高中化学计算题

砷化镓（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等．回答下列问题：

（1）写出基态As原子的核外电子排布式________．

（2）根据元素周期律，原子半径Ga________As，第一电离能Ga________As．（填"大于"或"小于"）

（3） $AsC{l}_3$ 分子的立体构型为________，其中As的杂化轨道类型为________．

（4） $Ga{F}_3$ 的熔点高于1000℃， $GaC{l}_3$ 的熔点为77.9℃，其原因是________．

（5）GaAs的熔点为1238℃，密度为 $\rho g•c{m}^{﹣3}$ ， 其晶胞结构如图所示．

该晶体的类型为________，Ga与As以________键键合．Ga和As的摩尔质量分别为 $M_{Ga}g•mo{l}^{﹣1}$ 和 $M_{As}g•mo{l}^{﹣1}$ ， 原子半径分别为 $r_{Ga}pm$ 和 $r_{As}pm$ ，阿伏伽德罗常数值为 $N_A$ ，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________．

天然气的主要成分为CH ₄，一般还含有C ₂H ₆等烃类，是重要的燃料和化工原料。

（1）乙烷在一定条件可发生如下反应：C ₂H ₆（g）═C ₂H ₄（g）+H ₂（g）△H ₁，相关物质的燃烧热数据如下表所示：

物质	C 2H 6（g）	C 2H 4（g）	H 2（g）
燃烧热△H/（kJ•mol ^﹣ ^1）	﹣1560	﹣1411	﹣286

①△H ₁＝ 　　kJ•mol ^{﹣ 1}。

②提高该反应平衡转化率的方法有 　　、 　　。

③容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下（p）发生上述反应，乙烷的平衡转化率为α．反应的平衡常数K _p＝ 　　（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）。

（2）高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH ₄ $\stackrel{\mathit{高温}}{\to }$ C ₂H ₆+H ₂．反应在初期阶段的速率方程为：r＝k×c ${}_{C{H}_4}$ ，其中k为反应速率常数。

①设反应开始时的反应速率为r ₁，甲烷的转化率为α时的反应速率为r ₂，则r ₂＝ 　　r ₁。

②对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是 　　。

A．增加甲烷浓度，r增大

B．增加H ₂浓度，r增大

C．乙烷的生成速率逐渐增大

D．降低反应温度，k减小

（3）CH ₄和CO ₂都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示：

①阴极上的反应式为 　　。

②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2：1，则消耗的CH ₄和CO ₂体积比为 　 。

氢气的生产、存储是氢能应用的核心。目前较成熟的生产、存储路线之一为：利用CH ₃OH和H ₂O在某Cu/Zn﹣Al催化剂存在下生产H ₂，H ₂与Mg在一定条件下制得储氢物质X。

回答问题：

（1）Al在周期表中的位置 　　。基态Zn的价层电子排布式 　　。

（2）水分子中氧原子的杂化轨道类型 　　。

（3）键能是衡量共价键稳定性的参数之一。 CH ₃OH键参数中有 　　种键能数据。CH ₃OH可以与水以任意比例互溶的原因是 　　。

（4）X的晶胞结构如图所示（晶胞参数：α＝β＝γ＝90°，a＝b＝450.25pm），密度为1.4g•cm ^{﹣ 3}，H ^﹣的配位数为 　　，X的储氢质量分数是 　　，c＝ 　　pm （列出计算式即可）。

吸热反应N₂(g)+O₂(g)2NO(g)，在2000℃时Ｋ＝6.2×10^-4。2000℃时，向10Ｌ密闭容器中放入3×10^-3molNO、2.50×10^-1molN₂和4.00×10^-2molO₂。
通过计算回答：
（1）此反应的初始状态是否为化学平衡状态？
（2）若非化学平衡状态，反应将向哪个方向进行以达到化学平衡状态？

把3.9 g Na₂O₂放入100mL水中，充分反应后，计算：
（1）生成O₂的体积（标准状况）；
（2）反应后所得NaOH的物质的量浓度（反应前后溶液体积变化忽略不计）。

实验室常用MnO₂与浓盐酸加热制备Cl₂，反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度，某小组同学提出的下列实验方案：向足量的二氧化锰中加入12.0mL的浓盐酸，加热，反应结束时收集到336mLCl₂（标准状况）；将反应后得到的残余液过滤、洗涤滤渣，洗涤液和滤液混合；向滤液中加入足量的AgNO₃溶液，过滤、洗涤、干燥后得到固体11.48g。计算
（1）参加反应的二氧化锰的质量。
（2）将生成的Cl₂通到NaOH溶液中制得100mL消毒液，求消毒液中有效成分的物质的量浓度。
（3）浓盐酸能和二氧化锰反应的生成Cl₂的最低浓度（假设反应后残余液体积为12mL）。（保留至0.01）

把10.2g镁铝合金的粉末放入过量的盐酸中，得到11.2L H₂（标准状况下）．试计算（写出计算过程）：
（1）该合金中铝的质量分数；
（2）该合金中铝和镁的物质的量之比．

把6.4g铜放入足量的浓硫酸中，加热，使得铜完全反应。计算生成的气体的体积(标准状况)。

把5.1 g镁铝合金的粉末放入过量的300 mL 2 mol·L^-1盐酸中，得到5.6 L H₂（标准状况下）。试计算：
（1）该合金中铝和镁的物质的量之比。
（2）在反应后的溶液中加入4 mol·L^-1 NaOH溶液，若要使沉淀量达到最大值，则加入的NaOH溶液的体积为多少？

硫铁矿又称黄铁矿，是生产硫酸的原料，其主要成分为FeS₂。850℃~950℃时，空气中煅烧，可能发生下列反应（设空气中N₂与O₂体积比为4：1)：4FeS₂+11O₂→2Fe₂O₃+8SO₂
（1）含硫35％的硫铁矿样品（杂质不含硫），其FeS₂的含量为            。
（2）设1t纯净的FeS₂完全反应，产生标准状况下SO₂          m³。
（3）为使FeS₂煅烧完全生成Fe₂O₃，工业上使用过量空气，当空气过量20％时，所得炉气中SO₂的体积分数为多少？

一氯代烃A(C₅H₁₁Cl)经水解后再氧化可得到有机物B，A的一种同系物(C₄H₉Cl)经水解得到有机物C，B和C可发生酯化反应生成酯D，则D可能的结构有种

A．12

B．16

C．24

D．32

将0.1mol某烃的衍生物与标准状况下4.48L氧气混合密闭于一容器中，点火后发生不完全燃烧，得到CO₂、CO和H₂O的气态混合物。将混合气体通过浓硫酸时，浓硫酸质量增加了3.6g，通过澄清石灰水时，可得到沉淀10g （干燥后称量）。剩余气体与灼热的氧化铁充分反应后再通入澄清的石灰水中，又得到20g固体物质（干燥后）。
求：（1）该有机物的分子式。
（2）该有机物可与醇发生酯化反应，且可使溴水褪色，写出有机物的结构式。

计算题（写出解题过程）
一定质量的金属铜，加入50mL10mol/L的浓硝酸充分反应后，铜完全溶解，共放出标准状况下的气体4.48L。
（1）若气体只有NO₂，计算铜的质量。
（2）若气体为NO₂和NO，且硝酸也恰好完全反应，计算铜的质量。

将6g的铁粉加入200mL Fe₂(SO₄)₃和CuSO₄的混合溶液，充分反应得到200mL 0.5mol/LFeSO₄溶液和5.2g固体沉淀物。试计算
（1）反应后生成铜的质量；
（2）原Fe₂(SO₄)₃溶液的物质的量浓度。

将20g某铁矿石（设只含铁的氧化物和杂质SiO₂）溶于过量的稀盐酸，过滤后得5.6g不溶物和滤液；然后在滤液中加入足量的NaOH溶液，过滤后将沉淀灼烧，得16g红棕色固体。
（1）红棕色固体的化学式是               ，其中的n(Fe)=         mol。
（2）请计算（写出计算过程）：
①该矿石中铁氧化物的化学式。
②若加入的稀盐酸为4.0mol·L ^-1200mL，反应前后体积变化忽略不计，则滤液中剩余H⁺的物质的量浓度是多少？