非选择题专项练(五)
(建议用时：40分钟)
1．利用含钴废料(含CoO、Co2O3、金属Al、Li等)制取CoCl2·6H2O的流程图如下所示。
(1)写出步骤Ⅰ中主要反应的化学方程式：__________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)步骤Ⅱ中可用盐酸代替
H2SO4与
H2O2的混合液，但缺点是
________________________________________________________________________。
(3)步骤Ⅲ①中Na2CO3溶液的作用是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)若在实验室煅烧CoCO3，则所需硅酸盐材质的仪器除酒精灯和玻璃棒外，还有________(填仪器名称)。
(5)操作①的步骤是________、________、过滤、洗涤、干燥。洗涤过程中用乙醇和水的混合液代替水的优点是
________________________________________________________________________。 (6)CoCl2·6H2O受热易分解，取119 g该晶体加热至某一温度，得到CoCl2·xH2O 83 g，则x＝________。
2．甲醇不仅是重要的化工原料，还是性能优良的能源和车用燃料。
Ⅰ.甲醇水蒸气重整制氢是电动汽车氢氧燃料电池理想的氢源，生产过程中同时也产生CO，CO会损坏燃料电池的交换膜。相关反应如下：
反应①：CH3OH(g)＋H2O(g)反应②：H2(g)＋CO2(g)
CO2(g)＋3H2(g) ΔH1
CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41 kJ·mol
－1
如图表示恒压容器中0.5 mol CH3OH(g)和0.5 mol H2O(g)转化率达80%时的能量变化。
- 1 -
(1)计算反应①的ΔH1＝________。
(2)反应①能够自发进行的原因是_______________________________________ ________________，升温有利于提高CH3OH的转化率，但也存在一个明显的缺点是________________________________________________________________________。
(3)恒温恒容下，向密闭容器中通入体积比为1∶1的H2和CO2，能判断反应CH3OH(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋3H2(g)处于平衡状态的是________。
A．体系内压强保持不变 B．体系内气体密度保持不变 C．CO2的体积分数保持不变
D．断裂3 mol H—H键的同时断裂3 mol H—O键
(4)250 ℃、一定压强和催化剂条件下，1.00 mol CH3OH和1.32 mol H2O充分反应，平衡时测得H2为2.70 mol，CO为0.030 mol，则反应①中CH3OH的转化率是________，反应②的平衡常数是________(以上结果均保留两位有效数字)。
Ⅱ.如图是甲醇燃料电池工作原理示意图。
(5)当内电路转移1.5 mol CO3时，消耗甲醇的质量是________g。
(6)正极的电极反应式为_____________________________________________。 3．氧气是一种常见的氧化剂，用途广泛。回答下列问题： (1)用H2O2制取O2时，分解反应的热化学方程式为 2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g) ΔH＝a kJ·mol。
①相同条件下，H2O2分解时，无论是否使用催化剂，均不会改变的是________(填字母)。 A．反应速率 C．活化能
3＋
－1
2－
B．反应热 D．生成物
3＋
2
②以Fe做催化剂时，H2O2的分解分两步进行，第一步反应为H2O2(aq)＋2Fe(aq)===2Fe
- 2 -
＋
(aq)＋O2(g)＋2H
＋
(aq) ΔH＝b kJ·mol
－1
，第二步反应的热化学方程式为
________________________________________________________________________。
(2)工业上用Cl2生产某些含氯有机物时会产生HCl副产物，可用O2将其转化为Cl2，实现一定条件
循环利用[O2(g)＋4HCl(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)]。将1 mol O2和4 mol HCl(g)充入某恒容密闭容器中，分别在T1和T2温度下进行实验，测得容器内总压强(p)与反应时间(t)的变化关系如图所示。
①该反应的速率v＝k·c(O2)·c(HCl)(k为速率常数)，下列说法正确的是________(填字母)。
A．使用催化剂，k不变 B．温度升高，k增大
C．平衡后分离出水蒸气，k变小
D．平衡后再充入1 mol O2和4 mol HCl(g)，两种反应物的转化率都增大
②T1________(填“>”或“<”)T2。该反应的ΔH________(填“>”或“<”)0，判断的依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 ③T2时，HCl的平衡转化率＝________，反应的Kx＝________(Kx为以物质的量分数表示的平衡常数)。
4．向硫酸铜溶液中逐滴滴加稀氨水，产生蓝色沉淀；继续滴加稀氨水，沉淀溶解，溶液最终变为深蓝色；再向深蓝色溶液中加入无水乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O。回答下列问题：
(1)基态Cu原子中，电子在核外排布的原子轨道共有________个。 (2)N、O、S元素的原子对键合电子吸引力最大的是________。
(3)[Cu(NH3)4]中存在配位键，提供孤电子对的原子是________。Cu(NH3)2Cl2有两种同分异构体，其中一种可溶于水，则此种化合物是________(填“极性”或“非极性”)分子，由此推知[Cu(NH3)4]的立体构型是________。
(4)NH3中N原子的杂化方式是________，乙醇分子中采用同样杂化方式的原子有________个。
(5)硫元素对应的含氧酸酸性H2SO4强于H2SO3，其原因为_____________________ ________________________________________________________________________。 (6)铜的一种氧化物的晶胞结构如图所示，该氧化物的化学式是________。若该晶胞结构
2＋2＋
ab - 3 -
为长方体，其参数如图，阿伏加德罗常数的值为NA，则该氧化物的密度为________g·cm。
－3
5．化合物H是合成啶氧菌酯(农用杀菌剂)的一种中间体。由芳香化合物A为原料制备H的一种合成路线如下：
回答下列问题：
(1)A的化学名称为________。 (2)反应④的反应类型是________。 (3)F的结构简式为________。
(4)H中的含氧官能团的名称是________。
(5)反应②的化学方程式为_________________________________________________。 (6)芳香化合物X是H的同分异构体，能发生银镜反应、水解反应，也能与FeCl3溶液发生显色反应，X的核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为6∶2∶1∶1。写出一种符合题目要求的X的结构简式：_______________________________________________。
(7)PAA(
制备PAA的合成路线。
可由其单体在H2O2引发下制得。设计以乙炔、NaCN等为主要原料
非选择题专项练(五)
1．解析：(1)结合含钴废料的成分可知，步骤Ⅰ中加入NaOH溶液，金属铝可以和NaOH溶液发生反应，其化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑；锂为活泼金属，能与溶液中的水反应，其化学方程式为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。(2)结合流程图可知，步骤Ⅱ中加入H2O2和H2SO4混合液的目的是使Co2O3还原成Co：Co2O3＋4H＋H2O2===2Co＋3H2O＋O2↑，若用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，则会发生反应6HCl＋Co2O3===Cl2↑＋3H2O＋2CoCl2，产生氯气，污染环境。(3)从流程图可知，步骤Ⅲ①加入Na2CO3溶液用于调节溶液的pH，从而使Al
3
2＋
＋
2＋
- 4 -
＋
生成Al(OH)3沉淀而除去。(4)在实验室煅烧CoCO3时，需在坩埚中进行，坩埚需放在泥三角
上，而坩埚和泥三角都属于硅酸盐材质的仪器。(5)从CoCl2溶液中制取CoCl2·6H2O的操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；洗涤过程中用乙醇和水的混合溶液代替水，可减少CoCl2·6H2O的溶解损失。
(6)根据CoCl2·6H2O～CoCl2·xH2O 238 130＋18x 119 g 83 g 238130＋18x＝，解得x＝2。 119 g83 g
答案：(1)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑、2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑ (2)有氯气生成，污染环境 (3)调节溶液的pH，使Al变成Al(OH)3沉淀除去 (4)坩埚、泥三角 (5)蒸发浓缩 冷却结晶 减少晶体的溶解损失 (6)2
2．解析：Ⅰ.(1)结合题意和题图可知，0.5ΔH1×80%＝E1－E2＝(23－3.4) kJ·mol，解得ΔH1＝＋49 kJ·mol。(2)反应①的ΔH1＝＋49 kJ·mol>0，ΔS>0，根据ΔH－TΔS<0时反应自发进行可知，反应①能够自发进行的原因是反应①为熵增反应。反应①为吸热反应，升高温度，CH3OH的转化率提高；反应②也为吸热反应，升高温度，平衡右移，CO含量增加，从而会损坏燃料电池的交换膜。(3)CH3OH(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋3H2(g)为反应前后气体体积
－1
－1
－1
3＋
不相等的反应，体系内压强不变，可以说明反应达到平衡状态，A项正确；该容器为恒容密闭容器，又气体总质量不变，故气体密度为一定值，B项错误；设起始通入的H2和CO2均为1 mol，反应进行到t时刻时，CO2反应了a mol，则此时体系中n(CO2)＝(1－a) mol，n(H2)＝(1－3a) 1－amol，n(CH3OH)＝n(H2O)＝a mol，CO2的体积分数为×100%＝50%，即反应过程中CO2的体
2－2a积分数始终保持为50%，C项错误；断裂3 mol H—H键的同时断裂3 mol H—O键，说明消耗3 mol H2的同时有1 mol CH3OH和1 mol H2O被消耗，则正、逆反应速率相同，可以说明反应达到平衡状态，D项正确。(4)设平衡时反应①消耗CH3OH x mol，反应②消耗二氧化碳y mol，则：
CH3OH(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋3H2(g)
起始量/mol 1.00 1.32 0 0 变化量/mol x x x 3x 平衡量/mol 1.00－x 1.32－x x 3x H2(g)＋CO2(g)
CO(g)＋H2O(g)
起始量/mol 3x x 0 1.32－x 变化量/mol y y y y 平衡量/mol 3x－y x－y y 1.32－x＋y
- 5 -
(京津鲁琼版)2024版新高考化学三轮复习非选择题专项练(五)(含解析)
