三年高考(2016-2017-2018年)化学高考试题分类汇编分项版解析-专题24 化学与技术(选修)
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专题23 物质结构与性质(选修)1.【2018新课标1卷】Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。
回答下列问题:(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为_____、_____(填标号)。
A. B.C. D.(2)Li+与H−具有相同的电子构型,r(Li+)小于r(H−),原因是______。
(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是______、中心原子的杂化形式为______。
LiAlH4中,存在_____(填标号)。
A.离子键 B.σ键 C.π键 D.氢键(4)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born−Haber循环计算得到。
可知,Li原子的第一电离能为________kJ·mol−1,O=O键键能为______kJ·mol−1,Li2O晶格能为______kJ·mol−1。
(5)Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。
已知晶胞参数为0.4665 nm,阿伏加德罗常数的值为N A,则Li2O的密度为______g·cm−3(列出计算式)。
【答案】 D C Li+核电荷数较大正四面体 sp3 AB 520 498 2908【解析】精准分析:(1)根据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1,则D中能量最低;选项C中有2个电子处于2p能级上,能量最高;(4)第一电离能是气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,根据示意图可知Li 原子的第一电离能是1040 kJ/mol ÷2=520 kJ/mol ;0.5mol 氧气转化为氧原子时吸热是249 kJ ,所以O =O 键能是249 kJ/mol ×2=498 kJ/mol ;晶格能是气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量,根据示意图可知Li 2O 的晶格能是2908 kJ/mol ;(5)根据晶胞结构可知锂全部在晶胞中,共计是8个,根据化学式可知氧原子个数是4个,则Li 2O 的密度是373A m 87416g /cm V (0.466510)ρ-⨯+⨯==⨯N 。
专题23 物质结构与性质(选修)1.【2018新课标1卷】Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。
回答下列问题:(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为_____、_____(填标号)。
A. B.C. D.(2)Li+与H−具有相同的电子构型,r(Li+)小于r(H−),原因是______。
(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是______、中心原子的杂化形式为______。
LiAlH4中,存在_____(填标号)。
A.离子键 B.σ键 C.π键 D.氢键(4)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born−Haber循环计算得到。
可知,Li原子的第一电离能为________kJ·mol−1,O=O键键能为______kJ·mol−1,Li2O晶格能为______kJ·mol−1。
(5)Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。
已知晶胞参数为0.4665 nm,阿伏加德罗常数的值为N A,则Li2O的密度为______g·cm−3(列出计算式)。
【答案】 D C Li+核电荷数较大正四面体 sp3 AB 520 498 2908【解析】精准分析:(1)根据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1,则D中能量最低;选项C中有2个电子处于2p能级上,能量最高;(4)第一电离能是气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,根据示意图可知Li 原子的第一电离能是1040 kJ/mol ÷2=520 kJ/mol ;0.5mol 氧气转化为氧原子时吸热是249 kJ ,所以O =O 键能是249 kJ/mol ×2=498 kJ/mol ;晶格能是气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量,根据示意图可知Li 2O 的晶格能是2908 kJ/mol ;(5)根据晶胞结构可知锂全部在晶胞中,共计是8个,根据化学式可知氧原子个数是4个,则Li 2O 的密度是373A m 87416g /cm V (0.466510)ρ-⨯+⨯==⨯N 。
专题17 电化学原理综合应用1.【2018天津卷】CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。
回答下列问题:(3)O2辅助的Al~CO2电池工作原理如图4所示。
该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式:________。
电池的正极反应式:6O2+6e−6O2−6CO2+6O2−3C2O42−反应过程中O2的作用是________。
该电池的总反应式:________。
【答案】Al–3e–=Al3+(或2Al–6e–=2Al3+)催化剂 2Al+6CO2=Al2(C2O4)3【解析】2.【2018江苏卷】NO x(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。
有效去除大气中的NO x是环境保护的重要课题。
(2)用稀硝酸吸收NO x,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。
写出电解时阳极的电极反应式:____________________________________。
【答案】(2)HNO2−2e−+H2O3H++NO3−【解析】精准分析:(2)根据电解原理,阳极发生失电子的氧化反应,阳极反应为HNO2失去电子生成HNO3,1molHNO2反应失去2mol电子,结合原子守恒和溶液呈酸性,电解时阳极电极反应式为HNO2-2e-+H2O=NO3-+3H+。
3.【2018新课标1卷】焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。
回答下列问题:(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。
阳极的电极反应式为_____________。
电解后,__________室的NaHSO3浓度增加。
将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na2S2O5。
【答案】(3)2H2O-4e-=4H++O2↑ a【解析】4.【2018新课标1卷】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家,一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示:(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为______________;沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。
专题12 化学实验仪器、基本操作1.【2018新课标1卷】在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中,下列操作未涉及的是【答案】D【解析】考点定位:考查乙酸乙酯制备原理、化学实验基本操作、仪器使用以及物质的分离与提纯等【试题点评】掌握乙酸乙酯的制备原理是解答的关键,难点是装置的作用分析,注意从乙酸乙酯的性质(包括物理性质和化学性质)特点的角度去解答和判断。
2.【2018新课标2卷】下列实验过程可以达到实验目的的是编号实验目的实验过程A 配制0.4000 mol·L−1的NaOH溶液称取4.0 g固体NaOH于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,转移至250 mL容量瓶中定容B 探究维生素C的还原性向盛有2 mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液,观察颜色变化C制取并纯化氢气向稀盐酸中加入锌粒,将生成的气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸和KMnO4溶液D探究浓度对反应速率向2支盛有5 mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同的影响时加入2 mL 5%H2O2溶液,观察实验现象【答案】B【解析】考点定位:考查实验方案设计与评价,涉及一定物质的量浓度溶液配制、性质实验探究、气体的制备与净化、外界条件对反应速率的影响等【试题点评】明确相关物质的性质特点、发生的反应和实验原理是解答的关键。
注意设计或评价实验时主要从正确与错误、严密与不严密、准确与不准确、可行与不可行等方面作出判断。
另外有无干扰、是否经济、是否安全、有无污染等也是要考虑的。
本题中选项D是解答的易错点,学生往往只考虑物质的浓度不同,而忽略了实验结论需要建立在实验现象的基础上。
3.【2018新课标2卷】实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。
光照下反应一段时间后,下列装置示意图中能正确反映实验现象的是【答案】D【解析】考点定位:考查甲烷与氯气取代反应的原理、实验探究等。
【试题点评】明确甲烷发生取代反应的原理和有关物质的溶解性是解答的关键,本题取自教材中学生比较熟悉的实验,难度不大,体现了依据大纲,回归教材,考查学科必备知识,体现高考评价体系中的基础性考查要求。
专题22 有机化学合成与推断(选修)1.【2018新课标1卷】化合物W可用作高分子膨胀剂,一种合成路线如下:回答下列问题:(1)A的化学名称为________。
(2)②的反应类型是__________。
(3)反应④所需试剂,条件分别为________。
(4)G的分子式为________。
(5)W中含氧官能团的名称是____________。
(6)写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为1∶1)______________。
(7)苯乙酸苄酯()是花香型香料,设计由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线__________(无机试剂任选)。
【答案】氯乙酸取代反应乙醇/浓硫酸、加热 C12H18O3羟基、醚键、【解析】(1)根据A的结构简式可知A是氯乙酸;(2)反应②中氯原子被-CN取代,属于取代反应。
(3)反应④是酯化反应,所需试剂和条件分别是乙醇/浓硫酸、加热;(4)根据G的键线式可知其分子式为C12H18O3;(5)根据W的结构简式可知分子中含有的官能团是醚键和羟基;(6)属于酯类,说明含有酯基。
核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为1:1,说明氢原子分为两类,各是6个氢原子,因此符合条件的有机物结构简式为或;(7)根据已知信息结合逆推法可知合成苯乙酸卞酯的路线图为。
考点定位:考查有机物的推断和合成,涉及官能团的性质、有机物反应类型、同分异构体的书写、合成路线设计等知识【试题点评】本题考查有机物的推断和合成,涉及官能团的性质、有机物反应类型、同分异构体的书写、合成路线设计等知识,利用已经掌握的知识来考查有机合成与推断、反应条件的选择、物质的结构简式、化学方程式、同分异构体的书写的知识。
考查学生对知识的掌握程度、自学能力、接受新知识、新信息的能力;考查了学生应用所学知识进行必要的分析来解决实际问题的能力。
有机物的结构、性质、转化、反应类型的判断、化学方程式和同分异构体结构简式的书写及物质转化流程图的书写是有机化学学习中经常碰到的问题,掌握常见的有机代表物的性质、各类官能团的性质、化学反应类型、物质反应的物质的量关系与各类官能团的数目关系,充分利用题目提供的信息进行分析、判断是解答的关键。
专题10 物质结构(推断)1.【2016年高考江苏卷】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子的最外层有6个电子,Y是迄今发现的非金属性最强的元素,在周期表中Z位于IA族,W与X属于同一主族。
下列说法正确的是()A.元素X、W的简单阴离子具有相同的电子层结构B.由Y、Z两种元素组成的化合物是离子化合物C.W的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强D.原子半径:r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)【答案】B【解析】【考点定位】本题主要是考查元素推断、元素周期律的应用等【名师点晴】正确推断出元素是解答的关键,注意元素周期律的灵活应用。
“位—构—性”推断的核心是“结构”,即根据结构首先判断其在元素周期表中的位置,然后根据元素性质的相似性和递变性预测其可能的性质;也可以根据其具有的性质确定其在周期表中的位置,进而推断出其结构。
该题难度不大。
2.【2016年高考新课标Ⅰ卷】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。
m、p、r是由这些元素组成的二元化合物,n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,q的水溶液具有漂白性,0.01 mol·L–1r溶液的pH为2,s通常是难溶于水的混合物。
上述物质的转化关系如图所示。
下列说法正确的是()A.原子半径的大小W<X<YB.元素的非金属性Z>X>YC.Y的氢化物常温常压下为液态D.X的最高价氧化物的水化物为强酸【答案】C【解析】试题分析:短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。
m、p、r是由这些元素组成的二元化合物,n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,则Z是氯元素,n是Cl2;0.01 mol·L–1 r溶液的pH为2,说明r是一元强酸,Cl2与两种元素组成的化合物反应会产生两种化合物,其中一种r是HCl,另一种物质q的水溶液具有漂白性,则说明W是H元素;m是H2O,q是HClO;两种元素组成的化合物p与Cl2光照反应产生HCl,同时产生s,s通常是难溶于水的混合物,根据转化关系图可知p是甲烷,则s可能是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的几种物质。
专题01 化学与STSE1.【2018新课标2卷】化学与生活密切相关。
下列说法错误的是A.碳酸钠可用于去除餐具的油污B.漂白粉可用于生活用水的消毒C.氢氧化铝可用于中和过多胃酸D.碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查【答案】D【解析】考点定位:查常见化学物质的性质和用途判断,涉及碳酸钠、漂白粉、氢氧化铝、钡餐等【试题点评】本题主要是考查常见化学物质的性质和用途判断,题目难度不大。
平时注意相关基础知识的积累并能灵活应用即可,注意碳酸钡与硫酸钡的性质差异。
2.【2018新课标3卷】化学与生活密切相关。
下列说法错误的是A.泡沫灭火器可用于一般的起火,也适用于电器起火B.疫苗一般应冷藏存放,以避免蛋白质变性C.家庭装修时用水性漆替代传统的油性漆,有利于健康及环境D.电热水器用镁棒防止内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法【答案】A【解析】精准分析:本题进行判断时,应该先考虑清楚对应化学物质的成分,再结合题目说明判断该过程的化学反应或对应物质的性质即可解答。
A.泡沫灭火器中加入的主要是碳酸氢钠和硫酸铝溶液,两者混合的时候发生双水解反应,生成大量的二氧化碳气体泡沫,该泡沫喷出进行灭火。
但是,喷出的二氧化碳气体泡沫中一定含水,形成电解质溶液,具有一定的导电能力,可能导致触电或电器短路,A错误。
B.疫苗是指用各类病原微生物制作的用于预防接种的生物制品。
由于疫苗对温度比较敏感,温度较高时,会因为蛋白质变性,而失去活性,所以疫苗一般应该冷藏保存,B正确。
C.油性漆是指用有机物作为溶剂或分散剂的油漆;水性漆是指用水作为溶剂或分散剂的油漆,使用水性漆可以减少有机物的挥发对人体健康和室内环境造成的影响,C正确。
D.电热水器内胆连接一个镁棒,就形成了原电池,因为镁棒比较活泼所以应该是原电池的负极,从而对正极的热水器内胆(多为不锈钢或铜制)起到了保护作用,这种保护方法为:牺牲阳极的阴极保护法,D正确。
考点定位:本题考查的是化学知识在具体的生产生活中的应用,涉及泡沫灭火器、蛋白质的性质、环境保护、金属的腐蚀与防护等【试题点评】本题是一道比较传统的化学与生产生活相关的问题,需要学生能够熟悉常见化学物质的性质和用途,同时能用化学原理解释生产生活中的某些过程。
专题23 物质结构与性质(选修)1.【2018新课标1卷】Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。
回答下列问题:(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为_____、_____(填标号)。
A. B.C. D.(2)Li+与H−具有相同的电子构型,r(Li+)小于r(H−),原因是______。
(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是______、中心原子的杂化形式为______。
LiAlH4中,存在_____(填标号)。
A.离子键 B.σ键 C.π键 D.氢键(4)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born−Haber循环计算得到。
可知,Li原子的第一电离能为________kJ·mol−1,O=O键键能为______kJ·mol−1,Li2O晶格能为______kJ·mol −1。
(5)Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。
已知晶胞参数为0.4665 nm,阿伏加德罗常数的值为N A,则Li2O 的密度为______g·cm−3(列出计算式)。
【答案】 D C Li+核电荷数较大正四面体 sp3 AB 520 498 2908【解析】精准分析:(1)根据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1,则D中能量最低;选项C中有2个电子处于2p能级上,能量最高;(4)第一电离能是气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,根据示意图可知Li 原子的第一电离能是1040 kJ/mol ÷2=520 kJ/mol ;0.5mol 氧气转化为氧原子时吸热是249 kJ ,所以O =O 键能是249 kJ/mol ×2=498 kJ/mol ;晶格能是气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量,根据示意图可知Li 2O 的晶格能是2908 kJ/mol ;(5)根据晶胞结构可知锂全部在晶胞中,共计是8个,根据化学式可知氧原子个数是4个,则Li 2O 的密度是373A m 87416g /cm V (0.466510)ρ-⨯+⨯==⨯N 。
专题14 有机化学基础1.【2018新课标1卷】下列说法错误的是A.蔗糖、果糖和麦芽糖均为双糖B.酶是一类具有高选择催化性能的蛋白质C.植物油含不饱和脂肪酸酯,能使Br₂/CCl4褪色D.淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖【答案】AB【解析】考点定位:考查糖类、油脂和蛋白质的性质【试题点评】本题主要是考查糖类、油脂和蛋白质的性质,平时注意相关基础知识的积累即可解答,题目难度不大。
易错选项是B,注意酶的性质特点。
2.【2018新课标1卷】环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物,螺[2,2]戊烷()是最简单的一种。
下列关于该化合物的说法错误的是A.与环戊烯互为同分异构体B.二氯代物超过两种C.所有碳原子均处同一平面D.生成1 molC5H12至少需要2 molH2【答案】C【解析】精准分析:A、分子式相同结构不同的化合物互为同分异构体,螺[2,2]戊烷的分子式为C5H8,环戊烯的分子式也是C5H8,结构不同,互为同分异构体,A正确;B、分子中的8个氢原子完全相同,二氯代物中可以取代同一个碳原子上的氢原子,也可以是相邻碳原子上或者不相邻的碳原子上,因此其二氯代物超过两种,B正确;C、由于分子中4个碳原子均是饱和碳原子,而与饱和碳原子相连的4个原子一定构成四面体,所以分子中所有碳原子不可能均处在同一平面上,C错误;D、戊烷比螺[2,2]戊烷多4个氢原子,所以生成1 molC5H12至少需要2 molH2,D正确。
答案选C。
考点定位:考查同分异构体数目、有机物共面判断、有机反应及计算【试题点评】选项B与C是解答的易错点和难点,对于二元取代物同分异构体的数目判断,可固定一个取代基的位置,再移动另一取代基的位置以确定同分异构体的数目。
关于有机物分子中共面问题的判断需要从已知甲烷、乙烯、乙炔和苯的结构特点进行知识的迁移灵活应用。
3.【2018新课标3卷】苯乙烯是重要的化工原料。
下列有关苯乙烯的说法错误的是A.与液溴混合后加入铁粉可发生取代反应B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色C.与氯化氢反应可以生成氯代苯乙烯D.在催化剂存在下可以制得聚苯乙烯【答案】C【解析】考点定位:考查苯乙烯的结构与性质【试题点评】本题需要注意的是选项A,题目说将苯乙烯与液溴混合,再加入铁粉,能发生取代,这里的问题是,会不会发生加成反应。
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专题21 化学实验设计与探究1.【2018北京卷】实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)①A为氯气发生装置。
A中反应方程式是________________(锰被还原为Mn2+)。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。
_______③C中得到紫色固体和溶液。
C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有________________。
(2)探究K2FeO4的性质①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。
为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:i.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有______离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由________________产生(用方程式表示)。
ii.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-。
用KOH溶液洗涤的目的是________________。
②根据K 2FeO 4的制备实验得出:氧化性Cl 2________24FeO -(填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl 2和24FeO -的氧化性强弱关系相反,原因是________________。
专题13 物质的检验、分离与提纯1.【2018新课标3卷】下列实验操作不当的是A.用稀硫酸和锌粒制取H2时,加几滴CuSO4溶液以加快反应速率B.用标准HCl溶液滴定NaHCO3溶液来测定其浓度,选择酚酞为指示剂C.用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有Na+D.常压蒸馏时,加入液体的体积不超过圆底烧瓶容积的三分之二【答案】B【解析】D.蒸馏时,为保证加热的过程中液体不会从烧瓶内溢出,一般要求液体的体积不超过烧瓶体积的三分之二,选项D正确。
分考点定位:本题考查的是化学实验的基本操作,涉及外界条件对反应速率的影响、中和滴定、焰色反应、蒸馏实验等。
【试题点评】本题选项B涉及的是滴定过程中指示剂的选择。
一般来说,应该尽量选择的变色点与滴定终点相近,高中介绍的指示剂主要是酚酞(变色范围为pH=8~10)和甲基橙(变色范围为pH=3.1~4.4)。
本题中因为滴定终点的时候溶液一定为酸性(二氧化碳饱和溶液pH约为5.6),所以应该选择甲基橙为指示剂。
对于其他滴定,强酸强碱的滴定,两种指示剂都可以;强酸滴定弱碱,因为滴定终点为强酸弱碱盐,溶液显酸性,所以应该使用甲基橙为指示剂;强碱滴定弱酸,因为滴定终点为强碱弱酸盐,溶液显碱性,所以应该使用酚酞为指示剂。
2.【2018北京卷】验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。
下列说法不正确...的是A.对比②③,可以判定Zn保护了FeB.对比①②,K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法D.将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼【答案】D【解析】考点定位:考查牺牲阳极保护法、实验方案设计与评价。
【试题点评】思路点拨:本题应该从实验现象进行判断,如③实验中试管内生成蓝色沉淀,说明产生Fe2+,然后结合元素及其化合物的性质,进行判断即可。
3.【2018天津卷】由下列实验及现象推出的相应结论正确的是【答案】B【解析】考点定位:考查实验方案设计与评价。
专题23 物质结构与性质(选修)1.【2018新课标1卷】Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。
回答下列问题:(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为_____、_____(填标号)。
A. B.C. D.(2)Li+与H−具有相同的电子构型,r(Li+)小于r(H−),原因是______。
(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是______、中心原子的杂化形式为______。
LiAlH4中,存在_____(填标号)。
A.离子键 B.σ键 C.π键 D.氢键(4)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born−Haber循环计算得到。
可知,Li原子的第一电离能为________kJ·mol−1,O=O键键能为______kJ·mol−1,Li晶格能为______kJ·mol−1。
2O(5)Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。
已知晶胞参数为0、4665 nm,阿伏加德罗常数的值为N A,则Li2O的密度为______g·cm−3(列出计算式)。
【答案】 D C Li+核电荷数较大正四面体 sp3 AB 520 498 2908【解析】精准分析:(1)根据核外电子排布规律可知Li 的基态核外电子排布式为1s 22s 1,则D 中能量最低;选项C 中有2个电子处于2p 能级上,能量最高;(4)第一电离能是气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,根据示意图可知Li 原子的第一电离能是1040 kJ/mol ÷2=520 kJ/mol ;0、5mol 氧气转化为氧原子时吸热是249 kJ ,所以O =O 键能是249 kJ/mol ×2=498 kJ/mol ;晶格能是气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量,根据示意图可知Li 2O 的晶格能是2908 kJ/mol ;(5)根据晶胞结构可知锂全部在晶胞中,共计是8个,根据化学式可知氧原子个数是4个,则Li 2O 的密度是373A m 87416g /cm V (0.466510)ρ-⨯+⨯==⨯N 。
专题24 化学与技术(选修)1.【2016新课标1卷】[化学——选修2:化学与技术]高锰酸钾(KMnO4)是一种常用氧化剂,主要用于化工、防腐及制药工业等。
以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:回答下列问题:(1)原料软锰矿与氢氧化钾按1∶1的比例在“烘炒锅”中混配,混配前应将软锰矿粉碎,其作用是。
(2)“平炉”中发生的化学方程式为。
(3)“平炉”中需要加压,其目的是。
(4)将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺。
①“2CO歧化法”是传统工艺,即在K2MnO4溶液中通入CO2气体,使体系呈中性或弱酸性,K2MnO4发生歧化反应,反应中生成K2MnO4、MnO2和(写化学式)。
②“电解法”为现代工艺,即电解K2MnO4水溶液,电解槽中阳极发生的电极反应为,阴极逸出的气体是。
③“电解法”和“2CO歧化法”中,K2MnO4的理论利用率之比为。
(5)高锰酸钾纯度的测定:称取1.0800 g样品,溶解后定容于100 mL容量瓶中,摇匀。
取浓度为0.2000 mol·L−1的H2C2O4标准溶液20.00 mL,加入稀硫酸酸化,用KMnO4溶液平行滴定三次,平均消耗的体积为24.48 mL,该样品的纯度为(列出计算式即可,已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O)。
【答案】(1)增大反应物接触面积,加快反应速率,提高原料利用率;(2)2MnO2+4KOH + O 22K2MnO4+2H2O;(3)提高氧气的压强,加快反应速率,增加软锰矿转化率;(4)①KHCO3;②MnO42−−e−=MnO4−;H2;③3:2;(5)-3210020.00100.2000158524.48100%1.0800⨯⨯⨯⨯⨯⨯。
【解析】试题分析:(1)MnO2是固体物质,对于有固体参加的化学反应,由于其浓度不变,因此可通过增大其反应化学反应速率加快;再结合外界条件对化学平衡移动的影响,任何反应都具有一定的可逆性,该反应的正反应是气体体积减小的反应。
专题17 电化学原理综合应用1.【2018天津卷】CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。
回答下列问题:(3)O2辅助的Al~CO2电池工作原理如图4所示。
该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式:________。
电池的正极反应式:6O2+6e−6O2−6CO2+6O2−3C2O42−反应过程中O2的作用是________。
该电池的总反应式:________。
【答案】Al–3e–=Al3+(或2Al–6e–=2Al3+)催化剂 2Al+6CO2=Al2(C2O4)3【解析】2.【2018江苏卷】NO x(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。
有效去除大气中的NO x是环境保护的重要课题。
(2)用稀硝酸吸收NO x,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。
写出电解时阳极的电极反应式:____________________________________。
【答案】(2)HNO2−2e−+H2O3H++NO3−【解析】精准分析:(2)根据电解原理,阳极发生失电子的氧化反应,阳极反应为HNO2失去电子生成HNO3,1molHNO2反应失去2mol电子,结合原子守恒和溶液呈酸性,电解时阳极电极反应式为HNO2-2e-+H2O=NO3-+3H+。
3.【2018新课标1卷】焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。
回答下列问题:(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。
阳极的电极反应式为_____________。
电解后,__________室的NaHSO3浓度增加。
将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na2S2O5。
【答案】(3)2H2O-4e-=4H++O2↑ a【解析】4.【2018新课标1卷】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家,一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示:(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为______________;沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。
专题23 物质结构与性质(选修)1.【2018新课标1卷】Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。
回答下列问题:(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为_____、_____(填标号)。
A. B.C. D.(2)Li+与H−具有相同的电子构型,r(Li+)小于r(H−),原因是______。
(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是______、中心原子的杂化形式为______。
LiAlH4中,存在_____(填标号)。
A.离子键 B.σ键 C.π键 D.氢键(4)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born−Haber循环计算得到。
可知,Li原子的第一电离能为________kJ·mol−1,O=O键键能为______kJ·mol−1,Li2O晶格能为______kJ·mol−1。
(5)Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。
已知晶胞参数为0.4665 nm,阿伏加德罗常数的值为N A,则Li2O的密度为______g·cm−3(列出计算式)。
【答案】 D C Li+核电荷数较大正四面体 sp3 AB 520 498 2908【解析】精准分析:(1)根据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1,则D中能量最低;选项C 中有2个电子处于2p能级上,能量最高;(4)第一电离能是气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,根据示意图可知Li 原子的第一电离能是1040 kJ/mol ÷2=520 kJ/mol ;0.5mol 氧气转化为氧原子时吸热是249 kJ ,所以O =O 键能是249 kJ/mol ×2=498 kJ/mol ;晶格能是气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量,根据示意图可知Li 2O 的晶格能是2908 kJ/mol ;(5)根据晶胞结构可知锂全部在晶胞中,共计是8个,根据化学式可知氧原子个数是4个,则Li 2O 的密度是373A m 87416g /cm V (0.466510)ρ-⨯+⨯==⨯N 。
专题24 化学与技术(选修)1.【2016新课标1卷】[化学——选修2:化学与技术]高锰酸钾(KMnO4)是一种常用氧化剂,主要用于化工、防腐及制药工业等。
以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:回答下列问题:(1)原料软锰矿与氢氧化钾按1∶1的比例在“烘炒锅”中混配,混配前应将软锰矿粉碎,其作用是。
(2)“平炉”中发生的化学方程式为。
(3)“平炉”中需要加压,其目的是。
(4)将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺。
①“2CO歧化法”是传统工艺,即在K2MnO4溶液中通入CO2气体,使体系呈中性或弱酸性,K2MnO4发生歧化反应,反应中生成K2MnO4、MnO2和(写化学式)。
②“电解法”为现代工艺,即电解K2MnO4水溶液,电解槽中阳极发生的电极反应为,阴极逸出的气体是。
③“电解法”和“2CO歧化法”中,K2MnO4的理论利用率之比为。
(5)高锰酸钾纯度的测定:称取1.0800 g样品,溶解后定容于100 mL容量瓶中,摇匀。
取浓度为0.2000 mol·L−1的H2C2O4标准溶液20.00 mL,加入稀硫酸酸化,用KMnO4溶液平行滴定三次,平均消耗的体积为24.48 mL,该样品的纯度为(列出计算式即可,已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O)。
【答案】(1)增大反应物接触面积,加快反应速率,提高原料利用率;(2)2MnO2+4KOH + O 22K2MnO4+2H2O;(3)提高氧气的压强,加快反应速率,增加软锰矿转化率;(4)①KHCO3;②MnO42−−e−=MnO4−;H2;③3:2;(5)-3210020.00100.2000158524.48100%1.0800⨯⨯⨯⨯⨯⨯。
【解析】试题分析:(1)MnO2是固体物质,对于有固体参加的化学反应,由于其浓度不变,因此可通过增大其反应化学反应速率加快;再结合外界条件对化学平衡移动的影响,任何反应都具有一定的可逆性,该反应的正反应是气体体积减小的反应。
若增大压强,可以使化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动,故可以提高原料的转化率;(4)①在K 2MnO 4溶液中通入CO 2气体,使体系呈中性或弱酸性,这时K 2MnO 4会发生歧化反应,生成KMnO 4、MnO 2,根据质量守恒定律可知,另外一种生成物是KHCO 3;根据氧化还原反应中的电子守恒及反应的原子守恒,可得该反应的化学方程式是:3K 2MnO 4+ 4CO 2+2H 2O = 2KMnO 4+MnO 2+4KHCO 3;②“电解法”为现代工艺,即电解K 2MnO 4水溶液,在电解槽阳极,MnO 42−失去电子,发生氧化反应,产生MnO 4−。
阳极的电极反应式是:MnO 42−−e −=MnO 4−;在阴极,溶液中的水电离产生的H +获得电子变为氢气逸出,阴极的电极反应式是:2H 2O+2e −=H 2↑+2OH −。
所以阴极逸出的气体是H 2;总反应方程式是:2K 2MnO 4+2H 2O2KMnO 4+H 2↑+2KOH;③根据“电解法”方程式2K 2MnO 4+ 2H 2O 2KMnO 4+H 2↑+2KOH 可知,K 2MnO 4完全转化为KMnO 4,所以K 2MnO 4的理论利用率是100%;而在“CO 2歧化法” 3K 2MnO 4+ 4CO 2+2H 2O =2KMnO 4+MnO 2+4KHCO 3;中,反应的K 2MnO 4中只有2/3反应转化为KMnO 4,所以K 2MnO 4的理论利用率是2/3,故“电解法”和“CO 2歧化法”制取KMnO 4时K 2MnO 4的理论利用率之比为1:2/3=3:2;(5)根据离子方程式2MnO 4-+5H 2C 2O 4+ 6H += 2Mn 2++10CO 2↑+8H 2O 可知,KMnO 4与草酸反应的关系式是:2KMnO 4~5H 2C 2O 4。
取浓度为0.2000 mol·L −1的H 2C 2O 4标准溶液20.00 mL ,加入稀硫酸酸化,用KMnO 4溶液平行滴定三次,平均消耗的体积为24.48 mL ,则配制的溶液的浓度为:33220.0010L 0.2000mol/L 220.000.2000mol/L 524.4810L 524.48c --⨯⨯⨯⨯⨯==⨯⨯⨯。
则1.0800 g 样品中含KMnO 4的物质的量为:n(KMnO 4)=c·V=3220.000.20001002100mol/L L 20.00100.2000mol 524.481000524.48-⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯,由于样品的质量是1.0800g ,则该样品含有的KMnO 4的的纯度为:Ω=-3210020.00100.2000158524.48100%1.0800⨯⨯⨯⨯⨯⨯。
【考点定位】考查物质制备工艺流程的知识。
【名师点睛】化学反应速率和化学平衡理论是重要的化学原理。
影响化学反应速率的因素有浓度、温度、压强、催化剂等。
对于固体来说,其浓度不变,所以要使反应速率加快,可通过将固体粉碎成细小的颗粒、搅拌等方法进行。
外界条件对化学平衡移动的影响可通过勒夏特列原理进行分析,但是平衡移动的趋势是微弱的,不能改变这种改变。
要会根据反应方程式分析判断物质的转化率的大小,转化率大的反应速率不一定快,物质的转化率大小与反应快慢是不同的概念,要掌握其区别与联系。
要会根据方程式中相应物质之间的关系进行有关物质的量的化学计算。
本题将化学反应速率、化学平衡、电解原理、滴定方法的应用综合一起考查,反映了考生的综合应用知识分析、解决问题的能力。
2.【2016新课标2卷】[化学-选修2:化学与技术]双氧水是一种重要的氧化剂、漂白剂和消毒剂。
生产双氧水常采用蒽醌法,其反应原理和生产流程如图所示:A.氢化釜B.过滤器C.氧化塔D.萃取塔E.净化塔F.工作液再生装置G.工作液配制装置生产过程中,把乙基蒽醌溶于有机溶剂配制成工作液,在一定的温度、压力和催化剂作用下进行氢化,再经氧化、萃取、净化等工艺得到双氧水。
回答下列问题:(1)蒽醌法制备双氧水理论上消耗的原料是_______,循环使用的|原料是______,配制工作液时采用有机溶剂而不采用水的原因是______。
(2)氢化釜A中反应的化学方程式为_______,进入氧化塔C的反应混合液中的主要溶质为_______。
(3)萃取塔D中的萃取剂是____,选择其作萃取剂的原因是______。
(4)工作液再生装置F中要除净残留的H2O2,原因是______。
(5)双氧水浓度可在酸性条件下用KMnO4溶液测定,该反应的离子方程式为_______。
一种双氧水的质量分数为27.5%,(密度为1.10g·cm3),其浓度为______mol/L。
【答案】(1)氢气和氧气乙基蒽醌乙基蒽醌(乙基氢蒽醌)不溶于水,易溶于有机溶剂(2)乙基氢蒽醌(3)水 H2O2溶于水被水萃取,乙基蒽醌不溶于水(4)H2O2分解放出氧气,与氢气混合,易发生爆炸(5)6H++5H2O2+2MnO4-=2Mn2++5O2↑+8H2O ;8.9【解析】(2)根据反应原理,氢化釜A中反应的化学方程式为;进入氧化塔C的反应混合液中的主要溶质为乙基氢蒽醌。
(3)萃取塔D中需要分离双氧水和乙基蒽醌,H2O2溶于水被水萃取,乙基蒽醌不溶于水,所以选取的萃取剂是水。
(4)H2O2分解放出氧气,与氢气混合,易发生爆炸,工因此作液再生装置F中要除净残留的H2O2。
(5)双氧水在酸性条件下与KMnO4发生氧化还原反应,Mn元素的化合价由+7价降低到+2价,O元素的化合价由-1价升高到0价,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平,该反应的离子方程式为6H++5H2O2+2MnO4-=2Mn2++5O2↑+8H2O;c=1000×1.10×27.5%÷34=8.9mol/L。
【考点定位】考查工业制双氧水的工艺流程分析等知识。
【名师点睛】本题以蒽醌法生产双氧水的工业制备作为背景,考查了化工中的基本操作和常见工艺流程分析,虽然背景陌生,但考点并不突兀,根据反应原理和生产流程分析可知,氢气与乙基蒽醌在氢化釜中反应生成乙基氢蒽醌,乙基氢蒽醌再与氧气反应乙基蒽醌与H2O2,利用乙基蒽醌与H2O2的物理性质将其分离,知识来源于课本,高于课本,学生读题不会感到陌生,有利于考查学生的基础知识。
3.【2016新课标3卷】[化学——选修2:化学与技术]聚合硫酸铁(PFS)是水处理中重要的絮凝剂,下图是以回收废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。
回答下列问题(1)废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁,铁锈的主要成分为_________。
粉碎过筛的目的是_______。
(2)酸浸时最合适的酸是_____,写出铁锈与酸反应的离子方程式____________。
(3)反应釜中加入氧化剂的作用是_________,下列氧化剂中最合适的是____(填标号)。
a .KMnO 4b .2Clc .22H Od .3HNO(4)聚合釜中溶液的pH 必须控制在一定的范围内。
pH 偏小时Fe 3+水解程度弱,pH 偏大时则_______。
(5)相对于常压蒸发,减压蒸发的优点是______。
(6)盐基度B 是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标,定义式为3(OH)(Fe)n B n =(n 为物质的量)。
为测量样品的B 值,取样品mg ,准确加入过量盐酸,充分反应,再加入煮沸后冷却的蒸馏水,以酚酞为指示剂,用c -1mol L⋅的标准NaOH 溶液进行中和滴定(部分操作略去,已排除铁离子干扰)。
到终点时消耗NaOH 溶液V mL 。
按照上述步骤做空白对照试验,消耗NaOH 溶液0mL V ,已知该样品中Fe 的质量分数w ,则B 的表达式为__________。
【答案】(1)Fe 2O 3·xH 2O 选取细小颗粒,增大反应物接触面积,提高“酸浸”反应速率(2)硫酸 Fe 2O 3·xH 2O+6H +=2Fe 3++(x+3)H 2O (3)使Fe 从+2价变成+3价 c(4)pH 过大,容易生成Fe (OH )3沉淀,产率降低 (5)降低蒸发温度,防止产物分解(6)00.168()c V V mw- 【解析】(4)聚合釜中溶液的pH 必须控制在一定的范围内,pH 偏小时3Fe +水解程度弱,pH 偏大时则Fe 3+转化为氢氧化铁沉淀而损失,造成产率降低。
(5)相对于常压蒸发,减压蒸发的优点是可防止温度过高,聚合硫酸铁分解。
(6)做空白对照试验,消耗NaOH 溶液0mL V ,这说明与样品反应的盐酸的物质的量是(V 0-V )c ×10-3mol ,所以样品中氢氧根的物质的量是(V 0-V )c ×10-3mol 。