高中化学简答题

工业上以氨气为原料(铂铑合金网为催化剂)催化氧化法制硝酸的过程如下：

（1）已知反应一经发生，铂铑合金网就会处于红热状态。写出氨催化氧化的化学方程式：____________。
当温度降低时，化学平衡常数K值________(填“增大”、“减小”或“无影响”)。
（2）氨气是制取硝酸的重要原料，合成氨反应的化学方程式如下：N₂＋3H₂2NH₃，该反应在固定容积的密闭容器中进行。
①下列各项标志着该反应达到化学平衡状态的是________(填字母)。

A．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2

B．v正(N2)＝v逆(H2)

C．容器内压强保持不变

D．混合气体的密度保持不变

②若在恒温条件下，将N₂与H₂按一定比例混合通入一个容积为2 L固定容积的密闭容器中，5 min后反应达平衡时，n(N₂)＝1．0 mol，n(H₂)＝0．8 mol，n(NH₃)＝0．8 mol，则反应速率v(H₂)＝________，平衡常数＝________。
③若容器恒容、绝热，加热使容器内温度迅速升至原来的2倍，平衡将    (填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后，容器内温度    (填“大于”、“小于”或“等于”)原来的2倍。

(12分)聚合氯化铁铝(简称PAFC)，其化学通式为[Fe_xAl_y(OH)_aCl_b·zH₂O]_m。某同学为测定其组成，进行如下实验：
①准确称取4.505 0 g样品，溶于水，加入足量的稀氨水，过滤，将滤渣灼烧至质量不再变化，得到2.330 0 g固体。
②另准确称取等质量样品溶于水，在溶液中加入适量Zn粉和稀硫酸，将Fe^3＋完全还原为Fe^2＋。用0.100 0 mol·L^－1标准KMnO₄溶液滴定Fe^2＋，消耗标准溶液的体积为20.00 mL。
③另准确称取等质量样品，用硝酸溶解后，加入足量AgNO₃溶液，得到4.305 0 g白色沉淀。
（1）若滴定管在使用前未用KMnO₄标准溶液润洗，测得的Al^3＋含量将________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
（2）实验室检验Fe^3＋常用的方法是__________________。
（3）通过计算确定PAFC的化学式(写出计算过程；m为聚合度，不必求出)。

甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇（于固定容器中进行）：2H₂(g) + CO(g)CH₃OH(g)
（1）判断反应达到平衡状态的依据是            （填序号）。
a．生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等
b．混合气体的密度不变
c．混合气体的平均相对分子质量不变
d．CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化
（2）下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①该反应的平衡常数表达式K=              ，△H          0(填“>”、“<”或“=”)。
②要提高CO的转化率，可以采取的措施是_____________（填序号）。
a．升温  b．加入催化剂 c．增加CO的浓度
d．加入H₂加压 e．加入惰性气体加压  f．分离出甲醇
（3）右图表示在温度分别为T₁、T₂时，平衡体系中H₂的体积分数随压强变化曲线，A、C两点的反应速率A__________C（填“＞”、“＝”或“＜”，下同），A、C两点的化学平衡常数A___________C，由状态B到状态A，可采用____________的方法（填“升温”或“降温”）。

（4）已知在常温常压下：
①2CH₃OH(l)+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g)   ΔH ＝－a kJ·mol^－1
②2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g) ΔH ＝－b kJ·mol^－1  ③H₂O(g)= H₂O(l) ΔH＝－c kJ·mol^－1
写出1摩尔液态CH₃OH不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式_________________。

氮的重要化合物如氨（NH₃）、肼（N₂H₄）、三氟化氮（NF₃）等，在生产、生活中具有重要作用。
（1）利用NH₃的还原性可消除氮氧化物的污染，相关热化学方程式如下：
H₂O(l)＝H₂O(g)   △H₁＝44.0 kJ·mol^－1
N₂(g)＋O₂(g)＝2NO(g)   △H₂＝229.3 kJ·mol^－1
4NH₃(g)＋5O₂(g)＝4NO(g)＋6H₂O(g)   △H₃＝－906.5 kJ·mol^－1
4NH₃(g)＋6NO(g)＝5N₂(g)＋6H₂O(l)   △H₄
则△H₄＝     kJ·mol^－1。
（2）使用NaBH₄为诱导剂，可使Co^2＋与肼在碱性条件下发生反应，制得高纯度纳米钴，该过程不产生有毒气体。
①写出该反应的离子方程式：     。
②在纳米钴的催化作用下，肼可分解生成两种气体，其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如下图1所示，则N₂H₄发生分解反应的化学方程式为：     ；为抑制肼的分解，可采取的合理措施有     （任写一种）。

（3）在微电子工业中NF₃常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH₄F等的无水熔融物生产NF₃，其电解原理如上图2所示。
①氮化硅的化学式为     。
②a电极为电解池的     （填“阴”或“阳”）极，写出该电极的电极反应式：     ；电解过程中还会生成少量氧化性极强的气体单质，该气体的分子式是     。

有机化学反应因反应条件不同，可生成不同的有机产品。例如：

（2）苯的同系物与卤素单质混合，若在光照条件下，侧链上氢原子被卤素原子取代；若在催化剂作用下，苯环上的氢原子被卤素原子取代。
工业上利用上述信息，按下列路线合成结构简式为的物质，该物质是一种香料。

请根据上述路线，回答下列问题：
（1）A的结构简式可能为____________________________________。
（2）反应①、⑤的反应类型分别为________、_______。
（3）反应④的化学方程式为（有机物写结构简式，并注明反应条件）：_______________________。
（4）工业生产中，中间产物A须经反应③④⑤得D，而不采取直接转化为D的方法，其原因是______________________________。
（5）这种香料具有多种同分异构体，其中某些物质有下列特征：①其水溶液遇FeCl₃溶液呈紫色 ②分子中有苯环，且苯环上的一溴代物有两种。写出符合上述条件的物质可能的结构简式（只写三种）：
______________________________。

【化学——选修2：化学与技术】(15分)将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水，再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。
回答下列问题：
（1）下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是________(填序号)。
①用混凝法获取淡水         ②提高部分产品的质量
③优化提取产品的品种       ④改进钾、溴、镁等的提取工艺
（2）采用“空气吹出法”从浓海水吹出Br₂，并用纯碱吸收。溴歧化为Br^－和BrO₃^-并没有产生CO₂则反应的离子反应方程式为                                。
（3）海水提镁的一段工艺流程如下图：

浓海水的主要成分如下：

离子	Na^＋	Mg^2^＋	Cl^－	SO4^2^－
浓度/(g·L^－1)	63.7	28.8	144.6	46.4

该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的阳离子_______，获得产品2的离子反应方程式为              ，浓海水的利用率为90％，则1 L浓海水最多可得到产品2的质量为________g。
（4）由MgCl₂·6H₂O制备MgCl₂时，往往在HCl的气体氛围中加热。其目的是         。

一定温度下，在容积固定的VL密闭容器里加入nmolA，2nmolB，发生反应A (g)+2B (g)2C (g) △H<0，反应达到平衡后测得平衡常数为K，此时A的转化率为x．
（1）K和x的关系满足K=_____________，在保证A浓度不变的情况下，增大容器的体积，平衡______（填字母）。A．向正反应方向移动     B．向逆反应方向移动      C．不移动
（2）若该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示：
①可见反应在t₁、t₃、t₇时都达到了平衡，而t₂、t₈时都改变了一种条件，试判断改变的是什么条件：t₂时_____________；t₈时_____________；
②t₂时平衡向___________（填“正反应”或“逆反应”）方向移动；
③若t₄时降压，t₅时达到平衡，t₆时增大反应物的浓度，请在图中画出t₄～t₆时逆反应速率与时间的关系线。

【化学—选修2：化学与技术】(15分）空气吹出法工艺是目前“海水提溴”的最主要方法之一，其工艺流程如下：

（1）目前，从海水中提取的溴约占世界溴年产量的                            。
（2）步骤①中用硫酸酸化可提高Cl₂的利用率，其原因是                          。
（3）步骤④的离子方程式为                                          。
（4）步骤⑥的蒸馏过程中,溴出口温度要控制在80〜90℃。温度过高或过低都不利于生产，理由是    。
（5）步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差较大的特点进行分离。分离仪器的名称是          ，分离时液溴从分离器         （填“上口”或“下口"）排出。
（6）不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴，而要经过“空气吹出、S0₂吸收、氯化”的原因是     。
（7）某同学测得苦卤中溴的含量为0.8g/L，已知步骤①〜⑥中溴共损失了25%，步骤⑦和步骤⑧又共损失了所得溴蒸气的10%，若处理10 m³这样的苦卤，可得到液溴        mol。

按要求写方程式。
（1）碳酸钙和盐酸（写出离子方程式）
（2）氢氧化钡溶液和稀硫酸（写出离子方程式）
（3）Fe₂(SO₄)₃（写出电离方程式）
（4）H⁺ + OH^- = H₂O（写出对应的化学方程式）
（5）将下列离子Na⁺、K⁺、Cu²⁺、H⁺、NO₃^-、Cl^-、CO₃^2-、OH^-按可能大量共存于同一溶液的情况，把他们分成A、B两组，而且每组中均含两种阳离子和两种阴离子。
A组：Cu²⁺和
B组：

玻璃容器被下列物质沾污后，需要洗涤。如洗涤方法属于物理方法的，请写出所需试剂；洗涤原理属于化学反应的，写出有关反应的离子方程式；若无法用试剂使容器复原者，请说明原因。
（1）盛石灰水后的沾污：
（2）碘的沾污：
（3）硫的沾污：
（4）长期盛强碱溶液的试剂瓶变“毛”了。

Ⅰ已知在常温常压下：
①2CH₃OH(l)+3O₂(g)═2CO₂(g)+4H₂O(g)   △H=^_1275．6kJ•mol^-1
②H₂O(l)═H₂O(g)   △H=+44．0kJ•mol^-1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式：                    。
Ⅱ．甲醇可以与水蒸气反应生成氢气，反应方程式如下：
CH₃OH(g) + H₂O(g)  CO₂(g) + 3H₂(g) ；△H>0
（1）一定条件下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入1molCH₃OH(g)和3molH₂O(g)，20s后，测得混合气体的压强是反应前的1．2倍，则用甲醇表示该反应的速率为         。
（2）判断⑴中可逆反应达到平衡状态的依据是（填序号）              。
①v_正(CH₃OH) = 3v_逆(H₂)   ②混合气体的密度不变  ③混合气体的平均相对分子质量不变  ④CH₃OH、H₂O、CO₂、H₂的浓度都不再发生变化    
（3）右图中P是可自由平行滑动的活塞，关闭K，在相同温度时，向A容器中充入1molCH₃OH(g)和2molH₂O(g)，向B容器中充入1．2molCH₃OH(g) 和2．4molH₂O(g)，两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL，反应达到平衡时容器B的体积为1．5aL，容器B中CH₃OH转化率为         ；维持其他条件不变，若打开K一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为         L（连通管中气体体积忽略不计，且不考虑温度的影响）。

Ⅲ．如图甲、乙是电化学实验装置。请回答下列问题：

（1）若两池中均盛放CuSO₄溶液,甲池中石墨棒上的电极反应式为____________________．
（2）若甲池中盛放饱和NaCl溶液，则甲池中石墨棒上的电极反应式为__________________．

“绿色奥运”是北京2008奥运会的三大主题之一，使用清洁能源，防治交通污染，改善空气质量，加速建设污水处理和回收工程，防止固体废弃物污染，植树造林，促进生态良性循环等，是北京实现“绿色奥运”主要工作。北京申奥时向国际奥委会承诺：位于北京城西的首都钢铁公司在2008年前迁出。
（1）首钢为什么会对北京市区环境造成污染？
（2）其主要的大气污染物各是怎样形成的（写出必要的化学方程式）？
（3）请用化学方程式表示其中任意一种污染物对北京造成的危害。

金属铁是应用广泛，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
（1）要确定铁的某氯化物FeCl_x的化学式，可利用离子交换和滴定的方法。实验中称取3.25g的FeCl_x样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH^-的阴离子交换柱，使Cl^-和OH^-发生交换。交换完成后，流出溶液的OH^-用1.0 mol·L^-1的盐酸中和滴定，正好中和时消耗盐酸60.0mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeCl_x中x的值：                   （列出计算过程）。
（2）现有一含有FeCl₂和FeCl₃的混合物样品，采用上述方法测得n(Fe)∶n(Cl) = 1∶2.8，则该样品中FeCl₃的物质的量分数为                                            。
（3）把SO₂气体通入FeCl₃溶液中，发生反应的离子方程式为                        。
（4）高铁酸钾(K₂FeO₄)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl₃和KClO在强碱性条件下反应可制取K₂FeO₄，其反应的离子方程式为                                      ；与MnO₂—Zn电池类似，K₂FeO₄—Zn也可以组成碱性电池，其中Zn极的电极反应式为                         ，K₂FeO₄的电极反应式为                                         。

（1）利用N₂和H₂可以实现NH₃的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸。
已知：①N₂(g)+O₂(g)=2NO(g) △H="+180.5" kJ/mol
②N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g) △H=－92.4 kJ/mol
③2H₂(g)+O₂(g) = 2H₂O(g) △H=－483.6 kJ/mol
氨催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式为                  。
（2）研究在其他条件不变时，改变起始物氢气的物质的量对N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)反应的影响实验结果如图所示(图中T表示温度，n表示物质的量)：

①图像中T₂和T₁的关系是：T₂     T₁(填“高于”“低于”“等于”“无法确定”)。
②a、b、c三点中，N₂转化率最高的是          (填字母)。
③若容器容积为1L，T₂℃在起始体系中加入1 mol N₂，n(H₂)=3mol，经过5 min反应达到平衡时H₂的转化率为60%，则v(NH₃)=        。保持容器体积不变，若起始时向容器内放入2 mol N₂和6 mol H₂，达平衡后放出的热量为Q，则Q___110.88 kJ(填“>”、“<”或“=”)。

工业上利用氨氧化获得的高浓度气体(含、)制备、，工艺流程如下：
已知：＋＋=2＋

（1）中和液所含溶质除及少量外，还有(填化学式)。
（2）中和液进行蒸发Ⅰ操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是。蒸发Ⅰ产生的蒸气中含有少量的等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的(填操作名称)最合理。
（3）母液Ⅰ进行转化时加入稀的目的是。母液Ⅱ需回收利用，下列处理方法合理的是。
a．转入中和液       b．转入结晶Ⅰ操作  
c．转入转化液      d．转入结晶Ⅱ操作
（4）若将、两种产品的物质的量之比设为2：1，则生产1.38吨时，的理论用量为吨(假定恰好完全反应)。