2024版化学大二轮综合大题标准练(二)

综合大题标准练(二)

1.钳(Pd)是航空、航天等高科技领域以及汽车制造业不可缺少的关键材料。某化学兴趣小

组利用CO和PdC12反应制取Pd,并测定PdC12中杷的含最，实验装置如图所示(部分仪器省

略)。已知甲酸为无色易挥发的液体。

回答下列问题：

(I)仪器X的名称为，与普通的分液漏斗相比，该仪器的优点为

(2)A为制取气体的装置，当加热到80〜90℃时，撤去酒精灯,

然后滴加甲酸，此时三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为

浓硫酸除作催化剂外，还起______________的作用。

(3)B中NaOH溶液的作用为___________________________________________________

C中产生黑色粉末状沉淀,且溶液的pH减小，则C中发生反应的离子方程式为

(4)某同学指出该实验存在缺陷，改进的措施为在上述装置末端连接装置(填字母)。

(5)丁二酮后钿重量法因其特效性一直沿用作为钿的标准测定方法。在酸性溶液中钳离子能

与丁二酮后形成螯合物沉淀，利用「二酮朋杷与钿之间的换算因数(饱元素在丁二酮的钳中

所占质量比)可计算杷的含量。测定PdCb样品中杷的含量的实验步骤如下：

①准确称取如gPdCb样品，加入2mL盐酸，加热溶解，加入一定量的水稀释；

②加入足量的丁二酮后乙醇溶液，搅拌，静置陈化；

③过滤、洗涤、烘干至恒重，称最所得丁二酮后钿的质量为加2g。

已知丁二酮的把与把之间的换算因数为0.316,则该PdCl2样品中钿的含量为

%(用含孙、松的代数式表不)。

答案(1)恒压滴液漏斗平衡压强，使液体顺利滴下(2)COHCOOH=^COt+H2O

2+

脱水剂(3)除去挥发出I向甲酸气体CO+Pd+H2O=CO2+PdI+2H+(4)b或c

解析甲酸在浓硫酸脱水作用下生成CO,CO中混有挥发的HCOOH,用NaOH溶液除去

HCOOH蒸气，再将CO通入PdCl2溶液中生成Pd单质，通过测定Pd单质的质量可测定PdCl2

中把的含量，据此分析解容。(2)实验中利用CO和PdCL反应制取Pd,所以A为制取CO

气体的装置，三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为HCOOH装些COf+H2O,浓硫酸起催

化剂和脱水剂的作用。(3)田酸易挥发，生成的CO中含有挥发出的甲酸气体，所以B中NaOH

溶液的作用为除去挥发出的甲酸气体。根据实脸现象分析，C中产生的黑色粉末状沉淀为金

属Pd,溶液pH减小，酸性增强，可知发生反应的离子方程式为CO+Pd2++H2O=CO2+

PdI+2H+o(4)CO为污染性气体，该实睑的缺陷为无尾气处理装置，而CO为可燃性气体,

可用气球收集，也可以用点燃法除去，但C中反应生成CO?,不能直接用酒精灯点燃，需

要将CO?除去后再点燃，所以可选用b或c装置。(5)由题意可知丁二酮肪铝的质量乘以换

算因数即为记元素的质量，则该PdCL样品中把的含量为更著％。

2.利用钛白废酸［含H2sohFeSCh、AIMSO5等］和粉煤灰可资源再利用制备无机高分子絮

凝剂-聚合硫酸硅酸铁铝(PFASS),工艺流程如下:

铁矿烧渣氧气

钛白废酸

(Fe,O,)聚合

粉

：、-磁酸

煤T波取一过滤■x4*

铁铝

灰

NaOH-PFASS

酸化、一聚合

滤渣I

聚合硅酸

滤渣2

已知：①粉煤灰在酸中只有有限的溶解能力;

②粉煤灰的化学组成:

化学成分其他

SiO2AI2O3FeC

质量分数/%52.2622.4211.9613.36

回答下列问题：

(1)一种铁-铝合金晶胞结构如图所示，该晶体的化学式为。其中基态铁原

子的价层电子排布式为O

(2)为提高浸取率，可采取的措施有(填字母)。

A.加入合适的助溶剂

R.将粉煤灰加热处理

C.适当延长浸取时间

⑶“酸化、聚合”步骤加入的最佳试剂为

“碱浸”后所得滤液的主要成分为O

(4)通入氧气时发生反应的离子方程式：________________________________________

(5)步骤X加入铁矿烧渣的目的是______________________________________________

____________________________________________________________________________O

(6)根据所学知识推测，与传统净水剂PAC(聚合氯化铝)科比，聚合硫酸硅酸铁铝聚合程度更

(填“大"或"小”)，理由是_________________________________

____________________________________________________________________________O

(7)聚合硫酸硅酸铁铝可表示成(Fe/A1MOH)〃(SO4)(3-05〃)(SiO2)y,则x=。

2++3+

答案(l)Fe2Al3d64s2(2)ABC(3)H2sO4Na2SiO：；(4)4Fe+02+4H=4Fe+

2H2O

(5)进一步消耗废酸，调节溶液pH,利于下一步聚合

(6)大AP+、FP+水解与珪酸根离子水解互相促进，利于产品聚合(7)2

解析粉煤灰经钛白废酸浸取后，SiCh没有溶解，进入滤渣1,过滤后滤液中有H+、Fe3+.

Fe2\AU*等离子，因为酸性太强，不利于Fe3+、AF+的水解，加入铁矿烧渣消耗酸，再通

入氧气可氧化Fe2+,适当调节pH可获得聚合硫酸铁铝；滤渣1中SiO?经NaOH溶液浸取

后得硅酸钠溶液，酸化、聚合获得聚合硅酸，最后合成聚合硫酸硅酸铁铝。(1)由晶胞结构

及均摊法可知，晶胞中Fe原子的个数为8X5+12xJ+6x[+I=8,Al原子的个数为4,

o4L

所以化学式为FezAl;铁是26号元素，因此基态铁原子的价层包子排布式为3d64s2。(2)A、

B、C都是工艺流程中提高浸取率的措施，此外还有搅拌等。(5)若“氧化、聚合”前剩余的

铁白皮酸过多，会导致酸性太强，不利于Fe'A和AF+水解聚合，所以需要用铁矿烧渣消耗

过量的酸，调节溶液pH,利于下一步聚合。(6)根据所学知识推测，与传统净水剂PAC(聚

合氯化铝)相比，聚合硫酸硅酸铁铝聚合程度更大，理由是Aik、Ft?+水解与硅酸根离子水

解互相促进，水解程度更大，有利于产品聚合。(7)根据化合价代数和为0的原则，可得3x

=〃+2X(3-0.5〃)，解得％=2。

3.化合物M是一种医药中间体，实验室中M的一种合成路线如图:

()R—N

II3I

已知：①RLC—R2*Z-5k；RLC—旦；

②RCH2CR2

③有机物中一个碳原子连接两个一OH时不稳定，易自动脱水。

回答下列问题：

(DB的化学名称为,B分子中手性碳原子有个。

(2)D中含氧官能团的名称为;由C生成D的反应类型为

(3)F的结构简式为。

(4)写;HrtlG生成M的化学方程式：__________________________________________

(5)H为D的同分异构体，同时满足下列条件的H的结构简式有种。

①苯环上连有2个取代基；②含有氨基(一NH。，且氨基直接连在苯环上；③能与银氨溶液

发生银镜反应；④分子中含有2个甲基。

CH.

I

-EAC—CH23n

(6)参照上述合成路线和信息，以2-丙醇和苯为原料(无机试剂任选)，设计制备

的合成路线.

答案(1)3-氯丁醛1⑵羟基取代反应

⑶+2NaOH+2NaCl+H2O(5)3

CH3

CH

-FC—CHi

c2

⑹CH3cH0HCH3-^CH3coe%二一定条件

4H、

解析B的分子式为CaHQCl,对比A的分子式可知A到B为加成反应；由已知①可推出

N=CH—CH—CH—CH.

I

Cl

C的结构简式为;C到D为卤代泾的水解，D的结构

N=CH—CH—CH—CH.

"2HO

简式为U;D到E为仲醇的催化氧化；根据已知②，可

推断出F的结构简式为根据G的结构简式可推出，F到G为取代反应，条件为

氯气、光照；G到M为代解反应，因为两个羟基不能连在同一个碳上，脱水形成酸基，M

CHO

的结构简式为＜外N）,以此解题。（1）根据B的结构简式可知，其名称为3-氯丁酸；根据

C1

1/CHO

B的结构简式，用标出的为手性碳原子：/V,可知B分子中手性碳原子有1

个。（5）苯环上连有2个取代基；既含一NHz,又能与银氮溶液发生银镜反应，说明含有一CHO;

且一NH2直接与苯环相连，分子中含有2个甲基，其中：一CHO可连在1位，符合条件的

NH2

d+C

同分异构体有C,且两个取代基在苯环上有邻、间、对三种位置:关系，所以满足条

CH3

■FC—CH?玉

A

件的同分异构体有3种。（6）以2-丙醇和苯为原料合成\/，先将2-丙醇氧化成丙

酮，再与苯发生已知②的反应，最后加聚得到目标产物。

4.二氧化碳、甲烷等是主要的温室气体。研发二氧化碳和甲烷的利用技术对治理生态环境

具有重要意义。

已知：常温常压下，一些物质的燃烧热如表所示。

物质IW~~~~co（g）

CH4(g)

A/y/(kJmol-1)-890.3-285.8-283.0

回答卜列问题：

(I)在催化剂作用下，甲烷的催化重整是制备合成气的重要方法，写出CK(g)与CCh(g〕反应

生成CO(g)和E(g)的热化学方程式：___________________________________________

⑵在恒温恒容密闭容器中，通入一定量的CH4、CO2发生催化重整反应。

①下列能说明该反应达到化学平衡状态的是(填字母)。

A.混合气体的平均相对分子质量不再变化

B.。正(CH4)=2。逆(CO)

C.CO与此浓度的比值不再变化

D.容器内混合气体的密度不再变化

②当投料比喘*=1.0时，CO2的平衡转化率(幻与温度(7)、初始压强(p)的关系如图所示。

由图可知：压强0(填“V”或“=")2MPa；当温度为T3K、初始压强为

2MPa时，a点的v逆________(填“>”“V"或“=”)v正。起始时向1L恒容容器中加入

2moicH,和2moic02,在温度为"K、初始压强为2MPa条件下反应，用压强表示该反

应的平衡常数r=MPa?(分压=总压X物质的量分数)。

a(CO2)

().8

/Pl

0.7)

0.6/2MPa

0.5/

0.4a/

0.3_一r

0.2

,.

:1

2qTxr5Tt)77K

⑶我国科学家对甲烷和水蒸气催化重整反应机理也进行「广泛研究，通常认为该反应分两

步进行。第•步：CHj催化裂解生成Hz和碳(或碳氢物种)，其中碳(或碳氢物种)吸附在催化

剂上，如CHLCadJ[C(H),Jads+(2一今出；第二步：碳(或碳氢物种)和HzO反应生成CQ2和

H2,如CadJQHUds+ZHzO-82+(2+加2。反应过程和能量变化残图如图：

判断过程________(填序号)加入了催化剂，原因是

控制整个过程②反应速率的是第II步，其原因为

1

答案(1)CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△"=+247.3kJ-mol-(2)®A②V>

4(3)②催化剂降低了活化能第II步的活化能大，反应速率慢

解析(1)根据已知燃烧热可得热化学方程式：

1

®CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)A〃=-890.3kJ-moF；②H2(g)+；O2(g)=H2。⑴

△77=-285.8kJ-mol-1;③CO(g)+拉(g)=CO2(g)AW=-283.0kJ-moCo根据盖斯定律,

将热化学方程式①一②X2—③X2,整理可得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)AH=+

247.3kJ-moF1o(2)①在恒温恒容密闭容器中，通入一定量的CPUCO?发生催化重整反应：

CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),该反应的反应混合物都是气体，气体的质量不变；该

反应的正反应是气体体积增大的反应，反应后气体的物质的量增大，根据知=彳可知，混合

气体〃7不变，〃变化，平均相对分子质量变化，当平均相对分子质量不再变化，反应达到平

衡状态，A正确：反应速率之比等于化学计量数之比，当2UMCH4)=O£CO),反应达到平

衡状态，故。MCH4)=2o式CO)时反应未达到平衡状态，B错误；CO与H?都是生成熟，二

者的浓度比始终保持不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，C错误；该反应的反

应物都是气体，气体的质量不变，反应在恒温恒容密闭容器中进行，气体的体积不变，则根

据〃=%可知容器内混合气体的密度始终不变化，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，

D错误。②该反应的正反应为气体分子数增多的反应，在其他条件不变时，增大压强，化学

平衡向气体体积减小的方向移动，导致平衡时气体压强减小，故压强：pi<2MPa;根据图

才可知，当温度为八K、初始压强为