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1、专题限时集训(十五)专题十五化学与技术(时间：40分钟)1化学是人类进步的关键，化学为人类的生产、生活提供了物质保证。.氮的化合物是重要的化工产品。其生产方法也在逐渐改进中，各国科学家均在为提高其产量，降低能耗做各种有益的探究。(1)25 时合成氨反应的热化学方程式为N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H92.4 kJ/mol 。 在该温度时，取1 mol N2和3 mol H2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是小于92.4 kJ。其原因是_。(2)近年有人将电磁场直接加在氮气与氢气反应的容器内，在较低的温度和压强条件下合成氨，获得了较高的产率。从化学反应本质角度
2、分析，电磁场对合成氨反应的作用是_；与传统的合成氨的方法比较，该方法的优点是_。.(3)卤水中蕴含着丰富的镁资源，经转化后可获得MgCl2粗产品。从卤水中提取镁的步骤如下： a将海边大量存在的贝壳煅烧成石灰，并将石灰制成石灰乳； b将石灰乳加入到海水沉淀池中，经过滤得到Mg(OH)2沉淀；c在Mg(OH)2沉淀中加入盐酸得到MgCl2溶液，再经蒸发结晶得到MgCl26H2O；d将MgCl26H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2；e电解熔融的氯化镁可得到Mg。步骤d中的“一定条件”指的是_。 有同学认为：步骤b后可加热Mg(OH)2得到MgO，再电解熔融的MgO制金属镁，这样可简化实验步骤，
3、你同意该同学的想法吗？为什么？ _。(4) 铀是核反应最重要的燃料，已经研制成功一种螫合型离子交换树脂，它专门吸附海水中的U4，而不吸附其他元素。其反应原理为_(树脂用HR代替)，发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生并得到含铀的溶液，其反应原理为_。2. 由Ca3(PO4)2 、SiO2 、焦炭等为原料生产硅胶(SiO2nH2O)、磷、磷酸及CH3OH，下列工艺过程原料综合利用率高，废弃物少。图Z151(1)上述反应中，属于置换反应的是_选填：()、()、()、()、()。(2)高温下进行的反应的化学方程式为_；固体废弃物CaSiO3可用于_。(3)反应需在隔绝氧气和无水条件下进行，其原
4、因是_。(4)CH3OH可用作燃料电池的燃料，在强酸性介质中，负极的电极反应式为_。(5)指出这一环节在工业生产上的意义：_。(6)写出由PH3PO4 有关的反应方程式：_；_。3(1)钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用。不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的氧吹_(填“前”或“后”)加入。炼钢时，加入硅、锰和铝的目的是_。炼铁和炼钢生产中，尾气均含有的主要污染物是_。从环保和经济角度考虑，上述尾气经处理可用作_。(2)纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式：_。写出“联合制碱
5、法”有关反应的化学方程式：_。CO2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO2的来源有何不同？_。4氯、溴、碘、钠、镁、锰、锂、铀等元素在海洋中被富集。海洋开发利用和维权是国家战略。(1)以上元素在海水中的存在形态是_(选填“游离态”“化合态”或“不确定”)。(2)以下变化属于化学变化的是_。U发生核裂变重氢(2H)发生核聚变LiH作野外生氢剂海水晒盐(3)由氯气和晒盐后的卤水制取液溴的离子方程式：_；由石灰乳和卤水沉淀出镁元素的离子方程式_；由海带灰可浸出KI，由某种矿盐可浸出KIO3，二者在盐酸中反应可生成碘单质，反应的离子方程式为_。(4)工业由氯化钠制取金属钠的化学方程式
6、为_；工业制镁采用电解熔融氯化镁，不采用电解熔融氧化镁的原因是_。(5)海底富集多种矿物结核，锰结核是其中的一种。锰结核中主要含有MnO2和Fe2O3。一种质量比约为m(Mn)m(Fe)55448的合金钢(其他元素略)，具有抗御激烈冲击和磨损的能力，可作航母甲板等。欲通过铝热反应炼得这样的合金，MnO2、Fe2O3、Al的投料比(按物质的量之比)约为_。5发展改革委员会曾发出“遏制铝冶炼投资反弹”的紧急通知。原因是铝冶炼属于高耗能产业，而且某些铝冶炼企业以污染环境为代价，得不偿失。如图Z152是传统的工业生产金属铝的基本流程图，阅读上述新闻信息，结合铝生产的流程图解答下列问题：图Z152请回答
7、：(1)工业冶炼金属铝用的是铝土矿，铝土矿的主要成分是_(填化学式)。石油炼制和煤的干馏产品_(填物质名称)作电解铝的阴极和阳极材料。(2)氧化铝熔点高达2050 ，工业上为了降低能量消耗，在金属铝的冶炼中采取的措施是_。(3)在冶炼过程中，阳极材料需要定期地进行更换，原因是该极材料不断被消耗，产生这种现象的原因是_(用化学方程式表示)。(4)工业上制取金属镁时是电解MgCl2，电解反应方程式为_，镁和铝都是活泼金属，为什么在电解冶炼过程中，一个用氯化物，一个用氧化物？原因是_。6铝是地壳中含量最多的金属元素，1854年法国化学家德维尔用金属钠还原氯化钠和氯化铝的复盐，获得了金属铝单质。188
8、6年，美国人豪尔和法国人海郎特，分别独立地电解熔融的氧化铝和冰晶石的混合物，制得了金属铝，奠定了今天大规模生产铝的基础。工业生产金属铝的原料是铝土矿(主要成分为Al2O3，另含有Fe2O3和SiO2)，工业中得到较纯氧化铝的过程如图Z153所示：图Z153试回答下列问题：(1)操作是一种重要的混合物分离方法，实验室进行该项操作用到的玻璃仪器有烧杯、_、 _。(2)经分析不溶物A的主要成分为_。(3)工业上电解炼铝的化学方程式为_，若电路中通过1 mol电子，可以得到铝_g。(4)操作中生成不溶物C的离子方程式是_。(5)为了提高综合经济效益，实际工业生产中常将上述反应中的相关物质循环利用。其部
9、分转化关系如图Z154所示：图Z154上述转化中未涉及四种基本反应类型中的_反应。写出的化学方程式(该反应在工业生产中称为苛化法)：_。(6)科学研究表明，人体过量摄入铝元素会严重危害身体健康。请你结合实际提出两条杜绝铝元素过量摄入的措施：_。7图Z155是以海水、贝壳(主要成分CaCO3)等为原料制取几种化工产品的工艺流程图，其中E是一种化肥，N是一种常见的金属单质。图Z155结合上述工艺流程回答下列问题：(1)物质G和L的化学式分别为_和_；固体B是生活中的一种必需品，主要用作_。(2)上述工艺流程中可以循环使用的物质的化学式为_。(3)反应的化学方程式为_；在反应中必须先通入NH3，而后
10、通入D，其原因是_。(4)工业上利用F可制得另一种化工产品，该反应的化学方程式为_。(5)由K溶液经如何处理才能制得N？_。专题限时集训(十六)专题十六物质结构与性质(时间：40分钟)1回答下列问题：(1)过渡金属元素铁能形成多种配合物，如Fe(H2NCONH2)6 (NO3)3三硝酸六尿素合铁()和Fe(CO)x等。基态氧原子的价电子排布式为_。尿素(H2NCONH2)分子中C、N原子的杂化方式分别是_、_。 配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则x_。 Fe(CO)x常温下呈液态，熔点为20.5 ，沸点为103 ，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe(CO)x晶体
11、属于_(填晶体类型)。(2)O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图Z161，距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为_。已知该晶胞的密度为 g/cm3，阿伏伽德罗常数为NA，求晶胞边长a_cm。 (用含、NA的计算式表示)图Z161(3)下列说法正确的是_。A第一电离能大小：SPSiB电负性顺序：CNOFC因为晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔点低DSO2与CO2的化学性质类似，分子结构也都呈直线形，相同条件下SO2的溶解度更大E分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高(4)图Z162(a)是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺
12、序，其中c、d均是热和电的良导体。(a)(b)图Z162图中d单质的晶体堆积方式类型是_。单质a、b、f 对应的元素以原子个数比111形成的分子中含_个键，_个键。图(b)是上述6种元素中的1种元素形成的含氧酸的结构，请简要说明该物质易溶于水的原因：_。2卤素的单质和化合物很多。(1)氟原子核外有_种不同运动状态的电子；基态溴原子的价电子排布式为_；比较氟、氯、溴单质熔点的高低并说明理由：_。(2)请根据下表提供的第一电离能数据判断，最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是_。氟氯溴碘第一电离能(kJ/mol)1681125111401008(3)已知高碘酸有两种形式，化学式分别为H5IO6
13、(IOOHHOHOOHOH)和HIO4，前者为五元酸，后者为一元酸。请比较二者酸性强弱：H5IO5_HIO4。(填“”“”“”或“”)M元素的电负性。(2)G的第一电离能比它同周期前一族相邻元素的第一电离能_(填“大”或“小”)。(3)M2E2广泛用于橡胶工业，在该化合物分子中，所有原子最外层均满足8电子稳定结构。则在M2E2分子中M原子的杂化类型是_，M2E2是_(填“极性”或“非极性”)分子。(4)L的价电子排布式为_，该元素位于周期表中的_族。(5)R的化学式为_(用元素符号表示)，属于_晶体。已知R晶体的密度为 gcm3，则该晶胞的边长a_cm。(阿伏伽德常数用NA表示)专题限时集训(
14、十五)1(1)该反应是可逆反应，反应不完全 (2)在电磁场的作用下，氮氮三键更容易断裂，降低了合成反应所需的能量，反应更容易进行节能减排，降低了设备要求(3)在HCl气流中不同意，因为MgO熔点很高，熔融时因耗费大量的能量而增加生产成本(4)4HRU4=UR44HUR44H=4HRU4解析 (3)MgCl26H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2，若直接加热MgCl26H2O，会促进Mg2水解，得不到无水MgCl2，因Mg2水解呈酸性，在氯化氢气流中加热可抑制Mg2水解。2(1)()、() (2)Ca3(PO4)25C3SiO23CaSiO32P5CO生产水泥、砖瓦或作为建筑材料等(3)Si
15、HCl3会水解，同时产生的H2与O2混合易发生爆炸等(4)CH3OHH2O6e=CO26H (5)原料的循环利用(节能减排、原料充分利用)(6)4P5O22P2O5 P2O53H2O=2H3PO4解析 (1)根据置换反应的定义知，反应中反应物中有两种化合物，生成物中含有两种化合物，所以不是置换反应，反应中反应物没有单质，所以不是置换反应，反应是化合反应，、反应符合置换反应的定义。(3)R为Si，反应是Si与HCl发生反应得到SiHCl3与氢气，由反应可知，SiHCl3会水解，且生成的氢气和氧气混合点燃可能会发生爆炸，故需在隔绝氧气和无水条件下进行。(4)甲醇发生氧化反应，酸性条件下，甲醇在负极
16、失电子生成二氧化碳与氢离子，电极反应式为CH3OHH2O6e=CO26H。3(1)后脱氧和调整钢的成分CO燃料(或还原剂)(2)2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2ONH3CO2H2ONaCl(饱和)=NaHCO3NH4Cl2NaHCO3Na2CO3CO2H2O(或写总反应方程式：2NaCl2NH3CO2H2O=Na2CO32NH4Cl) “氨碱法”CO2来源于石灰石煅烧，“联合制碱法”CO2来源于合成氨工业的废气4(1)化合态(2)(3)Cl22Br=2ClBr2Ca(OH)2Mg2=Mg(OH)2Ca25IIO6H=3I23H2O(4)2NaCl2NaCl2MgO熔点高，能耗
17、高(5)31228解析 (1)海水中各元素主要以盐的形式存在，因此为化合态。(2)属于物理变化，发生了氧化还原反应，属于化学变化。(3)已知氧化性Cl2Br2，因此Cl22Br =2Cl Br2；石灰乳与Mg2发生复分解反应。(4)工业上采用电解熔融氯化钠的方法制备钠，制备镁应该电解熔点较低的MgCl2。(5)n(Mn)n(Fe)18，设锰的物质的量为1 mol，用铝作还原剂，根据电子守恒n(Al)(1)81 mol即可求得结果。5(1)Al2O3石墨(或碳)(2)加入冰晶石和少量的CaF2 (3)2C O22CO (4)MgCl2(熔融)MgCl2MgO熔点太高，MgCl2熔点低，熔化时能发
18、生电离而导电，AlCl3是共价化合物，熔融状态下不能发生电离解析 (1)铝土矿的主要化学成分是Al2O3，另外还有SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O等，电解前必须进行提纯；石油炼制和煤的干馏的固体物质成分是碳，具有导电性，可以作为阳极和阴极材料。(2)纯净的Al2O3熔点非常高，而其电解必须是在其熔融状态下进行，若采用纯净的Al2O3进行电解，则加热熔融需要消耗大量的能量，所以工业上采取加入冰晶石(Na3AlF6)和少量氧化钙(CaF2)的方法降低熔点。(3)工业炼铝的关键技术是电解，电解时阳极发生氧化反应，O2失电子变成O2，在电解过程中阳极材料碳会逐渐与氧气发生反应转变成CO。即化学方
19、程式为2CO22CO。(4)MgCl2是离子化合物，溶融时能发生电离，AlCl3是共价化合物，熔融时不发生电离，再者氧化镁熔点很高，耗能太大。6(1)玻璃棒漏斗(2)SiO2(3)2Al2O34Al3O29(4)3H2O2AlOCO2=2Al(OH)3CO(5)置换Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH(6)尽量少喝铝制包装的饮料、食品或少吃用以氢氧化铝为主要成分的胃药等解析 (3)工业上电解熔融的氧化铝来获取金属铝，即2Al2O34Al3O2，根据化学方程式，电子转移12 mol，生成金属铝4 mol，所以若电路中通过1 mol电子，可以得到铝的质量是mol27 g/mol9 g。
20、(5)溶液C是碳酸钠溶液，可以和氢氧化钙发生复分解反应生成碳酸钙和氢氧化钠，所以X是碳酸钙，Y是氧化钙，Z是氢氧化钙，涉及分解反应、化合反应以及复分解反应，不涉及置换反应。7(1)CaCl2H2调味品(2)CO2 (3)NaCl NH3CO2H2O=NaHCO3 NH4ClNH3在溶液中的溶解度大，利于吸收CO2，使其转化为(NH4)2CO3(4)2NaHCO3Na2CO3CO2H2O (5)MgCl2溶液必须在氯化氢气体中进行蒸发制得无水MgCl2，无水MgCl2熔融电解可制得金属镁解析 贝壳高温煅烧得到CaO和CO2。海水曝晒得到NaCl固体和含有CaCl2、MgCl2的母液。NaCl、C
21、O2、NH3在水溶液中发生反应NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl，产生小苏打沉淀。将CaO加入MgCl2溶液中，发生反应CaOMgCl2H2O=Mg(OH)2CaCl2，将沉淀过滤出来，洗涤干净后灼烧，发生分解反应Mg(OH)2MgOH2O，用HCl溶解MgO得到MgCl2溶液 ，将溶液蒸发、浓缩、冷却结晶得到MgCl26H2O，将MgCl26H2O，在HCl的环境中加热蒸发得到无水MgCl2，然后电解熔融的MgCl2即得到Mg和Cl2。专题限时集训(十五)1(1)该反应是可逆反应，反应不完全 (2)在电磁场的作用下，氮氮三键更容易断裂，降低了合成反应所需的能量，反应更容易进行
22、节能减排，降低了设备要求(3)在HCl气流中不同意，因为MgO熔点很高，熔融时因耗费大量的能量而增加生产成本(4)4HRU4=UR44HUR44H=4HRU4解析 (3)MgCl26H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2，若直接加热MgCl26H2O，会促进Mg2水解，得不到无水MgCl2，因Mg2水解呈酸性，在氯化氢气流中加热可抑制Mg2水解。2(1)()、() (2)Ca3(PO4)25C3SiO23CaSiO32P5CO生产水泥、砖瓦或作为建筑材料等(3)SiHCl3会水解，同时产生的H2与O2混合易发生爆炸等(4)CH3OHH2O6e=CO26H (5)原料的循环利用(节能减排、原料
23、充分利用)(6)4P5O22P2O5 P2O53H2O=2H3PO4解析 (1)根据置换反应的定义知，反应中反应物中有两种化合物，生成物中含有两种化合物，所以不是置换反应，反应中反应物没有单质，所以不是置换反应，反应是化合反应，、反应符合置换反应的定义。(3)R为Si，反应是Si与HCl发生反应得到SiHCl3与氢气，由反应可知，SiHCl3会水解，且生成的氢气和氧气混合点燃可能会发生爆炸，故需在隔绝氧气和无水条件下进行。(4)甲醇发生氧化反应，酸性条件下，甲醇在负极失电子生成二氧化碳与氢离子，电极反应式为CH3OHH2O6e=CO26H。3(1)后脱氧和调整钢的成分CO燃料(或还原剂)(2)
24、2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2ONH3CO2H2ONaCl(饱和)=NaHCO3NH4Cl2NaHCO3Na2CO3CO2H2O(或写总反应方程式：2NaCl2NH3CO2H2O=Na2CO32NH4Cl) “氨碱法”CO2来源于石灰石煅烧，“联合制碱法”CO2来源于合成氨工业的废气4(1)化合态(2)(3)Cl22Br=2ClBr2Ca(OH)2Mg2=Mg(OH)2Ca25IIO6H=3I23H2O(4)2NaCl2NaCl2MgO熔点高，能耗高(5)31228解析 (1)海水中各元素主要以盐的形式存在，因此为化合态。(2)属于物理变化，发生了氧化还原反应，属于化学变化
25、。(3)已知氧化性Cl2Br2，因此Cl22Br =2Cl Br2；石灰乳与Mg2发生复分解反应。(4)工业上采用电解熔融氯化钠的方法制备钠，制备镁应该电解熔点较低的MgCl2。(5)n(Mn)n(Fe)18，设锰的物质的量为1 mol，用铝作还原剂，根据电子守恒n(Al)(1)81 mol即可求得结果。5(1)Al2O3石墨(或碳)(2)加入冰晶石和少量的CaF2 (3)2C O22CO (4)MgCl2(熔融)MgCl2MgO熔点太高，MgCl2熔点低，熔化时能发生电离而导电，AlCl3是共价化合物，熔融状态下不能发生电离解析 (1)铝土矿的主要化学成分是Al2O3，另外还有SiO2、Fe
26、2O3、TiO2、H2O等，电解前必须进行提纯；石油炼制和煤的干馏的固体物质成分是碳，具有导电性，可以作为阳极和阴极材料。(2)纯净的Al2O3熔点非常高，而其电解必须是在其熔融状态下进行，若采用纯净的Al2O3进行电解，则加热熔融需要消耗大量的能量，所以工业上采取加入冰晶石(Na3AlF6)和少量氧化钙(CaF2)的方法降低熔点。(3)工业炼铝的关键技术是电解，电解时阳极发生氧化反应，O2失电子变成O2，在电解过程中阳极材料碳会逐渐与氧气发生反应转变成CO。即化学方程式为2CO22CO。(4)MgCl2是离子化合物，溶融时能发生电离，AlCl3是共价化合物，熔融时不发生电离，再者氧化镁熔点很
27、高，耗能太大。6(1)玻璃棒漏斗(2)SiO2(3)2Al2O34Al3O29(4)3H2O2AlOCO2=2Al(OH)3CO(5)置换Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH(6)尽量少喝铝制包装的饮料、食品或少吃用以氢氧化铝为主要成分的胃药等解析 (3)工业上电解熔融的氧化铝来获取金属铝，即2Al2O34Al3O2，根据化学方程式，电子转移12 mol，生成金属铝4 mol，所以若电路中通过1 mol电子，可以得到铝的质量是mol27 g/mol9 g。(5)溶液C是碳酸钠溶液，可以和氢氧化钙发生复分解反应生成碳酸钙和氢氧化钠，所以X是碳酸钙，Y是氧化钙，Z是氢氧化钙，涉及分解反应、化合反应以及复分解反应，不涉及置换反应。7(1)CaCl2H2调味品(2)CO2 (3)NaCl NH3CO2H2O=NaHCO3 NH4ClNH3在溶液中的溶解度大，利于吸收C