2023届高考化学二轮满分训练(非选择题)02(解析版)

非选择题满分训练02(一)必考题26．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)有广泛的用途，实验室中通过如下方法制备：①不断搅拌条件下，在饱和Na2CO3溶液中缓缓通入SO2至反应完全；②取下三颈烧瓶，测得反应液的pH＝4.1；③将溶液蒸发浓缩、结晶、过滤得焦亚硫酸钠晶体请回答下列问题：(1)实验室可利用Na2SO3和较浓的硫酸制备少量SO2气体，该反应的化学方程式为__________________________________________________________。硫酸浓度太大不利于SO2气体逸出，原因是___________________________。制备、收集干燥的SO2气体时，所需仪器如下。装置A是气体发生装置，按气流方向连接各仪器口，顺序为a→________→________→________→________→f。装置D的作用是______________________。(2)步骤①反应的离子方程式为______________________________________，合成Na2S2O5的总化学方程式为_______________________________。(3)在强碱性条件下利用Na2S2O5氧化HCOONa的方法可制备保险粉连二亚硫酸钠(Na2S2O4)，反应的离子方程式为__________________________________。(4)工业上用焦亚硫酸钠法制备保险粉带来的主要问题是废水中含有大量的有机物，有机物总含碳量用TOC表示，常采用Fenton氧化法去除废水中的有机物，即通过向废水中加入H2O2，以Fe2＋作催化剂，产生具有强氧化性的羟基自由基(·OH)来氧化降解废水中的有机物。①其他条件一定时，n(H2O2)∶n(Fe2＋)的值对TOC去除效果的影响如图1所示：当TOC的去除率最大时，n(H2O2)∶n(Fe2＋)＝________。②在pH＝4.5，其他条件一定时，H2O2的加入量对TOC去除效果的影响如图2所示，当H2O2的加入量大于40mL·L－1时，TOC去除率反而减小的原因是_______________________。27．铬是一种银白色的金属，常用于金属加工、电镀等。工业以铬铁矿[主要成分是Fe(CrO2)2]为原料冶炼铬及获得强氧化剂Na2Cr2O7。其工艺流程如图所示：已知：高温氧化时发生反应Fe(CrO2)2＋Na2CO3＋O2→Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2(未配平)回答下列问题：(1)将铬铁矿的主要成分Fe(CrO2)2写成氧化物的形式：________，高温氧化时可以提高反应速率的方法为______________________________________(写出一条即可)。(2)Na2CrO4加入硫酸酸化的离子方程式为______________________________；在实验室中，操作a所用到的玻璃仪器有________。(3)Na2CrO4中铬元素化合价为________；生成1molNa2CrO4时共转移电子的物质的量为________mol。(4)根据有关国家标准，含CrOeq\o\al(2－,4)的废水要经化学处理，使其浓度降至5.0×10－7mol·L－1以下才能排放，可采用加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)＝1.2×10－10]，再加入硫酸处理多余的Ba2＋的方法处理废水，加入可溶性钡盐后，废水中Ba2＋的浓度应大于________mol·L－1，废水处理后达到国家标准才能排放。28．目前，处理烟气中SO2常采用两种方法：液吸法和还原法。Ⅰ.碱液吸收法25℃时，Kb(NH3·H2O)＝1.8×10－5；H2SO3：Ka1＝1.5×10－2，Ka2＝1.0×10－7Ksp(CaSO4)＝7.1×10－5。第1步：用过量的浓氨水吸收SO2，并在空气中氧化；第2步：加入石灰水，发生反应Ca2＋＋2OH－＋2NHeq\o\al(＋,4)＋SOeq\o\al(2－,4)CaSO4↓＋2NH3·H2OK。(1)25℃时，0.1mol·L－1(NH4)2SO3(2)计算第2步中反应的K＝________。Ⅱ.水煤气还原法已知：①2CO(g)＋SO2(g)S(l)＋2CO2(g)ΔH1＝－37.0kJ·mol－1②2H2(g)＋SO2(g)S(l)＋2H2O(g)ΔH2＝＋45.4kJ·mol－1③CO的燃烧热ΔH3＝－283kJ·mol－1(3)表示液态硫(S)的燃烧热的热化学方程式为__________________________________。(4)反应②中，正反应活化能E1________(填“>”“<”或“＝”)ΔH2。(5)在一定压强下，发生反应①。平衡时SO2的转化率α(SO2)与投料比的比值[eq\f(n(CO),n(SO2))＝y]、温度T的关系如图所示。比较平衡时CO的转化率α(CO)：N________(填“>”“<”或“＝”，下同)M。逆反应速率：N________P。(6)某温度下，向10L恒容密闭容器中充入2molH2、2molCO和2molSO2发生反应①、②，第5min时达到平衡，测得混合气体中CO2、H2O(g)的物质的量分别为1.6mol、1.8mol。①该温度下，反应②的平衡常数K为________。②其他条件不变，在第7min时缩小容器体积，α(SO2)________(填“增大”“减小”或“不变”)。(二)选考题35．【选修3：物质结构与性质】氮和磷元素的单质和化合物在农药生产及工业制造业等领域用途非常广泛，请根据提示回答下列问题：(1)科学家合成了一种阳离子为“Neq\o\al(n＋,5)”，其结构是对称的，5个N排成“V”形，每个N原子都达到8电子稳定结构，且含有2个氮氮三键；此后又合成了一种含有“Neq\o\al(n＋,5)”化学式为“N8”的离子晶体，其电子式为_____________________________，其中的阴离子的空间构型为________。(2)2001年德国专家从硫酸铵中检出一种组成为N4H4(SO4)2的物质，经测定，该物质易溶于水，在水中以SOeq\o\al(2－,4)和N4Heq\o\al(4＋,4)两种离子的形式存在。N4Heq\o\al(4＋,4)根系易吸收，但它遇到碱时会生成类似白磷的N4分子，不能被植物吸收。1个N4Heq\o\al(4＋,4)中含有________个σ键。(3)氨(NH3)和膦(PH3)是两种三角锥形气态氢化物，其键角分别为107°和93.6°，试分析PH3的键角小于NH3的原因________________________________。(4)P4S3可用于制造火柴，其分子结构如图1所示。①P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为________。②每个P4S3分子中含孤电子对的数目为________。(5)某种磁性氮化铁的晶胞结构如图2所示，该化合物的化学式为____________。若晶胞底边长为anm，高为cnm，则这种磁性氮化铁的晶体密度为_____g·cm－3(用含a、c和NA的式子表示)(6)高温超导材料，是具有高临界转变温度(Te)能在液氮温度条件下工作的超导材料。高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu3＋。基态时Cu3＋的电子排布式为[Ar]________；化合物中，稀土元素最常见的化合价是＋3，但也有少数的稀土元素可以显示＋4价，观察下面四种稀土元素的电离能数据，判断最有可能显示＋4价的稀土元素是________(填元素符号)。几种稀土元素的电离能(单位：kJ·mol－1)元素I1I2I3I4Sc(钪)633123523897019Y(铱)616118119805963La(镧)538106718504819Ce(铈)52710471949354736．【选修5：有机化学基础】己二酸环酯类化合物是一种重要的化工试剂。其一种合成路线如下：CH2(COOC2H5)2eq\o(→,\s\up7(NaOC2H5),\s\do5(试剂Ⅰ))Aeq\o(→,\s\up7(（1）H2O/H＋),\s\do5(（2）△，－CO2))eq\o(→,\s\up7(HCN))eq\o(→,\s\up7(－H2O),\s\do5(△))eq\o(→,\s\up7(H2O/H＋),\s\do5(△))已知：回答下列问题：(1)按系统命名法，CH2(COOC2H5)2的名称为________。(2)A生成B的反应类型为________，化合物E中官能团的名称为________，F的分子式为________。(3)D生成E的化学方程式为__________________________________。(4)芳香族化合物G为E的同分异构体，符合下列要求的同分异构体有________种。Ⅰ.1molG可与2molNa2CO3反应Ⅱ.含有官能团—NH2Ⅲ.苯环上有三个取代基，且苯环上有两种等效氢其中核磁共振氢谱有五组峰，峰面积之比为6∶2∶2∶2∶1的结构简式为________________________________________________________。(5)写出用甲醛、乙醛和CH2(COOC2H5)2为原料制备化合物的合成路线(其他试剂任选)。

答案与解析26．答案：(1)Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋H2O浓硫酸中只有少量H2SO4电离，c(H＋)很小，导致复分解反应速率慢decb防止倒吸(2)COeq\o\al(2－,3)＋2SO2＋H2O=2HSOeq\o\al(－,3)＋CO2Na2CO3＋2SO2=Na2S2O5＋CO2(3)HCOO－＋S2Oeq\o\al(2－,5)＋OH－=COeq\o\al(2－,3)＋S2Oeq\o\al(2－,4)＋H2O(4)①1②酸性条件下H2O2直接与Fe2＋反应，导致溶液中羟基自由基(·OH)浓度减小，使得TOC去除率下降解析：(1)实验室用Na2SO3和硫酸制备少量SO2气体时，若硫酸浓度太大，则c(H＋)较小，导致复分解反应速率慢。若硫酸浓度太小，则由于SO2气体易溶于水，也不利于SO2气体逸出。收集SO2时，应先干燥，再收集—向上排空气法(长进短出)；又因SO2易溶于水，要有防倒吸装置(安全装置)。(2)反应终止时溶液的pH＝4.1，可推测反应的产物是NaHSO3而不是Na2SO3，NaHSO3是弱酸的酸式盐，书写离子方程式时要注意拆分形式。起始原料是SO2和Na2CO3，目标产物是Na2S2O5，根据质量守恒可写出化学方程式。(3)书写该氧化还原反应方程式的关键是确定HCOONa的氧化产物，在强碱性条件下，HCOONa中＋2价碳必被氧化为COeq\o\al(2－,3)。(4)①去除率最高时，TOC的含量最低，由图1可得此时n(H2O2)∶n(Fe2＋)＝1。②当H2O2的加入量大于40mL·L－1时，随着H2O2含量增加去除率反而降低，说明H2O2必参加了其他副反应。27．答案：(1)FeO·Cr2O3不断搅拌(2)2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O烧杯、漏斗、玻璃棒(3)＋63.5(4)2.4×10－4解析(1)Fe(CrO2)2中铁元素为＋2价，则氧化物为氧化亚铁和三氧化二铬；将铬铁矿磨碎、不断搅拌可使反应物之间充分接触，加快反应速率。(2)Na2CrO4中加入酸生成Na2Cr2O7，为非氧化还原反应，在离子方程式中用氢离子平衡电荷，即可写出并配平离子方程式。由流程可知操作a将固体和溶液分离，为过滤。(3)根据化合物中元素化合价代数和为零可得，铬元素在此化合物中为＋6价；配平已知的化学方程式得：4Fe(CrO2)2～7O2～8Na2CrO4，生成1molNa2CrO4，参加反应的O2的物质的量为eq\f(7,8)mol，反应中氧元素由0价降低为－2价，转移电子的物质的量为参加反应的氧气的物质的量的4倍，转移电子的物质的量为eq\f(7,8)mol×4＝3.5mol。(4)由CrOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋BaCrO4知Ksp(BaCrO4)＝c(CrOeq\o\al(2－,4))·c(Ba2＋)＝5.0×10－7×c(Ba2＋)＝1.2×10－10，解得c(Ba2＋)＝2.4×10－4mol·L－1。28．答案：(1)>(2)4.3×1013(3)S(l)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－529kJ·mol－1(4)>(5)><(6)①2700②增大解析：(1)由题给信息知，一水合氨的电离常数大于亚硫酸的第二步电离常数，所以SOeq\o\al(2－,3)的水解程度大于NHeq\o\al(＋,4)的水解程度，则25℃时，0.1mol·L－1亚硫酸铵溶液呈碱性。(2)K＝eq\f(c2（NH3·H2O）,c（Ca2＋）·c（SOeq\o\al(2－,4)）·c2（OH－）·c2（NHeq\o\al(＋,4)）)＝eq\f(1,（1.8×10－5）2×7.1×10－5)＝4.3×1013。(3)由已知信息③可得CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH3＝－283kJ·mol－1，将该热化学方程式及已知信息①中热化学方程式依次编号为a、b，根据盖斯定律，由a×2－b得：S(l)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝(－283kJ·mol－1)×2＋37.0kJ·mol－1＝－529kJ·mol－1。(4)设E2为逆反应的活化能，则E1－E2＝ΔH2>0，所以E1>ΔH2。(5)比较M、N两点CO的转化率，选择P点为参照点，比较M点和P点对应的CO的转化率：温度相同，y1大于y2，投入较多CO来增大SO2转化率，则CO的转化率降低，故M点对应的CO转化率小于P点。比较N点和P点对应的CO转化率：投料比的比值相同，P点温度高于N点，反应①的正反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，故P点对应的CO转化率小于N点。故CO的平衡转化率：N>P>M。N点和P点的投料比的比值相同，升高温度，正、逆反应速率均增大，故N点逆反应速率小于P点。(6)①设参与反应①、②的SO2的起始物质的量浓度分别为amol·L－1、bmol·L－1，达到平衡时，转化的物质的量浓度分别为xmol·L－1、ymol·L－1，利用三段式法计算：依题意知，2x＝0.16，解得x＝0.08，2y＝0.18，解得y＝0.09，平衡时c(SO2)＝0.2mol·L－1－0.17mol·L－1＝0.03mol·L－1，c(H2)＝0.02mol·L－1，c(H2O)＝0.18mol·L－1，则反应②的K＝eq\f(c2（H2O）,c2（H2）·c（SO2）)＝eq\f(0.182,0.022×0.03)L·mol－1＝2700。②缩小容器体积相当于增大压强，反应①、②都是气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，SO2的平衡转化率增大。(二)选考题35．答案(1)直线形(2)10(3)N的电负性强于P，对成键电子对吸引能力更强，成键电子对离中心原子更近，成键电子对之间距离更小，排斥力更大致使键角更大，因而PH3的键角小于NH3(或氮原子电负性强于磷原子，PH3中P周围的电子密度小于NH3中N周围的电子密度，故PH3的键角小于NH3)(4)①sp3②10(5)Fe3Neq\f(728\r(3),9a2cNA)×1021(6)3d8Ce解析：(1)Neq\o\al(n＋,5)结构是对称的，5个N排成V形，5个N结合后都达到8电子结构，且含有2个N≡N键，满足条件的结构为[]＋，故“Neq\o\al(n＋,5)”带一个单位正电荷。因此化学式为“N8”的离子晶体是由Neq\o\al(＋,5)和Neq\o\al(－,3)形成的，电子式为。其中的阴离子和CO2互为等电子体，则其空间构型为直线形。(2)N4与白磷的结构类似为正四面体形，因此N4Heq\o\al(4＋,4)的结构式为，所以1个N4Heq\o\al(4＋,4)中含有10个σ键。(3)由于N的电负性强于P，对成键电子对吸引能力更强，成键电子对离中心原子更近，成键电子对之间距离更小，排斥力更大致使键角更大，因而PH3的键角小于NH3。(4)①P4S3分子中硫原子的价层电子对数是4，含有2对孤对电子，杂化轨道类型为sp3。②分子中每个P含有1对孤对电子，每个S含有2