1、高考化学 非选择题规范练 5非选择题规范练 五26LiFePO4可作为新型锂离子电池的正极材料。以钛铁矿(主要成分为FeTiO3、Fe2O3及少量CuO、SiO2杂质)为主要原料生产TiOSO4，同时得到的绿矾(FeSO47H2O)与磷酸和LiOH反应可制备LiFePO4, LiFePO4的制备流程如下图所示：请回答下列问题：(1)酸溶时 FeTiO3与硫酸反应的化学方程式可表示为_。(2)加铁屑还原的目的是_，过滤前需要检验还原是否完全，其实验操作可描述为_。(3)“反应”需要按照一定的顺序加入FeSO4溶液、磷酸和LiOH，其加入顺序应为_，其理由是_。(4)滤渣中的铜提纯后可用于制取Cu
2、2O，Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应：2CuH2OCu2OH2。则该装置中铜电极应连接直流电源的_极，石墨电极的电极反应式为_，当有0.1 mol Cu2O生成时电路中转移_mol电子。答案(1)FeTiO32H2SO4=FeSO4TiOSO42H2O(2)把铁离子还原为亚铁离子，置换出铜取少量反应液于试管中，加入几滴硫氰化钾溶液，如果溶液变红色，说明还原没有完全，如果溶液不变红色，说明还原已经完全(3)磷酸、硫酸亚铁溶液、LiOH先加磷酸，在酸性环境可以抑制亚铁离子的水解、氧化，又避免生成氢氧化铁沉淀(4)正2H2O2e=H22OH
3、0.2解析(4)根据电解总反应：2CuH2OCu2OH2可知，Cu发生氧化反应，作阳极，应与电源的正极相连；石墨电极为电解池的阴极，发生还原反应，电极反应式为2H2O2e=H22OH；根据该反应可知2eCu2O，所以当有0.1 mol Cu2O生成时电路中转移0.2 mol电子。27实验室制备苯甲酸乙酯的反应装置示意图和有关数据如下：相对分子质量密度/ gcm3沸点/水中溶解性苯甲酸1221.266249微溶乙醇460.78978.3溶苯甲酸乙酯1501.045213难溶环己烷840.77980.8难溶环己烷、乙醇和水可形成共沸物，其混合物沸点为62.1 。合成反应：向圆底烧瓶中加入6.1 g
4、苯甲酸、20 mL无水乙醇、25 mL环己烷和2片碎瓷片，搅拌后再加入2 mL浓硫酸。按图组装好仪器后，水浴加热回流1.5 h。分离提纯：继续水浴加热蒸出多余乙醇和环己烷，经分水器放出。剩余物质倒入盛有60 mL冷水的烧杯中，依次用碳酸钠、无水氯化钙处理后，再蒸馏纯化，收集210213 的馏分，得产品5.0 g。回答下列问题：(1)仪器A的名称为_，冷却水应从_(填“a”或“b”)口流出。(2)加入环己烷的目的是_。(3)合成反应中，分水器中会出现分层现象，且下层液体逐渐增多，当下层液体高度超过距分水器支管约2 cm时开启活塞放出少量下层液体。该操作的目的为_。(4)实验中加入碳酸钠的目的是_
5、；经碳酸钠处理后，若粗产品与水分层不清，可采取的措施为_。(5)在该实验中，圆底烧瓶的容积最适合的是_(填字母)。A50 mL B100 mLC200 mL D300 mL(6)本实验的产率为_。答案(1)球形冷凝管b(2)在较低温度下除去产物水，提高产率(3)确保乙醇和环己烷及时返回反应体系而下层水不会回流到体系中(4)中和苯甲酸和硫酸加氯化钠进行盐析(5)B (6)66.7%解析(1)由仪器的结构特征，可知A为球形冷凝管；在本实验中冷凝管的作用为将气体冷凝为液体，水的流向应逆流效果更好，所以冷凝水应从b口流出。(2)根据已知信息“环己烷、乙醇和水可形成共沸物，其混合物沸点为62.1 ”，所
6、以环己烷在合成反应中的作用为在较低温度下带出生成的水，促进酯化反应向右进行，提高产率。(3)分水器中上层是油状物，下层是水，当油层液面高于支管口时，油层会沿着支管流回烧瓶，即达到了反应物冷凝回流，提高产率的目的。当下层液面高度超过距分水器支管约2 cm时，应开启活塞，放出水，避免水层升高流入烧瓶。(4)合成反应结束，烧瓶中主要有苯甲酸乙酯(产物)、苯甲酸(未反应完)、硫酸(催化剂)、乙醇、环己烷，水浴加热除去乙醇和环己烷，剩余的物质主要为苯甲酸乙酯、苯甲酸、硫酸。加入碳酸钠可中和苯甲酸、硫酸，生成易溶于水的盐，溶液分层。经碳酸钠处理后，若粗产品与水分层不清，可加入食盐，进一步降低酯的溶解，即为
7、盐析。然后用分液漏斗分出有机层，加入无水氯化钙吸收部分的水，再进行蒸馏，收集210213 的馏分。(5)加入圆底烧瓶中6.1 g苯甲酸，根据表格中的密度可估计苯甲酸约为5 mL，所以圆底烧瓶中溶液的体积约为(520252)mL52 mL，而烧瓶所能盛放的溶液的体积不超过烧瓶的，所以选择100 mL的烧瓶，故选B。(6)m(乙醇) 0.789 gmL120 mL15.78 g；m(苯甲酸)6.1 g；设理论产量为x，则有： 122 g46 g150 g 6.1 g15.78 g(过量) x则有122 g150 g6.1 gx，解得x7.5 g。产率100%100%66.7%。28.汽车尾气中含有
8、NO、CO等有害物质，其中NOx会引起光化学烟雾等环境问题。NH3SCR技术是去除NOx最为有效的技术之一：在催化剂条件下，以NH3或尿素将尾气中NOx还原为N2从而降低污染。(1)汽车燃料中一般不含氮元素，汽缸中生成NO的原因_(用化学方程式表示，该反应为为可逆反应)；汽车启动后，汽缸内温度越高，单位时间内NO排放量越大，试分析其原因_。(2)NH3去除尾气中的NOx，当V(NO)V(NO2)11时称为“快速SCR 反应”，该反应化学方程式为_；合成NH3所用原料气H2，可用天然气为原料制得，有关反应能量变化如下所示。CO(g)O2(g)=CO2 (g)H1282.0 kJmol1 H2(g
9、)O2(g)=H2O (g)H2241.8 kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H3836.3 kJmol1则用CH4(g)和H2O(g)反应制得H2(g)和CO(g)的热化学方程式为_。(3)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理如图所示，则：Pt电极上发生的是_反应(填“氧化”或“还原”)；NiO电极上的电极反应式为_。(4)研究发现，将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧，能够降低燃煤时NO的排放，主要反应为：2NO(g)2CO(g) N2(g)2CO2(g)。在一定温度下，于2 L的恒容密闭容器中充入0.1 mol NO和0.3 mol CO发生该反应，测
10、得不同时间容器内的压强(p)与起始压强(p0)的比值(p/p0)如下表。时间/t0 min2 min5 min10 min13 min15 min比值(p/p0)10.970.9250.900.900.9005 min内，该反应的平均反应速率v(NO)_。(5)将上述反应的CO2与NH3为原料合成尿素，能够实现节能减排：2NH3(g)CO2(g)=NH2CO2NH4(s)；NH2CO2NH4(s) CO(NH2)2(s)H2O(g)对于上述反应在密闭容器中将过量NH2CO2NH4固体于300 K下分解，平衡时pH2O(g)为a Pa，若反应温度不变，将体系的体积增加50%，至达新平衡的过程中p
11、H2O(g)的取值范围是_(用含a的式子表示)。答案(1)N2O22NO温度升高，反应速率加快(2)2NH3NONO2=2N23H2OCH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H171.1 kJmol1(3)还原NO2eO2=NO2(4)0.006 molL1min1(5)apH2Oa解析(1)氮气与氧气在高温下反应生成NO，反应方程式为：N2O22NO；温度升高，反应速率加快，单位时间内NO排放量越大。(2)由氧化还原反应的规律可知反应的方程式为：2NH3NONO2=2N23H2O；CH4(g)和H2O(g)反应制得H2(g)和CO(g)的方程式为CH4(g)H2O(g)=CO(g)3
12、H2(g)，由盖斯定律可得其反应的焓变HH33H2H1171.1 kJmol1。(3)由题知Pt电极上发生还原反应，电极反应式为O24e=2O2，NiO电极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为NO2eO2=NO2。(4)由表格数据可知，5 min时，0.925，根据阿伏加德罗定律推论，同温和同体积时0.925， 2NO(g)2CO(g) N2(g)2CO2(g)初始/mol 0.1 0.3 0 0变化/mol 2x 2x x 2x5 min/mol 0.12x 0.32x x 2x(0.4x)0.400.925，解得x0.03v(NO)0.006 molL1min1。(5)将体系的体积增
13、加50%，则pH2O(g)变为 Pa，且平衡正向移动，最终H2O的平衡浓度与原平衡相同，在新平衡条件下pH2O(g)又等于a Pa，故PapH2O(g)a Pa。35已知铜的配合物A结构如图。请回答下列问题：(1)写出基态Cu的外围电子排布式：_。(2)配体氨基乙酸根(H2NCH2COO)受热分解可产生CO2和N2，N2中键和键数目之比是_；N2O与CO2互为等电子体，则N2O的电子式为_。(3)在Cu催化下，甲醇可被氧化为甲醛，甲醛分子中HCO的键角_(填“大于”“等于”或“小于”)120；甲醛能与水形成氢键，请在如图中表示出来。(4)立方氮化硼如图1与金刚石结构相似，是超硬材料。立方氮化硼
14、晶体内BN键数与硼原子数之比为_。(5)Cu晶体的堆积方式如图所示，设Cu原子半径为a，晶体中Cu原子的配位数为_，晶体的空间利用率为_。(已知：1.4)答案(1)3d104s1(2)12(3)大于(4)41(5)1274.76%解析(2)N2的结构式为NN，键和键数目之比为12；等电子体的结构相似，根据二氧化碳电子式可以书写N2O的电子式为。(3)甲醛中C是sp2杂化，是平面三角形，C原子在三角形内部，CH与CH键夹角不是120，由于有羰基氧的孤电子对的排斥，实际键角应该略小于120，所以甲醛分子中HCO的键角大于120；甲醛分子中的O原子和水分子中的H原子能形成氢键，其氢键表示为。(4)该
15、晶胞中N原子在晶胞内部，个数是4，每个N原子形成4个BN键，BN键个数为16；B原子位于晶胞顶点和面心，个数864，则BN键与B原子个数之比为16441。(5)Cu晶体的堆积方式是面心立方最密堆积，所以配位数是12；由图可知，立方体的面对角线长是4a，所以立方体的棱长2a,1个Cu的体积是a3，晶胞中Cu原子的个数864，所以晶体的空间利用率为100%74.76%。36石油裂解气用途广泛，可用于合成各种橡胶和医药中间体。利用石油裂解气合成CR橡胶和医药中间体K的路线如图：已知：.氯代烃D的相对分子质量是113，氯的质量分数约为62.8%，核磁共振氢谱峰面积之比为21；.(1)A的顺式异构体的结
16、构简式为_。D的系统名称是_。(2)反应的条件是_，依次写出和的反应类型：_、_。(3)写出FG过程中第一步反应的化学方程式：_。(4)G还能与其他醇类发生反应，写出G与乙二醇发生聚合反应的化学方程式：_。(5)写出比G多2个碳原子的同系物的所有同分异构体的结构简式：_。(6)已知双键上的氢原子很难发生取代反应。以A为起始原料，选用必要的无机试剂合成B：_。合成路线流程图示如：H2C=CH2。答案(1)1,3二氯丙烷(2)NaOH溶液，加热加聚反应取代反应(3)OHCCH2CHO4Ag(NH3)2OHH4NOOCCH2COONH42H2O4Ag6NH3(4)nHOOCCH2COOHnHOCH2
17、CH2OHHO COCH2COOCH2CH2O H(2n1)H2O(5)、(6) 解析根据流程图，1,3丁二烯与溴发生1,4加成，生成A，A为1,4二溴2丁烯()；与氢气加成后生成1,4二溴丁烷()；由氯代烃D的相对分子质量是113，氯的质量分数约为62.8%，核磁共振氢谱峰面积之比为21，可知D的分子式为C3H6Cl2，依据流程结构简式可知D的结构简式为；在氢氧化钠溶液中加热发生水解反应生成，则E为；在铜作催化剂作用下，与氧气加热发生催化氧化反应生成OHCCH2CHO，则F为OHCCH2CHO；OHCCH2CHO发生银镜反应后，酸化得到HOOCCH2COOH，则G为HOOCCH2COOH；H
18、OOCCH2COOH与乙醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3，则H为CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3，CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3与发生信息反应生成，进一步反应生成K()。(2)反应为在氢氧化钠溶液中加热发生水解反应生成；反应为2氯1,3丁二烯发生加聚反应生成CR橡胶，反应为CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3与在乙醇钠作用下发生取代反应生成。(6)A为，B为；以A为起始原料，选用必要的无机试剂合成B，由于已知双键上的氢原子很难发生取代反应，首先将有机物A中的溴原子水解为羟基，再与氯化氢加成生成，然后将羟基消去即可，故合成路线为：
