高中化学简答题

(9分)把2.16g某有机物在纯氧中完全燃烧，依次通入装有无水氯化钙干燥管和澄清石灰水，无水氯化钙干燥管增重1.44g，通过澄清石灰水得到沉淀14g。又知此有机物蒸气0.224L（已折算成标准状况下）的质量为1.08g。
⑴求此有机物的分子量?
(2)求此有机物的分子式?
(3)若此有机物跟FeCl₃溶液作用显紫色，写出此有机物可能的结构简式。

1996年诺贝尔化学奖授予对发现 C₆₀有重大贡献的三位科学家。C₆₀分子是形如球状的多面体，如右图，该结构的建立基于以下考虑：C₆₀分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；C₆₀分子只含有五边形和六边形；碳与碳之间既有单键又有双键，每个碳原子仍然满足四个价键饱和.
多面体的顶点数、面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：
顶点数 + 面数 - 棱边数 =" 2" 。

请回答：
（1）一个_C60分子中有多少个五边形和多少个六边形？
（2）一个_C60分子中有多少个C=C？
（3）已知C₇₀分子的结构模型也遵循C₆₀的那些规律，请确定C₇₀分子结构中上述几项参数。

【化学—选5：有机化合物基础】
有机物A、D均是重要的有机合成中间体，D被称为佳味醇（chavicol），具有特殊芳香的液体，也可直接作农药使用。下图所示的是由苯酚为原料合成A、D的流程。

已知：
①
②
③请回答下列问题：
（1）写出A、C、D的结构简式___________、_____________、_____________。
（2）是化合物B的一种同分异构体，用¹H核磁共振谱可以证明该化合物中有_____种氢处于不同的化学环境。
（3）指出的有机反应类型：________。
（4）化合物B经过下列转化，可合成用于制造树脂、合成橡胶乳液的有机原料丙烯酸。

①设置反应②、⑥的目的是__________________________。
②写出反应③的化学反应方程式______________________________________。
③G与甲醇反应生成的酯H是生产丙烯酸树脂的一种重要单体，写出H聚合的化学反应方程式_________________________________。

【化学—选修2：化学与技术】
请回答氯碱工业的如下问题：
（1）氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k（质量比）生成的产品。理论上k＝_______（要求计算表达式和结果）;
（2）原料粗盐中常含有泥沙和Ca^2＋、Mg^2＋、Fe^3＋、SO₄^2－等杂质，必须精制后才能供电解使用。精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na₂CO₃、②HCl（盐酸）③BaCl₂，这3种试剂添加的合理顺序是______________（填序号）
（3）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30％以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。

①图中X是_____（填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数a％与b％的大小_________;
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：______; 负极：_____;
③这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处）____________、____________。

(16分) 氮化硅（Si₃N₄）是一种新型陶瓷材料，它可由SiO₂与过量焦炭在1300-1700^oC的氮气流中反应制得3SiO₂（s）+6C（s）+2N₂（g） Si₃N₄（s）+6CO（g）
（1）上述反应氧化剂是，已知该反应每转移1mole^—，放出132．6kJ的热量，该方程式的∆H =。
（2）能判断该反应（在体积不变的密闭容器中进行）已经达到平衡状态的是（）
A．焦炭的质量不再变化 B．N₂和CO速率之比为1:3
C．生成6molCO同时消耗1mol Si₃N₄ D．混合气体的密度不再变化
（3）下列措施中可以促进平衡右移的是（）
A．升高温度 B．降低压强 C．加入更多的SiO₂ D．充入N₂
（4）该反应的温度控制在1300-1700^oC的原因是。
（5）某温度下，测得该反应中N₂和CO各个时刻的浓度如下，求0—20 min内N₂的平均反应速率，该温度下，反应的平衡常数K＝。

时间/min	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45
N2浓度/mol·L^-1	4．00	3．70	3．50	3．36	3．26	3．18	3．10	3．00	3．00	3．00
CO浓度/mol·L^-1	0．00	0．90	1．50	1．92	2．22	2．46	2．70

Fe₃P与稀HNO₃反应生成Fe(NO₃)₃、NO、H₃PO₄和H₂O。
(1) 写出反应的化学方程式：_______________________________________；
(2) 上述反应中，当生成1.8 mol Fe³⁺时，放出NO的体积(标准状况下)是__________L，消耗的HNO₃是__________mol；
(3) 上述反应中，当有21 mol电子发生转移时，生成H₃PO₄是_________mol，被还原的HNO₃是___________g。

在含n mol FeBr₂的溶液中，通入Cl₂，有x mol Cl₂发生反应。
（已知：还原性：Fe²⁺＞Br^—）
(1)当x≤时，反应的离子方程式为：。
(2)当反应的离子方程式为：2Fe²⁺＋4Br ^-＋3Cl₂＝2Fe³⁺＋2Br₂＋6Cl^-时，x与n的关系为。

取A、B两份物质的量浓度相等的NaOH溶液，体积均为50 mL，分别向其中通入一定量的CO₂后，再分别稀释为100 mL。
(1)在NaOH溶液中通入一定量的CO₂后，溶液中溶质的组成可能是：
①________；②________；③________；④________。
(2)在稀释后的溶液中分别逐滴加0.1 mol/L的盐酸，产生的CO₂的体积(标准状况)
与所加盐酸的体积关系如图所示：

①分别加入足量的盐酸后的溶液中的溶质是________，原NaOH溶液的物质的量浓度为________。
②A曲线表明，原溶液通入CO₂后，所得溶质与HCl反应产生CO₂的最大体积是________mL(标准状况)。
③B曲线表明，原溶液通入CO₂后，所得溶质的化学式为________，其物质的量之比为________。

2006年世界锂离子电池总产量超过25亿只，锂电池消耗量巨大，对不可再生的金属资源的消耗是相当大的，回收利用锂资源成为重要课题。某研究小组对某废旧锂离子电池正极材料(图中简称废料，成份为LiMn₂O₄、石墨粉和铝箔)进行回收研究，工艺流程如下：

已知：Li₂SO₄、LiOH和Li₂CO₃在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g。
（1）废料在用NaOH溶液浸取之前需要进行粉碎操作，其目的是。
（2）废旧电池可能由于放电不完全而残留有锂单质，为了安全对拆解环境的要求________。
（3）写出反应④生成沉淀X的离子方程式：
。
（4）己知LiMn₂O₄中Mn的化合价为+3和+4价，写出反应②的离子反应方程式：
。
（5）生成Li₂CO₃的化学反应方程式为________。已知Li₂CO₃在水中的溶解度随着温度升高而减小，最后一步过滤时应__。

铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛。研究铁及其化合物的应用意义重大。
I.水体的净化和污水的处理与铁及其化合物密切相关。
（1）自来水厂常用高铁酸钠（Na₂FeO₄）改善水质。简述高铁酸钠用于杀菌消毒同时又起到净水作用的原理___________。
（2）碱式硫酸铁［Fe(OH)SO₄］是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

回答下列问题：
①写出反应I中发生的氧化还原反应的离子方程式___________。
②加入少量NaHCO₃的目的是调节溶液pH，应控制pH的范围为____________。
③在实际生产中，反应II常同时通入O₂以减少NaNO₂的用量，若通入5.6L O₂（标准状况），则相当于节约NaNO₂的质量为____________g。
④碱式硫酸铁溶于水后产生的［Fe(OH)］²⁺离子，可部分水解生成［Fe₂(OH)₄］²⁺聚合离子。该水解反应的离子方程式为___________。
II铁的化合物也是制备高能锂电池的重要原料。已知磷酸亚铁锂电池总反应为：
FePO₄+LiLiFePO₄，电池中的固体电解质可传导Li⁺。试写出该电池充电时的阳极反应式____________。常温下以该电池为电源电解200mL饱和食盐水，当消耗1.4g Li时，溶液的pH为____________。（忽略溶液的体积变化）。

合成纤维Z的吸湿性接近于棉花。合成Z的流程图如下所示：

已知：下列反应中R、R′、R″代表烃基

（1）A的电子式为____________。
（2）E的名称为____________。
（3）反应①的化学方程式是____________。
（4）下列说法正确的是____________。
a．反应②的反应类型为加成反应
b．D能与Na、NaOH、NaHCO₃反应
c．Q是一种水溶性很好的高分子化合物
d．G在酸性或碱性环境中均能水解
（5）E有多种同分异构体，与E具有相同官能团的有____________种（不含E），其中核磁共振氢谱显示有3种氢原子，且能发生银镜反应的结构简式是____________。
（6）合成纤维Z含有六元环状结构， Z的结构简式是___________。

中学常见的某反应的化学方程式为A+B→C+D+H₂O（未配平，反应条件略去）。请回答下列有关问题：
（1）若A是铁，B是稀硝酸（过量），且A可溶于C溶液中。则A与C反应的离子方程式为_________________________________________________________________。
（2）若C、D均为气体，且都能使澄清石灰水变浑浊，则上述反应的化学方程式为___________________________________________________________________________。
（3）若C是无色刺激性气味的气体，其水溶液呈弱碱性。C能发生催化氧化反应，写出该反应的化学方程式____________________________________________________。
（4）若D为氯碱工业的主要原料，C是造成温室效应的主要气体之一，则上述反应的化学方程式为_____________________________________________________。

NiSO₄·6H₂O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等，可由电镀废渣（除含镍外，还含有：Cu、Zn、Fe、Cr等杂质）为原料获得。操作步骤如下：
①用稀硫酸溶液溶解废渣，保持pH约1.5，搅拌30min，过滤。
②向滤液中滴入适量的Na₂S，除去Cu²⁺、Zn²⁺，过滤。
③保持滤液在40℃左右，用6%的H₂O₂氧化Fe²⁺，再在95℃加入NaOH调节pH，除去铁和铬。
④在③的滤液中加入足量Na₂CO₃溶液，搅拌，得NiCO₃沉淀。
⑤________________________________________________________________________。
⑥_______________________________________________________________________。
⑦蒸发、冷却结晶并从溶液中分离出晶体。
⑧用少量乙醇洗涤并凉干。
（1）步骤②除可观察到黑色沉淀外，还可嗅到臭鸡蛋气味，用离子方程式说明气体的产生：_______________________________________________。
（2）步骤③中，加6%的H₂O₂时，温度不能过高，其原因是：______________________
_____________________________。
（3）除铁方法有两种，一是用H₂O₂作氧化剂，控制pH值2～4范围内生成氢氧化铁沉淀；
另一种方法常用NaClO₃作氧化剂，在较小的pH条件下水解，最终生成一种浅黄色的黄铁矾钠［Na₂Fe₆(SO₄)₄(OH)₁₂］沉淀除去。下图是温度-pH值与生成的沉淀关系图，图中阴影部分是黄铁矾稳定存在的区域（已知25℃时，Fe(OH)₃的Ksp= 2.64×10^?39）。

下列说法正确的是______________（选填序号）。
a．FeOOH中铁为+2价
b．若在25℃时，用H₂O₂氧化Fe²⁺，再在pH=4时除去铁，此时溶液中c(Fe³⁺)=2.64×10^?29
c．用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe²⁺离子方程式为：6Fe²⁺+ClO₃^－+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^－+3H₂O
d．工业生产中温度常保持在85～95℃生成黄铁矾钠，此时水体的pH约为1.2～1.8
（4）确定步骤④中Na₂CO₃溶液足量，碳酸镍已完全沉淀的简单方法是：_____________
_________________________________________________________。
（5）补充上述步骤⑤和⑥【可提供的试剂有6mol/L的H₂SO₄溶液，蒸馏水、pH试纸】。

（1）有人研究证明：使用氯气作自来水消毒剂，氯气会与水中有机物反应，生成如CHCl₃等物质，这些物质可能是潜在的致癌致畸物质。目前人们已研发多种饮用水的新型消毒剂。下列物质不能作自来水消毒剂的是（）（填序号）。

A．明矾

B．二氧化氯

C．臭氧

D．高铁酸钠( Na2FeO4)

（2）高铁（VI）酸盐是新一代水处理剂。其制备方法有：次氯酸盐氧化法（湿法）和高温过氧化物法（干法）等。湿法是在碱性溶液中用次氯酸盐氧化铁（III）盐，写出该法的离子方程式：。
（3）用高铁（VI）酸盐设计的高铁（VI）电池是一种新型可充电电池，电解质溶液为KOH溶液，放电时的总反应：3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O→3Zn(OH)₂+2Fe(OH)₃+4KOH
①写出正极发生的电极反应式：。
②用高铁（VI）电池作电源，以Fe作阳极，以Cu作阴极，对足量KOH溶液进行电解，当有0.1molK₂FeO₄反应时，在电解池中生成H₂L（标准状况）.
③下表列出了某厂排放的含锌废水中的含量及国家环保标准值的有关数据：

	含锌废水水质	经处理后的水国家环保标准值
Zn^2^＋浓度/(mg·L)	≤800	≤3.9
pH	1～5	6～9

经处理后的废水pH＝8，此时废水中Zn^2＋的浓度为mg/L（常温下，Ksp[Zn(OH)₂]＝1.2×10^-17），（填“符合”或“不符合”）国家环保标准。

威斯迈尔反应是在富电子芳环上引入甲酰基的有效方法。其过程首先是N,N-二甲基甲酰胺与POCl₃反应生成威斯迈尔试剂：

接着威斯迈尔试剂与富电子芳环反应，经水解后在芳环上引入甲酰基。例如：

10-1用共振式表示威斯迈尔试剂正离子。
10-2由甲氧基苯转化为对甲氧基苯甲醛的过程中，需经历以下步骤：⑴芳香亲电取代⑵分子内亲核取代⑶亲核加成⑷质子转移⑸消除。画出所有中间体的结构简式。

10-3完成下列反应：