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新教材2024高考化学二轮专题复习考前抢分专练18非选择题提分练四
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这是一份新教材2024高考化学二轮专题复习考前抢分专练18非选择题提分练四，共8页。试卷主要包含了某药物Ⅰ的合成路线如下，9kJ·ml－1，3kJ·ml－1 ②0等内容，欢迎下载使用。
回答下列问题：
（1）红渣的主要成分为 （填化学式），滤渣①的主要成分为 （填化学式）。
（2）黄铁矿研细的目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）工序①的名称为
________________________________________________________________________，
所得母液循环使用。
（5）沉铁工序产生的白色沉淀Fe（NH4）2Fe（CN）6中Fe的化合价为 ，氧化工序发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（6）若用还原工序得到的滤液制备Fe2O3·xH2O和（NH4）2SO4，所加试剂为 和 （填化学式，不引入杂质）。
2.光电材料[氟代硼铍酸钾晶体（KBe2BO3F2）、CaTiO3等]是目前科学家特别关注的材料。KBe2BO3F2（晶胞结构如图a，其中氧原子已省略，图a中的原子分别位于晶胞的顶点、棱及面上）是一种可制造出深紫外固体激光器的光电材料，可由BeO、KBF4和B2O3在一定条件下制得，同时放出BF3气体；CaTiO3（晶胞结构如图b）在光、电、热等领域有着独特的性质特征。
（1）基态Ti原子的核外电子排布式为 。
（2）KBF4是离子化合物，BF3、BF eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 中B原子的杂化方式依次为 、 。
（3）KBe2BO3F2的组成元素中，非金属元素的电负性由强到弱的顺序为 （填元素符号），基态原子的第一电离能：Be （填“>”或“<”）B
（4）图a中，已知原子半径X>Y，X、Z分别表示 。（填元素符号）
（5）图b中，与Ti4＋最近且距离相等的氧离子构成的几何图形为 ，若设晶胞边长为xcm，则Ti4＋与最近的Ca2＋间的距离为 （填含x的表达式）cm。
3.1溴丁烷主要用于生产染料和香料。实验室可通过正丁醇（CH3CH2CH2CH2OH）和氢溴酸反应制得，其反应原理如下：
NaBr＋H2SO4＋CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2Br＋NaHSO4＋H2O，副产物有1丁烯、正丁醚等。
实验步骤：
（一）1溴丁烷的合成
在10mL三颈烧瓶中，加入2.60g（约0.025ml）研细的溴化钠，1.85mL正丁醇并放入一粒搅拌子，安装好回流—吸气装置（图1）。加入事先混合的2.80mL浓硫酸和2.00mL水的混合液，搅拌，硅油浴回流tmin，反应完毕，稍冷却后，改成蒸馏装置，蒸出粗产物。
（二）粗产物洗涤
将馏出液依次用等体积水、浓硫酸、水、饱和碳酸氢钠溶液及水洗涤后，用无水氯化钙干燥。
（三）蒸馏得纯1溴丁烷
将干燥好的液体转入干燥的蒸馏烧瓶中，空气浴加热，收集99℃～102℃的馏分，得到1溴丁烷1.15mL。
回答下列问题：
（1）图1冷凝管的进水口是 （填“a”或“b”），实验中使用蛇形冷凝管而不用直形冷凝管的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
如果加热一段时间后，发现没有通冷凝水，应该采取的措施是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）图2表示1溴丁烷产量随时间的变化，反应进行选择的适宜时间为20min，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）合成1溴丁烷时，为了防止反应中生成的HBr挥发，烧杯中盛放 作吸收剂（填标号）。
A.氢氧化钠溶液 B．浓盐酸
C.四氯化碳 D．二硫化碳
（4）洗涤粗产物时，用到的玻璃仪器有 ，加入浓硫酸洗涤的目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（5）实验中1溴丁烷的产率是 （保留3位有效数字）。
（6）不同的物料比对1溴丁烷产量有影响，如果反应开始时多增加1.00mL浓硫酸，其余实验条件不变，测得1溴丁烷的产量是0.80mL，产量减小可能的原因是 。（答一点即可）。
4.某药物Ⅰ的合成路线如下：
eq \(――→,\s\up7(HNO3),\s\d5(浓硫酸))eq \x(B)eq \(――→,\s\up7(1）KOH),\s\d5(2）HCl))
已知：
回答下列问题：
(1)A中含有的官能团名称为________；D→E的反应类型为________；检验E中是否含有D的试剂为________。
(2)C→D的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
G的结构简式为________。
(3)符合下列条件的A的同分异构体有____种(不考虑立体异构)。
①含有酚羟基 ②能发生水解反应 ③含有四种化学环境的氢
(4)写出由和制备NNCl的合成路线(题给信息中的试剂任选)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
5．中国科学家为实现“碳中和”目标而不断努力，以CO2为原料合成甲烷、乙醇等能源物质具有良好的发展前景。
(1)CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应：
主反应：CO2(g)＋4H2(g)⇌CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－156.9kJ·ml－1
副反应：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41.1kJ·ml－1
①已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－483.6kJ·ml－1，则CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝_____________________________________。
②500℃时，向1L恒容密闭容器中充入4mlCO2和12mlH2，初始压强为p，20min时主、副反应都达到平衡状态，测得ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(H2O))＝5ml·L－1，体系压强为eq \f(3,4)p，则0～20min内，veq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(CH4))＝________ml·L－1·min－1，平衡时CH4选择性＝________(CH4选择性＝eq \f(CH4平衡浓度,CO2转化浓度)×100%，保留3位有效数字)。
(2)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为：6H2(g)＋2CO2(g)⇌C2H5OH(g)＋3H2O(g) ΔH<0，设m为起始时的投料比，即m＝eq \f(n\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(H2)),n\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(CO2)))。
①图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为________。
②图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为________。
③该反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图3中曲线a所示，已知Arhenius经验公式Rlnk＝－eq \f(Ea,T)＋C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。则该反应的活化能Ea＝________kJ·ml－1。当改变外界条件时，实验数据如图3中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
专练18 非选择题提分练（四）
1．解析：已知黄铁矿高温煅烧生成Fe2O3，反应原理为：4FeS2＋11O2eq \(=====,\s\up7(煅烧))2Fe2O3＋8SO2，故产生的红渣主要成分为Fe2O3和SiO2，将红渣粉碎后加入足量的50%的H2SO4溶液加热并酸浸，反应原理为：Fe2O3＋3H2SO4===Fe2（SO4）3＋3H2O，过滤出滤渣①，主要成分为SiO2，向滤液中加入黄铁矿进行还原，将Fe3＋还原为Fe2＋，由（3）小问可知不生成S沉淀，则硫元素被氧化为SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，反应原理为14Fe3＋＋FeS2＋8H2O===15Fe2＋＋2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋16H＋，然后进行工序①为蒸发浓缩、冷却结晶，得到FeSO4晶体和母液，主要含有FeSO4溶液和H2SO4，加水溶解FeSO4晶体，向所得溶液中加入（NH4）2SO4、Na4[Fe（CN）6]并用H2SO4调节溶液的pH为3，进行沉铁过程，反应原理为Fe2＋＋2NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ＋[Fe（CN）6]4－===Fe（NH4）2Fe（CN）6↓，然后过滤出沉淀，洗涤后加入H2SO4和NaClO3进行氧化步骤，反应原理为：6Fe（NH4）2Fe（CN）6＋ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ===6Fe（NH4）Fe（CN）6＋3H2O＋Cl－＋6NH3↑，洗涤干燥即制得Fe（NH4）Fe（CN）6。（6）由分析可知，还原工序所得的滤液中主要含有FeSO4溶液和H2SO4，向滤液中先加入一定量的H2O2溶液将Fe2＋完全氧化为Fe3＋，在向氧化后的溶液中加入氨水至不再产生沉淀为止，过滤洗涤，对沉淀进行灼烧，即可制得Fe2O3·xH2O和（NH4）2SO4，故所需要加入的试剂为H2O2和NH3·H2O。
答案：（1）Fe2O3、SiO2 SiO2
（2）增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率
（3）7Fe2（SO4）3＋FeS2＋8H2Oeq \(=====,\s\up7(△))15FeSO4＋8H2SO4
（4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤
（5）＋2 6Fe（NH4）2Fe（CN）6＋ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) eq \(=====,\s\up7(△))6Fe（NH4）Fe（CN）6＋3H2O＋Cl－＋6NH3↑
（6）H2O2 NH3·H2O
2．解析：（2）BF3中B原子价层电子对数是eq \f(3＋3,2)＝3，B原子的杂化方为sp2；BF eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 中B原子价层电子对数是eq \f(3＋4＋1,2)＝4，B原子的杂化方为sp3；（3）同周期元素从左到右电负性依次增大，KBe2BO3F2的组成元素中，非金属元素的电负性由强到弱的顺序为F>O>B；基态Be的价电子排布式为2s2（全满的较稳结构）；基态B原子的价电子排布式为2s22p1，失去2p上的一个电子后可得到全满的较稳结构，所以基态原子的第一电离能：Be>B；（4）根据均摊原则，图a中，K原子数为8×eq \f(1,8)＋2×eq \f(1,2)＝2、X原子数为8×eq \f(1,4)＋4×eq \f(1,2)＝4、Y原子数为8×eq \f(1,4)＋4×eq \f(1,2)＝4、Z原子数为4×eq \f(1,4)＋2×eq \f(1,2)＝2，X、Y原子的个数相等，且原子半径X>Y，所以X为Be，Z为B；（5）根据图b，与Ti4＋最近且距离相等的氧离子有6个，构成的几何图形为正八面体，若设晶胞边长为xcm，体对角线的长度为eq \r(3)xcm，Ti4＋与最近的Ca2＋间的距离为体对角线的一半，所以为eq \f(\r(3),2)xcm。
答案：（1）1s22s22p63s23p64s2或[Ar]3d24s2
（2）sp2 sp3 （3）F>O>B > （4）Be、B （5）正八面体 eq \f(\r(3),2)x
3．解析：（1）冷凝管中冷却水的流向为“下进上出”，则图1冷凝管的进水口是a，蛇形冷凝管的接触面积大，冷凝效果好，则实验中使用蛇形冷凝管而不用直形冷凝管。如果加热一段时间后，发现没有通冷凝水，应该采取的措施是停止加热，待冷凝管冷却到室温后，再先通冷凝水再重新加热。（2）由题干图2表示信息可知，反应进行到20min时1溴丁烷产量较大，再延长反应时间，对其产量变化不大，且浪费能源，则一般反应进行选择的适宜时间为20min。（3）HBr为酸性气体，能与NaOH反应，难溶于CCl4和CS2等非极性溶剂中，则烧杯中盛放氢氧化钠溶液作吸收。（4）由题干表中信息可知，1溴丁烷不溶于水，易溶于醇、醚等有机溶剂，正丁醇微溶于水，易溶于浓硫酸及有机溶剂，则洗涤粗产物时用分液操作进行分离，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和分液漏斗，加入浓硫酸洗涤的目的是除去1溴丁烷中的正丁醇。（5）由题意可知，NaBr稍微过量，根据反应方程式NaBr＋H2SO4＋CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2Br＋NaHSO4＋H2O可知，按正丁醇的量进行计算可知，1溴丁烷的物质的量为n＝n（正丁醇）＝eq \f(1.85mL×0.80g·mL－1,74g·ml－1)＝0.02ml，则实验中的理论产量为：0.02ml×137g·ml－1＝2.74g，实验中1溴丁烷的产率是eq \f(1.15mL×1.28g·mL－1,2.74g)×100%＝53.7%。（6）不同的物料比对1溴丁烷产量有影响，如果反应开始时多增加1.00mL浓硫酸，其余实验条件不变，测得1溴丁烷的产量是0.80mL，产量减小可能的原因是浓硫酸能催化正丁醇分子间脱水转化为丁醚或者浓硫酸能催化正丁醇分子内脱水发生消去反应转化为1丁烯。
答案：（1）a 蛇形冷凝管的接触面积大，冷凝效果好 停止加热，待冷凝管冷却到室温后，再先通冷凝水再重新加热
（2）反应进行到20min时1溴丁烷产量较大接近1.15mL，再延长反应时间，对其产量变化不大，且浪费能源
（3）A
（4）烧杯、玻璃棒和分液漏斗 除去1溴丁烷中的正丁醇
（5）53.7% （6）浓硫酸能催化正丁醇分子间脱水转化为丁醚（或者浓硫酸能催化正丁醇分子内脱水发生消去反应转化为1丁烯）
4．解析：A在浓硫酸的作用下与HNO3发生取代反应，即B的结构简式为，根据C的分子式，B→C少了一个甲基，多了一个羟基，根据D的结构简式，推出C的结构简式为，C生成D发生酯化反应，根据E的分子式，以及I的结构简式，E的结构简式为，根据题中已知，E→F：—NO2→—NH2，F的结构简式为，推出G的结构简式为，对比G和H的结构简式，少了一个—OH，多了一个—Cl，即H的结构简式为；（1）A中含有官能团为羧基和醚键，根据D和E的结构简式，D→E的反应类型为取代反应；D中含有酚羟基，E中不含酚羟基，要用FeCl3溶液进行鉴别，溶液显紫色；（2）根据上述分析，C→D的化学方程式为＋CH3OHeq \(――→,\s\up7(SOCl2))＋H2O；（3）根据信息，含有苯环、酚羟基、酯基，有4种不同化学环境的氢，应是对称结构，A的分子式为C9H10O4，符合条件的结构简式有；（4）根据所给原料以及制备物质，利用路线为C→D，E→F，F→G→H，合成路线见答案。
答案：（1）羧基、醚键 取代反应 FeCl3溶液
（2）＋CH3OHeq \(――→,\s\up7(SOCl2))＋H2O
（3）6
（4）eq \(――→,\s\up7(Na2S2O4))eq \(――→,\s\up7(H2N—CH===NH))
5．解析：（1）①由盖斯定律可知，ΔH＝－ΔH1＋2×ΔH3＝－eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(－156.9kJ·ml－1))＋2×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(－483.6kJ·ml－1))＝－810.3kJ·ml－1；②初始压强为p，20min时主、副反应都达到平衡状态，测得ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(H2O))＝5ml·L－1，则H2O的物质的量为5ml，体系压强为eq \f(3,4)p，相同条件下压强比等于物质的量比，则反应后总的物质的量为（4＋12）×eq \f(3,4)＝12ml；设主反应消耗CO2的物质的量为x，则消耗H2的物质的量为4x，生成CH4、H2O的物质的量分别为x、2x；则副反应生成H2O的物质的量为5ml－2x；则副反应生成CO的物质的量为5ml－2x，消耗CO2、H2的物质的量分别为5ml－2x、5ml－2x；则反应后总的物质的量为：4ml－x－（5ml－2x）＋12ml－4x－（5ml－2x）＋x＋（5ml－2x）＋5ml＝12ml，解得x＝2ml；则0～20min内，veq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(CH4))＝eq \f(2ml,1L×20min)＝0.1ml·L－1·min－1，平衡时CH4选择性＝eq \f(\f(2ml,1L),\f(3ml,1L))×100%≈66.7%；（2）①反应为放热反应，其它条件相同时，升高温度，平衡逆向移动，二氧化碳的转化率下降，结合图可知，图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为T3>T2>T1；②其它条件相同时，增加氢气的量，会促进二氧化碳的转化，提高二氧化碳的转化率，则图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为m1>m2>m3。
③Rlnk＝－eq \f(Ea,T)＋C，作为活化能为直线斜率的相反数，a的斜率为eq \f(3.0－9.2,3.4－3.2)＝－31，故31kJ·ml－1；当改变外界条件时，实验数据如图3中的曲线b所示，b的斜率的相反数减小，则反应的活化能减小，故实验可能改变的外界条件是使用更高效的催化剂（或增大催化剂比表面积）。
答案：（1）①－810.3kJ·ml－1 ②0.1 66.7%
（2）①T3>T2>T1 ②m1>m2>m3 ③31 使用更高效的催化剂（或增大催化剂比表面积）
回答下列问题：
（1）红渣的主要成分为 （填化学式），滤渣①的主要成分为 （填化学式）。
（2）黄铁矿研细的目的是
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________________________________________________________________________。
（3）还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）工序①的名称为
________________________________________________________________________，
所得母液循环使用。
（5）沉铁工序产生的白色沉淀Fe（NH4）2Fe（CN）6中Fe的化合价为 ，氧化工序发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
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（6）若用还原工序得到的滤液制备Fe2O3·xH2O和（NH4）2SO4，所加试剂为 和 （填化学式，不引入杂质）。
2.光电材料[氟代硼铍酸钾晶体（KBe2BO3F2）、CaTiO3等]是目前科学家特别关注的材料。KBe2BO3F2（晶胞结构如图a，其中氧原子已省略，图a中的原子分别位于晶胞的顶点、棱及面上）是一种可制造出深紫外固体激光器的光电材料，可由BeO、KBF4和B2O3在一定条件下制得，同时放出BF3气体；CaTiO3（晶胞结构如图b）在光、电、热等领域有着独特的性质特征。
（1）基态Ti原子的核外电子排布式为 。
（2）KBF4是离子化合物，BF3、BF eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 中B原子的杂化方式依次为 、 。
（3）KBe2BO3F2的组成元素中，非金属元素的电负性由强到弱的顺序为 （填元素符号），基态原子的第一电离能：Be （填“>”或“<”）B
（4）图a中，已知原子半径X>Y，X、Z分别表示 。（填元素符号）
（5）图b中，与Ti4＋最近且距离相等的氧离子构成的几何图形为 ，若设晶胞边长为xcm，则Ti4＋与最近的Ca2＋间的距离为 （填含x的表达式）cm。
3.1溴丁烷主要用于生产染料和香料。实验室可通过正丁醇（CH3CH2CH2CH2OH）和氢溴酸反应制得，其反应原理如下：
NaBr＋H2SO4＋CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2Br＋NaHSO4＋H2O，副产物有1丁烯、正丁醚等。
实验步骤：
（一）1溴丁烷的合成
在10mL三颈烧瓶中，加入2.60g（约0.025ml）研细的溴化钠，1.85mL正丁醇并放入一粒搅拌子，安装好回流—吸气装置（图1）。加入事先混合的2.80mL浓硫酸和2.00mL水的混合液，搅拌，硅油浴回流tmin，反应完毕，稍冷却后，改成蒸馏装置，蒸出粗产物。
（二）粗产物洗涤
将馏出液依次用等体积水、浓硫酸、水、饱和碳酸氢钠溶液及水洗涤后，用无水氯化钙干燥。
（三）蒸馏得纯1溴丁烷
将干燥好的液体转入干燥的蒸馏烧瓶中，空气浴加热，收集99℃～102℃的馏分，得到1溴丁烷1.15mL。
回答下列问题：
（1）图1冷凝管的进水口是 （填“a”或“b”），实验中使用蛇形冷凝管而不用直形冷凝管的原因是
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________________________________________________________________________。
如果加热一段时间后，发现没有通冷凝水，应该采取的措施是
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（2）图2表示1溴丁烷产量随时间的变化，反应进行选择的适宜时间为20min，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）合成1溴丁烷时，为了防止反应中生成的HBr挥发，烧杯中盛放 作吸收剂（填标号）。
A.氢氧化钠溶液 B．浓盐酸
C.四氯化碳 D．二硫化碳
（4）洗涤粗产物时，用到的玻璃仪器有 ，加入浓硫酸洗涤的目的是
________________________________________________________________________
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（5）实验中1溴丁烷的产率是 （保留3位有效数字）。
（6）不同的物料比对1溴丁烷产量有影响，如果反应开始时多增加1.00mL浓硫酸，其余实验条件不变，测得1溴丁烷的产量是0.80mL，产量减小可能的原因是 。（答一点即可）。
4.某药物Ⅰ的合成路线如下：
eq \(――→,\s\up7(HNO3),\s\d5(浓硫酸))eq \x(B)eq \(――→,\s\up7(1）KOH),\s\d5(2）HCl))
已知：
回答下列问题：
(1)A中含有的官能团名称为________；D→E的反应类型为________；检验E中是否含有D的试剂为________。
(2)C→D的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
G的结构简式为________。
(3)符合下列条件的A的同分异构体有____种(不考虑立体异构)。
①含有酚羟基 ②能发生水解反应 ③含有四种化学环境的氢
(4)写出由和制备NNCl的合成路线(题给信息中的试剂任选)________________________________________________________________________
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5．中国科学家为实现“碳中和”目标而不断努力，以CO2为原料合成甲烷、乙醇等能源物质具有良好的发展前景。
(1)CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应：
主反应：CO2(g)＋4H2(g)⇌CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－156.9kJ·ml－1
副反应：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41.1kJ·ml－1
①已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－483.6kJ·ml－1，则CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝_____________________________________。
②500℃时，向1L恒容密闭容器中充入4mlCO2和12mlH2，初始压强为p，20min时主、副反应都达到平衡状态，测得ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(H2O))＝5ml·L－1，体系压强为eq \f(3,4)p，则0～20min内，veq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(CH4))＝________ml·L－1·min－1，平衡时CH4选择性＝________(CH4选择性＝eq \f(CH4平衡浓度,CO2转化浓度)×100%，保留3位有效数字)。
(2)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为：6H2(g)＋2CO2(g)⇌C2H5OH(g)＋3H2O(g) ΔH<0，设m为起始时的投料比，即m＝eq \f(n\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(H2)),n\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(CO2)))。
①图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为________。
②图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为________。
③该反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图3中曲线a所示，已知Arhenius经验公式Rlnk＝－eq \f(Ea,T)＋C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。则该反应的活化能Ea＝________kJ·ml－1。当改变外界条件时，实验数据如图3中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是
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专练18 非选择题提分练（四）
1．解析：已知黄铁矿高温煅烧生成Fe2O3，反应原理为：4FeS2＋11O2eq \(=====,\s\up7(煅烧))2Fe2O3＋8SO2，故产生的红渣主要成分为Fe2O3和SiO2，将红渣粉碎后加入足量的50%的H2SO4溶液加热并酸浸，反应原理为：Fe2O3＋3H2SO4===Fe2（SO4）3＋3H2O，过滤出滤渣①，主要成分为SiO2，向滤液中加入黄铁矿进行还原，将Fe3＋还原为Fe2＋，由（3）小问可知不生成S沉淀，则硫元素被氧化为SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，反应原理为14Fe3＋＋FeS2＋8H2O===15Fe2＋＋2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋16H＋，然后进行工序①为蒸发浓缩、冷却结晶，得到FeSO4晶体和母液，主要含有FeSO4溶液和H2SO4，加水溶解FeSO4晶体，向所得溶液中加入（NH4）2SO4、Na4[Fe（CN）6]并用H2SO4调节溶液的pH为3，进行沉铁过程，反应原理为Fe2＋＋2NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ＋[Fe（CN）6]4－===Fe（NH4）2Fe（CN）6↓，然后过滤出沉淀，洗涤后加入H2SO4和NaClO3进行氧化步骤，反应原理为：6Fe（NH4）2Fe（CN）6＋ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ===6Fe（NH4）Fe（CN）6＋3H2O＋Cl－＋6NH3↑，洗涤干燥即制得Fe（NH4）Fe（CN）6。（6）由分析可知，还原工序所得的滤液中主要含有FeSO4溶液和H2SO4，向滤液中先加入一定量的H2O2溶液将Fe2＋完全氧化为Fe3＋，在向氧化后的溶液中加入氨水至不再产生沉淀为止，过滤洗涤，对沉淀进行灼烧，即可制得Fe2O3·xH2O和（NH4）2SO4，故所需要加入的试剂为H2O2和NH3·H2O。
答案：（1）Fe2O3、SiO2 SiO2
（2）增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率
（3）7Fe2（SO4）3＋FeS2＋8H2Oeq \(=====,\s\up7(△))15FeSO4＋8H2SO4
（4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤
（5）＋2 6Fe（NH4）2Fe（CN）6＋ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) eq \(=====,\s\up7(△))6Fe（NH4）Fe（CN）6＋3H2O＋Cl－＋6NH3↑
（6）H2O2 NH3·H2O
2．解析：（2）BF3中B原子价层电子对数是eq \f(3＋3,2)＝3，B原子的杂化方为sp2；BF eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 中B原子价层电子对数是eq \f(3＋4＋1,2)＝4，B原子的杂化方为sp3；（3）同周期元素从左到右电负性依次增大，KBe2BO3F2的组成元素中，非金属元素的电负性由强到弱的顺序为F>O>B；基态Be的价电子排布式为2s2（全满的较稳结构）；基态B原子的价电子排布式为2s22p1，失去2p上的一个电子后可得到全满的较稳结构，所以基态原子的第一电离能：Be>B；（4）根据均摊原则，图a中，K原子数为8×eq \f(1,8)＋2×eq \f(1,2)＝2、X原子数为8×eq \f(1,4)＋4×eq \f(1,2)＝4、Y原子数为8×eq \f(1,4)＋4×eq \f(1,2)＝4、Z原子数为4×eq \f(1,4)＋2×eq \f(1,2)＝2，X、Y原子的个数相等，且原子半径X>Y，所以X为Be，Z为B；（5）根据图b，与Ti4＋最近且距离相等的氧离子有6个，构成的几何图形为正八面体，若设晶胞边长为xcm，体对角线的长度为eq \r(3)xcm，Ti4＋与最近的Ca2＋间的距离为体对角线的一半，所以为eq \f(\r(3),2)xcm。
答案：（1）1s22s22p63s23p64s2或[Ar]3d24s2
（2）sp2 sp3 （3）F>O>B > （4）Be、B （5）正八面体 eq \f(\r(3),2)x
3．解析：（1）冷凝管中冷却水的流向为“下进上出”，则图1冷凝管的进水口是a，蛇形冷凝管的接触面积大，冷凝效果好，则实验中使用蛇形冷凝管而不用直形冷凝管。如果加热一段时间后，发现没有通冷凝水，应该采取的措施是停止加热，待冷凝管冷却到室温后，再先通冷凝水再重新加热。（2）由题干图2表示信息可知，反应进行到20min时1溴丁烷产量较大，再延长反应时间，对其产量变化不大，且浪费能源，则一般反应进行选择的适宜时间为20min。（3）HBr为酸性气体，能与NaOH反应，难溶于CCl4和CS2等非极性溶剂中，则烧杯中盛放氢氧化钠溶液作吸收。（4）由题干表中信息可知，1溴丁烷不溶于水，易溶于醇、醚等有机溶剂，正丁醇微溶于水，易溶于浓硫酸及有机溶剂，则洗涤粗产物时用分液操作进行分离，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和分液漏斗，加入浓硫酸洗涤的目的是除去1溴丁烷中的正丁醇。（5）由题意可知，NaBr稍微过量，根据反应方程式NaBr＋H2SO4＋CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2Br＋NaHSO4＋H2O可知，按正丁醇的量进行计算可知，1溴丁烷的物质的量为n＝n（正丁醇）＝eq \f(1.85mL×0.80g·mL－1,74g·ml－1)＝0.02ml，则实验中的理论产量为：0.02ml×137g·ml－1＝2.74g，实验中1溴丁烷的产率是eq \f(1.15mL×1.28g·mL－1,2.74g)×100%＝53.7%。（6）不同的物料比对1溴丁烷产量有影响，如果反应开始时多增加1.00mL浓硫酸，其余实验条件不变，测得1溴丁烷的产量是0.80mL，产量减小可能的原因是浓硫酸能催化正丁醇分子间脱水转化为丁醚或者浓硫酸能催化正丁醇分子内脱水发生消去反应转化为1丁烯。
答案：（1）a 蛇形冷凝管的接触面积大，冷凝效果好 停止加热，待冷凝管冷却到室温后，再先通冷凝水再重新加热
（2）反应进行到20min时1溴丁烷产量较大接近1.15mL，再延长反应时间，对其产量变化不大，且浪费能源
（3）A
（4）烧杯、玻璃棒和分液漏斗 除去1溴丁烷中的正丁醇
（5）53.7% （6）浓硫酸能催化正丁醇分子间脱水转化为丁醚（或者浓硫酸能催化正丁醇分子内脱水发生消去反应转化为1丁烯）
4．解析：A在浓硫酸的作用下与HNO3发生取代反应，即B的结构简式为，根据C的分子式，B→C少了一个甲基，多了一个羟基，根据D的结构简式，推出C的结构简式为，C生成D发生酯化反应，根据E的分子式，以及I的结构简式，E的结构简式为，根据题中已知，E→F：—NO2→—NH2，F的结构简式为，推出G的结构简式为，对比G和H的结构简式，少了一个—OH，多了一个—Cl，即H的结构简式为；（1）A中含有官能团为羧基和醚键，根据D和E的结构简式，D→E的反应类型为取代反应；D中含有酚羟基，E中不含酚羟基，要用FeCl3溶液进行鉴别，溶液显紫色；（2）根据上述分析，C→D的化学方程式为＋CH3OHeq \(――→,\s\up7(SOCl2))＋H2O；（3）根据信息，含有苯环、酚羟基、酯基，有4种不同化学环境的氢，应是对称结构，A的分子式为C9H10O4，符合条件的结构简式有；（4）根据所给原料以及制备物质，利用路线为C→D，E→F，F→G→H，合成路线见答案。
答案：（1）羧基、醚键 取代反应 FeCl3溶液
（2）＋CH3OHeq \(――→,\s\up7(SOCl2))＋H2O
（3）6
（4）eq \(――→,\s\up7(Na2S2O4))eq \(――→,\s\up7(H2N—CH===NH))
5．解析：（1）①由盖斯定律可知，ΔH＝－ΔH1＋2×ΔH3＝－eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(－156.9kJ·ml－1))＋2×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(－483.6kJ·ml－1))＝－810.3kJ·ml－1；②初始压强为p，20min时主、副反应都达到平衡状态，测得ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(H2O))＝5ml·L－1，则H2O的物质的量为5ml，体系压强为eq \f(3,4)p，相同条件下压强比等于物质的量比，则反应后总的物质的量为（4＋12）×eq \f(3,4)＝12ml；设主反应消耗CO2的物质的量为x，则消耗H2的物质的量为4x，生成CH4、H2O的物质的量分别为x、2x；则副反应生成H2O的物质的量为5ml－2x；则副反应生成CO的物质的量为5ml－2x，消耗CO2、H2的物质的量分别为5ml－2x、5ml－2x；则反应后总的物质的量为：4ml－x－（5ml－2x）＋12ml－4x－（5ml－2x）＋x＋（5ml－2x）＋5ml＝12ml，解得x＝2ml；则0～20min内，veq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(CH4))＝eq \f(2ml,1L×20min)＝0.1ml·L－1·min－1，平衡时CH4选择性＝eq \f(\f(2ml,1L),\f(3ml,1L))×100%≈66.7%；（2）①反应为放热反应，其它条件相同时，升高温度，平衡逆向移动，二氧化碳的转化率下降，结合图可知，图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为T3>T2>T1；②其它条件相同时，增加氢气的量，会促进二氧化碳的转化，提高二氧化碳的转化率，则图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为m1>m2>m3。
③Rlnk＝－eq \f(Ea,T)＋C，作为活化能为直线斜率的相反数，a的斜率为eq \f(3.0－9.2,3.4－3.2)＝－31，故31kJ·ml－1；当改变外界条件时，实验数据如图3中的曲线b所示，b的斜率的相反数减小，则反应的活化能减小，故实验可能改变的外界条件是使用更高效的催化剂（或增大催化剂比表面积）。
答案：（1）①－810.3kJ·ml－1 ②0.1 66.7%
（2）①T3>T2>T1 ②m1>m2>m3 ③31 使用更高效的催化剂（或增大催化剂比表面积）
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