(1)氨氧化法制取硝酸涉及的化學(xué)方程式：4NH3+5O24NO+6H2O，2NO+O2=2NO2，3NO2+H2O=2HNO3+NO；設(shè)能生產(chǎn)出濃度為40%的硝酸xkg，則：N2～2HNO328126200kg×85%40%x則=解得x=1912.5。(2)①在所得溶液中加入NaOH溶液后，此時(shí)溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，溶液中溶質(zhì)為NaNO3，n(NaNO3)=n(NaOH)=1.0mol/L×1.0L=1mol，沉淀為Cu(OH)2，質(zhì)量為39.2g，Cu(OH)2的物質(zhì)的量為：=0.4mol，根據(jù)銅元素守恒有：n(Cu)+2n(Cu2O)=n[Cu(OH)2]，所以反應(yīng)后的溶液中n[Cu(NO3)2]=n[Cu(OH)2設(shè)Cu和Cu2O的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量可得：64x+144y=27.2，根據(jù)銅原子守恒可得：x+2y=0.4，解得：x=0.2，y=0.1，所以原固體混合物中Cu和Cu2O的物質(zhì)的量之比為2：1。②根據(jù)電子守恒可知：3n(NO)=2n(Cu)+2n(Cu2O)，即3n(NO)=2×0.2mol+2×0.1mol，則n(NO)=0.2mol，根據(jù)N元素守恒可知n(HNO3)=n(NO)+n(NaNO3)=0.2mol+1.0mol/L×1.0L=1.2mol，所以原硝酸溶液的濃度為1.2mol/0.5L=2.4(3)氫氧化鈉溶液過量，反應(yīng)后溶液中只含兩種溶質(zhì)，則反應(yīng)生成NaNO3，反應(yīng)方程式為：4NO+3O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O，發(fā)生反應(yīng)的NO和O2的總體積為：30mL－2mL=28mL，若剩余的2mL為NO時(shí)，氧氣體積為28mL×=12mL，NO體積為：30mL12mL=18mL，原混合氣體中NO和O2體積比為：18mL：12mL=3：2；若剩余的2mL為氧氣時(shí)，NO體積為28mL×=16mL，氧氣體積為：30mL－16mL=14mL，原混合氣體中NO和O2體積比為：16mL：14mL=8：7。(1)11.80

(2)①35g②12.25g③5.99mol/L解析：(1)若剩余的4.80g固體全是MnO2，m(KClO3)=16.60g(2)若剩余的4.80g固體是MnO2和KCl的混合物，6.55g4.80①則100g水溶解KCl的質(zhì)量為：×100g=35g②由題可知，向反應(yīng)后的固體中共加水20g，20g水溶解氯化鉀的質(zhì)量=1.75g×4=7g，反應(yīng)前后質(zhì)量減少的質(zhì)量為氧氣的質(zhì)量，氧氣的質(zhì)量為：16.60g7g③溶液的質(zhì)量=20g+7g=27g(3)測定溶液中n(K+)：n(Cl)=14：11，假設(shè)K+、Cl分別為14mol、11mol。因氯由0價(jià)變成1價(jià)，可知反應(yīng)中轉(zhuǎn)移了11mol電子。若為氯酸鉀和次氯酸鉀的混合物，根據(jù)K+守恒，可知二者的物質(zhì)的量之和為3mol。設(shè)氯酸鉀的物質(zhì)的量為xmol，由電子守恒可知：5x+(3－x)=11，x=2，則氯酸鉀為2mol，次氯酸鉀為1mol，所以得到的晶體是11molKCl、1molKClO、2molKClO3，氯酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：≈0.212；若為氯酸鉀和氫氧化鉀的混合物，根據(jù)得失電子守恒可知，氯酸鉀的物質(zhì)的量為：=2.2mol，氫氧化鉀的物質(zhì)的量為：14mol－11mol－2.2mol=0.8mol，所以氯酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：≈0.238。故得到的固體中KClO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的取值范圍為0.212～0.238。Ⅰ.CH4＋H2O(g)CO＋3H2；CO2＋H2CO＋H2O；3∶1；Ⅱ.(1)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＝－(b－a)kJ/mol(2)0.080mol/(L·min)；(3)25；(4)80%。解析：Ⅰ.甲烷與水反應(yīng)生成CO、H2，CO2與H2反應(yīng)可生成水、CO。由CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)可知，理論上CO與H2按物質(zhì)的量之比1∶2進(jìn)行反應(yīng)。由反應(yīng)CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)可知，1molCH4生成1molCO與3molH2，H2過量1mol，過量的H2與CO2反應(yīng)的方程式為：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，由此可知1molH2需molCO2，所以理論上原料氣中CH4與CO2的體積比為：1mol∶mol＝3∶1。Ⅱ.(1)由反應(yīng)過程中物質(zhì)能量變化圖可知，1molCO(g)與2molH2(g)完全反應(yīng)生成1molCH3OH(g)放出熱量為(b－a)kJ，所以合成甲醇的熱化學(xué)方程式為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＝－(b－a)kJ/mol；(2)由表中數(shù)據(jù)可知10min內(nèi)，甲醇的濃度變化為0.40mol/L，所以v(CH3OH)＝＝0.040mol/(L·min)，速率比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以v(H2)＝2v(CH3OH)＝2×0.040mol/(L·min)＝0.080mol/(L·min)；(3)由表中數(shù)據(jù)可知500℃，反應(yīng)40min時(shí)，達(dá)平衡狀態(tài)，甲醇的平衡濃度為0.80mol/L，CO的起始濃度為1mol/L、H2CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)c(始)(mol/L)：120c(變)(mol/L)：0.801.600.80c(平)(mol/L)：0.200.400.80所以500℃平衡常數(shù)K＝＝25；(4)平衡時(shí)混合氣體的總物質(zhì)的量為(1.2mol＋2mol)×0.5＝1.6mol，設(shè)反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量為x，則：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)Δn122x2x1.6mol，解得x＝0.8mol，所以氫氣的轉(zhuǎn)化率為×100%＝80%。(1)+41.19kJ?mol1；(2)K1?K2；＞；(3)加入催化劑；2(4)CH3OH－6e－+H2O=CO2+6H+；(5)。解析：(1)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)②=反應(yīng)③－反應(yīng)①，則△H2=△H3－△H1=－49.58kJ/mol－(－90.77kJ/mol)=+41.19kJ/mol；(2)由反應(yīng)方程式可知：K1=、K2=、K3=，故K3=K1?K2。因500℃時(shí)K1、K2的值分別為2.5、1.0，則K3=2.5×1.0=2.5，該溫度下反應(yīng)③在某時(shí)刻的Qc==≈0.9＜K3，反應(yīng)正向進(jìn)行，則此時(shí)v正＞v逆。(3)分析圖像知t0時(shí)刻改變一個(gè)條件，曲線I變?yōu)榍€II，CO的平衡濃度沒有變化而達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，改變的條件是加入催化劑；反應(yīng)②為反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，改變壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，曲線I變?yōu)榍€III時(shí)，CO的濃度由0.3mol/L變?yōu)?.45mol/L，容器的體積由3L變?yōu)?4)根據(jù)外電路電子流向可知，左側(cè)電極為負(fù)極，甲醇失電子，生成CO2和H+，電極反應(yīng)式為：CH3OH－6e－+H2O=CO2+6H+；(5)常溫下，將amol/L的CH3COOH與bmol/LBa(OH)2溶液等體積混合，根據(jù)電荷守恒：2c(Ba2＋)+c(H＋)＝c(CH3COO－)+c(OH－)，因2c(Ba2＋)＝c(CH3COO－)，則c(H＋)＝c(OH－)＝107mol/L，因溶液顯中性，故醋酸過量，醋酸與氫氧化鋇溶液反應(yīng)后的混合液中c(CH3COOH)=(a－2b)/2mol/L，醋酸的電離常數(shù)為：==。(1)1s22s22p3；(2)AlN；Al2O3＋N2＋3C2AlN＋3CO；(3)BC；sp3；(4)氮化硼與氮化鋁均為原子晶體，且硼原子半徑小于鋁原子半徑，B—N鍵鍵能大于Al—N鍵鍵能；(5)·。解析：(1)根據(jù)核外電子排布規(guī)律，可知基態(tài)氮原子的核外電子排布式為1s22s22p3；(2)由圖可知，晶胞中N原子均位于晶胞內(nèi)部，全被晶胞占有，共4個(gè)；晶胞占有Al原子個(gè)數(shù)為：8×＋6×＝4，N原子與Al原子個(gè)數(shù)比為1∶1，故晶體化學(xué)式為AlN。(3)因AlN具有耐高溫、抗沖擊等優(yōu)良性質(zhì)，可知其為原子晶體，Al、N之間只存在共價(jià)鍵。N原子最外層有5個(gè)電子，其中有1個(gè)孤電子對，由圖中可知每個(gè)N原子形成了4個(gè)鍵，故其中有1個(gè)是配位鍵。根據(jù)上述分析可知，氮原子共形成4個(gè)σ鍵，應(yīng)采取sp3雜化。(4)氮化硼與氮化鋁均為原子晶體，硼、鋁同主族，且硼位于鋁的上方，硼原子半徑小于鋁原子半徑，B—N鍵鍵能大于Al—N鍵鍵能，故BN的熔點(diǎn)比AlN高；(5)設(shè)該晶胞邊長為a，則＝ρ，解得a＝，而最近的兩個(gè)Al原子的距離為晶胞面對角線的一半，其距離為a，即·eq\f(\r(2),2)。(1)F；3d64s2(2)三角錐；sp3；(3)30NA；(4)8；。解析：已知A原子核外有3個(gè)能級，且每個(gè)能級上容納的電子數(shù)目相同，則A核外電子數(shù)為6個(gè)，則A為碳元素。因C的單質(zhì)為空氣中的主要成分，則C的單質(zhì)是氮?dú)饣蜓鯕?，由于A、B、C原子序數(shù)依次增大，所以C只能是氧元素，則B是氮元素，因C與E同主族，則E是硫元素。又因?yàn)锳、B、C、D位于同一周期，則D是氟元素，X元素的原子核外有26個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全不相同的電子，所以X是鐵元素。(1)一般，非金屬性越強(qiáng)，第一電離能越大。O、F、S中非金屬性最強(qiáng)的是F，則第一電離能最大的是F。根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知，鐵的價(jià)電子排布式為3d64s2；(2)氨分子中氮原子有一個(gè)孤電子對，價(jià)層電子對數(shù)是4，分子的空間構(gòu)型為三角錐形，N原子的雜化方式為sp3；(3)A的一種單質(zhì)相對分子質(zhì)量為720，則含有碳原子的個(gè)數(shù)是＝60。由圖可知，每個(gè)碳原子均與3個(gè)碳原子成鍵，分子中含有單鍵和雙鍵，假設(shè)含有x個(gè)單鍵、y個(gè)雙鍵，則根據(jù)分子中有12個(gè)五元環(huán)，20個(gè)六元環(huán)，且每條邊均被兩個(gè)環(huán)共用，則x＋y＝＝90。根據(jù)碳原子的價(jià)電子數(shù)為4，可知x＋2y＝，解得x＝60、y＝30。單鍵都是σ鍵，雙鍵是由1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵組成的，則1molA的這種單質(zhì)中π鍵的數(shù)目為30NA；(4)根據(jù)晶體的堆積方式可判斷這種堆積模型的配位數(shù)為8；晶胞中鐵原子數(shù)是8×eq\f(1,8)＋1＝2；假設(shè)晶胞的邊長是bcm，立方體的體對角線是4acm，故3b2＝(4a)2，解得b＝，則鐵單質(zhì)的密度＝＝g/cm3。(1)3d104s24p3；3；(2)N>As>Ga；(3)sp3；12；(4)As的原子半徑比N的大，電負(fù)性比N的小，AsH3分子間不能形成氫鍵，而NH3分子間能形成氫鍵；(5)H3AsO4和H3AsO3可分別表示為(HO)3AsO和(HO)3As，H3AsO3中的As為+3價(jià)，而H3AsO4中的As為+5價(jià)，正電性更高，導(dǎo)致AsOH中O的電子向As偏移，更易電離出H+離子；(6)①(，，)；②解析：(1)As的原子序數(shù)是33，根據(jù)核外電子排布規(guī)律，可知基態(tài)As原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p3，有3個(gè)未成對電子。(2)非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大，則Ga、N、As電負(fù)性由大至小的順序是N>