碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问

更新 2022-09-03
科目化学
题型简答题
难度困难
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碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：
（1）大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加 $M n O_{2}$ 和 $H_{2} S O_{4}$ ，即可得到 $I_{2}$ ，该反应的还原产物为。
（2）上述浓缩液中含有 $I^{-}$ 、 $C l^{-}$ 等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加 $A g N O_{3}$ 溶液，当 $A g C l$ 开始沉淀时，溶液中 $\frac{c (I^{-})}{c (C l^{-})}$ 为：，已知 $K s p (A g C l)$ =1.8×10^-10， $K s p (A g I)$ =8.5×10^-17。
（3）已知反应 $2 H I (g) = H_{2} (g) + I_{2} (g)$ 的 $△ H = + 11 K J / m o l$ ，1 $m o l H_{2} (g)$ 、1 $m o l I_{2} (g)$ 分子中化学键断裂时分别需要吸收436 $K J$ 、151 $K J$ 的能量，则1 $m o l H I (g)$ 分子中化学键断裂时需吸收的能量为 $K J$ 。
（4） $B o d e n s t e i n s$ 研究了下列反应： $2 H I (g)$ $H_{2} (g) + I_{2} (g)$

在716 $K$ 时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数 $x (H I)$ 与反应时间 $t$ 的关系如下表：

$t / m i n$	0	20	40	60	80	120
$x (H I)$	1	0.91	0.85	0.815	0.795	0.784
$x (H I)$	0	0.60	0.73	0.773	0.780	0.784

①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为：。
②上述反应中，正反应速率为 $V$ _正= $K$ _正· $x^{2} (H I)$ ，逆反应速率为 $V$ _逆= $K$ _逆· $x (H_{2}) \cdot x (I_{2})$ ，其中 $K$ _正、 $K$ _逆为速率常数，则 $K$ _逆为(以 $K$ 和 $K$ _正表示)。若 $K$ _正 = 0.0027 $m i n^{- 1}$ ，在 $t$ =40 $m i n$ 时， $V$ _正= $m i n^{- 1}$

③由上述实验数据计算得到 $V$ _正~ $x (H I)$ 和 $V$ _逆~ $x (H_{2})$ 的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为（填字母）

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氮的固定有三种途径：生物固氮、自然固氮和工业固氮。根据最新“人工固氮”的研究报道：在常温、常压、光照条件下，N₂在催化剂(掺有少量Fe₂O₃的TiO₂)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH₃。进一步研究NH₃生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(光照、N₂压力1.0×10⁵ Pa、反应时间1 h)：

T/K	303	313	323	353
NH₃生成量/(10^－⁶ mol)	4.8	5.9	6.0	2.0

相应的化学方程式：2N₂(g)＋6H₂O(l) 4NH₃(g)＋3O₂(g)ΔH＝a kJ·mol^－¹
回答下列问题：
(1)此合成反应的a________0；ΔS________0，(填“＞”、“＜”或“＝”)
(2)已知：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)　ΔH＝－92 .4 kJ·mol^－¹
2H₂(g)＋O₂(g) ===2H₂O(l)　 ΔH ＝－571.6 kJ·mol^－¹
则2N₂(g)＋6H₂O(l)===4NH₃(g)＋3O₂ (g)　ΔH＝________kJ·mol^－¹
(3)从323 K到353 K，氨气的生成量减少的可能原因_________________；
(4)工业合成氨的反应为N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)　ΔH＝－92 .4 kJ·mol^－¹，分别研究在T₁、T₂和T₃(T₁<T₂<T₃)三种温度下合成氨气的规律。下图是上述三种温度下不同的H₂和N₂的起始组成比(起始时N₂的物质的量均为1 mol)与N₂平衡转化率的关系。请回答：

①在上述三种温度中，曲线X对应的温度是________。
②a、b、c三点H₂的转化率最小的是________点、转化率最大的是________点。
③在容积为1.0 L的密闭容器中充入0.30 mol N₂(g)和0.80 mol H₂(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH₃的物质的量分数(NH₃的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为4/7。该条件下反应2NH₃(g) N₂(g)＋3H₂(g)的平衡常数为________ 。

题型：未知
难度：未知

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无水AlCl₃易升华，可用作有机合成的催化剂等，工业上由铝土矿(主要成分是Al₂O₃和Fe₂O₃,还含有少量的SiO₂ )和石油焦(主要成分是C)为原料制备无水AlCl₃：2Al₂O₃＋6Cl₂===4AlCl₃＋3O₂
回答以下问题：
(1)Cl^－的电子式为 ________。Al在元素周期表最中的位置是________。
(2)生产中加入石油焦，其目的是_____________________________________。
(3)加入焦炭后的化学反应可表示为Al₂O₃＋C＋Cl₂AlCl₃＋X↑，设计实验确定气体X的成分：
____________________________________________________________。
(4)在提纯AlCl₃粗产品时，需加入少量铝粉，可使熔点较低的FeCl₃转化为熔点较高的FeCl₂，从而避免在AlCl₃中混入铁的氯化物。该反应的化学方程式为 _____________________________________________________________。
(5)为测定制得的无水AlCl₃产品(含FeCl₃杂质)的纯度，称取16.25 g无水AlCl₃样品，溶于过量的NaOH溶液，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，残留固体质量为0.32 g。
①过程涉及的离子方程式__________________________、___________。
②AlCl₃产品的纯度为__________________________________。
(6)以铝土矿为原料可以通过以下途径提纯氧化铝

①写出滤液甲中溶质的化学式______________________________。
②写出滤液乙中加入过量氨水得到Al(OH)₃的离子方程式__________________。

题型：未知
难度：未知

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近年来雾霾天气多次肆虐我国部分地区。其中燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO(g)2CO₂(g)+ N₂(g)。在密闭容器
中发生该反应时，c(CO₂)随温度(T)和时间(t)的变化曲线如图1所示。据此判断：
①该反应的△H        0（填“＜”或“＞”）。
②在T₂温度下，0～2s内的平均反应速率v (N₂)为          。
③若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列图2中正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是         （填字母编号）。

图1                                图2
（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气中含氮的氧化物，用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染。
已知：CH₄(g)+2NO₂(g)＝N₂(g)＋CO₂(g)+2H₂O(g)　 △H＝－867 kJ/mol         ①
2NO₂(g)N₂O₄(g)   △H＝－56.9 kJ/mol          ②
H₂O(g)＝H₂O(l)    △H＝－44.0 kJ/mol             ③
写出CH₄催化还原N₂O₄(g)生成N₂和H₂O(l)的热化学方程式               。
（3）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100mL 1 mol/L食盐
水的装置，电解一段时间后，收集到标准状况下的氢气2.24L（设电解后溶液体积不变）。

①该燃料电池的负极反应式为        。
②电解后溶液的pH约为             （忽略氯气与氢氧化钠溶液反应）。
③阳极产生气体的体积在标准状况下约为           L。

题型：未知
难度：未知

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某药学杂志报道了一种具有明显抗癌活性的药物，其结构如图所示。J是其同分异构体，J的合成路线如下（部分产物已略去）：

已知：① CH₂=CHR₁ + CH₂=CHR₂ CH₂=CH₂ + R₁CH=CHR₂
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③ 核磁共振氢谱图显示A分子中不同环境氢原子个数比为3 ：1；F是油脂水解的产物之一，能与水以任意比例混溶；K是一种高分子化合物。
请回答下列问题：
（1）该药物可能具有的性质是           （填字母编号）。
a．易溶于水   b．能发生加成反应    c．能发生水解反应    d．能发生取代反应
（2）H分子中含有官能团的名称是            ；G的结构简式为               。
（3）按照系统命名法，A的名称是            。
（4）C→D的反应类型为                 。
（5）写出下列反应的化学方程式：
B→K                         ；F＋I→J                              。
（6）写出同时满足下列条件的I的所有同分异构体的结构简式                    。
①分子中含有苯环结构；②能发生银镜反应；③苯环上的一氯代物有两种。

题型：未知
难度：未知

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硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）俗称保险粉，可用于照相业作定影剂，也可用于纸浆漂白作脱氯剂等。实验室可通过如下反应制取：2Na₂S＋Na₂CO₃＋4SO₂＝3Na₂S₂O₃＋CO₂。

图1                                图2
（1）用图1所示装置制取Na₂S₂O₃，其中NaOH溶液的作用是_____________________。
如将分液漏斗中的H₂SO₄改成浓盐酸，则三颈烧瓶内除Na₂S₂O₃生成外，还有
（填化学式）杂质生成。
（2）为测定所得保险粉样品中Na₂S₂O₃·5H₂O的质量分数，可用标准碘溶液进行滴定，
该反应的化学方程式为：2Na₂S₂O₃＋I₂＝ 2NaI＋Na₂S₄O₆
①利用KIO₃、KI和HCl作原料可配制标准碘溶液。写出配制时所发生反应的离子方程式                             。
②准确称取一定质量的Na₂S₂O₃·5H₂O样品于锥形瓶中，加水溶解，并滴加______作指示剂，用所配制的标准碘溶液滴定。滴定时所用的玻璃仪器除锥形瓶外，还有         。
③若滴定时振荡不充分，刚看到溶液局部变色就停止滴定，则会使样品中Na₂S₂O₃·5H₂O的质量分数的测量结果___________（填“偏高”“偏低”或“不变”）。
（3）本实验对Na₂S的纯度要求较高，利用图2所示的装置可将工业级的Na₂S提纯。已知Na₂S常温下微溶于酒精，加热时溶解度迅速增大，杂质不溶于酒精。
提纯步骤依次为：
①将已称量好的工业级Na₂S放入圆底烧瓶中，并加入一定质量的酒精和少量水；
②按图2所示装配所需仪器，向冷凝管中通入冷却水，水浴加热；
③待                       时，停止加热，将烧瓶取下；
④ __________________________；
⑤ __________________________；
⑥将所得固体洗涤、干燥，即可得到Na₂S·9H₂O晶体。

题型：未知
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