高中化学简答题

(16分)碳、氮、硫、氯是四种重要的非金属元素。
（1）CH₄(g)在O₂(g)中燃烧生成CO(g)和H₂O(g)的△H难以直接测量，原因是                   。
已知：a．2CO(g)+ O₂(g)==2CO₂(g)    △H =-566．0 kJ·mol^-1
b．CH₄(g)+2O₂(g)==CO₂(g)+2H₂O(g)   △H =-890．0 kJ·mol^-1
则CH₄(g)在O₂(g)中燃烧生成CO(g)和H₂O(g)的热化学方程式为                            。
（2）工业上合成氨气的反应为：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)  △H<0。现将10 mol N₂和26 mol H₂置于容积可变的密闭容器中，N₂的平衡转化率()与体系总压强(P)、温度(T)的关系如图所示。回答下列问题：

①反应达到平衡状态B时，容器的容积10 L，则T₁时，合成氨反应的平衡常数K=       L²·mol^-1。
②平衡状态由A变到C时，对应的平衡常数K(A)      K(C)(填“>”、“<”或“=”)。
（3）在25℃时，HSCN、HClO、H₂CO₃的电离常数如下表：

HClO	HSCN	H2CO3
K=3.2×10^-8	K=0.13	Kl=4.2×10^-7[^来源 K2=5.6×10^-11

①1 mol·L^-1的KSCN溶液中，所有离子的浓度由大到小的顺序为     >     >     >     。
②向Na₂CO₃溶液中加入过量HClO溶液，反应的化学方程式为            。
③25℃时，为证明HClO为弱酸，某学习小组的同学没计了以下三种实验方案。下列三种方案中，你认为能够达到实验目的的是     (填下列各项中序号)。
a．用pH计测量0．1 mol·L^-1NaClO溶液的pH，若测得pH>7，可证明HClO为弱酸
b．用pH试纸测量0．01 mol·L^-1HClO溶液的pH，若测得pH>2，可证明HClO为弱酸
c．用仪器测量浓度均为0．1 mol·L^-1的HClO溶液和盐酸的导电性，若测得HClO溶液的导电性弱于盐酸，可证睨HClO为弱酸

湿式吸收一电解再生法，是采用氧化一电解的双反应器对含硫化氢的废气进行脱硫制氢。实验表明，双反应器法可以在较宽的范围内实现对硫化氢的有效吸收，并可同时制取氢气和硫磺，该法基本流程见图l，其中氧化吸收器中为FeCl₃溶液，电解反应器可实现FeCl₃溶液的恢复及H₂的制备。

（1）氧化反应器中发生的主要反应的离子有程式为________
（2）电解反应器中，阳极反应式是________
（3）某研究小组在实验室中模拟上述过程，研究FeCl₃溶液吸收H₂S气体的效率，实验时要先向FeCl₃溶液中通人N₂，其目的是 ________。对影响吸收效率的因素提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：H₂S气体的通入速率；
假设二：        ；
假设三：          .
请你设计实验就假设一进行验证，将实验步骤及结论补充完整（注：可用pH计测量溶液中的H⁺浓度）

（4）将FeCl₃溶液吸收H₂S气体后的溶液过滤后，取少量向其中加入BaCl₂溶液，发现有白色沉淀生成（注：BaS溶于盐酸）。则白色沉淀可能是_______你的判断理由是_______

废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废旧黄铜(Cu、Zn合金，含少量杂质Fe)制备胆矾晶体(CuSO₄·5H₂O)及副产物ZnO。制备流程图如下：

已知：Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似，pH＞11时Zn(OH)₂能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)₄]^2-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol/L计算)。

	Fe^3^＋	Fe^2^＋	Zn^2^＋
开始沉淀的pH	1.1	5.8	5.9
沉淀完全的pH	3.0	8.8	8.9

请回答下列问题：
（1）加入ZnO调节pH＝a的目的是___________________,a的范围是            。
（2）由不溶物E生成溶液D的化学方程式为______________________________。
（3）滤液A中加入H₂O₂反应的离子方程式为                            。
（4）由溶液D制胆矾晶体包含的主要操作步骤是                         。
（5）下列试剂可作为Y试剂的是______。
A．ZnO        B．NaOH        C．Na₂CO₃       D．ZnSO₄
若在滤液C中逐滴加入盐酸直到过量，则产生的现象是___________________。

“霾”是当今世界环境热点话题。目前宁夏境内空气质量恶化原因之一是机动车尾气和燃煤产生的烟气。NO和CO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如下反应：  
2NO（g）+ 2CO（g）2CO₂（g）+ N₂（g）   △H＝﹣a kJ•mol^-1（a＞0）
（1）在一定温度下，将2.0mol NO、2.4mol CO气体通入到固定容积为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示：

①0～15min N₂的平均速率v（N₂）＝      ；NO的转化率为     。
②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件可能是    （选填序号）。
a．缩小容器体积
b．增加CO的量
c．降低温度
d．扩大容器体积
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”），重新达到平衡后，该反应的化学平衡常数为       。
（2）已知：2NO（g）+ O₂（g）＝2NO₂（g）  △H＝﹣b kJ•mol^-1（b＞0）
CO的燃烧热△H＝﹣c kJ•mol^-1 （c＞0）
则在消除汽车尾气中NO₂的污染时，NO₂与CO发生反应
的热化学反应方程式为：            。
（3）工业废气中含有的NO₂还可用电解法消除。制备方法之一是先将NO₂转化为N₂O₄，然后采用电解法制备N₂O₅，装置如图所示。Pt乙为        极，电解池中生成N₂O₅的电极反应式是            。

(14分)综合利用CO₂、CO对构建低碳社会有重要意义。
（1）Li₄SiO₄可用于富集得到高浓度CO₂。原理是：在500℃，低浓度CO₂与Li₄SiO₄接触后生成两种锂盐；平衡后加热至700℃，反应逆向进行，放出高浓度CO₂，Li₄SiO₄再生。700℃时反应的化学方程式为____________。
（2）固体氧化物电解池(SOEC)用于高温共电解CO₂/H₂O，既可高效制备合成气(CO＋H₂)，又可实现CO₂的减排，其工作原理如图。

①b为电源的________(填“正极”或“负极”)。
②写出电极c发生的电极反应式：________、________________。
（3）电解生成的合成气在催化剂作用下发生如下反应：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)。对此反应进行如下研究：某温度下在一恒压容器中分别充入1.2 mol CO和1 mol H₂，达到平衡时容器体积为2 L，且含有0.4 mol CH₃OH(g)，则该反应平衡常数值为_______，此时向容器中再通入0.35 mol CO气体，则此平衡将________(填“向正反应方向”“不”或“向逆反应方向”)移动。
（4）已知：
若甲醇的燃烧热为ΔH₃，试用ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃表示CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(l)的ΔH，则ΔH＝_____。
（5）利用太阳能和缺铁氧化物[如Fe_0.9O]可将廉价CO₂热解为碳和氧气，实现CO₂再资源化，转化过程如图所示，若用1 mol缺铁氧化物[Fe_0.9O]与足量CO₂完全反应可生成________mol C(碳)。

将某黄铜矿（主要成分为CuFeS₂）和O₂在一定温度范围内发生反应，反应所得固体混合物X中含有CuSO₄、FeSO₄、Fe₂(SO₄)₃及少量SiO₂等，除杂后可制得纯净的胆矾晶体（CuSO₄·5H₂O）。
（1）实验测得温度对反应所得固体混合物中水溶性铜(CuSO₄)的含量的影响如图所示。生产过程中应将温度控制在     左右，温度升高至一定程度后，水溶性铜含量下降的可能原因是     。

（2）下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L^－1计算）。实验中可选用的试剂和用品：稀硫酸、3 % H₂O₂溶液、CuO、玻璃棒、精密pH试纸。

①实验时需用约3 %的H₂O₂溶液100 mL，现用市售30%(密度近似为1g•cm^—3)的H₂O₂来配制，其具体配制方法是     。
②补充完整由反应所得固体混合物X制得纯净胆矾晶体的实验步骤：
第一步：将混合物加入过量稀硫酸，搅拌、充分反应，过滤。
第二步：     。
第三步：     ，过滤。
第四步：     、冷却结晶。
第五步：过滤、洗涤，低温干燥。
（3）在酸性、有氧条件下，一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌能将黄铜矿转化成硫酸盐，该过程反应的离子方程式为         。

二氧化硫常用作消毒剂和漂白剂，也是一种重要的工业原料。
（1）将a mol SO₂通入1 L 1 mol/L NaOH溶液中充分反应后，阴离子总数       阳离子总数(填选项前的字母)。
A．a＞1时大于      B．a＝1时等于       C．大于      D．小于
（2）保险粉（Na₂S₂O₄）广泛用于印染行业和食品储存行业。可以将SO₂通入草酸钠（Na₂C₂O₄）和NaOH的混合溶液中制取保险粉。制取保险粉的离子方程式为                    。
（3）工业上常以SO₂为原料制取Na₂S₂O₃。步骤如下：
①将Na₂S和Na₂CO₃按2︰1的物质的量之比配成混合溶液。
②将混合溶液注入敞口反应釜中，加热反应釜将温度控制在50℃左右。
③向反应釜中缓缓通入SO₂至稍微过量使Na₂S和Na₂CO₃完全反应。
④反应结束后加热浓缩溶液，冷却至30℃以下析出大量Na₂S₂O₃晶体。
⑤滤出晶体，母液循环利用。
据此请回答：
（ⅰ）工业制取Na₂S₂O₃的反应的化学方程式为                                   。
（ⅱ）工业生产的首要目的是盈利，为节约成本并减少对环境的污染，应尽可能的提高产率，制取步骤中体现了这一思想的有              （填步骤序号）。
（ⅲ）工业生产的Na₂S₂O₃含有两种杂质，这两种杂质是Na₂SO₃和          。以下条件中可以求出产品中Na₂S₂O₃的物质的量分数的是         。(填选项前的字母)
A．产品中钠原子和硫原子的物质的量之比
B．产品中钠原子和氧原子的物质的量之比
C．产品中硫原子和氧原子的物质的量之比
D．以上均能
（4）一种以铜作催化剂脱硫有如下两个过程：
①在铜的作用下完成工业尾气中SO₂的部分催化氧化，所发生反应为：
2SO₂＋2n Cu＋(n＋1)O₂＋(2－2 n) H₂O＝2n CuSO₄＋(2－2n) H₂SO₄
每吸收标准状况下11.2 L SO₂，被SO₂还原的O₂的质量为      g。
②利用下图所示电化学装置吸收另一部分SO₂，并完成Cu的再生。写出装置内所发生反应的离子方程式                           。

(14分)工业生产中产生的SO₂、NO直接排放将对大气造成严重污染。利用电化学原理吸收SO₂和NO，同时获得 Na₂S₂O₄和 NH₄NO₃产品的工艺流程图如下(Ce为铈元素)。

请回答下列问题。
（1）装置Ⅱ中NO在酸性条件下生成NO₂^—的离子方程式                             。
（2）含硫各微粒(H₂SO₃、HSO₃^—和SO₃^2—)存在于SO₂与NaOH溶液反应后的溶液中，它们的物质的量分数ω与溶液pH的关系如下图所示。

①下列说法正确的是                     （填标号）。

A．pH＝7时，溶液中c( Na^+)＜c (HSO－3) + c(SO2－3)

B．由图中数据，可以估算出H2SO3的第二级电离平衡常数Ka2≈10^－7

C．为获得尽可能纯的 NaHSO3，应将溶液的pH控制在 4～5为宜

D．pH＝2和 pH＝9时的溶液中所含粒子种类不同

②若1L1mol/L的NaOH溶液完全吸收13.44L（标况下）SO₂，则反应的离子方程式为     。
③取装置Ⅰ中的吸收液vmL，用cmol/L的酸性高锰酸钾溶液滴定。酸性高锰酸钾溶液应装在    （填“酸式”或“碱式”）滴定管中，判断滴定终点的方法是                     。
（3）装置Ⅲ的作用之一是再生Ce⁴⁺，其原理如下图所示。图中A为电源的      （填“正”或“负”）极。右侧反应室中发生的主要电极反应式为                                    。

（4）已知进入装置Ⅳ的溶液中NO₂^—的浓度为 0.4 mol/L ，要使 1m³该溶液中的NO₂^—完全转化为NH₄NO₃，需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的 O₂的体积为      L。

【化学---化学与技术】工业上以黄铁矿为原料，采用接触法生产硫酸。
（1）在炉气制造中，生成SO₂的化学方程式为__________________。
（2）炉气精制的作用是将含SO₂的炉气_______________、_______________及干燥，如果炉气不经过精制，对SO₂催化氧化的影响是 _________________。
（3）精制炉气(含SO₂体积分数为7％、O₂为ll％、N₂为82％)中SO₂平衡转化率与温度及压强关系如图所示。在实际生产中，SO₂催化氧化反应的条件选择常压、450 ℃左右(对应图中A点)，而没有选择SO₂转化率更高的B或C点对应的反应条件，其原因分别是___________、___________。

（4）在SO₂催化氧化设备中设置热交换器的目的是_________、________，从而充分利用能源。

【化学一一选修有机化学基础】(15分)从有机物A开始有如图所示的转化关系(部分产物略去)。A在NaOH溶液中水解生成B、C和D，1 mol F与足量的新制Cu(OH)₂碱性悬浊液加热充分反应可生成2 mol红色沉淀。分析并回答问题：

（1）A中含有的官能团名称为氯原子和               、                  ；
（2）指出反应类型：
AB、C、D               ；
HI                    ；
（3）写出B的分子式：___________________I的结构简式：____________________
（4）写出下列反应的化学方程式：
①CF：                                                           ；
②EM：                                                           ；
（5）与E含有相同官能团的某有机物甲(C₄H₈O₃)有多种同分异构体，在结构中含有酯基和羟基，且水解产物不存在两个羟基连在同一个碳上的同分异构体有       种。

二甲醚（CH₃OCH₃）是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上以CO和H₂为原料生产二甲醚CH₃OCH₃的新工艺主要发生三个反应：
①CO（g） + 2H₂（g）CH₃OH（g）   △H₁＝－Q₁ kJ·mol^－1
②2CH₃OH（g）CH₃OCH₃（g）+ H₂O（g） △H₂＝－Q₂ kJ·mol^－1
③CO（g）+ H₂O（g）CO₂（g） + H₂（g） △H₃＝－Q₃ kJ·mol^－1
回答下列问题：
（1）新工艺的总反应3H₂（g）+ 3CO（g）CH₃OCH₃（g）+ CO₂（g）的热化学方程式为                                                       。
（2）工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇：CO(g) + 2H₂(g)CH₃OH (g)  △H。下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(Κ)。

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①由表中数据判断ΔH      0 (填“ ＞”、“=”或“＜”)。能够说明某温度下该反应是平衡状态的是       。
A．体系的压强不变                   B．密度不变
C．混合气体的相对分子质量不变       D．c(CO)=c(CH₃OH)
②某温度下，将 2mol CO和 6mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应 10min后，达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L，计算此温度下的平衡常数K=           。
（3）工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H₂用于合成氨。合成氨反应原理为：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)  ΔH＝-92.4kJ•mol^-1。实验室模拟化工生产，在恒容密闭容器中充入一定量N₂和H₂后，分别在不同实验条件下反应，N₂浓度随时间变化如图1。请回答下列问题：

①与实验Ⅰ比较，实验Ⅱ改变的条件为               。
②在实验Ⅲ中改变条件为采用比实验Ⅰ更高的温度，请在图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中c(NH₃)随时间变化的示意图。

A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：

阳离子	Ag^＋、Na^＋
阴离子	NO3^－、SO4^2^－、Cl^－

下图Ⅰ所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、 B、 C三种溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了27 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如下图Ⅱ所示。据此回答下列问题：

（1）M为电源的________（填“正”或“负”）极，乙中阳离子向      （填“c”或“d”）定向移动，A是________（填写化学式）。
（2）计算电极f上生成的气体在标准状况下的体积为                。
（3）b电极上发生的电极反应为                                ；
乙烧杯的电解池总反应的化学方程式为_________________________________。
（4）要使丙恢复到原来的状态，应加入物质的质量为             。

下表是元素周期表的一部分, 针对表中的①～⑩种元素,填写下列空白:

主族 周期	ⅠA	ⅡA	ⅢA	ⅣA	ⅤA	ⅥA	ⅦA	0族
2				①	②		③
3	④	⑤	⑥			⑦	⑧	⑨
4	⑩

（1）在这些元素中,化学性质最不活泼的是：        (填具体元素符号或化学式,下同)，非金属性最强的元素是：       。
（2）在最高价氧化物的水化物中，酸性最强的化合物的分子式是：_______，碱性最强的化合物的化学式是：_____________。
（3）最高价氧化物是两性氧化物的元素是：_________；写出它的最高价氧化物与氢氧化钠反应的离子方程式：____________________________________。
（4）④与⑧形成的化合物的电子式是：          ，该化合物所含化学键类型是：      (填“共价键”或“离子键”)。
（5）试设计实验方案比较④与⑤的化学性质(金属性)，有关实验步骤、现象和结论填入下表

实验步骤	实验现象与结论

 

金属及其化合物在国民经济发展中起着重要作用。
（1）工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：

该反应的氧化剂是_________,当生成19.2gCu时，反应中转移的电子为_____mol。铜在潮湿的空气中能发生吸氧腐蚀而生成（碱式碳酸同）。该过程负极的电极反应式_______________。
（2）钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠（分别作为两个电极的反应物，固体陶瓷（可传导）为电解质，其原理如图所示：

①根据下表数据，请你判断该电池工作的适宜温度应控制在_______。

②放电时，电极A为____极，S发生_______反应。
③放电时，内电路中的的移动方向为_______（填“从A到B”或“从B到A”）。
④充电时，总反应为Na所在电极与直流电源_______极相连，阳极的电极反应式为________.

以化学反应原理为依据，以实验室研究为基础，可以实现许多化工生产。
I分解水制取氢气的工业制法之一是“硫-碘循环法”，主要涉及下列反应：

分析上述反应，下列判断正确的是____。
循环过程中产生1的同时产生
反应①中还原性比强
循环过程中需补充
反应③易在常温下进行
在一定温度下，向2L密闭容器中加入，发生反应②.物质的量随时间的变化如图所示。内的平均反应速率的转化率=_______

恒温恒容条件下，硫发生转化的反应过程和能量关系如图所示。
请回答下列问题：
①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式_______;
②恒温恒容时，和充分反应，放出热量的数值比_____（填“大”、“小”或“相等”）
II.氮化硅（）是一种新型陶瓷材料，工业上有石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：

该反应平衡常数的表达式为K=_______.升高温度，其平衡常数
_________（填“增大”、“减少”或“不变”）。
（2）该化学反应速率与反应时间的关系如图所示

时引起突变的原因是_____，引起变化的因素是_____,时引小变化、大变化的原因是_________.