1、1第一周 非选择题增分练26某化学兴趣小组以黄铜矿(主要成分 CuFeS2)为原料进行如下实验探究。为测定黄铜矿中硫元素的质量分数，将 m1 g该黄铜矿样品放入如图所示装置中，从 a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的黄铜矿样品。(1)锥形瓶 A内所盛试剂是_溶液；装置 B的作用是_；锥形瓶 D内发生反应的离子方程式为_。(2)反应结束后将锥形瓶 D中的溶液进行如下处理：则向锥形瓶 D中加入过量 H2O2溶液反应的离子方程式为_；操作是洗涤、烘干、称重，其中洗涤的具体方法_；该黄铜矿中硫元素的质量分数为_(用含 m1、 m2的代数式表示)。(3)反应后固体经熔炼、煅烧后得到泡铜(Cu、Cu
2、 2O)和熔渣(Fe 2O3、FeO)，要验证熔渣中存在 FeO，应选用的最佳试剂是_。AKSCN 溶液、氯水 B稀盐酸、KMnO 4溶液C稀硫酸、KMnO 4溶液 DNaOH 溶液(4)已知：Cu 在强酸性环境中会发生反应生成 Cu和 Cu2 ，设计实验方案验证泡铜中是否含有 Cu2O。_。解析：(1)为防止二氧化碳的干扰，应将空气中的二氧化碳用碱液除掉，锥形瓶 A内所盛试剂是氢氧化钠溶液，通过碱石灰干燥吸收水蒸气，生成的二氧化硫能和过量氢氧化钠反应生成亚硫酸钠盐和水，反应的离子方程式为 SO22OH =SO2 H 2O；(2)亚硫酸根离3子具有还原性能被过氧化氢氧化生成硫酸根离子，反应的离
3、子方程式为 H2O2SO 2 =SO23H 2O，洗涤固体在过滤器中进行，加水至浸没固体使水自然流下，重复几次洗涤干净；4m2 g固体为硫酸钡的质量，结合硫原子守恒计算得到硫元素的质量分数2100% 100%；(3)反应后固体经熔炼、煅烧后得m2 g233 gmol 132 gmol 1m1 g 32m2233m1到泡铜(Cu、Cu 2O)和熔渣(Fe 2O3、FeO)，要验证熔渣中存在 FeO，应选用的最佳方案是加入硫酸溶解后加入高锰酸钾溶液观察高锰酸钾溶液是否褪色；(4)泡铜成分为 Cu、Cu 2O，Cu 在强酸性环境中会发生反应生成 Cu和 Cu2 。据此设计实验验证是否含有氧化亚铜：取
4、少量泡铜于试管中加入适量稀硫酸，若溶液呈蓝色说明泡铜中含有 Cu2O，否则不含有。答案：(1)氢氧化钠 干燥气体SO22OH =SO H 2O23(2)H2O2SO =SO H 2O 固体放入过滤器中，用玻璃棒引流向过滤器中加入蒸23 24馏水至浸没沉淀，待滤液自然流下后，重复上述操作 23 次 100%32m2233m1(3)C(4)取少量泡铜于试管中加入适量稀硫酸，若溶液呈蓝色说明泡铜中含有 Cu2O，否则不含有27氨在工农业生产中应用广泛，可由 N2、H 2合成 NH3。(1)天然气蒸汽转化法是目前获取原料气中 H2的主流方法。CH 4经过两步反应完全转化为 H2和 CO2，其能量变化示
5、意图如下：结合图像，写出 CH4通过蒸汽转化为 CO2和 H2的热化学方程式：_。(2)利用透氧膜，一步即获得 N2、H 2，工作原理如图所示(空气中 N2与 O2的物质的量之比按 41 计)。起还原作用的物质是_。膜侧所得气体中 2，CH 4、H 2O、O 2反应的化学方程式是_n H2n N2_。(3)甲小组模拟工业合成氨在一恒温恒容的密闭容器中发生反应：N 2(g)3H 2(g)2NH 3(g)3 H0。 t1 min时达到平衡，在 t2 min时改变某一条件，其反应过程如图所示，下列说法正确的是_。A、两过程达到平衡时，平衡常数： K KB、两过程达到平衡时，NH 3的体积分数： ()
6、 ()C、两过程达到平衡的标志是混合气体的密度不再发生变化D t2 min时改变的条件可以是向密闭容器中加 N2和 H2的混合气(4)乙小组模拟不同条件下的合成氨反应，向容器中充入 9.0 mol N2和 23.0 mol H2，不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强( p)的关系如图。 T1、 T2、 T3由大到小的排序为_。在 T2、60 MPa条件下，A 点 v 正 _(填“” “”或“”) v 逆 ，理由是_。计算 T2、60 MPa平衡体系的平衡常数 Kp_。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)解析：(1)结合图像可知，第一步反应的热化学方程式为CH 4(g)H
7、 2O(g)=CO(g)3H 2(g) H206.4 kJmol1 ，第二步反应的热化学方程式为CO(g)H 2O(g)=CO2(g)H 2(g) H41.0 kJmol1 ，根据盖斯定律，由得：CH 4(g)2H 2O(g)=CO2(g)4H 2(g) H165.4 kJmol 1。(2)结合工作原理图知，膜侧反应物为空气中的 O2和 H2O，得电子生成 O2 和 H2；膜侧反应物为 CH4和 O2 ，失去电子生成 CO和 H2，起还原作用的是 CH4。设膜侧参加反应的空气中的 n(N2)4 mol、 n(O2)1 mol，则膜侧所得气体中 n(N2)4 mol、 n(H2)8 mol，膜侧
8、的还原反应为 O24e =2O2 和 H2O 2e =H2O 2 ，则 n(O2)反应 1 mol， n(H2O)反应 8 mol，膜侧的氧化反应为 CH4O 2 2e =2H2CO，根据得失电子守恒，膜侧 n(CH4)反应10 mol，故 CH4、H 2O、O 2反应的化学方程式为 10CH48H 2OO 2=10CO28H 2。(3)温度不变，平衡常数 K不变，A 项错误；若 t2 min时改变的条件是大量通入 N2或 H2，则平衡时NH3的体积分数： () ()，B 项错误；容器恒容，且过程和中混合气体的质量不变，混合气体的密度为固定值，C 项错误； t2 min时改变条件， v 逆 瞬
9、时不变后逐渐增大至不变，则平衡正向移动，所以改变的条件是向容器中加入反应物(可以是 N2或 H2或 N2和H2的混合气)，D 项正确。(4)合成氨反应的正反应为放热反应，温度越高平衡时 NH3的体积分数越小，所以 T3 T2 T1。在 T2、60 MPa条件下， A点时 NH3的体积分数小于平衡时 NH3的体积分数，此时反应正向进行，所以 v 正 v 逆 。结合图像知， T2、60 MPa平衡时 NH3的体积分数为 60%，则平衡时 (N2)15%， (H2)25%， Kp 60 MPa60% 2 60 MPa15% 60 MPa25% 340.043 (MPa)2 。答案：(1)CH 4(g
10、)2H 2O(g)=CO2(g)4H 2(g) H165.4 kJmol 1(2)CH 4 10CH 48H 2OO 2=10CO28H 2(3)D (4) T3 T2 T1 在 T2、60 MPa时 A点未达到平衡时的体积分数，反应正向进行0.043 (MPa) 2 或 0.042 7 (MPa)228工业上常用水钴矿(主要成分为 Co2O3，还含少量 Fe2O3、Al 2O3、MgO、CaO 等杂质)制备钴的氧化物，其制备工艺流程如下：回答下列问题：(1)在加入盐酸进行“酸浸”时，能提高“酸浸”速率的方法有_(任写一种)。(2)“酸浸”后加入 Na2SO3，钴的存在形式为 Co2 ，写出产
11、生 Co2 反应的离子方程式：_。(3)溶液 a中加入 NaClO的作用为_。(4)沉淀 A的成分为_，操作 2的名称是_。(5)已知： Ksp(CaF2)5.310 9 ， Ksp(MgF2)5.210 12 ，若向溶液 c中加入 NaF溶液，当 Mg2 恰好沉淀完全即溶液中 c(Mg2 )1.010 5 molL1 ，此时溶液中 c(Ca2 )最大等于_molL 1 。(6)在空气中煅烧 CoC2O4生成钴的某种氧化物和 CO2，测得充分煅烧后固体质量为12.05 g，CO 2的体积为 6.72 L(标准状况)，则此反应的化学方程式为_。解析：(1)根据影响化学反应速率的因素，水钴矿用盐酸
12、酸浸，提高酸浸速率的方法有：将水钴矿石粉碎；充分搅拌；适当增加盐酸浓度；提高酸浸温度等。(2)酸浸时，Co 2O3转化为 Co3 ，酸浸后，加入 Na2SO3，Co 3 转化为 Co2 ，钴元素化合价降低，则 S元素化合价升高，Na 2SO3转化为 Na2SO4，反应的离子方程式为2Co3 SO H 2O=2Co2 SO 2H 。(3)NaClO 具有强氧化性，因此溶液 a中加入23 24NaClO，可将溶液中 Fe2 氧化成Fe3 。(4)溶液 b中阳离子有 Co2 、Fe 3 、Al 3 、Mg 2 、Ca 2 ，加入 NaHCO3，Fe 3 、Al 35与 HCO 发生相互促进的水解反应
13、，分别转化为 Fe(OH)3、Al(OH) 3，故沉淀 A的成分为3Fe(OH)3、Al(OH) 3。溶液 c经操作 2得到沉淀 B和溶液 d，故操作 2为过滤。(5)根据 MgF2的 Ksp(MgF2) c(Mg2 )c2(F )，当 Mg2 恰好沉淀完全时， c(F ) Ksp MgF2c Mg2 molL1 104 molL1 ，根据 CaF2的 Ksp(CaF2)5.210 121.010 5 52 c(Ca2 )c2(F )，c(Ca2 ) molL1 0.01 molL1 。(6)根据 CoC2O4Ksp CaF2c2 F 5.310 9 5210 4 2的组成， n(Co) n(
14、CO2) 0.15 mol，充分煅烧后固体质量为 12.05 12 12 6.72 L22.4 Lmol 1g，则固体中 n(O) 0.2 mol， n(Co) n(O) 12.05 0.1559 g16 gmol 10.150.234，故钴的氧化物为 Co3O4，故煅烧 CoC2O4的化学方程式为 3CoC2O42O 2Co3O46CO 2。= = = = =煅 烧 答案：(1)将水钴矿石粉碎；充分搅拌；适当增加盐酸浓度；提高酸浸温度等(2)2Co3 SO H 2O=2Co2 SO 2H 23 24(3)将溶液中 Fe2 氧化成 Fe3(4)Fe(OH)3、Al(OH) 3 过滤(5)0.0
15、1(或 0.010 2)(6)3CoC2O42O 2 Co3O46CO 2= = = = =煅 烧 35选修 3：物质结构与性质氢能被视为 21世纪最具发展潜力的清洁能源，开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。.化合物 A(H3BNH3)是一种潜在的储氢材料，可由六元环状物质(HB= =NH)3通过如下反应制得：3CH42(HB= =NH)36H 2O=3CO26H 3BNH3请回答下列问题：(1)基态 B原子的价电子排布式为_，B、C、N、O 第一电离能由大到小的顺序为_，CH 4、H 2O、CO 2的键角按照由大到小的顺序排列为_。(2)与(HB= =NH)3互为等电子体的有机分子为_
16、(填分子式)。.氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键。(1)印度尼赫鲁先进科学研究中心的 Datta和 Pati等人借助 ADF软件对一种新型环烯类储氢材料(C 16S8)进行研究，从理论角度证明这种材料的分子呈平面结构(如图 1)，每个6杂环平面上下两侧最多可吸附 10个 H2分子。C 16S8分子中 C原子和 S原子的杂化轨道类型分别为_。相关键长数据如表所示：化学键 CS C=S C16S8中碳硫键键长/pm 181 155 176从表中数据可以看出，C 16S8中碳硫键键长介于 CS键与 C=S键之间，原因可能是_。C 16S8与 H2微粒间的作用力是_。(2)具有储氢功能的铜合金晶体
17、具有立方最密堆积的结构，晶胞中 Cu原子位于面心，Ag原子位于顶点，氢原子可进入到由 Cu原子与 Ag原子构成的四面体空隙中。若将 Cu原子与 Ag原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与 CaF2(晶胞结构如图 2)相似，该晶体储氢后的化学式为_。(3)MgH2是金属氢化物储氢材料，其晶胞如图 3所示，已知该晶体的密度为 a gcm3 ，则晶胞的体积为_cm 3(用含 a、 NA的代数式表示， NA表示阿伏加德罗常数的值)。解析：.(1)基态 B原子的价电子排布式为 2s22p1；一般情况下，同周期主族元素从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，但是由于 N原子的 2p轨道上的电子处于半充满的稳定
18、状态，所以其第一电离能比 O原子的大，因此，元素第一电离能由大到小的顺序为NOCB；CH 4是正四面体形分子，键角为 10928，H 2O是 V形分子，键角为 105，CO2是直线形分子，键角为 180，因此三者键角按照由大到小的顺序排列为CO2CH 4H 2O。(2)与(HB= =NH)3互为等电子体的有机分子为 C6H6。.(1)根据图 1可知，C原子采取 sp2杂化，S 原子采取 sp3杂化。C 16S8分子中的碳硫键具有一定程度的双键性质，从而导致 C16S8中碳硫键键长介于 CS键与 C=S键之间。C 16S8与 H2微粒间的作用力为范德华力。(2)根据题意知，该晶胞中铜原子数6 3
19、，银原子数8 1，氢原12 18子可进入到由 Cu原子与 Ag原子构成的四面体空隙中，则 H原子位于该晶胞内部，储氢后该晶胞中含有 8个 H，则该晶体储氢后的化学式为 Cu3AgH8。(3)该晶胞中 Mg原子数8 12，H 原子数24 4，则该晶胞中含 2个 MgH2，该晶胞的体积 V 18 12 52aNAcm3。7答案：.(1)2s 22p1 NOCB CO 2CH 4H 2O (2)C 6H6.(1)sp 2、sp 3 C 16S8分子中的碳硫键具有一定程度的双键性质 范德华力(2)Cu3AgH8 (3)52aNA36选修 5：有机化学基础化合物 H是一种有机材料中间体。实验室由芳香化合
20、物 A制备 H的一种合成路线如下：已知： RCHORCHO O3 H2O/Zn请回答下列问题：(1)芳香化合物 B的名称为_，C 的同系物中相对分子质量最小的结构简式为_。(2)由 F生成 G的第步反应类型为_。(3)X的结构简式为_。(4)写出 D生成 E的第步反应的化学方程式： _。(5)G与乙醇发生酯化反应生成化合物 Y，Y 有多种同分异构体，其中符合下列条件的同分异构体有_种，写出其中任意一种的结构简式_。分子中含有苯环，且能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出 CO2；其核磁共振氢谱显示有 4种不同化学环境的氢，且峰面积之比为 6211。(6)写出以 为原料制备化合物 的合成路线，其他无机试剂
21、任选。解析：(1)根据提供的信息可知，A 发生信息反应的产物为 、CH3CHO，故芳香化合物 B的名称为苯甲醛，CH 3CHO的同系物中相对分子质量最小的为8HCHO。(2)根据提供信息可知，B 和 C发生信息反应的产物 D为， 与新制氢氧化铜反应后酸化，CHO 转化为COOH，E 为 ，E 与 Br2发生加成反应得到的 F为，根据 FG 的第步反应条件，可知该反应为消去反应。(3)F 发生消去反应后酸化得到的 G为 ，根据 GX H，结合信息可以推断 X为 。(4)D 生成 E的第步反应为 2Cu(OH) 2NaOHCu 2O3H 2O。(5)G 为 ，与乙醇 发生酯化反应生成的化合物 Y为 CCCOOCH2CH3，根据能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2，知含有羧基，根据核磁共振氢谱显示有 4种氢原子，且峰面积之比为6211，则符合条件的同分异构体有答案：(1)苯甲醛 HCHO (2)消去反应 (3)9
