非選擇題專項練(一)1.過渡金屬及其化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領域有著廣泛的應用。(1)基態(tài)鈦原子的價層電子軌道表示式為　　　　　　　　　;與鈦同周期的過渡元素中,基態(tài)原子的成對電子數(shù)與鈦相同的有　　　　種;金屬鈦是一種新興的結構材料,其硬度比金屬鎂和鋁大的原因是　。?(2)在濃的TiCl3的鹽酸中加入乙醚,并通入HCl至飽和,可得到配位數(shù)為6、組成為TiCl3·6H2O的晶體,該晶體中兩種配體的物質的量之比為2∶4,則由該配合離子組成的晶體化學式還可以寫為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(3)航母螺旋槳主要用銅合金制造。含銅廢液可以利用銅萃取劑M,通過如下反應實現(xiàn)銅離子的富集,進行回收。①M所含元素的第一電離能最大的是　　　　　(用元素符號表示)。?②X化合物中中心原子銅的配位數(shù)是　　　　,上述反應中斷裂和形成的化學鍵有　　　　　　　。?(4)金紅石(TiO2)是含鈦的主要礦物之一,其晶胞結構(晶胞中相同位置的原子相同)如圖所示。①A、B、C、D4種粒子,其中鈦原子是　　　　　(填字母)。?②若A、B、C的原子坐標參數(shù)分別為A(0,0,0)、B(0.69,0.69,1)、C(1,1,1),則D的原子坐標參數(shù)為D(0.19,　　　　,　　　　);該化合物的密度為　　　　　　g·cm-3(用含a、c、NA的代數(shù)式表示)。?2.鈦鐵礦(FeTiO3)中往往含有Fe2O3、MgO、CaO、Al2O3、SiO2等雜質。一種硫酸法制取白色顏料鈦白粉(TiO2)的生產(chǎn)工藝如圖所示:已知:Ⅰ.酸浸后,鈦主要以TiOSO4形式存在。Ⅱ.強電解質TiOSO4在溶液中僅能電離出S和一種陽離子。Ⅲ.H2TiO3不溶于水和稀酸。(1)為提高酸浸速率,一般采取的措施是　　　　　　　　　　　　　　　。(寫兩條)?(2)濾渣①的主要成分是　　　　。?(3)酸浸過程中,寫出含鈦化合物發(fā)生反應的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(4)加入鐵粉的目的是還原體系中的Fe3+。為探究最佳反應條件,某實驗室做如下嘗試。 圖1圖2①在其他條件不變的情況下,體系中Fe(Ⅲ)含量隨pH的變化如圖1所示,試分析在pH介于4~6之間時,Fe(Ⅲ)含量基本保持不變的原因:?　。?②保持其他條件不變的情況下,體系中Fe(Ⅲ)含量隨溫度的變化如圖2所示,55℃后,Fe(Ⅲ)含量增大的原因是　。?(5)水解過程中得到沉淀③的化學式為　　　　　　　　　　　　。?3.硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O,M=248g·mol-1)可用于氰化物和腈類中毒及各種砷、碘、汞、鉛中毒治療。已知它易溶于水,難溶于乙醇,在中性和堿性環(huán)境中能穩(wěn)定存在,在40~45℃熔化,48℃分解。某興趣小組用兩種方法制取硫代硫酸鈉晶體,并加以應用。Ⅰ.制備Na2S2O3·5H2O方法一:亞硫酸鈉法。反應原理:S+Na2SO3Na2S2O3實驗步驟:稱取一定量的Na2SO3放入燒杯中,加入煮沸過的蒸餾水溶解。另取過量的硫粉,加入少量乙醇充分攪拌均勻后,加入上述溶液中。水浴加熱,微沸,反應后趁熱過濾。將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶后析出Na2S2O3·5H2O晶體。再進行減壓過濾、洗滌并低溫干燥。(1)使用煮沸的蒸餾水配制溶液的目的是?　。?(2)向硫粉中加入少量乙醇充分攪拌均勻的目的是　。?(3)下列說法正確的是　　　　(填字母)。?A.蒸發(fā)濃縮至溶液表面出現(xiàn)大量沉淀時,停止加熱B.快速冷卻,可析出較大晶體顆粒C.冷卻結晶后的固液混合物中加入乙醇可提高產(chǎn)率方法二:硫化堿法,裝置如圖所示。 B　　　　　　C(4)組裝好儀器后,檢驗裝置A氣密性的方法為?　。?(5)裝置C中,將Na2S和Na2CO3以2∶1的物質的量之比配成溶液再通入SO2,便可制得Na2S2O3與CO2,反應的化學方程式為?　。?(6)裝置B的主要作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。?Ⅱ.Na2S2O3的應用(7)為了測定粗產(chǎn)品中Na2S2O3·5H2O的含量,一般采用在酸性條件下用KMnO4標準液滴定的方法(滴定反應為5S2+8Mn+14H+8Mn2++10S+7H2O,假定粗產(chǎn)品中雜質與酸性KMnO4溶液不反應)。稱取1.25g的粗樣品溶于水,用0.40mol·L-1酸性KMnO4溶液滴定,當溶液中S2全部被氧化時,消耗酸性KMnO4溶液20.00mL。產(chǎn)品中Na2S2O3·5H2O的質量分數(shù)為　　　　　　　　　　　　　。?4.某維生素的生理功能是維持上皮組織的完整性和細胞膜的通透性,維持正常視覺,促進年幼動物生長等。以下是該維生素的合成路線的一部分:ND已知:(1)B中官能團的名稱為　　　　　　　。?(2)由E生成H的反應類型為　　　　　　　　。?(3)寫出由C與M反應生成N的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(4)D的結構簡式為　。?(5)B的同分異構體中能發(fā)生銀鏡反應但不能發(fā)生水解反應的共　　　　　種,其中核磁共振氫譜有三組峰,且峰面積比為6∶1∶1的同分異構體的結構簡式為　　　　　　　　　　　　　　　　。? (6)聚苯乙烯樹脂是一種良好的保溫材料,請以甲苯為原料,參照題中信息,設計路線合成聚苯乙烯,無機試劑任選。5.合成氨技術的創(chuàng)立開辟了人工固氮的重要途徑。請回答下列問題。(1)在1.01×105Pa、250℃時,將1molN2與1molH2加入aL剛性容器中充分反應,測得NH3體積分數(shù)為4%,其他條件不變,溫度升高至450℃,測得NH3體積分數(shù)為2.5%,則可判斷合成氨反應ΔH　　　　(填“>”或“<”)0。?(2)在2L密閉絕熱容器中,投入4molN2和6molH2,在一定條件下生成NH3,測得不同溫度下,平衡時NH3的物質的量數(shù)據(jù)如表所示:溫度T1T2T3T4n(NH3)/mol3.63.22.82.0①下列能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是　　　　　。?A.3v正(H2)=2v逆(NH3)B.容器內氣體壓強不變C.混合氣體的密度不變D.混合氣體的溫度保持不變②溫度T1　　　　(填“>”“<”或“=”)T3。?③在T3溫度下,達到平衡時N2的體積分數(shù)為　　　　　　　。?(3)N2O4為重要的火箭推進劑之一,N2O4與NO2轉換的熱化學方程式為N2O4(g)2NO2(g)　ΔH。上述反應中,正反應速率v正=k正·p(N2O4),逆反應速率v逆=k逆·p2(NO2),其中k正、k逆為速率常數(shù),則該反應的化學平衡常數(shù)Kp為　　　　(以k正、k逆表示)。若將定量的N2O4投入真空容器中恒溫恒壓分解(溫度298K、壓強110kPa),已知該條件下k逆=5×102kPa-1·s-1,當N2O4分解10%時,v逆=　　　　　kPa·s-1。?(4)溫度為T時,在恒溫恒容的密閉條件下發(fā)生反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),反應過程中各物質濃度的變化曲線如圖所示。①表示H2濃度變化的曲線是　　　　　(填“A”“B”或“C”)。與(1)中的實驗條件(1.01×105Pa、450℃)相比,改變的條件可能是　　　　　　　。? ②在0~25min內,N2的平均反應速率為　　　　　　　　　　。在該條件下反應的平衡常數(shù)為　　　　　　　　(保留兩位小數(shù))。?參考答案非選擇題專項練(一)1.答案(1)　3　Ti原子的價電子數(shù)比Mg、Al多,金屬鍵更強(2)[TiCl2(H2O)4]Cl·2H2O(3)①N?、?　共價鍵、配位鍵(4)①AC?、?.81　0.5　解析(1)Ti是22號元素,位于周期表中第四周期第ⅣB族,價層電子排布式為3d24s2,價層電子軌道表示式為。與Ti同周期的所有過渡元素的基態(tài)原子中成對電子數(shù)與鈦相同的有Sc、V、Mn,共有3種;由于Ti原子的價電子數(shù)比Mg、Al多,金屬鍵更強,所以其硬度比金屬鎂和鋁大。(2)在濃的TiCl3的鹽酸中加入乙醚,并通入HCl至飽和,可得到配位數(shù)為6、組成為TiCl3·6H2O的晶體,由于該晶體中兩種配體的物質的量之比為2∶4,這說明3個氯離子中有2個是配體,6個水分子中有4個是配體,則由該配合離子組成的晶體化學式還可以寫為[TiCl2(H2O)4]Cl·2H2O。(3)①一般元素的非金屬性越強,第一電離能越大,但由于N元素的2p軌道電子處于半充滿穩(wěn)定狀態(tài),故氮元素的第一電離能大于氧元素的第一電離能,則M所含元素的第一電離能最大的是N。②X化合物分子中有2個氮原子和2個氧原子提供孤電子對,所以中心原子銅的配位數(shù)是4。M中沒有配位鍵,X中含有配位鍵,說明有配位鍵生成,另外還有O—H的斷裂,則上述反應中斷裂和形成的化學鍵有共價鍵、配位鍵。(4)①TiO2晶胞中原子總數(shù)為6,由化學式可知有2個Ti原子、4個O原子,由晶胞結構可知,B、D位置為O原子,體心、頂點為Ti原子。②晶胞中體心Ti周圍有6個O原子,O原子周圍有3個Ti原子,內部3個原子投影為,3個原子形成的線平行于底面且到上下平面的距離相等,上下平面距離為cpm,可得坐標參數(shù)z的值為0.5,圖中所示長度y即為坐標參數(shù)y的值,D坐標參數(shù)x=0.19,則圖中小直角三角形的直角邊邊長為0.19,故y=1-0.19=0.81,D的參數(shù)為(0.19,0.81,0.5);根據(jù)以上分析可知密度為g·cm-3=g·cm-3。2.答案(1)粉碎鈦鐵礦,加熱,增大硫酸濃度等(寫其中任意兩個答案即可)(2)SiO2(3)FeTiO3+2H2SO4TiOSO4+FeSO4+2H2O (4)①pH介于4~6之間時,Fe3+完全沉淀為Fe(OH)3,不再與鐵粉發(fā)生反應②隨溫度的升高,溶液中Fe2+被氧化為Fe3+(5)H2TiO3解析酸浸中發(fā)生反應:FeTiO3+2H2SO4TiOSO4+FeSO4+2H2O,Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O等,浸取液中含有Fe3+、Mg2+、Ca2+、Al3+,加入鐵粉,能將Fe3+還原成Fe2+,然后過濾,濾渣①的主要成分是二氧化硅,濾液①結晶過濾得到的晶體成分濾渣②是硫酸亞鐵晶體,濾液②中TiOSO4能發(fā)生水解反應生成沉淀③H2TiO3和濾液③H2SO4,最后高溫煅燒沉淀③得到TiO2。(1)為提高酸浸速率,一般采取的措施是粉碎鈦鐵礦,加熱,增大硫酸濃度等。(2)SiO2不與酸和水反應,故濾渣①的主要成分是SiO2。(3)酸浸過程中,FeTiO3與H2SO4反應的化學方程式為FeTiO3+2H2SO4TiOSO4+FeSO4+2H2O。(4)①在pH介于4~6之間時,Fe(Ⅲ)含量基本保持不變的原因是Fe3+完全沉淀為Fe(OH)3,不再與鐵粉發(fā)生反應。②55℃后,Fe(Ⅲ)含量增大的原因是隨溫度的升高,溶液中Fe2+被氧化為Fe3+。(5)濾液②中TiOSO4能發(fā)生水解反應生成沉淀③H2TiO3和濾液③H2SO4。3.答案(1)除去水中溶解的氧,防止Na2SO3被氧化(2)硫粉微溶于乙醇,使反應物充分接觸,增大反應速率(3)C(4)將B中左側導管沒入水中,關閉分液漏斗活塞,微熱A中燒瓶,當B中有氣泡冒出時,移走酒精燈后一段時間,導管倒吸形成一段水柱(5)Na2CO3+2Na2S+4SO23Na2S2O3+CO2(6)平衡壓強,觀察反應速率(7)99.2%解析(1)Na2SO3具有還原性,能被氧氣氧化成Na2SO4,煮沸蒸餾水可以除去溶解在水中的氧氣,防止Na2SO3被氧化。(2)硫粉溶于乙醇中,增大了反應物的接觸面積,增大化學反應速率。(3)為防止固體飛濺,應在出現(xiàn)晶膜時停止加熱,A項錯誤。快速冷卻,會導致析出較小晶體顆粒,B項錯誤。因為Na2S2O3·5H2O難溶于乙醇,所以冷卻結晶后的固液混合物中加入乙醇,可析出更多的晶體,提高了產(chǎn)率,C項正確。(4)檢驗裝置A氣密性的方法是將B中左側導管沒入水中,關閉分液漏斗活塞,微熱A中燒瓶,當B中有氣泡冒出時,移走酒精燈后一段時間,導管倒吸形成一段水柱。(5)將SO2氣體通入裝置C中,SO2可以與C裝置中的Na2S和Na2CO3反應,生成Na2S2O3和CO2,其反應的化學方程式為Na2CO3+2Na2S+4SO23Na2S2O3+CO2。(6)裝置A為制取SO2的裝置,生成SO2的速率可以通過裝置B中的氣泡快慢進行判斷,起到平衡壓強、觀察反應速率的作用。(7)根據(jù)題意可知,n(KMnO4)=0.40mol·L-1×20.00mL×10-3=0.008mol,根據(jù)5S2+8Mn+14H+8Mn2++10S+7H2O可知,n(Na2S2O3)=×0.008mol=0.005mol,m(Na2S2O3·5H2O)=0.005mol×248g·mol-1=1.24g,產(chǎn)品中Na2S2O3·5H2O的質量分數(shù)=×100%=99.2%。4.答案(1)酮羰基、羥基(2)取代反應 (3)+CH≡CMgCl(4)(5)8　(6)解析B生成C發(fā)生醇的消去反應,C為,由信息可知,C與M生成的N為,N再發(fā)生水解反應得到的D為。(1)B中官能團的名稱為酮羰基、羥基。(2)根據(jù)H的結構可知,G和E的結合方式為虛線標注位置,則由E生成H的反應類型為取代反應。(3)由C與M發(fā)生加成反應生成N,反應的化學方程式為+。(4)D的結構簡式為。(5)B的同分異構體中能發(fā)生銀鏡反應說明含有醛基,但不能發(fā)生水解反應說明不含有酯基,則滿足條件的有:①改變羥基的取代位置、,②改變官能團的位置、、,總共8種;其中核磁共振氫譜有三組峰,且峰 面積比為6∶1∶1的同分異構體的結構簡式為。(6)逆推法解決合成聚苯乙烯的問題,需要苯乙烯,逆推需要醇的消去得到碳碳雙鍵,根據(jù)信息條件知,含有CO的物質與CH3MgX反應再經(jīng)水解得到醇羥基,可知需要苯甲醛,以甲苯作原料,經(jīng)鹵素原子取代后,水解得到醇類,再經(jīng)催化氧化得到苯甲醛,合成路線為。5.答案(1)<(2)①BD　②2.5%,則與實驗條件 為1.01×105Pa、450℃相比,平衡向正反應方向移動,該反應為氣體體積減小的放熱反應,改變的條件可能為增大壓強或降低溫度。②由題給數(shù)據(jù)可知,在0~25min內,氮氣的平均反應速率為=0.002mol·L-1·min-1,平衡時反應的平衡常數(shù)為K==0.73。