2025届高三化学二轮复习 综合题提能练(二)

这是一份2025届高三化学二轮复习 综合题提能练(二)，共12页。试卷主要包含了6　ac，15 ml·L-1×0等内容，欢迎下载使用。
1.(12分)(2024·温州二模)砷的化合物可用于半导体领域,如我国“天宫”空间站的核心舱“天和”就是采用砷化镓薄膜电池来供电。一种从酸性高浓度含砷废水[砷主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在]中回收砷的工艺流程如下:
已知:Ⅰ.As2S3+6NaOH===Na3AsO3+Na3AsS3+3H2O
Ⅱ.As2S3(s)+3S2-(aq)2AsS33-(aq)
Ⅲ.砷酸(H3AsO4)在酸性条件下有强氧化性
Ⅳ.Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp[Fe(OH)2]=4.9×1017
请回答:
(1)(2分)从含砷废水到滤液Ⅰ,浓度明显减小的阳离子为 (用离子符号表示)。
(2)(3分)下列说法正确的是 。
A.沉砷时产生的废气可用CuSO4溶液吸收处理
B.酸化的目的是增加+5价砷的氧化性
C.NaOH浸取后所得滤渣的主要成分是FeS,不含Fe(OH)2
D.酸性:H2SeO4>H3AsO4
(3)(2分)“沉砷”过程中FeS是否可用过量的Na2S替换 (填“是”或“否”);请从平衡移动的角度解释原因 。
(4)(5分)砷酸“还原”过程中发生的化学方程式为 (2分)。
还原后溶液需检验是否仍剩余砷酸,设计检验实验方案 (3分)。
2.(14分)(2024·株洲一模)亚硝酰氯(NOCl)是一种黄色气体,熔点为-64.5 ℃,沸点为-5.5 ℃,常用于合成洗涤剂、触媒及用作中间体,可由NO与Cl2在通常条件下反应得到。某实验小组设计实验制备NOCl并测定产品中NOCl的含量。
步骤1.制备NOCl
按如图所示装置进行实验(夹持装置略)。
已知:①2NOCl+H2O===2H++2Cl-+NO↑+NO2↑
②2OH-+NO+NO2===2NO2-+H2O
③2NO2-+4H++2I-===2NO↑+I2+2H2O
④I2+2S2O32-===S4O62-+2I-
步骤2.NOCl含量的测定(假设杂质不参与反应)
①取5.00 g三颈烧瓶中所得产物溶于适量氢氧化钠溶液中,然后加入一定量稀硫酸和KI,并通入足量N2,将NO全部赶出,最后将溶液稀释至500.00 mL;
②取25.00 mL上述所得溶液,用淀粉作指示剂,用0.15 ml·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,最终消耗标准溶液的体积为20.00 mL。
回答下列问题:
(1)(3分)装置B中盛放碱石灰的仪器名称为 (1分);
装置A中发生反应的离子方程式为 (2分)。
(2)(5分)仪器连接的顺序为a→ (1分)→b,c← (1分)←h(仪器可重复使用);装置C中所盛试剂的名称是 (1分);若装置B中压强过大,可以观察到的现象是 (2分)。
(3)(1分)实验时,待装置B中三颈烧瓶内充满黄绿色气体时,再将NO通入三颈烧瓶中,这样做的目的是 。
(4)(1分)该制备装置中存在的一处缺陷是 。
(5)(2分)实验测得产品中NOCl的含量为 % (保留一位小数)。
(6)(2分)下列操作将导致NOCl测量含量偏低的是 (填标号)。
a.加入的氢氧化钠溶液过少
b.滴定前滴定管有气泡,滴定后气泡消失
c.锥形瓶内溶液蓝色消失后立即读数
d.读数时,滴定前平视,滴定后仰视
3.(11分)CO2有效转化是研究“碳中和”的重要方向。
(1)(2分)CO2可用于人工合成淀粉,其中前两步的反应如下图所示。
已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH3
则CO2(g)+2H2(g)===HCHO(g)+H2O(g)的ΔH= (用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
(2)(9分)CO2催化加氢可合成乙烯,反应为2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔHKc>Kb
C.将H2O(g)液化分离可提高C2H4的产率
D.活性更高的催化剂可提高CO2的平衡转化率
②表示C2H4体积分数随温度变化的曲线是 (1分)(填“k”“l”“m”或“n”)
③若d点表示240 ℃某时刻H2的体积分数,保持温度不变,则反应向 (1分)(填“正”或“逆”)反应方向进行。
④205 ℃,反应达b点所用时间为t min,则此过程中用CO2表示的反应速率是 (1分)ml·min-1。若平衡时b点总压为p,则平衡常数Kp= (2分)(列出计算式,以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
⑤其他条件相同,分别在催化剂X、Y作用下发生该反应,测得相同时间CO2的转化率与温度的关系如下图所示。使用催化剂X,当温度高于302 ℃,CO2转化随着温度升高而下降的原因是 (2分)。
4.(11分)第ⅢA族元素硼及其化合物在能源、材料、医药、环保等领域具有重要应用。回答下列问题:
(1)(1分)基态B原子价层电子的轨道表示式: 。
(2)(5分)已知:BCl3有空轨道,可以与H2O分子形成配位键,同时使原有的键削弱、断裂,从而发生水解。
①下列卤化物不易发生水解的是 (1分)。
A.CCl4B.SiCl4C.PCl3D.AlCl3
②写出BCl3水解的化学方程式 (2分)。
③写出B(OH)3与NaOH溶液反应的离子方程式 (2分)。
(3)(3分)硼砂的阴离子的结构如图1,1 ml该离子中有 个硼氧四面体,含有配位键数目为 。硼砂的阴离子中硼原子的杂化轨道类型为 。
(4)(2分)硼化镁在39 K温度下具有超导性,硼原子和镁原子分层排布,一层硼一层镁相间,部分原子沿垂直片层方向投影如图2,则硼化镁的化学式为 。
5.(12分)(2024·安徽卷)化合物I是一种药物中间体,可由下列路线合成(Ph代表苯基,部分反应条件略去):
已知:
ⅰ)RXRMgX
ⅱ)RMgX易与含活泼氢化合物(HY)反应:
RMgX+HY—→RH+
HY代表H2O、ROH、RNH2、RC≡CH等。
(1)(2分)A、B中含氧官能团名称分别为 、 。
(2)(1分)E在一定条件下还原得到,后者的化学名称为 。
(3)(1分)H的结构简式为 。
(4)(2分)E→F反应中,下列物质不能用作反应溶剂的是 (填标号)。
a.CH3CH2OCH2CH3 b.CH3OCH2CH2OH c. d.
(5)(3分)D的同分异构体中,同时满足下列条件的有 (2分)种(不考虑立体异构),写出其中一种同分异构体的结构简式 (1分)。
①含有手性碳 ②含有2个碳碳三键 ③不含甲基
(6)(3分)参照上述合成路线,设计以和不超过3个碳的有机物为原料,制备一种光刻胶单体的合成路线(其他试剂任选)。
综合题提能练(二)
1.答案 (1)H+ (2)ABD
(3)否 由于As2S3(s)+3S2-(aq)2AsS33-(aq),加入过量的Na2S,溶液中c(S2-)增大,平衡正向移动不利于沉砷
(4)2H3AsO4+2SO2===As2O3+2H2SO4+H2O 取少量溶液于一洁净试管中,滴入几滴NaI(或HI)溶液,再滴入淀粉溶液,若溶液呈蓝色,则证明砷酸未还原完全
解析 含砷废水加入硫化亚铁生成As2S3沉淀,As2S3沉淀和过量的硫化亚铁加入氢氧化钠,As2S3+6NaOH===Na3AsO3+Na3AsS3+3H2O,浸取得到硫化亚铁滤渣和含Na3AsO3、Na3AsS3的滤液Ⅱ;滤液Ⅱ氧化脱硫生成硫单质和Na3AsO4,酸化后生成H3AsO4,砷酸(H3AsO4)在酸性条件下有强氧化性,能被SO2还原生成As2O3。(1)含砷废水加入硫化亚铁生成As2S3沉淀,H3AsO3与FeS发生如下反应:2H3AsO3+3FeS+6H+===As2S3+3Fe2++6H2O,反应过程中H+浓度明显减小;(2)沉砷时产生的废气中含有H2S,可用CuSO4溶液吸收将其转化为CuS固体处理,故A正确;砷酸(H3AsO4)在酸性条件下有强氧化性,因此酸化的目的是将砷酸钠转化为砷酸,从而增强+5价砷的氧化性,故B正确;FeS和Fe(OH)2的溶度积常数接近,在加NaOH溶液碱浸时,FeS可以部分转化为Fe(OH)2,因此滤渣中可能含Fe(OH)2,故C错误;非金属性Se>As,则两者最高价氧化物水化物的酸性强弱:H2SeO4>H3AsO4,故D正确;(3)已知:As2S3(s)+3S2-(aq)2AsS33-(aq);加入过量的硫化钠,溶液中c(S2-)增大,平衡正向移动不利于沉砷,故 “沉砷”过程中FeS不可以用过量的Na2S替换。(4)砷酸“还原”过程中发生的化学方程式为2H3AsO4+2SO2===As2O3+2H2SO4+H2O;还原后溶液需检验是否仍剩余砷酸,可利用其强氧化性检验,检验实验方案:取少量溶液于一洁净试管中,滴入几滴NaI(或HI)溶液,再滴入淀粉溶液,若溶液呈蓝色,则证明砷酸未还原完全。
2.答案 (1)球形干燥管 2MnO4-+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(2)a→d→e→f→g→b c←g←f←h 饱和的NaCl溶液 C中长颈漏斗液面上升 (3)排尽装置内的空气,防止NO被氧化 (4)缺少尾气处理装置 (5)78.6 (6)ac
解析 (1)装置B中盛放碱石灰的仪器名称为球形干燥管,装置A中发生反应为浓盐酸和KMnO4反应生成Cl2,离子方程式为2MnO4-+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O。(2)A中生成Cl2后,浓盐酸具有挥发性,所以得到的Cl2中含有HCl,C装置除去Cl2中的HCl且起安全瓶的作用,C中溶液为饱和的NaCl溶液,根据已知①知,NOCl能和水反应,所以B中发生反应的氯气必须是干燥的,所以D装置的作用是干燥氯气,D中溶液为浓硫酸;E用于生成NO,且是干燥的,所以连接顺序为a→d→e→f→g→b,c←g←f←h;因为B装置和D装置连接,若装置B中压强过大,可以观察到的现象为装置C中长颈漏斗液面上升。(3)实验时,待装置B中三颈烧瓶内充满黄绿色气体时,再将NO通入三颈烧瓶中,这样做的目的是排尽装置内的空气,防止NO被氧化。(4)有毒气体要进行尾气处理,该装置没有尾气处理装置。(5)根据I2+2S2O32-===S2O42-+2I-,得n(I2)=12n(S2O32-)===12×0.15 ml·L-1×0.02 L=0.001 5 ml,则500 mL的溶液中n(I2)=500.00 mL25.00 mL×0.001 5 ml=0.03 ml,根据方程式2NOCl+H2O===2H++2Cl-+NO↑+NO2↑、2OH-+NO+NO2===2NO2-+H2O、2NO2-+4H++2I-===2NO↑+I2+2H2O得关系式2NOCl~I2,则5.00 g三颈烧瓶所得产物中n(NOCl)=2n(I2)=2×0.03 ml=0.06 ml,其质量分数=0.06ml×65.5 g·ml-15.00 g×100%=78.6%。(6)加入的氢氧化钠溶液过少会导致n(NOCl)偏小,则NOCl纯度偏低,故a符合题意;滴定前滴定管有气泡,滴定后气泡消失,会导致n(NOCl)偏大,则NOCl纯度偏高,故b不符合题意;锥形瓶内溶液蓝色消失后立即读数,会导致n(NOCl)偏小,则NOCl纯度偏低,故c符合题意;读数时,滴定前平视,滴定后仰视,会导致n(NOCl)偏大,则NOCl纯度偏高,故d不符合题意。
3.答案 (1)ΔH1+ΔH2-12ΔH3 (2)①AC ②n ③逆 ④43t (19p)(49p)4(19p)2(13p)6
⑤催化剂活性降低,反应速率减慢
解析 (1)已知:①CO2(g)+3H2(g)===H2O(g)+CH3OH(g) ΔH1
②CH3OH(g)+12O2(g)===H2O(l)+HCHO(g) ΔH2
③2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH3
由盖斯定律可知,①+②-12×③得CO2(g)+2H2(g)===HCHO(g)+H2O(g),则ΔH=ΔH1+ΔH2-12ΔH3; (2)①A.由化学方程式体现的关系可知,b点时达到平衡状态,正逆反应速率相等,则有2v正(H2)=3v逆(H2O),A正确;B.反应为放热反应,随着温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,故a、b、c三点的平衡常数:Kb>Ka>Kc,B错误;C.将H2O(g)液化分离,平衡正向移动,可提高C2H4的产率,C正确;D.活性更高的催化剂可提高反应速率,但是不改变CO2的平衡转化率,D错误;故选AC;②随着温度升高,平衡逆向移动,乙烯、水的体积分数减小,结合化学方程式中系数可知,乙烯减小的程度小于水,故表示水体积分数随温度变化的曲线是m、表示C2H4体积分数随温度变化的曲线是n;③随着温度升高,平衡逆向移动,二氧化碳、氢气的体积分数增大,结合化学方程式中系数可知,二氧化碳增大的程度小于氢气,则l为二氧化碳体积分数变化曲线、k为氢气体积分数变化曲线;若d点表示240 ℃某时刻H2的体积分数,此时氢气的体积分数小于平衡时氢气体积分数,保持温度不变,则反应向逆反应方向进行。④205 ℃,反应达b点所用时间为t min,
此时二氧化碳和乙烯体积分数相同,则2-2a=a,a=23 ml,则此过程中用CO2表示的反应速率是23×2t ml·min-1=43t ml·min-1;平衡时二氧化碳、氢气、乙烯、水分别为23 ml、2 ml、23 ml、83 ml,总的物质的量为6 ml,若平衡时b点总压为p,则平衡常数Kp=(19p)(49p)4(19p)2(13p)6;⑤当温度高于320 ℃,CO2转化随着温度升高而下降的原因是温度超过催化剂X的活性温度,催化剂活性降低,反应速率减慢。
4.答案 (1) (2)①A ②BCl3+3H2OB(OH)3+3HCl
③B(OH)3+OH-===BO2-+2H2O (3)2NA 2NA sp2、sp3 (4)MgB2
解析 (1)基态B原子价层电子的轨道表示式为: 。(2)①CCl4中C原子没有空轨道,不能与H2O分子形成配位键,不能使原有的键削弱、断裂,所以不易发生水解,SiCl4、PCl3、AlCl3都易发生水解,故选A;②BCl3水解的化学方程式:BCl3+3H2OB(OH)3+3HCl;③B(OH)3与NaOH溶液反应的离子方程式为:B(OH)3+OH-===BO2-+2H2O。(3)由图1可知,1 ml该离子中有2NA个硼氧四面体,含有配位键数目为2NA,其中硼原子的杂化轨道类型为sp2、sp3杂化;(4)根据投影可知,1个B原子为3个Mg原子共用,故属于1个Mg原子的B原子为13;1个Mg原子为6个B原子共用,故属于1个B原子的Mg原子为16,由此可知,Mg和B原子个数比为16∶13=1∶2,所以硼化镁的化学式为:MgB2。
5.答案 (1)羟基 醛基 (2)邻二甲苯(或1,2⁃二甲苯)
(3) (4)bc
(5)4 或或
或
(6)
解析 (1)A、B中含氧官能团分别为—OH、—CHO,名称分别为羟基、醛基。
(2)的名称为邻二甲苯或1,2⁃二甲苯。(3)类比A→B的反应,G中羟基被氧化为酮羰基得到H,故H的结构简式为。(4)E→F反应中,无水醚为溶剂,结合已知ⅱ)可知,RMgX易与含活泼氢化合物反应,b中含有—OH,c中含有,均含活泼氢,不能用作溶剂。(5)D为,分子式为C8H11N,不饱和度为4,根据②含2个碳碳三键,不饱和度为4,结合①含手性碳原子和③不含甲基,则碳骨架可以是,还有1个—C3H6—(1个—CH2CH2CH2—或1个—CH2—和1个—CH2CH2—):a处或c处插—CH2CH2CH2—,有2种,但c处插—CH2CH2CH2—时,不含手性碳原子,因此只有1种;a、b处分别插—CH2—、—CH2CH2—,有1种;a、c处分别插—CH2—、—CH2CH2—,有1种;a、c处分别插—CH2CH2—、—CH2—,有1种,共4种,分别为
、、、。(6)结合题干中反应类型,发生已知ⅰ)中第一步反应得到,和发生已知ⅰ)中第二步反应得到,和氢气发生加成反应得到,
发生消去反应得到。