綜合大題規范練(三)必做題26．鈀(Pd)是一種不活潑金屬，含鈀催化劑在工業、科研上用量較大。利用廢催化劑鈀碳制備氯化鈀(PdCl2)和Pd的流程如圖所示：已知：①鈀碳含有活性炭、5%～6%的鈀以及約1%的鐵。②王水：濃硝酸和濃鹽酸按體積比為1∶3的混合物。③高溫下，會有部分鈀被氧化為PdO。(1)在實驗室里，可在______________(填儀器名稱)中模擬“焚燒”過程；若其他制備步驟不變，省去“焚燒”過程，帶來的不利后果是______________________________________________________________________________________________________。(2)個別文獻指出，“酸溶”前可用肼(N2H4)先將PdO“還原”。寫出“還原”過程所發生反應的化學方程式：______________________________________________________；肼(N2H4)也可以被看作二元弱堿，結合質子生成N2Heq\o\al(＋,5)或N2Heq\o\al(2＋,6)。肼與少量稀硫酸混合后，得到的產物的化學式為____________________。(3)洗滌濾渣并將洗滌液與濾液合并，對提高PdCl2的產率至關重要，其主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)操作a是先加氨水溶解，后加鹽酸過濾、洗滌，其主要目的是____________________。(5)將Pd(NH3)2Cl2在空氣中550℃下焙燒(氧氣不參與反應)可以直接得到海綿狀的鈀，海綿鈀g·cm－3、摩爾質量為Mg·mol－1、其吸附的氫氣是其體積的n倍(標準狀況下)，則此條件下海綿鈀的儲氫容量R＝________mL·g－1，氫氣的濃度r＝________mol(儲氫容量R即1g鈀吸附氫氣的體積；氫氣的濃度r為1molPd吸附氫氣的物質的量)。答案(1)坩堝消耗王水太多(或產生的有毒有害氣體太多)(2)N2H4＋2PdO=N2↑＋2Pd＋2H2O(N2H5)2SO4(3)Fe(OH)3膠體吸附含鈀微粒，造成鈀元素損失太大(4)獲得更純凈的Pd(NH3)2Cl2(5)eq\f(n,ρ)eq\f(nM,22400ρ)解析(1)灼燒固體要在坩堝中進行，在實驗室里，可在坩堝中模擬“焚燒”過程；原料中活性炭含量太大，若其他制備步驟不變，省去“焚燒”過程，帶來的不利后果是消耗王水太多，產生氮的氧化物等有毒有害氣體太多(或產生的有毒有害氣體太多)。(2)個別文獻指出，“酸溶”前可用肼(N2H4)先將PdO“還原”生成氮氣、鈀，反應的化學方程式為N2H4＋2PdO=N2↑＋2Pd＋2H2O；肼(N2H4)也可以被看作二元弱堿，結合質子生成N2Heq\o\al(＋,5)或N2Heq\o\al(2＋,6)。肼與少量稀硫酸混合后，得到的產物的化學式為(N2H5)2SO4。(3)洗滌濾渣并將洗滌液與濾液合并，對提高PdCl2的產率至關重要，其主要原因是Fe(OH)3膠體吸附含鈀微粒，造成鈀元素損失太大。(4)操作a是先加氨水溶解，后加鹽酸過濾、洗滌，其主要目的是為了獲得更純凈的Pd(NH3)2Cl2。(5)1gPd的體積為eq\f(1g,ρg·cm－3)，標準狀況下其吸附的H2的體積為n×eq\f(1g,ρg·cm－3)＝eq\f(n,ρ)mL，則儲氫容量R為eq\f(n,ρ)mL·g－1；1molPd的體積為eq\f(1mol×Mg·mol－1,ρg·cm－3)＝eq\f(M,ρ)cm3＝eq\f(M,ρ)mL，吸附氫氣的物質的量為eq\f(\f(M,ρ)mL×n×10－3L·mL－1,22.4L·mol－1)＝eq\f(nM,22400ρ)mol。27．某學習小組通過下列裝置探究MnO2與FeCl3是否反應產生Cl2。已知FeCl3固體加熱易升華，其蒸氣為黃色。實驗操作和現象：實驗操作現象點燃酒精噴燈，加熱加熱一段時間后，裝置A中產生黃色氣體，裝置B中溶液變藍(1)該實驗裝置從安全角度分析，存在的問題是________________________________________________________________________________________________________。(2)在進行上述實驗前還必需進行的操作為___________________________________________________________________________________________________________________。(3)裝置A中產生黃色氣體能不能說明一定產生Cl2？(填“能”或“不能”)，原因為_______________________________________________________________________。(4)除了生成的氯氣可使裝置B中溶液變藍外，推測還有兩種可能。①推測一：裝置A中產生的另一種黃色氣體也可使裝置B中溶液變藍。為排除這種黃色氣體應作如何改進？_______________________________________________________________。②推測二：在酸性條件下，裝置中的空氣可使裝置B中溶液變藍。發生反應的離子方程式為____________________________________________________________________________；為排除這種情況應如何操作？__________________________________________________。(5)按照上述改進措施進行實驗，觀察到裝置A中產生黃色氣體，裝置B中溶液變藍，則裝置A中發生反應的化學方程式為_________________________________________________。答案(1)FeCl3固體加熱易升華，遇冷會凝華而易堵塞導管使裝置炸裂(2)檢查裝置的氣密性(3)不能FeCl3固體升華后產生的氣體也為黃色(4)①在裝置A、B間添加冷凝裝置②O2＋4H＋＋4I－=2I2＋2H2O在開始加熱裝置A前通入一段時間N2排盡裝置內空氣(5)4FeCl3＋3MnO2eq\o(=,\s\up7(△))2Fe2O3＋3MnCl2＋3Cl2↑解析有氣體參加的反應或制取氣體的反應，在實驗前要檢查裝置的氣密性，為防止空氣成分對實驗的干擾，要先通入與反應體系無關的氣體進行排空處理；對于易升華、凝華的物質要注意采取安全措施，Cl2、FeCl3都有氧化性，都會將KI氧化為I2而使淀粉溶液變為藍色，要注意排除雜質的干擾，同時要注意進行尾氣處理，防止大氣污染。(1)該實驗裝置從安全角度分析，存在的問題是FeCl3固體加熱易升華，其蒸氣遇冷就會發生凝華現象，變為固體而易堵塞導管使裝置炸裂。(2)該裝置要通過實驗探究MnO2與FeCl3能否反應產生Cl2，因為可能有氣體產生，因此實驗操作前還需要進行的操作為檢查裝置氣密性。(3)裝置A中產生黃色氣體不能說明一定產生Cl2，這是因為FeCl3固體加熱升華后產生的FeCl3蒸氣也為黃色，因此不能確定黃色氣體是Cl2還是FeCl3蒸氣。(4)①由于黃色氣體可能是Cl2，也可能是FeCl3蒸氣，所以推測一就要排除FeCl3蒸氣的干擾，改進的措施是在裝置A、B間添加冷凝裝置，將FeCl3蒸氣通過冷凝分離除去，然后根據裝置B中現象分析判斷。②推測二是在酸性條件下，空氣中含有的O2具有氧化性，O2在溶液中溶解，與KI發生反應產生I2而使裝置B中溶液變藍，該反應的離子方程式為O2＋4H＋＋4I－=2I2＋2H2O；解決該問題的實驗操作為在開始加熱裝置A前通入一段時間N2排盡裝置內空氣。(5)按照上述改進措施進行實驗，觀察到裝置A中產生黃色氣體，裝置B中溶液變藍，則證明裝置A中發生反應產生了Cl2，根據原子守恒、得失電子守恒，可得該反應的化學方程式為4FeCl3＋3MnO2eq\o(=,\s\up7(△))2Fe2O3＋3MnCl2＋3Cl2↑。28．H2在生物學、醫學等領域有重要應用，傳統制氫成本高、技術復雜，研究新型制氫意義重大，已成為科學家研究的重要課題。回答下列問題：(1)我國科學家研究發現，在Rh的催化下，單分子甲酸分解制H2反應的過程如圖1所示，其中帶“*”的物質表示吸附在Rh表面，該反應過程中決定反應速率步驟的化學方程式為______________________________________________________________________________；甲酸分解制H2的熱化學方程式可表示為___________________________________(阿伏加德羅常數的值用NA表示)。(2)T℃下H2S可直接分解制取H2，反應的原理如下：2H2S(g)eq\o(,\s\up7(高溫))2H2(g)＋S2(g)。實際生產中往剛性容器中同時通入H2S和水蒸氣，水蒸氣與反應體系的任何物質均不發生反應，測得容器總壓(p總壓)和H2S的轉化率(α)隨時間的變化關系如圖2所示。計算反應在0～20min內的平均反應速率v(H2)＝________kPa·min－1；平衡時，p(水蒸氣)＝________kPa，平衡常數Kp＝______kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數)。(3)工業上也可采用乙苯()氣體催化脫氫法制取H2，同時生成苯乙烯()氣體。其他條件不變時，在不同催化劑(n、m、p)作用下，反應進行相同時間后，乙苯的轉化率隨反應溫度的變化如圖3所示。相同溫度下，三種催化劑(n、m、p)的催化活性由高到低的順序為______________；b點乙苯的轉化率高于a點的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)HCOOH*=HCOO*＋H*HCOOH(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－0.16NAeV·mol－1(2)1.260135(3)n＞m＞pa、b點都未達到平衡，b點溫度高，b點的反應速率快，消耗乙苯的量多解析(1)根據題意決定反應速率主要看活化能，因此該反應過程中決定反應速率步驟的化學方程式為HCOOH*=HCOO*＋H*；根據圖1中信息得到甲酸分解制H2的熱化學方程式可表示為HCOOH(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－0.16NAeV·mol－1。(2)設開始H2S壓強為akPa，轉化的H2S壓強為2bkPa，水蒸氣壓強為ckPa。根據反應以壓強建立三段式，2H2S(g)eq\o(,\s\up7(高溫))2H2(g)＋S2(g)開始/kPaa00轉化/kPa2b2bb平衡/kPaa－2b2bb因此有a＋c＝100，c＋a－2b＋2b＋b＝112，eq\f(2b,a)×100%＝60%，解得a＝40，b＝12，c＝60，因此反應在0～20min內的平均反應速率v(H2)＝eq\f(Δp,Δt)＝eq\f(24kPa,20min)＝1.2kPa·min－1；平衡時，水蒸氣壓強和任意時刻的水蒸氣壓強相同，p(水蒸氣)＝60kPa，平衡時根據題意建立三段式，2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)開始/kPa4000轉化/kPa303015平衡/kPa103015平衡常數Kp＝eq\f(302×15,102)＝135(kPa)。(3)根據圖3中信息，做一條與y軸平行的線，相同溫度下，三種催化劑(n、m、p)的催化活性由高到低的順序為n＞m＞p；b點乙苯的轉化率高于a點的原因是a、b點都未達到平衡，b點溫度高，b點的反應速率快，消耗乙苯的量多。選做題35．碳(C)、銅(Cu)、錫(Sn)及其化合物有許多用途。回答下列問題。(1)在元素周期表里，錫和碳同族，錫位于第五周期。基態錫原子的最外層電子排布式為________________________________________________________________________。(2)磷化銅(Cu3P2)用于制造磷青銅，磷青銅是含少量錫、磷的銅合金。磷化銅與水反應產生有毒的磷化氫(PH3)氣體，P、S的第二電離能(I2)的大小關系為I2(P)______I2(S)(填“＞”“＜”或“＝”)，原因是_______________________________________________。PH3分子的熱穩定性比NH3________(填“強”或“弱”)。(3)1mol苯中含σ鍵的數目為_______________________________________________。CH3CH2COOH中C的雜化方式有_____________________________________________。(4)磷青銅晶體的晶胞結構如圖所示，該晶體中P原子與最近的Cu原子的核間距為anm，該晶體中P原子位于由Cu原子形成的正八面體的空隙中，則該正八面體的邊長為________nm，該晶體密度為________g·cm－3(用含NA的代數式表示)。答案(1)5s25p2(2)＜P失去的是3p2上的電子，S失去的是3p3上的電子，3p3為半充滿結構，較穩定、難失去電子弱(3)12NAsp3、sp2(4)eq\r(2)aeq\f(342,2a×10－73NA)解析(4)該正八面體的邊長為晶體中P原子與最近的兩個Cu原子構成的直角三角形的斜邊，所以該正八面體的邊長為eq\r(2)anm；在晶胞中，含有P原子個數為1、Sn原子個數為eq\f(1,8)×8＝1、Cu原子個數為eq\f(1,2)×6＝3，則該晶體密度為eq\f(119＋64×3＋31g·mol－1,NAmol－1×2a×10－7cm3)＝eq\f(342,2a×10－73NA)g·cm－3。36．克霉唑為廣譜抗真菌藥，對多種真菌尤其是白色念珠菌具有較好的抗菌作用，其合成路線如圖：已知：甲苯與氯氣在三氯化鐵催化下得到兩種物質：和。回答下列問題：(1)C的名稱是_________________________________________________；E中的官能團名稱為____________。(2)在由B制取E的過程中，不是由B一步反應生成E，其原因為________________________。(3)F→G的反應類型是__________________________________________________________。(4)寫出D→E的化學方程式：__________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)M與G互為同分異構體，滿足下列兩個條件的M有________種(不包含G本身)。①含有三個苯環②苯環之間不直接相連寫出其中核磁共振氫譜有5組峰，且峰面積比為2∶2∶1∶1∶1的結構簡式：________________________________________________________