安徽省六安市毛坦厂中学2020届高三化学下学期假期作业(2.26)42965.pdf

1 安徽省六安市毛坦厂中学 2020 届高三化学下学期假期作业（2.26）1（13 分）氯化亚铜是一种重要的化工产品，常用作有机合成催化剂，还可用于颜料、防腐等工业，它不溶于 H2SO4、HNO3和醇，微溶于水，可溶于浓盐酸和氨水，在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜Cu2（OH）4-nCln，随着环境酸度的改变 n 随之改变。以海绵铜（主要成分是 Cu 和少量 CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产 CuCl 的工艺过程如下：（1）过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、_。（2）还原过程中发生的主要反应的离子方程式：，若将(NH4)2SO3换成铁粉也可得到CuCl，写出离子方程式。（3）析出的 CuCl 晶体水洗后要立即用无水乙醇洗涤，在真空干燥机内于 70干燥 2h，冷却密封包装。真空干燥、密封包装的原因是：_。（4）随着 PH 值减小Cu2（OH）4-nCln中 Cu%_。(填字母)A增大 B不变 C不能确定 D减小（5）如图是各反应物在最佳配比条件下，反应温度对 CuCl 产率影响。由图可知，溶液温度控制在 60时，CuCl 产率能达到 94%，当温度高于 65 时，CuCl 产率会下降，从生成物的角度分析，其原因可能是。（6）以碳棒为电极电解 CuCl2溶液也可得到 CuCl，写出电解时阴极上发生的电极反应式：_ 2 2（14 分）某学生对 Na2SO3与 AgNO3在不同 pH 下的反应进行探究。（1）测得 Na2SO3溶液 pH10，AgNO3溶液 pH5，原因是（用离子方程式表示）：_。（2）调节 pH，实验记录如下：实验序号 pH 实验现象 a 10 产生白色沉淀，稍后溶解，溶液澄清 b 6 产生白色沉淀，一段时间后，沉淀未溶解 c 2 产生大量白色沉淀，一段时间后，产生海绵状棕黑色物质 X 查阅资料得知：.Ag2SO3：白色，难溶于水，溶于过量的 Na2SO3溶液。.Ag2O：棕黑色，不溶于水，能和酸反应。该学生对产生的白色沉淀提出了两种假设：白色沉淀为 Ag2SO3。白色沉淀为 Ag2SO4，推测的依据是_。（3）取 b、c 中白色沉淀，置于 Na2SO3溶液中，沉淀溶解。该同学设计实验确认了白色沉淀不是 Ag2SO4。实验方法是：另取 Ag2SO4固体置于_溶液中，未溶解。（4）将 c 中 X 滤出、洗净，为确认其组成，实验如下：.向 X 中滴加稀盐酸，无明显变化。.向 X 中加入过量浓 HNO3，产生红棕色气体。.分别用 Ba(NO3)2、BaCl2溶液检验中反应后的溶液，前者无明显变化，后者产生白色沉淀。实验的目的是。根据实验现象分析，X 的成分是_。中反应的化学方程式是_。（5）该同学综合以上实验，分析产生 X 的原因：随着酸性的增强，体系的还原性增强。3（16 分）甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景，CO2 加氢合成甲醇是合理利用 CO2 的有效途径，由 CO2 制备甲醇过程可能涉及反应如下：3 反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H1=-49.58kJ/mol 反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2 反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H3=-90.77kJ/mol 回答下列问题：（1）反应的H2=_，反应 I 自发进行条件是 _(填“较低温”“较高温”或“任何温度”)。（2）在一定条件下 3 L 恒容密闭容器中，充入一定量的 H2和 CO2仅发生反应，实验测得反应物在不同起始投入量下，反应体系中 CO2的平衡转化率与温度的关系曲线，如图 1所示。H2和 CO2的起始的投入量以 A 和 B 两种方式投入 A：n(H2)=3 mol，n(CO2)=1.5 mol B：n(H2)=3 mol，n(CO2)=2 mol，曲线 I 代表哪种投入方式_(用 A、B 表示)。在温度为 500K 的条件下，按照 A 方式充入 3 mol H2和 1.5 mol CO2，该反应 10 min时达到平衡：a.此温度下的平衡常数为_；500K 时，若在此容器中开始充入 0.3 mol H2和 0.9 mol CO2、0.6 mol CH3OH、x mol H2O，若使反应在开始时正向进行，则 x 应满足的条件是 _。b.在此条件下，系统中 CH3OH 的浓度随反应时间的变化趋势如图 2 所示，当反应时间达到 3 min 时，迅速将体系温度升至 600 K，请在图 2 中画出 310 min 内容器中 CH3OH 浓度的变化趋势曲线_。4 （3）固体氧化物燃料电池是一种新型的燃料电池，它是以固体氧化锆氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过，该电池的工作原理如图 3 所示，其中多孔电极均不参与电极反应，图 3 是甲醇燃料电池的模型。写出该燃料电池的负极反应式 _。如果用该电池作为电解装置，当有 16 g 甲醇发生反应时，则理论上提供的电量最多为 _(法拉第常数为 9.65104C/mol)（二）选考题：共 15 分。请考生从 2 道化学题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。4 化学选修 3：物质结构与性质（15 分）碳是地球上组成生命的最基本的元素之一。按要求回答：（1）碳原子核外有_种不同空间运动状态的电子，第一电离能介于 B 和 C 之间的元素的名称为_。（2）碳元素能形成多种无机物。CO32-的立体构型是_。MgCO3分解温度比 CaCO3低的原因是_。石墨与钾可形成石墨夹层离子晶体 C8K（如图），其结构为每隔一层碳原子插入一层钾 5 原子，与钾原子层相邻的上下两层碳原子排列方式相同，则与钾最近等距的配位碳原子有_个。（3）碳也可形成多种有机化合物，下图所示是一种嘌呤和一种吡啶的结构，两种分子中所有原子都在一个平面上。1 mol 吡啶分子中含有 键数目是_。嘌呤结构中 N 原子的杂化方式为_。嘌呤中轨道之间的夹角1 比2 大，解释原因_。（4）将立方金刚石中的每个碳原子用一个由 4 个碳原子组成的正四面体结构单元取代可形成碳的一种新型三维立方晶体结构T-碳。已知 T-碳密度为 g/cm，阿伏加德罗常数为 NA，则 T-碳的晶胞参数 a=_ pm(写出表达式即可)。5化学选修 5：有机化学基础(15 分)萜品醇可作为消毒剂、抗氧化剂、医药和溶剂。合成-萜品醇 G 的路线之一如下：已知：请回答下列问题：6（1）A 的分子式为_；G 所含官能团的名称是_。（2）CD 的反应类型为_；该反应的副产物中与 D 互为同分异构体的化合物的结构简式为_。（3）EF 反应中加入试剂浓 H2SO4的作用是_；F 中混有少量 C2H5OH 和 E，最好用_（填字母）洗涤除去。A水 B氢氧化钠溶液 C浓硫酸 D饱和碳酸钠溶液（4）B 在一定条件下发生聚合反应的化学方程式为_；写出同时满足下列条件的 B的链状同分异构体的结构简式_。核磁共振氢谱有 2 个吸收峰。能发生银镜反应。7 参考答案（2.26）1、（1）漏斗（1 分）（2）2Cu2+SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+（2 分）Cu2+2Cl-+Fe=2CuCl+Fe2+（2 分）（3）防止 CuCl 在潮湿的空气中水解氧化（2 分）（4）D（2 分）（5）温度过高，促进了 CuCl 的水解（或温度过高，促进了 CuCl 与空气中氧气反应）（2 分）（6）Cu2+e-+Cl-=CuCl（2 分）【解析】（1）过滤时用到的仪器漏斗、烧杯、玻璃棒；（2）还原过程中硫酸铜与亚硫酸铵、氯化铵和水反应生成氯化亚铜沉淀和硫酸铵、硫酸，离子方程式为 2Cu2+SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+；若换为 Fe 时，铜离子与铁、氯离子反应生成亚铁离子和氯化亚铜，离子方程式为 Cu2+2Cl-+Fe=2CuCl+Fe2+；（3）氯化亚铜在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜，真空干燥、密封包装可防止CuCl 在潮湿的空气中水解氧化；（4）随着 pH 值减小，溶液中 c（H+）增大，则Cu2（OH）4-nCln中 OH-的量逐渐减小，则 Cl-的量增大，摩尔质量增大，则 Cu 的百分含量减小，答案为 D；（5）温度过高时，CuCl 与空气中的氧气反应，或促进了 CuCl 的水解，导致 CuCl 产率下降；（6）电解时阴极得电子，则铜离子得电子，与氯离子反应生成氯化亚铜沉淀，电极反应式为 Cu2+e-+Cl-=CuCl。2、（1）SO32-+H2OHSO3-+OH-（2 分）Ag+H2OAgOH+H+（2 分）（2）SO32-具有较强的还原性，若被空气中的 O2氧化为 SO42-即为 Ag结合生成 Ag2SO4沉淀（2分）（3）过量的 Na2SO3(或亚硫酸钠)（2 分）（4）验证棕黑色物质 X 不是 Ag2O（2 分）Ag（2 分）Ag2HNO3(浓)=AgNO3NO2H2O（2 分）【解析】（1）Na2SO3为强碱弱酸盐，在溶液中水解显碱性，则溶液的 pH=10，其水解离子方程为：SO32-+H2OHSO3-+OH-，AgNO3为强酸弱碱盐，在溶液中 pH=5，其水解离子方程为：8 Ag+H2OH+AgOH；故答案为：SO32-+H2OHSO3-+OH-、Ag+H2OAgOH+H+（2）推测 a 中白色沉淀为 Ag2SO3，Ag+与 SO32-反应生成 Ag2SO3，Ag2SO3溶于过量的 Na2SO3溶液，生成沉淀的离子方程式为：2Ag+SO32-=Ag2SO3，推测 a 中白色沉淀为 Ag2SO4，其依据为：SO32-有还原性，可能被氧化为 SO42-，与 Ag+反应生成 Ag2SO4白色沉淀，故答案为：SO32-具有较强的还原性，若被空气中的 O2氧化为 SO42-即与 Ag结合生成 Ag2SO4沉淀；（3）Ag2SO3白色，难溶于水，溶于过量 Na2SO3的溶液，取 B、C 中白色沉淀，置于 Na2SO3溶液中，沉淀溶解，说明 B、C 中白色沉淀为 Ag2SO3，另取 Ag2SO4固体，同样条件置于足量Na2SO3溶液中，进行对照试验，发现沉淀不溶解，故答案为：过量的 Na2SO3(或亚硫酸钠)；（4）氧化银能和盐酸生成白色氯化银沉淀和水，溶液的 pH=2，产生大量白色沉淀，一段时间后，产生海绵状棕黑色物质 X，向 X 中滴加稀盐酸，无明显变化，说明 X 不是 Ag2O，故答案为：验证棕黑色物质 X 不是 Ag2O；向 X 中加入过量浓 HNO3，产生红棕色气体为 NO2，X 与浓硝酸发生氧化还原反应，X具有还原性，X 只能为金属单质，只能为银，含有 Ag 元素，不含 S 元素，故答案为：Ag；向 X 中加入过量浓 HNO3，产生红棕色气体为 NO2，银和硝酸反应，氮元素从+5 变为+4价，同时生成硝酸银和水，反应方程式为：Ag+2HNO3（浓）AgNO3+NO2+H2O，故答案为：Ag+2HNO3（浓）AgNO3+NO2+H2O。3、（1）+41.19 kJ/mol（2 分）较低温（2 分）（2）A（2 分）a.450（2 分）0 x2.025（2 分）b.（2 分）（3）CH3OH-6e-+3O2-=CO2+2H2O（2 分）2.895105 C （2 分）【解析】（1）反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H1=-49.58kJ/mol 反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2 9 反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H3=-90.77kJ/mol 根据盖斯定律，反应可以是-得到，所以反应的焓变H2=(-49.58 kJ/mol)-(-90.77kJ/mol)=+41.19 kJ/mol；根据反应自发行的判据：G=H-TS0，反应是熵减的放热的反应，所以要自发进行需要在较低温下进行；（2）A：n(H2)=3 mol，n(CO2)=1.5 mol，B：n(H2)=3 mol，n(CO2)=2 mol，二者比较，B 相当于增大二氧化碳的量，平衡正向移动，但 CO2的转化率反而降低，转化率小于 A，所以曲线该 I 代表 A 的投料；在温度为 500K 的条件下，在 3 L 恒容密闭容器中充入 3 mol H2和 1.5 mol CO2，该反应 10 min 时达到平衡，二氧化碳的转化率是 60%，则转化的 CO2物质的量浓度为c(CO2)=1.5 3molL60%=0.3 mol/L，根据反应方程式 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)中物质反应关系可知，c(H2)=3c(CO2)=0.9 mol/L，c(CH3OH)=c(H2O)=n(CO2)=0.3mol/L，所以各种物质的平衡浓度：c(CO2)=(0.5-0.3)mol/L=0.2 mol/L，c(H2)=(1-0.9)mol/L=0.1mol/L；c(CH3OH)=c(H2O)=0.3 mol/L，所以 a.该温度下，反应 I 的平衡常数 K=30.3 0.30.2 0.1=450，500K 时，若在此容器中开始充入0.3molH2和 0.9 mol CO2、0.6 mol CH3OH、x mol H2O，浓度分别为 0.1 mol/L，0.3 mol/L，0.2 mol/L，3x mol/L，若使反应在开始时正向进行，浓度商 Qc=30.230.3 0.1xK=450，x=2.025，所以 x 应满足的条件是 0 x2.025；b.当反应时间达到 3min 时，迅速将体系温度升至 600K，反应正向进行，反应速率加快，反应产生更多的甲醇，甲醇的浓度会增加，图象为。（3）以固体氧化锆氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过，分析该电池的工作原理如图 3 所示可知负极是甲醇失去电子，发生氧化反应，结合导电离子和电荷守恒分析书写电极反应为：CH3OH-6e-+3O2-=CO2+2H2O；10 16g 甲醇物质的量 n(CH3OH)=m16 gM32 g/mol=0.5 mol，则其发生反应时转移电子的物质的量 n(e-)=0.5 mol6=3 mol，因此理论上提供的电量最多 Q=3 mol9.65104 C/mol=2.895105 C。4、（1）4（1 分）铍（1 分）（2）平面三角形（1 分）氧化镁晶格能比氧化钙大，使得镁离子比钙离子更容易结合碳酸根中的氧离子（2 分）12（2 分）（3）10NA（2 分）sp2（2 分）孤电子对与键合电子对之间的斥力大于键合电子对之间的斥力，斥力大，键角大（2 分）（4）A34 8 12N 1010（2 分）【解析】（1）碳原子核外有 6 个电子，电子排布式为 1s22s22p2，其中 2p 上的 3 个原子轨道互相垂直，一共有 4 种不同空间运动状态的电子；同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，第A 族、VA 族满足全充满或半充满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，第二周期中，第一电离能介于 B 元素和 C 元素间的元素是 Be，名称为铍，故答案为 4；铍；（2）CO32-中 C 的价层电子对数=3+4+2-3 22=3，采用 sp2杂化，立体构型为平面三角形，故答案为平面三角形；在离子晶体中，离子半径越小晶格能越大，所以在第A 族金属碳酸盐中，阳离子半径越小对氧的吸引力越大，就越容易导致碳酸根的分解，所以在第A 族中，随着原子序数的增加，原子半径增大，碳酸盐的分解温度也增大，所以 MgCO3分解温度比 CaCO3低，故答案为氧化镁晶格能比氧化钙大，使得镁离子比钙离子更容易结合碳酸根中的氧离子；根据石墨与钾可形成石墨夹层离子晶体 C8K 的结构图，与钾最近等距的配位碳原子有上下 2 层中对应的 2 个六边形上的 12 个碳原子，故答案为 12；（3）1 个单键为 1 个 键，1 个双键为 1 个 键和 1 个 键，1 mol 吡啶()分子中含有 键数目是 10NA，故答案为 10NA；11 嘌呤分子为平面结构，N 形成 3 根共价键，根据杂化轨道理论，则 N 原子的杂化方式为 sp2杂化，故答案为 sp2；根据 VSEPR 理论，孤电子对对键合电子对之间的斥力大于键合电子对对键合电子对之间的斥力，导致键合电子对与键合电子对之间的夹角减小，因此嘌呤中轨道之间的夹角1比2 大，故答案为孤电子对与键合电子对之间的斥力大于键合电子对之间的斥力，斥力大，键角大；（4）一个金刚石晶胞中，含有 C 的数目为 818+612+4=8，将每个 C 原子换成四面体结构的 C，则 T-碳晶胞中含有碳原子数目为 84 个，取 1mol 这样的晶胞，则有 NA个这样的晶胞，则 1molT-碳晶胞的质量为 m=1284g，T-碳密度为 g/cm3，则 1 个晶胞的体积为A312 8 4gN g/cm=A12 8 4N cm3，则 T-碳的晶胞参数 a=3A12 8 4N cm=3A12 8 4N 1010pm，故答案为A34 8 12N 1010。5、（1）C7H10O3（1 分）碳碳双键、羟基（2 分）（2）消去反应（2 分）（2 分）（3）催化剂、吸水剂（2 分）D（2 分）（4）（2 分）（2 分）【解析】试题以-萜品醇 G 的合成为线索，考查有机物的分子式、结构简式、官能团、有机反应原理、有机反应类型、除杂方案、同分异构体等知识点，考查考生对有机流程的分析能力和利用已有知识解决问题的能力。-萜品醇 G 的合成流程中，根据反应条件可知，BC 是醇与 HBr 的取代反应，C 为，CD 是消去反应，同时COOH 与碱发生中和，D 为，D 酸化得到 E，E 为，E 与乙醇发生酯化反应生成的 F 为，结合已知中酯发生的 12 反应及产物 G 的结构，则已知反应的反应物及产物中 R是CH3，所以 Y 为 CH3MgBr。（1）A的分子式为 C7H10O3，G 分子中官能团是 C=C 和OH，名称是碳碳双键和羟基。正确答案：C7H10O3、碳碳双键 羟基。（2）CD 是卤代物在 NaOH 乙醇溶液中加热发生消去反应，同时COOH 与碱发生中和，卤原子邻位 C 原子有两种，六元环上的两个位置是等价的，另外一种是在CH3上消去 H 原子生成。正确答案：消去反应、。（3）EF 是酯化反应，浓硫酸在反应中做催化剂和吸水剂。F 中混有的 C2H5OH 和 E 时，A、水虽然可以溶解乙醇，但是 E、F 能够互溶，所以不能除去有机物 E；B、NaOH 能够使 F 发生水解，也不合适。C、由于酯化反应是可逆反应，浓硫酸 不能使反应完全进行，C 错误。D、饱和碳酸氢钠溶液可以溶解乙醇，并使 E 反应生成可溶性钠盐而与 F 分离，再用分液即可分离出 F，D 正确。正确答案：催化剂和吸水剂、D。（4）B 的聚合是OH 与COOH 的缩聚反应，反应原理为。B 分子式是 C8H14O3，不饱和度为 2，能够发生银镜反应说明含有CHO，链状结构不存在环，如果再有一个碳碳双键，由于对称性较差，核磁共振氢谱吸收峰最少的结构吸收峰数目也大于 2，不符合。所以应当含有两个CHO，对称性最好的结构是，核磁共振氢谱有 2 个吸收峰。正确答案：、。