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陕西省西安市高三化学100综合题题冲刺训练word含答案
一、综合题
1.127.KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐,在造纸等方面应用广泛。
实验室中,采用废易拉罐(主要成分为Al,含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。
回答下列问题:
(1)请写出镓(与铝同主族的第四周期元素)的原子结构示意图_________。
(2)为尽量少引入杂质,试剂①应选用______(填标号)。
理由是______________。
A.HCl溶液B.H2SO4溶液C.氨水D.NaOH溶液
(3)沉淀B的化学式为________;将少量明矾溶于水,溶液呈弱酸性,其原因是________(用离子方程式表示)。
(4)科学研究证明NaAlO2在水溶液中实际上是Na[Al(OH)4](四羟基合铝酸钠),易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为___________________。
(5)常温下,等pH的NaAlO2和NaOH两份溶液中,由水电离出的c(OH-)前者为后者的108倍,则两种溶液的pH=__________。
(6)已知室温下,Kw=10×10-14,Al(OH)3
AlO2-+H++H2OK=2.0×10-13。
Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于_________。
2.碲(Te)广泛用于彩色玻璃和陶瓷。
工业上用精炼钢的阳极泥(主要含有TeO2、少量Ag、Au)为原料制备单质碲的一种工艺流程如下:
已知Te02微溶于水,易溶于较浓的强酸和强碱。
(1)“碱浸”时所用的试剂是___(填化学式)。
(2)碱浸后的“滤渣”可用于____。
(3)“沉碲”时,缓慢加入H2SO4,并不断搅拌。
为生成TeO2沉淀需控制溶液的pH为4.5—5.0,其原因是____。
(4)“酸溶”后,将SO2通入TeC14酸性溶液中进行“还原”得到碲,该反应的化学方程式是____。
(5)25℃时,亚碲酸(H2Te03)的Kal=lxl0-3,Ka2=2×l0-8
①0.lmol/L的NaHTe03的溶液中c(TeO32-)-c(H2TeO3)=____(填离子浓度表达式)。
②0.lmol.L-1的NaHTe03溶液呈__________填“酸性”,“碱性”,“中性”)理由是____(写出利用平衡常数汁算及推理过程).
3.钪及其化合物具有许多优良的性能,在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用。
从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪(Sc2O3)的一种流程如下:
回答下列问题:
(1)洗涤“油相”可除去大量的钛离子。
洗涤水是用93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定比例混合而成。
混合的实验操作是______________________________。
(2)先加入氨水调节pH=3,过滤,滤渣主要成分是__________;再向滤液加入氨水调节pH=6,滤液中Sc3+的浓度为_____________。
(已知:
Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13、Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39,Ksp[Sc(OH)3]=9.0×10-31)
(3)用草酸“沉钪”。
25℃时pH=2的草酸溶液中
=__________(保留两位有效数字)。
写出“沉钪”得到草酸钪的离子方程式__________________________________。
[已知Ka1(H2C2O4)=5.9×10-2,Ka2(H2C2O4)=6.4×10-5]
(4)草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为_____________________________。
(5)废酸中含钪量为15mg·L-1,VL废酸最多可提取Sc2O3的质量为____________。
4.C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题,科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。
(1)目前工业上有一种方法是用CO和H2在230℃,催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。
图一表示恒压容器中0.5molCO2和1.5molH2转化率达80%时的能量变化示意图。
写出该反应的热化学方程式__________________________________________。
(2)“亚硫酸盐法”吸收烟气中的SO2。
室温条件下,将烟气通入(NH4)2SO3溶液中,测得溶液pH与含硫组分物质的量分数的变化关系如图二所示。
请写出a点时n(HSO3-):
n(H2SO3)=_____,b点时溶液pH=7,则n(NH4+):
n(HSO3-)=_____。
(3)催化氧化法去除NO,一定条件下,用NH3消除NO污染,其反应原理为4NH3+6NO
5N2+6H2O。
不同温度条件下,n(NH3):
n(NO)的物质的量之比分别为4:
l、3:
l、1:
3时,得到NO脱除率曲线如图三所示:
①请写出N2的电子式________。
②曲线c对应NH3与NO的物质的量之比是______。
③曲线a中NO的起始浓度为6×10-4mg/m3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为_____mg/(m3·s)。
(4)间接电化学法可除NO。
其原理如图四所示,写出电解池阴极的电极反应式(阴极室溶液呈酸性,加入HSO3-,出来S2O42-):
____________________________________。
5.A(C3H6)是基本有机化工原料。
由A制备聚合物C和
的合成路线(部分反应条件略去)如图所示。
已知:
+‖
;R—C≡N
R—COOH
回答下列问题:
(1)A的名称是______________,B含有的官能团的名称是________________(写名称)。
(2)C的结构简式为________________,D→E的反应类型为_____________。
(3)E→F的化学方程式为_____________________________________________________。
(4)
中最多有________个原子共平面。
(5)B的同分异构体中,与B具有相同的官能团且能发生银镜反应的共有________种;其中核磁共振氢谱为3组峰,且峰面积之比为6∶1∶1的是_____________________(写结构简式)。
(6)结合题给信息,以乙烯、HBr为起始原料制备丙酸,设计合成路线(其他试剂任选)______。
合成路线流程图示例:
CH3CHO
CH3COOH
CH3COOCH2CH3
6.湿法炼锌产生的铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质。
一种由铜镉渣生产金属镉的流程如下:
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.1mol·L-1计算):
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cd(OH)2
开始沉淀的pH
1.5
6.5
7.2
沉淀完全的pH
3.3
9.9
9.5
⑴浸出过程中,不采用通入空气的方法进行搅拌,原因是防止将Cu氧化浸出,其离子方程式是______。
⑵除钴过程中,锌粉会与As2O3形成微电池产生AsH3。
该微电池的正极反应式为__________。
⑶除铁时先加入适量KMnO4,再加入ZnO调节pH。
①除铁过程中,理论上参加反应的物质n(KMnO4):
n(Fe2+)=_____。
②除铁时加入ZnO控制反应液pH的范围为______。
⑷若上述流程中投入的KMnO4不足量,则待电解溶液中有Fe元素残余。
请设计实验方案加以验证:
____。
⑸净化后的溶液用惰性电极电解可获得镉单质。
电解废液中可循环利用的溶质是__________。
7.稀土元素包括元素周期表中的镧系元素,以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc)和钇(Y)元素。
请回答下列问题:
(1)镧系元素位于元素周期表第___________族,镧系元素位于周期表的___________区。
(2)基态钪原子的价电子排布式为______________________。
(3)大多数稀土元素的金属离子易与乙二胺(H2NCH2CH2NH2)等配位,乙二胺中价层电子对数为4的原子为___________(填元素符号);乙二胺和三乙胺[(CH3CH2)3N]均属于胺类,但是乙二胺比三乙胺的沸点高得多,其原因是______________________。
(4)稀土元素最常见的化合价为+3价,但也有少数还有十4价,请根据图中的电离能数据,判断图中最可能有+4价的元素是___________(填元素符号),在加热条件下其低价氯化物易发生水解,其无水低价氯化物可用加热含六个结晶水的低价氯化物和NH4Cl固体混合物的方法来制备。
其中NH4C1的作用是______________________。
(5)镱(Yb)是电脑记忆元件的重要元素,其单质晶胞结构如图所示,晶胞中镱原子的配位数为___________;若晶胞边长为apm,镱原子半径为___________pm;阿伏加德罗常数的值为NA,则镱单质的密度为___________g·cm-3(用含a、NA的代数式表示)。
8.N和S是重要的非金属元素,聚氮化硫(SN)x是重要的超导材料,目前己成为全球材料行业研究的热点。
回答下列问题:
(1)下列电子排布图能表示氮原子的最低能量状态的是_____(填字母)。
A.
B.
C.
D.
(2)S原子的基态原子核外有____个未成对电子,有__________种不同形状的电子云。
(3)S、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________,列举一种与SCN-互为等电子体的分子为_______。
(4)(CH3)3N中N原子杂化方式为_______;As与N是同主族元素,AsH3的相对分子质量比NH3大,实验测得AsH3沸点比NH3低,其原因是___________。
(5)GaN是一种重要的半导体材料,其晶胞结构和金刚石类似,其晶胞结构如图。
①氮化镓中氮原子与镓原子之间以_______键相结合,与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为_______。
②GaN晶体的晶胞边长为apm,摩尔质量为Mg/mol,阿伏加德罗常数的值为NA,则GaN晶体的密度为_______g•cm-3(只要求列算式,不必计算出结果,1pm=l0-12m)。
9.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-
10.黄铁矿(主耍成分为FeS2)是工业制硫酸的主要原料。
回答下列问题
(1)基态铁原子的价电子排布图_____________
(2)制硫酸的过程中会产生SO3,SO3的空间构型是_____。
(3)配合物[Fe(H2N-CH2-CH2-NH2)3]SO4的名称是硫酸三乙二胺合铁(II).其中的乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)是配体.
①[Fe(H2N-CH2-CH2-NH2)3]SO4的晶休类型属于______,其中C、N、O的电负性由大到小的顺序为______
③乙二胺分于中氮原子的杂化轨道类型是______.乙二胺和偏二甲肼(CH3)2NNH2互为同分异构休.乙二胺的沸点117.20C,偏二甲肼的沸点630C。
两者沸点不同的主要原因是_________________
(4)铁和铜的电离能数据如下表:
第一电离能与第二电离能之间的差值铜比铁大得多的原因是______
(5)铁原子有两种堆枳方式,相应地形成两种晶胞(如图甲、乙所示),其中晶胞乙的堆积方式是______,晶胞甲中原子的空间利用率为______(用含
的代数式表示)。
11.氨是重要的基础化工原料,可以制备亚硝酸(HNO2)、连二次硝酸(H2N2O2)、尿素[CO(NH2)2]等多种含氮的化工产品。
(1)水能发生自偶电离2H2O
H3O++OH-,液氨比水更难电离,试写出液氨的自偶电离方程____。
(2)25℃时,亚硝酸和连二次硝酸的电离常数如下表所示:
化学式
HNO2
H2N2O2
电离常数
Ka=5.1×10-4
Ka1=6.17×10-8、Ka2=2.88×10-12
①物质的量浓度相同的NaNO2和NaHN2O2溶液的pH(NaNO2)___pH(NaHN2O2)(填“>”、“<”或“=”)。
②25℃时NaHN2O2溶液中存在水解平衡,其水解常数Kh=____(保留三位有效数字)。
③0.lmol/LNaHN2O2溶液中离子浓度由大到小的顺序为____。
(3)以NH3与CO2为原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化学反应如下:
反应I:
2NH3(g)+CO2(g)
NH2CO2NH4(s)△H1=-159.5kJ•mol-1;
反应II:
NH2CO2NH4(s)
CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H2=+116.5kJ•mol-1;
反应III:
H2O(l)═H2O(g)△H3=+44.0kJ•mol-1。
则反应Ⅳ:
NH3与CO2合成尿素同时生成液态水的热化学方程式为_____。
(4)T1℃时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入n(NH3):
n(CO2)=2:
l的原料气,使之发生反应Ⅳ,反应结束后得到尿素的质量为30g,容器内的压强p随时间t的变化如图1所示。
①T1℃时,该反应的平衡常数K的值为____。
②图2中能正确反应平衡常数K随温度变化关系的曲线为_____(填字母标号)。
(5)据文献报道,二氧化碳可以在酸性水溶液中用惰性电极电解制得乙烯,其原理如图3所示。
则b电极上的电极反应式为______。
12.砷和镍均为重要的无机材料,在化工领域具有广泛的应用。
(1)基态As原子的价层电子的电子云轮廓图形状为_____________。
与砷同周期的主族元素的基态原子中,第一电离能最大的为_____________(填元素符号。
)
(2)Na3AsO3可用于碘的微量分析。
①Na+的焰色反应呈黄色,金属元素能产生焰色反应的微观原因为__________________________。
②Na3AsO3中所含阴离子的立体构型为_____________,写出一种与其互为等电子体的分子:
_____________(填化学式)。
(3)
可用于合成Ni2+的配体,M中C原子的杂化方式为___________,其所含
键和π键的数目之比为___________。
(4)Ni与Ca处于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属Ni的熔点和沸点均比金属Ca的高,其原因为___________。
区分晶体Ni和非晶体Ni的最可靠的科学方法为___________。
(5)某砷镍合金的晶胞结构如下图所示,设阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度ρ=___________g·cm-3。
13.新制的饱和氯水中含有多种做粒,某校化学研究性学习小组的同学为探究其性质,做了如下实验,请你帮助完成。
(1)氯气能使湿润的红色布条褪色,使其褪色的微粒的化学式是__________。
(2)将氯水光照一段时间后,溶液颜色逐渐变浅,有关反应的化学方程式为__________、__________。
(3)新制的饱和氯水与碳酸钙的反应是制取较浓HClO溶液的方法之一。
实验一定性研究:
Ⅰ.如图所示,在试管中加入过量的块状碳酸钙,再加入约20mL新制的饱和氯水,充分反应,有少量气泡产生,溶液浅黄绿色褪去。
Ⅱ.过滤,将滤液滴在有色布条上,发现其比氯水的漂白性更强。
Ⅲ.为了确定反应产物,将滤液分为三份,分别进行以下实验:
第一份与石灰水混合,立即产生大量白色沉淀;
第二份与稀盐酸混合,立即产生大量无色气体,
将第三份加热,观察到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。
经检测,上述实验中产生的无色气体均为CO2。
①反应后所得的溶液漂白性增强的原因是__________________________________________________。
②依据上述实验可推知:
步骤Ⅱ的滤液中的溶质除CaCl2、HClO外,还有__________。
实验二定量研究:
在仪器A内,放有塑料网包住的块状碳酸钙(过量)和150mL新制的饱和氯水,按如图所示装置实验(实验前仪器B中充满了饱和NaHCO3溶液),待不再产生气泡后,将塑料网中剩余的碳酸钙提出液面,密封后再加热烧瓶中的液体,直到仪器B中的气体不再增加(不考虑HClO的分解)。
③仪器A的名称为__________。
④准确读出仪器B中气体体积的实验操作步骤依次是:
a.等待仪器A冷却到室温;b.____________;c.平视与刻度线相切的液面读数。
⑤实验结束后,测得仪器B中收集到的气体体积在标准状况下为168mL,则150mL新制的饱和氯水与过量碳酸钙完全反应后,所得溶液中HClO的物质的量浓度为__________。
(反应前后,溶液体积变化忽略不计)
14.合成氨所需H2取自CH4,CH4和O2作用成CO2、H2(反应①),然而CH4和O2反应还能生成CO2、H2O(反应②),当有水生成时,H2O和CH4反应(反应③)。
下表为三个反应在不同温度下的平衡常数K。
(1)反应①的平衡常数K①的表达式为_______________。
(2)反应①②③的平衡常数K①、K②、K③之间的关系为K②=_____________(用含K①、K③的式子表示)。
反应①②③的反应焓变:
ΔH①、ΔH②、ΔH③之间的关系为ΔH①=_____________(用含ΔH②、ΔH③的式子表示)。
(3)恒温条件下,反应③的能量与反应进程关系应对应下图中的_____________,反应②的能量与反应进程关系应对应下图中的_____________。
(4)为使反应尽可能按生成H2的方向进行,若只考虑反应③,且不降低反应速率,可采取__________措施;若只考虑反应①②,除采取控温措施外,还可采取_____________(写出两条措施即可)。
(5)250℃时,以镍合金为催化剂,发生CO2(g)+CH4(g)
2CO(g)+2H2(g),向40L的密闭容器中通入6molCO2(g)和6molCH4(g),平衡时测得体系中CH4的体积分数为10%,则混合气体的密度为______g/L,CO2的转化率为__________(保留三位有效数字)。
15.N2H4(联氨又称肼)一种重要的化工试剂,在生产和生活中有着重要的作用。
(1)实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨,反应的化学方程式为___________________。
(2)N2H4是火箭升空需要高能的燃料,工业上利用N2和H2可以合成联氨(N2H4)等。
已知:
N2(g)+2O2(g)=N2O4(l)△H=-19.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ·mol-1
2N2H4
(1)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1048.9kJ·mol-1
写出N2和H2合成液态联氨(N2H4)的热化学方程式______________________________。
火箭升空经常用联氨和N2O4反应作为火箭推进剂,其主要原因为______________________________。
(3)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。
某种电化学装置可实现如下转化2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料。
已知该反应的阳极反应为:
4OH--4e-═O2↑+2H2O,则阴极的电极反应式为___________________。
有人提出,可以设计反应2CO=2C+O2(△H>0)来消除CO的污染。
请判断上述反应是否能自发进行并说明理由_____________________________。
16.氨为重要化工原料,有广泛用途。
(1)合成氨中的氢气可由下列反应制取:
a.CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)△H=+216.4kJ/mol
b.CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol
则反应CH4(g)+2H2O(g)
CO2(g)+4H2(g)△H=_________。
(2)起始时投入氮气和氢气分别为1mol、3mol,在不同温度和压强下合成氨。
平衡时混合物中氨的体积分数与温度关系如下图。
①恒压时,反应一定达到平衡状态的标志是______(填序号);
A.N2和H2的转化率相等B.反应体系密度保持不变
C.
比值保持不变D.
=2
②P1_____P2(填“>”、“<”、“=”、“不确定”,下同);反应平衡常数:
B点____D点;
③C点H2的转化率____;在A、B两点条件下,该反应从开始到平衡时生成氨气平均速率:
v(A)______v(B)。
(3)N2H4可作火箭推进剂,NH3和NaClO在一定条件下反应可生成N2H4。
①写出NH3和NaClO反应生成N2H4的化学方程式__________;
②已知25℃时N2H4水溶液呈弱碱性:
N2H4+H2O
N2H5++OH-K1=1×10-a;N2H5++H2O
N2H62++OH-K2=1×10-b。
25℃时,向N2H4水溶液中加入H2SO4,欲使c(N2H5+)>c(N2H4),同时c(N2H5+)>c(N2H62+),应控制溶液pH范围_________(用含a、b式子表示)。
17.NOx是大气污染物之一,主要来源于工业烟气及汽车尾气等。
除去NOx的方法统称为脱硝,一般有干法脱硝[选择性催化剂法(SCR)]、湿法脱硝等。
请完成下列问题:
(1)汽车发动机工作时会引发反应N2(g)+O2(g)
2NO(g)。
2000K时,向固定容积的密闭容器中充入等物质的量的N2、O2发生上述反应,各组分体积分数(φ)的变化如图1所示。
N2的平衡转化率为_____________。
(2)在密闭、固定容积的容器中,一定量NO发生分解的过程中,NO的转化率随时间变化关系如图2所示。
①反应2NO(g)
N2(g)+O2(g)△H____
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