1、第1页非选择必考题标准练(七)第2页满分：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。第3页(1)装置接口连接顺序是a；b。(2)C 装置的作用是，D 装置盛装的物质是。(3)写出用上述装置制备氨气的一组试剂：。cdegfc干燥氨气浓硫酸浓氨水和碱石灰(或其他合理答案)第4页.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
2、状况下的体积为 V L，碱石灰增重 b g。第5页(4)E 装置内的试剂为，卤砂与氧化铜混合加热反应的化学方程式为。(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)。浓硫酸2NH4Cl3CuO=3CuN22HCl3H2O35.5b36.5 28V22.4或71b73 5V4第6页(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
3、质离子也发生了沉淀反应)第7页解析：(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 2NH4Cl3CuO=3CuN22HCl3H2O，装置 E 内盛装浓硫酸，可用于干燥气体。第8页(5)装置 F 中碱石灰增加的重量
4、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35.5b36.5 V22.42871b73 5V4。(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 NH4Cl 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。第9页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
5、艺流程如下：第10页回答下列问题：(1)“浸泡除铝”时，发生反应的离子方程式为。(2)“溶解”时放出的气体为(填化学式)。(3)已知金属离子开始沉淀和完全沉淀的 pH 如表：2Al2OH2H2O=2AlO2 3H2H2、H2S第11页开始沉淀的 pH完全沉淀的 pHNi26.28.6Fe27.69.1Fe32.33.3Cr34.55.6第12页“调 pH1”时，溶液 pH 的范围为。(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：。5.6pH”“”或“”)0。2CrO24 2HCr2O27 H2O1014第14页解析：(1)“浸泡除铝”时加入 NaOH 溶液，发
6、生反应的离子方程式为 2Al2OH2H2O=2AlO2 3H2。(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)2O2=4NiOOH2H2O。(5)由题图可知，随着 H第15页浓度的增大，CrO24 不断转化为 Cr2
7、O27，离子方程式为 2CrO242HCr2O27 H2O。A 点时溶液中 Cr2O27 的浓度为 0.25 molL1，则溶液中 c(CrO24)1.0 molL10.25 molL120.5 molL1，又 c(H)1.0107 molL1，故该转化反应的平衡常数 KcCr2O27 c2CrO24 c2H1014；温度升高，溶液中 CrO24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。第16页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 CO
8、2，其能量变化示意图如下：第17页结合图象，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第18页(2)利用透氧膜，一步即获得 N2、H2，工作原理如图所示(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第19页膜侧所得气体中nH2nN22，CH4、H2O、O2 反应的化学方程式是。(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
9、列说法正确的是。10CH48H2OO2=10CO28H2D第20页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、60MPa 时 A 点未达到平衡时的体积分数，反应正向进行0.043 或 0.0427第23页解析：(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
10、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，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，则膜侧所得气第24页体中 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=10CO2
11、8H2。第25页(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 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%)3 0.043(MPa)2。第27页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
12、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，B、C、N、O第一电离能由大到小的顺序为，CH4、H2O、CO2的键角按照由大到小的顺序排列为。2s22p1NOCBCO2CH4H2O第28页(2)与(HB=NH)3 互为等电子体的有机分子为(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
13、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。C6H6第29页C16S8 分子中 C 原子和 S 原子的杂化轨道类型分别为。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 与 H2 微粒间的作用力是。sp2、sp3C16S8 分子中的碳硫键具有一定程度的双键性质范德华力第30页(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
14、 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。(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)。Cu3AgH852aNA第31页解析：.(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，
15、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。第32页.(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6123，银原子数8181，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，则该晶体储氢后的第33页化学式为 Cu3AgH8。(3)该晶胞中 Mg 原子数81812，H原子数24124，则该晶胞中含 2 个 MgH2，该晶胞的体积V 52aNA cm3。
