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高考化学二轮训练题: 6套大题规范练 大题规范练6 Word版含答案
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大题规范练(六)(分值:43分,建议用时:25分钟)非选择题:共43分。每个试题考生都必须作答。26.(15分)氯苯是燃料、医药、有机合成的中间体,是重要的有机化工产品。实验室制取氯苯的装置如图所示(加热和固定仪器的装置略去)。回答下列问题: 【97184381】(1)a和b仪器组合成制取氯气的装置,反应无需加热,则a装置中的固体反应物可以是________(填字母序号)。A.MnO2 B.KMnO4 C.K2Cr2O7(2)把氯气通入反应器d中(d装置有FeCl3和苯),加热维持反应温度40~60 ℃,温度过高会生成过多的二氯苯。对d加热的方法是______________________。(3)装置c出口的气体成分有HCl、Cl2、水蒸气和_________________________________________________________________。(4)制取氯苯的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________。(5)装置d中的反应完成后,工业上要进行水洗、碱洗及食盐干燥,才能蒸馏。①碱洗之前要水洗,其目的是_______________________________________。②用10%NaOH溶液碱洗时发生氧化还原反应的化学反应方程式为_________________________________________________________________。(6)生成的氯气中存在HCl、H2O等杂质气体,若需要增加一个装置除去水蒸气,请画出该装置图,并标明所用试剂。(7)工业生产中苯的流失情况如下表所示:项目二氯苯氯化尾气蒸气成品不确定苯耗合计苯流失量kg/t11.75.420.82.049.389.2则10 t苯可制得成品氯苯________t(列出计算式即可。氯苯和苯的相对分子质量分别是112.5和78)。【思路分析】 利用固液反应不加热原理制备氯气,制备的氯气中混有HCl、H2O等杂质气体,水蒸气需用盛有浓硫酸的洗气瓶除去;氯气、FeCl3和苯在装置d中发生反应生成氯苯,所得产物要经水洗、碱洗、干燥等操作才能蒸馏得到最终产物。【解析】 (1)装置a不需要加热即可制备氯气,则a装置中的固体反应物是KMnO4或K2Cr2O7,MnO2和浓盐酸反应需要加热,故B、C正确。(2)温度控制在40~60 ℃,需要水浴加热。(3)苯的沸点较低,受热易挥发,因此装置c出口的气体中还含有苯蒸气。 (4)以FeCl3为催化剂,苯和氯气发生取代反应生成氯苯。(5)①产品中含有少量Cl2、HCl、FeCl3等无机物杂质,Cl2、HCl和FeCl3均溶于水,因此水洗的目的是除去HCl、FeCl3和Cl2等无机物,节省碱的用量,降低成本。②氯气和氢氧化钠溶液发生氧化还原反应,生成氯化钠、次氯酸钠和H2O:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。(6)除去Cl2中的水蒸气(干燥Cl2),一般将气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶。(7)根据苯的流失情况,1 t苯参与反应苯流失量为89.2 kg/t×1 t=89.2 kg=0.089 2 t,因此10 t苯参与反应,氯苯的产量是10×(1-0.089 2)× t。【答案】 (15分)(1)BC(2分) (2)水浴加热(1分)(3)苯蒸气(1分)(5)①洗去FeCl3、Cl2、HCl等无机物,节省碱的用量,降低成本(2分)②Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O(2分)(6)(2分,或其他合理答案)(7)10×(1-0.089 2)×(3分)27.(14分)煤的气化是对煤进行深加工的重要方法,其主要反应是碳和水蒸气反应生成水煤气。 【97184382】(1)已知在101 kPa、150 ℃时,各1 mol的碳、一氧化碳和氢气在足量的氧气中充分燃烧并恢复至原温度,所放出的热量分别为393.7 kJ、283.0 kJ、242.0 kJ,请写出煤的气化反应的热化学方程式:________________;请从热力学角度简述该反应在某条件下能够正向进行的原因:_____________________。(2)在恒容密闭容器里,按物质的量之比为1∶1加入一定量的碳和水蒸气反应生成水煤气。一定条件下达到平衡,当改变反应的某一条件时,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________(填字母序号)。A.正反应速率先增大后减小B.化学平衡常数K减小C.混合气体的平均相对分子质量减小D.反应物气体体积分数增大(3)一定条件下煤的气化产物还可以发生反应,700 ℃时,向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),反应过程中测定的部分数据见下表:反应时间/minn(CO)/moln(H2O)/mol0 1.20 0.60 5 0.80 10 0.20请根据表格回答下列问题:①计算反应在5 min内由氢气表示的反应速率为________。②列式并计算该反应在700 ℃时的化学平衡常数K=________;若温度升至800 ℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。③将上表中达平衡后的混合气体恢复至室温,用200 mL 2 mol/L NaOH溶液进行吸收,充分反应后假设溶液体积不变,下列说法不正确的是________(已知HCO电离常数约为4×10-11,CaCO3的溶度积常数约为3×10-9)。A.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)B.c(H2CO3)<c(CO)C.c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)D.向该溶液中加入等体积、等浓度的CaCl2溶液产生白色沉淀【思路分析】 (1)根据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式。(2)当v正>v逆时,平衡向正反应方向移动。(3)①根据v=可计算反应速率;②根据平衡常数的表达式可计算化学平衡常数;③根据电荷守恒、质子守恒和物料守恒解答。【解析】 (1)根据题目信息,分别写出热化学方程式:①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.7 kJ/mol②CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ/mol③H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-242.0 kJ/mol根据盖斯定律,①-②-③可得煤气化的热化学反应方程式为C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ/mol。该反应的正反应为熵增加的反应,故在一定条件下能正向进行。(2)当v正>v逆时,化学平衡向正反应方向移动。正反应速率先增大后减小,说明反应正向进行,A项正确;化学平衡常数减小,平衡向逆反应方向移动,B项错误;该反应中,反应物的平均相对分子质量为18,生成物的平均相对分子质量为15,故混合气体的平均相对分子质量减小说明平衡向正反应方向移动,C项正确;反应物气体体积分数增大说明平衡向逆反应方向移动,D项错误。(3) CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始物质的量/mol 1.20 0.60 0 05 min时物质的量/mol 0.80 0.20 0.40 0.4010 min时物质的量/mol 0.80 0.20 0.40 0.40①5 min内氢气的反应速率v(H2)==0.04 mol/(L·min)。②由题表数据可判断,5 min时反应达到平衡,700 ℃时化学平衡常数K===1。温度升高到800 ℃,平衡常数减小,说明平衡向逆反应方向移动,则该反应的正反应为放热反应。③混合气体中0.4 mol CO2与0.4 mol NaOH刚好反应生成0.4 mol NaHCO3,根据电荷守恒可知A项正确;由于NaHCO3的水解程度大于电离程度,故c(H2CO3)>c(CO),B项错误;根据物料守恒c(Na+)=c(CO)+c(H2CO3)+c(HCO),根据质子守恒c(CO)+c(OH-)=c(H2CO3)+c(H+),两式联立可得c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3),C项正确;NaHCO3溶液中存在HCOH++CO,设平衡时电离出c(CO)=a mol/L,则=4×10-11,解得a=2×10-5.5,加入等体积、等浓度的CaCl2,Qc=×1>3×10-9,能产生碳酸钙沉淀,D项正确。【答案】 (14分)(1)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ/mol(2分) 该反应的正向混乱度增大(或正反应是熵增的反应)(2分)(2)AC(2分)(3)①v(H2)=0.04 mol/(L·min)(2分)②==1(2分) 放热(2分)③B(2分)28.(14分)镁的化合物在化工生产和药物合成上有重要用途。某兴趣小组以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、MgSiO3和少量Fe的氧化物)为原料制备MgCO3·3H2O。实验过程如下: 【97184383】(1)滤渣的成分为________(填化学式),过滤装置在使用一段时间后需用NaOH溶液清洗,用化学方程式表示其清洗原理:____________________________。(2)加入H2O2的目的是________________________,一段时间后,溶液中有气泡出现并放热,则产生气泡的原因是_______________________________。(3)萃取分液中要用到分液漏斗,分液漏斗在使用前须洗干净并________。萃取分液的目的是________(填序号)。A.除去水溶液中的铁离子B.增加镁离子在水中的溶解度C.富集铁元素,可以回收利用(4)萃取后得到的水溶液制备MgCO3·3H2O的实验操作:边搅拌边向溶液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成,静置。_____________________________,确定沉淀完全后,过滤、________________________,得到MgCO3·3H2O。【思路分析】 废渣主要成分为MgCO3、MgSiO3和少量Fe的氧化物,加入40%的硫酸酸溶,滤渣为H2SiO3,滤液中含有硫酸镁、硫酸亚铁(可能也含硫酸铁),加入H2O2氧化Fe2+,然后加入有机萃取剂萃取Fe3+,分液后可除去溶液中的Fe3+,分液后水溶液中含有Mg2+,然后经过一系列操作,得到MgCO3·3H2O,以此解答该题。【解析】 (1)废渣主要成分为MgCO3、MgSiO3和少量Fe的氧化物,加入40%的硫酸后,生成可溶的硫酸镁、硫酸亚铁(可能也含硫酸铁)和不溶的H2SiO3,故滤渣为H2SiO3;由于H2SiO3不溶于水,容易堵塞过滤器,使用一段时间后可用NaOH溶液来洗涤。 (2)H2O2溶液与Fe2+发生氧化还原反应,反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2===2Fe3++2H2O;溶液中有气泡产生的原因是产生的Fe3+催化H2O2分解生成O2。(3)分液漏斗在使用之前必须洗干净并检查是否漏水;萃取分液的目的是将混合溶液中的Fe3+除去,并富集回收利用。(4)检验溶液中Mg2+是否沉淀完全,可取上层清液少许,加入Na2CO3溶液看是否有沉淀产生;从溶液中得到碳酸镁晶体的操作为过滤、洗涤、干燥。【答案】 (14分)(1)H2SiO3(2分) H2SiO3+2NaOH===Na2SiO3+2H2O(2分) (2)将Fe2+氧化成Fe3+(2分) Fe3+催化H2O2分解(1分)(3)检漏(1分) AC(2分)(4)取上层清液少许,滴加Na2CO3溶液,观察是否有沉淀生成(2分) 用水洗涤固体2~3次、低温干燥(2分)
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