安徽省六安市毛坦厂中学2020届高三化学下学期假期作业(2.25)42833.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（2.25）说明：前三题为必做题，第 4 题和第 5 题为选做题 1某课外活动小组欲利用 CuO 与 NH3反应，研究 NH3的某种性质并测定其组成，设计了如下实验装置（夹持装置未画出）进行实验。请回答下列问题：（1）仪器 a 的名称为_；仪器 b 中可选择的试剂为_。（2）实验室中，利用装置 A，还可制取的无色气体是_（填字母）。ACl2 BO2 CCO2 DNO2（3）实验中观察到装置 C 中黑色 CuO 粉末变为红色固体，量气管有无色无味的气体，上述现象证明NH3具有_性，写出相应的化学方程式_。（4）E 装置中浓硫酸的作用_。（5）读取气体体积前，应对装置 F 进行的操作：_。（6）实验完毕，若测得干燥管 D 增重 mg，装置 F 测得气体的体积为 n L（已折算成标准状况），则氨分子中氮、氢的原子个数比为_（用含 m、n 字母的代数式表示）。2工业上利用软锰矿浆烟气脱硫吸收液制取电解锰，并利用阳极液制备高纯碳酸锰、回收硫酸铵的工艺流程如下(软锰矿的主要成分是 MnO2，还含有硅、铁、铝的氧化物和少量重金属化合物等杂质)：（1）一定温度下，“脱硫浸锰”主要产物为 MnSO4，该反应的化学方程式为_。（2）“滤渣 2”中主要成分的化学式为_。（3）“除重金属”时使用(NH4)2S 而不使用 Na2S 的原因是_。（4）“电解”时用惰性电极，阳极的电极反应式为_。（5）“50碳化”得到高纯碳酸锰，反应的离子方程式为_。“50碳化”时加入过量 NH4HCO3，可能的原因是 2 _（写两种）。（6）已知：25时，KW=1.01014，Kb(NH3H2O)=1.75105。在(NH4)2SO4溶液中，存在如下平衡：NH4+H2ONH3H2O+H+，则该反应的平衡常数为_。3研究CO、NOx、2SO等的处理方法对环境保护有重要意义。（1）科学家正在研究利用催化技术将尾气中的 NO 和 CO 转变成2CO和2N，其反应为：222NO(g)2CO(g)2CO(g)N(g)催化剂-1H=-746.8kJmol 为了研究外界条件对该反应的影响，进行下表三组实验，测得不同时刻 NO 的浓度（c）随时间变化的趋势如图 1 所示。1、2、3 代表的实验编号依次是_。（已知在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。）实验温度 NO 初始浓度 O 初始浓度催化剂比表面积催化剂用量编号（）实验 编号 温度（）NO 初始浓度 1mol L CO 初始浓度 1mol L 催化剂比表面积 21mg 催化剂用量（g）280 31.20 10 35.80 10 82 50 280 31.20 10 35.80 10 124 50 350 31.20 10 35.80 10 124 50 图 2 表示 NO 的平衡转化率（a）随温度、压强变化的示意图。X 表示的是_，理由是_；Y 表示的是_，且 Y1_Y2（填“”或“”）。3 （2）一定温度下，将2NO与2SO以体积比 1：2 置于密闭容器中发生反应223NO(g)SO(g)SO(g)NO(g)，达到平衡时3SO的体积分数为 25。该反应的平衡常数K=_。（3）利用原电池反应可实现2NO的无害化，总反应为23226NO8NH7N12H O，电解质溶液为碱性。工作一段时间后，该电池负极区附近溶液 pH_（填“变大”、“变小”或“不变”），正极电极反应式为_。4铁被称为“第一金属”，铁及其化合物在生产、生活中有广泛用途。（1）铁原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用_摄取铁元素的原子光谱。（2）FeC13的熔点为 306，沸点为 315。由此可知 FeC13属于_晶体。FeSO4常作净水剂和补铁剂，SO42-的立体构型是_。（3）铁氰化钾 K3Fe(CN)6是检验 Fe2+的重要试剂。基态 N 原子的轨道表示式为_。写出一种与铁氰化钾中配体互为等电子体的极性分子的化学式_。铁氰化钾中，所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为_。铁氰化钾中，不存在_(填字母标号)。A离子键 B 键 C 键 D氢键 E金属键（4）有机金属配位化合物二茂铁(C5H5)2Fe是汽油中的抗震剂。分子中的大 键可用符号nm表示，其中 m 代表参与形成大 键的原子数，n 代表参与形成大 键的电子数(如苯分子中的大 键可表示为66 )，则中的大 键应表示为_，其中碳原子的杂化方式为_。4（5）羰基铁Fe(CO)5可用作催化剂、汽油抗爆剂等。1molFe(CO)5分子中含_mol 配位键。（6）某种磁性氮化铁的结构如图所示，N 随机排列在 Fe 构成的正四面体空隙中。其中铁原子周围最近的铁原子个数为_；六棱柱底边长为 acm，高为 c cm，阿伏加德罗常数的值为 NA，则该磁性氮化铁的晶体密度为_g/cm3（列出计算式）。5有机物 J 是我国自主成功研发的一类新药，它属于酯类，分子中除苯环外还含有一个五元环。合成 J 的一种路线如下：回答下列问题：（1）B 的结构简式是_。C 的结构简式是_。（2）D 生成 E 的化学方程式为_。（3）J 的结构简式是_。在一定条件下，H 自身缩聚生成高分子化合物的结构简式是_。（4）根据，X 的分子式为_。X 有多种同分异构体，其中满足下列条件的同分异构体共有_种（已知：碳碳叁键或碳碳双键不能与羟基直接相连）。5 A除苯环外无其他环，且无一 OO键 B能与 FeCl3溶液发生显色反应 C苯环上一氯代物只有两种（5）利用题中信息和所学知识，写出以甲烷和甲苯为原料，合成的路线流程图(其它试剂自选)：_。化学答案（2 月 25 号)1【解析】【分析】A 装置制取氨气，B 装置干燥氨气，C 为反应装置，D 装置吸收反应产生的水，E 装置防止 F中的水分进入 D 装置干扰实验结果，F 装置测量生成氮气的体积。答案选 BC；2 【分析】由流程可知，“脱硫浸锰”环节：二氧化硫与软锰矿浆作用生成硫酸锰和少量的硫酸铝、硫酸亚铁等，二氧化硅不反应经过滤成为滤渣；氧化环节：双氧水可将亚铁离子氧化为铁离子；加氨水调节溶液的 pH=56 把铁离子和铝离子转化为沉淀除去；加硫化铵把重金属转化为沉淀除去；通过电解得到金属锰；在阳极液中加碳酸氢铵得碳酸锰和硫酸铵等，据此分析解答。【详解】（1）“脱硫浸锰”生成 MnSO4的反应的化学方程式为 MnO2SO2MnSO4或 H2OSO2H2SO3、MnO2H2SO3MnSO4H2O；（2）加入氨水沉淀金属阳离子，“滤渣 2”中主要成分的化学式为 Fe(OH)3、Al(OH)3；（3）“除重金属”时使用(NH4)2S 而不使用 Na2S 的原因是加 Na2S 会引入钠离子，增大回收的(NH4)2SO4中 Na+含量；（4）“电解”时用惰性电极，阳极应该是水电离出的氢氧根离子放电，电极反应式为 2H2O-4e-=O2+4H+或 4OH-4e-=O2+2H2O；（5）“50碳化”得到高纯碳酸锰，反应的离子方程式为 Mn22HCO3 MnCO3CO2H2O；原溶液显酸性，且碳酸氢铵受热易分解，故“50碳化”时加入过量 NH4HCO3，可能的原因是 NH4HCO3与 H+反应，防止 MnCO3沉淀溶解损失，以及防止 NH4HCO3受热分解损失；（6）根据方程式 NH4+H2ONH3H2O+H+可知反应的平衡常数+-14103232+-544(H)(NHH O)(OH)(H)(NHH O)10=5.7 10(NH)(OH)(NH)1.75 10WbcccccKcccK。3 【分析】（1）根据温度和催化剂对反应速率的影响及平衡的移动，结合图象和表格来判断；反应为气体分子数减少的反应，增大压强，有利于反应正向进行，结合反应的焓变分析温度变化对化学平衡的影响；（2）设 NO2与 SO2的物质的量分别为 1mol、2mol，容器体积为 1L，则 NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）开始 1 2 0 0 转化 x xxx 平衡 1-x 2-x x x 达到平衡时 SO3的体积分数为 25%，则 100%25%12xxxxx 解得 x=0.75mol/L，结合 K 为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比计算。（3）正极上是二氧化氮得到电子发生还原反应，负极上是氨气失电子发生氧化反应，结合电极反应分析判断。【详解】温度越高，反应速率越快，催化剂能改变反应速率，但不改变平衡状态，由图 1 可知，反应 3 的速率最快，反应 1 的速率比反应 2 的速率快，达到平衡时反应物的转化率相同，图表中反应的温度最高且催化剂的表面积最大，则反应 3 为，而与比较温度相同，但催化剂的表面积大，即的反应速率比快，但平衡状态相同，可知反应 1 为，反应 2为，故答案为、；反应为气体分子数减少的反应，增大压强，有利于反应正向进行，反应焓变H0，正反应放热，降低温度有利于反应正向进行，当反应逆向进行时，NO 转化率降低，则可采取的措施有升高温度或降低压强，因此条件为温度，则 Y 表示压强，控制温度相同时，压强越大，NO 转化率越高，则 Y1Y2，故答案为温度；该反应为放热反应，温度升高，平衡向左移动，(NO)降低；该反应为气体分子数减小的反应，压强增大，平衡向右移动，(NO)增大；压强；(2)设 NO2与 SO2的物质的量分别为 1mol、2mol，容器体积为 1L，则 NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)开始 1 2 0 0 转化 x xxx 平衡 1 x 2 x x x 达到平衡时 SO3 的体积分数为 25%，则100%25%12xxxxx，解得x=0.75mol/L，该反应的平衡常数0.75 0.751.80.25 1.25K，故答案为 1.8；(3)原电池工作时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，根据电极总反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O，可知正极上是二氧化氮得到电子发生还原反应，电极反应为：2NO2+8e+4H2O=N2+8OH，该电池正极区附近溶液 pH 增大，故答案为变大；2NO2+8e+4H2O=N2+8OH。4 【详解】（1）可以用光谱仪摄取铁元素的原子光谱；（2）FeC13的熔沸点不高，由此可知 FeC13属于分子晶体，根据 VSEPR 模型，可判断 SO42-的立体构型是正四面体形；（3）N 为 7 号元素，基态 N 原子的轨道表示式为；铁氰化钾中配体为 CN-，与 CN-互为等电子体的极性分子的化学式为 CO；铁氰化钾中，所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为NCFeK；铁氰化钾中，钾离子和铁氰酸根离子键是离子键，C 和 N 之间存在 键和 键，不存在氢键和金属键，氢键存在于电负性大的非金属和与电负性大的非金属相连的氢原子之间，金属键存在于金属单质中，故选 DE；（4）则中的大 键存在于五个 C 原子之间，5 个 C 原子提供 6 个电子形成大 键，应表示为65，由于 C 原子间存在双键，故 C 的杂化方式应为2sp杂化；（5）羰基铁中，碳和铁之间、氧和碳之间，均存在配位键，故 1molFe(CO)5分子中含 10mol配位键；（6）可以根据图示正六棱柱，想象两个六棱柱上下摞在一起，则可以轻松的找到，距离底面面心的 Fe 原子最近的铁原子有底面顶点的 6 个铁原子和分别处于上下两个六棱柱中心的3 个铁原子，共 12 个，该磁性氮化铁的晶体密度2256 6 14 2356 6 14 23232AAAAMMNNNmVVSha cNac 。5 【详解】（1）由 AB 的条件，以及 A、G 的结构简式和 B 的分子式可知，B 的结构简式为：，再由 BC，根据反应条件和 C 的分子式可知，C 为；（2）D 生成 E 的化学方程式为：；（3）由GHJ，以及所给已知，可知 H为，再脱水得到J，则J为，在一定条件下，H 自身缩聚生成高分子化合物的结构简式是：；（4）根据，X 的结构简式为：，则分子式为：C8H6O3；X 的同分异构体中，能与 FeCl3溶液发生显色反应，说明与苯环直接相连的有羟基，由因为苯环上的一氯代物只有一种，且无一 OO键；可能的情况有 ，共 9 种；（5）利用题中信息和所学知识，写出以甲烷和甲苯为原料，合成的路线流程图：。【点睛】找 X 满足条件的同分异构体时，利用分子式计算不饱和度是 6，除苯环不饱和度 4 之外，不饱和度是 2，苯环上的一氯代物只有两种，先从对位的二取代物入手，除含有酚羟基之外还有羰基和醛基，满足条件的只有 1 种；再苯环上的三取代物，取代基可能是一个酚羟基和两个醛基，满足条件的 2 种；苯环上的三取代物，取代基还可能是两个羟基，一个醚键和一个碳碳三键，满足条件的 2 种；最后就是苯环上的四取代物，取代基为三个羟基和碳碳三键，满足条件的有 4 种；总共 9 种同分异构体。