高考化学三轮冲刺分层专题特训卷非选择组合练1 (含解析)

非选择题组合练(一)本练包括必考题和选考题两部分。第26～28题为必考题，每道题考生都必须作答。第35、36题为选考题，考生根据要求作答。(一)必考题：共43分。26．(14分)实验室可以用乙醇和浓硫酸在170℃时制乙烯，化学反应原理为CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(170℃))CH2=CH2↑＋H2O。由于浓硫酸具有强氧化性，故该反应的副产物有二氧化硫和二氧化碳等。某同学根据上述信息和相应的实验目的选择下列实验装置设计实验(每种装置都有若干个)：请回答下列问题：(1)验证乙醇与浓硫酸混合反应产生了二氧化硫和二氧化碳。①选择必要装置并进行连接：a→________(填接口序号)。②确定混合气体中有二氧化碳存在的实验依据是________。(2)选择装置制备1,2­二溴乙烷。①该同学设计的方案中装置连接顺序为A→E→D。此方案是否合理？________(填“合理”或“不合理”)；若不合理，请提出改进方案或方法____________________________。②分离出1,2­二溴乙烷的操作中使用的玻璃仪器为______________。③有同学建议在A、E之间增加G装置，其作用是________________，a与G装置接口________(填“l”或“m”)连接。(3)阅读资料知“酸性高锰酸钾溶液能氧化乙烯生成二氧化碳”。请设计实验方案验证资料的真实性。①装置连接顺序为A→_____________________________________________________。②能证明上述资料真实的实验现象是____________。(4)为了探究乙烯与溴水的反应是取代反应还是加成反应，该同学进行如下实验：①测定D装置中溴水的pH；②将纯净的乙烯通入D装置至溶液褪色；③__________________。答案：(1)①e→d→f→g→e→d→b②第二个C装置中品红溶液不褪色，B装置中溶液变浑浊(2)①不合理在E与D之间增加一个C装置(其他合理答案均可)②分液漏斗、烧杯③防倒吸(或作安全瓶)m(3)①E→B→F→B②第一个(前一个)B装置中溶液无浑浊，第二个(后一个)B装置中溶液变浑浊(4)测定反应后D装置中溶液的pH解析：(1)①因为二氧化碳、二氧化硫均能使澄清石灰水变浑浊，二氧化碳不能使品红溶液褪色，且不与溴水反应，所以，检验二氧化碳、二氧化硫的实验顺序是检验二氧化硫→除去二氧化硫→确认二氧化硫已除尽→检验二氧化碳。本实验只能用溴水除去二氧化硫，若用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫，乙烯将被氧化成二氧化碳，会干扰二氧化碳的检验。连接导管接口时，长管进气，短管出气。②当第二个C装置中品红溶液不褪色，B装置中澄清石灰水变浑浊时，说明混合气体中含有二氧化碳。(2)①制备1,2­二溴乙烷时，要考虑产品纯度。如果有二氧化硫进入D装置，发生反应SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr，生成的溴化氢与乙烯发生加成反应，生成的一溴乙烷(或溴乙烷)溶于1,2­二溴乙烷中，使产品不纯。此方案没有检验二氧化硫是否除尽。改进方法是在E与D之间增加一个C装置。②分离出1,2­二溴乙烷应采用分液法，需要的玻璃仪器为分液漏斗、烧杯。③G装置可以作安全瓶，短管与发生装置连接，防止液体倒吸进气体发生装置中。(3)①证明酸性高锰酸钾溶液氧化乙烯生成二氧化碳，必须先除去混合气体中的二氧化硫、二氧化碳，可用氢氧化钠溶液吸收这两种气体，用澄清石灰水确认是否除尽。装置连接顺序为A→E→B→F→B。②若前一个B装置中澄清石灰水不变浑浊(说明二氧化硫和二氧化碳已完全除去)，且后一个B装置中澄清石灰水变浑浊，则说明题给资料真实可靠。(4)若乙烯与溴发生加成反应CH2=CH2＋Br2→BrCH2CH2Br，则溶液酸性变化不明显；若二者发生取代反应，生成的HBr是强酸，则溶液酸性明显增强，通过测其反应后溶液的pH进行判断。27．(15分)目前，人们对环境保护、新能源开发很重视。(1)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置可使有毒气体转化为无毒气体：4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g)，恒温恒容条件下，能够说明该反应已达到平衡状态的是________(填字母)。A．容器内混合气体颜色不再变化B．容器内的压强保持不变C．2v逆(NO2)＝v正(N2)D．容器内混合气体密度保持不变(2)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)ΔH。在T1℃时，测得不同时间各物质的浓度如下：时间/min浓度/(mol·L－1)物质01020304050NO1.00.580.400.400.480.48N200.210.300.300.360.36CO200.210.300.300.360.36①根据表中数据分析T1℃时，该反应在0～20min的平均反应速率v(CO2)＝____________；计算该反应的平衡常数K＝________(保留两位有效数字)。②根据表中数据判断，由30min到40min时改变的条件可能是(任写一种)________________________________________________________________________。(3)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知：①2NH3(g)＋CO2(g)=NH2CO2NH4(s)ΔH＝－159.5kJ·mol－1②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH＝＋116.5kJ·mol－1③H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44.0kJ·mol－1写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式________________________________。(4)科学家利用原电池原理，在酸性溶液中将NO2转化为HNO3，则该转化过程中负极反应式为________________________________________。答案：(1)AB(2)①0.015mol·L－1·min－10.56②通入一定量NO(或适当缩小容器体积或充入等物质的量的氮气和二氧化碳)(合理即可)(3)2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)ΔH＝－87.0kJ·mol－1(4)NO2－e－＋H2O=NOeq\o\al(－,3)＋2H＋解析：(1)NO2为红棕色气体，恒温恒容条件下，容器内混合气体颜色不再变化，说明NO2的浓度不变，则反应达到平衡状态，A项正确；该反应为气体分子数减小的反应，压强保持不变，即气体分子总数不再变化，说明反应达到了平衡状态，B项正确；当v逆(NO2)＝2v正(N2)时反应达到平衡状态，C项错误；容器体积不变，气体总质量不变，即密度始终保持不变，因此混合气体密度不变不能说明反应达到平衡状态，D项错误。(2)①0～20min内，CO2的平均反应速率v(CO2)＝eq\f(0.30mol·L－1,20min)＝0.015mol·L－1·min－1；反应C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)初次达到平衡时，c(N2)＝0.30mol·L－1、c(CO2)＝0.30mol·L－1、c(NO)＝0.40mol·L－1，即平衡常数K＝eq\f(cN2·cCO2,c2NO)＝eq\f(0.30×0.30,0.402)＝0.56。②30min到40min，改变某一条件反应重新达到平衡，由题表数据可知，再次平衡时各物质的浓度均增大且平衡常数K＝eq\f(0.36×0.36,0.482)＝0.56，则改变的条件一定不是温度，可能是通入一定量NO或适当缩小容器体积或充入等物质的量的N2和CO2等。(3)根据盖斯定律，由①＋②－③即得CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式：2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)ΔH＝－87.0kJ·mol－1。(4)根据题意，负极上NO2失电子生成NOeq\o\al(－,3)，其电极反应式为NO2－e－＋H2O=NOeq\o\al(－,3)＋2H＋。28．(14分)NaBiO3可作为测定锰的氧化剂，Bi2O3在电子行业有着广泛应用，可利用浮选过的辉铋矿(主要成分是Bi2S3，还含少量SiO2等杂质)来制备，工艺流程如下：已知：NaBiO3难溶于水。回答下列问题：(1)溶液Ⅰ中主要成分为BiCl3、FeCl2，则滤渣Ⅰ的主要成分是________(写化学式)。(2)海绵状铋与盐酸、H2O2反应的化学方程式是__________________________________。(3)向溶液Ⅲ中加入NaOH和NaClO发生反应的离子方程式是______________________________，从反应后的混合体系中获得纯净NaBiO3，操作Ⅱ包括______________________________。(4)一定温度下，向氨水中通入CO2，得到(NH4)2CO3、NH4HCO3等物质，溶液中各种微粒的物质的量分数与pH的关系如图所示。随着CO2的通入，溶液中eq\f(cOH－,cNH3·H2O)将________(填“增大”“减小”或“不变”)。pH＝9时，溶液中c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(H＋)＝________________(用离子浓度表示)。(5)取所得NaBiO3样品2.0g，加入稀硫酸和MnSO4溶液使其完全溶解，然后用新配制的0.5mol·L－1FeSO4溶液滴定生成的MnOeq\o\al(－,4)，滴定完成后消耗22.00mLFeSO4溶液。则该样品中NaBiO3的纯度为________。答案：(1)SiO2、S(2)2Bi＋3H2O2＋6HCl=2BiCl3＋6H2O(3)Na＋＋Bi3＋＋ClO－＋4OH－=NaBiO3↓＋Cl－＋2H2O过滤、洗涤、干燥(4)减小2c(COeq\o\al(2－,3))＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(NH2COO－)＋c(OH－)(5)77%解析：(1)向辉铋矿中加入FeCl3、盐酸，得到的溶液Ⅰ中主要成分为BiCl3、FeCl2，说明FeCl3转化为FeCl2，显然有氧化还原反应发生，Fe元素被还原，则S元素被氧化，故有单质硫生成，因此滤渣Ⅰ的主要成分有反应生成的S及不参与反应的SiO2。(2)溶液Ⅰ中主要成分为BiCl3、FeCl2，加入适量铁粉，置换出Bi，海绵状铋为Bi；向溶液Ⅲ中加入(NH4)2CO3后发生反应生成(BiO)2CO3，(BiO)2CO3中铋元素为＋3价，故海绵状铋与盐酸、H2O2反应生成BiCl3，化学方程式为：2Bi＋3H2O2＋6HCl=2BiCl3＋6H2O。(3)溶液Ⅲ的主要成分为BiCl3，向其中加入NaOH和NaClO后反应生成NaBiO3，Bi3＋eq\o(→,\s\up7(失2e－))NaBiO3，ClO－eq\o(→,\s\up7(得2e－))Cl－，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平离子方程式为：Na＋＋Bi3＋＋ClO－＋4OH－=NaBiO3↓＋Cl－＋2H2O。从反应后的混合体系中获得纯净NaBiO3，操作Ⅱ为过滤、洗涤、干燥。(4)NH3·H2O的电离常数Kb＝eq\f(cNH\o\al(＋,4)·cOH－,cNH3·H2O)，则eq\f(cOH－,cNH3·H2O)＝eq\f(KbNH3·H2O,cNH\o\al(＋,4))，一定温度下，Kb(NH3·H2O)不变，随着CO2的不断通入，pH逐渐减小，根据题图可知，该过程中c(NHeq\o\al(＋,4))逐渐增大，故eq\f(KbNH3·H2O,cNH\o\al(＋,4))减小，即eq\f(cOH－,cNH3·H2O)减小。结合题图知，pH＝9时，溶液中的阳离子有NHeq\o\al(＋,4)、H＋，阴离子有COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、NH2COO－、OH－，根据电荷守恒得，c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(H＋)＝2c(COeq\o\al(2－,3))＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(NH2COO－)＋c(OH－)。(5)根据题述信息可知，滴定原理为：5NaBiO3＋2Mn2＋＋14H＋=5Bi3＋＋5Na＋＋2MnOeq\o\al(－,4)＋7H2O、MnOeq\o\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋=Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，可得关系式：5NaBiO3～2Mn2＋～2MnOeq\o\al(－,4)～10Fe2＋，即NaBiO3～2Fe2＋，则n(NaBiO3)＝eq\f(1,2)n(FeSO4)＝eq\f(1,2)×0.5mol·L－1×0.022L＝0.0055mol，故该样品中NaBiO3的纯度为eq\f(280g·mol－1×0.0055mol,2.0g)×100%＝77%。(二)选考题：共15分。请考生从给出的2道化学题中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。35．[化学——选修3：物质结构与性质](15分)铁、钴、镍为第四周期第Ⅷ族元素，它们的性质非常相似，也称为铁系元素。回答下列问题：(1)基态Fe原子的价层电子排布图(轨道表达式)为________________，其中能量最高的电子所占据能级的原子轨道有________个伸展方向。(2)甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe]可用于改善缺铁性贫血，该物质中位于第二周期的非金属元素的第一电离能由大到小的顺序为________。其中碳原子的杂化轨道类型为________。(3)Co2＋在水溶液中以[Co(H2O)6]2＋的形式存在。向含Co2＋的溶液中加入过量氨水可生成更稳定的[Co(NH3)6]2＋，其原因是________________________________________________________________________。(4)NiSO4常用于电镀工业，其中SOeq\o\al(2－,4)的空间构型为______________，与SOeq\o\al(2－,4)互为等电子体的分子、离子有______________(各写一种)。(5)Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料。该合金的晶胞结构如图所示(只有1个Ni原子在晶胞内部)：已知该合金的密度为ρg·cm－3，则阿伏加德罗常数NA＝________(用含ρ、a、c的式子表示)。答案：(1)5(2)N>O>Csp2、sp3(3)N元素的电负性比O元素的电负性小，N原子提供孤电子对的倾向更大，与Co2＋形成的配位键更强(4)正四面体形CCl4(或CF4、SiF4、SiCl4)、POeq\o\al(3－,4)(或ClOeq\o\al(－,4))(其他合理答案均可)(5)eq\f(868,\r(3)a2cρ)mol－1解析：(1)基态Fe原子核外有26个电子，核外电子排布式为[Ar]3d64s2，价层电子的电子排布图为，能量最高的电子所占据能级的原子轨道为3d，有5个伸展方向。(2)该物质中非金属元素有C、N、O、H，则其中位于第二周期的元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。—CH2—中碳原子的杂化类型为sp3，—COO—中碳原子的杂化类型为sp2。(3)向含Co2＋的溶液中加入过量氨水可生成更稳定的[Co(NH3)6]2＋，是因为N元素的电负性比O元素的电负性小，N原子提供孤电子对的倾向更大，与Co2＋形成的配位键更强。(4)SOeq\o\al(2－,4)中S无孤电子对，有4个成键电子对，则SOeq\o\al(2－,4)的空间构型为正四面体形，与SOeq\o\al(2－,4)互为等电子体的离子和分子有POeq\o\al(3－,4)、ClOeq\o\al(－,4)、CCl4、CF4、SiF4、SiCl4等。(5)该晶胞中La的个数为8×eq\f(1,8)＝1，Ni的个数为8×eq\f(1,2)＋1＝5，该晶胞的体积为acm×eq\f(\r(3),2)acm×ccm＝eq\f(\r(3),2)a2ccm3，则ρg·cm－3×eq\f(\r(3),2)a2ccm3＝eq\f(139g·mol－1＋59g·mol－1×5,NA)，解得NA＝eq\f(868,\r(3)a2cρ)mol－1。36．[化学——选修5：有机化学基础](15分)环丁基甲酸是重要的有机合成中间体，以下是用烯烃A和羧酸D合成环丁基甲酸的路线：回答下列问题：(1)A的结构简式为____________。(2)B中官能团的名称为__________________________________________________。(3)B→C的反应类型为________。D→E的反应类型为________。(4)C＋E→F的化学方程式为____________________________________________。(5)满足下列条件的H的所