搜索
《高考12题逐题突破》：物质结构与性质综合题的研究(选考)——“3（必考大题）＋物质结构与性质”特训（二）1.(2019·潍坊二模)无水MgBr2常用作催化剂。某化学小组在实验室选用下图所示装置(夹持装置略)采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2。已知：①在浓硫酸存在下，加热到140℃时乙醇脱水生成乙醚(C2H5OC2H5)，加热到170℃时乙醇脱水生成CH2==CH2。②乙醚的熔点为34.6℃，沸点为132℃。③Mg和Br2剧烈反应，放出大量的热；MgBr2具有强吸水性；MgBr2能与乙醚发生反应：MgBr2＋3C2H5OC2H5MgBr2·3C2H5OC2H5。实验主要步骤如下：Ⅰ.选用上述部分装置，正确连接，检查装置的气密性。向装置中加入药品。Ⅱ.加热装置A，迅速升温至140℃，并保持140℃加热一段时间，停止加热。Ⅲ.通入干燥的氮气，让液溴缓慢进入装置B中，直至完全加入。Ⅳ.装置B中反应完毕后恢复至室温，过滤反应物，将得到的滤液转移至干燥的烧瓶中，在冰水中冷却，析出晶体，再过滤得三乙醚合溴化镁粗产品。Ⅴ.用苯洗涤粗产品，减压过滤，得三乙醚合溴化镁，将其加热至160℃分解得无水MgBr2。回答下列问题：(1)装置A中使用仪器m的优点是___________________________________________________________________________________________________________________。(2)步骤Ⅰ中所选装置的正确连接顺序是a________(填小写字母)。装置D的作用是________________________________________________________________________。(3)若加热装置A一段时间后发现忘记加入碎瓷片，应该采取的正确操作是________________________________________________________________________。(4)步骤Ⅴ中用苯洗涤三乙醚合溴化镁的目的是________________________________________________________________________________________________________。(5)步骤Ⅴ采用减压过滤(使容器内压强降低，以达到固液快速分离)。下列装置可用作减压过滤的是________(填序号)。(6)实验中若温度控制不当，装置B中会产生CH2Br—CH2Br。请设计实验验证CH2Br—CH2Br的存在：从反应后的混合物中分离提纯得到CH2Br—CH2Br，_____________________。答案(1)使系统内外压强相等，便于液体顺利流下(2)efbcg(ef可颠倒、bc可颠倒)防止倒吸(3)停止加热，冷却后补加碎瓷片(4)除去乙醚和乙醇(5)bc(6)取少量CH2Br—CH2Br于试管中，加入NaOH溶液，加热，再加入稀硝酸酸化，滴加AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成证明有CH2Br—CH2Br2.(2019·济南三模)磷及其化合物在工农业生产中具有重要用途。回答下列问题：(1)下图所示为提纯白磷样品(含惰性杂质)的工艺流程。过程Ⅰ中，被还原的元素是________(填元素符号)，过程Ⅲ的化学方程式为_______________________________。(2)磷酸钒锂/碳复合材料[Li3V2(PO4)3/C]是常用的电极材料，其制备流程如下：①复合材料中V的化合价为________，C的作用是________________。②V2O5与H2C2O4反应生成V2(C2O4)3的化学方程式为_______________________________；“洗涤”时用乙醇而不用水的目的是_________________________。③锂离子电池是一种二次电池，又称“摇椅”电池。若用LixC6和Li3V2(PO4)3/C作电极，放电时的电池总反应为LixC6＋Li3－xV2(PO4)3===Li3V2(PO4)3＋C6，则电池充电时阳极的电极反应式为________________________________________________________________________。答案(1)Cu、P2Ca3(PO4)2＋6SiO2＋10C===6CaSiO3＋10CO↑＋P4(2)①＋3增强复合材料的导电性②V2O5＋5H2C2O4===V2(C2O4)3＋4CO2↑＋5H2O减少产品损耗③Li3V2(PO4)3－xe－===Li3－xV2(PO4)3＋xLi＋3.研究SO2的回收、再利用，既有利于良好大气环境的获得，也有利于社会可持续发展的实现。(1)已知：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－802kJ·mol－1②S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－297kJ·mol－1则CH4(g)＋2SO2(g)CO2(g)＋2S(s)＋2H2O(g)ΔH＝________。(2)为研究某催化剂X的催化活性与温度的关系，在其他条件相同时，改变反应温度，经过相同时间后测得CH4(g)＋2SO2(g)CO2(g)＋2S(s)＋2H2O(g)正反应速率如图1所示。①B、C两温度下反应速率变化的原因是___________________________________________，B、C点对应温度下，该反应的活化能Ea(B)______Ea(C)(填“”或“”)。②写出两种能提高SO2的转化率的措施_________________________________________。(3)一定条件下，按不同的投料比X[X＝nCH4nSO2]向某恒容密闭容器中充入CH4、SO2，测得SO2的转化率与温度、X的关系如图2所示。①X1________X2(填“”或“”)。②若T1时，开始时充入6mol·L－1CH4、10mol·L－1SO2，投料比为X1，则平衡常数K＝______，若反应从开始达到平衡时所用时间为5s，则此时间段内v(CH4)＝________。(4)碱溶液也可以用于吸收SO2，若用200mL、1mol·L－1的NaOH溶液吸收0.1molSO2，则溶液中除H＋外其他各离子浓度由大到小的顺序为_____________________________；假设溶液中c(SO2－3)∶c(HSO－3)＝a，则此时溶液的pH＝________[用含a的数值表示，K2(H2SO3)＝1×10－7]。答案(1)－208kJ·mol－1(2)①温度过高时催化剂的催化活性降低了②适当降低温度、增大CH4的浓度、分离出CO2(3)①②2.250.6mol·L－1·s－1(4)c(Na＋)c(SO2－3)c(OH－)c(HSO－3)7＋lga解析(1)用①－2×②即可得到CH4(g)＋2SO2(g)CO2(g)＋2S(s)＋2H2O(g)ΔH＝－208kJ·mol－1。(2)①其他条件相同时，温度越高反应速率本应越大，但由图1知，当温度高于433K时反应速率反而降低了，其可能的原因是温度过高时催化剂的催化活性降低了，这样一来它使反应物活化能降低的能力减弱了，故活化能Ea(B)Ea(C)。②可通过适当降低温度、增大CH4的浓度、分离出CO2等方面提高SO2的转化率。(3)②CH4(g)＋2SO2(g)CO2(g)＋2S(s)＋2H2O(g)开始浓度/mol·L－161000变化浓度/mol·L－13636平衡浓度/mol·L－13436由此计算出K＝2.25。v(CH4)＝0.6mol·L－1·s－1。(4)SO2与NaOH溶液恰好反应生成Na2SO3，由SO2－3＋H2OHSO－3＋OH－、HSO－3＋H2OH2SO3＋OH－，故相应离子浓度大小顺序为c(Na＋)c(SO2－3)c(OH－)c(HSO－3)。由于溶液的碱性主要由SO2－3＋H2OHSO－3＋OH－决定的，Kh＝cOH－cHSO－3cSO2－3＝KwK2H2SO3，代入有关数据后可求出c(OH－)＝a×10－7mol·L－1，pH＝7＋lga。4.氮、磷、砷等元素及其化合物在现代农业、科技、国防建设中有着许多独特的用途。(1)基态砷原子中能量最高的能级为________，下列有关表示基态氮原子的电子排布图中，仅违背洪特规则的是________(填字母)。(2)肼是一种良好的火箭发射燃料，传统制备肼的方法是NaClO＋2NH3===N2H4＋NaCl＋H2O，又知肼的熔点、沸点分别为1.4℃、113.5℃，氨气的熔点、沸点分别为－77.7℃、－33.5℃。①氮、氧、钠三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________。②N2H4中氮原子的杂化轨道类型为________，H2O的分子构型为________。③NH3、H2O两分子中心原子杂化类型相同，但水分子中键角比NH3中的键角小，其原因是______________________________________________________________________________，导致肼与氨气熔点、沸点差异最主要的原因是_______________________________________________________________________________________________________________。(3)有“半导体贵族”之称的砷化镓晶体中，As、Ga原子最外电子层均达到8电子稳定结构，则该晶体中的化学键的类型有________。A．离子键B．极性键C．配位键D．π键(4)由氮、铂(Pt)两元素形成的某种二元化合物的晶胞如图所示，则该化合物的化学式为________，若该晶胞的边长为dpm，则该晶体的密度为________g·cm－3。答案(1)4pB(2)①NONa②sp3V形③水分子中有2对孤电子对，而NH3中只有一对孤电子对，前者对成键电子排斥能力较强N2H4分子间氢键数目多于NH3分子间氢键数目(3)BC(4)PtN289210－30d3NA解析(1)A违背能量最低原理，C是正确的排布方式，D违背泡利原理。(2)①N原子2p原子轨道处于半充满状态，故电离能大小顺序为NONa。②N2H4中氮是中心原子，每个氮原子均形成了3个σ键、还有一对孤电子对，故均为sp3杂化；水分子为V形结构。③虽然肼与氨气的相对分子质量前者较后者大，但二者熔点、沸点差异较大，这种差异主要是由分子间氢键数目不同引起的。肼分子中有2个孤电子对，因此每摩尔分子间可形成2mol氢键，NH3中只有一个孤电子对，故每摩尔NH3间只能形成1mol氢键，故前者熔点、沸点比后者高许多。(3)镓原子最外层有三个电子、砷原子最外层有5个电子，二者的金属性、非金属性均不强，故二者之间形成的是共价键，再结合最外层均为8个电子知，镓与砷之间形成了四个共价键，其中有一个为配位键，B、C正确。(4)由晶胞图知，一个晶胞中Pt的数目为：8×18＋6×12＝4，N的个数为8，故氮化铂的化学式为PtN2，一个晶胞中含有4个“PtN2”，故一个晶胞的质量为4NA×223g，晶胞的体积为(10－10d)3cm3，由此可求出其密度为89210－30d3NAg·cm－3。