高中化学有关有机物分子式确定的计算填空题

(15分)资源化利用CO₂不仅可以减少温室气体的排放，还可以重新获得燃料或重要工业产品。
（1）有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO₂，相关热化学方程式为：6FeO(s)+CO₂(g)=2Fe₃O₄(s)+C(s)  △H＝-76.0kJ/mol，该反应中每生成1mol Fe₃O₄，转移电子的数目为           。
（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应为：CO₂(g)+4H₂(g) CH₄(g)+2H₂O(g)  △H<0
①向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO₂和H₂，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO₂ 0.2mol/L, H₂ 0.8 mol/L, CH₄ 0.8 mol/L, H₂O 1.6 mol/L。起始充入CO₂和H₂的物质的量分别为    、     。CO₂的平衡转化率为     。
②现有两个相同的恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器Ⅰ、Ⅱ，在Ⅰ中充入1mol CO₂和4molH₂，在Ⅱ中充入1mol CH₄和2molH₂O(g)，300℃开始反应，达到平衡时，下列说法正确的是（    ）（填字母）。

A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同

B．容器Ⅰ、Ⅱ中反应的平衡常数相同

C．容器Ⅰ中CO2的物质的量比容器Ⅱ中的多

D．容器Ⅰ中CO2的转化率与容器Ⅱ中CH4的转化率之和小于1

（3）华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO₂零排放，其基本原理如下图所示：

①上述生产过程的能量转化方式是                    、                    。
②上述电解反应在温度小于900℃时进行，碳酸钙分解为CaO和CO₂，电解质为熔融碳酸钠，则阳极电极反应式为                             ，阴极电极反应式为                             。

(18分)高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下：

（1）反应①应在温度较低的情况下进行。因在温度较高时KOH 与Cl₂反应生成的是KClO₃。写出在温度较高时KOH与Cl₂反应的化学方程式                           ，当反应中转移5 mol电子时，消耗的氯气是         mol。
（2）在反应液I中加入KOH固体的目的是         （填编号）。

A．与反应液I中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClO

B．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率

C．为下一步反应提供碱性的环境

D．使KClO3转化为 KClO

（3）从溶液II中分离出K₂FeO₄后，还会有副产品KNO₃、KCl，则反应③中发生的离子反应方程式为                                          。
（4）如何判断K₂FeO₄晶体已经洗涤干净                               。
（5）高铁酸钾(K₂FeO₄)作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质，其离子反应是：    FeO₄²¯ +    H₂O =      Fe(OH)₃(胶体) +     O₂↑ +        
完成并配平上述反应的离子方程式。

(12分)次硫酸氢钠甲醛(xNaHSO₂·yHCHO·zH₂O)俗称吊白块，在印染、医药以及原子能工业中有广泛应用。它的组成可通过下列实验测定：① 准确称取1.540 0 g样品，完全溶于水配成100 mL溶液；② 取25.00 mL所配溶液经AHMT分光光度法测得甲醛物质的量浓度为0.10 mol·L^－1；③ 另取25.00 mL所配溶液，加入过量碘完全反应后，加入BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重得到白色固体0.582 5 g。次硫酸氢钠甲醛和碘反应的方程式如下：
xNaHSO₂·yHCHO·zH₂O＋I₂―→NaHSO₄＋HI＋HCHO＋H₂O(未配平)
（1）生成0.582 5 g白色固体时，需要消耗碘的质量为________。
（2）若向吊白块溶液中加入氢氧化钠，甲醛会发生自身氧化还原反应，生成两种含氧有机物，写出该反应的离子方程式________________________________。
（3）通过计算确定次硫酸氢钠甲醛的组成(写出计算过程)。

铁与HNO₃作用时，还原产物除与HNO₃浓度有关外，还与温度有关。已知铁与冷的稀HNO₃反应时，主要还原产物为NO气体；与热的稀HNO₃反应时，主要还原产物为N₂O气体；当HNO₃更稀时，其主要还原产物是NH₄⁺。现有铁与稀 HNO₃的作用，请分析下图，回答有关问题。假设曲线的各段内只有一种还原产物。

（1）0点到a点的还原产物是               。
（2）a点到b点的还原产物是         ，其原因可能是                      。
（3）试完成b点到c点的反应方程式：
□Fe+□HNO₃——□Fe( NO₃)₃+□[       ]+□H₂O
（4）反应过程中，到达      点时，HNO₃已完全反应。
（5）已知达到d点时反应结束，此时溶液中的主要阳离子是Fe²⁺，则c点和d点参加反应的铁的物质的量之比是              。

绿矾(FeSO₄·7H₂O)硫酸法生产一种稀有金属产品过程中产出的副产品，产品外观为淡绿色或淡黄绿色结晶固体。加入适量可调节碱性水中的pH，与水中悬浮物有机结合，并加速沉淀，主要应用于水质净化和工业废水处理，同时具有杀菌作用。
（1）98% 1.84 g/cm³的浓硫酸在稀释过程中，密度下降，当稀释至50%时，密度为1.4g/cm³，50%的硫酸物质的量浓度为           (保留两位小数)，50%的硫酸与30%的硫酸等体积混合，混合酸的浓度为         (填>、<、=")40%" 。
（2）实际生产用20%发烟硫酸(100克发烟硫酸含SO₃ 20克)配制稀硫酸，若用SO₃·nH₂O表示20%的发烟硫酸，则n=____________(保留两位小数)。
（3）绿矾在空气中容易被部分氧化为硫酸铁，现取7.32克晶体溶于稀盐酸后，加入足量的BaCl₂溶液，过滤得沉淀9.32克；再通入112mL(标准状况)氯气恰好将Fe^2＋完全氧化，推测晶体的化学式为                    。   
（4）硫酸亚铁铵［(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O］(俗称莫尔盐)，较绿矾稳定，在分析化学中常用来配制Fe²⁺的标准溶液，用此Fe²⁺的标准溶液可以测定剩余稀硝酸的量。现取8.64克Cu₂S和CuS的混合物用200 mL 2 mol/L稀硝酸溶液处理，发生反应如下：
10NO₃^-＋3Cu₂S＋16H^＋=6Cu^2＋＋10NO↑＋3SO₄^2-＋8H₂O
8NO₃^-＋3CuS＋8H^＋=3Cu^2＋＋3 SO₄^2-＋8NO↑+ 4H₂O
剩余的稀硝酸恰好与V mL 2 mol/L (NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液完全反应。
已知：NO₃^-＋3Fe^2＋＋4H^＋= NO↑＋3Fe³⁺＋2H₂O
①V值范围                      ；
②若V=48，试计算混合物中CuS的质量分数         (保留两位小数)。

氮是一种重要的非金属元素，可以形成多种不同类型的化合物，请根据要求回答下列问题：
（1）表示阿伏加德罗常数的数值，69g和的混合气体中含有__________个氧原子；2L 0.6 mol/L溶液中含_________个离子。
（2）三氟化氮()是一种无色，无味的气体，它是微电子工业技术的关键原料之一，三氟化氮在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，其反应的产物有：、和，
① 写出该反应的化学方程式            ．
若反应中生成0.15 mol ，转移的电子数目为________个．
②三氟化氮可由氨气和氟气反应得到：；据题意推测，，三种气体中，氧化性由强到弱的顺序为____________________
③是一种无色、无臭的气体，一旦泄漏，可以用溶液喷淋的方法减少污染，其产物除、、外，还肯定有_____________(填化学式)．
（3）氨和联氨（）是氮的两种常见化合物，制备联氨可用丙酮为催化剂，将次氯酸钠与氨气反应，该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2:1，写出该反应的化学方程式            。

（1）2015年8月12日天津港危化品爆炸，教训极为深刻。其中化学品之一是氰化钠(NaCN)：白色固体，可溶于水，剧毒，致死量50~250mg。氰化钠遇水或酸生成剧毒易燃的氰化氢(HCN)气体。处理氰化物可用碱性氯化法，该方法发生三步反应，写出其离子方程式。
①氯气与氢氧化钠溶液反应生成次氯酸盐(ClO^-)：                         。
②次氯酸盐氧化氰化物(CN^-)生成氰酸盐(CNO^-)：ClO^-+CN^-=CNO^-+2Cl^-
③过量的次氯酸盐氧化氰酸盐生成CO₃^2-和N₂：                             。
（2） 用ClO₂处理泄漏的氰化钠(NaCN)，得到无毒的NaCl、N₂和CO₂。若处理含NaCN 4×10^-5mol·L^-1的废水 1000L，至少需要ClO₂的质量为___________g。
（3）化学是一门以实验为基础的科学，下列叙述正确的是______（填写序号）．
①将0.2mol•L^-1FeCl₃溶液滴加到沸水中，然后继续加热并不断搅拌可制得氢氧化铁胶体．
②分液时，分液漏斗中下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出。
③用NaOH固体配制100g 10％的氢氧化钠溶液时，用到的玻璃仪器主要有玻璃棒、烧杯、量筒和胶头滴管。
④托盘天平、容量瓶、量筒、滴定管等定量仪器均标有0刻度线。
⑤除去CO₂中HCl，可将混合气体通过盛有饱和Na₂CO₃溶液的洗气瓶。
⑥纯净的氢气在氯气中安静地燃烧，产生苍白色火焰，瓶口伴有白雾。
⑦加入盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，则试样中一定有。
（4）化学实验中，常将溶液或试剂进行酸化，下列酸化处理的措施中正确的是

A．定性检验SO3^2-，可用HNO3酸化的BaCl2溶液

B．配制FeCl2溶液时通常加少量HNO3酸化，减小其水解程度

C．检验某溶液中是否含Cl^-，用HNO3酸化的AgNO3溶液

D．检验氧化铁中的氧化亚铁，先用硫酸溶液溶解，然后加入盐酸酸化的高锰酸钾溶液

硝酸是一种重要的化工原料，工业上生产硝酸的主要过程如下：
（1）以N₂和H₂为原料合成氨气: N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g) △H＜0，一定温度下，在密闭容器中充入1molN₂和3molH₂发生反应。若容器容积恒定，达到平衡状态时，容器内的压强是原来的，则N₂的转化率a₁=_______；若容器压强恒定，达到平衡状态时，N₂的转化率为a₂，则a₂______a₁（填“＞”、“＜”或“=”）。
（2）以氨气、空气为主要原料制硝酸：
①NH₃被氧气催化氧化生成NO的反应的化学方程式是___________________________________；
②在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO（g）+O₂（g）⇌2NO₂（g）△H＞0 该反应的反应速率（v）随时间（t）变化的关系如图所示,若t₂、t₄时刻只改变一个条件，下列说法正确的是（填选项序号）_______________；

a．在t₁～t₂时，可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
b．在t₂时，采取的措施一定是升高温度
c．在t₃～t₄时，可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d．在t₀～t₅时，容器内NO₂的体积分数在t₃时值的最大
③向容积相同、温度分别为T₁和T₂的两个密闭容器中分别充入等量NO₂发生反应：
2NO₂(g)⇌N₂O₄(g) △H＜0，恒温恒容下反应相同时间后，分别测定体系中NO₂的百分含量分别为a₁、a₂，已知T₁＜T₂，则a₁_______a₂

A．大于

B．小于

C．等于

D．以上都有可能

（3）硝酸厂常用如下2种方法处理尾气：
①催化还原法：催化剂存在时用H₂将NO₂还原为N₂；
已知：2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)  △H=﹣483.5kJ/mol 、N₂(g)+2O₂(g)=2NO₂(g) △H=+133kJ/mol
则H₂还原NO₂生成水蒸气反应的热化学方程式是_________________________；
②碱液吸收法：用Na₂CO₃溶液吸收NO₂生成CO₂，若每9.2gNO₂和Na₂CO₃溶液反应时转移电子数为0.1mol，则反应的离子方程式是__________________________________。

（1）甲醇(CH₃OH)是重要的能源物质，研究甲醇具有重要意义。为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了Y₂O₃的ZrO₂晶体，在高温下它能传导O^2-。电池工作时正极反应式为                            。
若以该电池为电源，用石墨做电极电解100 mL含有如下离子的溶液。

离子	Cu^2+	H^+	Cl^-
c/mol·L^-1	1	4	4	1

电解一段时间后，当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，阳极上收集到氧气标况下的体积为      L。
（2）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后将Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化。实验室用下图装置模拟上述过程：

①写出阳极电极反应式                     ；
②除去甲醇的离子反应为                                       ，该过程中被氧化的元素是        ，当产生标准状况下2.24 L CO₂时，共转移电子   mol。

已知钙的金属活泼性介于钾和钠之间，其化学性质与钠相似。钙及其化合物的有关反应如下：
①Ca+2H₂O=Ca(OH)₂+H₂↑       ②CaO+H₂O=Ca(OH)₂       ③CaO+CO₂=CaCO₃
④CaO₂+H₂O=        (未配平)  ⑤2CaO₂+2CO₂=2CaCO₃+O₂
结合所学知识完成下列问题：
（1）写出上述④的化学方程式：                                   ；
（2）用单线桥标出反应①的电子转移方向和数目：Ca+2H₂OCa(OH)₂+H₂↑
（3）写出以钙为原料制取过氧化钙（CaO₂）的化学方程式：                            ；
（4）在CaO₂的水溶液中，滴入酚酞溶液，预期的实验现象可能是                           。

氢气是一种清洁能源。制氢和储氢作为氢能利用的关键技术，是当前科学家主要关注的热点问题。（1）用甲烷制取氢气的两步反应的能量变化如下图所示：

①甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是________________。
②第Ⅱ步反应为可逆反应。800℃时，若CO的起始浓度为2.0 mol·L^－1，水蒸气的起始浓度为3.0 mol·L^－1，达到化学平衡状态后，测得CO₂的浓度为1.2 mol·L^－1，则CO的平衡转化率为__________。
（2）NaBH₄是一种重要的储氢载体，能与水反应生成NaBO₂，且反应前后B元素的化合价不变，该反应的化学方程式为                   ，反应消耗1mol NaBH₄时转移的电子数目为       。
（3）储氢还可借助有机物，如利用环已烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢。

在某温度下，向恒容容器中加入环已烷，其起始浓度为a mol·L^－1，平衡时苯的浓度为b mol·L^－1，该反应的平衡常数K=                    （用含a、b的关系式表达）。
（4）一定条件下，如下图所示装置可实现有机物的电化学储氢（除目标产物外，近似认为无其它有机物生成）。

①实现有机物储氢的电极是        ；

A．正极

B．负极

C．阴极

D．阳极

其电极反应方程为：                        。
②该储氢装置的电流效率η明显小于100%，其主要原因是相关电极除目标产物外，还有一种单质气体生成，这种气体是         。由表中数据可知，此装置的电流效率η＝              。[η＝（生成目标产物消耗的电子数/转移的电子总数）×100%，计算结果保留小数点后1位]。

H₂O₂在工业、农业、医药上都有广泛的用途。
（1）H₂O₂是二元弱酸，写出第一步的电离方程式                        ，第二步的电离平衡常数表达式K_a2＝               。
（2）许多物质都可以做H₂O₂分解的催化剂。一种观点认为：在反应过程中催化剂先被H₂O₂氧化（或还原），后又被H₂O₂还原（或氧化）。下列物质都可做H₂O₂分解的催化剂，在反应过程中先被氧化，后被还原的是             。
①I^－            ②Fe^3＋             ③Cu^2＋           ④Fe^2＋
（3）用碱性氢氧燃料电池合成H₂O₂，具有效率高，无污染等特点。电池总反应为：
H₂ + O₂ + OH^－ ＝ H₂O + HO₂^－。写出正极反应式：                   。
（4）H₂O₂是一种环境友好的强氧化剂。电镀废水（主要含Cu^2＋、Ni^2＋，还含少量Fe^3＋、Fe^2＋、Cr^3＋ 等）制备硫酸镍的一种流程如下：

①第（ⅰ）步，加入H₂O₂反应的离子方程式                   。
②第（ⅱ）步，滤渣中的主要成分在医疗上的用途是                 。
③为测定NiSO₄·n H₂O的组成，进行如下实验：称取2.627g样品，配制成250.00 mL溶液。准确量取配制的溶液25.00 mL，用0.04000 mol·L^－1的EDTA（Na₂H₂Y）标准溶液滴定Ni²⁺（离子方程式为Ni^2＋+ H₂Y^2－＝NiY^2－+ 2H^＋），消耗EDTA标准溶液25.00 mL。则硫酸镍晶体的化学式为               。

ClO₂气体是一种常用的消毒剂，近几年我国用ClO₂代替氯气对饮用水进行消毒。
（1）消毒水时，ClO₂还可将水中的Fe^2＋、Mn^2＋等转化成Fe(OH)₃和MnO₂等难溶物除去，由此说明ClO₂具有___________性。
（2）工业上可以通过下列方法制取ClO₂，请完成该化学反应方程式：2KClO₃＋SO₂==="=" 2ClO₂＋____________。
（3）自来水厂用ClO₂处理后的水中，要求ClO₂的浓度在0.1～0.8 mg·L^－1之间。碘量法可以检测水中ClO₂的浓度，步骤如下：
Ⅰ.取一定体积的水样，加入一定量的碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，并加入淀粉溶液，溶液变蓝。
Ⅱ.加入一定量的Na₂S₂O₃溶液。(已知：2S₂O＋I₂===S₄O＋2I^－)
Ⅲ.加硫酸调节水样pH至1～3。
操作时，不同pH环境中粒子种类如图所示：

请回答：
①操作Ⅰ中反应的离子方程式是__________________。
②确定操作Ⅱ完全反应的现象是___________________。
③在操作Ⅲ过程中，溶液又呈蓝色，反应的离子方程式是_______________________。
④若水样的体积为1.0 L，在操作Ⅱ时消耗了1.0×10^－3 mol·L^－1的Na₂S₂O₃溶液10 mL，则水样中ClO₂的浓度是__________mg·L^－1。

有一瓶（约100mL）硫酸和硝酸的混合溶液，取出10.00mL该混合溶液，加入足量氯化钡溶液，充分反应后过滤、洗涤、烘干，可得4.66g沉淀。滤液跟2.00mol/LNaOH溶液反应，共用去35.00mL碱液时恰好中和。试完成下列填空：
（1）则混合溶液中硝酸的物质的量浓度c (HNO₃) = _______________mol/L
（2）另取10.00mL原混酸溶液，加入1.60g铜粉共热，反应的离子方程式为：__________________________________在标准状况产生的气体体积为________ mL。(写出必要的计算过程)

氯碱工业生产中用氨气检查氯气管道是否泄漏，氨气遇到氯气会产生白烟，
（1）反应还生成了一种无毒的气态单质，写出反应的化学方程式 ________________________。
（2）在该反应中，氧化剂是____________，还原产物是____________，当有1.7g的氨气参与反应时，转移的电子数目为____________。
（3）列式计算当有112 mL的氯气（已折算到标准状况）参加反应时生成白烟的质量为________ g。