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1综合能力训练(二)(时间:45分钟满分:100分)综合能力训练第54页一、选择题(共7小题,每小题6分,共42分。每小题只有一项符合题意)1.(2018北京理综)下列我国科技成果所涉及物质的应用中,发生的不是化学变化的是()A.甲醇低温所制氢气用于新能源汽车B.氘、氚用作“人造太阳”核聚变燃料C.偏二甲肼用作发射“天宫二号”的火箭燃料D.开采可燃冰,将其作为能源使用答案:B解析:A项,甲烷在低温条件下制氢气有新物质生成,属于化学变化,不符合题意;B项,核聚变不是化学变化,符合题意;C项,偏二甲肼用作火箭燃料燃烧,属于化学变化,不符合题意;D项,可燃冰作燃料燃烧,属于化学变化,不符合题意。2.下列由实验得出的结论正确的是()选项实验结论A将乙烯通入溴的四氯化碳溶液,溶液最终变为无色透明生成的1,2-二溴乙烷无色、可溶于四氯化碳B乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性C用乙酸浸泡水壶中的水垢,可将其清除乙酸的酸性小于碳酸的酸性D甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的石蕊试纸变红生成的氯甲烷具有酸性答案:A解析:A项,乙烯通入溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,生成物溶于四氯化碳溶液呈无色,A项正确;B项,乙醇和水分子中都含有—OH,可与金属钠反应,但乙醇分子中羟基氢的活性小于水分子中氢的活性,B项错误;C项,水垢的成分是CaCO3和Mg(OH)2,乙酸能除去水垢,说明乙酸的酸性强于碳酸的酸性,C项错误;D项,甲烷与氯气在光照下发生取代反应,生成的氯化氢溶于水具有酸性,D项错误。3.常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是()A.-=10-12的溶液中:N、Cu2+、N-、S-B.滴加KSCN溶液显红色的溶液中:N、K+、Cl-、I-C.0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中:Fe3+、K+、Cl-、S-D.水电离产生的c(OH-)=10-12mol·-的溶液中:Na+、Al3+、Cl-、N-答案:A4.X、Y、Z均为短周期元素,X、Y处于同一周期,X、Z的最低价离子分别为X2-和Z-,Y+和Z-具有相同的电子层结构。下列说法正确的是()2A.原子最外层电子数:XYZB.单质沸点:XYZC.离子半径:X2-Y+Z-D.原子序数:XYZ答案:D解析:先根据题目条件找出X、Y、Z的位置关系,即X、Y、Z可能为O、Li、H或S、Na、F,然后再进行具体分析。短周期元素要注意Li+和H-的特殊情况。5.下列叙述正确的是()A.使用催化剂能够降低化学反应的反应热(ΔH)B.金属发生吸氧腐蚀时,被腐蚀的速率与氧气浓度无关C.原电池中发生的反应达平衡时,该电池仍有电流产生D.在同浓度的盐酸中,ZnS可溶而CuS不溶,说明CuS的溶解度比ZnS的小答案:D解析:A项,催化剂不能改变化学反应的反应热,错误;B项,氧气浓度大,金属发生的吸氧腐蚀越快,错误;C项,原电池中发生反应达到平衡,在每一个电极上得、失电子数相同,电池中不再产生电流,错误。6.液流电池是一种新型蓄电池,是利用正负极电解液分开、各自循环的一种高性能蓄电池,具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点。如图是一种锌溴液流电池,电解液为溴化锌的水溶液。下列说法正确的是()A.充电时阳极的电极反应式:Zn-2e-Zn2+B.充电时电极a为外接电源的负极C.放电时Br-向右侧电极移动D.放电时左右两侧电解质储罐中的离子总浓度均增大答案:D解析:该电池放电时负极为锌,电极反应式为Zn-2e-Zn2+,正极反应式为Br2+2e-2Br-,充电时阳极的电极反应式与放电时正极的电极反应式相反,所以充电时阳极的电极反应式为2Br--2e-Br2,A项错误;在充电时,原电池的正极连接电源的正极,是电解池的阳极,而原电池的负极连接电源的负极,所以充电时电极a为外接电源的正极,B项错误;放电时为原电池,在原电池中间隔着一层阳离子交换膜,所以Br-不能向右侧电极移动,C项错误;放电时左侧生成溴离子,右侧生成锌离子,所以放电时左右两侧电解质储罐中的离子总浓度均增大,D项正确。7.室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示,下列判断错误的是()A.三种酸的电离常数关系:KHAKHBKHDB.滴定至P点时,溶液中:c(B-)c(Na+)c(HB)c(H+)c(OH-)C.pH=7时,三种溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)3D.当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)答案:C解析:A项,题给三种酸均为一元酸,浓度相同时,pH越小,说明对应酸越强,电离常数越大,因此根据未发生中和反应时三种酸的pH大小可知A项正确;B项,P点时,HB反应一半,溶液中溶质为NaB和HB,且物质的量浓度相等,此时溶液呈酸性,说明HB的电离程度大于NaB的水解程度,则溶液中c(B-)c(Na+)c(HB)c(H+)c(OH-),正确;C项,对于任何一种酸HX,加NaOH反应达到中性时,酸越弱,需要的NaOH越少,c(Na+)越小,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(X-),由于c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=c(X-),由于酸性HAHBHD,故达中性时三种溶液中c(A-)c(B-)c(D-),错误;D项,完全中和并混合后,溶液中溶质有NaA、NaB、NaD,水电离的H+部分被A-、B-、D-结合生成HA、HB、HD,所以根据质子守恒有c(H+)+c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-),正确。二、非选择题(58分,包括必考题和选考题两部分,第8~10题为必考题,每个试题考生都必须作答。第11~12题为选考题,考生根据要求选择一题作答)8.(13分)已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种元素,其中A与B形成可使红色石蕊试纸变蓝的气体,C的最高价氧化物对应水化物呈强碱性,D的离子半径是所在同周期元素简单离子半径中最小的,B与E可形成三角锥形分子且每个原子最外层都满足8电子稳定结构。(1)B在元素周期表中的位置为第周期第族,BA3空间构型为。(2)物质甲是C在氧气中燃烧的产物,甲的电子式为;C、D、E各自形成的简单离子半径由小到大的顺序为(用离子符号表示)。(3)E的同族元素的氢化物中沸点最低的是(写分子式)。(4)物质乙由A和B元素组成,分子中含18个电子。常温常压下,乙在空气中燃烧生成B的单质,该反应的化学方程式为。(5)将10.8gD单质与15.6g甲混合后,完全溶于水中得1L溶液,所得溶液中溶质的物质的量浓度为(溶液体积变化忽略不计),产生的气体在标准状况下体积为L。答案:(1)二ⅤA三角锥形(2)Na+[∶∶]2-Na+Al3+Na+Cl-(3)HCl(4)N2H4+O2N2+2H2O(5)0.4mol·L-115.68解析:能使红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气,A原子序数小于B,故A为H,B为N;C的最高价氧化物对应水化物呈强碱性,则C为Na;D的离子半径是所在同周期元素简单离子半径中最小的,则D为Al;B与E可形成三角锥形分子且每个原子最外层都满足8电子稳定结构,则E为Cl。(1)BA3是氨气,分子空间构型为三角锥形。(2)Na在氧气中燃烧生成过氧化钠;Na+、Al3+、Cl-三种微粒中Cl-核外有三个电子层,离子半径最大,Na+、Al3+核外电子层结构相同,核内质子数不同,质子数越多,离子半径越小,故Al3+Na+Cl-。(3)E的同族元素的氢化物有HF、HCl、HBr、HI,由于HF分子间可以形成氢键,故沸点高于其余三种,在其余三种氢化物中,相对分子质量越大,沸点越高,故沸点最低的是HCl。(4)根据题意,N2H4+O2N2+2H2O。(5)反应为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑;2Al+2H2O+2NaOH2NaAlO2+3H2↑;15.6gNa2O2的物质的量为-=0.2mol,10.8gAl的物质的量为-=0.4mol,故金属铝恰好与氢氧化钠完全反应生成0.4mol的NaAlO2,故溶液的浓度为0.4mol·L-1;产生的气体的物质的量为0.7mol,故标准状况下体积为15.68L。9.(2017全国Ⅱ改编)(14分)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:4回答下列问题:(1)在分解水泥样品过程中,以盐酸为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是,还可使用代替硝酸。(2)沉淀A的主要成分是,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式为。(3)加氨水过程中加热的目的是。沉淀B的主要成分为、(写化学式)。(4)草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后,用KMnO4标准溶液滴定,通过测定草酸的量可间接获知钙的含量,滴定反应(未配平)为:Mn-+H++H2C2O4Mn2++CO2+H2O。实验中称取0.400g水泥样品,滴定时消耗了0.0500mol·L-1的KMnO4溶液36.00mL,则该水泥样品中钙的质量分数为。答案:(1)将Fe2+氧化为Fe3+H2O2溶液(2)SiO2SiO2+4HFSiF4↑+2H2O(3)促进Fe3+与Al3+水解Fe(OH)3Al(OH)3(4)45.0%解析:(1)由于Ksp[Fe(OH)2]≫Ksp[Fe(OH)3],Fe3+在pH较小时就可以转化为Fe(OH)3沉淀,所以需要将Fe2+氧化为Fe3+;双氧水是“绿色”氧化剂可以将Fe2+氧化为Fe3+,而且不会引入杂质。(2)二氧化硅不溶于盐酸和硝酸,因此沉淀A是SiO2,其与氢氟酸反应的化学方程式为SiO2+4HFSiF4↑+2H2O。(3)盐的水解是吸热反应,加热可以促进Fe3+与Al3+水解,有利于使Fe3+和Al3+转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀。沉淀B的主要成分为Fe(OH)3、Al(OH)3。(4)根据反应可得如下关系式:5C~5H2C2O4~2KMnO4n(KMnO4)=0.0500mol·L-1×36.00×10-3L=1.8×10-3moln(Ca2+)=1.8×10-3mol×=4.5×10-3mol,则水泥样品中钙的质量分数为--×100%=45.0%。10.(16分)火力发电厂释放出大量氮氧化物(NOx)、SO2和CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。(1)脱硝:利用甲烷催化还原NOx:CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-574kJ·mol-1CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH2=-1160kJ·mol-1甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为。(2)脱碳:将CO2转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3①在一恒温恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示。回答:0~10min内,氢气的平均反应速率为mol·L-1·min-1;第10min后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g),则平衡(填“正向”“逆向”或“不”)移动。图1②如图2,25℃时以甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)为电源来电解300mL某浓度的NaCl溶液,正极反应式为。在电解一段时间后,NaCl溶液的pH变为13(假设NaCl溶液的体积不变),则理论上消耗甲醇的物质的量为mol。5图2③取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲