1、非选择必考题标准练(七)满分：58分1(14分)氯化铵俗称卤砂，主要用于干电池、化肥等。某化学研究小组设计如下实验制备卤砂并进行元素测定。.实验室制备卤砂所需的装置如图所示，装置可重复选用。(1)装置接口连接顺序是cdea；bgfc。(2)C装置的作用是干燥氨气，D装置盛装的物质是浓硫酸。(3)写出用上述装置制备氨气的一组试剂：浓氨水和碱石灰(或其他合理答案)。.测定卤砂中Cl元素和N元素的质量之比。该研究小组准确称取a g卤砂，与足量氧化铜混合加热，充分反应后把气体产物按如图装置进行实验。收集装置收集到的气体为空气中含量最多的气体，其体积换算成标准状况下的体积为V L，碱石灰增重b g。(4
2、)E装置内的试剂为浓硫酸，卤砂与氧化铜混合加热反应的化学方程式为2NH4Cl3CuO3CuN22HCl3H2O。(5)卤砂中Cl元素和N元素的质量之比为(用含b、V的式子表示)。(6)为了测定卤砂中氯元素的质量，他们设计的实验方案是将a g卤砂完全溶解于水，加入过量AgNO3溶液，然后测定生成沉淀的质量。请你评价该方案是否合理，并说明理由：合理，氯化铵样品纯净，溶于水后其电离出的氯离子全部沉淀，故通过沉淀质量可求得氯元素的质量(或不合理，氨化铵样品不纯，杂质离子也发生了沉淀反应)。解析：(1)结合实验目的及题给装置可知，从a、b接口分别向锥形瓶中通入NH3和HCl，可用B装置制备HCl，经D装
3、置干燥后通入b，装置接口连接顺序为cfgb；也可用B装置制备NH3，经C装置干燥后通入a，装置接口连接顺序为cdea。(2)C装置用于干燥NH3，D装置用于干燥HCl，盛装的物质是浓硫酸。(3)用B装置制备NH3可选用浓氨水和碱石灰。(4)NH4Cl与CuO的反应为2NH4Cl3CuO3CuN22HCl3H2O，装置E内盛装浓硫酸，可用于干燥气体。(5)装置F中碱石灰增加的重量等于HCl的质量，装置G中收集到的气体为N2，则卤砂中Cl元素与N元素的质量之比为28。(6)若NH4Cl样品纯净，其完全溶于水后，加入过量AgNO3溶液，溶液中的Cl完全转化为AgCl，根据AgCl的质量可确定NH4C
4、l样品中Cl元素的质量；若NH4Cl样品不纯，混有的杂质离子也发生沉淀反应，则不能根据生成沉淀的质量确定NH4Cl样品中Cl元素的质量。2(14分)碱式氧化镍(NiOOH)可用作镍氢电池的正极材料，可用废镍催化剂(主要含Ni、Al，还含少量Cr、FeS等)来制备，其工艺流程如下：回答下列问题：(1)“浸泡除铝”时，发生反应的离子方程式为2Al2OH2H2O=2AlO3H2。(2)“溶解”时放出的气体为H2、H2S(填化学式)。(3)已知金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表：开始沉淀的pH完全沉淀的pHNi26.28.6Fe27.69.1Fe32.33.3Cr34.55.6“调pH1”时，溶液p
5、H的范围为5.6pH6.2。(4)在空气中加热Ni(OH)2可得NiOOH，请写出此反应的化学方程式：4Ni(OH)2O24NiOOH2H2O。(5)金属铬在溶液中有多种存在形式，CrO和Cr2O在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0molL1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)随c(H)的变化如图所示，用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应2CrO2HCr2OH2O，根据A点数据计算出该转化反应的平衡常数为1014，温度升高，溶液中CrO的平衡转化率减小，则该反应的H”“”或“”)0。解析：(1)“浸泡除铝”时加入NaOH溶液，发生反应的离子方程式为2Al2OH2H2O=2Al
6、O3H2。(2)“溶解”时加入稀硫酸，稀硫酸能与Ni、Cr、FeS反应，所以“溶解”时放出的气体为H2和H2S。(3)结合题给流程图可知，“调pH 1”前Fe2已经被氧化为Fe3，故“调pH1”的目的是除去Fe3、Cr3，同时保证Ni2不生成沉淀，由题表中数据可知，“调pH1”时溶液pH的范围为5.6pH6.2。(4)在空气中加热Ni(OH)2可得NiOOH，根据得失电子守恒和原子守恒可得：4Ni(OH)2O24NiOOH2H2O。(5)由题图可知，随着H浓度的增大，CrO不断转化为Cr2O，离子方程式为2CrO2HCr2OH2O。A点时溶液中Cr2O的浓度为0.25 molL1，则溶液中c(
7、CrO)1.0 molL10.25 molL120.5 molL1，又c(H)1.0107 molL1，故该转化反应的平衡常数K1014；温度升高，溶液中CrO的平衡转化率减小，即平衡逆向移动，说明正反应放热，则该反应的H0。3(15分)氨在工农业生产中应用广泛，可由N2、H2合成NH3。(1)天然气蒸汽转化法是目前获取原料气中H2的主流方法。CH4经过两步反应完全转化为H2和CO2，其能量变化示意图如下：结合图象，写出CH4通过蒸汽转化为CO2和H2的热化学方程式：CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165.4 kJmol1。(2)利用透氧膜，一步即获得N2、H2，工作原理
8、如图所示(空气中N2与O2的物质的量之比按41计)。起还原作用的物质是CH4。膜侧所得气体中2，CH4、H2O、O2反应的化学方程式是10CH48H2OO2=10CO28H2。(3)甲小组模拟工业合成氨在一恒温恒容的密闭容器中发生反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0。t1 min时达到平衡，在t2 min时改变某一条件，其反应过程如图所示，下列说法正确的是D。A、两过程达到平衡时，平衡常数：KKB、两过程达到平衡时，NH3的体积分数：()T2T1。在T2、60 MPa条件下，A点v正(填“”“”或“”)v逆，理由是在T2、60_MPa时A点未达到平衡时的体积分数，反应正向进行。计算T
9、2、60 MPa平衡体系的平衡常数Kp0.043或0.042_7MPa2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数，保留2位有效数字)。解析：(1)结合图象可知，第一步反应的热化学方程式为CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H206.4 kJmol1，第二步反应的热化学方程式为CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41.0 kJmol1，根据盖斯定律，由得：CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165.4 kJmol1。(2)结合工作原理图知，膜侧反应物为空气中的O2和H2O，得电子生成O2和H2；膜侧反应物为CH4和O2，失去电子生成CO和H2，
10、起还原作用的是CH4。设膜侧参加反应的空气中的n(N2)4 mol、n(O2)1 mol，则膜侧所得气体中n(N2)4 mol、n(H2)8 mol，膜侧的还原反应为O24e=2O2和H2O2e=H2O2，则n(O2)反应1 mol，n(H2O)反应8 mol，膜侧的氧化反应为CH4O22e=2H2CO，根据得失电子守恒，膜侧n(CH4)反应10 mol，故CH4、H2O、O2反应的化学方程式为10CH48H2OO2=10CO28H2。(3)温度不变，平衡常数K不变，A项错误；若t2 min时改变的条件是大量通入N2或H2，则平衡时NH3的体积分数：()T2T1。在T2、60 MPa条件下，A
11、点时NH3的体积分数小于平衡时NH3的体积分数，此时反应正向进行，所以v正v逆。结合图象知T2、60 MPa平衡时NH3的体积分数为60%，则平衡时(N2)15%，(H2)25%，Kp(60MPa60%)2/(60 MPa15%)(60 MPa25%)30.043(MPa)2。4(15分)氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。.化合物A(H3BNH3)是一种潜在的储氢材料，可由六元环状物质(HB=NH)3通过如下反应制得：3CH42(HB=NH)36H2O=3CO26H3BNH3请回答下列问题：(1)基态B原子的价电子排布式为2s22p1，B、C、
12、N、O第一电离能由大到小的顺序为NOCB，CH4、H2O、CO2的键角按照由大到小的顺序排列为CO2CH4H2O。(2)与(HB=NH)3互为等电子体的有机分子为C6H6(填分子式)。.氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键。(1)印度尼赫鲁先进科学研究中心的Datta和Pati等人借助ADF软件对一种新型环烯类储氢材料(C16S8)进行研究，从理论角度证明这种材料的分子呈平面结构(如图1)，每个杂环平面上下两侧最多可吸附10个H2分子。C16S8分子中C原子和S原子的杂化轨道类型分别为sp2、sp3。相关键长数据如表所示：化学键CSC=SC16S8中碳硫键键长/pm181155176从表中数据
13、可以看出，C16S8中碳硫键键长介于CS键与C=S键之间，原因可能是C16S8分子中的碳硫键具有一定程度的双键性质。C16S8与H2微粒间的作用力是范德华力。(2)具有储氢功能的铜合金晶体具有立方最密堆积的结构，晶胞中Cu原子位于面心，Ag原子位于顶点，氢原子可进入到由Cu原子与Ag原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Ag原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2(晶胞结构如图2)相似，该晶体储氢后的化学式为Cu3AgH8。(3)MgH2是金属氢化物储氢材料，其晶胞如图3所示，已知该晶体的密度为a gcm3，则晶胞的体积为 cm3(用含a、NA的代数式表示，NA表示阿伏加德罗常数的值)。
14、解析：.(1)基态B原子的价电子排布式为2s22p1；一般情况下，同周期主族元素从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，但是由于N原子的2p轨道上的电子处于半充满的稳定状态，所以其第一电离能比O原子的大，因此，元素第一电离能由大到小的顺序为NOCB；CH4是正四面体形分子，键角为10928，H2O是V形分子，键角为105，CO2是直线形分子，键角为180，因此三者键角按照由大到小的顺序排列为CO2CH4H2O。(2)与(HB=NH)3互为等电子体的有机分子为C6H6。.(1)根据图1可知，C原子采取sp2杂化，S原子采取sp3杂化。C16S8分子中的碳硫键具有一定程度的双键性质，从而导致C16S8中碳硫键键长介于CS键与C=S键之间。C16S8与H2微粒间的作用力为范德华力。(2)根据题意知，该晶胞中铜原子数63，银原子数81，氢原子可进入到由Cu原子与Ag原子构成的四面体空隙中，则H原子位于该晶胞内部，储氢后该晶胞中含有8个H，则该晶体储氢后的化学式为Cu3AgH8。(3)该晶胞中Mg原子数812，H原子数244，则该晶胞中含2个MgH2，该晶胞的体积V cm3。
