非选择题标准练(一)
(建议用时：40分钟)
1．(14分)铍铜是广泛应用于制造高级弹性元件的良好合金。某科研小组从某废旧铍铜元件(主要含BeO、CuS，还含少量FeS和SiO2)中回收铍和铜两种金属的工艺流程如下：
已知：ⅰ.铍、铝元素化学性质相似；BeCl2熔融时能微弱电离。
ⅱ.常温下，K sp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20，
K sp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，K sp[Mn(OH)2]＝2.1×10－13。
回答下列问题：
(1)滤液A的主要成分除NaOH外，还有____________(填化学式)；写出反应Ⅰ中含铍化合物与过量盐酸反应的离子方程式：____________________________________________。
(2)滤液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl，为得到较纯净的BeCl2溶液，选择下列实验操作最合理步骤的顺序是____________；电解熔融BeCl2制备金属铍时，需要加入NaCl，其作用是__________________。
①加入过量的NaOH；②加入过量的氨水；③加入适量的HCl；④过滤；⑤洗涤。
(3)反应Ⅱ中CuS的氧化产物为S单质，该反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(4)常温下，若滤液D中c(Cu2＋)＝2.2 mol·L－1、c(Fe3＋)＝0.008 mol·L－1、c(Mn2＋)＝0.21 mol·L－1，向其中逐滴加入稀氨水，生成沉淀F是____________(填化学式)；为了尽可能多的回收铜，所得滤液G的pH最大值为____________。
2．(14分)KI可用于分析试剂、感光材料、制药和食品添加剂等。制备原理如下：反应①3I2＋6KOH===KIO3＋5KI＋3H2O；
反应②3H2S＋KIO3===3S↓＋KI＋3H2O。
按照下列实验过程，请回答有关问题。
(1)启普发生器中发生反应的化学方程式为______________________________________，用该装置还可以制备________(填一种气体化学式)。
(2)关闭启普发生器活塞，打开滴液漏斗的活塞，滴入30%的KOH溶液，待观察到__________________(填现象)时，停止滴入KOH溶液；然后________________(填操作)，待KIO3混合液和NaOH溶液中气泡速率接近相同时停止通气。
(3)打开滴液漏斗的活塞，滴入硫酸溶液，并对KI混合液水浴加热，其目的是
________________________________________________________________________。
(4)把KI混合液倒入烧杯，加入碳酸钡，在过滤器中过滤，过滤得到的沉淀中除含有过量碳酸钡外，还有硫酸钡和________，其中加入碳酸钡的作用是__________________。合并滤液和洗液，蒸发至析出结晶，滤出经干燥得成品。
(5)如果得到3.2 g硫单质，则理论上制得的KI为________g。
3．(15分)合理利用和转化NO2、SO2、CO、NO等污染性气体是环保领域的重要课题。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物污染。已知：①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－574.0 kJ/mol
②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－1 160.0 kJ/mol
③H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44.0 kJ/mol
CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式是
________________________________________________________________________。
(2)已知2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：
①2NO(g)N2O2(g)(快) v1正＝k1正·c2(NO)，v1逆＝k1逆·c(N2O2)
②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢) v2正＝k2正·c(N2O2)·c(O2)，v2逆＝k2逆·c2(NO2)
一定温度下，反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，该反应的平衡常数的表达式K＝________________(用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示)，反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小关系为E1________E2(填“>”“<”或“＝”)。
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)。向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，恒温(T℃)时，各物质的浓度随时间的变化如下表：
物质
浓度/(mol/L)
NO N2CO2
时间/min
0 0.100 0 0
10 0.058 0.021 0.021
20 0.040 0.030 0.030
30 0.040 0.030 0.030
40 0.032 0.034 0.017
50 0.032 0.034 0.017
①T
②在31 min时，若只改变某一条件使平衡发生移动，40 min、50 min 时各物质的浓度如上表所示，则改变的条件是___________________________________________。
③在51 min时，保持温度和容器体积不变再充入NO和N2，使二者的浓度均增加至原来的两倍，则化学平衡____________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
(4)反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0，在一定条件下N2O4与NO2的消耗速率与各自的分压(分压＝总压×物质的量分数)有如下关系：v(N2O4)＝k1·p(N2O4)，v(NO2)＝k2·p2(NO2)。其中k1、k2是与温度有关的常数，相应的速率与N2O4或NO2的分压关系如图所示。
在T℃时，图中M、N点能表示该反应达到平衡状态，理由是___________________。
改变温度，v(NO2)会由M点变为A、B或C点，v(N2O4)会由N点变为D、E或F点，当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为________(填字母)。
4．(15分)砷化镍可用于制作发光器件、半导体激光器、太阳能电池和高速集成电路。
(1)基态Ni原子的价电子排布式为________；基态As原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。
(2)第一电离能As________(填“>”或“<”)Se，原因是__________________________。
(3)As2O3(砒霜)是两性氧化物，As2O3溶于盐酸生成AsCl3，AsCl3用LiAlH4还原生成AsH3。
①AlH－4的中心原子的杂化方式为________，其立体构型为________。写出一种与AlH－4互为等电子体的分子的化学式：________。
②AsH3分子中H—As—H的键角________(填“>”“＝”或“<”)109.5°。AsH3沸点低于NH3，其原因是_____________________________________________________________。
(4)有机砷是治疗昏睡病不可缺少的药物，该有机坤中存在的化
学键的种类为______(填字母编号)。
a ．离子键
b ．σ键
c ．π键
d ．碳碳双键
(5)砷化镍激光在医学上用于治疗皮肤及黏膜创面的感染、溃疡等，砷化镍晶胞如图所示，该晶胞密度ρ为______g ·cm －3
(列式即可，不必化简)。
5．(15分)高聚物M 广泛用于各种刹车片。实验室以烃A 为原料制备M 的一种合成路线如下：
已知：①
②R 1Cl ――→R 2ONa R 1OR 2
回答下列问题：
(1)A 的结构简式为____________。H 的化学名称为____________。
(2)B 的分子式为____________。C 中官能团的名称为____________。
(3)由D 生成E 、由F 生成G 的反应类型分别为____________、____________。
(4)由G 和I 生成M 的化学方程式为____________________________________。
(5)Q 为I 的同分异构体，同时满足下列条件的Q 的结构简式为________________。 ①1 mol Q 最多消耗4 mol NaOH
②核磁共振氢谱有4组吸收峰
(6)参照上述合成路线和信息，以甲苯为原料(无机试剂任选)，设计制备
的合成路线：____________________________________。
参考答案与解析
二非选择题标准练
非选择题标准练(一)
1．解析：(1)由信息ⅰ知，BeO是两性氧化物，可与NaOH溶液反应，但CuS、FeS不与NaOH溶液反应，SiO2是酸性氧化物，可与NaOH溶液反应，因此滤液A中主要成分是过量的NaOH及生成的Na2SiO3、Na2BeO2。由AlO－2与盐酸反应可推出相应反应的离子方程式为BeO2－2＋4H＋===Be2＋＋2H2O。(2)先向溶液中加入过量的氨水，得到 Be(OH)2沉淀，过滤、洗涤后再将沉淀溶解在适量的盐酸中，相应操作步骤为②④⑤③。BeCl2只能微弱地电离，故加入强电解质NaCl可增强熔融盐的导电性。(3)由题给信息可先写出MnO2＋CuS＋H2SO4―→S＋
MnSO4＋CuSO4＋H2O，配平即可。(4)Fe3＋开始形成沉淀时c(OH－)＝3 4.0×10－38
0.008
mol·L－1
≈1.7×10－12mol·L－1，同理可求出Mn2＋开始形成沉淀时的c(OH－)＝1×10－6 mol·L－1，Cu2＋开始形成沉淀时的c(OH－)＝1×10－10 mol·L－1，故沉淀F是 Fe(OH)
3。为得到尽可能多的Cu2＋，溶液的pH越大越好，但pH增大过程中不应出现Mn(OH)2沉淀，结合前面的计算知溶液的pH最大为8.0。
答案：(1)Na2SiO3、Na2BeO2(2分) BeO2－2＋4H＋===Be2＋＋2H2O(2分)
(2)②④⑤③(2分) 增强熔融盐的导电性(1分)
(3)MnO2＋CuS＋2H2SO4===S＋MnSO4＋CuSO4＋2H2O(2分)
(4)Fe(OH)3(2分) 8.0(3分)
2．解析：先打开滴液漏斗的活塞，滴入30%的KOH溶液，I2与KOH溶液反应生成KIO3和KI的混合溶液，当溶液由棕黄色变为无色时，停止滴入KOH溶液。混合溶液中的KIO3用启普发生器中产生的H2S除去，再通过加入硫酸酸化和水浴加热，使多余的H2S逸出。而多余的硫酸用难溶物碳酸钡转化为硫酸钡，最后经过过滤、蒸发等操作，得到纯净的KI。这样得到的KI来源于两部分，一部分是I2与KOH反应生成的KI，另一部分是KIO3与H2S反应生成的KI。
(1)启普发生器中用硫酸和硫化锌制取H2S，反应的化学方程式为ZnS＋H2SO4===H2S↑＋ZnSO4。用启普发生器还可制取的气体有H2、CO2。
(2)滴入的30%的KOH溶液与I2反应，当棕黄色溶液变为无色时，停止滴入KOH溶液；然后打开启普发生器活塞，通入气体，待KIO3混合液和NaOH溶液气泡速率接近相同时停止通气。
(3)滴入硫酸使溶液酸化并对混合液水浴加热，有利于H2S逸出，从而除去H2S。
(4)向KIO3混合液通入H2S，发生反应的化学方程式为3H2S＋KIO3===3S↓＋KI＋3H2O，向KI混合液中滴入硫酸溶液，水浴加热，然后加入碳酸钡，则得到的沉淀中除含有过量的碳酸钡外，还有硫酸钡和硫单质。因KI混合液中加入了硫酸，故加入碳酸钡可将其除去。
(5)3.2 g S 的物质的量为0.1 mol ，由反应①可得KIO 3～5KI ，由反应②可得KIO 3～3S ～KI ，则S 与KI 对应数量关系为3S ～6KI ，即S ～2KI ，所以理论上制得的KI 为0.2 mol ，质量为33.2 g 。
答案：(1)ZnS ＋H 2SO 4===H 2S ↑＋ZnSO 4(2分) H 2(或CO 2)(2分)
(2)棕黄色溶液变为无色(2分) 打开启普发生器活塞，通入气体(1分)
(3)使溶液酸化并加热，有利于H 2S 逸出，从而除去H 2S(2分)
(4)硫单质(2分) 除去多余的硫酸(1分)
(5)33.2(2分)
3．解析：(1)根据盖斯定律，由12(①＋②＋③×4)可得，CH 4与NO 2反应生成N 2、CO 2和H 2O(l)的热化学方程式为CH 4 (g)＋2NO 2(g)===N 2(g)＋CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－955.0 kJ/mol 。
(2)当化学反应2NO(g)＋O 2 (g)2NO 2(g)达到平衡状态时，正反应速率等于逆反应速
率即v 1正＝v 1逆、v 2正＝v 2逆。由v 1正＝k 1正·c 2(NO)、v 1逆＝k 1逆·c (N 2O 2)得c 2(NO)＝
k 1逆·c (N 2O 2)k 1正；由v 2正＝k 2正·c (N 2O 2)·c (O 2)、v 2逆＝k 2逆·c 2(NO 2)得c 2(NO 2)c (O 2)＝k 2正·c (N 2O 2)k 2逆
，故该反应的平衡常数表达式为K ＝c 2(NO 2)c 2(NO)·c (O 2)＝k 2正·c (N 2O 2)k 2逆×k 1正k 1逆·c (N 2O 2)＝k 1正·k 2正k 1逆·k 2逆
。活化能指化学反应中反应物分子变为活化分子所需要的最低能量，活化能越低，越容易变为活化分子，发生有效碰撞的概率就越大，反应速率就越快，由题干可知，反应①速率快，故其活化能E 1小，即E 1 (3)①由表格数据比较可知，T ℃时第一次平衡在20 min 时，此时NO 、N 2、CO 2的平衡浓度分别为0.040 mol/L 、0.030 mol/L 、0.030 mol/L ，故该反应的平衡常数为K ＝c (N 2)·c (CO 2)c 2(NO)＝0.030×0.030(0.040)2＝916 ≈0.56。 ②由30 min 、40 min 和50 min 各物质浓度对比可知，改变条件后，NO 的浓度减少，N 2的浓度增大，故平衡正向移动，但是CO 2的浓度减少了，说明改变的条件是减小CO 2的浓度。 ③整个过程，由于温度不变，则该反应的平衡常数K 不变仍为0.56。由题意知，在51 min 时，NO 、N 2、CO 2的浓度为0.064 mol/L 、0.068 mol/L 、0.017 mol/L ，此时浓度商Q c ＝c (N 2)·c (CO 2)c 2(NO)＝0.068×0.017(0.064) 2≈0.28<0.56，故化学平衡正向移动。 (4)N 2O 4的消耗速率可表示正反应速率，NO 2的消耗速率可表示逆反应速率，由图像可知M 点v (NO 2)是N 点v (N 2O 4)的2倍，根据化学方程式N 2O 4(g)2NO 2(g)可以判断出该反应的正反应速率等于逆反应速率，由此说明M 、N 点能表示该反应达到平衡状态。升高温度，化 学反应速率要加快，故v (NO 2)由M 点变为B 点，v (N 2O 4)由N 点变为F 点。 答案：(1)CH 4(g)＋2NO 2(g)===N 2(g)＋CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－955.0 kJ/mol(2分) (2)k 1正·k 2正k 1逆·k 2逆 (2分) <(2分) (3)①0.56(2分) ②减小CO 2浓度(其他合理答案也可给分)(2分) ③正向移动(2分) (4)M 点v (NO 2)是N 点v (N 2O 4)的2倍，根据化学方程式N 2O 4(g)2NO 2(g)可以判断出该反应的正反应速率等于逆反应速率(其他合理答案也可给分)(2分) B 、F(1分) 4．解析：(1)Ni 是28号元素，价电子排布式为3d 84s 2。砷原子中电子占据的能量最高的能级是4p ，电子云为哑铃形或纺锤形。(2)砷的第一电离能大于硒的第一电离能，原因是砷的4p 轨道上有3个电子，处于能量较低、比较稳定的半充满状态，此种情况下失去电子需要消耗较多的能量。(3)①AlH －4中铝形成了4个σ键，故为sp 3杂化，其立体构型为正四面体形。其等电子体有CH 4、SiH 4等。②AsH 3中砷为sp 3杂化，因砷存在一对孤电子对，故键角小于109.5°。AsH 3、NH 3均为分子晶体，NH 3分子间能形成氢键而AsH 3分子间不能形成氢键，只有范德华力，故NH 3的沸点较高。(4)观察有机砷的结构简式知，氧、钠间形成的是离子键，砷、氧间形成σ键、π键，苯环上不存在碳碳双键，含有π键，故答案为abc 。(5) 根据均摊原理易求出一个晶胞中含有2个Ni 、2个As ，晶胞质量为2×59＋2×75N A g ，晶胞体积为ab 2sin 60°×10 －30cm 3，由此可求出晶胞的密度。 答案：(1)3d 84s 2(1分) 哑铃(纺锤)(1分) (2)>(1分) As 元素原子的4p 轨道上的电子呈半充满状态，比较稳定(2分) (3)①sp 3(1分) 正四面体形(1分) SiH 4(或CH 4)(1分) ②<(1分) 液态NH 3分子间能形成氢键，AsH 3分子间只有范德华力(2分) (4)abc(2分) (5)268 32 ab 2N A ×10－30 (或2×59＋2×7532ab 2N A ×10－30 或268ab 2sin 60°N A ×10－30 )(2分) 5．解析：由已知①，采用逆推法可得出A 为苯，与一氯甲烷和氯化铝反应生成H ，则H 为对二甲苯，最终被高锰酸钾氧化为对二苯甲酸；B 为氯苯，再结合已知②推知C 为， 根据合成路线可知E为，结合高聚物的结构简式可知，G为。 (1)A为苯，其结构简式为；H的化学名称为对二甲苯或1，4-二甲苯。 (2)B为氯苯，其分子式为C6H5Cl；C为，所含官能团为醚键。 (3)由D生成E为苯酚中苯环的硝化反应，即取代反应；由F生成G为羟基被氨基取代的过程，也为取代反应。 (4)由G和I生成M发生的是缩聚反应，其化学方程式为 。 (5)I的分子式为C8H6O4，1 mol Q最多消耗4 mol NaOH，则分子内含4个酚羟基或2个甲酸酚酯结构；核磁共振氢谱有4组吸收峰，则分子内有4种不同化学环境的氢原子，据此 可确定取代基的位置，其结构简式可能为、。 (6)根据题述合成路线和已知信息，以甲苯为原料，先与氯气在氯化铁作用下发生取代反应生成，再根据已知信息①在氯化铝的条件下与甲苯合成 ，最终被酸性高锰酸钾氧化为。 答案：(1) (1分) 对二甲苯(或1，4-二甲苯)(2分) (2)C6H5Cl(1分) 醚键(2分) (3)取代反应(或硝化反应)(1分) 取代反应(1分) (4) (2分) (5) (2分) (6)
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