《全程复习方略》高考化学(全国通用)总复习高效演练 跟踪检测区：选修2.2 化学与资源开发利用[教学类别]

1、高效演练跟踪检测区1.(2015广州模拟)如何从石油中获得更多的轻质燃油一直是化学家探索的课题，将石油分馏得到的重油进行裂化可以获得更多的轻质燃油。资料一：石蜡是含有2030个碳原子的烷烃的混合物，常温下呈固态。资料二：石油催化裂化中通常使用Al2O3作催化剂。某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化，装置如图，实验过程中可观察到烧瓶中固体石蜡先熔化，试管中有少量液体凝结，试管中酸性高锰酸钾溶液褪色，实验后闻试管中液体气味，具有汽油的气味。(1)该装置仪器连接的顺序应遵循的原则为_，为保证实验成功，实验前必须进行的操作是_，装置中较长导管的作用是_。(2)试管中少量液体凝结说明了_。(3)

2、试管中溶液褪色说明了_。(4)能否用试管中的液体萃取溴水中的溴，理由是_。(5)写出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化学方程式_。(6)石油裂化的重要意义是_。【解析】连接仪器的顺序应遵循从下往上，从左到右的原则，装入药品之前要检验装置的气密性；依据石油分馏工业的分馏塔原理，设置了长导管，其作用除导气外，兼起冷凝气体的作用。试管中有液体生成，说明生成5个碳原子数以上的烃，因为常温、常压下，5个碳原子数以上的烃大都呈液态。试管中酸性KMnO4溶液褪色说明生成常温、常压下呈气态的5个碳原子数以下的烯烃。由于裂化产物中有烯烃生成，易与溴发生加成反应，所以不能用来萃取卤素单质。从以上变化可以看出，石油裂化的

3、主要目的是获得更多的轻质燃油，特别是汽油。答案：(1)从下往上，从左往右检验装置的气密性导气、冷凝气体(2)裂化生成了碳原子数大于5的烃(3)裂化生成了碳原子数小于5的烯烃(4)不能，因为裂化产物中有烯烃，易与溴发生加成反应(5)C20H42C10H22+C10H20(6)可提高石油产品中轻质燃油，特别是汽油的产量和质量2.(2015哈尔滨模拟)自来水生产的流程示意图如下：(1)混凝剂除去悬浮物质的过程_(填写序号)。只是物理变化只是化学变化是物理和化学变化FeSO47H2O是常用的混凝剂，它在水中最终生成_沉淀。(2)用氯气消毒，是因为它与水反应生成了HClO，HClO的强氧化性能杀死水中的

4、病菌(不直接用次氯酸为自来水消毒是因为次氯酸易分解，且毒性较大)。Cl2+H2OHCl+HClOK4.510-4，使用氯气为自来水消毒可以有效地控制次氯酸的浓度，请结合平衡常数解释原因： _。下列物质中，_(填写序号)可以作为氯气的代用品。臭氧NH3(液)K2FeO4SO2(3)有些地区的天然水中含有较多的钙、镁离子。用离子交换树脂软化硬水时，先后把水通过分别装有_离子交换树脂和_离子交换树脂的离子交换柱。(填“阴”或“阳”，阳离子交换树脂为HR型，阴离子交换树脂为ROH型)。【解析】(1)混凝剂除去悬浮物的过程是一个复杂的过程，既有盐类水解的化学变化，又有胶体间吸附的物理过程。(2)由氯气与

5、水反应的平衡常数可知，该反应的限度很小，生成的HClO浓度很小，且随着HClO的消耗，平衡会不断向正反应方向移动，补充HClO。臭氧和K2FeO4均具有强氧化性，可以作为氯气的代用品。(3)为防止生成沉淀，应该先将硬水通过阳离子交换树脂除去钙、镁离子，再通过阴离子交换树脂除去其他杂质离子。答案：(1)Fe(OH)3(2)由氯气与水反应的平衡常数可知，该反应的限度很小，生成的HClO浓度很小，且随着HClO的消耗，平衡会不断向正反应方向移动，补充HClO(3)阳阴3.(2015泉州模拟)海水中含有丰富的化学元素，下面是某化工厂从海水中提取NaCl、Mg(以MgCl2形式存在)和Br2(以NaBr

6、的形式存在)及综合利用的生产流程简图：请回答：(1)Mg(OH)2中加入盐酸后，要获得MgCl26H2O晶体，需要进行的实验操作依次为_。A.蒸馏B.灼烧C.过滤D.蒸发E.冷却结晶(2)利用MgCl26H2O可制得无水氯化镁，应采取的措施是_。(3)目前工业上主要采用隔膜法电解饱和食盐水，下列关于隔膜电解槽的叙述错误的是_。A.隔膜的作用，防止氯气和氢氧化钠、氯气和氢气接触而发生反应B.电解之前应除去Ca2+、Mg2+，以防止电解时生成Ca(OH)2、Mg(OH)2堵塞隔膜C.阴极产物为氢氧化钠和氢气D.电解槽的阳极用金属铁网制成(4)母液中常含有MgCl2、NaCl、MgSO4、KCl等(

7、其溶解度曲线如图所示)，可进一步加工制得一些重要的产品。若将母液加热升温到60以上，随着水分的蒸发，会逐渐析出晶体，此晶体的主要成分是_；过滤上述晶体后，将滤液降温到30以下，又逐渐析出晶体，用一定量的冷水洗涤该晶体，最后可得到比较纯净的_晶体。【解析】(1)由溶液中提纯易溶于水的晶体，常用蒸发、冷却结晶的方法。(2)如果直接加热MgCl26H2O不能得到无水MgCl2，应将MgCl26H2O在干燥的HCl气流中加热得无水MgCl2。(3)隔膜电解槽的阳极用碳棒制成，阴极为铁网，所以D错误。(4)将母液加热升温到60以上，由图可知MgSO4的溶解度随着温度的升高而降低，所以随着水分的蒸发，会有

8、MgSO4晶体和NaCl晶体析出，过滤，然后将滤液降温到30以下，又逐渐析出KCl晶体。答案：(1)D、E、C(2)在HCl气流中脱水，防止MgCl2水解(3)D(4)MgSO4、NaClKCl【加固训练】我国海水资源丰富。海水中溴含量约为65 mgL-1，从海水中提取溴的工业流程如下：(1)步骤通入热空气或水蒸气吹出Br2，利用了溴的_。A.氧化性B.还原性C.挥发性D.腐蚀性(2)以上流程中涉及的离子反应如下，请在下面方框内填入适当的化学计量数：(3)实验室分离溴还可以用溶剂萃取法，下列可以用作溴的萃取剂的是_。A.乙醇B.四氯化碳C.烧碱溶液D.苯(4)氧化剂氯气来自电解饱和食盐水，电解

9、槽使用了隔膜(或离子交换膜)来防止氯气与氢氧化钠溶液反应。电解时，阳极反应式为_。若采用无隔膜的电解槽，将得到H2和_。【解析】(1)步骤中用热空气或水蒸气吹出Br2，主要是利用了溴的挥发性。(2)利用得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒配平该离子方程式。(3)乙醇能与水互溶，不能用作萃取剂。(4)电解饱和食盐水，阳极为Cl-放电，电极反应式为2Cl-2e-Cl2。若采用无隔膜的电解槽，则阴极产生的NaOH与阳极产生的Cl2反应得到NaClO。答案：(1)C(2)33153(3)B、D(4)2Cl-2e-Cl2NaClO4.一碳化学是指以研究分子中只含一个碳原子的化合物如甲烷(CH4)、合成气(C

10、O和H2)、CO2、CH3OH等为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学。(1)煤的气化是获得合成气的一种方法，写出煤气化的主要化学反应方程式：_。(2)天然气的重整的化学反应方程式为_。(3)最近科学家提出一种“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的CO2转变为甲醇。其技术流程如下：碳酸钾溶液所起的作用是_。写出上述流程中分解池中发生反应的化学方程式：_。在合成塔中，若有2.2 kg CO2，与足量H2恰好完全反应，生成气态的水、甲醇，可放出2 473.5 kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式_。“绿色自由”构想技术流程中常包括

11、物质和能量的循环利用，上述流程中能体现循环利用的物质有_。【解析】该反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，2.2 kg CO2的物质的量为50 mol，则H-49.47 kJmol-1。答案：(1)2C+O22CO、C+H2OCO+H2、CO+H2OCO2+H2(2)CH4+H2OCO+3H2(3)富集空气中的CO2，为合成甲醇提供CO22KHCO3K2CO3+H2O+CO2CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H-49.47 kJmol-1碳酸钾溶液、高温水蒸气【加固训练】以天然气为原料经合成气(CO、H2)制化学品是目前天然气转化利用的主导技术

12、路线，以甲烷的部分氧化为基础制备甲醚(CH3OCH3)和甲醇的工业流程如下：(1)甲烷的部分氧化反应如下：2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g) H-71.2 kJmol-1有研究认为甲烷部分氧化的机理为CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) H1-890.3 kJmol-1CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) H2CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H3+250.3 kJmol-1则H2_。(2)催化反应室1中合成甲醚的反应为2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)，该反应为自发反应，则该反应的H_(填“”或“

13、”)0。(3)催化反应室2中发生如下反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H0。在容积均为VL的、三个相同密闭容器中分别充入amol CO和2amol H2，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到tmin时CO的体积分数如图a所示，此时、三个容器中一定达到化学平衡状态的是_；都达到化学平衡状态时，CO转化率最低的是_。(4)如图b为熔融碳酸盐燃料电池的工作原理示意图。熔融碳酸盐燃料电池的正极反应式可表示为_。【解析】(1)根据盖斯定律，H22H-H1-2H32(-71.2 kJmol-1)-(-890.3 kJmol-1)-2250.3 kJmol-1+247.3 kJmol-1。(2)由反应可知，反应后气体的物质的量减小，即S0，根据GH-TS，反应能自发进行，则G0，故H必须小于0。(3)从，