高考化学二轮总复习课后习题 题型专项练 非选择题专项练2

非选择题专项练二

1.HNO3是重要的化工原料，浓硝酸与Cu反应的装置如图1所示:

铜丝

，仪器a

NaOH

浓硝酸坦溶液、

图1

回答下列问题:

(1)仪器a的名称是，在该实验中的作用为.

(2)关于该实验下列说法错误的是(填字母)。

A.该反应需要加热才能进行

B.可通过抽动铜丝控制反应开始和停止

C.反应后迅速生成大量红棕色气体

D.烧杯中仅发生中和反应

(3)某小组同学发现Cu与浓硝酸反应所得混合溶液为绿色,Cu与稀硝酸反

应所得混合溶液为蓝色,针对绿色产生的原因展开探究。

【提出猜想】

猜想a:Cu(N03)2浓度大

猜想b:NO2溶解在Cu(N0,)2溶液中

【实验验证】

实验i:配制饱和Cu(N0)2溶液,溶液呈色,证明猜想a不成

立。

实验ii:取适量Cu与浓硝酸反应后的溶液,置于图2所示装置中，鼓入空气

后，溶液上方可观察到,5min后，溶液完全变

为蓝色，证明猜想b成立。

图2

(4)另一组同学查阅资料发现:NO?能与水反应生成HN02,进而发生下述反

2+

应:CU+XHN02一[Cu(NCb)如(绿色)+xH'

①由此该组同学认为通过实验说明猜想b成立不严谨,理由

是。

②写出N0?与水反应生成HNO?的化学方程

式:o

③该组同学改进后设计了新的实验：

实验迨:取适量Cu与浓硝酸反应后的溶液,置于图2所示装置中，鼓入氮气

后，溶液上方现象与实验ii相同，但5min后，溶液仍为绿色。对比实验ii

与实验iii,可推测Cu(N0)2溶液为绿色的原因主要

是o

2.碳酸锢(SrCOj难溶于水,主要用于电磁材料和金属冶炼。一种由工业碳

酸锯(含少量B/、Ca2\Mg2\Pb?一等)制备高纯碳酸锯的工艺流程如下：

过fit的

(NHJC0

沉钿、铅一酸化

气体ABaCrO』、PbCrO,

NaOHNH4HCO,

调pH7〜8碳化一系列操作

已知:①Sr(OH)2为强碱,Cr(OH)3为两性氢氧化物;

②常温下，各物质的溶度积常数如表所示。

Mg(OH)

化合物Cr(0H)3Ca(OH)22SrC03

降近似值IX10⑶5.5X10-61.8X10115.6X10”。

回答下列问题：

(1)气体A的电子式为o

⑵“酸化”步骤发生如下反应:2CrOf+2H=C门0交+H。则“还原”时

发生反应的离子方程式

为。

(3)滤渣1的主要成分为,滤渣2的主要成分为(填

化学式)o

(4)用氨水和NaOH分步调节pH,而不直接用NaOH调节溶液的pH^13的原

因是o

(5)“碳化”时，反应Sr"(aq)+2HCO3(aq)-SrC03(s)+H2c03(aq)的化学

平衡常数K的计算关系式为(用相关平衡常数表达，已知碳

酸的电离常数为Ka」Ka2)o

(6)上述流程合成的碳酸锂与TiOz在高温下反应，可以制得高温超导基片

材料SrTiO；bSrTiQ,的立方晶胞结构如图所示,其中Ti处在体心位置,Sr

与Ti的最近距离为anm,已知SrTi0,的相对分子质量为M,阿伏加德罗常

数的值为N,、,则SrTiO：,晶体的密度为g­cm"列出M、N,、、a相关

的算式即可)。

3.二氧化碳的排放日益受到环境和能源领域的关注,其综合利用是研究的

重要课题。回答下列问题：

(1)己知下列热化学方程式：

反应I:C0Kg)+4似g)—CH,(g)+2H20(g)AH^-164.9kJ-mol

-1

反应II：CO2(g)+H2(g)-CO(g)+H20(g)AH2=+41.2kJ-mol

则反应CH“g)+H20(g)=CO(g)+3H?(g)kJ-mol。

(2)①向容积均为VL的恒压密闭容器中通入1HolC0?、3mol乩,分别

在0.1MPa和1MPa下发生上述反应I和反应H,分析温度对平衡体系中

CO?、CO、CH」的影响，设这三种气体物质的量分数之和为1,其中CO和CH1

的物质的量分数与温度变化关系如图所示。下列叙述能判断反应体系达到

平衡的是(填字母)。

恒00

泰80

w60

=40

。20

假

0

。

200300400500600700

温度"C

A.C02的消耗速率和CH,的消耗速率相等

B.混合气体的密度不再发生变化

C.容器内气体压强不再发生变化

②图中表示1MPa时CH1的物质的量分数随温度变化关系的曲线是

(填字母)，理由是;550℃条件下，tmin反应

达到平衡,平衡时容器的容积为L,反应II的K=

(以分压表示,分压二总压X物质的量分数)。

⑶一种从।司炉气回收CO2制储氢物质HCOOH的综合利用不意图如图所示:

质子交换膜

①某温度下，当吸收池中溶液的PH=8时,此时该溶液中喘^--------

711

［已知：该温度下Ka】(H2co3)=5.0X10,Kaz(H2C03)=5.OX10］。

②利用电化学原理控制反应条件能将C02电催化还原为HCOOH,电解过程中

还伴随着析氢反应,若生成HCOOH的电解效率为80%,当电路中转移3mol

1时,阴极室溶液的质量噌加g[B的电解效率

_n（生产B所用的电子）]

-n（通过电极的电子）」°

4.木质纤维素代替传统的化石原料用于生产对二甲苯可以缓解日益紧张

的能源危机,再利用对二甲苯为起始原料结合C0,生产聚碳酸对二甲苯酯

可以实现碳减排，路线如下:

回答下列问题:

(1)鉴别化合物I和化合物II的试剂为(写一种)。

(2)分析化合物II的结构,预测反应后形成的新物质，参考①的示例,完成

下表。

变化的官能团的可反应的试剂(物反应后形成的新

序号反应类型

名称质)物质

氧化

①羟基

02

反应

②

(3)已知化合物V的核磁共振氢谱有2组峰，且峰面积之比为2：3,写出化

合物V的结构简式:o

(4)化合物IH的同分异构体中符合下列条件的有种(不含立体

异构)。

①含有环戊二烯(C)的结构;②氧原子不连在sp2杂化的碳原子上。

(5)写出VII生成VID的化学方程式:o

o

A

(6)参照上述信息,写出以丙烯为起始有机原料合成A的路线(无机试

剂任选)O

非选择题专项练二

1.答案(1)球形干燥管防止倒吸

(2)AD

⑶蓝有红棕色气体放出

(4)①由于NO?与水反应能够生成IINO%HNO?与Cu”能够发生可逆反应

2+

CU+XHN02^

[Cu(NO,卜如(绿色)+xH',随着空气的通入,HNO?被氧化为HN03,使得上述

可逆反应平衡逆向移动,溶液由绿色变为蓝色,且溶液上方有红棕色气体

放出说明Cud。，溶液中的确溶有NO?②2NO2+H。一HNO2+HNO3③NO?溶

于Cu(N03)2溶液中

解析(1)由题干图示实验装置图可知，仪器a的名称是球形干燥管,在该实

验中的作用为防止倒吸。

(2)硝酸的氧化性较强,Cu与浓硝酸反应不需要加热就能进行,A项错误；

可通过抽动铜丝来控制Cu与浓硝酸是否接触，故可控制反应开始和停

止,B项正确;Cu与浓硝酸反应生成CU(NO,)2、N0?和故反应后迅速生

成大量红棕色气体,C项正确;烧杯中发生的反应有HNO3+NaOH—NaNO3+H2O

和2NO2+2NaOH—NaNCVNaNOz+HO故不仅发生中和反应,还发生了氧化还

原反应,D项错误。

(3)实验i:猜想a认为Cu(NO)2溶液浓度大时呈绿色，浓度小时呈蓝色，

故若配制饱和Cu(NO3)2溶液,溶液呈蓝色,证明猜想a不成立。

实验ii:猜想b认为NO?溶解在Cu(NO,溶液中导致溶液呈绿色,故取适量

Cu与浓硝酸反应后的溶液,置于图2所示装置中，鼓入空气后，空气将带出

部分N02,同时因为4N02-K)2+2II20—4HNO；b溶液上方可观察到有红棕色气体

放出，5min后,溶液完全变为蓝色,证明猜想b成立。

(4)①由于NO?与水反应能够生成HNO„HNOz与Cu”能够发生可逆反应

2，

CU+XHNO2^

[CIKNOJ)如(绿色)+xH+,随着空气的通入,HNO2被氧化为HN(k使得上述

可逆反应平衡逆向移动,溶液由绿色变为蓝色，但溶液上方有红棕色气体

放出说明CU(N03)2溶液中的确溶有N(k由此该组同学认为通过实验说明猜

想b成立不严谨。

②N02与水反应生成IIN02,氮元素的化合价降低,根据氧化还原反应有降必

有升可知，同时还生成HkQ,故该反应的化学方程式为2NO2+H,O—

HN02+HN03O

③实验适:取适量Cu与浓硝酸反应后的溶液,置于图2所示装置中，鼓入氮

气后,溶液上方现象与实验ii相同即此带出部分红棕色气体NO2,但由于没

有02,不能发生反应4N02+02+2H20—4HN0.,则5min后，溶液仍为绿色。对

比实验ii与实验iii,可推测Cu(N03溶液为绿色的原因主要是NO2溶于

Cu(NO3)2溶液中。

••X••

2.答案⑴：0仁：0：

✓X

(2)CrQ歹+3HCO+8M-2C/+6C02t+7HQ

(3)Cr(OH)3Ca(0H)2、Mg(OH)2

(4)防止pH过高会使Cr(OH)?溶解,导致格的去除率降低

⑸

/Csp(SrCO3)-I1

3A/3MX1021

(6)

8a3以

解析工业碳酸锢(含少量Ba?'、Ca-Mg-Pb2+等)加硝酸进行“酸溶”，碳

2

酸锯和硝酸反应生成硝酸锢、水和二氧化碳,气体A为C02,得到含Sr\

Ba2\Ca2\Mg2\Pb?+的溶液，向溶液中加入过量的(NHjCrO［进行“沉铁、

铅”，过滤得到含Sr，Cd、NH，CrOf的溶液，对溶液进行酸化、

加草酸进行还原,CrOf被还原为Cr”,得到含Sr-Ca/Mg*、NH：＞Cr3+

的溶液，向溶液中加氨水调pH到7~8,将C/转化为沉淀除去,滤渣1为

Cr(OH)3,再加NaOH调pH^13使Ca/Mg外沉淀,过滤后碳化,S/转化为

SrCO：,,再经过“系列操作”得到高纯SrCO：,。

(1)根据上述分析可知气体A是C02,在C02分子中C原子与2个0原子形

成4个共用电子对，使分子中各个原子都达到最外层8个电子的稳定结构，

••X••

其电子式为：o：x£：0:。

⑵酸化时CrO^转化为CrQK在还原时CrQ歹与H2c2。1发生反应产生

CO?、儿0,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可知还原反应的离子方程

式为CmO交+3叱。+81「一2Cr*+6C02f+7H20o

(3)根据上述分析可知滤渣1的主要成分是Cr(0H)3；再加NaOH溶液，调

pH仁13使C/、Mg?沉淀,则滤渣2主要成分是Ca(OH)2、Mg(OH)2o

(4)根据题意可知Cr(OH、是两性氢氧化物，使用NaOH溶液调整溶液pH时,

若pH过大会导致Cr(OH"溶解,故用氨水和NaOH分步调节pH,而不是直接

调节溶液的pH七13以防止pH过高使Cr(OH)3溶解,导致铭的去除率降低。

2+

(5)反应Sr(aq)+2HCO3(aq)=SrCO,(s)+H2C0；i(aq)的化学平衡常数

仁c(H2cO3)_c(H2cO3)c(COr)•c(H+)_7

2+22+2

“c(Sr)•C(HCO3)-c(Sr)•c(HCO3)'c(CO|)・c(H+)-/Csp(SrCO3)・Kai°

(6)在该晶胞中Sr原子个数为8义卜1,含有0原子个数为6X：=3,含有Ti

02

原子个数是1,则在1个晶胞中含有1个SrTiO3,晶胞中Sr与Ti原子之间

距离为体对角线的M假设晶胞边长为L,当二anm,L嚼im二早XlO^cm,则

mMMSx^SMxlO213

该晶体密度P='—=-----------=--------------=--------------&cm---;---g•cmo

PNA・L3NA•(毕Xl(r7)388a3以

3.答案(1)+206.1

(2)①B②a反应I正反应放热，升高温度,平衡逆向移动，增大压强，反

应I正向移动,CH1物质的量分数增大0.75V1

(3)①4②55.2

解析⑴反应I:0)2(。+4上(曲一QL(g)+2H2(g)△H尸一164.9kJ-moll

反应H:C02(g)+H2(g)—C0(g)+H20(g)AH2=+41.2kJ•moL;反应I【-反

应I可得CHKg)+H20(g)=CO(g)+3H(g),所以

1!

AH3=AH2-AHF+41.2kJ-mol-(-164.9kJ-mol)=+206.IkJ・mol'

(2)①A.反应I+反应II可得总反应方程式为2CO/g)+5H2(g)=

CHl(g)+C0(g)+3H20(g),CO?和CH1的系数不同,所以CO2的消耗速率和⑴的

消耗速率相等不能说明达到平衡,故A项不符合题意;B.CO?和乩在恒压密

闭容器中反应,且反应为气体分数改变的反应,所以混合气体的密度不再

发生变化可以说明达到平衡,故B项符合题意;C.C0?和心在恒压密闭容器

中反应,容器内气体压强不再发生变化不能说明达到平衡，故C项不符合

题意。

②反应I正反应放热，升高温度，平衡逆向移动,QL百分含量减小，所以a、

c表示C乩物质的量分数随温度变化关系，增大压强,反应I正向移动,Oh

物质的量分数增大,所以表示IMPa时CH,物质的量分数随温度变化关系的

曲线是a,b和c分别为0.IMPa时CO和CH」物质的量分数随温度变化关系

的曲线;550c条件下,CO的物质的量分数为20%,OL的物质的量分数为

50%,且C02>CO、CH1气体物质的量分数之和为1,设反应生成了。10),反应

剩余了(IT.4x)molC02,根据三种气体的关系可得「4”,人二0.5,解得

1-1.4X+X+0.4%

olC02>0.5molCH^0.2molC0>0.81110IH2、LZmol/O,所以平衡时容器的容

积为。3mol+0.5moi+0.2mo1+0.8moi+L2moi义相0.75y；因为反应1］中反应物和

lmol+3mol

生成物的化学计量系数相等,所以反应n的跖二衿黑屋

0.3X0.8

⑶①已知该温度下H2c5=

H+HC0；,7<ai(乩0)3)二'出』：‘坐。3)=5.OX10;HCO—H'+COE，

JC(H2CO3)

(2(H2CO3))二5.0X1011;K(HC0)XL(H2CO3)，黑鬻鲁

3ai2323

所以C(H2c。3)_C2(H+)=(1X10-8)2

入c(CO1-)Ka/H2cO3)xKa2(H2cO3)-5.0xl0~7x5.0X1011°

②生成HC00I1的电解效宓为80%,当电路中转移3mole时，由B的电解效率

”生;：吗；电？可知，n(生产HCOOH所用的电子)=2.4mol,阴极室发生反

九(通过电极的电子)

应为2C02+4HMe—2HCOOH和2H,+2e—乩t,消耗的H'会由阳极室的H-

通过质子膜补充到阴极室,则阴极室溶液的质量增加为

m(C02)+m(H)=0.6molX(2X44g•mor'+4X1g•mol')=55.2g。

4.答案(1)澳水或银氨溶液(其他答案正确即可)

oOHOHOH

(2)碳碳双键(或醛基)氢气HvIZ7(或“式/，)加成反应

⑶0(4)4

OH

6Z-=-Z5H

⑸nHO+nC()2催化也H£o^^o^°+(n-l)H20