高中化学简答题

苯酚和丙酮都是重要的化工原料，工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，其反应和工艺流程示意图如下：

相关化合物的物理常数

物质	相对分子质量	密度（）	沸点/℃
异丙苯	120	0.8640	153
丙酮	58	0.7898	56.5
苯酚	94	1.0722	182

回答下列问题：
（1）在反应器中通入的是。
（2）反应①和②分别在装置和中进行（填装置符号）。
（3）在分解釜中加入的为少置浓硫酸，其作用是，优点是用量少，缺点是。
（4）反应②为（填"放热"或"吸热"）反应。反应温度控制在50-60℃，温度过高的安全隐患是。
（5）中和釜D中加入的Z最适宜的是（填编号。已知苯酚是一种弱酸）。
a.        b.       c.          d. 

（6）蒸馏塔中的馏出物和分别为和，判断的依据是。
（7）用该方法合成苯酚和丙酮的优点是。

研究氮的氧化物、硫的氧化物、碳的氧化物等大气污染物的处理具有重要意义。
（1）汽车排气管内安装的催化转化器，可使尾气中主要污染物转化为无毒物质。下列说法能说明恒温恒容条件下的反应;2NO（g）+2CO（g）＝N₂（g）+2CO₂（g）△H="-746.5" kJ·mol^-1已达到化学平衡的是                     。
A．单位时间内消耗了2moINO的同时消耗的2moICO
B．CO与CO₂的物质的量浓度相等的状态
C．气体密度保持不变的状态
D．气体平均摩尔质量保持不变的状态
（2）NO₂与SO₂混合可发生反应：NO₂（g）+SO₂（g）SO₃（g）+NO（g）。
将一定量的NO₂与SO₂置于绝热恒容密闭容器中发生上述反应，正反应速率随时间变化的趋势如图所示。由图（纵轴代表正反应速率）可知下列说法正确的是             （填字母）。

A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：a点小于b点
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．△t₁=△t₂时，SO₂的消耗量：a～b段大于b～c段
（3）CO在实际中有以下应用：用Li₂CO₃和Na₂CO₃熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO₂的混合气作为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电极反应式。
负极反应式：2CO+2CO₃^2-一4e^-＝4CO₂    正极反应式：                                。
（4）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50 mL 2 mol·L^-1的氯化铜溶液的装置示意图：

请回答：①甲烷燃料电池的负极反应式是                                          。
②当A中消耗0.15 mol氧气时，B中     极（填”a”或”b”）增重__  __g。

具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比高效，且腐蚀性小。请回答下列问题：
（1）净水的原理是。溶液腐蚀钢铁设备，除作用外，另一主要原因是（用离子方程式表示）。
（2）为节约成本，工业上用氧化酸性废液得到。
①若酸性废液中=2.0×10^-2·, =1.0×10^-3·, =5.3×10^-2·,则该溶液的约为。
②完成氧化的离子方程式：++=++

（3）在溶液中分三步水解：
++      

++   

++   

以上水解反应的平衡常数、、由大到小的顺序是。
通过控制条件，以上水解产物聚合，生成聚合氧化铁，离子方程式为：+
欲使平衡正向移动可采用的方法是（填序号）。
．降温               ．加水稀释
．加入NH₄Cl          ．加入

室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是。
（4）天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如下图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以·表示]的最佳范围约为·。

硫化氢(H₂S)是一种有毒的可燃性气体，用H₂S、空气和KOH溶液可以组成燃料电池，其总反应式为2H₂S+3O₂+4KOH==2K₂SO₃+4H₂O。
（1）该电池工作时正极应通入           。
（2）该电池的负极电极反应式为：                   。
（3）该电池工作时负极区溶液的pH        （填“升高”“不变”“降低”）
（4）有人提出K₂SO₃可被氧化为K₂SO₄，因此上述电极反应式中的K₂SO₃应为K₂SO₄，某学习小组欲将电池工作一段时间后的电解质溶液取出检验，以确定电池工作时反应的产物。实验室有下列试剂供选用，请帮助该小组完成实验方案设计。
0．01mol·L^－1KMnO₄酸性溶液，1mol·L^－1HNO₃，1mol·L^－1H₂SO₄，1mol·L^－1HCl，0．1mol·L^－1Ba(OH)₂，0．1 mol·L^－1 BaCl₂。

实验步骤	实验现象及相关结论
①取少量电解质溶液于试管中，用pH试纸测其pH。	试纸呈深蓝色，经比对溶液的pH约为14，说明溶液中有残余的KOH。
②继续加入（  ）溶液，再加入（  ）溶液，振荡。	若有白色沉淀产生，则溶液中含有K2SO4。 若无白色沉淀产生，则溶液中没有K2SO4
③另取少量电解质溶液于试管中，先加1 mol·L^－1的H2SO4酸化，再滴入2~3滴0．01 mol·L－1KMnO4酸性溶液，振荡	(               )

（5）若电池开始工作时每100mL电解质溶液含KOH 56g，取电池工作一段时间后的电解质溶液20．00mL，加入BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤洗涤沉淀，将沉沉在空气中充分加热至恒重，测得固体质量为11．65g，计算电池工作一段时间后溶液中KOH的物质的量浓度(   )。
(结果保留四位有效数字，假设溶液体积保持不变，已知：M(KOH)=56，M(BaSO₄)=233，M(BaSO₃)=217)

(12分)软锰矿(主要成分MnO₂，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO₂反应可制备MnSO₄·H₂O ，反应的化学方程式为：MnO₂＋SO₂=MnSO₄
（1）质量为17．40g纯净MnO₂最多能氧化_____L(标准状况)SO₂。
（2）已知：K_sp[Al(OH)₃]=1×10^－33，K_sp[Fe(OH)₃]=3×10^－39，pH=7．1时Mn(OH)₂开始沉淀。室温下，除去MnSO₄溶液中的Fe^3＋、Al^3＋(使其浓度小于1×10^－6mol·L^－1)，需调节溶液pH范围为________。
（3）下图可以看出，从MnSO₄和MgSO₄混合溶液中结晶MnSO₄·H₂O晶体，需控制结晶温度范围为_______。

（4）准确称取0．1710gMnSO₄·H₂O样品置于锥形瓶中，加入适量H₂PO₄和NH₄NO₃溶液，加热使Mn^2＋全部氧化成Mn^3＋，用c(Fe^2＋)=0．0500mol·L^－1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn^3＋被还原为Mn^2＋)，消耗Fe^2＋溶液20．00mL。计算MnSO₄·H₂O样品的纯度(请给出计算过程)

某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH₂COONH₄)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
（1）将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH₂COONH₄(s)2NH₃(g)＋CO₂(g)
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

温度/℃	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡总压强/kPa	5.7	8.3	12.0	17.1	24.0
平衡气体总浓 度/mol·L^－1	2.4×10^－3	3.4×10^－3	4.8×10^－3	6.8×10^－3	9.4×10^－3

①可以判断该分解反应已经达到平衡的是_______________ 。
A．2v(NH₃)＝v(CO₂)
B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据，列式计算25.0 ℃时的分解平衡常数：________。
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25.0 ℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量_________________ (填“增加”，“减少”或“不变”)。
④氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH_______________0(填“＞”、“＝”或“＜”)，熵变ΔS________________0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
（2）已知：NH₂COONH₄＋2H₂ONH₄HCO₃＋NH₃·H₂O
该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率，得到c(NH₂COO^－)随时间的变化趋势如下图所示。

⑤计算25.0 ℃时，0～6 min氨基甲酸铵水解反应的平均速率：________。
⑥根据图中信息，如何说明该水解反应速率随温度升高而增大：______________ _______________________________。

氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：

（1）反应Ⅰ的化学方程式是。
（2）反应Ⅰ得到的产物用进行分离。该产物的溶液在过量的存在下会分成两层--含低浓度的层和高浓度的的层。
①根据上述事实，下列说法正确的是（选填序号）。
a．两层溶液的密度存在差异
b．加前，溶液和HI溶液不互溶
c．在溶液中比在溶液中易溶
②辨别两层溶液的方法是。
③经检测，层中=2.06：1。其比值大于2的原因是。
（3）反应Ⅱ：

它由两步反应组成：i．

ii．分解。
L（L₁、L₂），X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时，ii中的平衡转化率随X的变化关系。

①X代表的物理量是。
②判断L₁、L₂的大小关系，并简述理由：。

G、Q、X、Y、Z均为氯的含氧化合物。我们不了解它们的化学式，但知道它们在一定条件下具有如下转化关系（未配平）
①GQ＋NaCl             
②Q ＋H₂OX＋H₂
③Y＋NaOH G＋Q＋H₂O   
④Z＋NaOH  Q＋X＋H₂O
（1）这五种化合物中氯的化合价由高到低的顺序是              ；
（2）臭氧与二氧化氯作用，可以得到红色油状的六氧化二氯Cl₂O₆，遇有机物会爆炸。它与氢氧化钠溶液反应可得到氯的两种含氧酸盐，其离子方程式是：                 。
（3）亚氯酸钠NaClO₂，可以作漂白剂，在常温下不见光可以保存约1年。但在酸性条件下因为生成亚氯酸而发生分解反应：HClO₂ClO₂＋H⁺＋Cl^―＋H₂O，分解时，刚加入硫酸时的反应很慢，随后突然迅速放出气态的二氧化氯。写出配平的化学方程式                    。
如果有2molHClO₂发生反应，则转移电子的个数是     ，后期反应速率迅速加快的原因是      。

A．酸使亚氯酸的氧化性增强	B．溶液中的氢离子还起了催化作用
C．溶液中的氯离子还起了催化作用	D．逸出的气体使反应生成物的浓度降低

将1.2mol的A气体充入2L恒容密闭容器中发生反应：A(g）  2B(g）。在三种不同条件下进行实验，A的物质的量随时间的变化如图所示。试回答下列问题：

（1）实验1中，4s时A的转化率为           ；此条件下该反应的平衡常数K₁的值为              。
（2）实验2与实验1对比，其可能隐含的反应条件是               。
（3）根据实验3与实验1的图象比较，可推测该反应是            （填“放热”或“吸热”）反应。设实验1～3的平衡常数的值分别为K₁、K₂、K₃，则它们之间的关系为K₁     K₂     K₃（填“>”、“<”或“=”）。
（4）为了验证增大催化剂的表面积、增大压强可提高化学反应速率这一结论，某同学在实验1的基础上又利用该容器设计了实验4和实验5，部分实验条件及数据见下表。请将表格补充完整。

实验编号 及其目的	V(容积）/L	t/℃	n(A起始）/mol	n(B起始）/mol	催化剂的质量/g	催化剂的表面积/m^2·g^—1
实验1参照对比实验	2	80	1.2	0	a	b
实验4：催化剂的表面积对反应速率的影响
实验5目的：	1

 

盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段常见的“三大酸”。现就硫酸、硝酸与金属铜反应的情况，回答下列问题：
（1）工业上制备硫酸铜是利用废铜屑经灼烧后，在加热情况下跟稀硫酸反应，有关的化学方程式是：                  （两个）；不采用铜跟浓硫酸反应来制取硫酸铜的原因是                    （答两点）
（2）在一定体积的10 mol·L^－1的浓硫酸中加入过量铜片，加热使之反应，被还原的硫酸为0.9 mol。则浓硫酸的实际体积             (填“大于”、“等于”或“小于”)180 mL。
（3）若使剩余的铜片继续溶解，可在其中加入硝酸盐溶液(如KNO₃溶液)，则该反应的离子方程式为          
（4）将8 g Fe₂O₃投入到150 mL某浓度的稀硫酸中，再投入7 g铁粉，充分反应后，收集到1.68 L H₂(标准状况)，同时，Fe和Fe₂O₃均无剩余，为了中和过量的硫酸，且使溶液中铁元素完全沉淀，共消耗4 mol·L^－1的NaOH溶液150 mL。则原硫酸的物质的量浓度为          

工业上冶炼冰铜（mCu₂O·nFeS）可得到粗铜，在空气中煅烧冰铜时，产生一种有刺激性气味的气体A，该气体排放到空气中，是导致酸雨的形成的主要原因。

完成下列填空：
（1）为了降低污染气体A的排放，可选用下列试剂中的         （填序号）吸收。
a. 浓H₂SO₄       b. 浓HNO₃        c. NaOH溶液      d.石灰乳
（2）已知铝在高温下能将某些金属从其氧化物中置换出来。将铝与泡铜发生反应从而得到粗铜。泡铜冶炼粗铜的化学方程式是                    。每当有1mol铝参加反应，则转移电子个数为      ___    
（3）SO₂气体与氢氧化钠反应时，得到的盐为Na₂SO₃或 NaHSO₃。通过计算回答：将0.3 mol SO₂通入100mL含0.4 molNaOH溶液中，充分反应后得到的盐物质的量分别是多少？（写出计算过程）

氯气用途广泛，但在使用时，一般会产生氯化氢。工业上可用O₂将HCl转化为Cl₂，以提高效益，减少污染。反应为：
完成下列填空：
（1）．该反应化学平衡常数K的表达式为          ；
实验测得P₀压强下，HCl平衡转化率α(HCl)随反应温度T的变化如图所示，则正反应是        反应(填“吸热”或者“放热”)。
（2）．上述实验中若压缩体积使压强由P₀增大至P₁，在图中画出P₁压强下HCl平衡转化率α(HCl)随反应温度T变化的曲线，并简要说明理由：                                。
（3）．该反应在P₀、320°C条件下进行，达平衡状态A时，测得容器内n(Cl₂)=7.2×10^–3mol，则此时容器中的n(HCl)=         mol。
（4）．对该反应达到平衡后，以下分析正确的是          (选填编号)。
a．增加n(HCl)，对正反应的反应速率影响更大
b．体积不变加入稀有气体，对正反应的反应速率影响更大
c．压强不变加入稀有气体，对逆反应的反应速率影响更大
d．如果平衡常数K值增大，对逆反应的速率影响更大
（5）．氯元素能形成多种离子。在水溶液中1molCl^–、1mol ClO_x^–(x=1,2,3,4)能量的相对大小如图所示，写出B→A+C反应的热化学方程式(用离子符号表示)                 ；若有1.5molB发生反应，转移电子          mol。

氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途、贯穿古今。
（1）水是人体的重要组成部分，是人体中含量最多的一种物质。而“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”也可用右下图表达。

试写出有水参加的符合反应类型Ⅳ的一个化学方程式：________________，其中水为________剂。
（2）过氧化氢俗名双氧水，医疗上利用它有杀菌消毒作用来清洗伤口。关于双氧水，回答下列问题：
①下列反应中，H₂O₂既体现氧化性又体现还原性的反应是（   ）

A．Na2O2+2HCl═2NaCl+H2O2	B．Ag2O+H2O2═2Ag+O2↑+H2O
C．2H2O2═2H2O +O2↑
D．3H2O2+Cr2(SO4)3 +10KOH═2K2CrO4+3K2SO4+8H2O

②保存过氧化氢的试剂瓶上最适合贴上的一个标签是（   ）（填序号）

（3）焊接铜器时，可先用NH₄Cl 除去其表面的氧化铜再进行焊接，该反应可表示为：
4CuO + 2NH₄Cl  ^△  3Cu + CuCl₂ + N₂↑+ 4H₂O
①用双线桥标明电子转移的方向和数目。
②该反应中，被氧化的元素是           ，氧化剂是             。
③还原剂与氧化产物的物质的量之比为             。
④反应中若产生0.2 mol的氮气，则有            mol的电子转移。

化学反应原理在合成氨工业及氨的性质研究中具有广泛的应用。
（1）工业生产硝酸的第一步反应是氨的催化氧化反应，已知下列3 个热化学方程式（K 为平衡常数）：

（2）工业合成氨所用的氢气主要来自天然气与水的反应，但这种原料气中往往混有一氧化碳杂质，工业生产中通过如下反应来除去原料气中的CO：CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+ H₂（g）ΔH<0。
①一定条件下，反应达到平衡后，欲提高CO 的转化率，可采取的措施有              、            。
②在容积为2 L 的密闭容器中发生上述反应，其中c（CO）随反应时间（t）的变化如图甲中曲线Ⅰ，如果在t₀时刻将容器容积扩大至4 L，请在图甲中画出t₀时刻后c（CO）随反应时间（t）的变化曲线。
 
（3）氨气的重要用途是合成尿素，一定条件下，NH₃和CO₂ 合成尿素的反应为。当加料比例n（NH₃）/n（CO₂）="4" 时，CO₂的转化率随反应时间（t）的变化如图乙所示，a 点v 逆（CO₂）               b 点v 正（CO₂）（填“>”、“<”或“=”），NH₃的平衡转化率为                        。
（4）硫酸工业生产过程中产生的尾气可用氨水吸收，生成的（NH₄）2SO₃再与硫酸反应，将生成的SO₂返回车间作生产硫酸的原料，而生成的（NH₄）₂SO₄可作肥料。常温下，0．1mol·L^-1（NH₄）₂SO₄溶液中各离子浓度由大到小的顺序是                      ；
若某工厂中使用的是室温下0．1 mol·L^-1的氨水，那么该氨水的pH=                    。
（已知

（1）人们常用催化剂来选择反应进行的方向。右图所示为一定条件下1mol CH₃OH与O₂发生反应时，生成CO、CO₂或HCHO的能量变化图[反应物O₂(g)和生成物H₂O(g)略去]。

①写出1 moL HCHO生成CO的热化学方程式：     。
②CH₃OH与O₂在有催化剂作用下反应，产物中HCHO比率大大提高的原因是     。
（2）①一定温度下，将N₂H₄与NO₂以体积比为1:1置于10 L定容容器中发生反应
2N₂H₄(g)+2NO₂(g) 3N₂(g)+4H₂O(l)  ΔH<0
下列能说明反应达到平衡状态的是   。
a．混合气体密度保持不变           b．3v_正(NO₂)=2v_逆(N₂)
c．N₂H₄与NO₂体积比保持不变        d．体系压强保持不变
②在某温度下，5L密闭容器中发生上述反应，容器内部分物质的物质的量变化如下表：

物质的量/mol 时间	n (N2H4)	n (NO2)	n (N2)
起始	2.0	3.0	0
第2min	1.5	a	0.75
第4min	1.2	b	1.2
第6min	1.0	c	1.5
第7min	1.0	c	1.5

请画出该反应中n(NO₂)随时间变化曲线,并画出在第7min分别升温、加压、加催化剂的情况下n(NO₂)随时间变化示意图。计算该温度下反应的平衡常数K(保留2位有效数字,写出计算过程)。
   
（3）纳米级Cu₂O具有优良的催化性能，制取Cu₂O的方法有：
①加热条件下用液态肼（N₂H₄）还原新制Cu(OH)₂制备纳米级Cu₂O，同时放出N₂。该制法的化学方程式为          。
②用阴离子交换膜控制电解液中OH^－的浓度制备纳米Cu₂O，反应为2Cu＋H₂OCu₂O＋H₂↑，如图所示。该电解池的阳极反应式为    。