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甘肃省庆阳市高三化学经典100综合题题word含答案
一、综合题
1.M结构简式如图所示,是牙科粘合剂,X是高分子金属离子螯合剂,以下是两种物质的合成路线:
已知:
I.A为烯烃,C属于环氧类物质,G分子中只有1种氢原子
II.
III.
IV.R1CHO+R2NH2
R1CH=NH2+H2O
(1)A→B的反应类型是_________,C→D的可采用的反应条件是____________。
(2)下列说法正确的是______。
A.B中含有的官能团是碳碳双键和氯原子
B.J可与Na2CO3溶液反应,1molJ与饱和溴水反应最多消耗4molBr2
C.在一定条件下,F可以发生缩聚反应
D.X可发生加成、氧化和消去反应
(3)Q+Y→X的化学方程式是_________________________________________。
(4)请设计以甲苯和A作为原料制备
的合成路线流程图(无机试剂任用)____________________________。
(5)写出符合下列条件的K的同分异构体:
____________________________
①能发生银镜反应,不能发生水解反应;
②含有五元碳环,核磁共振氢谱有5组峰;
③结构中无-C=C-OH和-O-O-
2.铋(Bi)的无毒与不致癌性有很多特殊用途,其化合物广泛应用于电子、医药等领域。
由辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含杂质PbO2等)制备Bi2O3的工艺如下:
回答下列问题:
(1)Bi位于元素周期表第六周期,与N、P同族,Bi的原子结构示意图为________。
(2)“浸出”时Bi2S3与FeCl3溶液反应的化学方程式为________,反应液必须保持强酸性,否则铋元素会以BiOCl(碱式氯化铋)形式混入浸出渣使产率降低,原因是________(用离子方程式表示)。
(3)“置换”时生成单质铋的离子方程式为________。
“母液1”中通入气体X后可循环利用,气体X的化学式为________。
(4)“粗铋”中含有的杂质主要是Pb,通过熔盐电解精炼可达到除杂的目的,其装置示意图如右。
电解后,阳极底部留下的为精铋。
写出电极反应式:
阳极________;阴极________。
(5)碱式硝酸铋直接灼烧也能得到Bi2O3,上述工艺中转化为碱式碳酸铋再灼烧,除了能改良产品性状,另一优点是________。
“母液2”中可回收的主要物质是________。
3.研究处理NOx、SO2,对环境保护有着重要的意义。
回答下列问题:
(1)SO2的排放主要来自于煤的燃烧,工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2。
已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下:
①SO2(g)+NH3•H2O(aq)=NH4HSO3(aq)△H1=akJ•mol-1;②NH3•H2O(aq)+NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(aq)+H2O(l)△H2=bkJ•mol-1;③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)△H3=ckJ•mol-1,则反应2SO2(g)+4NH3•H2O(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)△H=______。
(2)NOx的排放主要来自于汽车尾气,有人利用反应C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g)△H=-34.0kJ•mol-1,用活性炭对NO进行吸附。
在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体,测得NO的转化率α(NO)随温度的变化如图所示:
①由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,原因是_________________________;在1100K时,CO2的体积分数为______。
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。
在1050K、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=________(已知:
气体分压=气体总压×体积分数)。
(3)在高效催化剂的作用下用CH4还原NO2,也可消除氮氧化物的污染。
在相同条件下,选用A、B、C三种不同催化剂进行反应,生成N2的物质的量与时间变化关系如图所示,其中活化能最小的是_________(填字母标号)。
(4)在汽车尾气的净化装置中CO和NO发生反应:
2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)△H2=-746.8kJ•mol-1。
实验测得,υ正=k正•c2(NO)•c2(CO),υ逆=k逆•c(N2)•c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数_____(填">”、“<”或“=”)k逆增大的倍数。
②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则
=_____(保留2位有效数字)。
4.金属钛(Ti)是一种具有许多优良性能的金属,钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。
(1)Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。
①Ti2+基态电子排布式可表示为_____。
②与BH4-互为等电子体的阳离子的化学式为_____。
③H、B、Ti原子的第一电离能由小到大的顺序为_____。
(2)二氧化钛(TiO2)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂,常用于污水处理。
纳米TiO2催化的一个实例如图所示。
化合物乙的分子中采取sp3杂化方式的原子个数为_____。
(3)水溶液中并没有[Ti(H2O)6)]4+离子,而是[Ti(OH)2(H2O)4]2+离子,1mol[Ti(OH)2(H2O)4]2+中σ键的数目为____。
(4)氮化钛(TiN)具有典型的NaCl型结构,某碳氮化钛化合物,结构是用碳原子取代氮化钛晶胞(结构如图)顶点的氮原子,则此碳氮化钛化合物的化学式是_____。
5.Na2SO3是一种重要的还原剂,I2O5是一种重要的氧化剂,二者都是化学实验室中的重要试剂。
(1)已知:
2Na2SO3(aq)+O2(aq)==2Na2SO4(aq)△H=mkJ·mol-1,O2(g)
O2(aq)△H=nkJ·mol-1,则Na2SO3溶液与O2(g)反应的热化学方程式为______________________________。
(2)Na2SO3的氧化分富氧区和贫氧区两个阶段,贫氧区速率方程为v=k·ca(SO32-)·cb(O2),k为常数。
①当溶解氧浓度为4.0mg/L(此时Na2SO3的氧化位于贫氧区)时,c(SO32-)与速率数值关系如下表所示,则a=____。
c(SO32-)×103
3.65
5.65
7.65
11.65
V×106
10.2
24.4
44.7
103.6
②两个阶段的速率方程和不同温度的速率常数之比如下表所示。
已知1n(k2/k1)=Ea/R(1/T2-1/T1),R为常数,则Ea(富氧区)______(填“>”或“<”)Ea(贫氧区)。
反应阶段
速率方程
k(297.0K)/k(291.5K)
富氧区
v=k·c(SO32-)·c(O2)
1.47
贫氧区
v=k·ca(SO32-)·cb(O2)
2.59
(3)等物质的量的Na2SO3和Na2SO4混合溶液中,c(SO32-)+c(HSO3-)______(填“>”“<”或“=”)c(SO42-)。
(4)利用I2O5可消除CO污染,其反应为I2O5(s)+5CO(g)
5CO2(g)+I2(s),不同温度下,向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入2molCO,测得CO2气体的体积分数φ(CO2)随时间t的变化曲线如图所示。
①从反应开始至a点时的平均反应速率v(CO)=__________。
②b点时,CO的转化率为_____________。
③b点和d点的化学平衡常数:
Kb____(填“>”“<”或“=”)Kd,判断的理由是_____________________。
6.黄铜矿(CuFeS2)是重要的矿藏,以黄铜矿为原料生产碱式氯化铜和铁红(氧化铁)颜料的工艺流程如图所示。
(1)反应Ⅰ的离子方程式为_____________,该反应的氧化剂是________________。
(2)反应Ⅱ的离子方程式为_________________________。
(3)反应Ⅵ是在45~50℃的条件下进行的,写出该反应的化学方程式:
__________________。
(4)碱式氯化铜有多种组成,可表示为Cua(OH)bClc·xH2O,为测定某碱式氯化铜的组成,某实验小组进行下列实验:
①称取样品9.30g,用少量稀HNO3溶解后配成100.00mL溶液A;②取25.00mL溶液A,加入足量AgNO3溶液,得到AgCl固体1.435g;③另取25.00mL溶液A,调节pH为4~5,用浓度为0.40mol·L-1的EDTA(Na2H2Y·2H2O)标准溶液滴定Cu2+(离子方程式为Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+),滴定至终点,消耗标准溶液50.00mL。
通过计算确定该样品的化学式为___________(填化学式)。
7.钴(Co)及其化合物在工业上有广泛应用。
利用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、A12O3、MnO、MgO、CaO等)制取CoC12·6H2O粗品的工艺流程图如下:
已知:
①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、A13+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表:
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Co(OH)2
Al(OH)3
Mn(OH)2
开始沉淀
2.7
7.6
7.6
4.0
7.7
完全沉淀
3.7
9.6
9.2
5.2
9.8
请回答下列问题:
(1)上述工艺流程图中操作a的名称:
_______________。
(2)写出“浸出”时Co2O3发生反应的离子方程式:
____________________。
(3)加入NaC1O3的作用是________________。
(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。
使用萃取剂最适宜的pH范围是_________(填字母序号)。
A.2.0~2.5B.3.0~3.5C.5.0~5.5D.9.5~9.8
(5)“除钙”“镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。
已知某温度下,Ksp(MgF2)=7.35×10-11,Ksp(CaF2)=1.50×10-10。
当加入过量NaF,所得滤液中c(Mg2+)/c(Ca2+)=_______________。
8.太阳能电池可分为:
硅太阳能电池,化合物太阳能电池,如砷化镓(GaAs)、铜铟镓硒(CIGS)、硫化镉(CdS),功能高分子太阳能电池等,Al-Ni常作电极。
据此回答问题:
(1)镍(Ni)在周期表中的位置为______;S原子的价电子排布式为________;Ga、As和Se的第一电离能由大到小的顺序是________。
(2)Na3As3中As原子的杂化方式为_____;AsCl3的空间构型为____。
(3)GaAs熔点为1238℃,GaN熔点约为1500°,GaAs熔点低于GaN的原因为__________。
(4)写出一种与SO42-互为等电子体的分子_________。
(5)GaAs的晶胞结构如图所示,其中As原子形成的空隙类型有正八面体形和正四面体形,该晶胞中Ga原子所处空隙类型为_____。
已知GaAs的密度为ρg/cm3,Ga和As的摩尔质量分别为MGag/mol和MAsg/mol,则GaAs晶胞中Ga之间的最短距离为________pm。
9.某工业废催化剂含有SiO2、ZnO、CuS、ZnS、Fe3O4等物质,为落实“节约资源,变废为宝”的环保理念,某课外兴趣小组的同学取20g该物质进行实验,回收其中的Cu和Zn,实验方案如下:
已知:
ZnS可与稀硫酸反应;CuS不溶于稀硫酸,也不与其发生反应。
请回答下列问题:
(1)可用图装置进行第一次浸出,烧杯中盛放的是______溶液。
(2)滤液Ⅰ中的Fe2+最好用______来检验。
a.氯水b.双氧水c.KSCN溶液d.K3[Fe(CN)6]溶液
(3)物质A是含有X元素的氧化物(XO),则X是______(填元素符号),由滤液Ⅱ、Ⅳ滤液获得ZnSO4•7H2O的操作是______________。
(4)第二次浸出时的化学方程式为_______________。
(5)加A调节溶液的pH约为______时,可以完全除去其中的杂质离子。
(当溶液中离子浓度小于等于10-5mol/L时视为沉淀完全;实验条件下部分物质的溶度积常数为:
Ksp[Fe(OH)3]=10-38,Ksp[Fe(OH)2]=10-17,Ksp[Zn(OH)2]=10-17,Ksp[Cu(OH)2]=10-20)
(6)实验最后获得了5.74gZnSO4•7H2O晶体(假设实验中没有损耗),但不能由此确定原催化剂中锌元素的质量分数,原因是_________________。
10.今年是俄罗斯化学家门捷列夫提出“元素周期律”150周年。
门捷列夫为好几种当时尚未发现的元素
如“类铝”、“类硅”和“类硼”
留下了空位。
而法国科学家在1875年研究闪锌矿(ZnS)时发现的“镓”,正是门捷列夫预言的“类铝”,性质也是和预言中惊人的相似。
回答下列问题:
(1)①写出镓的基态原子的电子排布式______;门捷列夫预言的“类硼”就是现在的钪、“类硅”即使现在的锗,这三种元素的原子中,未成对的电子数最多的是______
填元素符号
。
②下列说法最有可能正确的一项是______。
填字母
A.类铝在
时蒸气压很高
类铝的氧化物不能溶于碱
C.类铝不能与沸水反应
类铝能生成类似明矾的矾类
氯化镓熔点77.9℃,其中镓的杂化方式与下列微粒的中心原子杂化方式相同且氯化镓空间构型也与其微粒相同的是______。
填字母
A.PCl3B.SO3C.CH3-D.NO3-
(3)镓多伴生在铝土矿、二硫镓铜矿等矿中。
①Cu(OH)2可溶于氨水,形成的配合物中,配离子的结构可用示意图表示为
用“
”表示出配位键
______。
②锌的第一电离能(I1)大于铜的第一电离能,而锌的第二电离能(I2)却小于铜的第二电离能的主要原因是______。
(4)2011年,我国将镓列为战略储备金属,我国的镓储量约占世界储量的80%以上。
砷化镓也是半导体材料,其结构与硫化锌类似,其晶胞结构如图所示:
①原子坐标参数是晶胞的基本要素之一,表示晶胞内部各原子的相对位置。
图中A(0,0,0)、
、
,则此晶胞中,距离A球最远的黑球的坐标参数为______。
若砷和镓的原子半径分别为acm和bcm,砷化镓的摩尔质量Mg/mol为、密度为ρg/cm3,晶胞中原子体积占空间体积百分率为w即原子体积的空间占有率
,则阿伏加德罗常数为______mol-1。
11.氮及其化合物与人类生产、生活息息相关。
(1)在现代化学中,常利用________上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析。
(2)基态N原子的价电子占据的能量最高的能级是________,价电子在该能级上的排布遵循的原则是_____________。
(3)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。
lmolNH4BF4含有______mol配位键。
(4)化肥(NH4)2SO4中会含有N4H4(SO4)2,该物质在水中电离出SO42-和N4H44+,N4H44+遇到碱性溶液会生成一种形似白磷(P4)的N4分子。
N4比P4的沸点________,原因为_______________________。
(5)尿素(H2NCONH2)也是一种常用的化肥,其分子中原子的杂化轨道类型有________,σ键和π键数目之比为__________。
(6)Cu3N具有良好的电学和光学性能,其晶胞结构如图。
Cu+半径为apm,N3-半径为bpm,Cu+和N3-都是紧密接触的刚性小球,则N3-的配位数为________,Cu3N的密度为________g·cm-3。
(阿伏加德罗常数用NA表示)
12.运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
I.CO还原NO的脱硝反应:
2CO(g)+2NO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)△H
(1)已知:
CO(g)+NO2(g)⇌CO2(g)+NO(g)△H1=-226kJ·mol-1
N2(g)+2O2(g)⇌2NO2(g)△H2=+68kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H3=+183kJ·mol-1
脱硝反应△H=__________,有利于提高NO平衡转化率的条件是________________(写出两条)。
(2)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。
某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,对CO、NO催化转化进行研究,测得NO转化为N2的转化率随温度、CO混存量的变化情况如下图所示,
①若不使用CO,温度超过775℃,发现NO的分解率降低,其可能的原因为_________________;在n(NO)/n(CO)=1的条件下,应控制最佳温度在____________左右。
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染,写出C2H6与NO2发生反应的化学方程式:
_________。
③NO2尾气常用NaOH溶液吸收,生成NaNO3和NaNO2。
已知NO2-的水解常数K=2×10-11,常温下某NaNO2和HNO2混合溶液的pH为5,则混合溶液中c(NO2-)和c(HNO2)的比值为__________。
II.T℃时,在刚性反应器中发生如下反应:
CO(g)+NO2(g)⇌CO2(g)+NO(g),化学反应速率v=kPm(CO)Pn(NO2),k为化学反应速率常数。
研究表明,该温度下反应物的分压与化学反应速率的关系如下表所示:
(3)若反应初始时P(CO)=P(NO2)=akPa,反应tmin时达到平衡,测得体系中P(NO)=bkPa,则此时v=___________kPa·s-1(用含有a和b的代数式表示,下同),该反应的化学平衡常数Kp=_____(Kp是以分压表示的平衡常数)。
13.聚合硫酸铁(简称PFS或聚铁)是水处理中重要的絮凝剂。
以黄铁矿的烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制取聚合硫酸铁(
)的工艺流程如下:
(1)酸浸时最合适的酸是_____(写化学式)。
(2)酸浸后溶液中主要的阳离子有_____。
(3)加入KClO3的目的是_____________________________(结合离子方程式说明)。
(4)过程a中生成聚合硫酸铁的过程是先水解再聚合。
将下列水解反应原理的化学方程式补充完整。
_____Fe2(SO4)3+_____H2O
______Fe2(OH)x(SO4)3-
+___________
(5)过程a中水解要严控pH的范围。
pH偏小或偏大聚合硫酸铁的产率都会降低,请解释原因__________。
(6)盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标,通常盐基度越高,絮凝效果越好。
盐基度B的表达式:
(n为物质的量)。
为测量聚合硫酸铁的盐基度,进行如下实验操作:
ⅰ.取聚合硫酸铁样品mg,加入过量盐酸,充分反应,再加入煮沸后冷却的蒸馏水,再加入KF溶液屏蔽Fe3+,使Fe3+不与OH-反应。
然后以酚酞为指示剂,用cmol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定,到终点时消耗NaOH溶液VmL。
ⅱ.做空白对照实验,取与步骤ⅰ等体积等浓度的盐酸,以酚酞为指示剂,用cmol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定,到终点时消耗NaOH溶液V0mL。
①该聚合硫酸铁样品中n(OH-)=_________mol。
②已知该样品中Fe的质量分数w,则盐基度B=_______________。
14.某反应中反应物与生成物有:
AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。
(1)已知KBrO3在反应中得到电子,则该反应的还原剂是__________________。
(2)已知0.2molKBrO3在反应中得到1mol电子生成X,则X的化学式为_____________。
(3)根据上述反应可推知__________________。
A.氧化性:
KBrO3>H3AsO4B.氧化性:
H3AsO4>KBrO3
C.还原性:
AsH3>XD.还原性:
X>AsH3
(4)将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的系数填入下列方框中,并标出电子转移的方向和数目:
(注:
请一定用单线桥表示,凡是用双线桥表示的不得分)__________________。
(5)KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2,还生成CO2和KHSO4等物质。
写出该反应的化学方程式_______________。
15.“绿水青山就是金山银山”。
目前人们对环境保护、新能源开发很重视,研究NO2、NO、CO、SO2等大气污染物转化为能参与大气循环的物质,对建设美丽中国具有重要意义。
(1)有人设计通过硫循环完成CO的综合处理,原理为
a.2CO(g)+SO2(g)
S(l)+2CO2(g)△H1=37.4kJ·mol-1
b.S(l)+2H2O(g)
2H2(g)+SO2(g)△H2=-45.4kJ·mol-1
则CO和水蒸气完全反应生成H2和CO2的热化学方程式为______。
(2)CO可在一定条件下转化为CH3OH。
已知:
向2L密闭容器中通入2molCO和4molH2,在适合的催化剂和T1温度下,发生反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)△H<0,10min时达到平衡状态,10min后改变温度为T2,20min时达到平衡状态,反应过程中部分数据见表:
反应时间
CO(mol)
H2(mol)
CH3OH(mol)
0min
2
4
0
10min
2
20min
0.2
①前10min内的平均反应速率v(CO)=______;在20min时,温度T2下,该反应的化学平衡常数为_______。
②若30min时升高温度,化学平衡常数值_______(填:
“增大“减小”“不变”)。
③在T1温度下,既能增大反应速率和提高CO平衡转化率的措施有_______(填两种措施即可)
④在恒温恒容下,下列可以判断CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)反应达到平衡状态的_____(填序号)。
a.2v正(H2)=v逆(CH3OH)
b.混合气体的物质的量不再变化
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