高中化学填空题

(17分)碳及其化合物与人类生产、生活密切相关。（1）在化工生产过程中，少量CO的存在会引起催化剂中毒，为了防止催化剂中毒，常用SO₂将CO氧化，SO₂被还原为S。
已知：C(s)＋1/2O₂(g)=CO(g)△H₁=－126.4kJ·mol^－1
C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)△H₂=－393.5kJ·mol^－1
S(s)＋O₂(g)=SO₂(g) △H₃=－296.8kJ·mol^－1
则SO₂氧化CO的热化学反应方程式为____________。
（2）CO可用于合成甲醇，化学方程式为CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g) △H=-90．8KJ·mol^-1。
①在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。如图是上述三种温度下H₂和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系，则曲线Z对应的温度是______℃；该温度下上述反应的化学平衡常数为_______。曲线上a、b、c点对应的化学平衡常数分别为K₁、K₂、K₃，则K₁、K₂、K₃的大小关系为___________；

②在密闭容器里按体积比为1：2充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状。当改变某一反应条件后，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是______(填序号)。

A．正反应速率瞬间增大，后逐渐减小

B．混合气体的密度增大

C．化学平衡常数K值增大

D．反应物的体积百分含量增大

（3）一种新型CO燃料电池工作原理如图所示。

①负极电极反应式为_______________________；
②电极A处产生的CO₂有部分参与循环利用，其利用率为____________。

(17分)电化学原理在金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。

（1）通常可用图l、图2所示的两种方式减缓海水埘钢闸门A的腐蚀，则图l中材料B通常选择_________(填字母序号)，图2 中材料C最好选择_________(填字母序号)。
a．钠块    b．铜块    c．锌块    d．石墨

则图2中C上发生的主要电极反应式为___________________。
（2）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图3为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。
①D为该燃料电池的________极(填“正”或“负”)。E电极上的电极反应式为_______。
②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀使负极利用率降低，该过程中产生的气体a为_______(填化学式)。
（3）乙醇酸(HOOC—CHO)是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图4所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸。
①乙二醛(OHC—CHO)与M电极的气体产物反应生成乙醛酸，则反应的化学方程式为____________。
②该电解装置工作中若有0.5molH⁺通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为____________mol。

【化学——选修3 物质结构与性质】选考下图为元素周期表的一部分，字母下方数值为该元素电负性，根据信息回答下列问题（用相应元素符号进行答题）：

（1）b、h两元素可形成化合物bh₂，写出其电子式：        。
（2）e、g两元素可形成两种化合物eg₃、e₂g₆，eg₃的分子构型为       ，eg₃、e₂g₆中心原子e的杂化方式分别为       、       。
（3）d元素形成的单质可与g的氢化物浓溶液在加热条件下反应生成一种以二价d离子为内界中心原子（配位数为4）的配位化合物与一种可燃性气体，写出反应的化学方程式：               。
（4）f、g、h、i四种元素对应单质分子的键能如下表：

共价键	f—f	g—g	h—h	i—i
键能（kJ/mol）	157	242.7	193.7	152.7

试从原子半径角度阐述f—f键键能反常的原因：              。
（5）c元素的元素符号是       ，价电子排布式为       ，下图是
一种受到较多关注的c元素单质与金属镧（La）形成的储氢材料的结构示意图，请在图中勾画出该晶体的一个晶胞。计算出该合金的化学式为：                           。

氯化硫酰（SO₂Cl₂）是一种无色液体，遇水剧烈水解，其熔点为－54.1 ℃，沸点为69.1 ℃，可用作氯化剂及锂电池正极活性物质。氯化硫酰可用下列反应制取：
SO₂(g)＋Cl₂(g)SO₂Cl₂(l)   △H＝－97.3 kJ/mol。
（1）为了提高上述反应中Cl₂的平衡转化率，下列措施合理的是（用字母编号填写）：     。
a．缩小容器体积     b．使用催化剂     c．提高SO₂浓度      d．提高温度
（2）300 ℃时，在体积为1 L的密闭容器中充入16.20 g SO₂Cl₂，达到平衡时容器中含SO₂ 7.616 g，则300 ℃时合成SO₂Cl₂反应的平衡常数的为：                      。
（3）某同学设计了下图所示装置制取氯化硫酰：

①有关该装置的说法正确的是（用字母编号填写）：       。
a．A、E处洗气瓶中盛放的可能分别是饱和食盐水和饱和NaHSO₃溶液
b．B处反应管内五球中玻璃棉上的活性炭起催化作用
c．B处反应管的冷却水应从m接口通入
d．装置C处吸滤瓶应放在冰水中冷却
e．D处U形管中盛放的可能是碱石灰
②从化学平衡的角度分析，反应管通冷却水的目的是：                            。
③氯磺酸（ClSO₃H）受热分解也可制得氯化硫酰，并得到另外一种物质，该反应的化学方程式为______，分离产物的方法是：                                                    。
（4）下图为GET公司开发的Li－SO₂Cl₂军用电池的示意图。已知该电池的总反应为：2Li＋SO₂Cl₂＝2LiCl＋SO₂↑，则该电池工作时的正极反应为：_______________________。

以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高，为控制砷的排放，用化学沉降法处理含砷废水，相关数据如下表。

回答以下问题：
（1）该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c（H₂SO₄)＝      mol·L^－1。
（2）写出难溶物Ca₃（AsO₄)₂的K_sp表达式：K_sp[Ca₃（AsO₄)₂]＝     ，若混合溶液中Al³⁺、Fe^3＋的浓度均为1.0×10^－4mol·L^－1，c（AsO₄^3－)的最大是      mol·L^－1。
（3）工厂排放出的酸性废水中的三价砷（H₃AsO₃弱酸）不易沉降，可投入MnO₂先将其氧化成五价砷（H₃AsO₄弱酸），写出该反应的离子方程式                   。
（4）在处理含砷废水时采用分段式，先向废水中投入生石灰调节pH到2，再投入生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca₃（AsO₄)₂形式沉降。
①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生，沉淀主要成分的化学式为        ；
②Ca₃（AsO₄)₂在pH调节到8左右才开始沉淀的原因为                      。

（14分)氨的合成是最重要的化工生产之一。
Ⅰ．工业上合成氨用的H₂有多种制取的方法：
① 用焦炭跟水反应：C（s)＋H₂O（g)CO（g) ＋ H₂（g)；
② 用天然气跟水蒸气反应：CH₄（g)＋H₂O（g) CO（g)＋3H₂（g)
已知有关反应的能量变化如下图，且方法②的反应为吸热反应，则方法②中反应的ΔH =___________kJ/moL。

Ⅱ．在3个1L的密闭容器中，同温度下、使用相同催化剂分别进行反应：
3H₂（g)＋N₂（g) 2NH₃（g)
按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，反应达到平衡时有关数据为：

容 器	甲	乙	丙
反应物投入量	3 mol H2、2 mol N2	6 mol H2、4mol N2	2 mol NH3
达到平衡的时间（min)	t	5	8
平衡时N2的浓度（mol·L^－1)	c1	3	c2

（1）下列能说明该反应已达到平衡状态的是
a．容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1︰3︰2    
b．v（N₂)_正＝3v（H₂)_逆
c．容器内压强保持不变                         
d．混合气体的密度保持不变
（2）甲容器中达到平衡所需要的时间t   5min，表中c₁   c₂。（填“＞”、“＜” 或“＝”)
（3）用氨合成尿素的反应为2NH₃（g)＋CO₂（g)CO（NH₂)₂（s)＋H₂O（g)。工业生产时，原料气带有水蒸气。图1表示CO₂的转化率与氨碳比、水碳比的变化关系。
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是         。
②测得B点氨的转化率为30%，则x₁＝         。
Ⅲ．有人设想以N₂和H₂为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图2所示。

电池正极的电极反应式是                            ，A是            。

[化学——选修3：物质结构与性质] 周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族,e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。请填写下列空白。
（1）e元素基态原子的核外电子排布式为____________。
（2）b、c、d三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为____________（填元素符号），其原因是__________________。
（3）a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形,该分子的中心原子的杂化方式为  ；分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是    （填化学式，写出两种）。
（4）已知c、e能形成晶胞如图甲和图乙所示的两种化合物，化合物的化学式为分别为：甲________，乙     ；甲高温易转化为乙的原因是__________________。
（5）这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构;阳离子呈轴向狭长的八面体结构（如图丙所示）。该化合物中，阴离子为  ，该化合物加热时首先失去的组分是  ，判断理由是     。

[化学——选修2：化学与技术]铁、铝是现代金属材料的主角。但其腐蚀造成很大的经济损失，寻求金属制品抗腐蚀处理的方法意义重大。
（1）一种钢铁防腐的方法是将钢铁放在冷的浓硝酸中浸泡。但是加热或在稀HNO₃中，铁与硝酸会不断反应。不同浓度的 HNO₃与铁反应的还原产物很复杂，其分布曲线如图。

①钢铁在冷的浓硝酸中浸泡能防腐的原因是：      。
②工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理，其可能的原因是：       。
③由图示可知，密度等于1.35 g/mL 的硝酸与铁反应时，其还原产物主要是     ； 请用一句话概括该图反映出的基本结论      。
（2）以下为铝材表面处理的一种方法

①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是        （用离子方程式表示）。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的     。
a．NH₃         b．CO₂        c．NaOH        d．HNO₃
②以铝材为阳极，在H₂SO₄溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为       。电解后的铝材再经氨洗的目的是                。
③取少量废电解液，加入NaHCO₃溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是       。

氮化硅（Si₃N₄）是一种优良的高温结构陶瓷，在航天航空、汽车发动机、机械等领域有着广泛的用途。工业上有多种方法来制备氮化硅，常见的方法有：
（1）在1 300-l 400℃时，高纯粉状硅与纯氮气化合，其反应方程式为_________。
（2）在高温条件下利用四氯化硅气体、纯氮气、氢气反应生成氮化硅和HCl。
①已知：25℃，101 kPa条件下的热化学方程式：
3Si（s）+2N₂（g）=Si₃N₄（s）  △H= -750.2kJ/mol
Si（s）+2Cl₂（g）=SiCl₄（g）  △H="-609.6" kJ/mol
H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）  △H="--184.6" kJ/mol
四氯化硅气体与氮气、氢气反应的热化学方程式为____________________。
②工业上制取高纯硅和四氯化硅的生产流程如下：

已知：X，高纯硅、原料B的主要成分都可与Z反应，Y与X在光照或点燃条件下可反应，Z的焰色呈黄色。
上述生产流程中电解A的水溶液时，阳极材料能否用Cu？________（填“能”或“不能”）。写出Cu为阳极电解A的水溶液开始一段时间阴阳极的电极方程式。阳极:       ；阴极：        。
（3）由石英砂合成氮化硅粉末的路线图如下所示

（把图中的①·⑤改为I-V）
①石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学方程式表示其原因：               。
②图示I-V的变化中，属于氧化还原反应的是         。
③SiCl₄在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。SiCl₄水解的化学方程式为___________________。
④在反应IV中四氯化硅与氨气反应生成Si（NH₂）₄和一种气体       （填分子式）；在反应V中Si（NH₂）₄受热分解，分解后的另一种产物的分子式为          。

(15分）“优先反应思想”是一条重要的化学学科思想。根据所学知识及题目提供的相关数据，回答下列问题：
（1）向FeBr₂溶液中滴加少量氯水，溶液变黄。你认为使溶液变黄的微粒其符号是用实验证明你的观点，简述实验操作及现象     。
（2）用惰性电极电解由等物质的量的NaBr，KI, NaCl组成的混合溶液，阳极首先发生的电极反应式是     。
（3）己知常温下一些电解质的相关数据见下表：

①向等物质的量浓度的Na₂C0₃, CH₃COONa, NaClO组成的混合溶液中逐滴加入稀硫酸，首先发生反应的离子方程式是      。
②向浓度均为0.010 mol/L的NaCl, Na₂Cr0₄组成的混合溶液中逐滴加入浓度为0.010 mol-L ^-1AgN0₃溶液，首先生成的沉淀其化学式为       。
（4）分别向四份各100 ML,浓度均为2 mo1-L^－1的FeC1₃溶液中，加入铁、铜组成的均匀粉末状混合物，得到如下数据：

①根据表中的数据可求出粉末中铁、铜的物质的量之比为     。
②根据表中的数据分析I反应后的溶液中存在的金属阳离子有〔用离子符号表示）      。

(15分)
I．已知甲和乙在溶液中的转化关系如图所示：

请回答下列问题：
（1）若甲是10电子的单核微粒，乙是两性氢氧化物，则微粒甲的原子结构示意图为________________。
（2）若甲是10电子的阳离子，乙是碱性气体。lmol乙通人足量强酸溶液中与H⁺反应，反应过程中能量变化如图，该反应的热化学方程式是__________________________。

（3）若甲仅含有N0₃^-、SO₄^2-和X三种离子(不考虑水电离的H⁺、OH^-)，则X离子可能是_____________(填序号)。

A．Fe^2+

B．HC03^-

C．Ba^2+

D．Fe^3+

（4）若甲是CO₂,乙中HCO₃^-和CO₃^2-的物质的量浓度相等,此时溶液的pH=a,则HCO₃^-的电离平衡常数Ka=___.
Ⅱ.在恒容密闭容器中通入X并发生反应: ,温度
下X的物质的量浓度c（X）随时间t变化的曲线如图所示。

（5）温度___________(填“＞”、“＜”或“＝”)。
（6）M点的正反应速率__________N点的逆反应速率(填“＞”、“＜”或“＝”)。
（7）该反应进行到M点放出的热量与进行到W点放出的热量相比：_____________(填“更多”、“更少”或“相同”)

选考[化学与技术]根据废水中所含有害物质的不同，工业上有多种废水的处理方法。

（1）①废水I若采用CO₂处理，离子方程式是______．
②废水Ⅱ常用明矾处理．实践中发现废水中的c（HCO₃^-）越大，净水效果越好，这是因为______．
③废水Ⅲ中的汞元素存在如下转化（在空格上填相应的化学式）：Hg²⁺+______═CH₃Hg⁺+_____
我国规定，Hg²⁺的排放标准不能超过0．05mg/L．对于含Hg²⁺的污水，可加入沉淀剂_______(填写化学式)，使Hg²⁺除去，降低污染。
④废水Ⅳ常用Cl₂氧化CN^-成CO₂和N₂，若参加反应的Cl₂与CN^-的物质的量之比为5：2，则该反应的离子方程式为______．
（2）化学需氧量（COD）可量度水体受有机物污染的程度，它是指在一定条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化刹的量，换算成氧的含量（以mg/L计）．某研究性学习小组测定某水样的化学需氧量（COD），过程如下：
Ⅰ．取V₁ mL水样于锥形瓶，加入10．00mL 0．2500mol/L K₂Cr₂O₇溶液．
Ⅱ．加碎瓷片少许，然后慢慢加入硫酸酸化，混合均匀，加热．
Ⅲ．反应完毕后，冷却，加指示剂，用c mol/L的硫酸亚铁铵[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂]溶液滴定．终点时消耗硫酸亚铁铵溶液V₂ mL．
①I中，量取K₂Cr₂0₇，溶液的仪器是______．
②Ⅲ中，发生的反应为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺7H₂O由此可知，该水样的化学需氧量COD=______（用含c、V₁、V₂的表达式表示）．

NH₃经一系列反应可以得到HNO₃和NH₄NO₃，如下图所示。

（1）Ⅰ中，NH₃和O₂在催化剂作用下反应，其化学方程式是      。
（2）Ⅱ中，2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)。在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（ρ₁、ρ₂）下随温度变化的曲线（如图）。

①比较ρ₁、ρ₂的大小关系：           。
②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是            。
（3）Ⅲ中，降低温度，将NO₂（g）转化为N₂O₄(l)，再制备浓硝酸。
（1）已知：2NO(g)N₂O₄(g)  ΔH₁
2NO₂(g)N₂O₄(l)  ΔH₂
下列能量变化示意图中，正确的是（选填字母）             。

②N₂O₄与O₂、H₂O化合的化学方程式是                          。
（4）Ⅳ中，电解NO制备NH₄NO₃，其工作原理如图所示。为使电解产物全部转化为NH₄NO₃，需补充物质A。A是                          ，说明理由              。

Al、Fe、Cu、S都是中学化学常见元素。
某混合物由Al₂O₃、Cu₂O、Fe₃O₄组成，将该混合物进行如下处理：

①滤渣A的化学成分为____________（填化学式），则上述过程中，含“铜”物质发生反应的离子方程式为Cu₂O+2H⁺     Cu+Cu²⁺+H₂O、__________________________;
②滤液A中有无Fe³⁺？___________(填“有”或“无”），验证方法是_____________(所述验证方法需与前一空的结论一致）
③向滤液A中加入过量NaOH溶液时Al³⁺发生反应的离子方程式为______________________。
（1）CuFeS₂中Fe的化合价为_______价，CuFeS₂与氧气反应可得产物Cu₂S、FeS和SO₂,则该反应的氧化产物为_______________________(填化学式）。
（2）SO₂的排放会造成大气污染，可设计如图所示装置用SO₂生产硫酸。写出SO₂的电极反应方程式：________，也可用NaOH溶液吸收SO₂，所得NaHSO₃溶液pH<7，则该溶液中存在离子的物质的量浓度由大到小的顺序是____________________。

(16分)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个基本视角｡

（1）图中X的电子式为           ；其水溶液长期在空气中放置容易变浑浊，该变化体现出：S非金属性比O         (填“强”或“弱”)｡用原子结构解释原因：同主族元素最外层电子数相同，从上到下，      ，得电子能力逐渐减弱｡
（2）Na₂S₂O₃是一种用途广泛的钠盐｡
①下列物质用于Na₂S₂O₃的从氧化还原反应的角度制备， ，理论上有可能的是      (填字母序号)｡
a．Na₂S+S     b．Z+S    c．Na₂SO₃+Y    d．NaHS+NaHSO₃
②已知反应：Na₂S₂O₃+H₂SO4Na₂SO₄+S↓+SO₂↑+H₂O｡研究其反应速率时，下列说法正确的是     (填写字母序号)｡
a．可通过测定一段时间内生成SO₂的体积，得出该反应的速率
b．可通过比较出现浑浊的时间，研究浓度､温度等因素对该反应速率的影响
c．可通过Na₂S₂O₃固体与稀硫酸和浓硫酸的反应，研究浓度对该反应速率的影响
（3）治理含CO､SO₂的烟道气，可以将其在催化剂作用下转化为单质S和无毒的气体｡
①已知：CO(g)+1/2O₂(g)=CO₂(g）      △H=-283kJ·mol^-1
S(s)+O₂(g)=SO₂(g）          △H=-296kJ·mol^-1
则治理烟道气反应的热化学方程式为            ｡
②一定条件下，将CO与SO₂以体积比为4∶1置于恒容密闭容器中发生上述反应，下列选项能说明反应达到平衡状态的是         (填写字母序号)｡
a．v(CO)∶v(SO₂)=2∶1          
b．平衡常数不变
c．气体密度不变                 
d．CO₂和SO₂的体积比保持不变
测得上述反应达平衡时，混合气体中CO的体积分数为，则SO₂的转化率为         ｡
（4）最近科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO₂从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的CO₂转变为可再生燃料甲醇｡甲醇可制作燃料电池｡写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池负极反应式            ｡
（5）某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO₂的空气中CO₂的含量，经查得一些物质在20℃的数据如下表｡

吸收CO₂最合适的试剂是         (填“Ca(OH)₂”或“Ba(OH)₂”)溶液｡