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高中化学

选做【化学—化学与技术】工业上一种制备氯化铁及高铁酸钾的工艺流程如下:

(1)吸收塔中的吸收剂X是       ;从副产物FeCl3溶液中获得FeCl3·6H2O的操作是        、加热浓缩、再冷却结晶。
(2)用FeCl3溶液(副产物)腐蚀印刷线路板所得的废液中含FeCl3、FeCl2和CuCl2,用化学方法可以回收废液中铜;合并过滤后的剩余液体可以作为上述工艺流程中的吸收剂X。则在此过程中,先后加入的物质分别是                      
(3)碱性条件下反应①的离子方程式为____________________________________。
(4)过程②将混合溶液搅拌半小时,静置,抽滤获得粗产品。该反应的化学方程式为2KOH+Na2FeO4=K2FeO4+2NaOH,请根据复分解反应原理分析反应发生的原因:          。K2FeO4在水溶液中易发生反应:4FeO42+10H2O4Fe(OH)3+8OH+3O2↑,在提纯K2FeO4时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用            (填序号)。
a.H2O         
b.稀KOH溶液、异丙醇
c.NH4Cl溶液、异丙醇   
d.Fe(NO33溶液、异丙醇

  • 题型:未知
  • 难度:未知

运用化学反应原理分析解答以下问题。
(1)弱酸在水溶液中存在电离平衡,部分0.1 mol·L-1弱酸的电离平衡常数如下表:

弱酸
电离平衡常数(25℃)
HClO
K=2.98×108
H2CO3
K1=4.3×107
K2=5.6×1011
H2SO3
K1=1.54×102
K2=1.02×107

①当弱酸的浓度一定时,升高温度,K值______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
②下列离子方程式和有关说法错误的是          
a.少量的CO2通入次氯酸钠溶液中:2ClO+ H2O + CO2 =" 2HClO" + CO32
b.少量的SO2通入碳酸钠溶液中:SO2+H2O+2CO32= 2HCO3+SO32
c.相同温度时,等pH三种盐溶液的物质的量浓度关系:c(Na2CO3)< c(NaClO)< c(Na2SO3
d.相同温度时,等物质的量浓度三种弱酸与足量NaOH溶液完全中和消耗NaOH的体积为:V(H2CO3) >V(H2SO3) >V(HClO)
③亚硒酸(H2SeO3)也是一种二元弱酸,有较强的氧化性。往亚硒酸溶液中不断通入SO2会产生红褐色单质,写出该反应的化学方程式:                    ,该反应的氧化产物是          
(2)工业废水中常含有一定量的Cr2O72和CrO42,它们对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理后方可排放。
①在废水中存在平衡:2CrO42(黄色)+2H+Cr2O72(橙色)+H2O。若改变条件使上述平衡向正反应方向移动,则下列说法正确的是       
a.平衡常数K值可以不改变
b.达到新平衡CrO42的消耗速率等于Cr2O72的消耗速率
c.再达平衡前正反应速率一定大于逆反应速率
d.平衡移动后达到新平衡溶液pH一定增大
②Cr2O72和CrO42最终生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:
Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH‾(aq)
常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)•c3(OH)=10-32,当c(Cr3+)降至10-3 mol·L-1,溶液的pH调至4时,________(填“有”或“没有”)沉淀产生。
(3)已知:①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
某温度下三个反应的平衡常数的值依次为a1、a2、a3,则该温度下反应3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的化学平衡常数K=      L4·mol-4(用含a1、a2、a3的代数式表示)。向某固定体积的密闭容器中加入3molCO和3molH2,充分反应后恢复至原来温度,测定容器的压强为反应前的2/3,则CO的转化率_________。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

在工农业生产和科学研究中,许多重要的化学反应需要在水溶液中进行,试分析并回答以下问题:
(1)向体积均为20.00 mL、浓度均为0.1 mol·L-1盐酸和醋酸溶液中分别滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液。随加入的NaOH溶液体积的增加,溶液pH的变化如下图所示:

①用NaOH溶液滴定醋酸溶液的曲线是__________________(填“I”或“Ⅱ”);
②实验前,上述三种溶液中由水电离出的c(H+)最大的是______________溶液(填化学式);
③图中V1和V2大小的比较:V1_____V2(填“>”、“<”或“=”);
④图I中M点对应的溶液中,各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是:
______>______>______>________(用离子的物质的量浓度符号填空)。
(2)为了研究沉淀溶解平衡,某同学查阅资料并设计了如下实验(相关数据测定温度及实验环境均为25℃):

资料:AgSCN是白色沉淀;Ksp(AgSCN)=1.0×10-12;Ksp(AgI)=8.5×10-17
①步骤2中溶液变红色,说明溶液中存在SCN-,该离子经过步骤1中的反应,在溶液中仍然存在,原因是:_____________(用必要的文字和方程式说明);
②该同学根据步骤3中现象a推知,加入的AgNO3与步骤2所得溶液发生了反应,则现象a为________(至少答出两条明显现象);
③写出步骤4中沉淀转化反应平衡常数的表达式:K=______________。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

甲醇是一种重要的化工原料,在生产中有着重要应用。工业上用甲烷氧化法合成甲醇,反应流程中涉及如下反应(下列焓变数据均在25℃测得):

(1)25℃时,用CH4和O2直接制备甲醇蒸气的热化学方程式为________________;
(2)某温度下,向容积为4 L的恒容密闭容器中通入6 molCO2和6 mol CH4,发生反应①,5 min后反应在该温度下达到平衡,这时测得反应体系中各组分的体积分数相等,则该反应在0~5 min内的平均反应速率v(CO)=________mol·L-1·min-1;在相同温度下,将上述反应改在某恒压容器内进行,该反应的平衡常数________(填“增大”“不变”或“减小”);
(3)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,25℃时,其反应的热化学方程式为:

科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如下图所示:

①根据反应体系的压强对甲醇转化率的影响并综合考虑生产成本因素,在下列各压强数据中,工业上制取甲酸甲酯应选择的是_______(填下列序号字母)
a.3.5×106Pa        b.4.0×l06Pa         c.5.0×106Pa
②用上述方法制取甲酸甲酯的实际工业生产中,采用的温度是80℃,其理由是______________
(4)直接甲醇燃料电池(简称DMFC)由于其结构简单、能量转化率高、对环境无污染、可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC的工作原理如图所示:

①通入气体a的电极是电池的_____(填“正”或“负”)极,其电极反应式为__________;
②25℃时,用此电池以石墨作电极电解0.5 L饱和食盐水(足量),若两极生成的气体共1.12 L(已折算为标准状况下的体积),则电解后溶液的pH为_____(忽略溶液体积的变化)。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

【化学、选修3--物质结构和性质】
I.如图为20个碳原子组成的空心笼状分子C20,该笼状结构是由许多正五边形构成如图。

①C20分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键;
②多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉定理:顶点数+面数-棱边数=2,
请回答:
C20分子共有________个正五边形,共有________条棱边。
II.A、B、C是短周期非金属元素,核电荷数依次增大。A原子外围电子排布为ns2np2,C是地壳中含量最多的元素。D元素的核电荷数为29。
请用对应的元素符号或化学式填空:
(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为________。
(2)分子(AB)2中键与键之间的夹角为180°,并有对称性,每个原子最外层电子数均满足八电子,其结构式为_______,1 mol该分子中含有π键的数目为______。该分子中碳原子的杂化轨道类型是_______,该分子属于________分子(填“极性”或“非极性”)。
(3)基态D原子的电子排布式为________________。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法,该制备过程示意图如下:

(1)1mol焦炭在过程Ⅰ中失去    mol电子。
(2)过程Ⅱ中Cl2用电解饱和食盐水制备,制备Cl2的离子方程式为        
(3)步骤(2)中的电解过程中,若用甲醇燃料电池作电源,用KOH作电解质,负极反应为         
(4)整过生产过程必须严格控制无水,回答下列问题:
①SiCl4遇水剧烈水解生成SiO2和一种酸,化学反应方程式为         
②干燥Cl2时从有利于充分干燥和操作安全的角度考虑,需将约90℃的潮湿氯气先冷却至12℃,然后再通入浓H2SO4中。冷却的作用是         
(5)Zn还原SiCl4的可逆反应如下:
SiCl4(g)+2Zn(s)Si(S)+2ZnCl2(g)  △H<0下列说法正确的是( )

A.还原过程需在无氧的气氛中进行
B.投入1molZn可生成14g还原产物
C.增加SiCl4(g)的量,该反应平衡常数不变
D.若SiCl4(g)过量可增大△H的值

(6)有一种由硅制作的材料中常加入Ag2SO4 ,已知某温度下Ag2SO4(M=312g/mol)的溶解度为0.624g/100g H2O,该温度下Ag2SO4的Ksp       (两位有效数字)。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

氧和硫的化合物在化工生产上应用非常广泛。试回答下列问题:
(1)O3可通过电解稀硫酸(原理如下图所示,该条件下3O2=2O3可以发生)制得。图中阳极为      (填A或B)。若C处通入O2,则A极的电极反应式为:           ,若C处不通入O2 ,D、E处分别收集到1mol和0.4mol气体, 则E处收集的气体中O3所占的体积分数为         (忽略O3 的分解)。

(2)臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。己知:
6Ag(s)+O3(g)===3Ag2O(s);△H =" -235" kJ/mol;
2 Ag2O(s)===4Ag(s)+O2(g);△H = +60kJ/mol;
则反应 2O3(g)= 3O2(g)的△H =         
(3)SO2Cl2常用于制造医药品、染料、表面活性剂等。已知:SO2Cl2(g)SO2(g)+Cl2(g)△H=+98 kJ·mol-1。某温度时向体积为2 L的恒容密闭容器中充入0.20mol SO2Cl2,达到平衡时,容器中含0.1mol SO2,该温度时反应的平衡常数为____(请带单位)。将上述所得混合气体溶于足量BaCl2溶液中,最终生成沉淀的质量为_______。
(4)对(3)中的反应,在400℃,1.01×105Pa条件下,向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的SO2Cl2,n(SO2)和n(SO2Cl2)随时间的变化曲线如图所示。

①0~20min反应的平均速率υ(SO2Cl2)=___________。
②下列叙述正确的是
A.A点υ正(SO2Cl2)>υ逆(SO2Cl2)
B.密度和平均摩尔质量不变均说明处于平衡状态
C.其它条件不变,若增大压强 ,n(SO2)比图中D点的值大
D.其它条件不变,500℃时反应达平衡,n(SO2)比图中D点的值大

  • 题型:未知
  • 难度:未知

[化学---选修3:物质结构与性质](15分)太阳能电池板材料除单晶硅外,还有铜、铟、镓、硒等化学物质。
(1)铟与镓同是IIIA族元素,写出铟基态原子的电子排布式:                         
(2)硒为第四周期VIA族元素,与其相邻的元素有砷(33号)、溴(35号),则三种元素的电负性由小到大的顺序为                      (用元素符号表示)。
(3)SeO3分子的立体构型为            
(4)硅烷(SinH2n+2)的沸点与相对分子质量的关系如图所示,呈现这种变化的原因是           

(5)硼元素具有缺电子性,其化合物往往具有加合性,如硼酸(H3BO3)在水溶液中能与水反应生成[B(OH)4],其中B原子的杂化类型为                               
(6)金属铜投入氨水中或投入H2O2溶液中均无明显现象,但投入氨水—过氧化氢混合液中,则铜片溶解,溶液呈深蓝色,写出该反应的离子方程式:                                                 
(7)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积结构,在晶胞中金原子位于顶点,铜原子位于面心,则该合金中金原子(Au)与铜原子(Cu)个数比为     ;若该晶体的晶胞参数为a pm,则该合金密度为    g/cm3。(列出计算式,不要求计算结果,阿伏伽德罗数的值为NA)

  • 题型:未知
  • 难度:未知

(14分)氮的氢化物NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。
(1)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应:
①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l)    △H1
②4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l)    △H2
则反应 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)   △H=                。(请用含有△H1、△H2的式子表示)
(2)合成氨实验中,在体积为3 L的恒容密闭容器中,投入4 mol N2和9 mol H2在一定条件下合成氨,平衡时仅改变温度测得的数据如下表所示:

温度(K)
平衡时NH3的物质的量(mol)
T1
2.4
T2
2.0

已知:破坏1 mol N2(g)和3 mol H2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH3(g)中的化学键消耗的能量。
①则T1      T2(填“>”、“<”或“=”)
②在T2 K下,经过10min达到化学平衡状态,则0~10min内H2的平均速率v(H2)=         ,平衡时N2的转化率α(N2)=          
③下列图像分别代表焓变(△H)、混合气体平均相对分子质量()、N2体积分数φ(N2)和气体密度(ρ)与反应时间的关系,其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是          

(3)某N2H4(肼或联氨)燃料电池(产生稳定、无污染的物质)原理如图1所示。

①M区发生的电极反应式为                                          
②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和氯化钾溶液(电极均为惰性电极),设饱和氯化钾溶液体积为500mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),若该燃料电池的能量利用率为80%,则需消耗N2H4的质量为         g(假设溶液电解前后体积不变)。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

[化学一选修3:物质结构与性质]第四周期的过渡元素在工业、农业、科学技术以及人类生活等方面有重要作用。其中Ni-Cr-Fe合金是常用的电热元件材料。请回答:
(1)基态Ni原子核外电子排布式为_______;第二周期中基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性大的元素为________。金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成无色挥发性液态Ni(CO),该分子呈正四面体构型。试推测Ni(CO)的晶体类型为________,Ni(CO)易溶于下列_______(填选项字母)中。

A.水 B.四氯化碳 C.苯 D.硫酸镍溶液

(2)FeO、NiO晶体中r(Ni2)和r(Fe2)分别为69 pm和78 pm,则熔点NiO_________FeO(填“>”或“<”),原因为_____________;黄血盐是一种配合物,其化学式为K4[Fe(CN)6] ·3H2O,该配合物中配体的化学式为_________,黄血盐溶液与稀硫酸加热时发生非氧化还原反应,生成硫酸盐和一种与该配体互为等电子体的气态化合物,该反应的化学方程式为_______________。
(3)酸性高锰酸钾溶液能氧化硝基苯酚,邻硝基苯酚和对硝基苯酚在20水中的溶解度之比为0.39,其原因为_________。
(4)在铬的硅酸盐中,SiO44-四面体[如下图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大结构型式。图(b)为一种链状结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为________,其化学式为_________。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

[化学一选修2:化学与技术]海洋是一个丰富的资源宝库,通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用。
(1)海水中盐的开发利用:
①海水制盐目前以盐田法为主,建盐田必须选在远离江河人海口,多风少雨,潮汐落差大且又平坦空旷的海滩。所建盐田分为贮水池、蒸发池和________池。
②目前工业上采用比较先进的离子交换膜电解槽法进行氯碱工业生产,在电解槽中阳离子交换膜 只允许阳离子通过,阻止阴离子和气体通过,请说明氯碱生产中阳离子交换膜的作用_______(写一点即可)。
(2)电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如图所示。其中具有选择性的阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列。

①海水不能直接通入到阴极室中,理由是______________.
②A口排出的是_______(填“淡水”或“浓水”)。
(3)用苦卤(含 Na+、K+、Mg2+、Cl-、Br-等离子)可提取溴,其生产流程如下:

①若吸收塔中的溶液含BrO3,则吸收塔中反应的离子方程式为___________。
②通过苦卤中通入Cl2已获得含溴的溶液,为何还需经过吹出、吸收、酸化来重新获得含Br2的溶液________。
③向蒸馏塔中通入水蒸气加热,控制温度在90左右进行蒸馏的原因是___________。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

(1) 氨催化氧化法是工业制硝酸的主要方法,可进行连续生产。
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)         △H=+180.5kJ/mol
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)    △H=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)       △H=-483.6kJ/mol
写出氨气经催化氧化生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式_____________________________。
(2) 恒容密闭容器中进行的合成氨反应,其化学平衡常数K与温度t的关系如下表:

t/K
298
398
498

K
4.1×106
K1
K2

①写出合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数表达式:__________________________
②上表中K1_______K2(填“>”、“=”或“<”)。
(3) 如果向氨合成塔中充入10molN2和40molH2进行氨的合成,图A和图B为一定温度下平衡混合物中氨气的体积分数与压强(p)的关系图。

①下列说法正确的是__________(填序号)。
A.图中曲线表明增大体系压强(p),有利于提高氨气在混合气体中体积分数
B.如果图B中T=500℃,则温度为450℃时对应的曲线是b
C.工业上采用500℃温度可有效提高反应速率和氮气的转化率
D.当 2v(H2) =3v(NH3)时,反应达到平衡状态
E.容器内混合气体密度保持不变时,反应达到平衡状态
②图A中氨气的体积分数为15%时,N2的转化率为            
(4)在1998年希腊亚里斯多德大学的Marmellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+),实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨,其实验装置如图C,则正极的电极反应式        
(5)25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12,Ksp[MgF2]=7.42×10-11。下列说法正确的是( )。
A.25 ℃时,饱和Mg(OH)2溶液中c(OH)大于饱和MgF2溶液中c(F
B.25 ℃时,某饱和Mg(OH)2溶液中c(Mg2)=0.056 1 mol·L-1,则溶液的pH=9
C.25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,溶液变澄清,Ksp[Mg(OH)2]增大
D.25 ℃时,在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2可能转化为MgF2

  • 题型:未知
  • 难度:未知

“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)CO2的电子式为:               
(2)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请完成该反应的化学方程式:(系数按顺序填在答题卷上)
___ C+ ___ KMnO4+ ____ H2SO4 = ____CO2↑+ ____MnSO4 + ____K2SO4+ ____H2O
(3)甲醇是一种新型燃料,工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)  △H1=-116 kJ·mol-1
已知: △H2=-283 kJ·mol-1
 △H3=-242 kJ·mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为                
(4)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的燃料电池装置。

①该电池负极的电极反应为:                          
②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总反应的化学方程式为                 
(5)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。下图是上述三种温度下不同的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。利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下 CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K =             

(6)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10-9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为5.6×10-5 mol/L ,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为               。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

化学中的某些元素是与生命活动密不可分的元素,请回答下列问题。
(1)维生素C是一种水溶性维生素,水果和蔬菜中含量丰富,该物质结构简式如图所示。

①维生素C分子中碳原子的杂化方式有          
②1 mol维生素C分子中含有          mol π键。
③维生素C分子中所含元素电负性由大到小的顺序 为                  
④维生素C晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有                
(2)KSCN溶液可用于Fe3的检验,原因是铁离子外围有较多能量相近的空轨道,因此能与一些分子或离子形成配合物。Fe3的价电子排布为                       ,与之形成配合物的分子或离子中的配位原子应具备的结构特征是              
(3)Fe3O4具有反尖晶石结构。某化合物MgxAlyOz与反尖晶石结构相仿,其结构如下图所示,它是由下列A、B方块组成。该化合物的化学式为________。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

(选做)铜是过渡金属元素,可以形成多种化合物。
(1)铜基态原子的核外电子排布式为                              
(2)Cu+与NH3形成的配合物可表示成[Cu(NH3)n]+,该配合物中,Cu+的4s轨道及4p通过sp杂化接受NH3提供的电子对。
[Cu(NH3)n]+中Cu+与n个氮原子的空间结构呈        ,n=           
(3)CuCl2溶液与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)可形成配离子[Cu(en)2]2+(en是乙二胺的简写):

请回答下列问题:
①乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为            
②配合物[Cu(en)2]Cl2中属于第二周期且第一电离能从大到小排列的是         
③乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高得多,原因是          
④配合物[Cu(en)2]Cl2中不存在的作用力类型有           (填字母)。

A.配位键
B.极性键
C.离子键
D.非极性键

E.氢键 
F.金属键
(4)向氯化铜溶液中通入足量的二氧化硫,生成白色沉淀M,M的结构单元如图所示。

写出该反应的离子方程式__________________。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

高中化学填空题