高中化学试题

CO₂/HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。

（1）CO₂催化加氢。在密闭容器中，向含有催化剂的KHCO₃溶液（CO₂与KOH溶液反应制得）中通入H₂生成HCOO^﹣，其离子方程式为　　；其他条件不变，HCO₃^﹣转化为HCOO^﹣的转化率随温度的变化如图1所示。反应温度在40℃～80℃范围内，HCO₃^﹣催化加氢的转化率迅速上升，其主要原因是　　。

（2）HCOOH燃料电池。研究HCOOH燃料电池性能的装置如图2所示，两电极区间用允许K⁺、H⁺通过的半透膜隔开。

①电池负极电极反应式为　　；放电过程中需补充的物质A为　　（填化学式）。

②如图2所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O₂的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为　　。

（3）HCOOH催化释氢。在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO₂和H₂可能的反应机理如图3所示。

①HCOOD催化释氢反应除生成CO₂外，还生成　　（填化学式）。

②研究发现：其他条件不变时，以HCOOK溶液代替HCOOH催化释氢的效果更佳，其具体优点是　　。

实验室由炼钢污泥（简称铁泥，主要成分为铁的氧化物）制备软磁性材料α﹣Fe₂O₃．其主要实验流程如图。

（1）酸浸。用一定浓度的H₂SO₄溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，实验中采取下列措施能提高铁元素浸出率的有　　 （填序号）。

A．适当升高酸浸温度

B．适当加快搅拌速度

C．适当缩短酸浸时间

（2）还原。向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使Fe³⁺完全转化为Fe²⁺．“还原”过程中除生成Fe²⁺外，还会生成　　（填化学式）；检验Fe³⁺是否还原完全的实验操作是　　。

（3）除杂。向“还原”后的滤液中加入NH₄F溶液，使Ca²⁺转化为CaF₂沉淀除去。若溶液的pH偏低，将会导致CaF₂沉淀不完全，其原因是　　[K_sp（CaF₂）＝5.3×10^﹣9，K_a（HF）＝6.3×10^﹣4]。

（4）沉铁。将提纯后的FeSO₄溶液与氨水﹣NH₄HCO₃混合溶液反应。生成FeCO₃沉淀。

①生成FeCO₃沉淀的离子方程式为　　。

②设计以FeSO₄溶液、氨水﹣NH₄HCO₃混合溶液为原料，制备FeCO₃的实验方案：　　[FeCO₃沉淀需“洗涤完全”，Fe（OH）₂开始沉淀的pH＝6.5]。

次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠（C₃N₃O₃Cl₂Na）都是常用的杀菌消毒剂。NaClO可用于制备二氯异氰尿酸钠。

（1）NaClO溶液可由低温下将Cl₂缓慢通入NaOH溶液中而制得。制备NaClO的离子方程式为　　；用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用，若在空气中暴露时间过长且见光，将会导致消毒作用减弱，其原因是　　。

（2）二氯异氰尿酸钠优质品要求有效氯大于60%．通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品是否达到优质品标准。实验检测原理为

C₃N₃O₃Cl₂^﹣+H⁺+2H₂O═C₃H₃N₃O₃+2HClO

HClO+2I^﹣+H⁺═I₂+Cl^﹣+H₂O   I₂+2S₂O₃^2﹣═S₄O₆^2﹣+2I^﹣

准确称取1.1200g样品，用容量瓶配成250.0mL溶液：取25.00mL上述溶液于碘量瓶中，加入适量稀硫酸和过量KI溶液，密封在暗处静置5min；用0.1000mol•L^﹣1Na₂S₂O₃标准溶液滴定至溶液呈微黄色，加入淀粉指示剂，继续滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL。

①通过计算判断该样品是否为优质品。

（写出计算过程，该样品的有效氯 $=\frac{\mathit{测定中转化为HClO的氯元素质量}\times 2}{\mathit{样品质量}}\times$100% ）

②若在检测中加入稀硫酸的量过少，将导致样品的有效氯测定值　　（ 填“偏高”或“偏低”）。

）化合物F是合成某种抗肿瘤药物的重要中间体，其合成路线如图：

（1）A中的含氧官能团名称为硝基、　　和　　。

（2）B的结构简式为　　。

（3）C→D的反应类型为　　。

（4）C的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式　　。

①能与FeCl₃溶液发生显色反应。

②能发生水解反应，水解产物之一是α﹣氨基酸，另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1：1且含苯环。

（5）写出以CH₃CH₂CHO和为原料制备的合成路线流程图（无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干）。

吸收工厂烟气中的SO₂，能有效减少SO₂对空气的污染。氨水、ZnO水悬浊液吸收烟气中SO₂后经O₂催化氧化，可得到硫酸盐。

已知：室温下，ZnSO₃微溶于水，Zn（HSO₃）₂易溶于水；溶液中H₂SO₃、HSO₃^﹣、SO₃^2﹣的物质的量分数随pH的分布如图1所示。

（1）氨水吸收SO₂．向氨水中通入少量SO₂，主要反应的离子方程式为　　；当通入SO₂至溶液pH＝6时，溶液中浓度最大的阴离子是　　（填化学式）。

（2）ZnO水悬浊液吸收SO₂．向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入SO₂，在开始吸收的40min内，SO₂吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化（如图2）。溶液pH几乎不变阶段，主要产物是　　（ 填化学式）；SO₂吸收率迅速降低阶段，主要反应的离子方程式为　　。

（3）O₂催化氧化。其他条件相同时，调节吸收SO₂得到溶液的pH在4.5～6.5范围内，pH越低SO₄^2﹣生成速率越大，其主要原因是　　；随着氧化的进行，溶液的pH将　　（填“增大”、“减小”或“不变“）。

CH₄与CO₂重整生成H₂和CO的过程中主要发生下列反应

CH₄（g）+CO₂（g）═2H₂（g）+2CO（g）△H＝247.1kJ•mol^﹣1

H₂（g）+CO₂（g）═H₂O（g）+CO（g）△H＝41.2kJ•mol^﹣1

在恒压、反应物起始物质的量比n（CH₄）：n（CO₂）＝1：1 条件下，CH₄和CO₂的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是（　　）

A．升高温度、增大压强均有利于提高CH₄的平衡转化率

B．曲线B表示CH₄的平衡转化率随温度的变化

C．相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠

D．恒压、800K、n（CH₄）：n（CO₂）＝1：1 条件下，反应至CH₄转化率达到X点的值，改变除温度外的特定条件继续反应，CH₄转化率能达到Y点的值

室温下，将两种浓度均为0.10mol•L^﹣1的溶液等体积混合，若溶液混合引起的体积变化可忽略，下列各混合溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是（　　）

A．NaHCO₃﹣Na₂CO₃混合溶液（pH＝10.30）：c（Na⁺）＞c（HCO₃^﹣）＞c（CO₃^2﹣）＞c（OH^﹣）             

B．氨水﹣NH₄Cl混合溶液（pH＝9.25）：c（NH₄⁺）+c（H⁺）＝c（NH₃•H₂O）+c（OH^﹣）             

C．CH₃COOH﹣CH₃COONa混合溶液（pH＝4.76）：c（Na⁺）＞c（CH₃COOH）＞c（CH₃COO^﹣）＞c（H⁺）             

D．H₂C₂O₄﹣NaHC₂O₄混合溶液（pH＝1.68，H₂C₂O₄为二元弱酸）：c（H⁺）+c（H₂C₂O₄）═c（Na⁺）+c（C₂O₄^2﹣）+c（OH^﹣）

根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是（　　）

选项	实验操作和现象	结论
A	向淀粉溶液中加适量20% H2SO4溶液，加热，冷却后加NaOH溶液至中性，再滴加少量碘水，溶液变蓝	淀粉未水解
B	室温下，向0.1mol•L^﹣^1HCl溶液中加入少量镁粉，产生大量气泡，测得溶液温度上升	镁与盐酸反应放热
C	室温下，向浓度均为0.1mol•L^﹣^1的BaCl2和CaCl2混合溶液中加入Na2CO3溶液，出现白色沉淀	白色沉淀是BaCO3
D	向0.1mol•L^﹣^1H2O2溶液中滴加0.01mol•L^﹣^1KMnO4溶液，溶液褪色	H2O2具有氧化性

A．AB．BC．CD．D

化合物Z是合成某种抗结核候选药物的重要中间体，可由下列反应制得。

下列有关化合物X、Y和Z的说法正确的是（　　）

A．X分子中不含手性碳原子

B．Y分子中的碳原子一定处于同一平面

C．Z在浓硫酸催化下加热可发生消去反应

D．X、Z分别在过量NaOH溶液中加热，均能生成丙三醇

将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是（　　）

A．阴极的电极反应式为Fe﹣2e^﹣═Fe²⁺

B．金属M的活动性比Fe的活动性弱

C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护

D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快

下列选项所示的物质间转化均能实现的是（　　）

A．NaCl（aq） $\stackrel{\mathit{电解}}{\to }$Cl₂（g） $\stackrel{\mathit{石灰水}}{\to }$漂白粉（s）

B．NaCl（aq） $\stackrel{C{O}_2\left(g\right)}{\to }$NaHCO₃（s） $\stackrel{\mathit{加热}}{\to }$Na₂CO₃（s）

C．NaBr（aq） $\stackrel{C{l}_2\left(g\right)}{\to }$Br₂（aq） $\stackrel{\mathit{NaI}\left(\mathit{aq}\right)}{\to }$I₂（aq）

D．Mg（OH）₂（s） $\stackrel{\mathit{HCl}\left(\mathit{aq}\right)}{\to }$MgCl₂（aq） $\stackrel{\mathit{电解}}{\to }$Mg（s）

下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是（　　）

A．NaOH的碱性比Mg（OH）₂的强

B．Cl₂得到电子的能力比Br₂的弱

C．原子半径r：r（Br）＞r（Cl）＞r（Mg）＞r（Na）

D．原子的最外层电子数n：n（Na）＜n（Mg）＜n（Cl）＜n（Br）

反应SiCl₄（g）+2H₂（g） $\frac{\underset{¯}{\mathit{高温}}}{}$Si（s）+4HCl（g）可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是（　　）

A．该反应△H＞0、△S＜0

B．该反应的平衡常数K $=\frac{c^4\left(\mathit{HCl}\right)}{c\left(\mathit{SiC}{l}_4\right)\times c^2\left(H_2\right)}$

C．高温下反应每生成1mol Si需消耗2×22.4L H₂

D．用E表示键能，该反应△H＝4E（Si﹣Cl）+2E（H﹣H）﹣4E（H﹣Cl）

下列指定反应的离子方程式正确的是（　　）

A．Cl₂通入水中制氯水：Cl₂+H₂O⇌2H⁺+Cl^﹣+ClO^﹣

B．NO₂通入水中制硝酸：2NO₂+H₂O═2H⁺+NO₃^﹣+NO

C．0.1mol•L^﹣1NaAlO₂溶液中通入过量CO₂：AlO₂^﹣+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^﹣             

D．0.1mol•L^﹣1AgNO₃溶液中加入过量浓氨水：Ag⁺+NH₃+H₂O═AgOH↓+NH₄⁺

下列有关化学反应的叙述正确的是（　　）

A．室温下，Na在空气中反应生成Na₂O₂

B．室温下，Al与4.0mol•L^﹣1NaOH溶液反应生成NaAlO₂

C．室温下，Cu与浓HNO₃反应放出NO气体

D．室温下，Fe与浓H₂SO₄反应生成FeSO₄