新高考化学三轮复习非选择题专项练六(含解析)

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非选择题专项练(六) (建议用时：40分钟)1．钢材在社会发展中应用广泛。为研究某种碳素钢(含少量碳和硫)的成分，科研小组进行了如下探究活动：称取碳素钢(已除表面氧化物)24.0 g放入耐高温反应管中与O2反应，除去未反应的O2，收集到干燥混合气体X 1.12 L(已折算成标准状况下的体积)。(1)科研小组用下图所示实验装置检验混合气体X的组成。①装置B中的试剂是________，装置C的作用是____________________________________________________________________________________________________。②若观察到________________________(填实验现象)，证明X中含有CO。(2)反应后，耐高温反应管内固体中除含有Fe3＋之外，还可能含有Fe2＋。要确定其中的Fe2＋，可选用______(填字母)。a．KSCN溶液和氯水b．KSCN溶液和铁粉c．稀盐酸和K3[Fe(CN)6]溶液d．稀H2SO4和KMnO4溶液(3)科研小组用如图所示装置(部分)测定SO2的体积分数，并计算碳素钢的含碳量。将气体X缓慢通过实验装置，当观察到______________________________(填实验现象)时，停止通气，此时气体流量仪显示的流量为112 mL(已换算成标准状况下的体积)。则气体X中SO2的体积分数为________，碳素钢中碳元素的质量分数为________(保留1位小数)。2．硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。Ⅰ.已知硼镁矿的主要成分为Mg2B2O5·H2O，硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O。一种利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程如图所示：(1)硼砂中B元素的化合价为________，将硼砂溶于热水后，用硫酸调节溶液的pH为2～3以制取H3BO3，该反应的离子方程式为______________________。X为H3BO3晶体加热脱水的产物，其与Mg反应制取粗硼的化学方程式为_______________________________。(2)由MgCl2·6H2O制备MgCl2时，需要在HCl氛围中加热，其目的是________________________________________________________________________。(3)镁­H2O2酸性燃料电池的反应原理为Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。常温下，若起始电解质溶液pH＝1，则pH＝2时，电解质溶液中所含Mg2＋的物质的量浓度为________mol·L－1。已知常温下，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12，当电解质溶液的pH＝6时，________(填“有”或“无”)Mg(OH)2沉淀析出。(忽略反应过程中溶液的体积变化)Ⅱ.工业上可用纳米MgH2和LiBH4组成的体系储放氢，如图所示。(4)写出放氢过程中发生反应的化学方程式：______________________________________________________________________________________________________。Ⅲ.MgO浆液是一种高活性的脱硫剂，常用于脱除烟气中的SO2，发生的主要反应如下：①Mg(OH)2＋SO2===MgSO3＋H2O②MgSO3＋SO2＋H2O===Mg(HSO3)2③Mg(HSO3)2＋Mg(OH)2===2MgSO3＋2H2O④2MgSO3＋O2===2MgSO4已知25 ℃时，Ksp(MgSO3)＝3.86×10－3，Ksp(CaSO3)＝3.1×10－7。(5)其他条件相同时，镁基和钙基的脱硫效率与液、气摩尔流量比的变化情况如图所示。镁基的脱硫效率总是比钙基的大，除生成的MgSO4具有良好的水溶性外，还因为________________________________________________________________________。3．有效除去大气中的SO2和氮氧化物，是打赢蓝天保卫战的重中之重。(1)用NaOH溶液吸收热电企业产生的废气时，涉及如下转化：由图甲关系可得ΔH4＝________。(2)某温度下，N2O5气体在一体积固定的容器中发生如下反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)(慢反应)　ΔH＜02NO2(g)N2O4(g)(快反应)　ΔH＜0体系的总压强p(总)和p(O2)随时间的变化如图乙所示。①图乙中表示O2压强变化的曲线是________(填“A”或“B”)。②已知N2O5分解的反应速率v＝0.12p(N2O5) kPa·h－1，t＝10 h时，p(N2O5)＝______kPa(结果保留两位小数，下同)，v＝______kPa·h－1。③该温度下2NO2N2O4反应的平衡常数Kp＝________(Kp为以分压表示的平衡常数)。(3)亚硝酸盐广泛存在于各种水体和腌制品中，可用电吸附装置去除。去除量跟电压、初始浓度、共存阴离子等因素有关。某科研机构的实验结果如图丙所示：①据图丙可知，待处理液中NO与NO的c0＝________mg·L－1时，装置对NO的吸附量高于NO。②据图丙分析，为提高离子去除量可采取的措施有________________________________________________________________________(写出一条即可)。4．镍铬钢俗称不锈钢，在日常生活中应用广泛，含有铁、铬、镍、碳等元素。请回答下列问题：(1)基态镍原子有________个未成对电子，基态Fe3＋有________种不同运动状态的电子，铬的基态原子核外价层电子排布式为________。(2)配离子[Cr(H2O)6]3＋中，与Cr3＋形成配位键的原子是________(填元素符号)，铬的高价化合物可将CH3CH2OH氧化为CH3CHO，CH3CHO中碳原子的杂化方式分别为________、________。(3)镍能与CO形成Ni(CO)4，常温下Ni(CO)4是无色液体，易溶于有机溶剂，推测Ni(CO)4是________晶体，组成Ni(CO)4的三种元素电负性由大到小的顺序为________(填元素符号)，CO分子中π键与σ键的个数比为________。(4)已知NiO晶体的密度为ρ g·cm－3，Ni2＋和O2－的半径分别为r1 pm和r2 pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞中粒子的体积占晶胞体积的百分率为____________。5．如图中的I是某抗肿瘤药物的中间体，B的核磁共振氢谱有3组峰，C的分子式为C7H8O，D分子中有两个相同且处于相邻位置的含氧官能团，E的相对分子质量比D大34.5。已知：RCHO＋R1CH2CHORCH===C(R1)CHO＋H2O。请回答下列问题：(1)C的名称是________，B的结构简式为__________，D转化为E的反应类型是____________。(2)I中官能团的名称为____________，I的分子式为________。(3)写出E转化为F的化学方程式：_____________________________________________________________________________________________________________。(4)X是G酸化后的产物，X有多种芳香族同分异构体，符合下列条件且能发生银镜反应的同分异构体有________种(不包括X)，写出核磁共振氢谱有4组峰的物质的结构简式：________________________________________________________________________。①遇FeCl3溶液发生显色反应②苯环上有两种类型的取代基(5)参照上述流程，以乙醇为原料(其他无机试剂任选)可制取2­丁烯酸，写出相应的合成路线：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。非选择题专项练(六)1．解析：(1)碳素钢在耐高温反应管中与O2反应，碳和硫可能转化为CO、CO2、SO2。①气体X通过装置A，若酸性高锰酸钾溶液褪色，可以证明其中含有SO2并能除去SO2，装置B中盛装品红溶液，若品红溶液不褪色，说明SO2已经除尽，装置C中盛装澄清石灰水，作用是检验气体X中是否含有CO2，装置D中碱石灰的作用是除去CO2。②若气体X中含有CO，则装置E中灼热CuO粉末(黑色)转化成Cu(红色)，装置F中澄清石灰水变浑浊。(2)取反应后耐高温反应管内的固体于试管中，先加稀盐酸或稀硫酸溶解，此时溶液中一定含有Fe3＋，可能含有Fe2＋，因此不能通过先将Fe2＋氧化为Fe3＋，再用KSCN溶液检验Fe3＋的方法来检验Fe2＋。当利用Fe2＋的还原性来检验时，可以选择KMnO4溶液，现象是KMnO4溶液褪色；利用Fe2＋的颜色反应来检验时，可以选择K3[Fe(CN)6]溶液，现象是生成蓝色沉淀。(3)测定SO2的体积分数的实验原理是SO2＋I2＋2H2O===2HI＋H2SO4，开始时装置Ⅲ中溶液为蓝色，当溶液由蓝色突变为无色时，停止通气。n(SO2)＝n(I2)＝0.01 mol·L－1×0.025 L＝0.000 25 mol，气体X中SO2的体积分数为×100%＝5%。气体X中SO2占总体积的5%，则CO、CO2共占总体积的95%，n(C)＝×95%＝0.047 5 mol，故碳素钢中碳元素的质量分数为×100%＝2.4%。答案：(1)①品红溶液　检验X中是否含有CO2②装置E中黑色固体逐渐变红，装置F中澄清石灰水变浑浊(2)cd(3)装置Ⅲ中溶液由蓝色突变为无色　5%　2.4%2．解析：Ⅰ.(1)硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O，钠元素的化合价为＋1，氧元素的化合价为－2，根据化合物中各元素化合价代数和为0可知，硼元素的化合价为＋3；用H2SO4调pH为2～3，Na2B4O7在酸溶液中生成H3BO3，反应的离子方程式为B4O＋2H＋＋5H2O4H3BO3；加热H3BO3得到B2O3，Mg与B2O3发生置换反应得到粗硼：3Mg＋B2O32B＋3MgO。(2)加热MgCl2·6H2O时，氯化镁水解生成氢氧化镁和HCl，在HCl氛围中加热可以抑制MgCl2的水解。(3)若起始电解质溶液pH＝1，则pH＝2时，溶液中氢离子浓度减小0.1 mol·L－1－0.01 mol·L－1＝0.09 mol·L－1，由反应Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O可知，Mg2＋的物质的量浓度为0.045 mol·L－1；Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12，常温下当溶液pH＝6时，c(OH－)＝10－8 mol·L－1，H＋浓度减小0.1 mol·L－1－10－6 mol·L－1≈0.1 mol·L－1，溶液中Mg2＋的浓度约为0.05 mol·L－1，则Qc＝c(Mg2＋)×c2(OH－)≈0.05×10－16＝5×10－18<Ksp[Mg(OH)2]，故无氢氧化镁沉淀生成。Ⅱ.(4)由题图可知，放氢过程中MgH2和LiBH4反应生成MgB2、LiH、H2：MgH2＋2LiBH4===MgB2＋2LiH＋4H2↑。Ⅲ.(5)Ksp(MgSO3)>Ksp(CaSO3)，说明MgSO3的溶解度比CaSO3大，且MgSO3比CaSO3更易被氧化，故镁基的脱硫效率总是比钙基的大。答案：Ⅰ.(1)＋3　B4O＋2H＋＋5H2O4H3BO33Mg＋B2O32B＋3MgO(2)防止MgCl2水解生成Mg(OH)2(3)0.045　无Ⅱ.(4)MgH2＋2LiBH4===2LiH＋MgB2＋4H2↑Ⅲ.(5)MgSO3的溶解度比CaSO3的大，MgSO3比CaSO3更易被氧化3．解析：(1)由题图甲的转化关系可知，2 mol NaOH中通入SO2气体生成Na2SO3，继续通入SO2生成NaHSO3，或通入CO2生成Na2CO3，再通入SO2生成NaHSO3，得到ΔH3＋ΔH4＝ΔH1＋ΔH2，即ΔH4＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。(2)①开始时没有氧气存在，其压强为0，随反应进行生成氧气，氧气的压强增大，故B曲线是氧气压强变化的曲线。②A曲线表示总压强p(总)随时间的变化，反应起始只有N2O5气体，则起始p(N2O5)＝53.8 kPa，t＝10 h时，p(O2)＝12.8 kPa，根据反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)可知，该时间段N2O5的压强减少了12.8 kPa×2＝25.6 kPa，故t＝10 h时，p(N2O5)＝53.8 kPa－25.6 kPa＝28.2 kPa，则v＝0.12p(N2O5) kPa·h－1＝0.12×28.2 kPa·h－1≈3.38 kPa·h－1。③起始p(N2O5)＝53.8 kPa，根据反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)可知，N2O5完全分解时，生成 p(NO2)＝53.8 kPa×2＝107.6 kPa，p(O2)＝53.8 kPa÷2＝26.9 kPa，则总压强应该为107.6 kPa＋26.9 kPa＝134.5 kPa，由题图乙可知，最终总压强为94.7 kPa，则NO2转化发生反应：2NO2(g)N2O4(g)使压强减少了134.5 kPa－94.7 kPa＝39.8 kPa，Δp＝p(N2O4)＝39.8 kPa，则平衡时p(NO2)＝107.6 kPa－2×39.8 kPa＝28 kPa，则该反应的平衡常数Kp＝≈0.05。(3)①由题图丙可知，待处理液中NO与NO的c0＝500 mg·L－1时，装置对NO的吸附量高于NO。②由题图丙可知，NaCl浓度越大，离子去除量越小，c0＝500 mg·L－1时，NO的吸附量高于NO，故将NO预先氧化为NO或降低氯化钠的浓度，都可以提高离子去除量。答案：(1)ΔH1＋ΔH2－ΔH3　(2)①B　②28.2　3.38③0.05　(3)①500　②将NO预先氧化为NO(或降低氯化钠的浓度)4．解析：(1)基态Ni原子核外有28个电子，根据构造原理可知，基态Ni原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，其3d轨道的电子排布图为，故基态Ni原子有2个未成对电子。由于每一个核外电子的运动状态都不相同，铁是26号元素，基态Fe3＋核外有23个电子，因此基态Fe3＋有23种不同运动状态的电子。基态Cr原子核外有24个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，其价层电子排布式为3d54s1。(2)配离子[Cr(H2O)6]3＋中，中心离子为Cr3＋，配体为H2O，Cr3＋具有空轨道，H2O中O原子上有孤电子对，O原子提供孤电子对与Cr3＋形成配位键，即与Cr3＋形成配位键的原子是O。CH3CHO中，—CH3中碳原子形成4个共价单键，该碳原子为sp3杂化，—CHO中碳原子形成1个碳氧双键和2个单键，—CHO中碳原子为sp2杂化。(3)由于Ni(CO)4常温下是无色液体，易溶于有机溶剂，故Ni(CO)4是分子晶体。元素的非金属性越强，电负性越大，非金属性：O>C>Ni，所以元素电负性由大到小的顺序为O>C>Ni。CO的结构式为C≡O，三键中有1个σ键和2个π键，故CO分子中π键与σ键的个数比为2∶1。(4)根据“均摊法”可知，每个晶胞中含有Ni2＋的个数：8×＋6×＝4，含O2－个数：12×＋1＝4。晶胞中粒子的体积为4×π(r1×10－10 cm)3＋4×π(r2×10－10 cm)3＝4×π(r＋r)×10－30 cm3；晶胞的体积为 cm3；该晶胞中粒子的体积占晶胞体积的百分率为4×π(r＋r)×10－30 cm3÷( cm3)×100%＝×100%。答案：(1)2　23　3d54s1(2)O　sp3　sp2(3)分子　O>C>Ni　2∶1(4)×100%5．解析：由C的分子式及转化关系推出A是甲苯；由B的核磁共振氢谱峰数目可知，B的结构简式为；C是，名称为对甲基苯酚或4­甲基苯酚；结合D的结构特点和题给信息，进一步推出D为；E的相对分子质量比D大34.5，则E为(4)X为，分子式为C7H6O3，其同分异构体能发生银镜反应，说明含有醛基或甲酸酯基。由已知条件②知，当含有醛基时，苯环上还有2个羟基，此时苯环上共有3个取代基，除去X有5种同分异构体；当含有甲酸酯基时，苯环上还有一个羟基，此时苯环上有2个取代基，有3种同分异构体，故符合条件的同分异构体共有8种。核磁共振氢谱有4组峰说明此物质的结构中存在对称关系，故符合条件的物质为答案：(1)对甲基苯酚(或4­甲基苯酚)　 取代反应(2)碳碳双键、羧基、(酚)羟基　C9H8O4(5)CH3CH2OHCH3CHOCH3CH===CHCHOCH3CH===CHCOOH