1、非选择题专项练(一)三、非选择题:本题共5小题,共60分。16.(2019山东省实验、淄博实验、烟台一中、莱芜一中四校联考)(10分)(1)氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因,用CH4催化还原NOx可在一定程度上消除氮氧化物的污染。已知:CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-1 160 kJmol-12NO2(g)+N2(g)4NO(g)H=+293 kJmol-1则该条件下,CH4催化还原NO2消除污染的热化学方程式为。(2)乙炔(CHCH)是重要的化工原料。工业上可用甲烷裂解法制取乙炔:2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)。同时发生副反应
2、:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g);甲烷裂解时,几种气体平衡时分压(Pa)的对数即lg p与温度()之间的关系如图所示。根据图判断,反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)H(填“”或“62.5%102.4(3)2HSO4-2e-S2O82-+2H+质子0.2 g(4)c(Na+)c(HCO3-)c(CO32-)c(OH-)c(H+)解析(1)CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-1160kJmol-1,2NO2(g)+N2(g)4NO(g)H=+293kJmol-1,根据盖斯定律分析,+可得热化学方程式CH4(g)+2NO2(g)N2(g)
3、+CO2(g)+2H2O(g)H=-867kJmol-1。(2)从图分析,随着温度升高,甲烷的分压(Pa)的对数变小,说明甲烷减少,则说明升温平衡正向移动,即H0;从图分析,达到平衡时乙炔的分压为100Pa,则消耗的甲烷的分压为200Pa,乙烯的分压为10Pa,消耗的甲烷的分压为20Pa,剩余甲烷的分压为100Pa,最初甲烷的分压为100+200+20=320Pa,则甲烷生成乙炔的平衡转化率为200320=62.5%。平衡时甲烷的分压为100Pa,乙烯的分压为10Pa,则氢气的分压为300+20=320Pa,平衡常数为3202101002=102.4。(3)电解硫酸氢钾溶液制备过二硫酸钾,硫元
4、素化合价升高,即阳极为硫酸氢离子失去电子生成过二硫酸根离子,电极反应为2HSO4-2e-S2O82-+2H+;溶液为酸性,反应生成过多的氢离子,阴极反应为2H+2e-H2,所以X为质子交换膜。当有0.2mol电子转移时,阳极区向阴极区转移0.2mol氢离子,阴极区有0.2mol氢离子变成氢气,阴极区质量不变,所以两边质量变化差为0.2g。(4)当通入O2量为8.96L时,即0.4mol氧气,则消耗0.2mol甲烷,生成0.2mol二氧化碳,与0.3mol氢氧化钠反应,生成0.1mol碳酸钠和0.1mol碳酸氢钠,因为碳酸根离子水解程度比碳酸氢根大,所以溶液中碳酸氢根离子浓度大于碳酸根离子浓度,
5、溶液显碱性,故离子浓度顺序为c(Na+)c(HCO3-)c(CO32-)c(OH-)c(H+)。17.答案(1)NOCsp2(2)HCOOH和CO2都为分子晶体,HCOOH分子间形成氢键(3)4a(4)H2(34,14,0)3440NA1010解析(1)同周期从左向右元素的第一电离能总体呈增大趋势,但是A族元素比同周期的A族元素的第一电离能大,故N、O、C的第一电离能依次减小;和中都存在大键,氮原子均采用sp2杂化,的大键为66,N原子有一对孤对电子,的大键为56,N原子无孤对电子,因此氮原子配位能力更强的是。(2)碳元素为6号元素,根据构造原理可写出基态碳原子的电子排布式为1s22s22p2
6、,故基态碳原子的价电子排布图为;HCOOH和CO2都为分子晶体,但是HCOOH分子间可形成氢键,故HCOOH的沸点比CO2高。(3)B(OH)4-中硼原子连接四个羟基,其价层电子对数为4;Sn(OH)62-的中心离子Sn4+与OH-之间形成配位键,配位键是一种特殊的共价键,则Sn与O之间形成的化学键属于键或极性键,不可能是键。(4)根据均摊法可知,晶胞中,微粒X的个数为818=1,微粒Y的个数为812+1=5,微粒Z的个数为814+212=3,根据储氢后所得晶体的化学式LaNi5H6可知,微粒Z为H2;根据晶胞结构图,可知B(Y)的原子分数坐标为(34,14,0);晶胞边长a=3mcm=344
7、0NA1010pm。18.答案(1)球形冷凝管12HNO3+C6H12O63H2C2O4+9NO2+3NO+9H2O安全瓶,防倒吸NaOH溶液(2)溶液pH介于4.05.0之间加热浓缩、冷却结晶(3)溶液变为粉红色,且半分钟内不褪色反应生成的Mn2+是该反应的催化剂74.8解析(1)图示中仪器a的名称为球形冷凝管。5560下,装置A中硝酸与葡萄糖发生氧化还原反应生成H2C2O4,同时生成NO2和NO且物质的量之比为31,根据得失电子守恒、原子守恒,该反应的化学方程式为12HNO3+C6H12O63H2C2O4+9NO2+3NO+9H2O。反应中生成的NO2和NO均为大气污染气体,需要进行尾气吸
8、收,NO2和NO被吸收时会导致倒吸,装置B的作用是做安全瓶防止倒吸,装置C中盛装的试剂是NaOH溶液,用于吸收NO2和NO,发生反应的化学方程式为NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O。(2)草酸铁铵(NH4)3Fe(C2O4)3易溶于水,常温下其水溶液的pH介于4.05.0之间,则将Fe2O3在搅拌条件下溶于热的草酸溶液,滴加氨水至pH介于4.05.0之间;草酸铁铵是铵盐,温度过高易分解,且温度过高促进铵根离子和铁离子水解,不能直接加热蒸干;提纯后的草酸溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤并干燥,制得草酸铁铵产品。(3)滴定反应过程
9、是高锰酸钾溶液参与的氧化还原反应,高锰酸钾发生氧化还原反应过程中颜色褪去,自身可作指示剂,滴定终点的现象是加入最后一滴高锰酸钾溶液,溶液变为粉红色,且半分钟内不褪色,即为达到终点。滴定过程中高锰酸钾被还原为Mn2+,且随着反应进行Mn2+的浓度增大,反应速率加快,说明反应生成的Mn2+可以加快反应速率,即Mn2+起催化剂的作用。滴定过程中,产品溶液加稀硫酸酸化后形成草酸,草酸与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,离子方程式为5H2C2O4+2MnO4-+6H+2Mn2+10CO2+8H2O,10.00mL产品溶液消耗n(MnO4-)=0.1000molL-10.012L=0.0012mol,则10.
10、00mL产品溶液中n(H2C2O4)=52n(MnO4-)=520.0012mol=0.003mol,则100mL产品溶液中(NH4)3Fe(C2O4)3的质量为100100.003mol13374gmol-1=3.74g,故产品中(NH4)3Fe(C2O4)3的质量分数为3.74g5g100%=74.8%。19.答案(1)温度过高时H2O2容易分解(2)Co2O3+H2O2+4H+2Co2+3H2O+O2(3)2.53.3即可萃取剂在该pH时对Ni2+、Co2+萃取率差别大,能分离Ni2+、Co2+两种离子(4)2Co2(OH)2CO3+O22Co2O3+2H2O+2CO2(5)硫酸铵c(6
11、)MH+OH-e-M+H2O解析含钴废料(主要成分为Co2O3,含有少量MnO2、NiO、Fe3O4)中加入硫酸和H2O2酸浸,MnO2不溶,其他物质都溶解,从后续产物看,Co2O3被H2O2还原为Co2+,Fe3O4溶解,同时生成的Fe2+被氧化为Fe3+;调pH至3.7,Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀;加入萃取剂后Ni2+进入有机相,Co2+进入水相;加入NH4HCO3和氨水,Co2+转化为Co2(OH)2CO3沉淀,滤液中应含有(NH4)2SO4;高温煅烧时,Co2(OH)2CO3中Co2+由+2价升高到+3价,不是简单的分解反应,而是分解产物又与O2反应,生成Co2O3、H2O和CO
12、2。(1)双氧水热稳定性弱,“酸浸”含钴废料的温度不宜过高,原因是温度过高时H2O2容易分解。(2)“酸浸”时,Co2O3被H2O2还原为Co2+,发生的主要反应是Co2O3+H2O2+4H+2Co2+3H2O+O2。(3)使用萃取剂萃取Ni2+,单纯从萃取率考虑,萃取率越高越好,但同时还需考虑到Co2+尽可能不被萃取,两方面综合考虑,应控制的pH约为2.53.3即可。则理由是萃取剂在该pH时对Ni2+、Co2+萃取率差别大,能分离Ni2+、Co2+两种离子。(4)高温煅烧时,Co2(OH)2CO3的分解产物中Co2+被O2氧化生成Co2O3等,该反应的化学方程式为2Co2(OH)2CO3+O
13、22Co2O3+2H2O+2CO2。(5)由分析可知,操作1得到的副产品是硫酸铵。从题给溶解度表看,硫酸铵的溶解度随温度升高有所增大,但变化量不大,且硫酸铵受热易分解,所以操作1是减压蒸发结晶,故选c。(6)由充电时的总反应并结合原电池原理可得,放电时负极的电极反应式为MH+OH-e-M+H2O。20.答案(1)加成反应羰基、醚键C11H9O3FS(2)(3)(4)或(5)解析(1)对比A、B的结构可知,中碳碳双键中一个碳碳键断裂,与A发生加成反应生成B,反应类型为加成反应;物质G结构简式是,其中含氧的官能团名称为羰基、醚键;E的结构简式为,根据C原子四价原则可知其分子式是C11H9O3FS。
14、(2)C与B互为同分异构体,能与小苏打反应放出CO2,说明C含有羧基,C能与SOCl2发生取代反应生成D,可知C的羧基中羟基被氯原子取代生成D,故C的结构简式为。(3)F的结构简式是,由于手性碳原子是连接四个不同的原子或原子团的碳原子,结合F的结构可知,该分子中含有1个手性碳原子,用*表示为:。(4)D的一种同分异构体满足:含有SH结构;能在酸性条件下发生水解反应,两种水解产物均含有三种不同环境的H原子,说明含有酯基且水解产物存在对称结构,其中一种水解产物既能遇FeCl3溶液显色,又能与Br2的CCl4溶液发生加成反应,说明该产物含有酚羟基、碳碳不饱和键,符合条件的同分异构体为:或。(5)甲苯被氧化可生成,然后与乙醇反应生成,与NH2NH2H2O反应生成,最后与乙酸反应生成,乙醇被酸性高锰酸钾溶液氧化可生成乙酸,故合成路线流程图为:。
