2022届高考化学人教版二轮专题复习训练-综合大题规范练(三)

综合大题规范练(三)必做题26．钯(Pd)是一种不活泼金属，含钯催化剂在工业、科研上用量较大。利用废催化剂钯碳制备氯化钯(PdCl2)和Pd的流程如图所示：已知：①钯碳含有活性炭、5%～6%的钯以及约1%的铁。②王水：浓硝酸和浓盐酸按体积比为1∶3的混合物。③高温下，会有部分钯被氧化为PdO。(1)在实验室里，可在______________(填仪器名称)中模拟“焚烧”过程；若其他制备步骤不变，省去“焚烧”过程，带来的不利后果是______________________________________________________________________________________________________。(2)个别文献指出，“酸溶”前可用肼(N2H4)先将PdO“还原”。写出“还原”过程所发生反应的化学方程式：______________________________________________________；肼(N2H4)也可以被看作二元弱碱，结合质子生成N2Heq\o\al(＋,5)或N2Heq\o\al(2＋,6)。肼与少量稀硫酸混合后，得到的产物的化学式为____________________。(3)洗涤滤渣并将洗涤液与滤液合并，对提高PdCl2的产率至关重要，其主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)操作a是先加氨水溶解，后加盐酸过滤、洗涤，其主要目的是____________________。(5)将Pd(NH3)2Cl2在空气中550℃下焙烧(氧气不参与反应)可以直接得到海绵状的钯，海绵钯g·cm－3、摩尔质量为Mg·mol－1、其吸附的氢气是其体积的n倍(标准状况下)，则此条件下海绵钯的储氢容量R＝________mL·g－1，氢气的浓度r＝________mol(储氢容量R即1g钯吸附氢气的体积；氢气的浓度r为1molPd吸附氢气的物质的量)。答案(1)坩埚消耗王水太多(或产生的有毒有害气体太多)(2)N2H4＋2PdO=N2↑＋2Pd＋2H2O(N2H5)2SO4(3)Fe(OH)3胶体吸附含钯微粒，造成钯元素损失太大(4)获得更纯净的Pd(NH3)2Cl2(5)eq\f(n,ρ)eq\f(nM,22400ρ)解析(1)灼烧固体要在坩埚中进行，在实验室里，可在坩埚中模拟“焚烧”过程；原料中活性炭含量太大，若其他制备步骤不变，省去“焚烧”过程，带来的不利后果是消耗王水太多，产生氮的氧化物等有毒有害气体太多(或产生的有毒有害气体太多)。(2)个别文献指出，“酸溶”前可用肼(N2H4)先将PdO“还原”生成氮气、钯，反应的化学方程式为N2H4＋2PdO=N2↑＋2Pd＋2H2O；肼(N2H4)也可以被看作二元弱碱，结合质子生成N2Heq\o\al(＋,5)或N2Heq\o\al(2＋,6)。肼与少量稀硫酸混合后，得到的产物的化学式为(N2H5)2SO4。(3)洗涤滤渣并将洗涤液与滤液合并，对提高PdCl2的产率至关重要，其主要原因是Fe(OH)3胶体吸附含钯微粒，造成钯元素损失太大。(4)操作a是先加氨水溶解，后加盐酸过滤、洗涤，其主要目的是为了获得更纯净的Pd(NH3)2Cl2。(5)1gPd的体积为eq\f(1g,ρg·cm－3)，标准状况下其吸附的H2的体积为n×eq\f(1g,ρg·cm－3)＝eq\f(n,ρ)mL，则储氢容量R为eq\f(n,ρ)mL·g－1；1molPd的体积为eq\f(1mol×Mg·mol－1,ρg·cm－3)＝eq\f(M,ρ)cm3＝eq\f(M,ρ)mL，吸附氢气的物质的量为eq\f(\f(M,ρ)mL×n×10－3L·mL－1,22.4L·mol－1)＝eq\f(nM,22400ρ)mol。27．某学习小组通过下列装置探究MnO2与FeCl3是否反应产生Cl2。已知FeCl3固体加热易升华，其蒸气为黄色。实验操作和现象：实验操作现象点燃酒精喷灯，加热加热一段时间后，装置A中产生黄色气体，装置B中溶液变蓝(1)该实验装置从安全角度分析，存在的问题是________________________________________________________________________________________________________。(2)在进行上述实验前还必需进行的操作为___________________________________________________________________________________________________________________。(3)装置A中产生黄色气体能不能说明一定产生Cl2？(填“能”或“不能”)，原因为_______________________________________________________________________。(4)除了生成的氯气可使装置B中溶液变蓝外，推测还有两种可能。①推测一：装置A中产生的另一种黄色气体也可使装置B中溶液变蓝。为排除这种黄色气体应作如何改进？_______________________________________________________________。②推测二：在酸性条件下，装置中的空气可使装置B中溶液变蓝。发生反应的离子方程式为____________________________________________________________________________；为排除这种情况应如何操作？__________________________________________________。(5)按照上述改进措施进行实验，观察到装置A中产生黄色气体，装置B中溶液变蓝，则装置A中发生反应的化学方程式为_________________________________________________。答案(1)FeCl3固体加热易升华，遇冷会凝华而易堵塞导管使装置炸裂(2)检查装置的气密性(3)不能FeCl3固体升华后产生的气体也为黄色(4)①在装置A、B间添加冷凝装置②O2＋4H＋＋4I－=2I2＋2H2O在开始加热装置A前通入一段时间N2排尽装置内空气(5)4FeCl3＋3MnO2eq\o(=,\s\up7(△))2Fe2O3＋3MnCl2＋3Cl2↑解析有气体参加的反应或制取气体的反应，在实验前要检查装置的气密性，为防止空气成分对实验的干扰，要先通入与反应体系无关的气体进行排空处理；对于易升华、凝华的物质要注意采取安全措施，Cl2、FeCl3都有氧化性，都会将KI氧化为I2而使淀粉溶液变为蓝色，要注意排除杂质的干扰，同时要注意进行尾气处理，防止大气污染。(1)该实验装置从安全角度分析，存在的问题是FeCl3固体加热易升华，其蒸气遇冷就会发生凝华现象，变为固体而易堵塞导管使装置炸裂。(2)该装置要通过实验探究MnO2与FeCl3能否反应产生Cl2，因为可能有气体产生，因此实验操作前还需要进行的操作为检查装置气密性。(3)装置A中产生黄色气体不能说明一定产生Cl2，这是因为FeCl3固体加热升华后产生的FeCl3蒸气也为黄色，因此不能确定黄色气体是Cl2还是FeCl3蒸气。(4)①由于黄色气体可能是Cl2，也可能是FeCl3蒸气，所以推测一就要排除FeCl3蒸气的干扰，改进的措施是在装置A、B间添加冷凝装置，将FeCl3蒸气通过冷凝分离除去，然后根据装置B中现象分析判断。②推测二是在酸性条件下，空气中含有的O2具有氧化性，O2在溶液中溶解，与KI发生反应产生I2而使装置B中溶液变蓝，该反应的离子方程式为O2＋4H＋＋4I－=2I2＋2H2O；解决该问题的实验操作为在开始加热装置A前通入一段时间N2排尽装置内空气。(5)按照上述改进措施进行实验，观察到装置A中产生黄色气体，装置B中溶液变蓝，则证明装置A中发生反应产生了Cl2，根据原子守恒、得失电子守恒，可得该反应的化学方程式为4FeCl3＋3MnO2eq\o(=,\s\up7(△))2Fe2O3＋3MnCl2＋3Cl2↑。28．H2在生物学、医学等领域有重要应用，传统制氢成本高、技术复杂，研究新型制氢意义重大，已成为科学家研究的重要课题。回答下列问题：(1)我国科学家研究发现，在Rh的催化下，单分子甲酸分解制H2反应的过程如图1所示，其中带“*”的物质表示吸附在Rh表面，该反应过程中决定反应速率步骤的化学方程式为______________________________________________________________________________；甲酸分解制H2的热化学方程式可表示为___________________________________(阿伏加德罗常数的值用NA表示)。(2)T℃下H2S可直接分解制取H2，反应的原理如下：2H2S(g)eq\o(,\s\up7(高温))2H2(g)＋S2(g)。实际生产中往刚性容器中同时通入H2S和水蒸气，水蒸气与反应体系的任何物质均不发生反应，测得容器总压(p总压)和H2S的转化率(α)随时间的变化关系如图2所示。计算反应在0～20min内的平均反应速率v(H2)＝________kPa·min－1；平衡时，p(水蒸气)＝________kPa，平衡常数Kp＝______kPa(Kp为以分压表示的平衡常数)。(3)工业上也可采用乙苯()气体催化脱氢法制取H2，同时生成苯乙烯()气体。其他条件不变时，在不同催化剂(n、m、p)作用下，反应进行相同时间后，乙苯的转化率随反应温度的变化如图3所示。相同温度下，三种催化剂(n、m、p)的催化活性由高到低的顺序为______________；b点乙苯的转化率高于a点的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)HCOOH*=HCOO*＋H*HCOOH(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－0.16NAeV·mol－1(2)1.260135(3)n＞m＞pa、b点都未达到平衡，b点温度高，b点的反应速率快，消耗乙苯的量多解析(1)根据题意决定反应速率主要看活化能，因此该反应过程中决定反应速率步骤的化学方程式为HCOOH*=HCOO*＋H*；根据图1中信息得到甲酸分解制H2的热化学方程式可表示为HCOOH(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－0.16NAeV·mol－1。(2)设开始H2S压强为akPa，转化的H2S压强为2bkPa，水蒸气压强为ckPa。根据反应以压强建立三段式，2H2S(g)eq\o(,\s\up7(高温))2H2(g)＋S2(g)开始/kPaa00转化/kPa2b2bb平衡/kPaa－2b2bb因此有a＋c＝100，c＋a－2b＋2b＋b＝112，eq\f(2b,a)×100%＝60%，解得a＝40，b＝12，c＝60，因此反应在0～20min内的平均反应速率v(H2)＝eq\f(Δp,Δt)＝eq\f(24kPa,20min)＝1.2kPa·min－1；平衡时，水蒸气压强和任意时刻的水蒸气压强相同，p(水蒸气)＝60kPa，平衡时根据题意建立三段式，2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)开始/kPa4000转化/kPa303015平衡/kPa103015平衡常数Kp＝eq\f(302×15,102)＝135(kPa)。(3)根据图3中信息，做一条与y轴平行的线，相同温度下，三种催化剂(n、m、p)的催化活性由高到低的顺序为n＞m＞p；b点乙苯的转化率高于a点的原因是a、b点都未达到平衡，b点温度高，b点的反应速率快，消耗乙苯的量多。选做题35．碳(C)、铜(Cu)、锡(Sn)及其化合物有许多用途。回答下列问题。(1)在元素周期表里，锡和碳同族，锡位于第五周期。基态锡原子的最外层电子排布式为________________________________________________________________________。(2)磷化铜(Cu3P2)用于制造磷青铜，磷青铜是含少量锡、磷的铜合金。磷化铜与水反应产生有毒的磷化氢(PH3)气体，P、S的第二电离能(I2)的大小关系为I2(P)______I2(S)(填“＞”“＜”或“＝”)，原因是_______________________________________________。PH3分子的热稳定性比NH3________(填“强”或“弱”)。(3)1mol苯中含σ键的数目为_______________________________________________。CH3CH2COOH中C的杂化方式有_____________________________________________。(4)磷青铜晶体的晶胞结构如图所示，该晶体中P原子与最近的Cu原子的核间距为anm，该晶体中P原子位于由Cu原子形成的正八面体的空隙中，则该正八面体的边长为________nm，该晶体密度为________g·cm－3(用含NA的代数式表示)。答案(1)5s25p2(2)＜P失去的是3p2上的电子，S失去的是3p3上的电子，3p3为半充满结构，较稳定、难失去电子弱(3)12NAsp3、sp2(4)eq\r(2)aeq\f(342,2a×10－73NA)解析(4)该正八面体的边长为晶体中P原子与最近的两个Cu原子构成的直角三角形的斜边，所以该正八面体的边长为eq\r(2)anm；在晶胞中，含有P原子个数为1、Sn原子个数为eq\f(1,8)×8＝1、Cu原子个数为eq\f(1,2)×6＝3，则该晶体密度为eq\f(119＋64×3＋31g·mol－1,NAmol－1×2a×10－7cm3)＝eq\f(342,2a×10－73NA)g·cm－3。36．克霉唑为广谱抗真菌药，对多种真菌尤其是白色念珠菌具有较好的抗菌作用，其合成路线如图：已知：甲苯与氯气在三氯化铁催化下得到两种物质：和。回答下列问题：(1)C的名称是_________________________________________________；E中的官能团名称为____________。(2)在由B制取E的过程中，不是由B一步反应生成E，其原因为________________________。(3)F→G的反应类型是__________________________________________________________。(4)写出D→E的化学方程式：__________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)M与G互为同分异构体，满足下列两个条件的M有________种(不包含G本身)。①含有三个苯环②苯环之间不直接相连写出其中核磁共振氢谱有5组峰，且峰面积比为2∶2∶1∶1∶1的结构简式：________________________________________________________