高中化学有关有机物分子式确定的计算试题

(共8分)将44．8g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11．2L请回答：
（1）标况下，NO的体积为______L，NO2的体积为_______L。
（2）待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为___________mol/L（填表达式）。
（3）欲使铜与硝酸反应生成的气体与O2和H2O全部转化为HNO3，至少需要O2_________g。

Ⅰ．2013年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。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)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如下图所示。

据此判断：
（1）该反应的ΔH     0（选填“＞”、“＜”）。
（2）若在一定温度下，将1.0 mol NO、0.5 mol CO充入0.5 L固定容积的容器中，达到平衡时NO、CO、CO₂、N₂物质的量分别为：0.8 mol、0.3 mol、0.2 mol、0.1 mol，该反应的化学平衡常数为K=        ；若保持温度不变，再向容器中充入CO、N₂各0.3 mol，平衡将         移动（选填“向左”、“向右”或“不”）。
Ⅱ．以甲烷为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。

回答下列问题：
（1）B极为电池     极，电极反应式为                                     。
（2）若用该燃料电池做电源，用石墨做电极电解100 mL 1 mol/L的硫酸铜溶液，当两极收集到的气体体积相等时，理论上消耗的甲烷的体积为        （标况下）。
Ⅲ．FeS饱和溶液中存在：FeS(s) Fe^2＋(aq)＋S^2－(aq)，K_sp=c(Fe^2＋)·c(S^2－),常温下K_sp=1.0×10^－16。又知FeS饱和溶液中c(H^＋)与c(S^2－)之间存在以下限量关系：[c(H^＋)]²·c(S^2－)＝1.0×10^－22，为了使溶液中c(Fe^2＋)达到1 mol/L，现将适量FeS投入其饱和溶液中，应调节溶液中的pH为      。

常温下钛的化学活性很小，在较高温度下可与多种物质反应。工业上由金红石（含TiO₂大于96％）为原料生产钛的流程如下：

（1）TiCl₄遇水强烈水解，写出其水解的化学方程式                   。
（2）①若液氯泄漏后遇到苯，在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快，原因是           。
②Cl₂含量检测仪工作原理如下图，则Cl₂在Pt电极放电的电极反应式为       。

③实验室也可用KClO₃和浓盐酸制取Cl₂，方程式为：KClO₃ + 6HCl(浓) =" KCl" + 3Cl₂↑+ 3H₂O。
当生成6.72LCl₂（标准状况下）时，转移的电子的物质的量为     mol。
（3）一定条件下CO可以发生如下反应：4H₂(g)+2CO(g) CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)  △H。
①该反应的平衡常数表达式为K=             。
②将合成气以n(H₂)/n(CO)=2通入1 L的反应器中，CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示，下列判断正确的是           （填序号）。

a．△H <0
b．P₁<P₂<P₃
c．若在P₃和316℃时，起始时n(H₂)/n(CO)=3，则达到平衡时，CO转化率小于50％
③采用一种新型的催化剂（主要成分是Cu-Mn的合金），利用CO和H₂制备二甲醚（简称DME）。观察下图回答问题。

催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为           时最有利于二甲醚的合成。

研究NO₂、SO₂ 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
（1）NO₂可用水吸收，相应的化学反应方程式为      。利用反应6NO₂＋ 8NH₃7N₂＋12 H₂O也可处理NO₂。当转移1.2 mol电子时，消耗的NO₂在标准状况下是      L。
（2）已知：2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）              ΔH="-196.6" kJ·mol^-1
2NO（g）+O₂（g）2NO₂（g）              ΔH="-113.0" kJ·mol^-1
则反应NO₂（g）+SO₂（g）SO₃（g）+NO（g）的ΔH=      kJ·mol^-1。
一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是           。
a．体系压强保持不变
b．混合气体颜色保持不变
c．SO₃和NO的体积比保持不变
d．每消耗1 mol SO₃的同时生成1 molNO₂
测得上述反应平衡时NO₂与SO₂体积比为1:6，则平衡常数K＝         。
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应ΔH     0（填“>”或“ <”）。实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，选择此压强的理由是       。

磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷酸盐如Ca₃(PO₄)₂等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
（1）白磷(P₄)可由Ca₃(PO₄)₂、焦炭和SiO₂在电炉中高温(～1550℃)下通过下面三个反应共熔得到。
①4Ca₃(PO₄)₂(s)+10C(s)＝12CaO(s)+2P₄(s)+10CO₂(g）ΔH₁=＋Q₁kJ·mol^-1
②CaO(s)+SiO₂(s)＝CaSiO₃(s） ΔH₂=－Q₂ kJ·mol^-1
③CO₂ (g)＋C(s)＝2CO(g)    ΔH₃=＋Q₃kJ·mol^-1
已知：CaSiO₃的熔点(1546℃)比SiO₂低。
写出由磷酸钙矿制取白磷总的反应方程式____________。
（2）白磷在热的浓氢氧化钾溶液中歧化得到一种次磷酸盐(KH₂PO₂)和一种气体         （写化学式）。
（3）磷的重要化合物NaH₂PO₄可通过H₃PO₄与NaOH溶液反应获得。工业上为了使反应的主要产物是NaH₂PO₄，通常将pH控制在         之间(已知磷酸的各级电离常数为：K₁ = 7.1×10⁻³   K₂ = 6.3×10⁻⁸    K₃ =4.2×10⁻¹³  lg7.1≈0.9  lg6.3≈0.8  lg4.2≈0.6) 。Na₂HPO₄溶液显碱性，若向其溶液中加入足量的CaCl₂溶液，溶液则显酸性，其原因是                 (用离子方程式表示)。
（4）白磷中毒后可用CuSO₄溶液解毒，解毒原理可用下列化学方程式表示：
11P ₄+60CuSO₄+96H₂O= 20Cu₃P+24H₃PO₄+60H₂SO₄
60molCuSO₄能氧化白磷的物质的量是          。

Ⅰ.铁盐、亚铁盐是实验室常用的药品。
请根据题意，完成下列填空：
(1)向酸化的FeCl₃溶液中逐滴加入KI溶液，溶液变成棕褐色。该反应的离子方程式为________________。
(2)向酸化的FeSO₄溶液中加几滴硫氰化钾溶液，没有什么明显变化，再滴加双氧水，溶液变血红色。继续滴加双氧水，血红色逐渐褪去，且有气泡产生。
写出上述变化中，有关反应的离子方程式：
①____________________________________；
②Fe^3＋＋3SCN^－=Fe(SCN)₃；
③11H₂O₂＋2SCN^－=2SO₄^2—＋2CO₂↑＋N₂↑＋10H₂O＋2H^＋
若生成1 mol N₂，H₂O₂和SCN^－的反应中转移电子的物质的量是________ mol。
(3)根据以上实验，推断Fe^2＋、I^－和SCN^－的还原性由强到弱的顺序为________。
Ⅱ.某课题组利用Fe粉和KNO₃溶液反应，模拟地下水脱氮过程，探究脱氮原理。
(4)实验前：①先用0.1 mol·L^－1 H₂SO₄洗涤Fe粉，其目的是__________，然后用蒸馏水洗涤至中性；②将KNO₃溶液的pH调至2.5；③为防止空气中的O₂对脱氮的影响，应向KNO₃溶液通入________(写化学式)。
(5)如图表示足量Fe粉还原上述KNO₃溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t₁时刻前该反应生成的阳离子分别是________、________。t₁时刻后，该反应仍在进行，溶液中NH₄⁺的浓度在增大，Fe^2＋的浓度却没有增大，可能的原因是__________________。

海洋资源的开发与利用具有广阔的前景。海水的pH一般在7.5~8.6之间。某地海水中主要离子的含量如下表：

成分	Na^+	K^+	Ca^2+	Mg^2+	Cl^－	SO4^2^－	HCO3^－
含量/mg∙L^－1	9360	83	160	1100	16000	1200	118

（1）海水显弱碱性的原因是（用离子方程式表示）：            ，该海水中Ca²⁺的物质的量浓度为__________mol/L 。
（2）电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如下图所示。其中阴（阳）离子交换膜只允许阴（阳）离子通过，电极均为惰性电极。

① 开始时阳极的电极反应式为                。
② 电解一段时间，    极（填“阴”或“阳”）会产生水垢，其成份为     （填化学式）。
③ 淡水的出口为a、b、c中的__________出口。
（3）海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料，如LiFePO₄电池某电极的工作原理如图所示：

该电池电解质为能传导 Li⁺的固体材料。
上面左图中的小黑点表示     （填粒子符号），充电时该电极反应式为       。
（4）利用海洋资源可获得MnO₂ 。MnO₂可用来制备高锰酸钾：将MnO₂与KOH混合后在空气中加热熔融，得到绿色的锰酸钾（K₂MnO₄），再利用氯气将锰酸钾氧化成高锰酸钾。该制备过程中消耗相同条件下氯气和空气的体积比为         （空气中氧气的体积分数按20%计）。

实验室采用MgCl₂、AlCl₃的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl₂O₄二主要流程如下:

（1）制备MgAl₂O₄过程中，高温焙烧时发生反应的化学方程式             。
（2）如图所示，过滤操作中的一处错误是                。

判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是           。高温焙烧时，用于盛放固  体的仪器名称是           。
（3）在25℃下，向浓度均为0．01 mol・L^-1的MgCl₂和AlCl₃混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_________________沉淀(填化学式)，生成该沉淀的离子方程式_____________________（已知25℃时K_sp[Mg(OH)₂]=1.8×10^-11，K_sp[Al(OH)₃]="3×10" ^-34。）
（4）无水AlCl₃(183℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备。

装置B中盛放饱和NaCl溶液,该装置的主要作用是         ；F中试剂的作用是        ；用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂为                   。
（5）将Mg、Cu组成的3.92g混合物投入过量稀硝酸中，充分反应后，固体完全溶解时收集到还原产物NO气体1.792L（标准状况），向反应后的溶液中加入4mol/L的NaOH溶液80mL时金属离子恰好完全沉淀。则形成沉淀的质量为                       g。

某金属单质跟一定浓度的硝酸反应,假定只产生单一的还原产物,当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2：1时，还原产物是

A．NO2

B．NO

C．N2O

D．N2

辉铜矿是冶炼铜的重要原料．
（1）工业上冶炼粗铜的某种反应为：Cu₂S+O₂===2Cu+SO₂
①当产生标况下11．2L气体时，转移电子数目为          ；
②将粗铜进行电解精炼，粗铜应与外电源的            极相接；若精炼某种仅含杂质锌的粗铜，通电一段时间后测得阴极增重ag，电解质溶液增重bg，则粗铜中含锌的质量分数为                ；
（2）将辉铜矿、软锰矿做如下处理，可以制得碱式碳酸铜：

①步骤I中用稀硫酸浸取矿石，为提高浸取率可采取的措施有           （任写一种）．
②步骤Ⅱ中调节浸出液pH=3．5的作用是                              ；
③步骤Ⅰ中发生如下3个反应，已知反应i)中生成的硫酸铁起催化作用。请写出反应iii)的化学方程式。
i)Fe₂O₃+3H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃+3H₂O
ii)Cu₂S+ Fe₂(SO₄)₃ = CuSO₄+CuS+2FeSO₄
iii)                                   
④步骤Ⅱ中，碳酸氢铵参与反应的离子方程式为                               ．

天津港“8.12”爆炸事故中，因爆炸冲击导致氰化钠泄漏，可以通过喷洒双氧水或硫代硫酸钠溶液来处理，以减轻污染。
资料：氰化钠化学式NaCN(C元素+2价，N元素-3价)，白色结晶颗粒、易潮解、有微弱的苦杏仁气味、剧毒、易溶于水、易水解生成氰化氢、水溶液呈碱性。
（1）氰化钠(NaCN）溶液呈碱性，其原因是____________（用离子方程式解释）。
（2）“8.12”爆炸事故后，当地政府组织群众用双氧水喷洒，用双氧水处理NaCN产生一种酸式盐和一种能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，写出该反应的化学方程式____          。
某化学兴趣小组在实验室制备硫代硫酸钠，并检测用硫代硫酸钠溶液处理后的氰化钠废水能否达标排放。
【实验一】实验室通过如右图所示装置制备Na₂S₂O₃。

（3）右图a装置中盛装Na₂SO₃
固体的仪器名称是______________；
b装置的作用是________________。
（4）装置c中的产物有Na₂S₂O₃和C0₂气体等，实验结束后，装置d中的溶质有NaOH、Na₂CO₃，还可能有________________________。
（5）实验结束后，在e处最好连接盛______________（选填“NaOH溶液”、“水”、“CCl₄”中任一种）的注射器，再关闭K2打开K1，防止拆除装置时污染空气。
【实验二】测定用硫代硫酸钠溶液处理后的废水中氰化钠的含量。已知：
①废水中氰化钠的最高排放标准为0.50 mg/L。
②AgI呈黄色，且CN ^-优先与Ag⁺反应。
实验如下：
取25.00 mL处理后的氰化钠废水于锥形瓶中并滴加几滴KI溶液作指示剂，用1.000 ×10^-4 mol/L的标准AgNO₃溶液滴定，消耗AgNO₃溶液的体积为2.50 mL。
（6）滴定终点的判断方法是_______________。
（7）处理后的废水中氰化钠的含量为_____________mg/L。

高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种新型、高效、多功能水处理剂。如图是以铁屑为原料制备K₂FeO₄的工艺流程图：

请回答下列问题：
（1）氯气与铁屑反应生成FeCl₃的条件是                  ，其生成物氯化铁也可作净水剂，其净水原理为                          。
（2）流程图中的吸收剂X 为                 （选填字母代号）。
a．NaOH 溶液          b．Fe 粉
c．FeSO₄溶液         d．FeCl₂溶液
（3）氯气与NaOH 溶液反应生成氧化剂Y 的离子方程式为                。
（4）反应④的化学方程式为             ，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为              。
（5）K₂FeO₄的净水原理是，该反应生成具有吸附性的Fe（OH）₃。用上述方法制备的粗K₂FeO₄需要提纯，可采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，洗涤剂可选用稀KOH 溶液，原因是                。
（6）测定制备的粗K₂FeO₄的纯度可用滴定法，滴定时有关反应的离子方程式为：

现称取1．98 g 粗K₂FeO₄样品溶于适量KOH 溶液中，加入稍过量的KCrO₂，充分反应后过滤，滤液在250 mL 容量瓶中定容。每次取25．00 mL 加入稀硫酸酸化，用0．100 0 mol·L-1的（NH₄）₂Fe（SO₄）₂标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为18．93 mL。则上述样品中K₂FeO₄的质量分数为      。

NaHSO₃溶液在不同温度下均可被过量KIO₃氧化，当NaHSO₃完全消耗即有I₂析出，依据I₂析出所需时间可以求得NaHSO₃的反应速率。将浓度均为0.020 mol·L^－1的NaHSO₃溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO₃(过量)酸性溶液40.0 mL混合，记录10～55 ℃间溶液变蓝时间，55 ℃时未观察到溶液变蓝，实验结果如图。据图分析，下列判断不正确的是

A．40 ℃之前与40 ℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反

B．图中b、c两点对应的NaHSO3的反应速率相等

C．图中a点对应的NaHSO3的反应速率为5.0×10^－5 mol·(L·s)^－1

D．温度高于40 ℃时，淀粉不宜用作该实验的指示剂

将51.2 g Cu完全溶于适量浓硝酸中，收集到氮的氧化物（含NO、N₂O₄、NO₂）的混合物共0.8mol，这些气体恰好能被500 mL NaOH溶液完全吸收，生成NaNO₂和NaNO₃两种盐溶液，其中NaNO₃的物质的量为0.2 mol，则NaOH的浓度为

A．2mol/L

B．1.8mol/L

C．2.4 mol/L

D．3.6 mol/L

镁是海水中含量较多的金属，镁合金及其镁的化合物用途非常广泛。
（1）Mg₂Ni是一种储氢合金，已知：
Mg（s）+H₂（g）=MgH₂（S）   △H₁="-" 74．5kJ·mol^-1
Mg₂Ni（s）+2H₂（g）=Mg₂NiH₄（s）   △H₂="-" 64．4kJ·mol^-l
则：Mg₂Ni（s）+2MgH₂（s）=2Mg（s）+Mg₂NiH₄（s）的△H₃=          ．
（2）某科研小组用水氯镁石（主要成分为MgCl₂·6H₂O）制备金属镁工艺的关键流程如下：

科研小组将MgCl₂·6H₂O在氩气气氛中进行热重分析，结果如下图（TG表示残留固体质量占原样品总质量的百分数）。

①图中AB线段为“一段脱水”，试确定B点对应固体物质的化学式____             ；图中BC线段为“二段脱水”，在实验中通入H₂和Cl₂燃烧产物的目的是               。
②该工艺中，可以循环使用的物质有___          。
（3）CH₃MgCl是一种重要的有机合成剂，其中镁的化合价是                ，该化合物水解时生成甲烷、氯化镁和氢氧化镁，请写出该反应的化学方程式                  。
（4）储氢材料Mg（AIH₄）₂在110～200℃的反应为：Mg（AIH₄）₂＝MgH₂+2Al+3H₂↑；每转移3 mol电子生成Al的质量为____           。
（5）“镁_一次氯酸盐”燃料电池的装置如右图所示，该电池的正极反应式为               。