高中化学简答题

已知元素A、B、C、D、E、F均属前四周期且原子序数依次增大，A的p能级电子数是s能级的一半，C的基态原子2p轨道有2个未成对电子；C与D形成的化合物中C显正化合价；E的M层电子数是N层电子数的4倍，F的内部各能层均排满，且最外层电子数为1。
请回答下列问题。
（1）C原子基态时电子排布式为                  。
（2）B、C两种元素第一电离能为           (用元素符号表示)。试解释其原因：                                           。
（3）任写一种与AB^－离子互为等电子体的离子       。
（4）B与C形成的四原子阴离子的立体构型为        ，其中B原子的杂化类型是       。
（5）F(OH)₂难溶于水，易溶于氨水，写出其溶于氨水的离子方程式                         。
（6）D和E形成的化合物的晶胞结构如图，其化学式为            ；∠EDE=       ；E的配位数是   ；已知晶体的密度为ρg·cm^-3，阿伏加德罗常数为N_A，则晶胞边长a=          cm。(用ρ、N_A的计算式表示)

甲、乙、丙是中学中常见的单质，X、Y、Z是常见的化合物．在常温常压下，甲是具有氧化性的黄绿色气体，丙是棕红色的液体，Y与Z含有相同的阳离子，X与Z含有相同的阴离子；它们之间有以下转化关系：丙+乙→Z；X+丙→Z；X+甲→Y+丙．请回答下列问题：
（1）写出甲、乙、丙三种物质的化学式　   　、　   　、　   　；
（2）写出X与足量的甲在溶液中完全反应时的离子方程式　   　
（3）欲在实验室中制取并收集纯净、干燥的气体甲，然后完成上述反应“X+甲→Y+丙”，某同学设计了如下图所示的装置．
①装置A中发生反应的化学方程式为　                        　；
②装置B的作用是　   　；
③装置C中的试剂为　   　；
④装置D中收集气体甲的方法名称是　   　；
⑤装置F的主要作用是　   　，反应原理的离子方程式为　   　．

以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

（1）写出燃烧黄铁矿的化学方程式                                。
当有6mol SO₂生成时，转移电子       mol。
（2）进入接触室的气体中含标准状态下1120m³SO₂气体，达平衡后放出热量为4.728×10⁶kJ，此时SO₂转化率为96%。该反应的热化学方程式为              。
（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是（选填序号字母）        。
a．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎      
b．过量空气能提高SO₂的转化率
c．使用催化剂能提高SO₂的反应速率和转化率
d．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁        
e．吸收塔用水作吸收剂
（4）某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取0.1000 g样品充分灼烧，生成的SO₂气体与足量Fe₂(SO₄)₃溶液完全反应后，再用0.02000 mol·L^-1的K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至终点，消耗K₂Cr₂O₇溶液25.00mL。
已知：SO₂＋2Fe³⁺＋2H₂O=SO₄^2－＋2Fe²⁺＋4H⁺
Cr₂O₇^2－＋6Fe²⁺＋14H^＋=2Cr³⁺＋6Fe³⁺＋7H₂O
则样品中FeS₂的质量分数是多少？（假设杂质不参加反应）
（5）该生产过程中产生的尾气除了含有N₂、O₂外，还含有SO₂、微量的SO₃和酸雾。能用于测定硫酸尾气中SO₂含量的是        。(填字母)

A．NaOH溶液、酚酞试液	B．KMnO4溶液、稀H2SO4
C．碘水、淀粉溶液	D．氨水、酚酞

丙烷在燃烧时能放出大量的热，它也是液化石油气的主要成分，作为能源应用于人们的日常生产和生活。
已知：①2C₃H₈(g)＋7O₂(g)＝6CO(g)＋8H₂O(l)；△H＝－2741.8kJ/mol
②2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)    ΔH="-566" kJ/mol
（1）反应C₃H₈(g)＋5O₂(g)＝3CO₂(g)＋4H₂O(l)的△H＝             
（2）C₃H₈在不足量的氧气里燃烧，生成CO和CO₂以及气态水，将所有的产物通入一个固定体积的密闭容器中，在一定条件下发生如下可逆反应：
CO (g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂ (g)
①下列事实能说明该反应达到平衡的是           
a．体系中的压强不发生变化                  b．υ_正（H₂）=υ_逆（CO）
c．混合气体的平均相对分子质量不发生变化    d．CO₂的浓度不再发生变化
② T℃时，在一定体积的容器中，通入一定量的CO(g)和H₂O(g)，发生反应并保持温度不变，各物质浓度随时间变化如下表：   

时间 / min	CO	H2O(g)	CO2	H2
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	0.100	0.200	0.100	0.100
4	0.100	0.200	0.100	0.100
5	0.116	0.216	0.084	C1
6	0.096	0.266	0.104	C2

第5、6min时的数据是保持温度和体积不变时，改变某一条件后测得的。则第4～5min之间，改变的条件           ，第5～6min之间，改变的条件是           。
已知420℃时，该化学反应的平衡常数为9。如果反应开始时，CO和H₂O(g)的浓度都是0.01 mol／L，则CO在此条件下的转化率为         。又知397℃时该反应的平衡常数为12，请判断该反应的△H     0 (填“>”、“＝”、“<”)．
（3）依据（1）中的反应可以设计一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丙烷气体；燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇（Y₂O₃）的氧化锆（ZrO₂）晶体，在其内部可以传导O^2—。在电池内部O^2—移向_  ___极（填“正”或“负”）；电池的负极反应式为                 。
（4）用上述燃料电池用惰性电极电解足量Mg(NO₃)₂和NaCl的混合溶液。电解开始后阴极的现象为____                                  。

煤是重要的能源，也是生产化工产品的重要原料。试用所学知识，解答下列问题：
（1）煤的转化技术包括煤的气化技术和液化技术。煤的液化技术又分为          和               
（2）在煤燃烧前需对煤进行脱硫处理。煤的某种脱硫技术的原理如下图所示：

这种脱硫技术称为微生物脱硫技术。该技术的第一步反应的离子方程式为                  ；第二步反应的离子方程式为                 。
（3）工业煤干馏得到的产品有焦炭、             、              等。
（4）湿式石灰石—石膏法脱硫工艺是烟气脱硫技术中最成熟的一种方法。其工艺流程是：烟气经锅炉预热器出来，进入电除尘器除掉大部分粉煤灰烟尘，再经过一个专门的热交换器，然后进入吸收塔，烟气中的SO₂与含有石灰石的浆液进行气液接触，通入空气后生成石膏，经脱硫的烟气，应用循环气体加热器进行再加热，进入烟囱，排入大气。
①写出湿法石灰石—石膏法脱硫所涉及的化学反应方程式：______________________。
②用石灰石浆液作SO₂吸收剂而不用熟石灰吸收SO₂的原因是：_________________________
③上述过程中得到的石膏，如果含氯化合物(主要来源于燃料煤)超过杂质极限值，则石膏产品性能变坏。工业上消除可溶性氯化物的方法是____________________________________  。
（5）某化学兴趣小组为了测定烟气脱硫所得石膏的组成(CaSO₄·xH₂O)即测定x值，做如下实验：将石膏加热使之脱水，加热过程中固体的质量与时间的变化关系如图所示。数据表明当固体的质量为2．72g后不再改变。①石膏的化学式为_______________。②图像中AB段对应化合物的化学式为_________________。

酯类是工业上重要的有机原料，具有广泛用途。
乙酸苯甲酯（）对花香和果香的香韵具有提升作用，故常用于化妆品和食品工业。乙酸苯甲酯的合成路线如下：


（1）B中含氧官能团的名称是          ；
反应③的类型是                  ，①的化学方程式是                  。
（2）下列物质中能与A的水溶液反应的是                 。
a．CaCO₃         b．NaOH          c．CuSO₄             d．NaCl
（3）下列物质中与甲苯互为同系物的是          。
a．       b．     c．      d．
（4）绿色化学的核心内容之一是“原子经济性”，即原子的理论利用率为100%。下列转化符合绿色化学要求的是_____（填序号）。
a．乙醇制取乙醛       b．甲苯制备    c．2CH₃CHO+O₂2A
（5）苯甲酸苯甲酯可用作香料、食品添加剂及一些香料的溶剂，还可用作塑料、涂料的增
塑剂。工业上常用苯甲酸钠与氯甲基苯（）)在催化剂作用下反应制备。
已知：
流程图示例如下：

设计以甲苯为原料（无机试剂任选）合成苯甲酸苯甲酯的流程图          。

某学校开展文化周活动，活动内容有征文比赛、歌咏比赛等等，其中有一项活动是分学科的创新思维大赛。其中化学科的比赛题目之一是“假如光照条件下没有丁达尔效应……”。假如你是参加该校创新思维大赛的一名学生，请你完成你的作品。

新近出版的《前沿科学》杂志刊发的中国环境科学研究院研究员的论文《汽车尾气污染及其危害》，其中系统地阐述了汽车尾气排放对大气环境及人体健康造成的严重危害。目前降低尾气的可行方法是在汽车排气管上安装催化转化器。NO和X气体均为汽车尾气的成分，这两种气体在催化转换器中发生反应： ①2X(g)＋2NO(g)N₂(g)＋2CO₂(g) △H=－a kJ·mol^-1。
（1）上述信息中气体X的化学式为                   。
（2）已知②2NO(g)＋O₂(g)=2NO₂(g) △H=－b kJ·mol^-1；X的燃烧热△H=－c kJ·mol^-1。书写在消除汽车尾气中NO₂的污染时，NO₂与X的可逆反应的热化学反应方程式                               。
（3）在一定温度下，将1.0mol NO、1.2mol气体X通入到固定容积为2L的容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示：

①有害气体NO的转化率为          ，0~15min  NO的平均速率v(NO)=          。
②20min时，若改变反应条件，导致X浓度增大，则改变的条件可能是     （选填序号）。

A．缩小容器体积

B．增加CO2的量

C．升高温度

D．加入催化剂

③若保持反应体系的温度不变，20min时再向容器中充入NO、N₂各0.4mol，化学平衡将     移动（选填“向左”、“向右”或“不”）。

(1)已知：蒸发1 mol Br₂(l)需要吸收的能量为 30 kJ，其他相关数据如下表：

物质	H2(g)	Br2(g)	HBr(g)
1 mol分子中化学键断裂时需要吸收的能量/kJ	436	200	369

H₂(g)＋Br₂(l)＝2HBr(g)　ΔH＝       。
(2)常温下，将pH均为2的氢溴酸、乳酸（α—羟基丙酸）稀释100倍后，有一种酸的pH＝4。请写出乳酸钠溶液中的水解离子方程式：                           。
(3)常温下，用0.100 0 mol·L^－1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L^－1 HBr溶液和20.00 mL0．100 0 mol·L^－1 CH₃COOH溶液，得到2条滴定曲线，如图所示：
①根据图1和图2判断，滴定HBr溶液的曲线是             (填“图1”或“图2”)；
②a＝      mL；
③c(Na^＋)＝c(CH₃COO^－)的点是     点；
④E点对应溶液中离子浓度由大到小的顺序为              。

(13分)有机物A有如下转化关系，在A的质谱图中质荷比最大值为88，其分子中C、H、O三种元素的质量比为6：1：4且A不能使Br₂的CCl₄溶液褪色；1molB反应生成了2molC．

请回答下列问题：
(1)C→E的反应类型为____________
(2)若①、②、③三步反应的产率分别为93.0％、81.0％、88.0％，则由A合成H的总产率为____________
(3)A的结构简式为___________________·
(4)写出C与银氨溶液反应的离子方程式为____________________________________
(5)H分子中所有碳原子均在一条直线上，G转化为H的化学方程式为__________________
(6)X是A的一种同分异构体，且其核磁共振氢谱有3个峰，峰面积之比为1：1：2，1mol X可在HIO₄加热的条件下反应，产物只有1mol Y，则X的结构简式为____________

某市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM_2.5(直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM_2.5、SO₂、NO_x等进行研究具有重要意义。
请回答下列问题:
(1)将PM_2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:

离子	K^+	Na^+	N	S	N	Cl^-
浓度/mol·L^-1	4×10^-6	6×10^-6	2×10^-5	4×10^-5	3×10^-5	2×10^-5

根据表中数据判断PM_2.5的酸碱性为　　　　　　,试样的pH=　　　　　　　　。
(2)为减少SO₂的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H₂(g)+O₂(g) H₂O(g)        ΔH="-241.8" kJ·mol^-1        ①
C(s)+O₂(g) CO(g)　            ΔH="-110.5" kJ·mol^-1        ②
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式:　                        。
②洗涤含SO₂的烟气。以下物质可作洗涤剂的是　　　　　　　　　　　。
a.Ca(OH)₂　　   b.Na₂CO₃　   　c.CaCl₂　  　d.NaHSO₃
(3)汽车尾气中NO_x和CO的生成及转化
①已知汽缸中生成NO的反应为:
N₂(g)+O₂(g)2NO(g)　ΔH>0
若1 mol空气含0.8 mol N₂和0.2 mol O₂,1 300℃时在密闭容器内反应达到平衡,测得NO为8×10^-4mol。计算该温度下的平衡常数K=　　　　　　　　　 。
汽车启动后,汽缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是　　　　　　　　　　　　　　                           　　。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:
2CO(g) 2C(s)+O₂(g)
已知该反应的ΔH>0,简述该设想能否实现的依据:                              
                                                                                                                             。
③目前,在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染,其化学反应方程式为　                                                。

(18分)碱金属元素的单质及其化合物被广泛应用于生产、生活中。

②一定量的Na在足量O₂中充分燃烧，参加反应的O₂体积为5.6 L(标准状况)，则该反应过程中转移电子的数目为_________。
（2）金属锂广泛应用于化学电源制造，锂水电池就是其中的一种产品。该电池以金属锂和 钢板为电极材料，以LiOH为电解质，加入水即可放电。
总反应为：2Li+2H₂O₌2LiOH+H₂↑
①锂水电池放电时，向_________极移动。
②写出该电池放电时正极的电极反应式：_________________。
③电解熔融LiCl可以制备金属Li。但LiC1熔点在873 K以上，高温下电解，金属Li产量极低。经过科学家不断研究，发现电解LiCl—KCl的熔盐混合物可以在较低温度下生成金属Li。
你认为，熔盐混合物中KCl的作用是_________________________________________。
写出电解该熔盐混合物过程中阳极的电极反应式：______________________________。
（3）最新研究表明，金属钾可作工业上天然气高温重整的催化剂，有关反应为：
。一定温度下，向2 L容积不变的密闭容器中充入4 mol 和6 mo1 H₂O(g)发生反应，10 min时，反应达到平衡状态，测得CH₄(g)和H₂(g)的物质的量随时间变化的曲线如图所示。

①0～10 min内用(CO)表示的化学反应速率为_________。
②下列叙述中，能够证明该反应已达到平衡状态的是_________(填序号)。
a．生成3 molH-H键的同时有4 molC-H键断裂
b．其他条件不变时，反应体系的压强保持不变
c．反应混合气体的质量保持不变
d．
③此温度下，该反应的化学平衡常数K=_________mo1²·L^-2。

氯化亚铜（CuCl）是一种白色固体，微溶于水，不溶于酒精。研究该物质的应用新领域、生产新方法及生产过程中的环保新措施都具有重要意义。
（1）镁—氯化亚铜海水电池，可用于鱼雷上。该电池被海水激活时，正极导电能力增强，同时产生气泡，则正极上被还原的物质有     、     （填化学式）。
（2）工业上以铜作催化剂，氯代甲烷和硅粉反应合成甲基氯硅烷的过程中产生大量废渣（主要成分为硅粉、铜、碳等）。某课外小组以该废渣为原料制CuCl，流程示意图如下：

回答下列问题：
①氯代甲烷有4种，其中属于重要工业溶剂的是           （写出化学式）。
②“还原”阶段，SO₃^2－将Cu^2＋还原得[CuCl₂]^－，完成下列离子方程式。
Cu^2＋+Cl^－+SO₃^2－+    ＝[CuCl₂]^－+    +    
③在稀释过程中存在下列两个平衡：
ⅰ [CuCl₂]^－CuCl＋Cl^－    K＝2.32
ⅱ CuCl(s)Cu⁺(aq)＋Cl^－   K_sp＝1.2×10^－6
当[CuCl₂]^－完成转化时（c([CuCl₂]^－)≤1.0×10^－5 mol·L^－1），溶液中c(Cu^＋)≥   。
④获得CuCl晶体需经过滤、洗涤、干燥。洗涤时，常用无水乙醇代替蒸馏水做洗涤剂的优点是    （写一点）。
（3）工业生产CuCl过程中产生浓度为2～3 g·L^－1的含铜废水，对人及环境都有较大的危害，必须进行回收利用。用萃取法富集废水中的铜，过程如下：

①实验室完成步骤ⅰ时，依次在分液漏斗中加入曝气后的废水和有机萃取剂，经振荡并       后，置于铁架台的铁圈上静置片刻，分层。分离上下层液体时，应先       ，然后打开活塞放出下层液体，上层液体从上口倒出。
②写出步骤ⅱ的离子方程式：               。

NO和NO₂是常见的氮氧化物，研究它们的综合利用有重要意义。
（1）氮氧化物产生的环境问题有          （填一种）。
（2）氧化—还原法消除氮氧化物的转化如下：
①反应Ⅰ为：NO＋O₃＝NO₂＋O₂，生成11.2 L O₂（标准状况）时，转移电子的物质的量是       mol。
②反应Ⅱ中，当n(NO₂)∶n[CO(NH₂)₂]＝3∶2时，反应的化学方程式是      。
（3）硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现了氮氧化物的循环转化，主要反应为：
NO₂(g)＋SO₂(g)SO₃(g)＋NO(g) △H＝－41.8 kJ·mol^－1
①已知：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g) △H＝－196.6 kJ·mol^－1
写出NO和O₂反应生成NO₂的热化学方程式                  。
②一定温度下，向2 L恒容密闭容器中充入NO₂和SO₂各1 mol，5min达到平衡，此时容器中NO 和NO₂的浓度之比为3∶1，则NO₂的平衡转化率是      。
③上述反应达平衡后，其它条件不变时，再往容器中同时充入
NO₂、SO₂、SO₃、NO各1mol，平衡 （填序号）。
A．向正反应方向移动
B．向逆反应方向移动
C．不移动
（4）某化学兴趣小组构想将NO转化为HNO₃，装置如图，电极为多孔惰性材料。则负极的电极反应式是            。

(18分)水是组成生命体的重要化学物质，有关水的反应有很多。
（1）水分子的空间构型为___________；水分子自身作用会生成阴、阳两种离子，其中阴离子的电子式是___________
 
（2）如图是某品牌饮用矿泉水标签的部分内容。请计算一瓶合格的这种矿泉水中硫酸根离子的物质的量不能超过___________。
（3）标况下将a L氨气溶于1L水中，得到的溶液密度为b g·cm^﹣3。用化学方程式表示氨气溶于水显碱性的原因___________该溶液的物质的量浓度为___________mol·L^﹣1。
（4）已知M是生活中常见的一种金属，将44.8 g M完全溶于很稀的过量硝酸，向所得溶液中加入足量固体烧碱并加热，放出6.72 L(标准状况)气体。M溶于该很稀的硝酸的离子方程式为___________________。M与水在高温条件下，生成1g气体吸热a kJ，写出该反应的热化学方程式_________________________________。
（5）味精是常用的调味品，当前味精生产主要采用淀粉发酵法，其中第一步是使淀粉水解为单糖。
①淀粉发生水解反应的化学方程式是_________________________________
②实验室中检验淀粉水解产物应选用的试剂可以是___________ (填字母)·

A．NaOH溶液、氨水、AgNO3溶液	B．H2SO4溶液、氨水、AgNO3溶液
C．NaOH溶液、CuSO4溶液	D．H2SO4溶液、CuSO4溶液