1、1综合能力训练(二)(时间:45 分钟 满分:100 分)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2.(2017全国)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
2、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3.(2018天津理综)下列叙述正确的是( )A.某温度下,一元弱酸 HA的 Ka越小,则 NaA的 Kh(水解常数)越小B.铁管镀锌层局部破损后,铁管仍不易生锈C.反应活化能越高,该反应越易进行D.不能用红外光谱区分 C2H5OH和 CH3OCH34.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( )A.原子最外层电子数:XYZ
3、B.单质沸点:XYZC.离子半径:X 2-Y+Z-D.原子序数:XYZ5.(2016天津理综)下列叙述正确的是( )2A.使用催化剂能够降低化学反应的反应热( H)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 - Z
4、n2+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7.(2016天津理综)室温下,用相同浓度的 NaOH溶液,分别滴定浓度均为 0.1 molL-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-)D.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+
5、)二、非选择题(58 分,包括必考题和选考题两部分,第 810题为必考题,每个试题考生都必须作答。第 1112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,BA 3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
6、顺序为 (用离子符号表示)。 3(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 10.8 g D单质与 15.6 g甲混合后,完全溶于水中得 1 L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。 9.(2017全国改编)(14 分)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为 CaO、SiO 2,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:回答下列问题:(1)在分解水泥
7、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+H2C2O4 Mn2+CO2+H2O。实验中称取 0.400 g水泥样品,滴定时消-4耗了 0.050 0 molL-1的 KMnO4溶液 36.00 mL,则该水泥样品中钙的质量分数为 。 10
8、.(16分)火力发电厂释放出大量氮氧化物(NO x)、SO 2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) H1=-574 kJmol-1CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H2=-1 160 kJmol-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:CO 2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H3在一恒温恒容密闭容器中充入
9、 1 mol CO2和 3 mol H2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:010 min 内,氢气的平均反应速率为 molL -1min-1;第 10 min后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入 1 mol CO2(g)和 1 mol H2O(g),则平衡 (填“正向”“逆向”或“不”)移动。 4图 1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 300 mL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。 图
10、2取五份等体积的 CO2和 H2的混合气体(物质的量之比均为 13),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 (CH3OH)与反应温度 T的关系曲线如图 3所示,则上述 CO2转化为甲醇的反应的 H3 0(填“”“”“Fe,铁管镀锌层局部破损后,锌作负极仍可保护铁管,B 项正确;反应活化能越低,该反应越易进行,C 项错误;C 2H5OH中含有OH,CH 3OCH3中含有O,可用红外光谱区分,D 项错误。4.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。
11、短周期元素要注意 Li+和 H-的特殊情况。5.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。76.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,
12、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.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
13、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。8.答案 (1)二 A 三角锥形(2)Na+ 2-Na+ Al 3+Na+Cl
14、-(3)HCl(4)N2H4+O2 N2+2H2O(5)0.4 molL-1 15.68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 +、Al 3+、Cl -三种微粒中 Cl-核外有三个电子层,离子半径最大,Na +、Al 3+核外电子层结构相同,核内质子数不同,质子数越多
15、,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,N 2H4+O2 N2+2H2O。(5)反应为 2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2;2Al+2H 2O+2NaOH 2NaAlO2+3H2;15.6 g Na2O2的物质的量为 =0.2 mol,10.8 g Al的物质的量为15.6 78-1=0.4 mol,故金属铝恰好与氢氧化钠完全反应生成 0.4 mol的 NaAlO2,故溶液的浓度10.8 27
16、-1为 0.4 molL-1;产生的气体的物质的量为 0.7 mol,故标准状况下体积为 15.68 L。9.答案 (1)将 Fe2+氧化为 Fe3+ H 2O2溶液(2)SiO2 SiO 2+ 4HF SiF4+2H 2O8(3)促进 Fe3+与 Al3+水解 Fe(OH) 3 Al(OH) 3(4)45.0%解析 (1)由于 KspFe(OH)2KspFe(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,
17、其与氢氟酸反应的化学方程式为 SiO2+4HFSiF4+2H 2O。(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 5H2C2O42KMnO42+n(KMnO4)=0.050 0 molL-136.0010-3 L=1.810-3 moln(Ca2+)=1.810-3 mol =4. 510-3 mol,则水泥样品中钙的质量分数为52100%=45.0%。4.510-340 -10.400 10.答案 (1)C
18、H 4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=-867 kJmol-1(2)0.225 正向 O 2+4H+4e- 2H2O 0.005 (3)N +H2O NH3H2O+H+ =+4解析 (1)CH 4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) H1=-574 kJmol-1,CH 4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H2=-1 160 kJmol-1,甲烷直接将 NO2还原为 N2的方程式 CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),根据盖斯定律, (+)可得反应热 H= ( H
19、1+ H2)= (-574 kJmol-1-1 160 kJmol-1)=-867 kJmol-1。(2)由图可知,10 min 时,反应已经达平衡, c(CO2)=1.00 molL-1-0.25 molL-1=0.75 molL-1,所以 10 min内, v(CO2)= =0.075 (2)molL-1min-1,反应速率之比等于化学计量数之比,故 v(H2)=3v(CO2)=30.075 molL-1min-1=0.225 molL-1min-1;CO2的起始浓度为 1 molL-1,而加入的物质的量为 1 mol,所以可知容器的体积为 1 L,根据图像可知: c(CO2)平衡 =0.
20、25 molL-1,c(CH3OH)平衡 =0.75 molL-1,则建立三段式过程分析可知:CO 2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)1 3 0 0起始(-1)0.75 2.25 0.75 0.75转化(-1)0.25 0.75 0.75 0.75平衡(-1)9则 K= ;保持温度不变,向该密闭容器中再充入 1 (3)(2)(2)3(2) =0.750.750.7530.25=163mol CO2(g)和 1 mol H2O(g)时,又因为 Qc= ,故平衡要正向移动;(3)(2)(2)3(2) =11245163在甲醇燃料电池中,正极 O2得电子发生还原反应,酸性介质溶液
21、中,电极反应为 O2+4H+4e- 2H2O;闭合回路中相同时间通过的电量相等,电解池的阴极电极反应为 2H2O+2e- H2+2OH -,NaCl溶液的 pH变为 13, n(OH-)=(10-1-10-7) molL-10.3 L=0.03 mol,可知转移 0.03 mol电子,左侧燃料电池的负极电极反应为:CH 3OH+H2O-6e- CO2+6H+,可知 CH3OH6e-,n(CH3OH)= 0.03 mol=0.005 16mol;由图可知最高点反应到达平衡,达平衡后,温度越高, (CH3OH)越小,说明升温平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,即 H30。(
22、3)(NH 4)2SO4为强酸弱碱盐,N 水+4解显酸性:N +H2O NH3H2O+H+,向(NH 4)2SO4溶液中滴入 NaOH溶液至溶液呈中性,则 c(H+)+4=c(OH-),根据电荷守恒可得: c(N )+c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(S ),则 c(N )+c(Na+)=2c(S+4 2-4 +4),根据物料守恒有: c(N )+c(NH3H2O)=2c(S ),将两式合并得: c(Na+)=c(NH3H2O)。2-4 +4 2-411.答案 (1)3d 104s1(2)sp2、sp 3 2(3)正八面体(4)A(5)41710303解析 R 原子中占据哑铃形原子
23、轨道的电子数为 1,即 p轨道只有 1个电子,则核外电子排布为1s22s22p1,可知 R为 5号元素 B;Y的 3p能级处于半充满状态,可知 Y核外电子排布为1s22s22p63s23p3,可知 Y为 15号元素 P;W的氢化物的沸点比同族其他元素氢化物的沸点高,说明 W的氢化物中存在氢键,且 X2+与 W2-具有相同的电子层结构,故 X和 W分别处于第三周期和第二周期,则 X和 W分别为 Mg、O 元素;Z 的原子序数大于 15号元素 P,且 Z+的电子层都充满电子,则其核外电子排布应为 1s22s22p63s23p63d10,可知 Z为 29号元素 Cu,核外电子排布式为Ar3d 104
24、s1,故其外围电子排布式为 3d104s1;(2)由 H、O、B 原子成键特点可知,B 形成 4个键时其中 1个键是配位键,形成3个键的 B原子为 sp2杂化,形成 4个键的 B为 sp3杂化,观察模型,可知 Am-是(H 4B4O9)m-,依据化合价H为+1 价,B 为+3 价,O 为-2 价,可得 m=2;(3)X与 W形成的化合物 MgO晶体结构与 NaCl的晶体结构相似,Mg 2+的周围有 6个 O2-,配位原子所构成的立体几何构型为正八面体;(4)A 项,在Z(NH 3)4SO4中,内界离子Z(NH 3)42+与外界离子 S 形成离子键,Cu 2+与 NH3形成配位键,NH 3中 N
25、原子与 H原2-4子之间形成极性键,正确;B 项,在Z(NH 3)4SO4中 Z2+提供空轨道,NH 3提供孤对电子,错误;C 项,Cu、N、H、S、O 四种元素中第一电离能最大的是 N,错误;D 项,S 与 P 互为等电子体,价层2-4 3-4电子总数相同,空间结构相同,S 价层电子对 n=(6+2)2=4,采用 sp3杂化,无孤电子对,故空间2-4构型为正四面体,正确;(5)固体 PCl5的结构实际上是 PC 和 PC 构成的离子晶体,其晶体结构与+4 -610CsCl相似,则晶胞的组成为 P2Cl10,晶胞中相当于含有 2个 PCl5,若晶胞边长为 a pm,则晶胞的密度为(2208.5
26、 g mol-1)NA mol-1(a10-10 cm)3= gcm-3。4171030312.答案 (1) +NaOH +NaCl+H2O 消去反应(2)乙苯 +HNO3+H2O(3)(4)19 或 或(5)浓硝酸、浓硫酸 铁粉/稀盐酸 解析 (1)分析框图可知:A B为消去反应,生成己烯,而结合信息和可知 C只能为丙酮(不能为丙醛),所以 B的结构简式为 (键线式为 ),所以 A为 (键线式为 )。(2)根据信息可知,D 仅含一个苯环,且取代基的式量为 106-77=29,应为CH 2CH3,故 D的结构简式为 (或写为 );与混酸发生取代反应时,NO 2应取代苯环上与乙基相连碳的邻、对位
27、碳上的氢;结合信息可知 E应为 ,所以 DE 的化学方程式为+HNO3 +H2O;F的结构简式为 。(3)结合信息得 C与 F反应生成 G的化学方程式为 +H2O,因此,G 的结构简式为 (或写为)。(4)F的同分异构体写法要注意思维的有序性:苯环上有 3个取代基(CH 3、CH 3、NH 2)有 6种;苯环上有 2个取代基,可能为CH 2CH3、NH 2,除 F本身外还有 2种同分异构体;可能为NH11CH3、CH 3,有 3种同分异构体;可能为CH 2NH2、CH 3,有 3种同分异构体;苯环上只有一个取代基的有 5种(CH 2CH2NH2,CH2NHCH3,NHCH2CH3, , )共 19种;根据题目要求 F分子中的 11个氢原子应为 4种类型的氢原子,且分别有 6个(2 个CH 3对称在苯环上,或连在氮原子上)、2 个、2 个和 1个氢原子,因此可表示为 或 或 。(5)逆推法:J 过程,应为 J与 H2加成生成 N-异丙基苯胺,所以结合信息可知:J为 ,所以 I为 。
