2023届高考化学二轮总复习广西专版课件 第二部分 题型指导考前提分专题二 非选择题专项指导

这是一份2023届高考化学二轮总复习广西专版课件 第二部分 题型指导考前提分专题二 非选择题专项指导，共60页。PPT课件主要包含了1请完成下表，分液操作，气密性检验，已知以下信息等内容，欢迎下载使用。
专题二
题型解读工艺流程题是近几年高考中经常出现的一种热点题型。通常以制备型工艺流程题和分离提纯型工艺流程题为主。解答此类题目的分析思路:
解答工艺流程题可按照以下步骤进行:1.认真阅读题干,了解生产目的及有用信息。2.整体分析工艺流程,掌握生产过程分为哪几个阶段。3.分析每一个阶段的生产原理、物质变化、条件控制及其实验操作。4.了解生产过程中的有关物质的回收和原料的循环利用,以及对绿色化学思想的运用和所采取的环保措施。5.认真分析题中设问,规范作答。
典例分析一、物质制备型工艺流程题例1(2020山东卷)用软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下:
已知:MnO2是一种两性氧化物;25 ℃时相关物质的Ksp见下表。
回答下列问题:(1)软锰矿预先粉碎的目的是 　　　　　　,MnO2与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为　 　　　　　　　　。 (2)保持BaS投料量不变,随MnO2与BaS投料比增大,S的量达到最大值后无明显变化,而Ba(OH)2的量达到最大值后会减小,减小的原因是  　。 (3)滤液Ⅰ可循环使用,应当将其导入　 　操作中(填操作单元的名称)。
(4)净化时需先加入的试剂X为　　　　　　　(填化学式),再使用氨水调溶液的pH,则pH的理论最小值为　　　　　(当溶液中某离子浓度c≤1.0×10-5 mol·L-1时,可认为该离子沉淀完全)。 (5)炭化过程中发生反应的离子方程式为  　。 
答案:(1)增大接触面积,充分反应,提高反应速率　MnO2+BaS+H2O ══ Ba(OH)2+MnO+S(2)过量的MnO2消耗了产生的Ba(OH)2(3)蒸发(4)H2O2　4.9
解析:该题遵循化工生产的过程,对工艺流程的环节与条件进行简化处理,在科学基础上通过最简洁的呈现方式呈现生产过程,并设置问题,避免信息冗长对考生造成思维上的干扰。(1)软锰矿预先粉碎可以增大接触面积,提高反应速率。根据信息,MnO2与BaS反应转化为MnO,再结合流程图反应后经过过滤、蒸发等一系列物理过程得到Ba(OH)2,过滤后酸解生成硫黄,硫黄不与H2SO4反应,故MnO2与BaS溶液反应的化学方程式为MnO2+BaS+H2O ══ Ba(OH)2+MnO+S。(2)已知MnO2是两性氧化物,保持BaS投料量不变,增大MnO2与BaS的投料比,过量的MnO2能与Ba(OH)2反应,故Ba(OH)2的量达到最大值后会减小。(3)将滤液Ⅰ导入蒸发装置可循环利用。
(4)根据表中Ksp[Fe(OH)3]13,则溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而被除去。(5)在“调pH”过程中有氢氧化铝沉淀生成,反应的化学方程式为NaAlO2+HCl+H2O ══ Al(OH)3↓+NaCl或NaAl(OH)4+HCl ══ Al(OH)3↓+NaCl+H2O。(6)在“沉钒”过程中析出NH4VO3晶体时,由于NH4VO3在氯化铵溶液中溶解度降低(或回答由于同离子效应),促使NH4VO3尽可能析出完全。
二、分离提纯型工艺流程题例2(2022安徽合肥三模)铈可用作优良的环保材料,现以氟碳铈矿(CeFCO3,含Fe2O3、FeO等杂质)为原料制备铈,其工艺流程如图所示:
已知:①“滤渣Ⅰ”主要成分是难溶于水的Ce(BF4)3;②常温下,K[Fe(OH)3]=8×10-38,K[Ce(OH)3]=1×10-22,lg 2=0.3;③溶液中离子浓度不大于1×10-5 mol·L-1时视为沉淀完全。
回答下列问题:(1)将粉碎的氟碳铈矿“焙烧”时,氧化数据如表所示:
在对流空气氧化炉中可大大缩短氧化时间的原因是  　。 (2)用盐酸和H3BO3浸取含Ce物质时,“滤渣Ⅰ”用饱和KCl溶液溶解时发生复分解反应,则“滤渣Ⅱ”主要成分为　　　　　　　(填化学式)。 (3)常温下,“滤液Ⅰ”中c(Ce3+)=0.1 mol·L-1,用氨水调pH的范围是　　　　　　　。 
(4)写出“滤液Ⅱ”与NH4HCO3反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;若Ce2(CO3)3经充分焙烧后质量减少了5.8 t,则获得的CeO2的质量为　　　　　　　 t。 (5)用过量铝粉还原CeO2即可得Ce,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;铝粉过量的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案:(1)增大了气体与固体粉末的接触面积(2)KBF4(3)3.3≤pHp2>p3。(4)由反应的方程式可知,低温、高压可提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率。
方法拓展 “四角度”突破反应能量与反应原理的综合题角度一—灵活应用盖斯定律准确计算反应热,规范书写热化学方程式↓角度二—深入理解外界因素对化学反应速率、化学平衡的影响规律,并能和图像、图表有机结合在一起↓角度三—熟练利用电离平衡、水解平衡以及物料守恒和电荷守恒比较溶液中粒子浓度的大小↓角度四—准确处理数据,正确计算平衡常数、转化率以及百分含量等
对点训练1(2022安徽合肥三模)甲烷催化裂解是工业上制备乙炔的方法 之一。回答下列问题:(1)已知:CH4(g)+2O2(g) ══ CO2(g)+2H2O(l)　ΔH1=-885 kJ·mol-12C2H2(g)+5O2(g) ══ 4CO2(g)+2H2O(l)　ΔH2=-2 600 kJ·mol-12H2(g)+O2(g) ══ 2H2O(l)　ΔH3=-572 kJ·mol-1则2CH4(g) ══ C2H2(g)+3H2(g) ΔH=　　　　　　　 kJ·mol-1。 
②在恒容密闭容器中充入a mol甲烷,测得单位时间内在固体催化剂表面CH4的转化率与温度的关系如图所示,T0 ℃后CH4的转化率突减的原因可能是　　　　　　　　　。 
(3)甲烷裂解体系中几种气体的平衡分压(p/Pa)的对数与温度的关系如图 所示。
①T1 ℃时,化学反应2CH4(g) ══ C2H2(g)+3H2(g)的压强平衡常数Kp=　　　(用平衡分压代替平衡浓度计算)。 ②在某温度下,向V0 L恒容密闭容器中充入0.12 mol CH4只发生反应2CH4(g) ══ C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得p(H2)=p(CH4)。CH4的平衡转化率为　　　　(结果保留一位小数)。 
(4)甲烷还能发生水蒸气重整反应,涉及的化学方程式如下:Ⅰ.CH4(g)+H2O(g) ══ CO(g)+3H2(g)　ΔH1=+206 kJ·mol-1;Ⅱ.CO(g)+H2O(g) ══ CO2(g)+H2(g)　ΔH2=-41 kJ·mol -1。在一容积可变的密闭容器中,加入一定量的CH4和H2O(g)发生水蒸气重整反应。
①压强为p0 kPa时,分别在加CaO和不加CaO时,测得平衡体系H2的物质的量随温度变化如图所示。温度低于700 ℃时,加入CaO可明显提高混合气中H2的物质的量,原因是　　　　　　　。 
②500 ℃时,反应相同时间后测得CH4的转化率随压强的变化如图所示。则图中E点和G点CH4的浓度大小关系为cG(CH4)　　　　(填“>”“
(4)①CaO为碱性氧化物,加入的CaO与体系中的二氧化碳反应,使反应Ⅱ 的化学平衡正向移动,CO浓度降低,反应Ⅰ的平衡也正向移动,使氢气含量增大;②500 ℃时,由图可知,E点压强小于G点压强,增大压强,使反应Ⅰ的化学平衡逆向移动,甲烷的浓度增大;容器容积可变,增大压强,容积减小,综合上述两点可知,cG(CH4)>cE(CH4)。
二、演绎型化学反应原理题例2氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。已知:①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　ΔH=+206.2 kJ·mol-1②CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)　ΔH=+247.4 kJ·mol-1③2H2S(g) 2H2(g)+S2(g)　ΔH=+169.8 kJ·mol-1
(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为  　。 
(2)在密闭容器中充入一定量H2S,发生反应③。如图为H2S气体的平衡转化率与温度、压强的关系。①图中压强(p1、p2、p3)的大小顺序为　　　　　　　　　　　　　,理由是　  　。 ②该反应平衡常数大小:K(T1)　　　　(填“>”“c(S2-)>c(HS-)>c(OH-)>c(H+)B.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)C.c(Na+)=c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)D.2c(OH-)+c(S2-)=2c(H+)+c(HS-)+3c(H2S)②硫酸铜溶液吸收。200 mL 0.05 mol·L-1 CuSO4溶液吸收H2S恰好使反应后溶液中Cu2+和S2-浓度相等。已知常温下,Ksp(CuS)≈1.0×10-36。上述吸收H2S后的溶液中c(Cu2+)约为　 。 
答案:(1)CH4(g)+2H2O(g) ══ CO2(g)+4H2(g)　ΔH=+165.0 kJ·mol-1　(2)①p1PH3。N、P、As同主族,从上到下,原子半径依次增大,非金属性依次减弱,则NH3、PH3、AsH3的还原性依次增强,键角依次减小。(3)根据配位键形成的条件:一方提供空轨道(图中Cd2+),一方提供孤电子对。由题图可知,1 mol该配合物中通过螯合作用形成6 mol配位键。分子中氮原子均采取sp2杂化。(4)根据表中坐标Cd(0,0,0),又因为四方晶系的化学式为CdSnAs2,故Cd与Sn原子个数之比为1∶1,一个晶胞中Cd原子的个数为 ,一个晶胞中Sn原子也是4个,Sn应为晶胞中的小白球。距离Cd(0,0,0)最近的Sn为底面和侧面的Sn,其坐标分别为(0.5,0.5,0),(0.5,0,0.25)。
三、晶体结构与性质例3砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题:(1)写出基态As原子的核外电子排布式　 。 (2)根据元素周期律,原子半径Ga　　　　As,第一电离能Ga　　　　As。(填“大于”或“小于”) (3)AsCl3分子的立体构型为　　　　　　　,其中As的杂化轨道类型为　　　　。 (4)GaF3的熔点高于1 000 ℃,GaCl3的熔点为77.9 ℃,其原因是　 。 
(5)GaAs的熔点为1 238 ℃,密度为ρ g·cm-3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为　　　　　,Ga与As以　　　　键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol-1和MAs g·mol-1,原子半径分别为rGa pm和rAs pm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为　　　　　　　　　。 
答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3(2)大于　小于(3)三角锥形　sp3(4)GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体
解析:(1)As的原子序数是33,则基态As原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。(2)Ga和As位于同一周期,同周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小,则原子半径Ga>As;由于As的4p能级处于半充满状态,稳定性强,因此第一电离能Ga”或“C>K　(3)>(4)6　NO+(5)sp3　三角锥形(6)AC
解析:(1)Fe是26号元素,基态Fe原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。(2)在赤血盐K3[Fe(CN)6]中含有的主族元素有K、C、N三种,元素的非金属性越强,其电负性就越大;由于三种元素的非金属性:N>C>K,所以元素的电负性大小关系为N>C>K。(3)黄血盐K4[Fe(CN)6]·3H2O的中心离子为Fe2+,赤血盐K3[Fe(CN)6]的中心离子为Fe3+,同一元素的简单阳离子带有的电荷数目越多,离子半径越小,因此中心金属离子半径大小:黄血盐>赤血盐。(4)已知硝普钠和黄血盐的中心金属离子半径相等,硝普钠中铁的配位数是6,其中的中心离子Fe2+带2个单位正电荷,根据化合物中正、负化合价的代数和为0,可知其配体有CN-、NO+。
(6)滕氏蓝是盐,属于离子化合物,含有离子键;配体与中心离子Fe3+以配位键结合,配位键属于极性共价键;在配体CN-中,C、N原子之间以极性共价键结合,故该化合物中含有的作用力有极性共价键和离子键,故A、C两项正确。
题型解读有机合成与推断题是高考的必考题型。涉及考点主要有有机物官能团的结构与性质、常见有机反应类型的判断、有机物结构的推断与书写、同分异构体的书写与判断,有的还涉及有机合成路线的设计等。
题型特点近几年来高考有机题目有两大特点:(1)常与当年的社会热点问题结合在一起。题目常给出一些新信息,要求考生具备一定的自学能力,能迅速捕捉有效信息,并使新旧信息产生联系,将新信息分解、转换、重组,从而解决题目要求的问题。(2)常把有机推断与设计有机合成流程图结合在一起。从考查内容来看,一般是给出一些信息作为知识的铺垫,既考查了考生处理信息的能力,又增加了题目的综合性,该类题常考常新,起点高落点低,因此要想拿到解决此类问题的“金钥匙”,应熟练掌握有机物之间的转化关系,充分利用题给信息,合理推断与设计。
有机合成的解题思路:
有机推断的解题技能:
典例分析一、有机推断题例1环氧树脂广泛应用于涂料和胶黏剂等领域。下面是制备一种新型环氧树脂G的合成路线:
已知以下信息:
回答下列问题:(1)A是一种烯烃,化学名称为　　　　　,C中官能团的名称为　　　　　、　　　　　。 (2)由B生成C的反应类型为　　　　　　　。 (3)由C生成D的化学方程式为  　 。 (4)E的结构简式为　 。 (5)E的二氯代物有多种同分异构体,请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　。 ①能发生银镜反应;②核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积比为3∶2∶1。(6)假设化合物D、F与NaOH恰好完全反应生成1 mol单一聚合度的G,若生成的NaCl和H2O的总质量为765 g,则G的n值理论上应等于　　　　　。 
答案:(1)丙烯　氯原子　羟基 (2)加成反应
(1)根据以上分析可知,C中含有氯原子和羟基两种官能团。(2)根据以上分析可知由B生成C为加成反应。
(3)由C生成D可以认为是去掉了1个Cl原子和—OH上的一个H原子,生成HCl,再与NaOH反应生成NaCl和H2O,故反应的化学方程式为
(5)根据能发生银镜反应,可以判断分子中有—CHO,根据核磁共振氢谱中有3组峰,且面积之比为3∶2∶1,可以判断分子中一定有一个—CH3,且该物质结构一定高度对称,可以判断—CH3与—CHO处于苯环的对位,故可以写出符合要求的有机物的结构简式:
(6)根据题目所给信息,可写出反应的化学方程式:
解题指导 解答本题的关键一是仔细观察转化关系图,采用正推与逆推相结合的推断方法,由D的结构简式和信息反应为突破点,准确得出A~C有机物的结构简式。二是在书写相关有机反应方程式时要注意教材重点反应(如CH3CH2Br的水解,CH3CH2OH、CH3CHO的氧化,CH3COOCH2CH3的合成与水解等)的迁移应用。三是书写同分异构体时主要按照题目要求写出一些有机物的结构简式,然后在此基础上进行演变和判断。
方法拓展 (1)根据性质和有关数据推知官能团的数目:
(2)根据某些产物推知官能团的位置:
②由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置;③由取代反应的产物的种数可确定碳链结构;
⑤由有机物发生酯化反应能生成环酯或高聚酯,可确定该有机物是含羟基的酸,并根据酯的结构,确定—OH与—COOH的相对位置。
(3)根据转化关系推断物质的类别:
对点训练1(2020山东卷,改编)化合物F是合成吲哚-2-酮类药物的一种中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:(1)实验室制备A的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,提高A产率的方法是　　　　　　　　;A的某同分异构体只有一种化学环境的碳原子,其结构简式为　　　　　　　。 (2)C→D的反应类型为　　　　　。 (3)C的结构简式为　　　　　　　　　　　　, F的结构简式为　　　　　　　　　　　　。 
解析:本题以合成吲哚-2-酮类药物的一种中间体的合成路线为素材,题目在信息设计、问题设计等各方面都比较合理。根据题干信息Ⅰ很容易推出A。B→C的水解反应也是高中常见的反应。C→D→E的过程需要利用题目中的信息Ⅱ,虽然信息相对陌生,但均为非常明确的取代反应。
二、有机合成题例2以某有机物X为原料可合成塑料G。X的相对分子质量小于100,1 mol X完全燃烧生成等物质的量的CO2和H2O,同时消耗标准状况下的O2 112 L,且分子中含有羰基和羟基。X能发生如下图所示的转化:
(1)X的结构简式为　 。 (2)E→F的反应条件是　 。 (3)写出F→G的化学方程式:  　, 反应类型为　　　　。 (4)有机物X有多种同分异构体,符合下列条件的同分异构体有　　　　种,请写出其中一种异构体的结构简式:　  　。 ①与新制Cu(OH)2反应;②在浓硫酸作用下可发生消去反应
(5)物质Y是X的同分异构体,1 mol Y与足量的Na反应可生成1 mol H2,且Y不能使溴的CCl4溶液褪色,Y分子中的官能团连在相邻的碳原子上。Y的核磁共振氢谱图中有3组峰,面积之比为2∶1∶1。PBS塑料的结构简式为 。请设计合理方案以Y为原料(无机试剂自选)合成PBS(用合成路线流程图表示,并注明反应条件)。提示:①可利用本题中相关信息;②合成路线流程图示例如下:
(5)
解题指导 解答本题的关键一是需根据聚合反应特点,弄清楚哪些属于加聚反应,哪些属于缩聚反应。二是正确利用题目中的信息,准确推出X、Y等有机物的结构简式。三是要根据目标产物采用逆向思维找出合成原料,然后结合题目信息得出合成线路。
方法拓展 1.有机合成中官能团的转化方法:(1)官能团的引入:
④引入—X:a.在饱和碳原子上H与X2(光照)发生取代反应;b.不饱和碳原子与X2或HX加成;c.醇羟基与HX发生取代反应。
(2)官能团的消除:
2.在有机合成中官能团的保护主要有以下五种情况:(1)酚羟基的保护:先将酚羟基与CH3I反应,将酚羟基转化成—OCH3,待其他官能团氧化后再酸化,将其转化成—OH。(2)醇羟基的保护:先将醇羟基与羧酸反应,将醇羟基转化成酯基( ),待其他官能团氧化后再水解,将其转化成醇羟基—OH。(3)碳碳双键的保护:在氧化其他基团之前,可以先将碳碳双键与HX(卤化氢)发生加成反应,待氧化后再通过卤代烃的消去反应,转化成碳碳双键。
对点训练2(2020天津卷)天然产物H具有抗肿瘤、镇痉等生物活性,可通过以下路线合成。
回答下列问题:(1)A的链状同分异构体可发生银镜反应,写出这些同分异构体所有可能的结构:   　。 (2)在核磁共振氢谱中,化合物B有　　　　组吸收峰。 (3)化合物X的结构简式为　　　　　　　　　　。 (4)D→E的反应类型为　　　　　　　　　　　　　。 
(5)F的分子式为　　　　　　　,G所含官能团的名称为　　　　　。 (6)化合物H含有手性碳原子的数目为　　　　　,下列物质不能与H发生反应的是　　　　(填字母)。 a.CHCl3 b.NaOH溶液c.酸性KMnO4溶液 d.金属Na
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