高考化学三轮冲刺分层专题特训卷非选择组合练3 (含解析)

非选择题组合练(三)

本练包括必考题和选考题两部分。第26～28题为必考题，每道题考生都必须作答。第35、36题为选考题，考生根据要求作答。

(一)必考题：共43分。

26．(14分)利用下图所示装置(酒精灯、铁架台等未画出)制取氯气并用氯气制备三氯化磷，将氯气持续通入耐热反应器中与白磷接触发生剧烈反应，放出大量的热，产生火焰。

已知PCl3和PCl5的一些物理性质如下：

回答下列问题：

(1)写出浓盐酸和MnO2反应的离子方程式________________________________；若实验室所用浓盐酸的密度为1.2 g·cm－3，质量分数为36.5%，则该盐酸的物质的量浓度是________mol·L－1。

(2)反应前要充入足量的氮气，目的是______________。实验过程中发现浓盐酸不能持续滴下，其主要原因可能是__________________，对发生装置改进的方案是__________________。

(3)冷却水的作用是________________________________________________。

(4)三氯化磷对湿度很敏感，在潮湿的空气中迅速水解，形成烟雾，生成二元酸H3PO3，写出PCl3与过量NaOH溶液反应的离子方程式____________________________________________。

(5)实验开始前应在耐热反应器的底部放少量干沙，其作用是________________。

(6)试剂M是________，其作用是____________________________________________。

答案：

(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　12

(2)把反应装置中的空气排尽　温度过高，产生氯气速度过快，同时浓盐酸也挥发过快，导致烧瓶中的气压增大　将分液漏斗改为恒压滴液漏斗(其他合理答案均可)

(3)冷凝液化PCl3

(4)PCl3＋5OH－===HPO＋3Cl－＋2H2O

(5)吸收反应放出的热量，防止反应装置局部过热

(6)碱石灰　吸收污染性气体Cl2，阻止空气中的水蒸气进入PCl3储液罐

解析：(1)浓盐酸和MnO2在加热条件下反应的离子方程式是MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O，浓盐酸的物质的量浓度为mol·L－1＝12 mol·L－1。(2)白磷的化学性质活泼，易与空气中的氧气反应而发生自燃，故反应前需先通入大量的氮气，把反应装置中的空气排尽。浓盐酸和MnO2在加热条件下反应，若温度过高，则使反应过快，同时浓盐酸也挥发过快，导致烧瓶中的气压增大，使分液漏斗中的浓盐酸不能持续滴下，在实验中若发现上述问题，可以在操作上改为小火加热，也可以从装置上改进，如在分液漏斗和烧瓶之间连接“恒压管”，或一开始就将分液漏斗改为恒压滴液漏斗，平衡烧瓶内外气压，使浓盐酸顺利滴下。(3)白磷和氯气反应剧烈，放出大量热，使反应温度较高，PCl3为气态，经氮气吹至储液罐中，被冷却水冷凝液化。(4)根据信息，得知三氯化磷和水发生水解反应，生成二元酸H3PO3和一元酸HCl，生成的二元酸H3PO3和一元酸HCl分别和过量NaOH反应生成Na2HPO3和NaCl，故PCl3与过量NaOH溶液反应的离子方程式为PCl3＋5OH－===HPO＋3Cl－＋2H2O。(5)氯气与白磷发生剧烈的反应，放出大量热，故需要在反应装置中加入一些干沙，吸收反应放出的热量，防止反应装置局部过热。(6)PCl3不能接触水蒸气，同时反应后还有污染性气体Cl2，在球形干燥管中装入碱石灰，一方面可吸收Cl2，另一方面也可阻止空气中的水蒸气进入储液罐。

27．(15分)五氧化二钒(V2O5)在冶金、搪瓷、磁性材料等领域有重要应用。实验室以含钒废料(含V2O3、CuO、MnO、SiO2、Al2O3、有机物)为原料制备V2O5的一种流程如下：

已知Ⅰ.含钒离子在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系如表所示：

Ⅱ.25 ℃时，难溶电解质的溶度积常数如表所示：

Ⅲ.NH4VO3在水中的溶解度：20 ℃、4.8 g·L－1；60 ℃、24.2 g·L－1。

回答下列问题：

(1)“焙烧”的目的是__________________________。

(2)“滤渣1”的用途为________(写出一种即可)。

(3)通过计算说明，常温下，若“调pH”为7，Cu2＋是否沉淀完全________。(溶液中离子浓度小于10－5 mol·L－1时，认为该离子沉淀完全)

(4)“沉锰”需将温度控制在70 ℃左右，温度不能过高或过低的原因为____________________。

(5)结晶所得NH4VO3需进行洗涤、干燥。合适的洗涤试剂为__________；证明NH4VO3已洗涤干净的实验操作及现象为________________________________________________________________________。

(6)“煅烧”时生成两种能参与大气循环的气体，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

答案：

(1)除去有机物杂质，将V2O3氧化为V2O5

(2)制光导纤维、制玻璃、制硅胶(任写一种即可)

(3)“调pH”为7，溶液中c(Cu2＋)＝＝ mol·L－1＝2.2×10－6 mol·L－1<10－5 mol·L－1，Cu2＋沉淀完全

(4)温度过低，反应速率慢，NH4VO3可能提前结晶析出导致产率低；温度过高，NH4HCO3分解导致原料利用率低

(5)冷水　取少量最后一次洗涤液于洁净试管中，滴加BaCl2溶液，无明显现象，证明NH4VO3已洗涤干净

(6)4NH4VO3＋3O22V2O5＋2N2＋8H2O

解析：(1)由含钒废料成分和流程图中物质转化关系知，“焙烧”的目的是除去有机物杂质，将V2O3氧化为V2O5。(2)“滤渣1”为SiO2，可用于制光导纤维、制玻璃、制硅胶等。(3)由流程中信息知，调节pH的目的是将Al3＋和Cu2＋分别转化为Al(OH)3、Cu(OH)2沉淀，并使含钒离子主要以VO形式存在，常温下，若“调pH”为7，溶液中c(OH－)＝10－7 mol·L－1，c(Cu2＋)＝＝mol·L－1＝2.2×10－6 mol·L－1<10－5 mol·L－1，Cu2＋沉淀完全。(4)“沉锰”所用试剂为NH4HCO3，若温度过低，反应速率慢，NH4VO3可能提前结晶析出导致产率低；温度过高，NH4HCO3分解导致原料利用率低。(5)由NH4VO3的溶解度数据知，洗涤NH4VO3晶体可用冷水。NH4VO3上可能附着NH、HCO、SO等，故证明NH4VO3已洗涤干净的实验操作及现象为取少量最后一次洗涤液于洁净试管中，滴加BaCl2溶液，无明显现象，证明NH4VO3已洗涤干净。(6)由NH4VO3的组成和题给信息知，“煅烧”时生成的两种能参与大气循环的气体为N2和H2O，“煅烧”时有O2参加反应，“煅烧”时发生反应的化学方程式为4NH4VO3＋3O22V2O5＋2N2＋8H2O。

28．(14分)氮氧化物是工业生产的原料，也是大气污染物，研究氮氧化物的相关反应机理是非常有意义的。回答下列问题：

(1)对于基元反应，如aA＋bBcC＋dD，反应速率v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)，其中k正、k逆是取决于温度的速率常数。已知反应Ⅰ：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH1＝－902 kJ·mol－1，反应Ⅱ：8NH3(g)＋6NO2(g)7N2(g)＋12H2O(g)　ΔH2＝－2 740 kJ·mol－1，反应Ⅲ：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH3＝＋182.6 kJ·mol－1。

对于基元反应Ⅳ：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH4，在653 K时，速率常数k正＝2.6×103 L2·mol－2·s－1，k逆＝4.1×103 L·mol－1·s－1。

①ΔH4＝________ kJ·mol－1。

②计算653 K时的平衡常数K＝________________。

③653 K时，若NO的浓度为0.006 mol·L－1，O2的浓度为0.290 mol·L－1，则正反应速率为________mol·L－1·s－1。

(2)在密闭容器中按照物质的量之比为4:5通入适量氨气和氧气的混合气体，在催化剂作用下，不断升温(对催化剂活性和选择性不影响)发生反应Ⅰ，测得氨气的转化率和压强、反应温度的关系如图所示。

①p1条件下，M点：v正________(填“>”“<”或“＝”，下同)v逆；p2________400 kPa，理由是__________________________________。

②已知气体的分压p(A)＝p(总压)××100%，计算总压为400 kPa时N点用分压表示的平衡常数Kp＝________________(列出最简计算式即可)。

答案：(1)①－114.1　② L·mol－1　③2.7×10－2　(2)①>　<　反应Ⅰ是气体分子数增加的反应，其他条件相同时，减小压强，平衡正向移动，NH3的平衡转化率增加　② kPa

解析：

(1)①根据盖斯定律，由×(反应Ⅰ×2－反应Ⅱ－反应Ⅲ×7)得反应Ⅳ，故ΔH4＝(ΔH1×2－ΔH2－ΔH3×7)×＝－114.1 kJ·mol－1。②653 K反应达到平衡时，v正＝k正·c2(NO)·c(O2)＝v逆＝k逆·c2(NO2)，该温度下的平衡常数K＝＝＝ L·mol－1。③正反应速率v正＝k正·c2(NO)·c(O2)，将数据代入，计算得到v正＝2.6×103×0.0062×0.290 mol·L－1·s－1＝2.7×10－2 mol·L－1·s－1。

(2)①由题图可知，p1条件下，M点反应未达到平衡状态，v正大于v逆。两种压强下，反应分别到达平衡状态后，在同样温度下，p2所对应的氨气平衡转化率高，因反应Ⅰ是气体分子数增加的反应，其他条件相同时，降低压强，平衡向正反应方向移动，NH3的平衡转化率增加，故p2<p1＝400 kPa。②400 kPa时N点对应的反应体系达到平衡状态，此时氨气平衡转化率为50%，设起始投入的NH3为4a mol，O2为5a mol，根据三段式法有：

        4NH3g＋5O2g4NOg＋6H2Og

n起始  4a mol   5a mol    0      0

n转化  2a mol   2.5a mol  2a mol  3a mol

n平衡  2a mol   2.5a mol  2a mol  3a mol

则Kp＝ kPa。

(二)选考题：共15分。请考生从给出的2道化学题中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。

35．[化学——选修3：物质结构与性质](15分)

过渡金属元素在医药、催化剂、新材料等领域有着广泛的应用。

回答下列问题：

(1)下列有关说法正确的是________。

A．铜元素焰色反应的光谱为吸收光谱

B．金属键没有方向性和饱和性

C．基态铁原子核外未成对电子有4个

D．锌属于过渡元素，处于元素周期表的d区

(2)[Co(NH3)5Br](NO3)2是钴元素形成的一种配位化合物。

①该配位化合物中心离子的价电子排布式为________，中心离子的配位数为________。

②该配位化合物中含氮离子的中心原子的杂化类型为________。

(3)①一种铝镍合金的结构如图，与其结构相似的化合物是________。

a．氯化钠  b．氯化铯  c．石英  d．金刚石

②NiO、CoO的晶体结构均属于NaCl型(Ni2＋和Co2＋的半径分别为69 pm和74 pm)，NiO的熔点比CoO高，其原因是__________________________。

③已知CuOCu2O＋O2↑(未配平)，试从结构的角度解释这一反应能够发生的原因____________________。

(4)Cu与H可形成一种红色晶体，其晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式为________，一个晶胞的质量为________g(NA为阿伏加德罗常数的值)。

答案：(1)BC　(2)①3d6　6　②sp2　(3)①b　②NiO、CoO均为离子晶体，Ni2＋、Co2＋所带电荷数相同，Ni2＋比Co2＋的半径小，形成的离子键强，晶格能大(其他合理答案也可)　③Cu＋的3d能级有10个电子，处于较稳定的全充满状态，而Cu2＋不如Cu＋稳定　(4)CuH　

解析：(1)焰色反应的光谱为发射光谱，A项错误；锌位于元素周期表的ds区，D项错误。(2)①Co3＋的价电子排布式为3d6；配位数就是配体的个数，由题给信息可知该配位化合物的中心离子的配位数为6。②该配位化合物中含氮的离子为NO，根据价层电子对互斥理论可知，NO中氮原子的杂化类型为sp2。(3)②NiO、CoO为离子晶体，根据影响离子晶体熔沸点的因素(离子所带的电荷数和离子半径)分析即可。③能级处于全充满、半充满、全空的状态时较稳定，Cu＋的3d能级有10个电子，处于较稳定的全充满状态，而Cu2＋不如Cu＋稳定。(4)根据均摊法可知，该晶胞中含有Cu的个数为12×＋2×＋3＝6，含有H的个数是6×＋4＝6，因此该化合物的化学式为CuH，一个晶胞的质量为6×g＝g。

36．[化学——选修5：有机化学基础](15分)

芬太尼适用于外科手术后和手术过程中的镇痛。某研究小组按下列合成路线合成芬太尼：

请回答：

(1)A的官能团为________________，化合物C的名称是________________。

(2)B→D的反应类型为________，若将A→C过程中的CH3OH改为C2H5OH，对芬太尼的结构________(填“有”或“无”)影响。

(3)写出E→F的化学方程式________________________________________________。

(4)符合下列条件的H的同分异构体有________种，写出核磁共振氢谱峰面积之比为3:2:2:4:4:2的物质的结构简式________。

①含有；②含结构，且此环上无其他支链；③苯环上的一氯代物只有2种。

(5)已知，设计以环己酮()和苯胺()为原料合成有机物的合成路线____________________________(用流程图表示，其他无机试剂任选)。

答案：

(1)碳碳双键、羧基　丙烯酸甲酯　

(2)加成反应或还原反应　无

(3)

(4)4　、

(5)

解析：

(1)由A、C的分子式及转化关系可知，A与CH3OH发生酯化反应，所以A为丙烯酸(CH2===CH—COOH)，官能团为碳碳双键、羧基，C为丙烯酸甲酯(CH2===CHCOOCH3)。

(2)B和H2发生加成反应生成D；由C、D、E分子中碳、氢、氧原子个数可知，C与D按物质的量之比为2:1发生加成反应生成的E为，由已知信息①及E(C16H23NO4)F(C15H19NO3)可知F为，由F(C15H19NO3)G(C14H17NO3)可知G为。结合上述分析可知，将CH3OH改为C2H5OH对芬太尼的结构没有影响。

(4)符合题述条件的H的同分异构体有4种，结构简式分别为