河北省唐山市2020届-2022届高考化学三年模拟（二模）试题汇编-综合、推断、流程题

这是一份河北省唐山市2020届-2022届高考化学三年模拟（二模）试题汇编-综合、推断、流程题，共22页。试卷主要包含了工业流程题，原理综合题，有机推断题等内容，欢迎下载使用。
河北省唐山市2020届-2022届高考化学三年模拟（二模）试题汇编-综合、推断、流程题

一、工业流程题
1．（2020·河北唐山·统考二模）三氯化钌广泛应用于氯碱工业中金属阳极钌涂层及加氢催化剂。现以固体含Ru废料为原料制备RuCl3晶体，其工艺流程如下：

回答下列问题：
(1)K2RuO4中Ru的化合价为_____，“碱熔”中产生的气体可用于____(写一种工业用途)。
(2)“氧化”时欲使2mol K2RuO4氧化为RuO4，则需要氧化剂的物质的量为______mol。
(3)为了提高“碱熔”效率，可以采取的措施有______。
(4)RuO4气体有剧毒，“盐酸吸收”时的化学方程式为___________。
(5)可用氢还原重量法测定产品的纯度，其原理为2RuCl3＋3H2 = 2Ru＋6HCl，所得实验数据记录如下：
实验序号
产品质量/g
固体Ru质量/g
①
5.1875
2.0210
②
5.1875
2.0190
③
5.1875
2.0200
④
5.1875
1.6200

则产品的纯度为________(用百分数表示)。
(6)钌及其化合物在合成工业上有广泛用途，根据图示写出合成反应的化学方程式________。

2．（2021·河北唐山·统考二模）LiFePO4是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备，工艺流程如图：

(1)化学上可将某些盐写成氧化物的形式，如Na2SiO3可写成Na2O·SiO2，则FeTiO3可写成______，钛铁矿经盐酸浸取后过滤，滤渣的主要成分为______。
(2)“酸浸”后，钛主要以形式存在，写出水解形成TiO2·xH2O相应反应的离子方程式______。
(3)加入双氧水的目的是______。
(4)若“滤液2”中c(Mg2+)=0.02mol·L-1，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1×10-5mol·L-1，此时______ (填“是”或“否”)有Mg3(PO4)2沉淀生成。列式计算解释原因______。［已知：Ksp(FePO4)=1.3×10-22、Ksp[Mg3(PO4)2]=1.0×10-24。
(5)写出“高温煅烧”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式______。
(6)锂离子电池充电时，LiFePO4接电源的______极(填“正”或“负”)，脱出部分Li+，形成Li1-xFePO4，若x=，则电极材料中n(Fe2+)：n(Fe3+)=_______。
3．（2022·河北唐山·统考二模）以电镀厂含锌废液(主要成分为，还含有少量的)为原料制备的工艺流程如下：

溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的如下表所示：
金属离子




开始沉淀
1.9
7.0
3.0
6.6
完全沉淀
3.2
9.0
4.7
9.1

回答下列问题：
(1)“氧化”工序作用之一是除锰，发生反应的离子反应方程式是_______。
(2)工业生产中，“试剂a”通常可选用_______ (填字母代号)
A．溶液    B．    C．稀硫酸    D．
滤渣X的成分是_______，调的范围是_______。
(3)“沉锌”主要反应的离子反应方程式是_______；过滤出的产品经过多次洗涤，如何证明产品已洗净_______。
(4)对产品进行系列加工可得单质和，科研团队进一步研发了可逆电池，电池工作时复合膜(由a、b膜复合而成)层间的解离成和。电池工作原理如图所示：

闭合时，电池复合膜中向_______(填“左”或“右”)迁移；闭合时，电极发生的电极反应式为_______。

二、原理综合题
4．（2020·河北唐山·统考二模）多种短周期非金属元素的气态氧化物常会造成一些环境污染问题，化学工作者设计出将工业废气中污染物再利用的方案，以消除这些不利影响。
(1)以NH3、CO2为原料生产重要的高效氮肥——尿素[CO(NH2)2]，两步反应的能量变化示意图如下：

写出以氨气和二氧化碳气体为原料合成尿素的热化学方程式_________，已知两步反应中第二步反应是生产尿素的决速步骤，可判断Ea1_____Ea3(填“＞”、“＜”或“＝”)。  
(2)向体积为2 L的恒温恒容容器中通入2 mol CO和2 mol SO2，发生反应2CO(g)＋SO2(g)2CO2(g)＋S(s)。若反应进行到10 min时达平衡，测得CO2的体积分数为0.5，则前16 min的平均反应速率v(CO)＝____，该温度下反应化学平衡常数K＝____。
(3)利用“亚硫酸盐法”吸收工业废气中的SO2。

①室温条件下，将工业废气通入(NH4)2SO3溶液中，测得溶液pH与含硫组分物质的量分数的变化关系如图所示，b点溶液中n()∶n()＝________。
②已知室温条件下，Ka1(H2SO3) =1.5×10-2；Ka2(H2SO3) =1.0×10-7；Kb(NH3•H2O) =1.8×10-5。室温下，0.1mol•L-1的(NH4)2SO3溶液中离子浓度(不考虑OH-)由大到小顺序为________。
(4)利用电解烧碱和食盐的混合液，使工业废气脱氮，原理如图。

①NO被阳极产生的氧化性物质氧化为反应的离子方程式：_________________。
②为使该电解装置能较长时间正常工作，保持两极电解质溶液导电能力相对稳定，该装置中应使用_______ 离子交换膜(填“阴”或“阳”)。
5．（2021·河北唐山·统考二模）氮氧化物的处理是环境科学研究的热点课题。
(1)已知：Ⅰ．C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-1
Ⅱ．2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH2=-221.0kJ·mol-1
Ⅲ．N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH3=+180.5kJ·mol-1
利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO和CO，发生反应：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)。
①该反应正反应的活化能为EakJ·mol-1，则逆反应的活化能为______ kJ·mol-1。
②该反应在下能______自发进行(填“高温”或“低温”)。
③在2L恒容密闭容器中加入3molCO和2molNO，测得NO的转化率与温度(T)、时间(t)间的变化关系如图所示：则T2温度下，0~5min内用CO表示的平均反应速率v(CO)=______ ；T1温度下，上述反应的平衡常数K=______L·mol-1；若在T1温度下，向平衡后的容器中再加入4molN2和amolNO，使平衡向右移动，则a的取值范围是______。

(2)有人利用反应C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g)ΔH=-34.0kJ·mol-1，用活性炭对NO进行吸附。现向恒容密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体并在催化剂作用下发生反应。
①若为绝热容器，下列表示该反应达到平衡状态的是______(填字母)。
A．混合气体的密度保持不变
B．混合气体的压强保持不变
C．NO和N2的消耗速率之比为1：2
D．混合气体中c(NO)=c(N2)
②若为恒温容器，经相同时间测得不同温度下NO的转化率随温度的变化如图所示：由图可知最高转化率B点对应温度为440℃，则A、B、C三点中______点可能是对应温度下的平衡转化率；高于440℃时，NO的转化率降低的原因可能是平衡常数变小(即温度升高导致平衡逆向移动)，也可能是______。

6．（2022·河北唐山·统考二模）甲醇和甲醛是重要的化工原料。利用气态甲醇在催化剂条件下脱氢制备甲醛的主要反应为：，反应机理图示如下：(其中虚线部分为副反应)

回答下列问题：
(1)主要反应的最大能垒为_______。
(2)副反应的热化学方程式为_______。
(3)已知

则的_______。
(4)在体积的刚性容器中，投入气态，在一定催化剂作用下，反应时间时，分别测得甲醇转化率和甲醛的选择性与温度的关系，如下图所示：(甲醛的选择性：转化的中生成的百分比)。

①时内生成甲醛的平均反应速率是_______。
②若时恰好平衡，容器的初始压强为，甲醇的转化率为，甲醛的选择性为，主要反应的压强平衡常数为_______。
③以后，甲醛的选择性下降的可能原因为_______。
(5)利用甲醇、氯气和氢气为原料在℃及一定催化剂条件下制取一氯甲烷，反应原理如下：。现将等物质的量的反应物分别投入到温度相同，容积是1L、2L的甲乙两个恒温、恒容的容器中，达到平衡(不考虑副反应发生)，下列说法正确的是_______(填字母代号)。
A．甲乙密度相同，的体积分数不同
B．甲乙正反应速率不同，放出的热量相同
C．甲乙压强不同，混合气体的平均相对分子质量相同
D．甲乙的转化率相同，混合气体的颜色相同

三、有机推断题
7．（2020·河北唐山·统考二模）莽草酸(E)主要作为抗病毒和抗癌药物中间体， 作为合成治疗禽流感药物达菲(Tamiflu)的主要原料之一。其合成路线如下：

回答下列问题：
(1)A的化学名称是_____。D的分子式为_____。莽草酸(E)中含氧官能团的名称是_____。
(2)①的化学反应类型为_____。
(3)C与足量NaOH稀溶液反应的化学方程式为______。
(4)设计步骤②、③的目的是________。
(5) F是B的一种同分异构体，能与FeCl3溶液发生显色反应且核磁共振氢谱只有两组峰，则F的结构简式为____。
(6)有机材料G(属降冰片烯酸类，结构简式：)用作医药中间体，依据题中合成路线设计以A(CH2=CH—COOH)和为起始原料制备G的合成路线(无机试剂任选)______。
8．（2021·河北唐山·统考二模）有机化合物H可用来制备抗凝血药，可通过下列路线合成。

已知：①RCOOHR为烃基
②酚羟基一般不易直接与羧酸酯化。
请回答：
(1)E的结构简式为______，F的名称为______。
(2)C+F→G的反应类型为______；H中含氧官能团的名称为______。
(3)在A→B的反应中，检验A是否反应完全的试剂是______。
(4)写出G与过量NaOH溶液共热时反应的化学方程式______。
(5)化合物D的同分异构体有多种，其中能与FeCl3溶液发生显色反应的结构有______种(不包括D本身)，其中核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积比为2：2：1：1的结构简式为______。(任写一种)。
(6)苯甲酸苯酚酯()是一种重要的有机合成中间体。请根据已有知识并结合相关信息，试写出以苯酚、甲苯为原料制取该化合物的合成路线(无机试剂任选)：______。
9．（2022·河北唐山·统考二模）化合物G是治疗面部疱疹药品泛昔洛韦的合成中间体，其合成路线如下：

回答下列问题：
(1)反应所需的试剂和条件是_______，的反应类型是_______。
(2)C分子中最多共面的碳原子数有_______个，E中官能团的名称是_______。
(3)写出的化学方程式_______。
(4)能将酯基还原成醇羟基，F的分子式是，则F的结构简式为_______。
(5)D有多种同分异构体，同时满足下列条件的同分异构体有_______种。
①分子中含苯环且只有两个取代基，官能团分别在两个取代基上，即不与苯环直接相连。
②该分子催化氧化的产物能发生银镜反应。
(6)以苯甲醇、和必要的无机试剂为原料，参照上述流程合成，写出合成路线_______。

参考答案：
1．     ＋6价     用来制取硝酸     2     适当升高温度、粉碎固体废料     2RuO4＋16HCl = 2RuCl3＋5Cl2↑＋8H2O     80.00%     N2＋3H22NH3
【分析】含Ru废料加入硝酸钾和氢氧化钾反应生成二氧化氮和K2RuO4，K2RuO4与NaClO、硫酸反应生成RuO4，RuO4与盐酸反应生成RuCl3、Cl2和H2O。
【详解】(1)根据K元素的化合价为+1价，O元素的化合价为−2价分析得到K2RuO4中Ru的化合价为＋6价，“碱熔”中产生的气体是二氧化氮，二氧化氮可用于制硝酸；故答案为：＋6价；用来制取硝酸。
(2)“氧化”时欲使2mol K2RuO4氧化为RuO4，根据得失电子守恒分析2mol K2RuO4氧化为RuO4失去4mol电子，NaClO中Cl元素的化合价由+1价降为-1价，1mol NaClO得到2mol电子，因此需要氧化剂的物质的量为2 mol；故答案为：2。
(3)为了提高“碱熔”效率，可以采取的措施有适当升高温度、粉碎固体废料；故答案为：适当升高温度、粉碎固体废料。
(4)RuO4气体有剧毒，根据图中信息用“盐酸吸收”时生成RuCl3，Ru化合价降低，则盐酸中氯元素的化合价升高变为氯气，其化学方程式为2RuO4＋16HCl = 2RuCl3＋5Cl2↑＋8H2O；故答案为：2RuO4＋16HCl = 2RuCl3＋5Cl2↑＋8H2O。
(5)根据数据得出第④实验数据误差较大，应舍弃，取另外三次的平均数据，得到Ru质量为2.0200g，产品中RuCl3的质量为g ，则产品的纯度为；故答案为：80.00%。
(6)根据图中信息得到氮气和氢气在催化剂作用下反应生成氨气，其合成反应的化学方程式；N2＋3H22NH3；故答案为：N2＋3H22NH3。
【点睛】化工流程是常考题型，主要考查工艺中设计的氧化还原反应、利用得失电子守恒分析、与电化学知识结合考查等形式。
2．     FeO·TiO2     SiO2     +(x+1)H2O=TiO2·xH2O+2H++4Cl-     将Fe2+氧化成Fe3+     否     c()===1.3×10-17mol/L，Qc=c3(Mg2+)×c2(PO)=0.013×(1.3×10-17)2≈1.69×10-40