2025届高三化学二轮复习 综合题提能练(四)（含解析）

综合题提能练(四)(分值:60分)1.(12分)硝酸镍可用于电镀镍铬合金、蓄电池、金属表面处理剂。某兴趣小组用含镍废催化剂(主要含有Ni,还含有Al、Al2O3、CuO、SiO2及有机物)制备Ni(NO3)2,其工艺流程如下:部分金属化合物的Ksp近似值如表所示:化学式Cu(OH)2Al(OH)3Ni(OH)2Ksp近似值2.2×10-201.0×10-341.0×10-15回答下列问题:(1)(1分)能溶解在石油醚中的物质是。

(2)(2分)“过滤1”中用到的硅酸盐仪器有玻璃棒、,过滤时玻璃棒的作用是。

(3)(1分)滤液2的主要成分是(填化学式)。

(4)(3分)“酸浸”时,有同学提出用稀硫酸代替稀硝酸更合理,理由是

(1分)。

Ni与稀硝酸反应时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为(2分)。

(5)(2分)常温下,“调pH”时,溶液的pH最小为

(离子浓度小于或等于1.0×10-5mol·L-l时认为沉淀完全,lg22=1.34,保留小数点后2位)。(6)(1分)“一系列步骤”包括再次加入稍过量的NaOH溶液、过滤、向滤渣中加入稀硝酸、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。“再次加入稍过量的NaOH溶液、过滤、向滤渣中加入稀硝酸”的目的是。

(7)(2分)用沉淀法测定产品Ni(NO3)2的纯度。取ag粗品溶于水,加入稍过量的NaOH溶液,过滤、洗涤、干燥,得到bg沉淀。则粗品中Ni(NO3)2的纯度是(用含a、b的代数式表示)。

2.(12分)铁氰化钾俗称赤血盐,化学式为K3[Fe(CN)6],可溶于水,常用作分析试剂。实验室用Cl2在60~65℃时氧化K4[Fe(CN)6]制备K3[Fe(CN)6]的装置如图所示(夹持装置省略)。回答下列问题:(1)(4分)装置B中试剂是(1分);装置C最好的加热方式为(1分)(填“水浴”或“油浴”),C中反应的离子方程式为(2分)。

(2)(2分)反应结束后通入N2一段时间的目的是。

(3)(6分)工业上可用铁氰化钾法测定蔗糖(C12H22O11)的水解程度(杂质不参与反应)。Ⅰ.反应原理:铁氰化钾在碱性溶液中有氧化性,能将葡萄糖(或果糖)氧化,反应的化学方程式为C6H12O6+6K3[Fe(CN)6]+6KOH===(CHOH)4·(COOH)2+6K4[Fe(CN)6]+4H2O。Ⅱ.实验步骤:i.称取纯净的蔗糖1.000g,置于200mL锥形瓶中,加入少量水溶解,再加入5mL2mol·L-1稀硫酸、摇匀,加热20分钟;ii.进行“一系列操作”;iii.加入2滴次甲基兰指示剂,用cmol·L-1铁氰化钾标准液滴定,终点时消耗标准液VmL。已知:铁氰化钾溶液中加入次甲基兰指示剂,溶液迅速变蓝。①配制铁氰化钾标准液时,用到的定量玻璃仪器有(1分)(填仪器名称)。

②实验步骤ii中“一系列操作”为(1分)。

③蔗糖的水解程度为(2分)%(用含c、V的代数式表示)。

④下列操作会导致测定结果偏低的是(2分)。

a.称取蔗糖时,砝码生锈b.配制铁氰化钾溶液时,转移操作未洗涤烧杯c.溶液变蓝立即读数,后又恢复无色d.滴定前俯视,滴定后仰视3.(13分)CO2催化加氢是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题:(1)(7分)以CO2、H2为原料合成CH3OH,体系中发生如下反应:反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.5kJ·mol-1反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2①已知键能:E(H—H)=436kJ·mol-1、E(C≡O)=1071kJ·mol-1、E(O—H)=464kJ·mol-1、E(C==O)=803kJ·mol-1,则ΔH2=(2分)kJ·mol-1。②下列操作中,能提高CO2(g)平衡转化率的是(2分)(填标号)。

A.增加CO2(g)用量B.恒温恒容下通入惰性气体C.移除H2O(g)D.加入催化剂③在催化剂作用下,发生上述反应Ⅰ、Ⅱ,达平衡时CO2的转化率随温度和压强的变化如图,压强p1、p2、p3由大到小的顺序为(1分)。解释压强一定时,CO2的平衡转化率呈现如图变化的原因(2分)。

(2)(2分)以CO2、H2为原料合成二甲醚,反应如下:主反应:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)向恒温恒压(250℃、3.0MPa)的密闭容器中,通入物质的量之比为n(CO)∶n(CO2)∶n(H2)=1∶5∶20的混合气体,平衡时测得CO2的转化率为20%,二甲醚的选择性为80%(已知二甲醚的选择性=生成二甲醚的CO2物质的量反应共耗CO2物质的量×100%),则副反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的Kp=(以分压表示,分压=总压×(3)(4分)工业上利用废气中的CO2、CO联合制取烧碱、氯代烃和甲醇的流程如图。已知B中的电解装置使用了阳离子交换膜。①B中发生的总反应的离子方程式为。

②若某废气中含有的CO2和CO的体积比为2∶1,废气中CO2和CO体积分数共为13.44%。假设A中处理了标准状况下10m3的废气,其中CO2和CO全部转化成CH3OH,理论上可制得CH3OHkg。

4.(11分)(2024·山东卷)锰氧化物具有较大应用价值,回答下列问题:(1)(3分)Mn在元素周期表中位于第周期族;同周期中,基态原子未成对电子数比Mn多的元素是(填元素符号)。

(2)(4分)Mn如某种氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示,该氧化物化学式为(1分)。

当MnOx晶体有O原子脱出时,出现O空位,Mn的化合价(1分)(填“升高”“降低”或“不变”),O空位的产生使晶体具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获有半导体性质的是(2分)(填标号)。

A.CaO B.V2O5 C.Fe2O3 D.CuO(3)(2分)[BMIM]+BF4-(见图)是MnOx晶型转变的诱导剂。BF4[BMIM]+中咪唑环存在Π56大π键,则N原子采取的轨道杂化方式为(4)(2分)MnOx可作HMF转化为FDCA的催化剂(见下图)。FDCA的熔点远大于HMF,除相对分子质量存在差异外,另一重要原因是。

5.(12分)(2024·泰安二模)化合物K是合成抗病毒药物普拉那韦的原料,其合成路线如下。已知:①R1—CHO+R1—CH==②(1)(1分)A具有酸性,B分子中碳原子的杂化类型为。

(2)(2分)E→F的反应类型为,G中官能团名称为。

(3)(1分)由D→E的过程中有副产物E1生成,E1为E的同分异构体,则E1的结构简式为。

(4)(3分)E有多种同分异构体,符合下类条件的同分异构体有(2分)种。

a.经红外光谱测定结构中含结构,且苯环上只有两个取代基b.能发生水解反应c.能与新制Cu(OH)2反应产生砖红色沉淀写出其中核磁共振氢谱的峰面积之比为1∶2∶2∶2∶9的有机物的结构简式(1分)。

(5)(2分)K分子中含有两个六元环,写出J→K的化学反应方程式

。

(6)(3分)由CH3CHO、、为原料(无机试剂任选),设计制备有机物的合成路线。综合题提能练(四)1.答案(1)有机物(2)漏斗、烧杯引流(3)NaOH、NaAlO2、Na2SiO3(4)Ni与稀硝酸反应会生成污染环境的NO2∶3(5)6.67(6)使产品Ni(NO3)2更纯(或除去硝酸钠等)(7)183b解析镍废催化剂(主要含有Ni,还含有Al、Al2O3、CuO、SiO2及有机物),加入石油醚后溶解有机物,过滤得到滤渣1,滤渣1碱浸过滤得到固体,过滤得到滤液2的主要成分为NaOH、NaAlO2、Na2SiO3;滤渣2加入硝酸酸浸过滤,调节溶液pH使铜离子全部沉淀,镍离子不沉淀,过滤后经过一系列操作得到Ni(NO3)2;(1)据分析可知,能溶解在石油醚中的物质是有机物;(2)过滤时,用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯;玻璃棒的作用是引流;(3)据分析可知,滤渣1主要含有Ni,还含有Al、Al2O3、CuO、SiO2;Al、Al2O3、SiO2与碱反应,碱浸过滤得到固体,过滤得到滤液2为NaOH、NaAlO2、Na2SiO3;(4)“酸浸”时反应为3Ni+8HNO3===3Ni(NO3)2+2NO↑+4H2O;产物中有污染环境的NO;所以有同学提出用稀硫酸代替稀硝酸更合理;HNO3为氧化剂,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3;(5)调节溶液pH的目的是使铜离子全部沉淀,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,所以铜离子全部沉淀时c(OH-)=2.2×10-201×10-5;所以溶液的pH最小为6.67;(6)为了获得纯度高的Ni(NO3)2,可再次加入稍过量的NaOH溶液、过滤、向滤渣中加入稀硝酸;(7)取ag粗品溶于水,加入稍过量的NaOH溶液,过滤、洗涤、干燥,得到bg沉淀为Ni(OH)2,Ni物质的量守恒,则粗品中Ni(NO3)2.答案(1)饱和食盐水水浴2[Fe(CN)6]4-+Cl22[Fe(CN)6]3-+2Cl-(2)排空Cl2,使得Cl2充分被氢氧化钠吸收,减少对环境的污染(3)①量筒和容量瓶②移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶、需调pH至碱性③2.85Vc④c解析A中利用浓盐酸和二氧化锰制备氯气,制备的氯气中含有HCl气体,通过饱和食盐水净化后通入C,与K4[Fe(CN)6]反应制备K3[Fe(CN)6],尾气使用氢氧化钠吸收。(1)据分析可知,装置B中试剂是饱和食盐水;实验室用Cl2在60~65℃时氧化K4[Fe(CN)6]制备K3[Fe(CN)6],所以装置C最好的加热方式为水浴;装置C中反应离子方程式为2[Fe(CN)6]4-+Cl22[Fe(CN)6]3-+2Cl-;(2)反应结束后通入N2一段时间,将仪器内的Cl2排空,使得Cl2充分被氢氧化钠吸收,减少对环境的污染;(2)①配制铁氰化钾标准液时,需要天平、药匙、烧杯、玻璃棒、容量瓶和胶头滴管;其中定量玻璃仪器为量筒和容量瓶;②加热20分钟后,用玻璃棒引流,转移到容量瓶内,用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,当向容量瓶中加水至刻度线1cm~2cm处时,再改用胶头滴管至刻度处,摇匀后装并贴好标签;由于反应在碱性条件下进行,需调pH至碱性;所以“一系列操作”为移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶、需调pH至碱性;③已知反应的化学方程式为C6H12O6+6K3[Fe(CN)6]+6KOH===(CHOH)4·(COOH)2+6K4[Fe(CN)6]+4H2O,加入2滴次甲基兰指示剂,用cmol·L-1铁氰化钾标准液滴定,终点时消耗标准液VmL,所以消耗的C6H12O6质量为m(C6H12O6)=V×10-3L×cmol·L-16×180g·mol-1=0.03Vcg;所以蔗糖的水解程度为342×0.03Vc2×180×100%=2.85Vc%;④a.砝码生锈,使得称得的质量增加,溶质的物质的量偏大,使得V增大,故a不符合题意;b.配制铁氰化钾溶液时,转移操作未洗涤烧杯,溶质的物质的量偏小;滴定量增大,导致测定结果偏大;故b不符合题意;c.溶液变蓝立即读数,后又恢复无色,说明反应未完全,此时V偏小,使得测定结果偏低,故c符合题意;d.滴定前俯视,使读出的刻度比实际的刻度小;滴定后仰视,使读出刻度比实际大,因此3.答案(1)①+43②C③p1>p2>p3TK之前以反应Ⅱ为主,转化率随着温度的升高而增大,TK之后以反应Ⅰ为主,转化率随着温度的升高而减小(2)0.024(3)①2H2O+2Cl-H2↑+Cl2↑+2OH-②1.92解析(1)①已知键能:E(H—H)=436kJ·mol-1、E(C≡O)=1071kJ·mol-1、E(O—H)=464kJ·mol-1、E(C==O)=803kJ·mol-1,则ΔH2=反应物的键能-生成物的键能=2×803kJ·mol-1+436kJ·mol-1-1071kJ·mol-1-2×464kJ·mol-1=+43kJ·mol-1;②A.增加CO2(g)用量,平衡正向移动,但CO2(g)平衡转化率降低,故A不选;B.恒温恒容下通入惰性气体,反应物和生成物的浓度不变,平衡不移动,CO2(g)平衡转化率不变,故B不选;C.移除H2O(g),平衡正向移动,CO2(g)平衡转化率增大,故C选;D.加入催化剂,不能改变平衡状态,CO2(g)平衡转化率不变,故D不选;故选C;③反应Ⅰ是气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,CO2(g)平衡转化率增大,反应Ⅱ是气体体积不变的反应,增大压强,平衡不移动,CO2(g)平衡转化率不变,则由温度T时CO2的平衡转化率大小可知,压强p1、p2、p3由大到小的顺序为p1>p2>p3;反应Ⅰ是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO2(g)平衡转化率减小,反应Ⅱ是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,CO2(g)平衡转化率增大,压强一定时,CO2的平衡转化率呈现如图变化的原因是:TK之前以反应Ⅱ为主,转化率随着温度的升高而增大,TK之后以反应Ⅰ为主,转化率随着温度的升高而减小。(2)由已知条件列出“三段式”平衡时测得CO2的转化率为2x+y5=20%,二甲醚的选择性为2x2x+y=80%,解得x=0.4,y=0.2,反应后总物质的量为26-4x=24.4mol,则副反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(3×0.4+0.224.4×3.0×1+0.224.4×3.05-2×0.4-0.224.4×3.0×20-0.4×6-0.224.4×3.0=0.024。(3)①由图可知,B中发生的总反应为电解氯化钠溶液的反应,离子方程式为:2H2O+2Cl-H2↑+Cl2↑+2OH-;②10m3的废气中CO2和CO总体积为10×103L×13.44%=1344L,CO2和CO的体积比为2∶1,则V(CO)=1344L×13=448L,V(CO2)=1344L×23=896L,n(CO)=448L22.4L·mol-1=20mol,n(CO2)=896L22.4L·mol-1=40mol,CO2和CO全部转化成CH3OH,则生成CH3OH的物质的量为20mol+404.答案(1)四ⅦBCr(2)MnO2降低A(3)正四面体形sp2(4)FDCA形成的分子间氢键更多解析(1)Mn的原子序数为25,位于元素周期表第四周期ⅦB族;基态Mn的电子排布式为[Ar]3d54s2,未成对电子数有5个,同周期中,基态原子未成对电子数比Mn多的元素是Cr,基态Cr的电子排布式为[Ar]3d54s1,有6个未成对电子;(2)由均摊法得,晶胞中Mn的数目为1+8×18=2,O的数目为2+4×12=4,即该氧化物的化学式为MnO2;MnOx晶体有O原子脱出时,出现O空位,即x减小,Mn的化合价为+2x,即Mn的化合价降低;CaO中Ca的化合价为+2价、V2O5中V的化合价为+5价、Fe2O3中Fe的化合价为+3价、CuO中Cu的化合价为+2价,其中CaO中Ca的化合价下降只能为0,其余可下降得到比0大的价态,说明CaO不能通过这种方式获得半导体性质;(3)BF4-中B形成4个σ键(其中有1个配位键),为sp3杂化,空间构型为正四面体形;咪唑环存在Π56大π键,N原子形成3个σ键,杂化方式为sp2;(4)