2023新教材高考化学二轮专题复习专练16非选择题提分练二
展开(1)基态Cu的价电子轨道表示式为 。
(2)元素Cu与Ni的第二电离能分别为1 959 kJ·ml-1、1 753 kJ·ml-1,I2(Ni)
(3)O与Cu形成的化合物为Cu2O,Cu与S形成的化合物为Cu2S,Cu2O的熔点比Cu2S的 (填“低”“高”或“无法确定”)。
(4)Cu可以形成一种离子化合物[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4,若要确定该物质是晶体还是非晶体,最科学的方法是对它进行 实验;其阴离子的空间构型是 ;加热该物质时,首先失去的是H2O分子,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)甲基丙烯酸铜是一种重要的有机铜试剂,其结构为。此有机铜试剂中,C原子的杂化类型有 ,1 ml此有机铜试剂中含有σ键的物质的量为 ml。
(6)Cu的化合物种类有很多,Cl与Cu形成的化合物的立方晶胞结构如图,已知立方晶胞的边长为a cm,则Cu+与Cl-形成的化合物的密度ρ= (NA表示阿伏加德罗常数的值,用含a、NA的代数式表示)g·cm-3。
2.[2022·辽宁卷]某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4,工艺流程如下:
已知:①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3,FeS2转变为Fe2O3;
②金属活动性:Fe>(H)>Bi>Cu;
③相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下:
回答下列问题:
(1)为提高焙烧效率,可采取的措施为 。
a.进一步粉碎矿石
b.鼓入适当过量的空气
c.降低焙烧温度
(2)Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3,反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)“酸浸”中加入浓盐酸的作用为:①充分浸出Bi3+和Mn2+;②________________________________________________________________________。
(4)滤渣的主要成分为 (填化学式)。
(5)生成气体A的离子方程式为___________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)加入金属Bi的目的是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
3.[2022·福建省龙岩市一检]某同学在实验室探究Fe3+→Fe2+时,进行了以下实验,回答有关问题。
(1)配制0.1 ml·L-1FeCl3溶液
称取2.7g FeCl3·6H2O晶体溶解在盛有100 mL蒸馏水的烧杯中,搅拌均匀即可制得。
①配制的溶液不显黄色而显红褐色,原因是 ;若要获得黄色FeCl3溶液,改进配制方法是 。
②配制溶液时没有使用容量瓶,所得溶液 (填“能”或“不能”)满足本实验要求。
(2)探究Fe3+→Fe2+
“实验Ⅰ”振荡后的现象是 ;用离子方程式解释该现象 。
(3)探究实验Ⅱ中白色沉淀的成分
查阅资料:CuCl、CuSCN均为白色难溶物,Ksp(CuCl)=1.72×10-7,Ksp(CuSCN)=1.77×10-13,SCN-与卤素离子性质相似。
为了进一步确定白色沉淀的成分,补充如下实验:
在2 mL c ml·L-1 Fe2(SO4)3溶液中,加入3滴0.1 ml·L-1 KSCN溶液,再加入足量铜粉,振荡,实验现象与“Ⅱ”相同。
①c= ,依据该实验可知白色沉淀一定含有 。
②该实验中产生白色沉淀的反应分两步,请写出第二步反应的离子方程式。
ⅰ.2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+;
ⅱ.________________________________________________________________________。
③依据以上实验,仍无法确定白色沉淀的组成;还需要将“补充实验”所得混合物进一步实验,即可得出结论。简述操作步骤:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4.[2022·福建省福州市一检]“诺氟沙星”是一种常见的治疗由敏感菌引起的各类感染的药物,目前经典的合成路线如下:
(1)A的化学名称为________________________________________________________________________。
(2)过程Ⅱ的反应类型是________________________________________________________________________。
(3)反应Ⅲ的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)F的结构简式为 ,其中的含氧官能团的名称是 。
(5)的同分异构体中,同时满足以下条件的结构简式为________________________________________________________________________
(不考虑顺反异构)。
A.能发生加成反应
B.核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为2∶2∶1
5.[2022·山东省青岛市一模]清洁能源的综合利用可有效降低碳排放,是实现“碳中和、碳达峰”的重要途径。
(1)以环己烷为原料通过芳构化反应生产苯,同时可获取氢气。图甲是该反应过程中几种物质间的能量关系。
芳构化反应:(g)―→(g)+3H2(g) ΔH= kJ·ml-1。
(2)H2和CO2合成乙醇反应为:2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H5OH(g)+3H2O(g)。将等物质的量的CO2和H2充入一刚性容器中,测得平衡时C2H5OH的体积分数随温度和压强的变化的关系如图乙。
①压强p1 p2(填“>”“=”或“<”,下同),a、b两点的平衡常数Ka Kb。
②已知Arrhenius经验公式为Rlnk=- eq \f(Ea,T) +C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数),为探究m、n两种催化剂的催化效能,进行了实验探究,依据实验数据获得图丙曲线。
在m催化剂作用下,该反应的活化能Ea= J·ml-1。从图中信息获知催化效能较高的催化剂是 (填“m”或“n”),判断理由是 。
H2和CO合成甲烷的反应为:2CO(g)+2H2(g)⇌CH4(g)+CO2(g)。T℃将等物质的量CO和H2充入恒压(200 KPa)的密闭容器中。已知逆反应速率v逆=K逆p(CH4)·p(CO2),其中p为分压,该温度下K逆=5.0×10-4kPa-1·s-1。反应达平衡时测得v正= eq \f(5,16) kPa·s-1。CO的平衡转化率为 ,该温度下反应的Kp= (kPa)-2(用组分的分压计算的平衡常数)。
专练16 非选择题提分练(二)
1.解析:(2)铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子,因此铜的第二电离能较大;(3)它们都是离子晶体,其中氧离子的半径小,则氧化亚铜中离子键强,其熔点高,故Cu2O的熔点比Cu2S的高;(4)要确定是晶体还是非晶体,最科学的方法是对它进行X射线衍射实验;阴离子SO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(4)) 的中心原子S有4个σ键,没有孤电子对,其价层电子对数为4,故其空间构型是正四面体形;O的电负性比N的强,对孤电子对的吸引力更强,H2O与Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的配位键弱;(5)双键碳为sp2杂化,饱和碳为sp3杂化;两个原子之间都存在1个σ键,故1 ml此有机铜试剂中含有σ键的物质的量为22 ml;(6)立方晶胞的边长为a cm,1 ml晶胞中含有4 ml CuCl,质量即为4×99.5 g,体积为a3×NAcm3,化合物的密度为 eq \f(4×99.5,a3×NA) g·cm-3。
答案:(1)
(2)铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子 (3)高 (4)X射线衍射 正四面体形 O的电负性比N的强,对孤电子对的吸引力更强,H2O与Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的配位键弱 (5)sp2、sp3 22 (6) eq \f(4×99.5,a3×NA)
2.解析:(1)a项,联合焙烧时,进一步粉碎矿石,可以增大矿石与空气的接触面积,能够提高焙烧效率;b项,鼓入适当过量的空气有利于矿石充分反应;c项,降低焙烧温度,反应速率减慢,不利于提高焙烧效率;
(2)Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3,根据原子守恒可知还应生成SO2,结合得失电子守恒,反应的化学方程式为2Bi2S3+9O2 eq \(=====,\s\up7(高温)) 2Bi2O3+6SO2;(3)加入浓盐酸后,溶液中含有的离子主要为Bi3+、Fe3+、Mn2+、H+、Cl-,而酸浸后取滤液进行转化,故要防止金属离子水解生成沉淀,进入滤渣,造成制得的BiOCl产率偏低;(4)滤渣主要为不溶于浓盐酸的SiO2;(5)因Mn2O3有氧化性,会与浓盐酸发生氧化还原反应:Mn2O3+6H++2Cl-===2Mn2++Cl2↑+3H2O;(6)由已知信息③知,调pH=2.6时,Fe3+会水解生成Fe(OH)3沉淀,但Fe2+还没开始沉淀,故要将Fe3+转化为Fe2+,在调pH后获得含FeCl2的滤液,为了不引入新的杂质,加入Bi作还原剂。
答案:(1)ab (2)2Bi2S3+9O2 eq \(=====,\s\up7(高温)) 2Bi2O3+6SO2
(3)抑制金属离子水解 (4)SiO2
(5)Mn2O3+6H++2Cl-===2Mn2++Cl2↑+3H2O
(6)将Fe3+转化为Fe2+
3.解析:(1)②配制溶液时没有使用容量瓶,所得溶液不能满足本实验要求,因为溶液的体积包含溶质和溶剂的体积,题目中所用配制方法,溶液的体积是按溶剂水的体积计算的,未加上溶质的体积,所配溶液浓度不准确。
(3)①为控制变量,首先确保Fe3+浓度不变,c应为0.05,c(Fe3+)应为0.1,而实验Ⅱ和补充实验的区别是实验Ⅱ中含氯离子,补充实验中含硫酸根离子,因此白色沉淀一定含有CuSCN。②已知SCN-与卤素离子性质相似,白色沉淀一定含CuSCN,依据氧化还原反应原理可得,生成白色沉淀的第二步离子方程式为:2Cu2++4SCN-===2CuSCN↓+(SCN)2。③为进一步确定白色沉淀组成,可向“补充实验”所得混合物中继续加入氯化铁溶液,振荡,若仍有白色沉淀产生,说明白色沉淀是CuCl和CuSCN的混合物,若不再产生白色沉淀,说明白色沉淀只有CuSCN。
答案:(1)①氯化铁水解生成氢氧化铁 将FeCl3·6H2O溶于较浓的盐酸中,再加水稀释至所需浓度 ②不能
(2)溶液红色褪去,溶液变为浅绿色 Fe+2Fe3+===3Fe2+
(3)①0.05 CuSCN ②2Cu2++4SCN-===2CuSCN↓+(SCN)2 ③向“补充实验”所得混合物中继续加入氯化铁溶液,振荡,若仍有白色沉淀产生,说明白色沉淀是CuCl和CuSCN的混合物,若不再产生白色沉淀,说明白色沉淀只有CuSCN
4.解析:(3)对比C、E的结构简式可知,反应Ⅳ是乙基的取代反应,则D为,对比D、E的结构简式可知,反应Ⅲ的化学方程式为+C2H5OH;(4)对比E、G的结构简式,结合反应V的反应条件可知,F为,含氧官能团的名称是羰基和羧基;(5)能发生加成反应说明含有碳碳双键,核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为2∶2∶1,满足条件的异构体为H2NCH2CH===CHCH2NH2、CH2===C(CH2NH2)2。
答案:(1)邻二氯苯或1,2二氯苯
(2)取代反应
(3)+C2H5OH
(4) 羰基和羧基
(5)H2NCH2CH===CHCH2NH2、CH2===C(CH2NH2)2
5.解析:(1)由图可知,环己烷转化为1,3环己二烯的热化学方程式为①(g)―→(g)+2H2(g) ΔH1=+237.1 kJ·ml-1,1,3环己二烯转化为苯的热化学方程式为②(g)―→(g)+H2(g) ΔH2=-28.7 kJ·ml-1,由盖斯定律可知,①+②可得环己烷转化为苯的热化学方程式为(g)―→(g)+3H2(g) ΔH=(+237.1 kJ·ml-1)+(-28.7 kJ·ml-1)=+208.4 kJ·ml-1;(2)①该反应为气体体积减小的反应,温度一定时增大压强,平衡向正反应方向移动,乙醇的体积分数增大,由图可知,压强为p1时乙醇的体积分数小于p2时,则p1小于p2;由图可知,压强一定时升高温度,乙醇的体积分数减小,说明平衡向逆反应方向移动,反应为放热反应,反应的平衡常数减小,则温度较低的a点平衡常数大于b点;②在m催化剂作用下,由图中数据可得如下方程式:(ⅰ)56.2=—7.2×10-3Ea+C①,(ⅱ)27.4=—7.5×10-3Ea+C,解联立方程可得Ea=9.6×104 J·ml-1;由图可知,直线n的斜率大于m,说明活化能Ea小于m,催化效率高于m;(3)设起始通入一氧化碳和氢气的物质的量都为2 ml、生成甲烷的物质的量为a ml,由题意可建立如下三段式:
2CO(g)+2H2(g)⇌CH4(g)+CO2(g)
起(ml) 2 2 0 0
变(ml) 2a 2a a a
平(ml) 2-2a 2-2a a a
平衡时正逆反应速率相等,由三段式数据可得:5.0×10-4×( eq \f(a,4-2a) ×200)×( eq \f(a,4-2a) ×200)= eq \f(5,16) ,解得a=0.4,则一氧化碳的转化率为 eq \f(2×0.4 ml,2 ml) ×100%=40%,平衡时分压常数KP= eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(0.4,3.2)×200))×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(0.4,3.2)×200)),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1.2,3.2)×200))2×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1.2,3.2)×200))2) = eq \f(16,81) ×10-4。
答案:(1)+208.4
(2)①< > ②9.6×104 n 由图可知,直线n斜率大,Ea小,催化效率高
(3)40% eq \f(16,81) ×10-4
开始沉淀pH
完全沉淀pH
Fe2+
6.5
8.3
Fe3+
1.6
2.8
Mn2+
8.1
10.1
序号
实验步骤
实验现象
Ⅰ
在2 mL 0.1 ml·L-1FeCl3溶液中,加入3滴0.1 ml·L-1 KSCN溶液,再加入足量铁粉,振荡。
溶液变为血红色,振荡后……
Ⅱ
在2 mL 0.1 ml·L-1FeCl3溶液中,加入3滴0.1 ml·L-1 KSCN溶液,再加入足量铜粉,振荡。
溶液变为血红色,振荡后红色褪去,产生白色沉淀。
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