高中化学简答题

已知甲、乙、丙是中学常见的三种气体单质，相互间反应可制得化肥B。其转化关系如图所示：

（1）将B中所含元素填写在下表的恰当位置中（用元素符号表示）

（2）已知反应一是放热反应，画出能量关系示意图。

（3）为加快反应一的速率，可采取的措施有：适当升高温度、选用恰当的催化剂、增大某一反应物的浓度和______________。
（4）方法一的化学方程式是_________________。
（5）用方法二也能制得B：甲和丙反应的产物与A反应即可，这两种方法更好的是______(填“方
法一”或“方法二”)，理由是______________。

有机物K是制备液晶材料的重要中间体，其合成途径如下：

已知：一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基。
请回答下列问题：
（1）A的核磁共振氢谱有2种峰，则A的结构简式为。
（2）写出K中存在的官能团的名称。
（3）反应Ⅳ在（1）条件下的离子方程式为。
（4）反应Ⅰ→Ⅴ中属于氧化反应的有。
（5）根据反应Ⅱ的信息完成以下反应方程式：

（6）反应Ⅲ需试剂与条件是：。
（7）已知X为E的同分异构体，X与硬酯酸甘油脂具有相同的官能团，还能发生银镜反应。写出所有满足条件的X的结构简式：。

研究表面，可用NaBH₄与水反应制氢氧燃料电池的氢气：BH₄^-+2H₂O=BO₂^-+4H₂↑（实质为水电离产生的H⁺被还原）。下表为pH和温度对本反应中NaBH₄半衰期的影响（半衰期是指反应过程中，NaBH₄的浓度降低到初始浓度一半时所需的时间）。

体系 pH	不同温度下NaBH4的半衰期（min）
0℃	25℃	50℃	75℃
8	4. 32 ×10^0	6. 19 ×10^-1	8. 64 ×10^-2	1.22 ×10^-2
10	4. 32 ×10^2	6. 19 ×10^1	8. 64 ×10^0	1.22 ×10^0
12	4. 32 ×10^4	6. 19 ×10^3	8. 64 ×10^2	1.22 ×10^2
14	4. 32 ×10^6	6. 19 ×10^5	8. 64 ×10^4	1.22 ×10^4

根据要求回答下列问题：
（1）NaBH₄与水反应后所得溶液显碱性，则溶液中各离子浓度大小关系为___________。
（2）从上表可知，温度对NaBH₄与水反应速率产生怎样的影响？
答：。
（3）反应体系的pH为何会对NaBH₄与水反应的反应速率产生影响？
答：。
（4）实验表明，将NaBH₄溶于足量水，释放的H₂比理论产量少得多（即反应一段时间后有NaBH₄剩余也不再反应）。其可能原因是。

研究CO₂与CH₄的反应使之转化为CO和H₂，对减缓燃料危机，减少温室效应具有重要的意义。
（1）已知：①2CO(g)+O₂（g）＝2CO₂(g)　△H＝－566 kJ·mol^-1
②2H₂(g)+O₂（g）＝2H₂O(g)　△H＝－484kJ·mol^-1
③CH₄(g)+2O₂(g)＝CO₂(g)+2H₂O(g)　△H＝－802kJ·mol^-1
则CH₄(g)+CO₂(g)2CO(g)+2H₂(g)　△H＝　　kJ·mol^-1
（２）在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·Ｌ^-1的CH₄与CO₂，在一定条件下发生反应CH₄(g)+CO₂(g)2CO(g)+2H₂(g)，测得CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。

据图可知，P₁、P₂、 P₃、P₄由大到小的顺序　　。
‚在压强为P₄、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡点X，则用CO表示该反应的速率为。该温度下，反应的平衡常数为。　
（3）CO和H₂在工业上还可以通过反应C(s)+H₂O(g) CO(g)+H₂ (g)来制取。
①在恒温恒容下，如果从反应物出发建立平衡，可认定平衡已达到的是

A．体系压强不再变化	B．H2与CO的物质的量之比为1 ：1
C．混合气体的密度保持不变	D．气体平均相对分子质量为15，且保持不变

② 在某密闭容器中同时投入四种物质，2min时达到平衡，测得容器中有1mol H₂O(g)、1mol CO(g)、
2.2molH₂(g)和一定量的C(s)，如果此时对体系加压，平衡向（填“正”或“逆”）反应方向移动，第5min时达到新的平衡，请在下图中画出2～5min内容器中气体平均相对分子质量的变化曲线。

简答下列问题：
（1）酸雨是怎样形成的？它有什么危害？
（2）建筑物中的哪些金属受酸雨破坏的程度较小？
（3）为什么冬天雨水的酸性通常较强？

苯酚是一种重要的化工原料。以苯酚为主要起始原料，经下列反应可制得香料M和高分子化合物N。（部分产物及反应条件已略去）

（1）写出A与CO₂在一定条件下反应的化学方程式是　　　　。
（2）B中所含官能团名称是　　　　。
（3）已知C的分子式为C₅H₁₂O，C能与金属Na反应，C的一氯代物有2种。
①C的结构简式是　　　　。
②B与C反应的化学方程式是　　　　。
（4） D的结构简式是　　　　，生成N的反应类型是　　　　。
（5）以苯酚为基础原料也可以合成防腐剂F。经质谱分析F的相对分子质量为152，其中氧元素的质量分数为31.58%，F完全燃烧只生成CO₂和H₂O。
①F的分子式是　　　　。
②已知：
A．芳香族化合物F能与NaHCO₃溶液反应，且不能发生水解反应；
B．F的核磁共振氢谱显示其分子中含有4种氢原子；
C．分子结构中不存在“-O-O-”的连接方式。
则F的结构简式是　　　　。

海洋是一个巨大的化学资源宝库，下图是海水加工的示意图：

（1）海水淡化工厂通常采用的制备淡水的方法有 (写出两种)。
（2）下图是从浓缩海水中提取溴的流程图。写出下图中试剂A的化学式 ，
溶液中发生反应的化学方程式为 。

（3）制备金属镁是通过电解熔融的，而不用MgO，其原因是
。
（4）食盐也是一种重要的化工原料，氯碱工业就是通过电解饱和食盐水来制备NaOH、H₂和Cl₂。海水中得到的粗盐往往含有一些杂质，必须加入一些化学试剂，使杂质沉淀，处理后的盐水还需进入阳离子交换塔，其原因是 。电解食盐水在离子交换膜电解槽中进行，阳离子交换膜的作用是 。

(14分)工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如下图所示：

回答下列问题：
（1）在反应器中发生反应的化学方程式是______________。
（2）在膜反应器中发生反应：2HI(g)H₂(g)十I₂ △H>0。若在一定条件下密闭容器中加入l mol HI(g)， n(H₂)随时间(t)的变化如图所示：

①该温度下，反应平衡常数K=_______，若升高温度，K值将_______
(填“增大”、“减小”或“不变?’)。
②用化学平衡原理解释使用膜反应器及时分离出H₂的目的是___________________
（3）电渗析装置如下图所示：

①结合电极反应式解释阴极区HI_x转化为HI的原理是______________________________
②该装置中发生的总反应的化学方程式是________________________
（4）上述工艺流程中循环利用的物质是_________。

按要求回答下列问题：
（1）有下列六种物质：①碳60（C₆₀）晶体②硼晶体③Na₂O晶体④ CaF₂晶体⑤P₄O₁₀晶体⑥碳化硅晶体。其中属于离子晶体的是 ，属于分子晶体的是 ，属于原子晶体的是________________。
（2）有下列分子：HCN、P₄、SO₂、PCl₃、BF₃，其中属于非极性分子的是 。
（3）有下列离子：SO₃^2-、SO₄^2-、CO₃^2-，其中空间构型为正四面体形的是 ，中心原子的杂化轨道类型属于sp²杂化的是 。
（4）CaO晶胞如图所示，CaO晶体中Ca^2＋的配位数为___________；与每一个钙离子距离最近并且距离相等的钙离子有____________个 。

某工厂采用如图工艺处理镍钴矿硫酸浸取液（含 $N{i}^{2+}、C{o}^{2+}、F{e}^{2+}、F{e}^{3+}、M{g}^{2+}$和 $M{n}^{2+}$）。实现镍、钴、镁元素的回收。

已知：

物质	Fe（OH）3	Co（OH）2	Ni（OH）2	Mg（OH）2
Ksp	10^﹣^37.4	10^﹣^14.7	10^﹣^14.7	10^﹣^10.8

回答下列问题：

（1）用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出一条即可）。

（2）“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸（ $H_{2}S{O}_5$）， $1mol{H}_{2}S{O}_5$中过氧键的数目为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）“氧化”中，用石灰乳调节 $pH＝4$， $M{n}^{2+}$被 $H_{2}S{O}_5$氧化为 $Mn{O}_2$，该反应的离子方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（ $H_{2}S{O}_5$的电离第一步完全，第二步微弱）；滤渣的成分为 $Mn{O}_2$、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（填化学式）。

（4）“氧化”中保持空气通入速率不变， $Mn$（Ⅱ）氧化率与时间的关系如图。 $S{O}_2$体积分数为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿时， $Mn$（Ⅱ）氧化速率最大；继续增大 $S{O}_2$体积分数时， $Mn$（Ⅱ）氧化速率减小的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（5）“沉钴镍”中得到的 $Co$（Ⅱ）在空气中可被氧化成 $CoO（OH）$，该反应的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（6）“沉镁”中为使 $M{g}^{2+}$沉淀完全（ $25℃$），需控制 $pH$不低于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（精确至 $0.1$）。

甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：

（1）已知下列反应的热化学方程式：

①3O₂（g）═2O₃（g）ㅤK₁ㅤΔH₁＝285kJ•mol^﹣1

②2CH₄（g）+O₂（g）═2CH₃OH（l）ㅤK₂ㅤΔH₂＝﹣329kJ•mol^﹣1

反应③CH₄（g）+O₃（g）═CH₃OH（l）+O₂（g）的ΔH₃＝　 　kJ•mol^﹣1，平衡常数K₃＝　 　（用K₁、K₂表示）。

（2）电喷雾电离等方法得到的M⁺（Fe⁺、Co⁺、Ni⁺等）与O₃反应可得MO⁺。MO⁺与CH₄反应能高选择性地生成甲醇。分别在300K和310K下（其他反应条件相同）进行反应MO⁺+CH₄═M⁺+CH₃OH，结果如图所示。图中300K的曲线是 　 　（填“a”或“b”）。300K、60s时MO⁺的转化率为 　 　（列出算式）。

（3）MO⁺分别与CH₄、CD₄反应，体系的能量随反应进程的变化如图所示（两者历程相似，图中以CH₄示例）。

（i）步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是 　 　（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。

（ii）直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则MO⁺与CD₄反应的能量变化应为图中曲线 　 　（填“c”或“d”）。

（iii）MO⁺与CH₂D₂反应，氘代甲醇的产量CH₂DOD 　 　CHD₂OH（填“＞”“＝”或“＜”）。若MO⁺与CHD₃反应，生成的氘代甲醇有 　 　种。

选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，以便完成下列反应： 2FeCl₃+Cu2FeCl₂+CuCl₂。画出原电池的示意图并写出电极反应。

有一包白色固体粉末，由CaCO₃、Na₂SO₄、KCl、Ba(NO₃)₂、CuSO₄中的几种物质组成，取样品进行如下实验（假设下列过程中，能反应的物质之间的反应恰好完全）：

（1）步骤“①”所用分离方法叫做 ，要从步骤②所得“无色溶液”中提取溶剂，所用分离方法叫做 。
（2）写出实验过程中发生化学反应的离子方程式 。
（3）固体粉末中一定不存在的物质是（填化学式，下同） ；一定存在的物质是 。
（4）将固体粉末可能的组成填入下表（可以不填满，也可以再补充）

序号	化学式
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ

（5）设计一个实验，进一步确定混合物的组成，简述实验操作、现象和结论。

痕检是公安机关提取犯罪嫌疑人指纹的一种重要方法，硝酸银显现法就是其中的一种：人的手上有汗迹，用手拿过白纸后，手指纹线就留在纸上．如果将硝酸银溶液小心地涂到纸上，硝酸银溶液就跟汗迹中的氯化钠作用，生成氯化银，其反应的化学方程式是．反应的类型是反应，氯化银在光照条件下分解生成银粒和另一种单质，其反应的化学方程式是．反应的类型是反应，银粒呈灰褐色，随着反应的进行，银粒逐渐增多，由灰褐色逐渐变成黑色，从而显现出黑色的指纹线．

(1)臭氧可用于净化空气、饮用水消毒、处理工业废物和作为漂白剂。
①臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如：
6Ag(s)+O₃(g)===3Ag₂O(s)；△H =" -235.8" kJ/mol;
己知：2 Ag₂O(s)===4Ag(s)+O₂(g)；△H = +62.2kJ/mol;
则反应 2O₃（g）= 3O₂（g）的△H = kJ/mol；
②科学家P．Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。臭氧在阳极周围的水中产
生，阴极附近的氧气则生成过氧化氢，阴极电极反应式为。
（2）用活性炭还原法处理氮氧化物，有关反应为：C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)某研究小组向某密闭的真空容器(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)中加入NO和足量的活性炭，恒温(T₁℃) 条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

①在10 min～20 min的时间段内，以CO₂表示的反应速率为；
②写出该反应的平衡常数的表达式K=；
③下列各项能作为判断该反应达到平衡状态的是(填序号字母)；

A．容器内压强保持不变	B．2v正(NO)=v逆(N2)
C．容器内CO2的体积分数不变	D．混合气体的密度保持不变

④30 min时改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是；
⑤一定温度下，随着NO的起始浓度增大，则NO的平衡转化率 (填“增大”、“不变”或“减小”)。