微测18 非选择题提分测(三)(专题微测PPT)-【赢在微点·考前顶层设计】2026年高考化学大二轮专题复习
2026-03-23
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教辅
摘要:
该高中化学高考复习课件聚焦工艺流程、物质结构、反应原理、有机合成等核心模块,依据高考评价体系明确“氧化还原反应”“沉淀溶解平衡”“化学平衡常数计算”等高频考点权重,归纳非选择题常考题型,构建完整知识网络与答题框架。
课件亮点在于“真题情境+素养导向”的备考设计,如以LiCoO₂回收工艺为例,通过分析[CoCl₄]²⁻与[Co(H₂O)₆]²⁺转化培养科学思维,结合Ksp计算讲解“三步法”解题技巧。特设“易错点警示”和“母题变式训练”,助力学生掌握得分关键,教师可据此实现精准复习指导,提升备考效率。
内容正文:
考前顶层设计 化学
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微测18
非选择题提分测(三)
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 N—14 O—16 S—32 Fe—56 Co—59
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1.一种基于微波辅助低共熔溶剂的回收方法可实现对废旧锂离子电池中LiCoO2粗品(主要成分为LiCoO2,同时含有少量Fe、Al、C单质)中LiCoO2的回收利用,其主要工艺流程如下:
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已知:①LiCoO2难溶于水,Co2+在溶液中可形成[CoCl4]2-(蓝色)和[Co(H2O)6]2+(粉红色);
②25 ℃时,Ksp[Co(OH)2]=1.6×10-15,Ksp(CoC2O4)=6.3×10-8;
③季铵盐是指铵离子中的四个氢原子都被烃基取代后生成的化合物。
回答下列问题:
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(1)基态钴原子的未成对电子数为_____________;LiCoO2中Co的化合价为_____________价。
(2)季铵盐和羧酸或多元醇等可形成低共熔溶剂,物理性质与离子液体非常相似。下列说法正确的是_____________(填字母)。
A.氯化胆碱[HOCH2CH2N+(CH3)3·Cl-]与草酸混合可形成低共熔溶剂
B.该低共熔溶剂不导电
C.该低共熔溶剂可以溶解LiCoO2
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AC
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(3)“微波共熔”中低共熔溶剂和LiCoO2粗品以不同的液固比在120 ℃下微波处理10 min后,锂和钴的浸取率如 图,则最佳液固比为_______ mL/g;若低共熔溶剂中的草酸加入过多会导
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致钴的浸取率下降,原因是___________________________________
_______________________________________________。
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若草酸加入过多,钴与草酸结合成难溶的CoC2O4,使Co的浸取率下降
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(4)已知在水浸过程中溶液由蓝色变为粉红色,写出该变化的离子方程式:_______________________________________。
(5)25 ℃时,沉钴反应完成后,溶液的pH=10,此时Co2+的浓度为_____________ mg/L。(用科学计数法表示,保留3位有效数字)
(6)“滤饼1”经过煅烧得到固体Co3O4,“滤饼2”为Li2CO3固体,混合后经高温烧结得到LiCoO2的化学方程式为_________________________
_____________________________。
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[CoCl4]2-+6H2O===[Co(H2O)6]2++4Cl-
9.44×10-3
6Li2CO3+4Co3O4+O2 12LiCoO2+6CO2
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废旧锂离子电池LiCoO2粗品(主要成分为LiCoO2,同时含有少量 Fe、Al、C单质)加入低共熔溶剂进行微波共熔,季铵盐和羧酸或多元醇等可形成低共熔溶剂,故Co被还原为+2价,经过水浸滤液中Co以[CoCl4]2-存在,加入氢氧化钠沉钴,得到Co(OH)2沉淀即滤饼1和含有锂离子的滤液2,Co(OH)2固体经过煅烧得到Co3O4固 体,含有锂离子的溶液中加入碳酸钠溶液生成碳酸锂沉淀即滤饼 2,碳酸锂和Co3O4高温烧结,同时通入空气氧化得到LiCoO2产
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物。(1)钴元素原子序数为27,基态钴原子价层电子排布式为3d74s2,故未成对电子数为3;LiCoO2中O为-2价,Li为+1价,故Co为+3价。(2)季铵盐和羧酸或多元醇等可形成低共熔溶剂,故氯化胆碱[HOCH2CH2N+(CH3)3·Cl-]与草酸混合可形成低共熔溶剂,且能把+3价的钴还原为+2价,A项正确;由题中介绍可知,低共熔溶剂物理性质与离子液体非常相似,应当可以导电,B项错 误;由题中介绍可知,低共熔溶剂物理性质与离子液体非常相
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似,可以溶解离子化合物,C项正确。故选AC。(3)图中信息显示当液固比为60 mL/g时钴的浸取率最高,当液固比继续增大时,锂的浸取率随液固比的增大变化不大,因此最佳液固比为60 mL/g;若草酸加入过多,钴与草酸结合成难溶的CoC2O4,使Co的浸取率下降。(4)已知Co2+在溶液中可形成[CoCl4]2-(蓝色)和[Co(H2O)6]2+ (粉红色);水浸过程中溶液由蓝色变为粉红色,说明钴元素的存在形式由[CoCl4]2-变为[Co(H2O)6]2-,结合元素守恒得该变化离子
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2.FeS(熔点为1 195 ℃)是一种黑色固体,常用作固体润滑剂、废水处理剂等。可通过高温合成法和均相沉淀法合成纳米FeS。
Ⅰ.高温合成法
称取5.6 g还原铁粉和3.5 g淡黄色硫粉,充分混合后置于真空密闭石英管中,用酒精喷灯加热,硫粉加热升华成红棕色硫蒸气。持续加热至反应完全,冷却,得纳米FeS。
(1)若分别用S8和S6与铁粉反应制取等质量的FeS,消耗S8和S6的物质的量之比为_____________。
(2)能说明反应已进行完全的现象是_____________________。
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3∶4
硫蒸气的颜色不变
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Ⅱ.均相沉淀法
实验室以硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]和硫代乙酰胺(CH3CSNH2)为主要原料,利用如图装置合成纳米硫化亚铁。
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(3)硫代乙酰胺在酸性和碱性条件下均能水解。酸性条件下的水解离子方程式为CH3CSNH2+2H2O+H+
===CH3COOH+H2S+N;碱性条件下的水解离子方程式为_____________________________________
_____________________________________。
CH3CSNH2+3OH-===CH3COO-+S2-+NH3·H2O
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(4)加入药品前进行的操作为__________________。
(5)反应时,需控制混合溶液pH约为9,pH过小对反应造成的影响是__________________________。
(6)实验中用到的硫酸亚铁铵为浅绿色晶体,易溶于水,不溶于乙 醇。实验室制取过程如下:取4.0 g充分洗净的铁屑,加入一定量3.0 mol·L-1 H2SO4溶液,水浴加热并不断搅拌,至溶液中不再产生气 泡,一系列操作后,得到干燥的铁屑1.2 g。向除去铁屑的溶液中加入(NH4)2SO4晶体,加热浓缩至出现晶膜,静置、冷却结晶,抽滤,洗涤,低温烘干,得到硫酸亚铁铵晶体。
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检查装置的气密性
FeS产量降低
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①一系列操作中,下列仪器不需要用到的是_____________(填仪器名称)。
②理论上,需要加入的(NH4)2SO4晶体的质量为_____________ g。
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分液漏斗
6.6
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③下列试剂中,可用于洗涤硫酸亚铁铵晶体的是_____________(填字母)。
A.(NH4)2SO4溶液
B.蒸馏水
C.无水乙醇
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C
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(1)S8和S6的最简式相同,都为S,则S8和S6分别与等质量的铁粉反应制取硫化亚铁时,5.6 g还原铁粉和3.5 g淡黄色硫粉,S过量,则消耗S8和S6的质量相等,消耗S8和S6的物质的量之比为3∶4。 (2)容器中硫蒸气的颜色不变时,说明铁粉完全反应转化为硫化亚铁。(3)碱性条件下的水解生成氨和醋酸根和硫离子,离子方程式为CH3CSNH2+3OH-===CH3COO-+S2-+NH3·H2O。(4)加入药品前进行的操作为检查装置的气密性。(5)pH约为9,溶液显碱性,考
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虑CH3CSNH2碱性条件下的水解反应,CH3CSNH2+3OH-=== CH3COO-+S2-+NH3·H2O,S2-与Fe2+生成FeS沉淀,pH过小会发生酸性水解,CH3CSNH2+2H2O+H+===CH3COOH+H2S+N,H2S挥发,造成S2-浓度减小,FeS产量降低。(6)①一系列操作中,需要用到烧杯、玻璃棒,漏斗、酸式滴定管(量取硫酸),不需要用的是分液漏斗。②取4.0 g充分洗净的铁屑,为增大硫酸亚铁的浓度,加入3 mol·L-1 H2SO4溶液,在热水浴中加热,并不断搅拌,
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(1)反应过程中各物质相对能量如图甲(TS表示过渡态):写出CO(g)和NO(g)反应生成N2(g)的热化学方程式:__________________________
____________________________________。
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2CO(g)+2NO(g)
N2(g)+2CO2(g) ΔH=-747.2 kJ·mol-1
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(2)将恒定组成的NO和CO混合气体通入固定体积的反应器内,在不同温度下反应相同时间,测得反应后体系内各物质的浓度随温度的变化如图乙所示。
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高温
e
87.0%
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Ⅱ.将CO2转化为HCOOH等化学品,是实现“双碳”目标的途径之一。
已知:CO2(g)+H2(g) HCOOH(g) ΔH=+14.8 kJ·mol-1
(3)T ℃、100 kPa条件下,在恒压密闭容器中按体积比1∶2通入CO2和H2发生上述反应,CO2的平衡转化率为50%,则T ℃时该反应的平
衡常数Kp=_____________ kPa-1(用分数表示)。
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①在催化剂足量条件下,下列说法正确的是____________(填字母)。
A.增大H2(g)的分压,反应速率明显加快
B.升高温度,反应速率一定增大
C.增大气体体系的压强,可提高CO2平衡转化率
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C
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②实验测得:298 K,p(CO2)=p(H2)=2 MPa下,反应速率v随催化剂浓度c的变化如图丁所示。c≤c0时,v随c增大而增大;c>c0时,v不再显著增大,原因是_____________________________________________
____________________________________________________________________。
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M是决速步的反应物,当c≤c0时,v随c增大而增大;而受限于CO2(g)在溶液中的溶解速度(或浓度),c>c0时,v不再显著增大
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反应ⅰ几乎反应达到平衡,以反应ⅱ为主,故NO浓度不再有大变化,而CO参与反应ⅱ,因此浓度继续下降,可知c代表CO,d代表NO,根据浓度随温度变化图可知,450 ℃时,NO、CO浓度最低,脱除效果最好,故应选择高温脱除。②由①中分析可知,图中标注的五个点中,处在表示N2O的浓度变化曲线上的点是e;③根据氮元素守恒,NO的初始浓度为(200+125×2+1 500×2) ppm= 3 450 ppm,转化为氮气的NO的浓度为(1 500×2) ppm=3 000
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(4)①各反应的活化能E1>E2>E3,第一步反应速率最慢,为决速 步,增大H2(g)的分压,只能增大第二步的反应速率,反应速率不会明显加快,A项错误;升高温度,可能导致催化剂活性减小或失活,反应速率不一定增大,B项错误;该反应是气体体积减小的反应,增大气体体系的压强,平衡正向移动,可提高CO2平衡转化率,C项正确。故选C。②M是决速步的反应物,当c≤c0时,v随c增大而增大;而受限于CO2(g)在溶液中的溶解速度(或浓度),c>c0时,v不再显著增大。
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4.枸橼酸芬太尼(I)是人工合成的强效麻醉性镇痛药,适用于麻醉前、中、后的镇静痛,是目前复合全麻中常用的药物。其合成路线如图所示:
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苯乙酸
羰基
酰胺基
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(3)G→H的反应类型为___________。
(4)X的结构简式为________________________。
(5)E→F的反应经过两步:第一步加成反应,形成碳氮键,写出第二
步反应的方程式:_________________________________。
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取代反应
CH2===CHCOOCH3
+H2O
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(6)A有多种同分异构体,其中含苯环且无其他环状结构,核磁共振氢谱峰面积比为2∶2∶2∶1的同分异构体有_____________种。
(7)参照上述合成过程,设置某药物中间体的合成路线如下(部分反应
条件已略去)其中M和N的结构简式分别为______________________
和________________。
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本部分内容讲解结束
方程式为[CoCl4]2-+6H2O===[Co(H2O)6]2++4Cl-。(5)25 ℃时,沉钴反应完成后,溶液的pH=10,即溶液c(H+)=1×10-10 mol/L,c(OH-)=1× 10-4 mol/L,c(Co2+)===1.6×10-7 mol/L,故Co2+的质量体积浓度=c(Co2+)×59×103 mg/L=9.44×10-3 mg/L。(6)滤饼2是碳酸锂,与Co3O4混合后,高温烧结生成LiCoO2,故化学方程式为6Li2CO3+4Co3O4+O212LiCoO2+6CO2。
使其反应到不再产生气体,趁热过滤、洗涤、烘干,得未反应铁屑1.2 g,则反应的铁质量为4.0 g-1.2 g=2.8 g,其物质的量为=0.05 mol,根据(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O可知需要(NH4)2SO4的质量为132 g·mol-1×0.05 mol=6.6 g。③硫酸亚铁铵为浅绿色晶体,易溶于水,不溶于乙醇,可用于洗涤硫酸亚铁铵晶体的是无水乙醇,故选C。
3.研究CO2、NOx的转化具有重要的意义。
Ⅰ.脱除汽车尾气中NO和CO包括以下两个反应:
反应ⅰ 2NO(g)+CO(g)N2O(g)+CO2(g)
反应ⅱ N2O(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)
①NO和CO的脱除应选择_____________(填“高温”或者“低温”)。
②图中标注的五个点中,处在表示N2O的浓度变化曲线上的点是_____________(填字母)。
③450 ℃时,该时间段内NO的脱除率=_______(保留3位有效数字,NO的脱除率=×100%)。
(4)为提高效率,利用图丙密闭装置,按一定比例通入CO2(g)和H2(g)在溶液中反应制备HCOOH,保持两种气体的压强不变,反应CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)的反应速率为v,反应机理包含下列三个基元反应,各反应的活化能E1>E2>E3。
CO2+MQ E1
Q+H2L E2
LHCOOH+M E3
(1)由反应ⅰ+反应ⅱ得:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=
398.4 kJ·mol-1-1 027 kJ·mol-1+496.6 kJ·mol-1-615.2 kJ·mol-1= -747.2 kJ·mol-1。(2)①将恒定组成的NO和CO混合气体通入固定体积的反应器内,NO和CO发生反应被消耗,浓度减小,则c、d代表NO和CO,反应过程中CO2和N2的浓度一直增大,且CO2的浓度大于N2,则a代表CO2,b代表N2,e代表N2O,由图可知,N2O浓度开始下降的时候,d曲线浓度基本保持不变了,说明此时
ppm,NO的脱除率为×100%=87.0%。(3)根据已知条件列出“三段式”
则T ℃时该反应的平衡常数Kp== kPa-1。
已知:
①Ph—表示苯基
②
回答下列问题:
(1)A与酸反应后的产物Ph—CH2COOH的化学名称为___________。
(2)E和H中含氧官能团的名称分别为_______、_____________。
A和H2发生加成反应生成B,B和两分子X发生已知信息②的反应原理生成C,则X的结构简式为CH2==CHCOOCH3,C和NaOCH3反应生成D,E和Ph—NH2先发生加成反应再发生消去反应生成F,F和H2发生加成反应生成G,G和(C2H5CO)2O发生取代反应生成H,H和反应生成I,以此解答。(1)Ph—CH2COOH的结构可以表示为,名称为苯乙酸。(2)由E、H的结构简
式可知,E和H中含氧官能团的名称分别为羰基、酰胺基。(3)由分析可知,B和两分子X发生已知信息②的反应原理生成C,则X的结构简式为CH2==CHCOOCH3。(4)由分析可知,G和(C2H5CO)2O发生取代反应生成H。(5)E和Ph—NH2先发生加成反应生成,发生消去反应生成F,第二步反应方程式为
→+H2O。(6)A的同分异构体含苯环且无其他环状结构,核磁共振氢谱峰面积比为2∶2∶2∶1,说明其中不含甲基,且苯环上只含有1个取代基,或含有2个取代基且是对位的,满足条件的同分异构体为、,共2种。
(7)2分子和NaOCH3发生C→D的反应原理得到M为,和发生取代反应生成,发生D→E的反应原理得到
,M和N的结构简式分别为、。
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